JPH07154128A - Antenna directing device - Google Patents

Antenna directing device

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Publication number
JPH07154128A
JPH07154128A JP29826793A JP29826793A JPH07154128A JP H07154128 A JPH07154128 A JP H07154128A JP 29826793 A JP29826793 A JP 29826793A JP 29826793 A JP29826793 A JP 29826793A JP H07154128 A JPH07154128 A JP H07154128A
Authority
JP
Japan
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azimuth
angle
antenna
axis
elevation
Prior art date
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Pending
Application number
JP29826793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Murakoshi
尊雄 村越
Takeshi Hojo
武 北條
Yoshinori Kamiya
吉範 神谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokimec Inc
Original Assignee
Tokimec Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokimec Inc filed Critical Tokimec Inc
Priority to JP29826793A priority Critical patent/JPH07154128A/en
Publication of JPH07154128A publication Critical patent/JPH07154128A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To direct an antenna to a satellite in an excellent way by providing a shake angle arithmetic section, a servo deviation correction arithmetic section and an adder in the device and correcting a detection angular velocity deviation caused in an output of a gyro based on a tracking difference around an azimuth axial line and an elevating axial line. CONSTITUTION:A servo deviation correction arithmetic section 120 receives a shake angle or the like calculated by a shake angle arithmetic section 94 to calculate deviations he, ha of a detection angle of an elevating angle gyro 44 and an azimuth gyro 45. The deviations (he), (ha) are fed respectively to adders 125, 126, an angular velocity outputted from the gyro 44 is corrected by the deviation (he) at the adder 125, and an angular velocity outputted from the gyro 45 is corrected by the deviation (ha) at the adder 126. An corrected output signal of the gyros 44, 45 is fed respectively to an elevating angle control integration device 54 and an azimuth angle control integration device 58. An instruction signal outputted from the integration devices 54, 58 is fed to servo motors 33, 23 respectively via amplifiers 55, 59. Thus, the antenna 14 is directed in the direction of a satellite in an excellent way.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は海事衛星通信等に使用し
て好適なアンテナを衛星方向へ指向させるためのアンテ
ナ指向装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna directing device for directing an antenna suitable for use in maritime satellite communications or the like toward a satellite.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は従来のアンテナ指向装置の例を示
す。このアンテナ指向装置は基本的には方位−仰角系と
称され、基台3と斯かる基台3に装着された方位ジンバ
ル40と方位ジンバル40の上端部のU字形部材に装着
された取り付け金具41と斯かる取り付け金具41に取
り付けられたアンテナ14とを有する。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows an example of a conventional antenna pointing device. This antenna pointing device is basically referred to as an azimuth-elevation system, and has a base 3 and an azimuth gimbal 40 attached to the base 3, and a mounting bracket attached to a U-shaped member at the upper end of the azimuth gimbal 40. 41 and the antenna 14 attached to such a mounting bracket 41.

【0003】基台3はブリッジ部3−1を有してよく、
斯かるブリッジ部3−1には上方に突出する円筒部11
が装着されており、斯かる円筒部11の内部には1対の
軸受21−1、21−2が取り付けられている。この軸
受21−1、21−2の内輪には方位軸20が嵌合され
ており、方位軸20の上端部にはアーム13を介して方
位ジンバル40が装着されている。
The base 3 may have a bridge portion 3-1.
The bridge portion 3-1 has a cylindrical portion 11 protruding upward.
Is mounted, and a pair of bearings 21-1 and 21-2 is mounted inside the cylindrical portion 11. The azimuth axis 20 is fitted to the inner rings of the bearings 21-1 and 21-2, and the azimuth gimbal 40 is attached to the upper end of the azimuth axis 20 via the arm 13.

【0004】斯くして方位軸20が軸受21−1、21
−2によって支持された状態にて、方位ジンバル40は
方位軸20を通る軸線周りに回転することができる。方
位ジンバル40は下側の支持軸部40−1と上側のU字
形部40−2とを有し、支持軸部40−1の中心軸線即
ち方位軸線Z−Zは図示のように方位軸20を通る軸線
より偏倚して配置されている。尚、支持軸部40−1は
方位軸20を通る軸線に整合するように構成してもよ
い。
Thus, the azimuth axis 20 has the bearings 21-1, 21.
The azimuth gimbal 40 can rotate about an axis passing through the azimuth axis 20 while being supported by -2. The azimuth gimbal 40 has a lower support shaft portion 40-1 and an upper U-shaped portion 40-2, and the central axis of the support shaft portion 40-1, that is, the azimuth axis ZZ is as shown in the figure. It is arranged deviated from the axis passing through. The support shaft portion 40-1 may be configured to be aligned with the axis line passing through the azimuth axis 20.

【0005】方位ジンバル40のU字形部40−2に
は、より小さいU字形の取り付け金具41が配置されて
おり、斯かる取り付け金具41はその2つの脚部41−
1、41−2の各々に仰角軸30−1、30−2を有す
る。方位ジンバル40のU字形部40−2の2つの脚部
の各々には適当な軸受が装着されており、斯かる軸受に
よって仰角軸30−1、30−2は回転可能に支持され
ている。
On the U-shaped portion 40-2 of the orientation gimbal 40, a smaller U-shaped mounting member 41 is arranged, and the mounting member 41 has two legs 41-
The elevation angle axes 30-1 and 30-2 are provided on the respective 1 and 41-2. A suitable bearing is mounted on each of the two legs of the U-shaped portion 40-2 of the orientation gimbal 40, and the elevation shafts 30-1 and 30-2 are rotatably supported by the bearings.

【0006】仰角軸30−1、30−2の中心軸線は仰
角軸線Y−Yを構成しており、こうして、取り付け金具
41は方位ジンバル40のU字形部40−2の2つの脚
部の間にて仰角軸線Y−Y周りに回転可能に支持されて
いる。仰角軸線Y−Yは方位軸線Z−Zに対して直角に
配置されている。
The central axes of the elevation axes 30-1 and 30-2 form an elevation axis YY, and thus the mounting bracket 41 is located between the two legs of the U-shaped portion 40-2 of the orientation gimbal 40. Is rotatably supported around the elevation axis Y-Y. The elevation axis Y-Y is arranged at right angles to the azimuth axis Z-Z.

【0007】方位軸線Z−Zはアンテナ指向装置の取り
付け面、例えば船体面に垂直であり、従って、仰角軸線
Y−Yは船体面に対して常に平行に配置されている。
The azimuth axis ZZ is perpendicular to the mounting surface of the antenna directing device, for example the hull surface, so that the elevation axis YY is always arranged parallel to the hull surface.

【0008】U字形の取り付け金具41の脚部41−
1、41−2にはアンテナ14が装着されており、従っ
てアンテナ14は取り付け金具41と共に仰角軸線Y−
Y周りを回転することができる。アンテナ14は中心軸
線X−Xを有しており、斯かる中心軸線は仰角軸線Y−
Yに対して垂直である。
The leg portion 41 of the U-shaped mounting bracket 41
The antenna 14 is attached to the antennas 1 and 41-2.
It can rotate around Y. The antenna 14 has a central axis XX, which is the elevation axis Y-.
It is perpendicular to Y.

【0009】取り付け金具41には、仰角ジャイロ44
及び方位ジャイロ45が装着され、仰角ジャイロ44に
よって仰角軸線Y−Y周りを回転するアンテナ14の回
転角速度が検出され、方位ジャイロ45によって仰角軸
線Y−Y及びアンテナ14の中心軸線X−Xの双方に直
交する軸線周りのアンテナ14の回転角速度が検出され
る。仰角ジャイロ44と方位ジャイロ45は、例えば機
械式ジャイロ、光学式ジャイロ等の積分型ジャイロの
他、振動ジャイロ、レートジャイロ、光ファイバジャイ
ロ等の角速度検出型ジャイロであってよい。
The mounting bracket 41 includes an elevation gyro 44.
And the azimuth gyro 45 are attached, and the rotation angular velocity of the antenna 14 rotating around the elevation axis YY is detected by the elevation gyro 44, and both the elevation axis YY and the center axis XX of the antenna 14 are detected by the azimuth gyro 45. The angular velocity of rotation of the antenna 14 around the axis orthogonal to is detected. The elevation gyro 44 and the azimuth gyro 45 may be, for example, an integral gyro such as a mechanical gyro or an optical gyro, or an angular velocity detection gyro such as a vibration gyro, a rate gyro, or an optical fiber gyro.

【0010】取り付け金具41には更に、第1の加速度
計46と第2の加速度計47と第3の加速度計48とが
装着されている。第1の加速度計46によって仰角軸線
Y−Y周りのアンテナ14の中心軸線X−Xの傾斜角度
が検出され、第2の加速度計47によって水平面に対す
る仰角軸線Y−Yの傾斜角度xが検出される。
A first accelerometer 46, a second accelerometer 47, and a third accelerometer 48 are further mounted on the mounting bracket 41. The first accelerometer 46 detects the inclination angle of the central axis XX of the antenna 14 around the elevation axis YY, and the second accelerometer 47 detects the inclination angle x of the elevation axis YY with respect to the horizontal plane. It

【0011】第2の加速度計47をその入力軸線が仰角
軸線Y−Yに平行となるように、取り付け金具41に装
着すれば、その出力はsinxに比例する。尚、第2の
加速度計47は、その入力軸線が仰角軸線Y−Yに平行
となるように、方位ジンバル40に装着してもよい。
If the second accelerometer 47 is mounted on the mounting bracket 41 so that its input axis is parallel to the elevation axis YY, its output is proportional to sinx. The second accelerometer 47 may be attached to the azimuth gimbal 40 so that its input axis is parallel to the elevation axis YY.

【0012】第3の加速度計48は第1の加速度計46
及び第2の加速度計47の双方に直交するように装着さ
れる、即ち、第1の加速度計46の入力軸線及び第2の
加速度計47の入力軸線の双方に直交する入力軸線を有
するように取り付けられる。こうして、第3の加速度計
48はアンテナ14の中心軸線X−X及び仰角軸線Y−
Yの双方に直交する軸線の水平面に対する傾斜角度を検
出する。
The third accelerometer 48 is the first accelerometer 46.
And the second accelerometer 47 are mounted so as to be orthogonal to each other, that is, to have an input axis line that is orthogonal to both the input axis line of the first accelerometer 46 and the input axis line of the second accelerometer 47. It is attached. Thus, the third accelerometer 48 has the central axis XX and the elevation axis Y- of the antenna 14.
The tilt angle of the axis line orthogonal to both Y with respect to the horizontal plane is detected.

【0013】取り付け金具41の一方の脚部には仰角軸
線Y−Yと同軸的に仰角歯車32が装着されている。斯
かる仰角歯車32にはピニオン35が噛み合わされてお
り、斯かるピニオン35は方位ジンバル40のU字形部
40−2の一方の脚部に装着された仰角サーボモータ3
3の回転軸に取り付けられている。
An elevation gear 32 is mounted on one leg of the mounting bracket 41 coaxially with the elevation axis Y--Y. A pinion 35 is meshed with the elevation gear 32, and the pinion 35 is mounted on one leg of the U-shaped portion 40-2 of the azimuth gimbal 40.
It is attached to the rotating shaft of 3.

【0014】方位ジンバル40のU字形部40−2の一
方の脚部には仰角発信器34が装着されており、斯かる
仰角発信器34によってアンテナ14の仰角軸線Y−Y
周りの回転角度θが検出されそれを指示する信号が出力
される。
An elevation transmitter 34 is attached to one leg of the U-shaped portion 40-2 of the azimuth gimbal 40, and the elevation transmitter 34 mounts the elevation axis Y--Y of the antenna 14.
A rotation angle θ around the rotation angle is detected and a signal indicating the rotation angle θ is output.

【0015】一方、方位軸20の下端部には方位歯車2
2が取り付けられ、基台3のブリッジ部3−1上には方
位サーボモータ23と方位発信器24が取り付けられ、
方位サーボモータ23及び方位発信器24の回転軸にそ
れぞれ取り付けられたピニオン(図示なし)が方位歯車
22に噛み合わされるように構成されている。
On the other hand, the azimuth gear 2 is provided at the lower end of the azimuth axis 20.
2 is attached, and the azimuth servo motor 23 and the azimuth transmitter 24 are attached on the bridge portion 3-1 of the base 3.
Pinions (not shown) attached to the rotating shafts of the azimuth servo motor 23 and the azimuth transmitter 24 are configured to mesh with the azimuth gear 22.

【0016】図示のように、アンテナ指向装置を制御す
るために仰角制御ループと方位角制御ループが設けられ
ている。尚、アンテナ14の中心軸線X−Xが水平面と
なす角をアンテナの仰角θA とし、アンテナ14の中心
軸線X−Xが水平面上で子午線Nとなす角をアンテナの
方位角φA とする。
As shown, an elevation control loop and an azimuth control loop are provided to control the antenna pointing device. The angle formed by the central axis line XX of the antenna 14 with the horizontal plane is the elevation angle θ A of the antenna, and the angle formed by the central axis line XX of the antenna 14 with the meridian line N on the horizontal plane is the azimuth angle φ A of the antenna.

【0017】仰角制御ループはアンテナの仰角θA が衛
星高度角θS に一致するようにアンテナ14を仰角軸線
Y−Y周りに回転させるよう構成されており、速い制御
ループ、即ち、仰角安定化ループと遅い制御ループ、即
ち、仰角拘束ループとを含む。速い制御ループ、即ち、
仰角安定化ループにおいて、仰角ジャイロ44の出力は
仰角制御積分器54及び増幅器55を介して仰角サーボ
モータ33にフィードバックされる。それによって船体
が揺動しても慣性空間に対するアンテナ14の仰角軸線
Y−Y周りの角速度は常にゼロに保持される。
The elevation control loop is configured to rotate the antenna 14 about the elevation axis Y--Y so that the elevation angle θ A of the antenna matches the satellite elevation angle θ S , a fast control loop, namely elevation stabilization. A loop and a slow control loop, ie an elevation constraint loop. Fast control loop, ie
In the elevation stabilization loop, the output of the elevation gyro 44 is fed back to the elevation servomotor 33 via the elevation control integrator 54 and the amplifier 55. As a result, even if the hull oscillates, the angular velocity about the elevation axis YY of the antenna 14 with respect to the inertial space is always maintained at zero.

【0018】遅い制御ループ、即ち、仰角拘束ループに
おいて、第1の加速度計46、第2の加速度計47及び
第3の加速度計48からなる直交3軸の加速度計の出力
信号はアンテナ仰角演算部81に供給される。アンテナ
仰角演算部81は3つの加速度計46、47、48の出
力信号g1 、g2 、g3 を入力し、アンテナ14の仰角
θA 、即ち、水平面に対するアンテナ14の中心軸線X
−Xの傾斜角θA を演算する。斯かる演算は次の数1の
式に基づいて実行される。
In the slow control loop, that is, the elevation angle restraint loop, the output signal of the orthogonal three-axis accelerometer consisting of the first accelerometer 46, the second accelerometer 47 and the third accelerometer 48 is the antenna elevation angle calculator. 81. The antenna elevation angle calculation unit 81 inputs the output signals g 1 , g 2 , g 3 of the three accelerometers 46, 47, 48, and outputs the elevation angle θ A of the antenna 14, that is, the central axis X of the antenna 14 with respect to the horizontal plane.
Calculate the inclination angle θ A of −X. Such an operation is executed based on the following equation (1).

