JPH07234131A - Method and apparatus for measuring state of moving element and state amount measuring system for the element - Google Patents

Method and apparatus for measuring state of moving element and state amount measuring system for the element

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JPH07234131A
JPH07234131A JP2517694A JP2517694A JPH07234131A JP H07234131 A JPH07234131 A JP H07234131A JP 2517694 A JP2517694 A JP 2517694A JP 2517694 A JP2517694 A JP 2517694A JP H07234131 A JPH07234131 A JP H07234131A
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JP
Japan
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measurement
data
measurement data
value
state
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Application number
JP2517694A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaki Fujinaga
正樹 藤永
Takeshi Hiroki
武 広木
Takatoshi Kodaira
高敏 小平
Yoshio Sekiyama
喜郎 関山
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve stability and accuracy of measured data received from a measuring pot mounted at a moving element flying in the air and to reduce adverse influence of blanking. CONSTITUTION:Measured data 100 from two systems of measuring pots 2-1, 2-2 of an aircraft 1 are received, presence or absence of data error, etc., is checked by a communication malfunction unit 11, sorted according to items by a conversion sorter 12, and input to a rationalizing processor 14. The processor 14 decides rationality of data 101 according to items as to whether it falls within a predetermined threshold value or not. As a result, if both the two systems are effective, a mean value of the both is optimized. If only one system is effective, its value or a mean value with a complementary value is optimized. If the both are reactive, the complementary value is optimized. The complementary value is given from a control value setter 15, and decided according to the previous mean value or of an estimated value from a state estimating unit 21. Output data 103 of a physical amount is input to the unit 21 as an observed value.

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、航空機等の移動体の状
態量計測装置に係り、特に移動体に搭載した複数の計測
サブシステム(計測ポッド)からの伝送データを受信す
る地上局での計測方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a state quantity measuring device for a moving body such as an aircraft, and more particularly to a ground station for receiving transmission data from a plurality of measuring subsystems (measuring pods) mounted on the moving body. Regarding measurement method.

【0002】[0002]

【従来の技術】航空機に搭載された計測ポッドから、計
測した自己の位置や姿勢角等を電波で送信し、地上局で
航空機の状態量の計測や戦技評価など行っている。この
場合、計測ポッドの装備位置から見て機体の影になる部
分に電波的なブラランキングエリアを生じ、地上局への
データ伝送に障害を生じる。
2. Description of the Related Art A measurement pod mounted on an aircraft transmits the measured position, attitude angle, and the like by radio waves, and the ground station measures the state quantity of the aircraft and evaluates tactics. In this case, a radio wave bra-ranking area is generated in the shadow of the body of the measuring pod, which hinders data transmission to the ground station.

【0003】電波のブランキングの影響を回避する方法
として、特開平5−155392公報に記載されている
いるように、電波のブランキング確率が低い計測ポッド
を地上局から選択するものがある。
As a method for avoiding the influence of radio wave blanking, there is a method of selecting a measurement pod having a low radio wave blanking probability from a ground station, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-155392.

【0004】すなわち、航空機に装備している複数の計
測ポッドの中で受信確率が高いポッドを地上局で推定
し、推定したポッドへ地上局からデータ送信指令を発信
し、計測ポッドはこれを受けて地上へ計測データを送信
している。送信ポッドが複数のときは計測データの同一
項目について平均をとる。
That is, of the plurality of measurement pods equipped on the aircraft, the ground station estimates a pod having a high reception probability, and the ground station issues a data transmission command to the estimated pod. Send the measurement data to the ground. When there are multiple transmission pods, take the average for the same item of measurement data.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術では、航空機が高機動運動(高加速度運動)してい
るときなどに、地上から受信確率の高い計測ポッドを有
効に選択することができない場合がある。また、複数の
計測ポッドから得られるデータを、必ずしも有効利用し
ていないなどの問題点がある。
However, according to the above-mentioned prior art, it is impossible to effectively select a measurement pod having a high reception probability from the ground when the aircraft is in high maneuvering motion (high acceleration motion). There are cases. There is also a problem that the data obtained from a plurality of measurement pods is not always effectively used.

【0006】本発明の目的は、複数の計測サブシステム
(計測ポッド)のデータを基に、項目毎に計測データを
最適化し、データの安定性と精度を向上する移動体の状
態計測方法及び装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to optimize the measurement data for each item based on the data of a plurality of measurement subsystems (measurement pods) and improve the stability and accuracy of the data. To provide.

【0007】本発明の他の目的は、ブランキングで有効
データの得られない時に、計測データの連続性を確保で
きる移動体の状態計測方法及び装置を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for measuring the state of a moving body, which can ensure continuity of measurement data when effective data cannot be obtained by blanking.

【0008】本発明のさらに他の目的は、移動体に装備
した複数のポッドの計測データを別諸元のデータとして
利用できる構成とすることで、簡単且つ、高精度に移動
体の状態量を求めるシステムを提供することにある。
Still another object of the present invention is to make it possible to use the measurement data of a plurality of pods mounted on a moving body as data of different specifications so that the state quantity of the moving body can be easily and accurately determined. It is to provide the required system.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、移動体
に装備された複数系の計測サブシステムの計測データ
を、時系列に受信する移動体の状態計測方法において、
各系の前記計測サブシステムから受信した計測データの
所定の合理性判定を計測項目毎に行い、その判定結果に
応じて当該計測項目の計測データを最適化することによ
り達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for measuring the state of a mobile unit, which receives measurement data of a plurality of measurement subsystems mounted on the mobile unit in time series,
This is achieved by performing a predetermined rationality determination of the measurement data received from the measurement subsystem of each system for each measurement item and optimizing the measurement data of the measurement item according to the determination result.

【0010】また、前記計測データの最適化は、当該計
測項目の計測データの前記合理性判定の結果に従い、複
数の系の計測データが有効なときそれらの平均値、1系
の計測データのみが有効なときはそのデータまたはその
データと所定の補完値の平均値及び全系の計測データが
無効のとき前記所定の補完値の少なくとも1つを行うこ
とにより達成される。
Further, the optimization of the measurement data is based on the result of the rationality judgment of the measurement data of the relevant measurement item, and when the measurement data of a plurality of systems are effective, only the average value thereof and the measurement data of one system are This is achieved by performing at least one of the data or the average value of the data and a predetermined complementary value when the data is valid, and the predetermined complementary value when the measurement data of the entire system is invalid.

【0011】さらに、前記複数の計測サブシステムと、
その各々からの複数の項目の計測データを地上側で時系
列に受信する状態量計測装置を備えるシステムにおい
て、前記計測サブシステムは、同一項目の計測データが
移動体上の相違する位置からの別諸元として得られるよ
うに離間して配置され、前記状態量計測装置は、各計測
サブシステムからの同一項目の計測データを別諸元とし
て入力し移動体の所定の状態量を求める演算部を備える
ことにより達成される。
Further, the plurality of measurement subsystems,
In a system including a state quantity measuring device that receives measurement data of a plurality of items from each of them in a time series on the ground side, the measurement subsystem is configured so that measurement data of the same item is transmitted from different positions on a moving body. The state quantity measuring device is arranged so as to be separated from each other so as to obtain specifications, and the state quantity measuring device inputs a measurement data of the same item from each measurement subsystem as another specification and calculates a predetermined state quantity of the moving body. It is achieved by providing.

【0012】[0012]

【作用】本発明の移動体の状態計測方法または装置によ
れば、計測データの連続性を閾値などによって評価する
合理性判定や、計測データの受信異常の有無をチエック
する受信異常判定が行われ、これら判定の結果得られる
全ての有効データを利用した平均値などによって受信デ
ータの最適化が行われるので、安定性が増し精度の高い
移動体状態量の計測が可能になる。
According to the method or apparatus for measuring a state of a moving body of the present invention, a rationality judgment for evaluating continuity of measurement data by a threshold value or the like, and a reception abnormality judgment for checking whether or not there is a reception abnormality in the measurement data are performed. Since the received data is optimized by the average value using all the valid data obtained as a result of these determinations, the stability is increased and it becomes possible to measure the moving body state quantity with high accuracy.

【0013】上記判定の結果、その計測項目について有
効データの得られないときは、過去のデータないしその
推定値、すなわち、前回の平均値あるいはカルマンフィ
ルタによる推定値などによって置換するので、ブランキ
ングエリアなどによる計測データの欠落を補完でき、移
動体の物理的状態量の連続性を確保できる。
If, as a result of the above determination, no valid data is obtained for the measurement item, it is replaced by past data or its estimated value, that is, the previous average value or the estimated value by the Kalman filter, so that the blanking area, etc. The lack of measurement data due to can be complemented, and continuity of the physical state quantity of the moving body can be secured.

【0014】さらに、本発明の移動体の状態量計測シス
テムによれば、複数の計測サブシステムからの同一項目
の計測データは、計測位置の異なる別諸元として扱うこ
とができるので、新規で高精度な移動体の状態量計測方
式を提供できる。
Further, according to the state quantity measuring system for a mobile body of the present invention, the measurement data of the same item from a plurality of measurement subsystems can be treated as different data items having different measurement positions, so that it is novel and high. It is possible to provide an accurate state quantity measuring method for a moving body.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の第一の実施例を図1〜図10
を参照して詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
Will be described in detail with reference to.

【0016】図2は、本発明の移動体状態計測装置を適
用する航空機の位置評定システムの概念図である。航空
機に装備される計測サブシステム(計測器類)は、本実
施例では航空機の両翼などに外装されるポッド形式に構
成されており、以下では計測ポッドと呼ぶが、この形式
に限定されるものではない。
FIG. 2 is a conceptual diagram of an aircraft position evaluation system to which the moving body state measuring apparatus of the present invention is applied. In the present embodiment, the measurement subsystem (measuring instruments) equipped on the aircraft is configured in a pod format that is installed on both wings of the aircraft, and is referred to as a measurement pod in the following, but is not limited to this format. is not.

【0017】航空機1は計測ポッド2を2本以上(本例
は2本で説明する)搭載し、各ポッド2には4つ以上の
GPS衛星3からの電波を受信し、航空機の絶対位置を
計測するGPS受信機が装備されている。また、計測ポ
ッド2には、加速度計やジャイロも具備され、移動体の
加速度や角加速度等のベクトル情報を検出している。
The aircraft 1 is equipped with two or more measurement pods 2 (this example will be described with two), and each pod 2 receives radio waves from four or more GPS satellites 3 to determine the absolute position of the aircraft. It is equipped with a GPS receiver for measurement. The measuring pod 2 is also equipped with an accelerometer and a gyro, and detects vector information such as acceleration and angular acceleration of the moving body.

【0018】計測ポッド2で検出されたデータは、地上
局4から航空機の各ポッドを周期的にポーリングし、時
分割方式で受信する。受信データは、計算装置5で航空
機の位置、航跡、姿勢等の状態量の推定を行い、監視装
置6によって航空機の機動をリアルタイムに監視してい
る。
The data detected by the measurement pod 2 is periodically polled from the ground station 4 to each pod of the aircraft and received in a time division manner. With respect to the received data, the calculation device 5 estimates the state quantities such as the position, wake and attitude of the aircraft, and the monitoring device 6 monitors the movement of the aircraft in real time.

【0019】図1は、移動体の状態計測装置の一実施例
を説明する機能ブロック図である。受信局4の送受信機
フロントエンド40は、航空機1の2系の計測ポッド2
−1、2−2から、航空機の位置、速度、加速度、姿勢
角、角加速度等の物理量と、武器トリガーなど所定の操
作情報に関するイベントデータを受信する。本明細書で
は、これら物理量とイベントデータを総称して、航空機
の状態量と呼ぶ。
FIG. 1 is a functional block diagram for explaining an embodiment of a moving body condition measuring apparatus. The transceiver front end 40 of the receiving station 4 is the measurement pod 2 of the system 2 of the aircraft 1.
-1, 2-2 receives physical quantities such as the position, velocity, acceleration, attitude angle, and angular acceleration of the aircraft, and event data related to predetermined operation information such as a weapon trigger. In this specification, these physical quantities and event data are collectively referred to as aircraft state quantities.