【0019】[0019]

【数1】 tanθA =−g1 /(g2 sinε+g3 cosε) 但し、tanε=g2 /g3 Tan θ A = −g 1 / (g 2 sin ε + g 3 cos ε) where tan ε = g 2 / g 3 ,

【0020】数1の式より明らかなように、斯かる演算
はアンテナ14の仰角θA の正接よりアークタンジェン
ト演算を行い、それによってアンテナ14の仰角θA
値及びその象限を求めることを含む。尚、アンテナ仰角
演算部81の機能と構成の詳細については、本願出願人
と同一の出願人によって出願された特願平4−3487
45号を参照されたい。
As is clear from the equation (1), such calculation includes arctangent calculation from the tangent of the elevation angle θ A of the antenna 14, thereby obtaining the value of the elevation angle θ A of the antenna 14 and its quadrant. . For details of the function and configuration of the antenna elevation angle calculation unit 81, Japanese Patent Application No. 4-3487 filed by the same applicant as the applicant of the present application.
See No. 45.

【0021】アンテナ仰角演算部81より出力されたア
ンテナ14の仰角θA を指示する信号は、例えば手動設
定された衛星高度角θS を指示する信号によって減ぜら
れ、更に、減衰器56を経由して仰角制御積分器54及
び増幅器55に入力される。このループは、アンテナ1
4の仰角θA を衛星高度角θS に一致させるための適当
な時定数を有する。尚、減衰器56に仰角ジャイロ44
のドリフト変動を補償させるために積分特性を具備させ
ることも可能である。
The signal indicating the elevation angle θ A of the antenna 14 output from the antenna elevation angle calculation unit 81 is reduced by, for example, the signal indicating the manually set satellite altitude angle θ S , and further passed through the attenuator 56. Then, it is input to the elevation angle control integrator 54 and the amplifier 55. This loop is antenna 1
It has an appropriate time constant for matching the elevation angle θ A of 4 with the satellite altitude angle θ S. The attenuator 56 is attached to the elevation gyro 44.
It is also possible to provide an integral characteristic in order to compensate the drift fluctuation of the.

【0022】方位角制御ループはアンテナ14の方位角
φA が衛星方位角φS に一致するように方位ジンバル4
0の方位を制御するように構成されており、速い制御ル
ープ、即ち、方位角安定化ループと遅い制御ループ、即
ち、方位角拘束ループとを含む。速い制御ループ、即
ち、方位角安定化ループにおいて、方位ジャイロ45の
出力信号は、secθ演算部76、方位角制御積分器5
8及び増幅器59を介して方位サーボモータ23にフィ
ードバックされ、それによってアンテナ14は、アンテ
ナ14の中心軸線X−X及び仰角軸線Y−Yの両者に直
交する軸線周りの船体の回転運動に対して、安定化され
ることができる。
The azimuth control loop controls the azimuth gimbal 4 so that the azimuth φ A of the antenna 14 matches the satellite azimuth φ S.
It is configured to control zero azimuth and includes a fast control loop, an azimuth stabilization loop and a slow control loop, an azimuth constraint loop. In the fast control loop, that is, the azimuth stabilization loop, the output signal of the azimuth gyro 45 is the secθ calculation unit 76 and the azimuth control integrator 5.
8 and the feedback to the azimuth servomotor 23 via the amplifier 59, which causes the antenna 14 to respond to the rotational movement of the hull about an axis orthogonal to both the central axis XX and the elevation axis YY of the antenna 14. Can be stabilized.

【0023】遅い制御ループ、即ち、方位角拘束ループ
において、方位発信器24より方位ジンバル40の回転
角(アンテナの回転角)φを指示する回転角信号が出力
され、斯かる回転角信号は加算器61に供給される。加
算器61では、斯かる回転角φと例えば磁気コンパス又
はジャイロコンパスより供給された船首方位角φC と傾
斜補正演算部93より供給された傾斜補正値ΔφA とが
加算され、その和より衛星方位角φS が減算される。加
算器61の出力信号は、更に、減衰器60を経由して方
位角制御積分器58に入力される。アンテナの回転角φ
と船首方位角φ C と傾斜補正値ΔφA との和が衛星方位
角φS に等しくなるとき、アンテナ14の方位は静止す
る。
Slow control loop, ie azimuth constraint loop
Rotate the bearing gimbal 40 from the bearing transmitter 24 at
Outputs a rotation angle signal that indicates the angle (rotation angle of the antenna) φ
The rotation angle signal is supplied to the adder 61. Addition
In the calculator 61, the rotation angle φ and the magnetic compass or
Is the heading azimuth φ supplied by the gyro compassCAnd inclination
Inclination correction value Δφ supplied from the inclination correction calculation unit 93AAnd
Satellite azimuth φ from the sumSIs subtracted. Addition
The output signal of the calculator 61 is further passed through the attenuator 60.
It is input to the position angle control integrator 58. Antenna rotation angle φ
And bow azimuth φ CAnd tilt correction value ΔφAIs the satellite direction
Angle φSThe direction of the antenna 14 is stationary when
It

【0024】斯かる傾斜補正演算部93は仰角発信器3
4より出力された仰角軸線Y−Y周りのアンテナ14の
回転角θを指示する信号と第2の加速度計47より出力
された水平面に対する仰角軸線Y−Yの傾斜角xの正弦
値sinxを指示する信号と第3の加速度計48より出
力されたアンテナの中心軸線X−X及び仰角軸線Y−Y
の双方に直交する軸線の水平面に対する傾斜角度θP
正弦値sinθP を指示する信号とを入力して、傾斜補
正値ΔφA を演算する。
The tilt correction calculation unit 93 is used for the elevation transmitter 3.
4 outputs a signal indicating the rotation angle θ of the antenna 14 about the elevation axis YY and a sine value sinx of the inclination angle x of the elevation axis YY with respect to the horizontal plane output from the second accelerometer 47. Signal and the central axis line XX and the elevation axis line YY of the antenna output from the third accelerometer 48.
Enter a signal indicating the sine value sin [theta P inclination angle theta P with respect to the horizontal plane of the axis perpendicular to both of, it calculates a tilt correction value [Delta] [phi A.

【0025】斯かる傾斜補正値ΔφA は次の数2の式に
よって求められる。
The tilt correction value Δφ A is obtained by the following equation (2).

【0026】[0026]

【数2】 tanΔφA =sinθ・sinx/sinθP (2) tan Δφ A = sin θ · sinx / sin θ P

【0027】尚、斯かる傾斜補正演算部93の構成と動
作の詳細については、本願出願人と同一の出願人によっ
て出願された特願平5─2581号を参照されたい。
For the details of the construction and operation of the inclination correction calculation unit 93, refer to Japanese Patent Application No. 5-2581 filed by the same applicant as the present applicant.

【0028】この方位角制御ループは、アンテナ14の
方位角φA を衛星方位角φS に一致させるための適当な
時定数を有する。尚、減衰器60に方位ジャイロ45の
ドリフト変動を補償させるために積分特性を具備させる
ことも可能である。即ち、減衰器56、60の出力は積
分型ジャイロトルカの出力に相当する。
The azimuth control loop has an appropriate time constant for matching the azimuth angle φ A of the antenna 14 with the satellite azimuth angle φ S. Incidentally, the attenuator 60 may be provided with an integral characteristic in order to compensate for the drift fluctuation of the azimuth gyro 45. That is, the outputs of the attenuators 56 and 60 correspond to the output of the integral gyro torquer.

【0029】こうして、仰角制御ループと方位角制御ル
ープとによってアンテナ14はその中心軸線X−Xが衛
星方向に指向するように構成されている。
In this way, the antenna 14 is constructed so that its central axis XX is directed toward the satellite by the elevation angle control loop and the azimuth angle control loop.

【0030】[0030]

【発明が解決しようとする課題】アンテナ指向装置にお
いて、船体が動揺した場合等において、アンテナの中心
軸線X−Xが方位軸線Z−Zに平行となることがある。
斯かる場合、従来のアンテナ指向装置では、方位角制御
ループの第3のループ中のsecθ演算部76の出力が
極めて大きな値となり、その結果、アンテナ14の中心
軸線X−Xが本来指向すべき衛星方向より偏倚してしま
う欠点があった。
In the antenna directing device, the center axis XX of the antenna may be parallel to the azimuth axis ZZ when the hull is shaken.
In such a case, in the conventional antenna directing device, the output of the secθ computing unit 76 in the third loop of the azimuth control loop becomes an extremely large value, and as a result, the central axis line XX of the antenna 14 should normally be directed. There was a drawback that it was offset from the direction of the satellite.

【0031】以下に斯かる問題を説明する。船体がロー
ル運動によってロール軸線(船首方向)周りにロール角
βにて回転(傾斜)し、アンテナの中心軸線X−Xが衛
星方向より偏倚すると制御ループが作動する。その結
果、アンテナの中心軸線X−Xが衛星方向を指向するべ
く、アンテナ14が方位軸線Z−Z周りに回転角φだけ
回転し、仰角軸線Y−Y周りに回転角θだけ回転したも
のとする。
The problem will be described below. The control loop operates when the hull rotates (tilts) around the roll axis (the bow direction) at the roll angle β due to the roll motion and the central axis XX of the antenna deviates from the satellite direction. As a result, it is assumed that the antenna 14 rotates by the rotation angle φ around the azimuth axis ZZ and rotates by the rotation angle θ around the elevation axis YY so that the central axis XX of the antenna points in the satellite direction. To do.

【0032】このとき仰角ジャイロ44及び方位ジャイ
ロ45が検出する角速度ωY 、ωZはそれぞれ次のよう
に表される。
At this time, the angular velocities ω Y and ω Z detected by the elevation angle gyro 44 and the azimuth gyro 45 are respectively expressed as follows.

【0033】[0033]

【数3】ωY =−β1 sinφ+θ1 ωZ =β1 cosφ・sinθ+φ1 cosθ[Number 3] ω Y = -β 1 sinφ + θ 1 ω Z = β 1 cosφ · sinθ + φ 1 cosθ

【0034】β1 :船体のロール軸線周りの回転(傾
斜)速度 θ:仰角軸線周りのアンテナ14の回転角 θ1 :仰角軸線周りのアンテナ14の回転速度(=dθ
/dt) φ:方位軸線周りのアンテナ14の回転角 φ1 :方位軸線周りのアンテナ14の回転速度(=dφ
/dt)
Β 1 : Rotational (tilt) speed of the hull about the roll axis θ: Rotational angle of the antenna 14 around the elevation axis θ 1 : Rotational speed of the antenna 14 around the elevation axis (= dθ
/ Dt) φ: rotation angle of the antenna 14 around the azimuth axis φ 1 : rotation speed of the antenna 14 around the azimuth axis (= dφ
/ Dt)

【0035】速い制御ループ、即ち、方位角安定化ルー
プは、secθ演算部76の出力がゼロになるように、
方位ジンバル40の方位を制御するように機能する。s
ecθ演算部76の出力がゼロのとき、数3の式によっ
て表される角速度ωZ はゼロ(ωZ =0)になる。従っ
て次の式が成立する。
In the fast control loop, that is, the azimuth stabilization loop, the output of the secθ calculation unit 76 becomes zero,
It functions to control the orientation of the orientation gimbal 40. s
When the output of the ecθ calculation unit 76 is zero, the angular velocity ω Z represented by the equation 3 becomes zero (ω Z = 0). Therefore, the following equation holds.

【0036】[0036]

【数4】φ1 =−β1 cosφ・tanθ[Equation 4] φ 1 = −β 1 cos φ · tan θ

【0037】この数4の式によって表される角速度φ1
は、方位角安定化ループによって達成されるべきアンテ
ナ14(又は方位ジンバル40)の方位軸線Z−Z周り
の回転速度φ1 である。斯かる回転速度φ1 は、方位サ
ーボモータ23によって達成される、従って、これは方
位サーボモータ23に供給される命令信号である。
Angular velocity φ 1 represented by the equation (4)
Is the rotational speed φ 1 about the azimuth axis ZZ of the antenna 14 (or the azimuth gimbal 40) to be achieved by the azimuth stabilization loop. Such a rotational speed φ 1 is achieved by the azimuth servomotor 23, so this is the command signal supplied to the azimuth servomotor 23.

【0038】数4の式より明らかなように、斯かる方位
サーボモータ23に供給される命令信号φ1 は仰角軸線
Y−Y周りのアンテナ14の回転角θが90°近くにな
ると、極大となる。例えば、β1 =20°/s、φ=0
°、θ=89°の時、φ1 =1146°/sとなる。
As is apparent from the equation (4), the command signal φ 1 supplied to the azimuth servomotor 23 has a maximum value when the rotation angle θ of the antenna 14 around the elevation axis YY is close to 90 °. Become. For example, β 1 = 20 ° / s, φ = 0
When θ and θ = 89 °, φ 1 = 1146 ° / s.

【0039】実際に使用されている方位サーボモータ2
3はこのような大きな回転速度φ1を達成することがで
きる性能を持たない。従って、方位制御ループが作動し
ても、アンテナ14の中心軸線X−Xが衛星方位に追従
することができず、secθ演算部76の出力はゼロと
ならない。secθ演算部76の出力は、方位サーボ偏
差として第2の積分器、即ち、仰角制御積分器58に入
力される。
Azimuth servomotor 2 actually used
3 does not have the ability to achieve such a large rotation speed φ 1 . Therefore, even if the azimuth control loop operates, the central axis line XX of the antenna 14 cannot follow the satellite azimuth, and the output of the secθ calculation unit 76 does not become zero. The output of the secθ calculation unit 76 is input to the second integrator, that is, the elevation angle control integrator 58, as the azimuth servo deviation.

【0040】速い制御ループである仰角安定化ループ
は、数3の式によって表される角速度ωY がゼロ(ωY
=0)になるように、アンテナ14の仰角を制御するよ
うに機能する。従って次の式が成立する。
In the elevation stabilization loop which is a fast control loop, the angular velocity ω Y represented by the equation (3) is zero (ω Y
Functioning to control the elevation angle of the antenna 14 such that Therefore, the following equation holds.

【0041】[0041]

【数5】θ1 =β1 sinφ[Equation 5] θ 1 = β 1 sin φ

【0042】この数5の式によって表される角速度θ1
は、仰角制御系の第1のループによって達成されるべき
アンテナ14の仰角軸線Y−Y周りの回転速度θ1 であ
る。斯かる回転速度θ1 は仰角サーボモータ23によっ
て達成される、従って、これは仰角サーボモータ33に
供給される命令信号である。
The angular velocity θ 1 expressed by the equation (5)
Is the rotational speed θ 1 about the elevation axis YY of the antenna 14 to be achieved by the first loop of the elevation control system. Such rotational speed θ 1 is achieved by the elevation servomotor 23, and thus this is the command signal supplied to the elevation servomotor 33.

【0043】数5の式より明らかなように、仰角サーボ
モータ23に供給される命令信号θ 1 の最大値は船体の
ロール軸線周りの回転(傾斜)速度β1 程度であり、略
20°/s程度である。
As is clear from the equation (5), the elevation servo
Command signal θ supplied to the motor 23 1The maximum value of
Rotation (tilt) speed around the roll axis β1Degree, abbreviation
It is about 20 ° / s.

【0044】しかしながら、数5の式より明らかなよう
に、斯かる命令信号即ち回転角速度θ1 は方位角φを含
む。上述のように、仰角軸線Y−Y周りのアンテナ14
の回転角θが90°近くになると、方位軸線Z−Z周り
のアンテナ14の回転角φは方位サーボ偏差を含む。し
たがって、数5の式によって表される如き、仰角サーボ
モータ33に供給される命令信号θ1 も斯かる方位サー
ボ偏差によって偏倚された値となっている。
However, as is clear from the equation (5), such a command signal, that is, the rotational angular velocity θ 1 includes the azimuth angle φ. As described above, the antenna 14 around the elevation axis YY
When the rotation angle θ of is close to 90 °, the rotation angle φ of the antenna 14 around the azimuth axis ZZ includes the azimuth servo deviation. Therefore, as represented by the equation (5), the command signal θ 1 supplied to the elevation servomotor 33 also has a value biased by the azimuth servo deviation.

【0045】こうして、仰角安定化ループによって、仰
角サーボモータ33は斯かる追従誤差を含む命令信号θ
1 によって制御されるから、アンテナ14の中心軸線X
−Xは衛星仰角θS より偏倚することとなる。
In this way, the elevation angle stabilizing loop causes the elevation angle servomotor 33 to output the command signal θ including the tracking error.
The central axis X of the antenna 14 is controlled by 1
-X is deviated from the satellite elevation angle θ S.

【0046】同様に、数4の式より明らかなように、方
位サーボモータ23に供給される命令信号φ1 は方位軸
線Z−Z周りのアンテナ14の回転角φと仰角軸線Y−
Y周りのアンテナ14の回転角θの両者の関数となって
おり、これらの2つの角は上述のようにそれぞれ方位サ
ーボ偏差と仰角サーボ偏差の影響を受けている。こうし
て、方位安定化ループによって、方位サーボモータ23
は追従誤差を含む命令信号φ1 によって制御されるか
ら、アンテナ14の中心軸線X−Xの方位は衛星方位φ
S より偏倚することとなる。
Similarly, as is clear from the equation (4), the command signal φ 1 supplied to the azimuth servomotor 23 is the rotation angle φ of the antenna 14 around the azimuth axis ZZ and the elevation axis Y-.
It is a function of both the rotation angle θ of the antenna 14 around Y, and these two angles are affected by the azimuth servo deviation and the elevation servo deviation, respectively, as described above. In this way, the azimuth stabilization loop causes the azimuth servomotor 23 to operate.
Is controlled by a command signal φ 1 including a tracking error, the center axis X-X of the antenna 14 has a satellite orientation φ.
It will be biased from S.

【0047】こうして従来のアンテナ指向装置では、仰
角軸線Y−Y周りのアンテナ14の回転角θが90°近
くになると、方位制御ループにおいて方位サーボ偏差が
生じ、それが仰角制御ループにも影響を与える。それに
よって、アンテナ14の中心軸線X−Xは衛星方向より
偏倚することとなる。
Thus, in the conventional antenna directing device, when the rotation angle θ of the antenna 14 around the elevation axis YY approaches 90 °, an azimuth servo deviation occurs in the azimuth control loop, which also affects the elevation angle control loop. give. As a result, the central axis XX of the antenna 14 is deviated from the satellite direction.

【0048】本発明は、斯かる点に鑑み、船体が航行中
に動揺等を受け、仰角軸線Y−Y周りのアンテナ14の
回転角θが90°近くになるときでも、アンテナ14を
衛星に対して良好に指向することができるアンテナ指向
装置を提供することを目的とする。
In view of the above point, the present invention makes the antenna 14 a satellite even when the hull is shaken during navigation and the rotation angle θ of the antenna 14 around the elevation axis YY is close to 90 °. An object of the present invention is to provide an antenna directing device that can favorably direct to the antenna.

【0049】[0049]

【課題を解決するための手段】本発明によれは、例えば
図1に示すように、中心軸線X−Xを有し支持部材41
に支持されたアンテナ14と、アンテナ14及び支持部
材41を中心軸線X−Xに直交する仰角軸線Y−Y周り
に回転可能に支持する方位ジンバル40と、方位ジンバ
ル40を仰角軸線Y−Yに直交する方位軸線Z−Z周り
に回転可能に支持する基台3と、仰角軸線Y−Yに平行
な入力軸線を有し支持部材41に固定された第1のジャ
イロ44と、中心軸線X−Xと仰角軸線Y−Yの両者に
直交する入力軸線を有し支持部材41に固定された第2
のジャイロ45と、水平面に対する中心軸線X−Xの傾
斜角を指示する信号を出力する第1の加速度計46と、
水平面に対する仰角軸線Y−Yの傾斜角を指示する信号
を出力する第2の加速度計47と、アンテナの中心軸線
X−Xと仰角軸線Y−Yの両者に直交する入力軸線を有
する第3の加速度計48と、方位ジンバル40の方位軸
線Z−Z周りの回転角を指示する信号を出力する方位発
信器24と、方位ジンバル40に対する仰角軸線Y−Y
周りのアンテナ14の回転角θを指示する信号を出力す
る仰角発信器34と、第2の加速度計47の出力信号と
第3の加速度計48の出力信号と仰角発信器34の出力
信号とを入力して傾斜補正値ΔφA を演算する傾斜補正
演算部93と、を有し、加速度計46、47、48の出
力信号から衛星の高度角に対応した値を減じた信号を第
1のジャイロ44の仰角制御積分器54にフィードバッ
クし方位発信器24の出力信号と船首方位角及び衛星方
位角に対応した信号と傾斜補正演算部93より出力され
た傾斜補正値ΔφA を指示する信号とを加算器61にて
演算しその出力信号を第2のジャイロ45の方位角制御
積分器58にフィードバックしてアンテナの中心軸線X
−Xを衛星に指向させるように構成されたアンテナ指向
装置において、傾斜補正演算部93より供給された傾斜
補正値ΔφA と衛星高度角θS と仰角発信器34より供
給された仰角軸線Y−Y周りのアンテナの回転角θとよ
りアンテナ指向装置の取り付け面の動揺角η、ξを演算
する動揺角演算部94と、この動揺角演算部94より供
給された動揺角η、ξと傾斜補正演算部93より供給さ
れた傾斜補正値ΔφA と仰角発信器34より供給された
仰角軸線Y−Y周りのアンテナの回転角θと仰角制御積
分器54の出力値と方位角制御積分器58の出力値とを
入力し、第1のジャイロ44及び第2のジャイロ45の
検出角速度偏差を演算するサーボ偏差補正演算部120
と、サーボ偏差補正演算部120の出力と第1のジャイ
ロ44の出力を入力して加算する第3の加算器125
と、サーボ偏差補正演算部120の出力と第2のジャイ
ロ45の出力を入力して加算する第4の加算器126
と、を設け、船体の動揺等によって発生する方位軸線Z
−Z周りの追従偏差と仰角軸線Y−Y周りの追従偏差に
よってジャイロの出力に生ずる検出角速度偏差を補正す
るように構成されている。
According to the present invention, a support member 41 having a central axis XX, as shown in FIG.
The azimuth gimbal 40 that rotatably supports the antenna 14 supported on the antenna 14 and the supporting member 41 around the elevation axis YY orthogonal to the central axis XX, and the azimuth gimbal 40 on the elevation axis YY. A base 3 rotatably supporting the azimuth axis ZZ orthogonal to each other, a first gyro 44 having an input axis parallel to the elevation axis Y-Y and fixed to the support member 41, and a central axis X-. A second fixed to the support member 41 having an input axis orthogonal to both X and the elevation axis Y-Y.
Gyro 45, and a first accelerometer 46 that outputs a signal indicating the tilt angle of the central axis line XX with respect to the horizontal plane,
A second accelerometer 47 that outputs a signal that indicates the tilt angle of the elevation axis YY with respect to the horizontal plane, and a third accelerometer 47 that has an input axis orthogonal to both the center axis XX of the antenna and the elevation axis YY. The accelerometer 48, the azimuth oscillator 24 that outputs a signal indicating the rotation angle of the azimuth gimbal 40 about the azimuth axis ZZ, and the elevation axis YY with respect to the azimuth gimbal 40.
An elevation angle oscillator 34 that outputs a signal indicating the rotation angle θ of the surrounding antenna 14, an output signal of the second accelerometer 47, an output signal of the third accelerometer 48, and an output signal of the elevation angle oscillator 34. And a tilt correction calculation unit 93 that calculates a tilt correction value Δφ A by inputting a signal obtained by subtracting a value corresponding to the altitude angle of the satellite from the output signals of the accelerometers 46, 47 and 48 in the first gyro. The output signal of the azimuth transmitter 24, the signal corresponding to the bow azimuth angle and the satellite azimuth angle, and the signal indicating the tilt correction value Δφ A output from the tilt correction calculation unit 93 are fed back to the elevation angle control integrator 54 of 44. The adder 61 calculates the output signal and feeds back the output signal to the azimuth angle control integrator 58 of the second gyro 45, and the central axis X of the antenna
-In the antenna pointing device configured to direct X to the satellite, the tilt correction value Δφ A supplied from the tilt correction calculation unit 93, the satellite altitude angle θ S, and the elevation axis Y-supplied from the elevation transmitter 34. A swing angle calculation unit 94 that calculates the swing angles η and ξ of the mounting surface of the antenna pointing device based on the rotation angle θ of the antenna around Y, and the swing angles η and ξ supplied from the swing angle calculation unit 94 and tilt correction. The inclination correction value Δφ A supplied from the calculation unit 93, the rotation angle θ of the antenna around the elevation axis Y-Y supplied from the elevation transmitter 34, the output value of the elevation control integrator 54, and the azimuth control integrator 58. The servo deviation correction calculation unit 120 that inputs the output value and calculates the detected angular velocity deviation of the first gyro 44 and the second gyro 45
And a third adder 125 for inputting and adding the output of the servo deviation correction calculator 120 and the output of the first gyro 44.
And a fourth adder 126 for inputting and adding the output of the servo deviation correction calculation unit 120 and the output of the second gyro 45.
And are provided, and the azimuth axis Z is generated by the motion of the hull or the like.
The detected angular velocity deviation generated in the output of the gyro is corrected by the following deviation around -Z and the following deviation around the elevation axis YY.

【0050】本発明によれば、アンテナ指向装置におい
て、動揺角演算部94は次式によってアンテナ指向装置
の取り付け面の動揺角η、ξを演算する。 η=tan-1(sinΔφA /tanθ) θS −ξ=tan-1(tanΔφA /sinη) 但し、η、ξ:取り付け面の動揺角 ΔφA :傾斜補正値 θ:仰角発信器の出力信号 θS :衛星高度角
According to the present invention, in the antenna directing device, the swing angle calculating section 94 calculates the swing angles η and ξ of the mounting surface of the antenna directing device by the following equation. η = tan −1 (sin Δφ A / tan θ) θ S −ξ = tan −1 (tan Δφ A / sin η) where η and ξ are the shaking angles of the mounting surface Δφ A : the tilt correction value θ: the output signal of the elevation transmitter θ S : Satellite altitude angle

【0051】本発明によれば、アンテナ指向装置におい
て、サーボ偏差補正演算部120は次式によって第1の
ジャイロ44及び第2のジャイロ45の検出角速度偏差
ha、heを演算する。 ha=−ξ1 〔sinη{cos(θ−XE )−cosθ}+cosη{sin (ΔφA +XA )・sin(θ−XE )−sinΔφA ・sinθ}〕 +η1 {cos(ΔφA +XA )・sin(θ−XE ) −cosΔφA ・sinθ}+dφ/dt{cos(θ−XE )−cosθ} he=ξ1 cosη{cos(ΔφA +XA )−cosΔφA } +η1 {sin(ΔφA +XA )−sinΔφA
According to the present invention, in the antenna pointing device, the servo deviation correction calculation unit 120 calculates the detected angular velocity deviations ha and he of the first gyro 44 and the second gyro 45 by the following equation. ha = −ξ 1 [sin η {cos (θ−X E ) −cos θ} + cos η {sin (Δφ A + X A ) · sin (θ−X E ) −sin Δφ A · sin θ}] + η 1 {cos (Δφ A + X A ) · sin (θ−X E ) −cos Δφ A · sin θ} + dφ / dt {cos (θ−X E ) −cos θ} he = ξ 1 cos η {cos (Δφ A + X A ) −cos Δφ A } + η 1 { sin (Δφ A + X A ) −sin Δφ A }

【0052】θ:仰角軸線Y−Y周りのアンテナ14の
回転角度 ΔφA :方位軸線Z−Z周りのアンテナ14の回転角度 dθ/dt:仰角軸線Y−Y周りのアンテナ14の回転
角速度 dφ/dt:方位軸線Z−Z周りのアンテナ14の回転
角速度 ξ1 :動揺角ξの時間に関する1次微分 η1 :動揺角ηの時間に関する1次微分 XA :方位角制御積分器58の出力 XE :仰角制御積分器54の出力
Θ: rotation angle of the antenna 14 around the elevation axis YY Δφ A : rotation angle of the antenna 14 around the azimuth axis ZZ dθ / dt: rotation angular velocity of the antenna 14 around the elevation axis YY dφ / dt: rotational angular velocity of the antenna 14 around the azimuth axis Z-Z ξ 1 : first-order derivative of the rocking angle ξ with respect to time η 1 : first-order derivative of the rocking angle η with respect to time X A : output of the azimuth control integrator 58 X E : Output of elevation angle integrator 54

【0053】本発明によれば、アンテナ指向装置におい
て、動揺角演算部93より出力された動揺角η、ξと傾
斜補正演算部93より出力された傾斜補正値ΔφA と予
め設定された予想時間ΔtY とを入力して予想時間後の
方位角を演算し、予想時間後の方位角と現在の方位角と
の差から方位サーボ偏差を演算して出力する方位サーボ
偏差リミッタ値演算部と該方位サーボ偏差リミッタ値演
算部の出力と上記第2の次の出力を入力する積分器の出
力とを入力し、方位サーボ偏差リミッタ値演算部121
の出力によって方位角制御積分器58の出力を制限する
サーボ偏差リミッタ122と、を設け、アンテナの仰角
が大きいときにアンテナを方位軸線Z−Z周りに回転さ
せる方位サーボモータ23の暴走を防止するように構成
されている。
According to the present invention, in the antenna pointing device, the swing angles η and ξ output from the swing angle calculation unit 93, the tilt correction value Δφ A output from the tilt correction calculation unit 93, and the preset estimated time. An azimuth servo deviation limiter value calculating unit for calculating the azimuth angle after the predicted time by inputting Δt Y and calculating and outputting the azimuth servo deviation from the difference between the azimuth angle after the predicted time and the current azimuth angle. The output of the azimuth servo deviation limiter value calculation unit and the output of the integrator that inputs the second next output are input, and the azimuth servo deviation limiter value calculation unit 121 is input.
And a servo deviation limiter 122 that limits the output of the azimuth angle control integrator 58 by the output of the azimuth angle control integrator 58, and prevents the runaway of the azimuth servomotor 23 that rotates the antenna about the azimuth axis ZZ when the elevation angle of the antenna is large. Is configured.

【0054】本発明によれば、アンテナ指向装置におい
て、方位サーボ偏差リミッタ値演算部121は次式によ
って方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL を演算することを
特徴とする。
According to the present invention, in the antenna pointing device, the azimuth servo deviation limiter value calculation unit 121 calculates the azimuth servo deviation limiter value Δφ L by the following equation.

【0055】但し、 ΔφL :方位サーボ偏差リミッタ値 A=φS −φC −φ B=sinηY tan(θS −ξY ) φS :衛星方位角 φC :船首方位角 φ:アンテナ14の方位軸線Z−Z周りの回転角度 ξY 、ηY :予測時間ΔtY 経過後の動揺角However, Δφ L : azimuth servo deviation limiter value A = φ S −φ C −φ B = sin η Y tan (θ S −ξ Y ) φ S : satellite azimuth φ C : bow azimuth φ: antenna 14 Rotation angles around the azimuth axis ZZ of ξ Y , η Y : Swing angle after the elapse of the predicted time Δt Y

【0056】[0056]

【作用】本発明によれば、サーボ偏差補正演算部120
において数15の式によって仰角ジャイロ44及び方位
ジャイロ45の検出角速度偏差ha、heが演算され、
斯かる検出角速度偏差ha、heによって仰角ジャイロ
44及び方位ジャイロ45の出力角速度ωY2、ωP2が補
正され、仰角制御積分器54及び方位角制御積分器58
から補正後の命令信号(仰角サーボ偏差、方位角サーボ
偏差)XE 、XAが出力され、斯かる命令信号XE 、X
A によってそれぞれ仰角サーボモータ33及び方位サー
ボモータ23が作動される。
According to the present invention, the servo deviation correction calculation unit 120 is provided.
In equation (15), the detected angular velocity deviations ha and he of the elevation gyro 44 and the azimuth gyro 45 are calculated,
The output angular velocities ω Y2 and ω P2 of the elevation angle gyro 44 and the azimuth gyro 45 are corrected by the detected angular velocity deviations ha and he, and the elevation angle control integrator 54 and the azimuth angle control integrator 58 are obtained.
The corrected command signals (elevation angle servo deviation, azimuth angle servo deviation) X E and X A are output from the command signals X E and X A, respectively.
The elevation angle servo motor 33 and the azimuth servo motor 23 are operated by A , respectively.