【0020】計算装置5は、受信データの最適化を行う
計測データ処理部10と、状態推定器21やイベントデ
ータ演算部22を備える演算部20と、演算結果から航
跡処理や戦技評価などを行って表示する解析表示部30
を備えている。
The calculation device 5 includes a measurement data processing section 10 for optimizing received data, a calculation section 20 including a state estimator 21 and an event data calculation section 22, and a track processing and a tactical evaluation based on the calculation results. Analysis display unit 30 for performing and displaying
Is equipped with.

【0021】状態推定器21は、受信した位置や姿勢角
を観測値として入力し、移動体の位置や姿勢角等の状態
量の最適値を推定するカルマンフィルタを有している。
カルマンフィルタは、過去の状態量を入力として現時点
または未来の状態量を推定するものでもある。イベント
情報演算部22は、イベントデータに基づいて所定操作
のシミュレーションを行い解析表示部30へ出力する機
能を有している。
The state estimator 21 has a Kalman filter for inputting the received position and posture angle as observed values and estimating the optimum values of the state quantities such as the position and posture angle of the moving body.
The Kalman filter also estimates the present or future state quantity by inputting the past state quantity. The event information calculation unit 22 has a function of performing a simulation of a predetermined operation based on the event data and outputting it to the analysis display unit 30.

【0022】計測データ処理部10は、受信データ10
0の通信異常を検出する通信異常検出部11と、受信デ
ータ100をパラレル変換しかつ、項目別に類別するS
/P変換・類別部12と、通信異常検出部11の検出結
果に基づいて、正常/異常のステータスを記憶する通信
系統ステータスレジスタ13と、各項目別のデータ10
1の合理性を判定し、不合理データに対する合理化処理
を行う合理化処理部14と、合理化処理部14の演算の
ために、閾値や補完値などを設定する制御値設定部15
によって構成されている。
The measurement data processing unit 10 receives the received data 10
A communication abnormality detecting unit 11 for detecting a communication abnormality of 0 and the received data 100 are converted into parallel data and classified into items S
/ P conversion / classification unit 12, communication system status register 13 for storing normal / abnormal status based on the detection result of communication abnormality detection unit 11, and data 10 for each item
1. The rationalization processing unit 14 that judges the rationality of 1 and performs rationalization processing on irrational data, and the control value setting unit 15 that sets a threshold value, a complementary value, or the like for the calculation of the rationalization processing unit 14.
It is composed by.

【0023】通信異常には、送受信機の異常と伝送エラ
ー(タイムアウトエラー、送信語長エラー、CRCエラ
ー等)がある。送受信機の異常はフロントエンド40で
検出されて、通信異常検出部11に通報される。伝送エ
ラーは受信データのフレーム構成やパリティチエックな
どに基づいて、通信異常検出部11で検出する。
Communication abnormalities include transmitter / receiver abnormalities and transmission errors (timeout error, transmission word length error, CRC error, etc.). The abnormality of the transceiver is detected by the front end 40 and is notified to the communication abnormality detection unit 11. The transmission error is detected by the communication abnormality detection unit 11 based on the frame structure of received data, the parity check, and the like.

【0024】図3に、受信データ100の一般的なフレ
ーム構成を示す。SYNCはオープンフラグで、基本単
位の始まりを示す。SAは送信元アドレス(計測ポッド
ID)、DAは送信先アドレス、Lは送信語長、Fは基
本単位の終了を示すクローズフラグである。CRCはエ
ラー検出ビットで、データエラーの検出に利用される。
FIG. 3 shows a general frame structure of the received data 100. SYNC is an open flag and indicates the start of the basic unit. SA is a source address (measurement pod ID), DA is a destination address, L is a transmission word length, and F is a close flag indicating the end of the basic unit. CRC is an error detection bit and is used for detecting a data error.

【0025】図4は、合理化処理部14の詳細構成を示
す機能ブロックである。受信データ100の項目毎に類
別された2系統のデータ101は、有効性判定部141
で制御値設定部15からの閾値105を基に、データの
物理量が閾値105の上下限内にあれば有効、なければ
無効と判定し、その結果をデータ選択制御部142に送
る。
FIG. 4 is a functional block showing a detailed structure of the rationalization processing unit 14. The data 101 of the two systems categorized for each item of the received data 100 is the validity determination unit 141.
On the basis of the threshold value 105 from the control value setting unit 15, if the physical quantity of the data is within the upper and lower limits of the threshold value 105, it is determined to be valid, and if not, the result is sent to the data selection control unit 142.

【0026】データ選択制御部142は、有効性判定部
141の結果と、通信系統ステータスレジスタ13から
のステータスデータ102を基に選択するデータを決定
し、データ選択・切り換え部143に送る。データ選択
・切り換え部143は、類別されたデータ101の中か
ら、データ選択制御部142によって決定された計測ポ
ッドのデータ、あるいは制御値設定部15からの補完値
106を選択し、物理量103は平均値演算部146
へ、イベントデータ104はイベントデータ演算部22
へ伝送する。
The data selection control unit 142 determines data to be selected based on the result of the validity determination unit 141 and the status data 102 from the communication system status register 13 and sends it to the data selection / switching unit 143. The data selection / switching unit 143 selects the data of the measurement pod determined by the data selection control unit 142 or the complementary value 106 from the control value setting unit 15 from the classified data 101, and the physical quantity 103 is the average. Value calculator 146
To the event data 104, the event data calculation unit 22
Transmit to.

【0027】平均値演算部146は、項目毎の物理量の
平均値をとり、カルマンフィルターで構成される状態推
定器21へ伝送する。閾値異常計数部144は、有効性
判定部141での無効の発生状況をカウントし、通信異
常計数部145は通信異常の発生状況をカウントし、そ
れぞれ制御値設定部15へ送る。制御値設定部15はこ
れらのデータを基に閾値を変更する。
The average value calculator 146 takes the average value of the physical quantity for each item and transmits it to the state estimator 21 which is composed of a Kalman filter. The threshold abnormality counting unit 144 counts the occurrence status of invalidity in the validity determination unit 141, and the communication abnormality counting unit 145 counts the occurrence status of communication abnormality, and sends them to the control value setting unit 15. The control value setting unit 15 changes the threshold value based on these data.