【0057】本発明によれば、方位サーボ偏差リミッタ
値演算部121において数18の式によって方位サーボ
偏差リミッタ値ΔφL が演算され、斯かる方位サーボ偏
差リミッタ値ΔφL によって方位サーボモータ23に供
給される命令信号が制限される。
According to the present invention, the azimuth servo deviation limiter value calculation unit 121 calculates the azimuth servo deviation limiter value Δφ L according to the equation (18), and supplies the azimuth servo deviation limiter value Δφ L to the azimuth servo motor 23. The command signal that is issued is limited.

【0058】本発明によれば、サーボ偏差リミッタ12
2において数20の式によって方位サーボ偏差XA が制
限され、方位サーボ偏差XA の代わりに方位サーボ偏差
リミッタ値ΔφL が増幅器59を経由して方位サーボモ
ータ23に命令信号として供給される。
According to the present invention, the servo deviation limiter 12
2, the azimuth servo deviation X A is limited by the equation 20 and the azimuth servo deviation limiter value Δφ L is supplied as a command signal to the azimuth servo motor 23 via the amplifier 59 instead of the azimuth servo deviation X A.

【0059】[0059]

【実施例】以下に図1〜図4を参照して本発明の実施例
について説明する。尚図1〜図4において図5の対応す
る部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省
略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4, corresponding parts in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0060】図1は本発明のアンテナ指向装置の1例を
示しており、アンテナ指向装置は基台3と斯かる基台3
に装着された方位ジンバル40と方位ジンバル40の上
端部のU字形部材に装着された取り付け金具41と斯か
る取り付け金具41に取り付けられたアンテナ14とを
有する。
FIG. 1 shows an example of an antenna directing device of the present invention. The antenna directing device is a base 3 and such a base 3.
The azimuth gimbal 40 mounted on the azimuth gimbal 40, the mounting bracket 41 mounted on the U-shaped member at the upper end of the azimuth gimbal 40, and the antenna 14 mounted on the mounting bracket 41.

【0061】アンテナ14は中心軸線X−Xを有してお
り、アンテナ14と斯かるアンテナ14に装着された取
り付け金具41とからなる組立体は中心軸線X−Xに直
交する仰角軸線Y−Yの周りに回転可能に支持されてい
る。方位ジンバル40は仰角軸線Y−Yと直交する方位
軸線Z−Z周りに回転可能に基台3に支持されている。
こうして、2軸に回転可能な支持機構が構成され、斯か
る支持機構はアンテナ14の中心軸線X−Xが衛星を指
向するように制御される。
The antenna 14 has a central axis line XX, and the assembly consisting of the antenna 14 and the mounting bracket 41 attached to the antenna 14 has an elevation axis line YY which is orthogonal to the central axis line XX. It is rotatably supported around. The azimuth gimbal 40 is supported by the base 3 so as to be rotatable about an azimuth axis ZZ orthogonal to the elevation axis YY.
In this way, a support mechanism rotatable about two axes is configured, and such a support mechanism is controlled so that the central axis line XX of the antenna 14 points the satellite.

【0062】取り付け金具41には、仰角ジャイロ44
及び方位ジャイロ45と第1の加速度計46、第2の加
速度計47及び第3の加速度計48が装着されている。
The mounting bracket 41 includes an elevation gyro 44.
Further, an azimuth gyro 45, a first accelerometer 46, a second accelerometer 47 and a third accelerometer 48 are attached.

【0063】仰角ジャイロ44によって仰角軸線Y−Y
周りを回転するアンテナ14の回転角速度が検出され、
方位ジャイロ45によって仰角軸線Y−Y及びアンテナ
14の中心軸線X−Xの双方に直交する軸線周りのアン
テナ14の回転角速度が検出され、第1の加速度計46
によって水平面に対するアンテナ14の中心軸線X−X
の傾斜角度が検出され、第2の加速度計47によって水
平面に対する仰角軸線Y−Yの傾斜角度が検出される。
The elevation gyro 44 causes the elevation axis Y--Y.
The angular velocity of rotation of the antenna 14 rotating around is detected,
The azimuth gyro 45 detects the rotational angular velocity of the antenna 14 around an axis orthogonal to both the elevation axis YY and the center axis XX of the antenna 14, and the first accelerometer 46.
The central axis line XX of the antenna 14 with respect to the horizontal plane
Is detected, and the second accelerometer 47 detects the inclination angle of the elevation axis YY with respect to the horizontal plane.

【0064】第3の加速度計48は第1の加速度計46
の入力軸線及び第2の加速度計47の入力軸線の双方に
直交する入力軸線を有するように取り付けられる。従っ
て、第3の加速度計48はアンテナ14の中心軸線X−
X及び仰角軸線Y−Yの双方に直交する軸線の水平面に
対する傾斜角度を検出する。
The third accelerometer 48 is the first accelerometer 46.
Of the second accelerometer 47 and the input axis of the second accelerometer 47 are orthogonal to each other. Therefore, the third accelerometer 48 has a central axis X− of the antenna 14.
The tilt angle of the axis line orthogonal to both X and the elevation axis line Y-Y with respect to the horizontal plane is detected.

【0065】仰角ジャイロ44と方位ジャイロ45は例
えば振動ジャイロ、レートジャイロ等の角速度検出型ジ
ャイロであってよい。
The elevation angle gyro 44 and the azimuth gyro 45 may be angular velocity detection type gyros such as a vibration gyro and a rate gyro.

【0066】本例のアンテナ指向装置は、仰角制御ルー
プと方位角制御ループとを有し、仰角制御ループはアン
テナの仰角θA が衛星高度角θS に一致するようにアン
テナ14を仰角軸線Y−Y周りに回転させるよう構成さ
れており、方位角制御ループはアンテナの方位角φA
衛星の方位角φS に一致するようにアンテナ14を方位
軸線Z−Z周りに回転させるよう構成されている。尚、
図5の従来例と同様な部分についてはその詳細な説明を
省略する。
The antenna pointing device of this example has an elevation angle control loop and an azimuth angle control loop. The elevation angle control loop controls the antenna 14 so that the elevation angle θ A of the antenna matches the satellite elevation angle θ S. Configured to rotate about -Y, the azimuth control loop is configured to rotate the antenna 14 about the azimuth axis ZZ such that the azimuth angle φ A of the antenna matches the azimuth angle φ S of the satellite. ing. still,
Detailed description of portions similar to those of the conventional example in FIG. 5 will be omitted.

【0067】本例によると、従来の制御ループと比較し
て、新たに動揺角演算部94、サーボ偏差補正演算部1
20、方位サーボ偏差リミッタ値演算部121及びサー
ボ偏差リミッタ122が設けられている点が異なる。更
に斯かるサーボ偏差補正演算部120の出力信号を入力
する第3及び第4の加算器125、126が設けられて
いる。
According to the present example, as compared with the conventional control loop, the swing angle calculation unit 94 and the servo deviation correction calculation unit 1 are newly added.
20, an azimuth servo deviation limiter value calculation unit 121 and a servo deviation limiter 122 are provided. Further, third and fourth adders 125 and 126 for inputting the output signal of the servo deviation correction calculation unit 120 are provided.

【0068】動揺角演算部94は傾斜補正演算部93よ
り出力された傾斜補正値ΔφA を指示する信号と仰角発
信器34より出力された仰角軸線Y−Y周りのアンテナ
14の回転角度θを指示する信号と衛星高度角θS を指
示する信号とを入力し、船体面の動揺角η、ξ即ちアン
テナ指向装置が取り付けられた船体の取り付け面の動揺
角η、ξを演算する。
The sway angle calculation unit 94 uses the signal indicating the tilt correction value Δφ A output from the tilt correction calculation unit 93 and the rotation angle θ of the antenna 14 about the elevation axis YY output from the elevation transmitter 34. By inputting a signal for instructing and a signal for instructing the satellite altitude angle θ S , the swing angles η, ξ of the hull surface, that is, the swing angles η, ξ of the mounting surface of the hull on which the antenna directing device is mounted are calculated.

【0069】サーボ偏差補正演算部120は、動揺角演
算部94によって演算された動揺角η、ξを指示する信
号と第1の積分器、即ち、仰角制御積分器54の出力信
号X E と第2の積分器、即ち、方位角制御積分器58の
出力信号XA と傾斜補正演算部93より出力された傾斜
補正値ΔφA を指示する信号と仰角発信器34より出力
された仰角軸線Y−Y周りのアンテナ14の回転角度θ
を指示する信号とを入力し、仰角ジャイロ44及び方位
ジャイロ45の検出角ωY 、ωZ の偏差he、haを演
算する。
The servo deviation correction calculation unit 120 determines the swing angle performance.
A signal indicating the shaking angles η and ξ calculated by the calculation unit 94.
And the output signal of the first integrator, that is, the elevation angle control integrator 54.
Issue X EAnd the second integrator, namely the azimuth control integrator 58
Output signal XAAnd the inclination output from the inclination correction calculation unit 93
Correction value ΔφAOutput from the elevation transmitter 34
Rotation angle θ of the antenna 14 around the selected elevation axis YY
Input the signal to instruct the elevation gyro 44 and azimuth.
Detection angle ω of gyro 45Y, ΩZThe deviation of he, ha
Calculate

【0070】第3の加算器125は仰角ジャイロ44の
出力信号ωY と偏差信号heとを入力して、仰角ジャイ
ロ44の出力信号ωY を補正し、斯かる補正された値を
仰角制御積分器54に出力する。第4の加算器126は
方位ジャイロ45の出力信号ωZ と偏差信号haとを入
力して、方位ジャイロ45の出力信号ωZ を補正し、斯
かる補正した値をsecθ演算部76を経由して方位角
制御積分器58に出力する。
The third adder 125 inputs the output signal ω Y of the elevation gyro 44 and the deviation signal he, corrects the output signal ω Y of the elevation gyro 44, and integrates the corrected value in the elevation control integration. Output to the device 54. The fourth adder 126 inputs the output signal ω Z of the azimuth gyro 45 and the deviation signal ha, corrects the output signal ω Z of the azimuth gyro 45, and outputs the corrected value via the secθ calculation unit 76. And outputs it to the azimuth control integrator 58.

【0071】方位サーボ偏差リミッタ値演算部121は
動揺角演算部94より出力された動揺角η、ξを指示す
る信号と傾斜補正演算部93より出力された傾斜補正値
Δφ A を指示する信号と衛星高度角θS を指示する信号
と予想時間ΔtY を指示する信号とを入力し、一定の予
想時間ΔtY 経過後のアンテナ14の方位角を演算す
る。斯かる予想方位角と現在の方位角φA とを比較し、
両者の差が所定値より大きくなると、方位サーボ偏差リ
ミッタ値ΔφL を生成し、それをサーボ偏差リミッタ1
22に供給する。
The azimuth servo deviation limiter value calculation unit 121
Indicate the shaking angles η and ξ output from the shaking angle calculation unit 94.
Signal and the tilt correction value output from the tilt correction calculation unit 93
Δφ ASignal to indicate the satellite altitude angle θSSignal to tell
And expected time ΔtYInput a signal to instruct
Thought time ΔtYCalculate the azimuth angle of the antenna 14 after the passage
It The predicted azimuth and the current azimuth φAAnd compare
If the difference between the two exceeds a specified value, the direction servo deviation
Mitter value ΔφLGenerate a servo deviation limiter 1
22.

【0072】方位サーボ偏差リミッタ値演算部121よ
り方位サーボ偏差リミッタ値ΔφLが出力されると、サ
ーボ偏差リミッタ122は方位角制御積分器58の出力
を制限し、斯かる方位角制御積分器58の出力の代わり
に、方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL を増幅器59に供
給する。
When the azimuth servo deviation limiter value calculation unit 121 outputs the azimuth servo deviation limiter value Δφ L , the servo deviation limiter 122 limits the output of the azimuth angle control integrator 58, and the azimuth angle control integrator 58 is provided. The azimuth servo deviation limiter value Δφ L is supplied to the amplifier 59 instead of the output of

【0073】図2を参照して本例の動揺角演算部94の
機能と動作を説明する。図2は、半径1の単位球面を考
え、斯かる単位球面とアンテナ14の中心軸線X−X
(図2にて線分OX)、仰角軸線Y−Y(図2にて線分
OY、OY’)、方位軸線Z−Z(図2にて線分OZ、
OZ’)、及びアンテナ14の中心軸線X−Xと仰角軸
線Y−Yの双方に直交する軸線(図2にて線分OP、O
P’)、の関係を示す図である。方位軸線Z−Zは船体
面(アンテナ指向装置の取り付け面に平行な面)に常に
垂直であり、仰角軸線Y−Yは船体面に常に平行であ
る。
The function and operation of the swing angle calculating section 94 of this example will be described with reference to FIG. FIG. 2 considers a unit spherical surface with a radius of 1, and considers the unit spherical surface and the central axis line XX of the antenna 14.
(Line segment OX in FIG. 2), elevation axis line YY (line segment OY, OY ′ in FIG. 2), azimuth axis line ZZ (line segment OZ in FIG. 2).
OZ ′), and an axis line orthogonal to both the center axis line XX of the antenna 14 and the elevation axis line YY (line segments OP and O in FIG. 2).
It is a figure which shows the relationship of P '). The azimuth axis ZZ is always perpendicular to the hull plane (plane parallel to the mounting surface of the antenna directing device), and the elevation axis YY is always parallel to the hull plane.

【0074】船体が第1の回転軸線周りに回転角度(動
揺角)ξだけ回転し、更に第2の回転軸線周りに回転角
度(動揺角)ηだけ回転した場合を考える。斯かる船体
の回転運動によって、例えば図示のように、船体面が水
平面に対して仰角軸線Y−Y(OY)周りに回転角度ξ
だけ回転し、更に船体の首尾線OE周りに回転角度ηだ
け回転した仮定する。このとき、仰角軸線Y−Yは第1
の回転軸線に平行であり、船体の首尾線OEは第2の回
転軸線に平行である。
Consider a case where the hull rotates about the first rotation axis by the rotation angle (sway angle) ξ and further rotates about the second rotation axis by the rotation angle (sway angle) η. Due to such a rotational movement of the hull, for example, as shown in the figure, the hull surface is rotated about the elevation axis YY (OY) with respect to the horizontal plane by a rotation angle ξ.
It is assumed that the vehicle has rotated by a rotation angle η, and further has rotated by a rotation angle η around the hull OE line. At this time, the elevation axis YY is the first
Is parallel to the axis of rotation of the ship, and the hull's tail line OE is parallel to the second axis of rotation.

【0075】斯かる船体面の運動によって、方位軸線Z
−Zは線OZから線OZ’に移動し、仰角軸線Y−Yは
線OYから線ODに移動する。尚、∠XOY=∠XOD
=90°である。アンテナ14の中心軸線X−Xも移動
するが、制御ループによってアンテナ14の中心軸線X
−Xは衛星方向を指向するように制御される。即ち、ア
ンテナ14の中心軸線X−Xは線OXから偏倚した位置
に移動し再び線OXまで移動する。
By the movement of the hull surface, the azimuth axis Z
-Z moves from line OZ to line OZ 'and elevation axis Y-Y moves from line OY to line OD. In addition, ∠XOY = ∠XOD
= 90 °. The central axis X-X of the antenna 14 also moves, but the central axis X of the antenna 14 is moved by the control loop.
-X is controlled to point in the satellite direction. That is, the central axis line XX of the antenna 14 moves to a position deviated from the line OX and moves to the line OX again.

【0076】斯かる制御によって、仰角軸線Y−Yは方
位軸線OZ’周りに回転角ΔφA だけ回転し線ODから
線OY’に移動する。尚、∠XOY’=90°である。
結局、線OYは線ODを経由して線OY’に移動したこ
とになり、同時に、アンテナ14の中心軸線X−Xと仰
角軸線Y−Yの双方に直交する線OPは、線OP’に移
動する。∠POP’=∠Y’OY及び弧PP’=弧Y’
Yである。
By this control, the elevation axis Y-Y rotates about the azimuth axis OZ 'by the rotation angle Δφ A and moves from the line OD to the line OY'. Incidentally, ∠XOY '= 90 °.
Eventually, the line OY moves to the line OY ′ via the line OD, and at the same time, the line OP orthogonal to both the central axis line XX and the elevation axis line YY of the antenna 14 becomes the line OP ′. Moving. ∠POP '= ∠Y'OY and arc PP' = arc Y '
It is Y.

【0077】線OX、線OY及び線OPは互いに直交す
る長さ1の線であり、三角形XYPは1辺がπ/2の等
辺球面三角形となる。線OX、線OY’及び線OP’も
互いに直交する長さ1の線であり、三角形XY’P’は
1辺がπ/2の等辺球面三角形となる。
The lines OX, OY and OP are lines of length 1 which are orthogonal to each other, and the triangle XYP is an equilateral spherical triangle with one side of π / 2. The line OX, the line OY ', and the line OP' are also lines of length 1 orthogonal to each other, and the triangle XY'P 'is an equilateral spherical triangle with one side of π / 2.

【0078】単位球面上にて点Xと点P及び点P’を直
線で結ぶ。弧XPは点Aにて水平面と直交し、更に点P
にて面OY’P’と直交する。弧XP’は点Cにて船体
面(取り付け面)と直交し、更に点P’にて面OY’
P’と直交する。点P’から水平面に下ろした垂線の足
をA’とし、点Y’から水平面に下ろした垂線の足を
B’とする。
A point X, a point P and a point P'are connected by a straight line on the unit spherical surface. The arc XP is orthogonal to the horizontal plane at the point A, and further the point P
At right angles to the plane OY'P '. The arc XP ′ is orthogonal to the hull surface (mounting surface) at the point C, and further the surface OY ′ at the point P ′.
It is orthogonal to P '. The foot of the perpendicular line drawn from the point P ′ to the horizontal plane is A ′, and the foot of the perpendicular line drawn from the point Y ′ to the horizontal plane is B ′.

【0079】ここで、∠XOA=θ0 =弧XA、∠PO
A=θP0=弧PA、∠BOD=η=弧BD、∠XOC=
θ=弧XC、∠P’OA’=θP =弧P’A’、∠Y’
OB’=x=弧Y’B’である。
Here, ∠XOA = θ 0 = arc XA, ∠PO
A = θ P0 = arc PA, ∠BOD = η = arc BD, ∠XOC =
θ = arc XC, ∠P'OA '= θ P = arc P'A', ∠Y '
OB '= x = arc Y'B'.

【0080】第1の加速度計46は線OXに沿って装着
され、第2の加速度計47は線OYに沿って装着され、
第3の加速度計48は線OPに沿って装着されている。
船体面が水平面と同一であるとき、仰角発信器34によ
って船体面に対するアンテナ14の中心軸線X−Xの傾
斜角∠XOA=θ0 が出力され、第1の加速度計46に
よってsin∠XOA=sinθ0 が検出され、第2の
加速度計47によってsin∠YOB=sin0=0が
検出され、第3の加速度計48によってsin∠POA
=sinθP0が検出される。
The first accelerometer 46 is mounted along the line OX, and the second accelerometer 47 is mounted along the line OY.
The third accelerometer 48 is mounted along the line OP.
When the ship surface is the same as the horizontal surface, the elevation angle transmitter 34 outputs the inclination angle ∠XOA = θ 0 of the central axis line XX of the antenna 14 with respect to the ship surface, and the first accelerometer 46 outputs sin∠XOA = sin θ. 0 is detected, the second accelerometer 47 detects sin∠YOB = sin0 = 0, and the third accelerometer 48 detects sin∠POA.
= Sin θ P0 is detected.

【0081】上述のように、船体面が水平面に対して仰
角軸線Y−Y(OY)周りに回転角度ξだけ回転し、更
に船体の首尾線OE周りに回転角度ηだけ回転すると、
仰角発信器34によって船体面に対するアンテナ14の
中心軸線X−Xの傾斜角∠XOC=θが出力され、第1
の加速度計46によってsin∠XOA=sinθ0
検出され、第2の加速度計47によってsin∠Y’O
B’=sinxが検出され、第3の加速度計48によっ
てsin∠P’OA’=sinθP が検出される。第1
の加速度計46によって検出される値sin∠XOA=
sinθ0 が変化しないのは、衛星の高度角θS (=θ
A とする。)は船体面の運動に無関係だからである。
As described above, when the hull surface rotates about the elevation axis YY (OY) with respect to the horizontal plane by the rotation angle ξ, and further around the hull tail line OE by the rotation angle η,
The elevation angle transmitter 34 outputs the inclination angle ∠XOC = θ of the central axis XX of the antenna 14 with respect to the hull surface, and the first angle
Sin ∠XOA = sin θ 0 is detected by the accelerometer 46 of the above, and sin ∠Y′O is detected by the second accelerometer 47.
B ′ = sinx is detected, and the third accelerometer 48 detects sin∠P′OA ′ = sin θ P. First
Value detected by accelerometer 46 of sin∠XOA =
sin θ 0 does not change because the satellite altitude angle θ S (= θ
A. ) Is unrelated to the motion of the hull surface.

【0082】次に、傾斜補正値ΔφA と動揺角η、ξと
の間の関係を求める。傾斜補正値ΔφA =弧EC=弧D
Y’である。尚、傾斜補正値ΔφA は、上述のように、
数2の式によって求められる。球面三角法の定理を適用
すれば、次の数6の式が求められる。
Next, the relationship between the tilt correction value Δφ A and the shaking angles η and ξ will be determined. Tilt correction value Δφ A = arc EC = arc D
Y '. The inclination correction value Δφ A is, as described above,
It is obtained by the formula of the equation 2. By applying the theorem of spherical trigonometry, the following equation 6 is obtained.

【0083】[0083]

【数6】sinΔφA =tanη・tanθ cosη=sinθ/sin(θS −ξ) cosΔφA ・cosθ=cos(θS −ξ)## EQU6 ## sin Δφ A = tan η · tan θ cos η = sin θ / sin (θ S −ξ) cos Δφ A · cos θ = cos (θ S −ξ)

【0084】ここでη、ξは動揺角、ΔφA は傾斜補正
値、θは方位ジンバル40に対する仰角軸線Y−Y周り
のアンテナの回転角である。この数6の式より動揺角
η、ξを求めると、次の数7の式が得られる。
Here, η and ξ are swing angles, Δφ A is a tilt correction value, and θ is a rotation angle of the antenna around the elevation axis YY with respect to the azimuth gimbal 40. If the shaking angles η and ξ are obtained from the equation (6), the following equation (7) is obtained.

【0085】[0085]

【数7】η=tan-1(sinΔφA /tanθ) θS −ξ=tan-1(tanΔφA /sinη)Η = tan −1 (sin Δφ A / tan θ) θ S −ξ = tan −1 (tan Δφ A / sin η)

【0086】本例によれば動揺角演算部94において数
7の式の演算が実行され、それによって動揺角η、ξが
求められる。斯かる動揺角η、ξを指示する信号は動揺
角演算部94よりサーボ偏差補正演算部120、方位サ
ーボ偏差リミッタ値演算部121に供給される。
According to this example, the swaying angle calculation unit 94 executes the calculation of the equation (7) to obtain the swaying angles η and ξ. The signals instructing the fluctuation angles η and ξ are supplied from the fluctuation angle calculation unit 94 to the servo deviation correction calculation unit 120 and the azimuth servo deviation limiter value calculation unit 121.

【0087】傾斜補正値ΔφA は傾斜補正演算部93の
出力値として得られることができるが、好ましくは次の
ようにして求められる。第4のループは加算器61の出
力がゼロとなるように方位ジンバル40の方位を制御す
るように構成されており、従って、加算器61の出力が
ゼロであるときは次の数8の式が成立する。
The inclination correction value Δφ A can be obtained as an output value of the inclination correction calculation unit 93, but is preferably obtained as follows. The fourth loop is configured to control the azimuth of the azimuth gimbal 40 so that the output of the adder 61 becomes zero. Therefore, when the output of the adder 61 is zero, the following equation 8 is used. Is established.

【0088】[0088]

【数8】ΔφA =φS −φC −φ[Equation 8] Δφ A = φ S −φ C −φ

【0089】ここに、φS は衛星方位角、φC は船首方
位角、φは方位発信器24によって出力される方位ジン
バル40の回転角である。数8の式の右辺の各項は、動
揺加速度の影響を直接受けない値として、又は、動揺加
速度の影響が少ない値として求められることができる。
従って、傾斜補正値ΔφA は、傾斜補正演算部93の出
力値を使用する代わりに、数8の式を使用して求めても
よい。
Here, φ S is the satellite azimuth angle, φ C is the bow azimuth angle, and φ is the rotation angle of the azimuth gimbal 40 output by the azimuth oscillator 24. Each term on the right side of the equation (8) can be obtained as a value that is not directly affected by the shaking acceleration or a value that is less affected by the shaking acceleration.
Therefore, the inclination correction value Δφ A may be obtained by using the equation of Expression 8 instead of using the output value of the inclination correction calculation unit 93.

【0090】次に方位サーボ偏差が生ずる機構を説明す
る。方位サーボ偏差は、上述のように船体が動揺等によ
ってアンテナ14の仰角軸線Y−Y周りの回転角θの値
が90°近くになるときに生ずる。特に、衛星高度角θ
S が高いときに生じ易い。斯かる回転角θは仰角発信器
34より出力される。
Next, the mechanism that causes the azimuth servo deviation will be described. The azimuth servo deviation occurs when the value of the rotation angle θ around the elevation axis YY of the antenna 14 becomes close to 90 ° due to the motion of the hull as described above. In particular, the satellite altitude angle θ
It tends to occur when S is high. The rotation angle θ is output from the elevation transmitter 34.

【0091】数6の式より回転角θを消去すると次の数
9の式が得られる。
By eliminating the rotation angle θ from the equation (6), the following equation (9) is obtained.

【0092】[0092]

【数9】 tanΔφA =sinη・tan(θS −ξ)Tan Δφ A = sin η · tan (θ S −ξ)

【0093】この数9の式を時間で微分し、数6の式を
使って傾斜補正値ΔφA の時間についての1次微分値d
ΔφA /dtを求める。
The equation (9) is differentiated with respect to time, and the equation (6) is used to obtain the first-order differential value d of the inclination correction value Δφ A with respect to time.
Calculate Δφ A / dt.

【0094】[0094]

【数10】 dΔφA /dt=η1 cosΔφA ・tanθ−ξ1 (sinη+cosη・ sinΔφA ・tanθ)D Δφ A / dt = η 1 cos Δφ A · tan θ−ξ 1 (sin η + cos η · sin Δφ A · tan θ)

【0095】ここに、η1 、ξ1 は動揺角η、ξの時間
についての1次微分、即ち、η1 =(dη/dt)、ξ
1 =(dξ/dt)である。
Here, η 1 and ξ 1 are first-order derivatives of the fluctuation angles η and ξ with respect to time, that is, η 1 = (dη / dt), ξ
1 = (dξ / dt).

【0096】傾斜補正値ΔφA を時間について1次微分
した値は、船体に動揺角速度η1 、ξ1 が生じた場合
に、アンテナ14(又は方位ジンバル40)を方位軸線
Z−Z周りに回転させるときに必要な回転角速度を表
す。
The value obtained by first-order differentiating the tilt correction value Δφ A with respect to time is obtained by rotating the antenna 14 (or the azimuth gimbal 40) around the azimuth axis ZZ when the swaying angular velocities η 1 and ξ 1 occur in the hull. It represents the rotational angular velocity required for the rotation.

【0097】数10の式によって明らかなように、仰角
発信器34によって出力されるアンテナ14の仰角軸線
Y−Y周りの回転角度θが90°のとき、斯かるアンテ
ナ14(又は方位ジンバル40)の方位軸線Z−Z周り
の回転角速度dΔφA /dt(=−dφ/dt)は無限
大となる。
As is clear from the equation (10), when the rotation angle θ about the elevation axis Y-Y of the antenna 14 output by the elevation transmitter 34 is 90 °, the antenna 14 (or the azimuth gimbal 40). The rotational angular velocity dΔφ A / dt (= −dφ / dt) about the azimuth axis line ZZ becomes infinite.

【0098】実際の方位サーボモータ23によって達成
することができる回転角速度は有限であり、従って、方
位制御ループによるアンテナ14の方位角制御において
追従誤差即ち方位サーボ偏差が生じ、アンテナ14の中
心軸線X−Xは衛星方位より偏倚することとなる。
The rotational angular velocity that can be achieved by the actual azimuth servomotor 23 is finite, so that a tracking error or azimuth servo deviation occurs in the azimuth angle control of the antenna 14 by the azimuth control loop, and the central axis X of the antenna 14 is generated. -X will be deviated from the satellite direction.

【0099】方位制御ループによる方位角制御に方位サ
ーボ偏差がなく、アンテナ14の中心軸線X−Xの方位
が正確に衛星方向を指向している場合には、方位角制御
積分器58の出力はゼロであるが、方位サーボ偏差が生
じている場合には、方位角制御積分器58は斯かる方位
サーボ偏差XA を出力する。
When there is no azimuth servo deviation in the azimuth control by the azimuth control loop, and the azimuth of the central axis XX of the antenna 14 is accurately oriented in the satellite direction, the output of the azimuth control integrator 58 is When it is zero, but the azimuth servo deviation has occurred, the azimuth control integrator 58 outputs the azimuth servo deviation X A.

【0100】図3を参照して、方位サーボ偏差が生じて
いる場合のアンテナ指向装置の状態を説明する。図3は
図2と同様に、半径1の単位球面を考え、斯かる単位球
面とアンテナ14の中心軸線X−X(図3にて線分OX
1 、OX2 )、仰角軸線Y−Y(図3にて線分OY、O
1 、OY2 )、方位軸線Z−Z(図3にて線分OZ、
OZ1 )、及びアンテナ14の中心軸線X−Xと仰角軸
線Y−Yの双方に直交する軸線(図3にて線分OP、O
1 、OP2 )、の関係を示す図である。方位軸線Z−
Zは船体面に常に垂直であり、仰角軸線Y−Yは船体面
に常に平行である。
The state of the antenna directing device when the azimuth servo deviation occurs will be described with reference to FIG. Similar to FIG. 2, FIG. 3 considers a unit spherical surface having a radius of 1, and considers the unit spherical surface and the central axis line XX of the antenna 14 (the line segment OX in FIG.
1 , OX 2 ), elevation axis Y-Y (segments OY, O in FIG. 3)
Y 1 , OY 2 ), azimuth axis ZZ (line segment OZ in FIG. 3,
OZ 1 ), and an axis line orthogonal to both the central axis line XX of the antenna 14 and the elevation axis line YY (segments OP and O in FIG. 3).
P 1, OP 2), a diagram showing the relationship. Azimuth axis Z-
Z is always perpendicular to the hull surface, and the elevation axis YY is always parallel to the hull surface.