【0028】図5は、制御値設定部15の詳細構成を示
す機能ブロックである。前周期に計測した前回値が前回
計測値記憶部151に、カルマンフィルタ21の状態推
定値が状態推定値記憶部152に、それぞれ項目別に記
憶されている。カルマンフィルタ21による推定値は、
過去(前回または前回まで)のデータを入力として、今
回の値を推定したものである。
FIG. 5 is a functional block showing a detailed configuration of the control value setting unit 15. The previous value measured in the previous cycle is stored in the previous measurement value storage unit 151, and the state estimation value of the Kalman filter 21 is stored in the state estimation value storage unit 152 for each item. The estimated value by the Kalman filter 21 is
This value is estimated by inputting past (previous or previous) data.

【0029】閾値及び補完値演算部153は、前回計測
値記憶部151または状態推定値記憶部152のデータ
を選択し、補完値106として合理化処理部14に出力
する。閾値105は、記憶部151、152、航空機動
特性テーブル154、計測センサ動特性テーブル15
5、閾値異常計数部144及び通信異常計数部145の
各データから、上下限値を決定して出力する。航空機動
特性テーブル154には、航空機の機種に応じた定数が
設定されている。計測センサ動特性テーブル155に
は、GPS受信機、ジャイロ、加速度計などセンサの動
特性の定数が設定されている。
The threshold and complementary value calculation unit 153 selects the data of the previous measured value storage unit 151 or the state estimated value storage unit 152 and outputs it as the complementary value 106 to the rationalization processing unit 14. The threshold value 105 includes storage units 151 and 152, an aircraft dynamic characteristic table 154, and a measurement sensor dynamic characteristic table 15.
5, the upper and lower limit values are determined and output from the respective data of the threshold abnormality counting unit 144 and the communication abnormality counting unit 145. In the aircraft dynamic characteristic table 154, constants are set according to the aircraft model. In the measurement sensor dynamic characteristic table 155, constants of dynamic characteristics of sensors such as a GPS receiver, a gyro, and an accelerometer are set.

【0030】閾値の設定方法としては、例えば閾値異常
計数データや通信異常計数データが大になったとき、つ
まり閾値異常や通信異常が続いた場合には閾値の上下限
幅を広くする。また、前回値とカルマンフィルタの状態
推定値との差が大きくなったとき、同じく上下限幅を広
くする。
As a method of setting the threshold value, for example, when the threshold abnormality count data or the communication abnormality count data becomes large, that is, when the threshold abnormality or the communication abnormality continues, the upper and lower limit widths of the threshold value are widened. Further, when the difference between the previous value and the Kalman filter state estimation value becomes large, the upper and lower limit widths are similarly widened.

【0031】図6に、状態推定値を用いた平均値演算部
146における演算例を示す。時刻t−1では、2系と
も閾値(破線)内であり、有効性判定部141で有効と
判定され、その平均値が演算される。時刻t及びt+1
では、一方のデータが上限(破線)を超えて無効と判定
されるため、その系のデータをカルマンフィルタ21に
よって推定し、その推定値と他系の有効データとの平均
値を求める。
FIG. 6 shows a calculation example in the average value calculation unit 146 using the state estimation value. At time t−1, both systems are within the threshold value (broken line), and the validity determination unit 141 determines that they are valid, and calculates the average value thereof. Time t and t + 1
Then, since one data exceeds the upper limit (broken line) and is determined to be invalid, the data of the system is estimated by the Kalman filter 21, and the average value of the estimated value and the valid data of the other system is obtained.

【0032】すなわち、時刻tでは今回(t)の計測値
2tと、時刻t−1における時刻tの推定値Dt/t-1
平均値をとる。時刻t+1ではその観測値D1t+1と、時
刻tにおける時刻t+1に対する推定値Dt+1/tの平均
値を求める。
That is, at time t, the average value of the measured value D 2t of this time (t) and the estimated value D t / t-1 of time t at time t-1 is taken. At time t + 1, the average value of the observed value D 1t + 1 and the estimated value D t + 1 / t for time t + 1 at time t is obtained.

【0033】図7は、計測データ処理部10の処理を示
すフローチャートである。まず、通信異常検出部で11
で、計測ポッド2−1,2両系の送受信機の異常と受信
データの異常の有無を検出し、受信データステータス1
02(正常/異常)をステータスレジスタ13に記憶す
る(s101)。
FIG. 7 is a flowchart showing the processing of the measurement data processing unit 10. First, the communication error detection unit 11
Then, the presence / absence of the transmitter / receiver of the measurement pods 2-1 and 2 and the presence or absence of an abnormality in the received data are detected, and the received data status 1
02 (normal / abnormal) is stored in the status register 13 (s101).

【0034】合理化処理部14は、項目毎に類別された
データ101に関する通信異常の有無をチエックし(s
102)、異常が無ければ合理性判定を行う(s10
3)。合理性判定は、制御値設定部15から与えられる
閾値を基に、各データが閾値の範囲内にあれば有効と
し、そうでなければ無効とする。これによれば、通信異
常が無くても、計測ポッド2内のセンサの異常によって
特定のデータが連続して大きな誤差を含むような場合も
無効とし、その異常なセンサも検出される。
The rationalization processing unit 14 checks whether or not there is a communication abnormality regarding the data 101 classified by item (s
102), if there is no abnormality, the rationality is judged (s10).
3). The rationality determination is valid based on the threshold value given from the control value setting unit 15 if each data is within the range of the threshold value and invalid otherwise. According to this, even if there is no communication abnormality, even if the specific data continuously contains a large error due to the abnormality of the sensor in the measurement pod 2, it is invalidated, and the abnormal sensor is also detected.

【0035】合理性の判定は、基本的にはデータの連続
性を監視するもので、上記以外にも種々の方法がある。
例えば、過去のデータから推定される値との不連続性な
ど、データの動特性を判定する方法もある。これは、各
データの変化率が閾値内にあれば有効、そうでなければ
無効とする方法等によって実現できる。
The judgment of rationality basically monitors the continuity of data, and there are various methods other than the above.
For example, there is also a method of determining dynamic characteristics of data, such as discontinuity with a value estimated from past data. This can be realized by a method of validating if the rate of change of each data is within the threshold and invalidating otherwise.