【0101】船体の動揺によって、船体面が水平面に対
して仰角軸線Y−Y(OY)周りに回転角度ξだけ回転
し、それによって方位軸線Z−Zは線OZから線OZ1
に移動し、更に船体面が船体の首尾線OE周りに回転角
度ηだけ回転し、それによって仰角軸線Y−Yは線OY
から線ODに移動したと仮定する。
Due to the shaking of the hull, the hull surface rotates about the elevation axis YY (OY) with respect to the horizontal plane by the rotation angle ξ, whereby the azimuth axis ZZ changes from the line OZ to the line OZ 1.
And the hull surface further rotates about the hull's tail line OE by a rotation angle η, whereby the elevation axis YY is line OY.
Suppose we have moved from to line OD.

【0102】斯かる船体面の移動によってアンテナ14
の中心軸線X−Xも移動するが、制御ループによってア
ンテナ14の中心軸線X−Xは衛星方向を指向するよう
に制御される。もし、制御系において方位サーボ偏差及
び仰角サーボ偏差が生じなければ、アンテナ14の中心
軸線X−Xは正確に衛星方向を指向する。即ち、アンテ
ナ14の中心軸線X−Xは線OX1 から偏倚した位置に
移動し再び線OX1 まで移動する。
The antenna 14 is moved by the movement of the ship surface.
The central axis XX of the antenna 14 also moves, but the central axis XX of the antenna 14 is controlled by the control loop so as to point in the satellite direction. If the azimuth servo deviation and the elevation servo deviation do not occur in the control system, the central axis X-X of the antenna 14 accurately points in the satellite direction. That is, the central axis X-X of the antenna 14 is moved to a position offset from the line OX 1 moves to the line OX 1 again.

【0103】しかしながら、方位サーボ偏差及び仰角サ
ーボ偏差に起因して、アンテナ14の中心軸線X−Xは
線OX1 ではなく線OX2 に移動したものとする。
However, it is assumed that the central axis line XX of the antenna 14 is moved to the line OX 2 instead of the line OX 1 due to the azimuth servo deviation and the elevation angle servo deviation.

【0104】このとき方位制御ループによって、アンテ
ナ14(方位ジンバル40)は方位軸線Z−Z(線OZ
1 )周りに回転角ΔφA1ではなく回転角ΔφA2だけ回転
し、それによって仰角軸線Y−Yは船体面上にて方位軸
線OZ1 周りに回転角ΔφA1ではなく回転角ΔφA2だけ
回転し、線ODから線OY1 ではなく線OY2 に移動す
る。
At this time, the azimuth control loop causes the antenna 14 (azimuth gimbal 40) to move the azimuth axis ZZ (line OZ).
1 ) Around the rotation angle Δφ A2 instead of the rotation angle Δφ A1 , so that the elevation axis Y-Y rotates on the hull surface about the azimuth axis OZ 1 by the rotation angle Δφ A2 instead of the rotation angle Δφ A1. , Line OD to line OY 2 instead of line OY 1 .

【0105】アンテナ14の中心軸線X−Xと仰角軸線
Y−Yの双方に直交する線OPは、線OP1 ではなく線
OP2 に移動する。尚、∠X2 OY2 =90°である。
結局、線OYは線ODを経由して線OY2 に移動したこ
とになり、∠POP2 =∠Y 2 OD及び弧PP2 =弧Y
2 Yである。
The central axis line XX and the elevation axis line of the antenna 14
The line OP orthogonal to both Y-Y is the line OP.1Not a line
OP2Move to. In addition, ∠X2OY2= 90 °.
After all, the line OY passes through the line OD and the line OY2Moved to
And ∠POP2= ∠Y 2OD and arc PP2= Arc Y
2It is Y.

【0106】線OX2 、線OY2 及び線OP2 は互いに
直交する長さ1の線であり、三角形X2 2 2 は1辺
がπ/2の等辺球面三角形となる。単位球面上にて点X
2 と点P2 を直線で結ぶ。弧X2 2 は点C2 にて船体
面(取り付け面)と直交し、更に点P2 にて面OY2
2 と直交する。同様に点X1 と点P1 を直線で結ぶ。弧
1 1 は点C1 にて船体面(取り付け面)と直交し、
更に点P1 にて面OY 1 1 と直交する。
Line OX2, Line OY2And line OP2Are each other
A line with a length of 1 that intersects at right angles2Y2P2Is one side
Becomes a π / 2 equilateral spherical triangle. Point X on the unit sphere
2And point P2Connect with a straight line. Arc X2P2Is point C2At hull
Orthogonal to the surface (mounting surface), and point P2At OY2P
2Orthogonal to. Similarly point X1And point P1Connect with a straight line. Arc
X1P1Is point C1At right angles to the hull surface (mounting surface),
Further point P1At OY 1P1Orthogonal to.

【0107】また仰角制御ループによって、アンテナ1
4は仰角軸線Y−Y周りに回転角θだけ回転する。ここ
で、∠X2 OC2 =θ2 =弧X2 2 、∠X1 OC1
θ1=弧X1 1 である。仰角軸線Y−Y周りのアンテ
ナ14の回転角θ又はアンテナ14の中心軸線X−Xが
船体面となす角θ1 、θ2 は仰角発信器34によって検
出される。
Further, the antenna 1 is controlled by the elevation control loop.
4 rotates about the elevation axis YY by the rotation angle θ. Here, ∠X 2 OC 2 = θ 2 = arc X 2 C 2 , ∠X 1 OC 1 =
θ 1 = arc X 1 C 1 . The angle of rotation θ of the antenna 14 around the elevation axis Y-Y or the angles θ 1 and θ 2 formed by the central axis X-X of the antenna 14 with the hull surface are detected by the elevation transmitter 34.

【0108】方位サーボ偏差及び仰角サーボ偏差がなけ
れば、仰角ジャイロ44は線OY1に沿って配置され、
従って、線OY1 周りのアンテナ14の回転角速度ωY1
を検出し、方位ジャイロ45は線OP1 に沿って配置さ
れ、従って、線OP1 周りのアンテナ14の回転角速度
ωP1を検出する。しかしながら、方位サーボ偏差及び仰
角サーボ偏差があると、仰角ジャイロ44は線OY2
沿って配置され、線OY2 周りのアンテナ14の回転角
速度ωY2を検出し、方位ジャイロ45は線OP 2 に沿っ
て配置され、線OP2 周りのアンテナ14の回転角速度
ωP2を検出する。斯かる回転角速度は次の式によって表
される。
There is no azimuth servo deviation and elevation servo deviation.
If so, the elevation gyro 44 is the line OY.1Are placed along
Therefore, the line OY1Rotational angular velocity ω of the surrounding antenna 14Y1
Azimuth gyro 45 detects line OP1Arranged along
And therefore line OP1Rotational angular velocity of the surrounding antenna 14
ωP1To detect. However, azimuth servo deviation and elevation
If there is an angular servo deviation, the elevation gyro 44 will move to the line OY.2To
Placed along the line OY2Rotation angle of the surrounding antenna 14
Speed ωY2Azimuth gyro 45 detects line OP 2Along
Placed, line OP2Rotational angular velocity of the surrounding antenna 14
ωP2To detect. The rotation angular velocity is expressed by the following equation.
To be done.

【0109】[0109]

【数11】 ωY1=ξ1 cosη・cosΔφA1+η1 sinΔφA1+dθ/dt ωP1=−ξ1 (sinη・cosθ1 +cosη・sinΔφA1・sinθ1 ) +η1 cosΔφA1・sinθ1 −dΔφA1/dt・cosθ1 ωY2=ξ1 cosη・cosΔφA2+η1 sinΔφA2+dθ/dt ωP2=−ξ1 (sinη・cosθ2 +cosη・sinΔφA2・sinθ2 ) +η1 cosΔφA2・sinθ2 −dΔφA2/dt・cosθ2 [Number 11] ω Y1 = ξ 1 cosη · cosΔφ A1 + η 1 sinΔφ A1 + dθ / dt ω P1 = -ξ 1 (sinη · cosθ 1 + cosη · sinΔφ A1 · sinθ 1) + η 1 cosΔφ A1 · sinθ 1 -dΔφ A1 / dt · cosθ 1 ω Y2 = ξ 1 cosη · cosΔφ A2 + η 1 sinΔφ A2 + dθ / dt ω P2 = -ξ 1 (sinη · cosθ 2 + cosη · sinΔφ A2 · sinθ 2) + η 1 cosΔφ A2 · sinθ 2 -dΔφ A2 / dt ・ cos θ 2

【0110】次に、サーボ偏差補正演算部120の機能
を説明する。サーボ偏差補正演算部120は、方位サー
ボ偏差及び仰角サーボ偏差がない場合の検出角速度
ωY1、ω P1と方位サーボ偏差及び仰角サーボ偏差がある
場合の検出角速度ωY2、ωP2の差、即ち、検出角速度偏
差ha、heを演算する。斯かる検出角速度偏差he、
haは次の式によって表される。
Next, the function of the servo deviation correction calculator 120
Will be explained. The servo deviation correction calculation unit 120
Detected angular velocity when there is no deviation or elevation servo deviation
ωY1, Ω P1And azimuth servo deviation and elevation servo deviation
Detected angular velocity ωY2, ΩP2Difference, that is, the detected angular velocity deviation
The differences ha and he are calculated. Such detected angular velocity deviation he,
ha is represented by the following formula.

【0111】[0111]

【数12】he=ωY1−ωY2 ha=ωP1−ωP2 Equation 12 he = ω Y1 −ω Y2 ha = ω P1 −ω P2

【0112】仰角軸線Y−Y周りのアンテナ14の回転
角度θ1 、θ2 と仰角制御ループの仰角制御積分器54
の出力(仰角サーボ偏差)XE との間の関係と方位軸線
Z−Z周りのアンテナ14の回転角度ΔφA1、ΔφA2
方位角制御ループの方位角制御積分器58の出力(方位
角サーボ偏差)XA との間の関係は次の式によって表さ
れる。
The rotation angles θ 1 and θ 2 of the antenna 14 around the elevation axis YY and the elevation control integrator 54 of the elevation control loop.
Output (elevation angle servo deviation) X E and the rotation angles Δφ A1 , Δφ A2 of the antenna 14 around the azimuth axis ZZ and the output of the azimuth control integrator 58 of the azimuth control loop (azimuth servo). The relationship between the deviation) X A is represented by the following equation.

【0113】[0113]

【数13】θ1 =θ2 −XE ΔφA1=ΔφA2+XA [Equation 13] θ 1 = θ 2 −X E Δφ A1 = Δφ A2 + X A

【0114】ここで、θ2 をθに、ΔφA2をΔφA に置
き換える。
Here, θ 2 is replaced with θ, and Δφ A2 is replaced with Δφ A.

【0115】[0115]

【数14】θ1 =θ−XE ΔφA1=ΔφA +XA [Equation 14] θ 1 = θ−X E Δφ A 1 = Δφ A + X A

【0116】数11の式と数14の式を数12の式に代
入して整頓すると、次の式が求められる。
By substituting the equations of the equation 11 and the equation 14 into the equation of the equation 12, the following equation is obtained.

【0117】[0117]

【数15】 ha=−ξ1 〔sinη{cos(θ−XE )−cosθ}+cosη{sin (ΔφA +XA )・sin(θ−XE )−sinΔφA ・sinθ}〕 +η1 {cos(ΔφA +XA )・sin(θ−XE ) −cosΔφA ・sinθ}+dφ/dt{cos(θ−XE )−cosθ} he=ξ1 cosη{cos(ΔφA +XA )−cosΔφA } +η1 {sin(ΔφA +XA )−sinΔφA [Equation 15] ha = −ξ 1 [sin η {cos (θ−X E ) −cos θ} + cos η {sin (Δφ A + X A ) · sin (θ−X E ) −sin Δφ A · sin θ}] + η 1 {cos (Δφ A + X A ) · sin (θ−X E ) −cos Δφ A · sin θ} + dφ / dt {cos (θ−X E ) −cos θ} he = ξ 1 cos η {cos (Δφ A + X A ) −cos Δφ A } + Η 1 {sin (Δφ A + X A ) −sin Δφ A }

【0118】θ:仰角軸線Y−Y周りのアンテナ14の
回転角度 ΔφA :方位軸線Z−Z周りのアンテナ14の回転角度 dθ/dt:仰角軸線Y−Y周りのアンテナ14の回転
角速度 dφ/dt:方位軸線Z−Z周りのアンテナ14の回転
角速度 ξ1 :動揺角ξの時間に関する1次微分 η1 :動揺角ηの時間に関する1次微分 XA :方位角制御積分器58の出力(方位角サーボ偏
差) XE :仰角制御積分器54の出力(仰角サーボ偏差)
Θ: Rotation angle of the antenna 14 around the elevation axis YY Δφ A : Rotation angle of the antenna 14 around the azimuth axis ZZ dθ / dt: Rotational angular velocity of the antenna 14 around the elevation axis YY dφ / dt: Rotational angular velocity of the antenna 14 around the azimuth axis Z-Z ξ 1 : First-order derivative of the oscillation angle ξ with respect to time η 1 : First-order derivative of the oscillation angle η with respect to time X A : Output of the azimuth control integrator 58 ( Azimuth angle servo deviation) X E : Output of elevation angle control integrator 54 (elevation angle servo deviation)

【0119】仰角ジャイロ44の検出角速度偏差he及
び方位ジャイロ45の検出角速度偏差haは各々加算器
125、126に供給される。第3の加算器125で
は、仰角ジャイロ44より出力された角速度ωY2は角速
度偏差heによって補正され、第4の加算器126で
は、方位ジャイロ45より出力された角速度ωP2は角速
度偏差haによって補正される。
The detected angular velocity deviation he of the elevation gyro 44 and the detected angular velocity deviation ha of the azimuth gyro 45 are supplied to adders 125 and 126, respectively. In the third adder 125, the angular velocity ω Y2 output from the elevation gyro 44 is corrected by the angular velocity deviation he, and in the fourth adder 126, the angular velocity ω P2 output from the azimuth gyro 45 is corrected by the angular velocity deviation ha. To be done.

【0120】従って、第3の加算器125より出力され
る角速度は、アンテナ14の中心軸線X−Xが衛星方向
を指向していると仮定した場合に、仰角ジャイロ44よ
り出力される角速度ωY1であり、第4の加算器126よ
り出力される角速度は、アンテナ14の中心軸線X−X
が衛星方向を指向していると仮定した場合に、方位ジャ
イロ45より出力される角速度ωP1である。
Therefore, the angular velocity output from the third adder 125 is the angular velocity ω Y1 output from the elevation gyro 44, assuming that the central axis XX of the antenna 14 is oriented in the satellite direction. And the angular velocity output from the fourth adder 126 is the central axis line XX of the antenna 14.
Is the angular velocity ω P1 output from the azimuth gyro 45 when it is assumed that is pointing in the satellite direction.

【0121】斯かる補正された仰角ジャイロ44の出力
信号及び方位ジャイロ45の出力信号はそれぞれ仰角制
御積分器54及び方位角制御積分器58に供給される。
仰角制御積分器54及び方位角制御積分器58より出力
された命令信号XE 、XA は増幅器55、59を経由し
てそれぞれ仰角サーボモータ33及び方位サーボモータ
23に供給される。
The corrected output signals of the elevation angle gyro 44 and the azimuth gyro 45 are supplied to the elevation angle control integrator 54 and the azimuth angle control integrator 58, respectively.
The command signals X E and X A output from the elevation angle control integrator 54 and the azimuth angle control integrator 58 are supplied to the elevation angle servo motor 33 and the azimuth servo motor 23 via amplifiers 55 and 59, respectively.