【0036】合理化処理部14は、合理性判定の結果に
したがってデータの最適化処理を行う。まず、両系のデ
ータが有効であればその平均値をとる(s104)。1
系のデータが有効であればそれを最適データとする(s
105)。2系とも無効であれば制御値設定部15から
与えられる補完値によって代替して、それを最適データ
とする。この補完値は、前回タイミングのステップs1
04で得られた最適データ(平均値)、あるいはカルマ
ンフィルタ21による推定値を利用する。
The rationalization processing unit 14 performs data optimization processing according to the result of the rational judgment. First, if the data of both systems are valid, the average value is taken (s104). 1
If the system data is valid, it is set as the optimum data (s
105). If both systems are invalid, they are replaced by the complementary value given from the control value setting unit 15 and used as the optimum data. This complementary value is obtained in step s1 of the previous timing.
The optimum data (average value) obtained in 04 or the estimated value by the Kalman filter 21 is used.

【0037】なお、直接、合理性判定処理を実行しても
通信異常データは無効となるので、ステップs102を
省略することも可能である。また、ステップs105
で、有効な1系のデータと補完値との平均値を出力する
ようにしてもよい。
Note that the communication abnormality data is invalid even if the rationality determination process is directly executed, so that step s102 can be omitted. Also, step s105
Then, the average value of the valid 1-system data and the complementary value may be output.

【0038】図8は、カルマンフィルタによる推定を、
同図(a)に示す従来の計測データで行う場合と、同図
(b)に示す本実施例の合理化処理部14による最適デ
ータで行う場合との相違を説明するものである。
FIG. 8 shows the estimation by the Kalman filter.
The difference between the case of performing the conventional measurement data shown in FIG. 9A and the case of performing the optimum data by the rationalization processing unit 14 of the present embodiment shown in FIG.

【0039】従来の方法は、GPSやジャイロ等のセン
サ300で検出された観測値Yを基に、誤差を最小化す
るカルマンフィルタ210で最適推定値Xを出力してい
る。この場合、観測値Yは、位置、速度、加速度、角加
速度などであり、白色でピークが一定でないなどの性質
を有する誤差を含んでいる。一方、推定値Xは位置、速
度、加速度、姿勢角、角速度、角加速度などである。
In the conventional method, the Kalman filter 210 that minimizes the error outputs the optimum estimated value X based on the observed value Y detected by the sensor 300 such as GPS or gyro. In this case, the observed value Y is a position, a velocity, an acceleration, an angular acceleration, or the like, and includes an error having a property that it is white and its peak is not constant. On the other hand, the estimated value X is position, velocity, acceleration, attitude angle, angular velocity, angular acceleration, or the like.

【0040】図中のY、Xのグラフの振幅は真値からの
ずれを表し、振幅が大きいほど誤差が大きいことを示し
ている。すなわち、航空機が高機動運動しているときな
どには、従来方法ではカルマンフィルタ210の出力の
誤差も大きくなる。
The amplitudes of the Y and X graphs in the figure represent the deviation from the true value, and the larger the amplitude, the larger the error. That is, when the aircraft is in high maneuvering motion, the error of the output of the Kalman filter 210 becomes large in the conventional method.

【0041】これに対し本実施例の方法は、2つのセン
サ300A,Bからの同一計測項目の観測値Y(A)、
Y(B)を受信し、合理化処理部14で最適化した観測
値Y’を入力として、カルマンフィルタ210で最適推
定値X’を出力している。
On the other hand, in the method of this embodiment, the observation values Y (A) of the same measurement item from the two sensors 300A and 300B,
Y (B) is received, the observation value Y ′ optimized by the rationalization processing unit 14 is input, and the Kalman filter 210 outputs the optimum estimated value X ′.

【0042】図示のように、センサ300からの誤差は
従来と同様に大きい。しかし、両センサの動特性の違い
から、互いの誤差には同時性がなくランダムである。従
って、本実施例の合理化処理によって両者の最適化を計
ることで、カルマンフィルタ210に入力する観測値
Y’の誤差を低減できる。
As shown, the error from the sensor 300 is large as in the conventional case. However, due to the difference in the dynamic characteristics of the two sensors, the mutual errors are random and random. Therefore, by optimizing both by the rationalization process of the present embodiment, the error of the observed value Y ′ input to the Kalman filter 210 can be reduced.

【0043】これによれば、カルマンフィルタによる最
適推定値X’の安定性が増し、精度が向上する。すなわ
ち、本実施例では観測値の誤差の振幅を統計的に一定に
保持できるので、観測値の1のエラーの振幅が大きくな
っても、フィルタを構成するシステム動特性の時定数で
推定値の誤差成分が収束されるため、カルマンフィルタ
は安定した精度を保つことができる。
According to this, the stability of the optimum estimated value X'by the Kalman filter is increased and the accuracy is improved. That is, in this embodiment, since the amplitude of the error of the observed value can be kept statistically constant, even if the amplitude of the error of 1 of the observed value becomes large, the estimated value is calculated by the time constant of the system dynamic characteristic that constitutes the filter. Since the error components are converged, the Kalman filter can maintain stable accuracy.

【0044】本実施例による上記の合理性処理は、受信
データが物理量の場合である。次に、複数の計測ポッド
のイベントデータに対する合理性処理を説明する。
The above rational processing according to the present embodiment is performed when the received data is a physical quantity. Next, a rational process for event data of a plurality of measurement pods will be described.

【0045】図9は、2本の計測ポッドから受信された
武器発射データの合理性判定テーブルである。図示のよ
うに、武器発射の場合は1本のポッドが「有」の信号で
あれば判定は「有」、2本のポッドが「無」の信号であ
れば判定は「無」となる。この判定基準は、イベントデ
ータの項目に応じて決定され、上記とは反対に2つのポ
ッドが「有」の場合のみ、判定は「有」とすることもあ
る。あるいは、所定の多数決論理に従うこともある。
FIG. 9 is a rationality judgment table of weapon launch data received from two measurement pods. As shown in the figure, in the case of firing a weapon, if one pod has a “present” signal, the determination is “yes”, and if two pods have a “no” signal, the determination is “no”. This criterion is determined according to the item of the event data, and contrary to the above, the determination may be “present” only when the two pods are “present”. Alternatively, it may follow a predetermined majority logic.