【0122】こうして本例によれば、方位サーボ偏差及
び仰角サーボ偏差が生じ、アンテナ14の中心軸線X−
Xが衛星方向より偏倚している場合でも、アンテナ14
の中心軸線X−Xが衛星方向を指向していると仮定し
て、仰角サーボモータ33及び方位サーボモータ23に
命令信号XE 、XA が供給されるから、方位サーボ偏差
及び仰角サーボ偏差に起因してアンテナ14の中心軸線
X−Xが衛星方向より益々偏倚することがない。
Thus, according to this example, the azimuth servo deviation and the elevation angle servo deviation occur, and the central axis X- of the antenna 14
Even when X is deviated from the satellite direction, the antenna 14
Assuming that the central axis line XX of the above is oriented in the satellite direction, the command signals X E and X A are supplied to the elevation angle servo motor 33 and the azimuth servo motor 23. Due to this, the central axis line XX of the antenna 14 is not further deviated from the satellite direction.

【0123】次に、方位サーボ偏差リミッタ値演算部1
21及びサーボ偏差リミッタ122の機能を説明する。
方位サーボ偏差リミッタ値演算部121及びサーボ偏差
リミッタ122は方位サーボモータ23に供給される命
令信号が極大となって方位サーボモータ23が暴走する
ことを防止するように機能する。
Next, the azimuth servo deviation limiter value calculation unit 1
21 and the function of the servo deviation limiter 122 will be described.
The azimuth servo deviation limiter value calculation unit 121 and the servo deviation limiter 122 function so as to prevent the command signal supplied to the azimuth servo motor 23 from becoming maximum and the azimuth servo motor 23 from running out of control.

【0124】数4の式を参照して説明したように、仰角
発信器34より出力される仰角軸線Y−Y周りのアンテ
ナ14の回転角θが90°近くになると、方位サーボモ
ータ23に供給される命令角速度dφ/dtの値は極大
となり、方位サーボモータ23が暴走することとなる。
As described with reference to the equation (4), when the rotation angle θ of the antenna 14 about the elevation axis Y-Y output from the elevation transmitter 34 becomes close to 90 °, it is supplied to the azimuth servo motor 23. The value of the commanded angular velocity dφ / dt becomes maximum, and the azimuth servomotor 23 runs out of control.

【0125】本例によると、方位サーボモータ23に供
給される命令信号値の最大値は制限され、それによって
方位サーボモータ23の暴走が防止されるように構成さ
れている。方位サーボ偏差リミッタ値演算部121は方
位サーボ偏差リミッタ値Δφ L を演算してそれをサーボ
偏差リミッタ122に供給する。斯かる方位サーボ偏差
リミッタ値ΔφL は方位サーボモータ23に供給される
命令信号値の許容最大値を表す。
According to this example, the azimuth servo motor 23 is provided.
The maximum command signal value delivered is limited, which
The azimuth servo motor 23 is configured to prevent runaway.
Has been. The direction servo deviation limiter value calculation unit 121 is
Position servo deviation limiter value Δφ LCalculate and servo it
It is supplied to the deviation limiter 122. Such direction servo deviation
Limiter value ΔφLIs supplied to the azimuth servo motor 23
Shows the maximum allowable value of the command signal.

【0126】本例によると、方位サーボ偏差リミッタ値
ΔφL は、設定された予想時間Δt Y 経過後の方位サー
ボ偏差XA が使用される。方位サーボ偏差リミッタ値演
算部121は、予想時間ΔtY 経過後の方位サーボ偏差
A (=ΔφL )を演算する。
According to this example, the azimuth servo deviation limiter value
ΔφLIs the set expected time Δt YDirection sir after passing
Bo deviation XAIs used. Azimuth servo deviation limiter performance
The calculation unit 121 calculates the estimated time Δt.YDirection servo deviation after the passage
XA(= ΔφL) Is calculated.

【0127】数8の式にてφの代わりに方位サーボ偏サ
ーボXA によって補正したφ−XAを使用すると次の式
が得られる。
[0127] The use of phi-X A corrected by the azimuth servo polarized servo X A instead of phi at the number 8 of the formula the following equation is obtained.

【0128】[0128]

【数16】ΔφA =φS −φC −(φ−XA [Expression 16] Δφ A = φ S −φ C − (φ−X A )

【0129】数16の式を数9の式に代入し、現在の動
揺角ξ、ηの代わりに予想時間Δt Y 経過後の動揺角ξ
Y 、ηY を使用すると次のようになる。
Substituting the expression of the equation 16 into the expression of the equation 9, the current motion
Expected time Δt instead of swing angles ξ and η YSwing angle after passage ξ
Y, ΗYWould be like this:

【0130】[0130]

【数17】tan(φS −φC −φ+XA )=sinη
Y tan(θS −ξY
Tan (φ S −φ C −φ + X A ) = sin η
Y tan (θ S −ξ Y )

【0131】数17の式より方位サーボ偏差XA につい
て解くと、次のようになる。但し、方位サーボ偏差XA
を方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL に置き換える。即
ち、X A =ΔφL とする。
From the equation (17), the direction servo deviation XAAbout
The solution is as follows. However, the direction servo deviation XA
Azimuth servo deviation limiter value ΔφLReplace with. Immediately
C, X A= ΔφLAnd

【0132】[0132]

【数18】 [Equation 18]

【0133】但し、 A=φS −φC −φ B=sinηY tan(θS −ξY ) ηY 、ξY :予想時間ΔtY 経過後の動揺角 φS :衛星方位角 φC :船首方位角 φ:アンテナ14の方位軸線Z−Z周りの回転角度[0133] However, A = φ S -φ C -φ B = sinη Y tan (θ S -ξ Y) η Y, ξ Y: expected time Delta] t Y upset angle after phi S: Satellite azimuth phi C: Bow azimuth angle φ: Rotation angle of azimuth axis line ZZ of antenna 14

【0134】数18の式の逆正接演算によって得られる
値が方位サーボ偏差リミッタ値演算部121より出力さ
れる方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL である。
The value obtained by the arctangent calculation of the equation 18 is the azimuth servo deviation limiter value Δφ L output from the azimuth servo deviation limiter value calculation unit 121.

【0135】予想時間ΔtY 経過後の動揺角ηY 、ξY
は、動揺角を時間の関数としてテイラー展開しその1次
近似にとって次のように表される。
Shaking angles η Y , ξ Y after the expected time Δt Y has elapsed
Is expressed as follows for the first-order approximation of Taylor's expansion of the fluctuation angle as a function of time.

【0136】[0136]

【数19】ξY =ξ+ξ1 ΔtY ηY =η+η1 ΔtY [Formula 19] ξ Y = ξ + ξ 1 Δt Y η Y = η + η 1 Δt Y

【0137】サーボ偏差リミッタ122は方位サーボ偏
差リミッタ値演算部121より出力された方位サーボ偏
差リミッタ値ΔφL の絶対値と方位角制御積分器58よ
り出力された方位サーボ偏差XA の絶対値とを比較す
る。方位サーボ偏差XA の絶対値が方位サーボ偏差リミ
ッタ値ΔφL の絶対値より大きいときに、方位サーボ偏
差XA は制限される。これを式によって表すと次のよう
になる。
The servo deviation limiter 122 outputs the absolute value of the azimuth servo deviation limiter value Δφ L output from the azimuth servo deviation limiter value calculation unit 121 and the absolute value of the azimuth servo deviation X A output from the azimuth angle control integrator 58. To compare. When the absolute value of the azimuth servo deviation X A is greater than the absolute value of the azimuth servo deviation limit value [Delta] [phi L, azimuth servo deviation X A is limited. This can be expressed as follows.

【0138】[0138]

【数20】 |XA |>|ΔφL |:XA =SGN(XA )・|ΔφL | |XA |≦|ΔφL |:XA =XA [Formula 20] | X A |> | Δφ L |: X A = SGN (X A ) · | Δφ L | | X A | ≦ | Δφ L |: X A = X A

【0139】ここに、SGN(XA )はXA の符号を表
す。
Here, SGN (X A ) represents the code of X A.

【0140】こうして、方位サーボ偏差XA が制限され
ると、方位サーボ偏差XA の代わりに方位サーボ偏差リ
ミッタ値ΔφL が増幅器59を経由して方位サーボモー
タ23に命令信号として供給される。
In this way, when the azimuth servo deviation X A is limited, the azimuth servo deviation limiter value Δφ L is supplied as a command signal to the azimuth servo motor 23 via the amplifier 59 instead of the azimuth servo deviation X A.

【0141】このとき、同時に方位サーボ偏差リミッタ
値ΔφL は方位角制御積分器58にも供給され、斯かる
方位角制御積分器58より出力される出力はこの方位サ
ーボ偏差リミッタ値ΔφL によって置き換えられる。
At the same time, the azimuth servo deviation limiter value Δφ L is also supplied to the azimuth angle control integrator 58, and the output output from the azimuth angle integrator 58 is replaced by this azimuth servo deviation limiter value Δφ L. To be

【0142】こうして、本例によると、方位サーボモー
タ23に供給される命令信号は方位サーボ偏差リミッタ
値ΔφL を超えることがないから、方位サーボモータ2
3が暴走してアンテナ14が高速で回転することはな
い。
Thus, according to this example, the command signal supplied to the azimuth servo motor 23 does not exceed the azimuth servo deviation limiter value Δφ L.
The antenna 3 does not rotate at a high speed due to the runaway of the antenna 3.

【0143】本例によると、船体が動揺している場合に
は、方位サーボモータ23に供給される命令信号は方位
サーボ偏差リミッタ値ΔφL によって制限される。斯か
る方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL は、数18の式によ
って表されるように、予想時間経過後の船体の動揺角η
Y 、ξY の関数である。予想時間経過後の船体の動揺角
ηY 、ξY は、数19の式によって表されるように、現
在の動揺角ξ、ηと動揺角速度ξ1 、η1 の関数だか
ら、結局、方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL は現在の動
揺角ξ、ηと動揺角速度ξ1 、η1 の関数である。
According to this example, when the hull is swaying, the command signal supplied to the azimuth servo motor 23 is limited by the azimuth servo deviation limiter value Δφ L. The azimuth servo deviation limiter value Δφ L is, as expressed by the equation (18), the sway angle η of the hull after the expected time has elapsed.
It is a function of Y and ξ Y. Since the sway angles η Y and ξ Y of the hull after the elapse of the expected time are functions of the current sway angles ξ and η and the sway angular velocities ξ 1 and η 1 as represented by the equation (19), the azimuth servo The deviation limiter value Δφ L is a function of the current shaking angles ξ and η and the shaking angular velocities ξ 1 and η 1 .

【0144】本例において、船体が動揺していない場合
について考える。船体が静止している場合であっても、
アンテナ14の中心軸線X−Xが天頂方向を向いている
場合には、仰角発信器34より出力される回転角θは9
0°近くなる。従って、従来の装置では、数9の式より
方位サーボモータ23に供給される命令信号は極大にな
り、方位サーボモータ23が暴走することとなる。
In this example, consider the case where the hull is not shaken. Even when the hull is stationary,
When the central axis line XX of the antenna 14 faces the zenith direction, the rotation angle θ output from the elevation angle transmitter 34 is 9
It approaches 0 °. Therefore, in the conventional device, the command signal supplied to the azimuth servo motor 23 becomes maximum according to the equation (9), and the azimuth servo motor 23 runs out of control.

【0145】しかしながら、本例によると、船体が静止
している場合には、船体の動揺角ξ、η及び動揺角速度
ξ1 、η1 はゼロであるから、数17の式より方位サー
ボ偏差リミッタ値ΔφL (=XA )は−(φS −φC
φ)となる。船体が静止している場合には数6の式に示
されるように傾斜補正値ΔφA (=φS −φC −φ)は
ゼロである。従って、船体が静止している場合には、方
位サーボ偏差リミッタ値ΔφL はゼロである。
However, according to this example, when the hull is stationary, the swing angles ξ and η and the swing angular velocities ξ 1 and η 1 of the hull are zero. The value Δφ L (= X A ) is − (φ S −φ C
φ). When the hull is stationary, the inclination correction value Δφ A (= φ S −φ C −φ) is zero as shown in the equation (6). Therefore, when the hull is stationary, the azimuth servo deviation limiter value Δφ L is zero.

【0146】こうして、方位サーボモータ23に供給さ
れる命令信号はゼロとなり、アンテナ14の方位角が衛
星方位より徐々に偏倚することが回避され、アンテナ1
4の中心軸線X−Xを衛星方向に指向させておくことが
できる。
In this way, the command signal supplied to the azimuth servo motor 23 becomes zero, and the azimuth angle of the antenna 14 is prevented from gradually deviating from the satellite azimuth, and the antenna 1
The central axis line XX of 4 can be oriented in the satellite direction.

【0147】次に図4に本発明の効果を示す実際の計算
例を示す。衛星方位角φS =0°、衛星高度角θS =7
5°であると仮定している。図4Aは船体の動揺運動を
表しており、横軸は時間、縦軸は回転傾斜角度である。
図示のように、船体面はピッチ軸線周りに一定の角度に
て静的に回転傾斜し、ロール軸線周りに正弦波的に動的
に回転傾斜している。
Next, FIG. 4 shows an actual calculation example showing the effect of the present invention. Satellite azimuth angle φ S = 0 °, satellite altitude angle θ S = 7
It is assumed to be 5 °. FIG. 4A shows the swaying motion of the hull, where the horizontal axis is the time and the vertical axis is the rotation inclination angle.
As shown in the figure, the hull surface is statically tilted about the pitch axis at a constant angle and dynamically tilted about the roll axis in a sinusoidal manner.

【0148】図4Bは方位角φの値の変化を示し、横軸
は時間、縦軸はアンテナ14の方位角である。実線は本
例による結果を示し、破線は従来の例による結果を示
す。図示のように、従来例では追従誤差は時間と共に増
加するが、本例では追従誤差は増加しない。
FIG. 4B shows the change in the value of the azimuth angle φ, the horizontal axis is the time, and the vertical axis is the azimuth angle of the antenna 14. The solid line shows the result of this example, and the broken line shows the result of the conventional example. As shown in the figure, the tracking error increases with time in the conventional example, but does not increase in this example.

【0149】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it is apparent to those skilled in the art that various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention. Easy to understand.

【0150】[0150]

【発明の効果】本発明によれば、サーボ偏差補正演算部
120において数15の式によって仰角ジャイロ44及
び方位ジャイロ45の検出角速度偏差ha、heが演算
され、斯かる検出角速度偏差ha、heによって仰角ジ
ャイロ44及び方位ジャイロ45の出力角速度ωY2、ω
P2が補正され、それによって仰角制御積分器54及び方
位角制御積分器58より補正された命令信号XE 、XA
が出力され、斯かる命令信号XE 、XA によってそれぞ
れ仰角サーボモータ33及び方位サーボモータ23が作
動されるから、アンテナ14の中心軸線X−Xは良好に
衛星方向を指向することができる利点がある。
According to the present invention, the detected angular velocity deviations ha and he of the elevation gyro 44 and the azimuth gyro 45 are calculated by the equation 15 in the servo deviation correction calculator 120, and the detected angular velocity deviations ha and he are calculated. Output angular velocities ω Y2 , ω of the elevation gyro 44 and the azimuth gyro 45
P2 is corrected, and thereby the command signals X E and X A corrected by the elevation control integrator 54 and the azimuth control integrator 58.
Is output, and the elevation servomotor 33 and the azimuth servomotor 23 are operated by the command signals X E and X A , respectively, so that the central axis XX of the antenna 14 can favorably point in the satellite direction. There is.