【0046】判定テーブルは、制御値設定部15に備え
て有効性判定部141によって有効性を確認する。ある
いは、データ選択・切替部143に備えて、イベントデ
ータを直接、判定するようにしてもよい。これらによっ
て、ブランキングなどによって受信エラーを生じる場合
にも、イベントデータの信頼性を向上できる。
The determination table is provided in the control value setting unit 15 and the validity determination unit 141 confirms the validity. Alternatively, the data selection / switching unit 143 may be provided to directly determine the event data. As a result, the reliability of the event data can be improved even when a reception error occurs due to blanking or the like.

【0047】本実施例によれば、複数の計測ポッドから
の受信データについて、合理性判定とデータの最適化か
らなる合理化処理を行っているので、計測データの信頼
性が向上する。特に、受信データから有効なデータが得
られない場合に、データの欠落を補完するようにしてい
るので、状態推定器21による航空機の位置や姿勢角の
推定、あるいはイベントデータ演算部22による演算を
連続処理できる。これによって、航跡の解析や戦技評価
の精度を向上できる。
According to the present embodiment, the rationalization processing including the rationalization judgment and the data optimization is performed on the received data from the plurality of measurement pods, so that the reliability of the measured data is improved. In particular, when valid data cannot be obtained from the received data, the lack of data is complemented, so the position estimator 21 estimates the position and attitude of the aircraft, or the event data calculator 22 calculates the data. It can be processed continuously. This can improve the accuracy of wake analysis and tactical evaluation.

【0048】上記した図7の処理では、合理性判定を不
可欠としているが、これに限られるものではない。図1
0のフローチャートに示すように、通信異常の判定から
直ちにデータの最適化処理を行ってもよい。
In the above-mentioned processing of FIG. 7, the rationality judgment is indispensable, but the invention is not limited to this. Figure 1
As shown in the flowchart of 0, the data optimization process may be performed immediately after the determination of the communication abnormality.

【0049】すなわち、2系が正常な場合はその平均値
(s203)、1系のみ正常な場合は正常系のデータ
(s204)、2系が通信異常の場合は上記した補完値
(s205)をそれぞれ最適データとして出力する。な
お、ステップs204では、前回平均値またはカルマン
フィルタ推定値による補完値との平均を取ってもよく、
あるいは正常系のデータと補完値を比較しその差が所定
より大きければ補完値を採用するようにしてもよい。
That is, when the second system is normal, the average value (s203), when only one system is normal, the normal system data (s204), and when the second system is communication abnormal, the above-mentioned complementary value (s205) is used. Output as optimum data. Note that in step s204, an average with the previous average value or the complementary value based on the Kalman filter estimated value may be calculated,
Alternatively, the normal value data may be compared with the complementary value, and if the difference is larger than a predetermined value, the complementary value may be adopted.

【0050】これによれば、合理性判定を省略している
分だけデータの信頼性は低下するが、受信データの連続
性は確保できる。
According to this, although the reliability of the data is reduced by the amount of the rationality judgment omitted, the continuity of the received data can be secured.

【0051】次に、本発明の第二の実施例を、図11と
図12を用いて説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12.

【0052】図11は、本実施例による航空機姿勢角の
検出原理を説明する図である。同図(a)は航空機の平
面図、(b)は正面図である。3本の計測ポッドが、航
空機の同一線上にない、例えば両翼の下P1,P2と胴
体の下P3に配置されている。P1−P2の間隔を
1、P3とP1−P2と中点oの間隔をl2とする。
FIG. 11 is a diagram for explaining the principle of detecting the aircraft attitude angle according to this embodiment. FIG. 1A is a plan view of the aircraft, and FIG. 1B is a front view. The three measuring pods are arranged not on the same line of the aircraft, for example, below the wings P1 and P2 and below the fuselage P3. The interval between P1 and P2 is l 1 , and the interval between P3 and P1 and P2 and the midpoint o is l 2 .

【0053】この場合に、各ポッドの絶対位置Pi(地
表座標系)が与えられると、航空機の姿勢角、たとえば
ロール角φは同図(c)のように求まる。すなわち、ピ
ッチ角θが0と仮定すると、ロール角φは(数1)から
求まる。
In this case, when the absolute position Pi (ground coordinate system) of each pod is given, the attitude angle of the aircraft, for example, the roll angle φ is obtained as shown in FIG. That is, assuming that the pitch angle θ is 0, the roll angle φ can be obtained from (Equation 1).

【0054】[0054]

【数1】φ=sin~1((z2−z1)/l1) ここで、Pi=(xi,yi,zi) i=1,2,3 同様に、他の一つの角を0として、ピッチ角θ、ヨー角
ψを求めることができる。
## EQU1 ## φ = sin 1 ((z 2 −z 1 ) / l 1 ) where Pi = (xi, yi, zi) i = 1, 2, 3 Similarly, one of the other corners is set to 0. Then, the pitch angle θ and the yaw angle ψ can be obtained.

【0055】図12は、本実施例による姿勢角計測装置
の機能ブロックである。まず、絶対位置計測手段201
〜203により、各計測ポッドの地表座標系に変換した
絶対位置を計測する。通常、これら位置は計測ポッド2
側で求められ、地上局4で受信される。
FIG. 12 is a functional block diagram of the attitude angle measuring apparatus according to this embodiment. First, the absolute position measuring means 201
Up to 203, the absolute position converted into the ground coordinate system of each measurement pod is measured. Normally, these positions are the measurement pods 2.
It is obtained by the side and received by the ground station 4.

【0056】3軸角度演算部205は入力された絶対位
置P1、P2、P3と、設定値テーブル206からの間
隔l1、l2の定数を基に、姿勢角φ’、θ’、ψ’を算
出する。一方、ジャイロによるベクトル検出手段204
で検出される角速度△φ、△θ、△ψを積分器207で
積分して、姿勢角φ”、θ”、ψ”を算出する。これら
両手段からの姿勢角φ’、θ’、ψ’とφ”、θ”、
ψ”を観測値としてカルマンフィルタ208で最適姿勢
角φ、θ、ψを推定する。
The three-axis angle calculation unit 205 determines the attitude angles φ ′, θ ′, ψ ′ based on the input absolute positions P1, P2, P3 and the constants of the intervals l 1 , l 2 from the set value table 206. To calculate. On the other hand, the vector detection means 204 by the gyro
The angular velocities Δφ, Δθ, and Δψ detected by are integrated by the integrator 207 to calculate the posture angles φ ″, θ ″, and ψ ″. The posture angles φ ′, θ ′, and ψ from these both means are calculated. 'And φ ”, θ”,
The optimal posture angles φ, θ, and ψ are estimated by the Kalman filter 208 using ψ ″ as an observation value.

【0057】さらに、加算器209で、推定された姿勢
角φ、θ、ψと積分器207の姿勢角φ”、θ”、ψ”
の差をとることにより、積分器207の出力のドリフト
(誤差の累積)を数学モデルに頼ることなく簡易に補正
(リセット)できる。
Further, the posture angles φ, θ, ψ estimated by the adder 209 and the posture angles φ ″, θ ″, ψ ″ of the integrator 207 are calculated.
By taking the difference between, the drift of the output of the integrator 207 (accumulation of errors) can be easily corrected (reset) without resorting to a mathematical model.

【0058】本実施例によれば、3個の計測ポッドの位
置データを別諸元として扱い、姿勢角を演算によって簡
単に求めている。さらに、この姿勢角を従来のジャイロ
からのものに加えて観測値とすることで、カルマンフィ
ルタの推定精度を向上させている。
According to the present embodiment, the position data of the three measurement pods are treated as separate data, and the attitude angle is easily obtained by calculation. Furthermore, the estimation accuracy of the Kalman filter is improved by using this attitude angle as an observed value in addition to that from the conventional gyro.

【0059】また、上記のベクトル検出手段204によ
る姿勢角は、1本の計測ポッドからのものであるが、3
本の計測ポッドからの姿勢角を同一諸元として扱い、第
一の実施例に示した合理化処理部による最適値を、積分
器207に与えるようにすれば、さらに安定度と精度の
向上した姿勢角を算出できる。
Further, the posture angle by the vector detecting means 204 is from one measurement pod,
If the posture angle from the measurement pod of the book is treated as the same data and the optimum value by the rationalization processing unit shown in the first embodiment is given to the integrator 207, the posture with further improved stability and accuracy can be obtained. The angle can be calculated.

【0060】上記は姿勢角を推定する例であるが、計測
ポッドから得られる物理量であって、カルマンフィルタ
の観測値として与えられるものに適用可能である。この
場合、別諸元として扱う計測ポッドは2以上であればよ
いものが多い。
The above is an example of estimating the attitude angle, but it is applicable to a physical quantity obtained from the measurement pod and given as an observation value of the Kalman filter. In this case, in many cases, the number of measurement pods to be treated as separate specifications may be two or more.

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明の移動体の状態計測方法によれ
ば、移動体に装備された複数の計測サブシステム(計測
ポッド)からの同一諸元のデータを、合理性処理によっ
て最適化するので、計測データの安定性と精度を向上で
き且つ、移動体の状態計測装置の信頼性を向上できる効
果がある。
According to the method of measuring the state of a moving body of the present invention, data of the same specifications from a plurality of measuring subsystems (measuring pods) mounted on the moving body are optimized by rational processing. In addition, the stability and accuracy of the measurement data can be improved, and the reliability of the state measuring device for the moving body can be improved.

【0062】さらに、上記合理性処理によって、計測デ
ータの欠落を有効に補完できるので、通信ブランキング
の弊害を低減しデータの連続性が維持できる効果があ
る。
Furthermore, the rationalization process can effectively compensate for the missing measurement data, so that the harmful effect of communication blanking can be reduced and the continuity of data can be maintained.

【0063】本発明の移動体の状態計測システムによれ
ば、移動体に装備される複数の計測サブシステムの配置
を工夫するのみで、同一計測項目のデータを別諸元とし
て扱うことができるので、新規な構成による精度の高い
移動体の状態量計測システムを提供できる。
According to the state measuring system for a mobile body of the present invention, the data of the same measurement item can be treated as different data only by devising the arrangement of a plurality of measurement subsystems mounted on the mobile body. , It is possible to provide a highly accurate state quantity measuring system for a moving body with a new configuration.

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

【図1】本発明の移動体の状態計測装置の一実施例を示
す機能ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of a moving body state measuring apparatus of the present invention.

【図2】本発明を適用する航空機の位置評定システムの
概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram of an aircraft position evaluation system to which the present invention is applied.

【図3】受信データの一般的なフレーム構成図である。FIG. 3 is a general frame configuration diagram of received data.

【図4】合理化処理部の機能ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram of a rationalization processing unit.

【図5】制御値設定部の機能ブロック図である。FIG. 5 is a functional block diagram of a control value setting unit.

【図6】平均値処理の一例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of average value processing.

【図7】計測データ処理部の処理動作を説明するフロー
チャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a processing operation of a measurement data processing unit.

【図8】合理化処理の効果を説明する説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an effect of rationalization processing.

【図9】イベントデータの合理性判定の基準の一例を示
すテーブルである。
FIG. 9 is a table showing an example of criteria for determining rationality of event data.

【図10】計測データ処理部の処理動作の代案を説明す
るフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating an alternative processing operation of the measurement data processing unit.

【図11】航空機の姿勢角と計測ポッド位置の関係を説
明する概念図である。
FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a relationship between an aircraft attitude angle and a measurement pod position.