【0151】本発明によれば、方位サーボ偏差リミッタ
値演算部121において数18の式によって方位サーボ
偏差リミッタ値ΔφL が演算され、斯かる方位サーボ偏
差リミッタ値ΔφL によって方位サーボモータ23に供
給される命令信号が制限されるから、従来のように、仰
角軸線Y−Y周りのアンテナ14の回転角θが90°近
くになった場合でも、方位サーボモータ23が暴走する
ことがない利点がある。
According to the present invention, the azimuth servo deviation limiter value calculator 121 calculates the azimuth servo deviation limiter value Δφ L according to the equation (18) and supplies the azimuth servo deviation limiter value Δφ L to the azimuth servo motor 23. Since the command signal to be generated is limited, there is an advantage that the azimuth servo motor 23 does not run away even when the rotation angle θ of the antenna 14 around the elevation axis YY becomes close to 90 ° as in the conventional case. is there.

【0152】本発明によれば、サーボ偏差リミッタ12
2において数20の式によって方位サーボ偏差XA が制
限され、方位サーボ偏差XA の代わりに方位サーボ偏差
リミッタ値ΔφL が増幅器59を経由して方位サーボモ
ータ23に命令信号として供給されるから、従来のよう
に、仰角軸線Y−Y周りのアンテナ14の回転角θが9
0°近くになった場合でも、方位サーボモータ23が暴
走することがない利点がある。
According to the present invention, the servo deviation limiter 12
2, the azimuth servo deviation X A is limited by the equation 20 and the azimuth servo deviation limiter value Δφ L is supplied as a command signal to the azimuth servo motor 23 via the amplifier 59 instead of the azimuth servo deviation X A. , The rotation angle θ of the antenna 14 around the elevation axis YY is 9 as in the conventional case.
There is an advantage that the azimuth servo motor 23 does not run away even when the angle is close to 0 °.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のアンテナ指向装置の例を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an antenna pointing device of the present invention.

【図2】単位球面上におけるアンテナ指向装置の動作を
説明する説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an operation of an antenna directing device on a unit spherical surface.

【図3】単位球面上におけるアンテナ指向装置の動作を
説明する説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an operation of the antenna directing device on a unit spherical surface.

【図4】本発明のアンテナ指向装置の性能を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing the performance of the antenna pointing device of the present invention.

【図5】従来のアンテナ指向装置の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a conventional antenna directing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 基台 3−1 ブリッジ部 11 円筒部 13 アーム 14 アンテナ 20 方位軸 21−1、21−2 軸受 22 方位歯車 23 方位サーボモータ 24 方位発信器 30−1、30−2 仰角軸 32 仰角歯車 33 仰角サーボモータ 34 仰角発信器 35 ピニオン 40 方位ジンバル 40−1 支持軸部 40−2 U字形部 41 取り付け金具 41−1、41−2 脚部 44 仰角ジャイロ 45 方位ジャイロ 46 第1の加速度計 47 第2の加速度計 48 第3の加速度計 54 (仰角制御)積分器 55 増幅器 56 減衰器 58 (方位角制御)積分器 59 増幅器 60 減衰器 61 加算器 76 secθ演算部 81 アンテナ仰角演算部 93 傾斜補正演算部 94 動揺角演算部 120 サーボ偏差補正演算部 121 方位サーボ偏差リミッタ値演算部 122 サーボ偏差リミッタ 125、126 加算器 X−X アンテナ中心軸線 Y−Y 仰角軸線 Z−Z 方位軸線 3 pedestal 3-1 bridge part 11 cylindrical part 13 arm 14 antenna 20 azimuth axis 21-1, 21-2 bearing 22 azimuth gear 23 azimuth servo motor 24 azimuth transmitter 30-1, 30-2 elevation angle shaft 32 elevation angle gear 33 Elevation servo motor 34 Elevation transmitter 35 Pinion 40 Azimuth gimbal 40-1 Support shaft part 40-2 U-shaped part 41 Mounting brackets 41-1, 41-2 Legs 44 Elevation gyro 45 Azimuth gyro 46 First accelerometer 47 No. 2 accelerometer 48 third accelerometer 54 (elevation angle control) integrator 55 amplifier 56 attenuator 58 (azimuth angle control) integrator 59 amplifier 60 attenuator 61 adder 76 secθ calculation unit 81 antenna elevation angle calculation unit 93 tilt correction Calculation unit 94 Swing angle calculation unit 120 Servo deviation correction calculation unit 121 Direction servo deviation limiter value calculation 122 servo deviation limiter 125 and 126 adders X-X antenna center axis Y-Y elevation axis Z-Z orientation axis

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中心軸線を有し支持部材に支持されたア
ンテナと、該アンテナ及び上記支持部材を上記中心軸線
に直交する仰角軸線周りに回転可能に支持する方位ジン
バルと、該方位ジンバルを上記仰角軸線に直交する方位
軸線周りに回転可能に支持する基台と、上記仰角軸線に
平行な入力軸線を有し上記支持部材に固定された第1の
ジャイロと、上記中心軸線と仰角軸線の両者に直交する
入力軸線を有し上記支持部材に固定された第2のジャイ
ロと、水平面に対する上記中心軸線の傾斜角を指示する
信号を出力する第1の加速度計と、水平面に対する上記
仰角軸線の傾斜角を指示する信号を出力する第2の加速
度計と、上記アンテナの中心軸線と仰角軸線の両者に直
交する入力軸線を有する第3の加速度計と、上記方位ジ
ンバルの上記方位軸線周りの回転角を指示する信号を出
力する方位発信器と、上記方位ジンバルに対する上記仰
角軸線周りの上記アンテナの回転角を指示する信号を出
力する仰角発信器と、上記第2の加速度計の出力信号と
上記第3の加速度計の出力信号と上記仰角発信器の出力
信号とを入力して傾斜補正値を演算する傾斜補正演算部
と、を有し、上記加速度計の出力信号から衛星の高度角
に対応した値を減じた信号を仰角制御積分器にフィード
バックし、上記方位発信器の出力信号と船首方位角及び
衛星方位角に対応した信号と上記傾斜補正演算部より出
力された傾斜補正値ΔφA を指示する信号とを加算器に
て演算しその出力信号を方位角制御積分器にフィードバ
ックして上記アンテナの中心軸線を上記衛星に指向させ
るように構成されたアンテナ指向装置において、 上記傾斜補正演算部より供給された傾斜補正値と衛星高
度角と上記仰角発信器より供給された上記仰角軸線周り
の上記アンテナの回転角とよりアンテナ指向装置の取り
付け面の動揺角を演算する動揺角演算部と、 該動揺角演算部より供給された動揺角と上記傾斜補正演
算部より供給された傾斜補正値と上記仰角発信器より供
給された上記仰角軸線周りの上記アンテナの回転角と上
記仰角制御積分器の出力値と上記方位角制御積分器の出
力値とを入力し、上記第1のジャイロ及び第2のジャイ
ロの検出角速度偏差を演算するサーボ偏差補正演算部
と、 上記サーボ偏差補正演算部の出力と上記第1のジャイロ
の出力を入力して加算する第3の加算器と、上記サーボ
偏差補正演算部の出力と上記第2のジャイロの出力を入
力して加算する第4の加算器と、を設け、船体の動揺等
によって発生する方位軸線周りの追従誤差と仰角軸線周
りの追従誤差によってジャイロの出力に生ずる検出角速
度偏差を補正するように構成したことを特徴とするアン
テナ指向装置。
1. An antenna having a central axis and supported by a supporting member, an azimuth gimbal for rotatably supporting the antenna and the supporting member about an elevation axis orthogonal to the central axis, and the azimuth gimbal. A pedestal rotatably supported around an azimuth axis orthogonal to the elevation axis, a first gyro having an input axis parallel to the elevation axis and fixed to the support member, and both the center axis and the elevation axis. A second gyro fixed to the support member having an input axis orthogonal to the first axis, a first accelerometer for outputting a signal indicating an inclination angle of the central axis with respect to the horizontal plane, and an inclination of the elevation axis with respect to the horizontal plane. A second accelerometer for outputting a signal indicating an angle; a third accelerometer having an input axis orthogonal to both the central axis of the antenna and the elevation axis; and the azimuth axis of the azimuth gimbal. The azimuth transmitter that outputs a signal that indicates a rotation angle around the line, the elevation angle transmitter that outputs a signal that indicates a rotation angle of the antenna about the elevation axis with respect to the azimuth gimbal, and the second accelerometer. And a tilt correction calculation unit for calculating a tilt correction value by inputting the output signal, the output signal of the third accelerometer and the output signal of the elevation angle transmitter, and calculating the tilt correction value from the output signal of the accelerometer of the satellite. The signal obtained by subtracting the value corresponding to the altitude angle is fed back to the elevation control integrator, and the output signal of the above azimuth transmitter, the signal corresponding to the heading azimuth angle and the satellite azimuth angle, and the tilt correction output from the tilt correction calculator the calculated and a signal for instructing the values [Delta] [phi a by the adder and the output signal is fed back to the azimuth control integrator central axis of the antenna to the antenna directing device configured to direct to the satellite Then, the tilt correction value supplied from the tilt correction calculation unit, the satellite altitude angle, and the rotation angle of the antenna around the elevation angle axis supplied from the elevation angle transmitter and the swing angle of the mounting surface of the antenna pointing device are calculated. And a rotation angle of the antenna around the elevation axis supplied by the elevation transmitter and the inclination correction value supplied by the inclination correction calculation section, the inclination correction value supplied by the inclination correction calculation section, And the output value of the elevation angle control integrator and the output value of the azimuth angle control integrator are input to calculate the detected angular velocity deviation of the first gyro and the second gyro. A third adder for inputting and adding the output of the deviation correction calculation unit and the output of the first gyro, and for inputting and adding the output of the servo deviation correction calculation unit and the output of the second gyro 4 is provided to correct the detected angular velocity deviation generated in the output of the gyro by the tracking error around the azimuth axis and the tracking error around the elevation angle axis, which are caused by the motion of the hull and the like. Antenna pointing device.
【請求項2】 請求項1記載のアンテナ指向装置におい
て、上記動揺角演算部は次式によってアンテナ指向装置
の取り付け面の動揺角を演算することを特徴とするアン
テナ指向装置。 η=tan-1(sinΔφA /tanθ) θS −ξ=tan-1(tanΔφA /sinη) 但し、η、ξ:取り付け面の動揺角 ΔφA :傾斜補正値 θ:仰角発信器の出力信号 θS :衛星高度角
2. The antenna directing device according to claim 1, wherein the swing angle calculating section calculates a swing angle of a mounting surface of the antenna directing device according to the following equation. η = tan −1 (sin Δφ A / tan θ) θ S −ξ = tan −1 (tan Δφ A / sin η) where η and ξ are the shaking angles of the mounting surface Δφ A : the tilt correction value θ: the output signal of the elevation transmitter θ S : Satellite altitude angle
【請求項3】 請求項1又は2記載のアンテナ指向装置
において、上記サーボ偏差補正演算部は次式によって上
記第1のジャイロ及び第2のジャイロの検出角速度偏差
を演算することを特徴とするアンテナ指向装置。 ha=−ξ1 〔sinη{cos(θ−XE )−cosθ}+cosη{sin (ΔφA +XA )・sin(θ−XE )−sinΔφA ・sinθ}〕 +η1 {cos(ΔφA +XA )・sin(θ−XE ) −cosΔφA ・sinθ}+dφ/dt{cos(θ−XE )−cosθ} he=ξ1 cosη{cos(ΔφA +XA )−cosΔφA } +η1 {sin(ΔφA +XA )−sinΔφA } θ:仰角軸線Y−Y周りのアンテナ14の回転角度 ΔφA :方位軸線Z−Z周りのアンテナ14の回転角度 dθ/dt:仰角軸線Y−Y周りのアンテナ14の回転
角速度 dφ/dt:方位軸線Z−Z周りのアンテナ14の回転
角速度 ξ1 :動揺角ξの時間に関する1次微分 η1 :動揺角ηの時間に関する1次微分 XA :方位角制御積分器58の出力 XE :仰角制御積分器54の出力
3. The antenna directing device according to claim 1, wherein the servo deviation correction calculator calculates a detected angular velocity deviation between the first gyro and the second gyro according to the following equation. Pointing device. ha = −ξ 1 [sin η {cos (θ−X E ) −cos θ} + cos η {sin (Δφ A + X A ) · sin (θ−X E ) −sin Δφ A · sin θ}] + η 1 {cos (Δφ A + X A ) · sin (θ−X E ) −cos Δφ A · sin θ} + dφ / dt {cos (θ−X E ) −cos θ} he = ξ 1 cos η {cos (Δφ A + X A ) −cos Δφ A } + η 1 { sin (Δφ a + X a) -sinΔφ a} θ: rotation angle [Delta] [phi a elevation axis Y-Y around the antenna 14: rotation angle d [theta] / dt of the azimuthal axis Z-Z around the antenna 14: elevation axis Y-Y about Angular velocity of the antenna 14 of dφ / dt: The angular velocity of rotation of the antenna 14 around the azimuth axis ZZ ξ 1 : The first derivative of the rocking angle ξ with respect to time η 1 : The first derivative of the rocking angle η with respect to time X A : Azimuth output X E of the corner control integrator 58: elevation angle control Output of the frequency 54
【請求項4】 請求項1、2又は3記載のアンテナ指向
装置において、 上記動揺角演算部より出力された動揺角と上記傾斜補正
演算部より出力された傾斜補正値と予め設定された予想
時間とを入力して予想時間後の方位角を演算し、予想時
間後の方位角と現在の方位角との差から方位サーボ偏差
を演算して出力する方位サーボ偏差リミッタ値演算部
と、 該方位サーボ偏差リミッタ値演算部の出力と上記方位角
制御積分器の出力とを入力し、上記方位サーボ偏差リミ
ッタ値演算部の出力によって上記方位角制御積分器の出
力を制限するサーボ偏差リミッタと、を設け、上記アン
テナを方位軸線周りに回転させるための方位サーボモー
タの暴走を防止するように構成されていることを特徴と
するアンテナ指向装置。
4. The antenna directing device according to claim 1, 2 or 3, wherein the swing angle output from the swing angle calculation unit, the tilt correction value output from the tilt correction calculation unit, and a preset estimated time. And an azimuth angle after the predicted time is calculated by inputting, and an azimuth servo deviation limiter value calculation unit for calculating and outputting the azimuth servo deviation from the difference between the azimuth angle after the predicted time and the current azimuth, and the azimuth. A servo deviation limiter for inputting the output of the servo deviation limiter value calculation unit and the output of the azimuth angle control integrator, and limiting the output of the azimuth angle control integrator by the output of the azimuth servo deviation limiter value calculation unit, An antenna pointing device, which is provided so as to prevent runaway of an azimuth servomotor for rotating the antenna around an azimuth axis.
【請求項5】 請求項1、2、3又は4記載のアンテナ
指向装置において、上記方位サーボ偏差リミッタ値演算
部は次式によって上記方位サーボ偏差リミッタ値を演算
することを特徴とするアンテナ指向装置。 但し、 ΔφL :方位サーボ偏差リミッタ値 A=φS −φC −φ B=sinηY tan(θS −ξY ) φS :衛星方位角 φC :船首方位角 φ:アンテナ14の方位軸線Z−Z周りの回転角度 ξY 、ηY :予測時間ΔtY 経過後の動揺角
5. The antenna directing device according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the azimuth servo deviation limiter value calculation unit calculates the azimuth servo deviation limiter value by the following equation. . However, Δφ L : Azimuth servo deviation limiter value A = φ S −φ C −φ B = sin η Y tan (θ S −ξ Y ) φ S : Satellite azimuth φ C : Bow azimuth φ: Antenna 14 azimuth axis Rotation angles around Z-Z ξ Y , η Y : Swing angle after prediction time Δt Y has elapsed
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004079859A1 (en) * 2003-03-07 2004-09-16 Raysat Cyprus Limited Tracking system for flat mobile antenna
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