【図12】本発明の移動体の状態量計測システムの一実
施例として示す、姿勢角計測装置の機能ブロック図であ
る。
FIG. 12 is a functional block diagram of an attitude angle measuring device shown as an example of the state quantity measuring system for a moving body of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…航空機、2…計測ポッド(計測サブシステム)、3
…GPS衛星、4…地上局、5…計算装置、6…監視装
置、10…計測データ処理部、11…通信異常検出部、
12…S/P変換・類別部、13…通信系統ステータス
レジスタ、14…合理化処理部、141…有効性判定
部、142…データ選択制御部、143…データ選択・
切替部、146…平均値演算部、15…制御値設定部、
151…前回計測値記憶部、152…状態推定値記憶
部、153…閾値・補完値演算部、20…演算部、21
…状態推定器、208,210…カルマンフィルタ、2
2…イベントデータ演算部、30…解析・表示部、40
…送受信機フロントエンド、201〜203…絶対位置
計測器、204…ベクトル検出手段、205…3軸角度
演算部、207…積分器。
1 ... Aircraft, 2 ... Measurement pod (measurement subsystem), 3
... GPS satellite, 4 ... Ground station, 5 ... Calculation device, 6 ... Monitoring device, 10 ... Measurement data processing unit, 11 ... Communication error detection unit,
12 ... S / P conversion / classification unit, 13 ... Communication system status register, 14 ... Rationalization processing unit, 141 ... Effectiveness determination unit, 142 ... Data selection control unit, 143 ... Data selection /
Switching unit, 146 ... Average value calculation unit, 15 ... Control value setting unit,
151 ... Previously measured value storage unit, 152 ... State estimated value storage unit, 153 ... Threshold / complementary value calculation unit, 20 ... Calculation unit, 21
... State estimator, 208, 210 ... Kalman filter, 2
2 ... Event data calculation unit, 30 ... Analysis / display unit, 40
... Transceiver front end, 201 to 203 ... Absolute position measuring device, 204 ... Vector detecting means, 205 ... Three-axis angle calculating section, 207 ... Integrator.

フロントページの続き (72)発明者 関山 喜郎 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内Front page continuation (72) Inventor Yoshiro Sekiyama 5-2-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Omika factory

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動体に装備された複数系の計測サブシ
ステムからの計測データを、時系列に受信する移動体の
状態計測方法において、 各系の前記計測サブシステムから受信した計測データの
所定の合理性判定を計測項目毎に行い、その判定結果に
応じて当該計測項目の計測データを最適化することを特
徴とする移動体の状態計測方法。
1. A method for measuring a state of a mobile body, which receives measurement data from a plurality of measurement subsystems mounted on a mobile body in a time series, wherein a predetermined measurement data received from the measurement subsystem of each system is provided. The method for measuring the state of a moving object, characterized by performing the rationality judgment of each measurement item and optimizing the measurement data of the measurement item according to the judgment result.
【請求項2】 空中を飛行する移動体に装備された複数
系の計測サブシステムからの計測データを、地上側で時
系列に受信する移動体の状態量計測方法において、 各系の前記計測サブシステムから受信した計測データの
所定の合理性判定を計測項目毎に行い、その判定結果に
応じて当該計測項目の計測データを最適化し、この最適
化され関連する複数のデータを観測値として移動体の所
定の状態量を推定することを特徴とする移動体の状態計
測方法。
2. A method of measuring a state quantity of a mobile body, wherein measurement data from a plurality of measurement subsystems equipped on a mobile body flying in the air is received in time series on the ground side. A predetermined rationality judgment of the measurement data received from the system is performed for each measurement item, the measurement data of the measurement item is optimized according to the determination result, and the optimized plurality of related data are used as observation values for the mobile object. A method for measuring a state of a moving body, comprising estimating a predetermined state quantity of
【請求項3】 請求項1または2において、 前記所定の合理性判定は、前記計測データが物理量の場
合に所定の連続性を有するデータを有効とすることを特
徴とする移動体の状態計測方法。
3. The method of measuring a state of a moving body according to claim 1, wherein the predetermined rationality determination validates data having predetermined continuity when the measurement data is a physical quantity. .
【請求項4】 請求項3において、 前記所定の連続性を有する計測データは、そのデータま
たはそのデータの変化分が前記計測項目毎に設定される
閾値(制限値)内であることを特徴とする移動体の状態
計測方法。
4. The measurement data having the predetermined continuity according to claim 3, wherein the data or a change amount of the data is within a threshold value (limit value) set for each measurement item. Measuring method of moving body condition.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項において、 前記計測データの最適化は、当該計測項目の計測データ
の前記合理性判定の結果に従い、複数の系の計測データ
が有効なときそれらの平均値、1系の計測データのみが
有効なときはそのデータまたはそのデータと所定の補完
値の平均値及び全系の計測データが無効のとき前記所定
の補完値の少なくとも1つを行うことを特徴とする移動
体の状態計測方法。
5. The optimization of the measurement data according to any one of claims 1 to 4, when the measurement data of a plurality of systems is valid according to a result of the rationality judgment of the measurement data of the measurement item. At least one of the average value and the average value of the data or the data and a predetermined complementary value when only the measurement data of the one system is valid and the predetermined complementary value when the measurement data of the entire system is invalid A method for measuring the state of a moving body, which is characterized in that
【請求項6】 請求項5において、 前記所定の補完値は、前回の前記平均値又は、前回のデ
ータを観測値とする当該計測項目の推定値であることを
特徴とする移動体の状態計測方法。
6. The state measurement of a moving body according to claim 5, wherein the predetermined supplemental value is an estimated value of the measurement item whose previous value is the average value or previous data. Method.
【請求項7】 空中を飛行する移動体に装備された複数
の系の計測サブシステムから、イベント情報を含む計測
データを地上側で受信する移動体の状態計測方法におい
て、 各系の前記計測サブシステムから受信した前記イベント
情報の所定の合理性判定を、その計測項目毎に設定され
る所定の基準に従って行い、その判定結果に応じて当該
計測項目のイベント情報を有り又は無しにデータ化する
ことを特徴とする移動体の状態計測方法。
7. A method for measuring a state of a mobile body, wherein measurement data including event information is received on the ground side from measurement subsystems of a plurality of systems equipped on a mobile body flying in the air. Performing a predetermined rationality judgment of the event information received from the system according to a predetermined standard set for each measurement item, and converting the event information of the measurement item into data with or without depending on the judgment result. A method for measuring the state of a moving body, characterized by.
【請求項8】 空中を飛行する移動体に装備された複数
系の計測サブシステムの計測データを受信するために、
地上側に設置される移動体の状態計測装置において、 複数の計測項目の計測データを時系列に受信する受信部
と、受信された計測データの有効性を判定し、その計測
項目毎の判定結果に応じてデータの最適化を行う計測デ
ータ処理部と、最適化されたデータを基に所望の状態量
の推定などを行う状態量演算部を設け、 さらに、前記計測データの有効性を判定するために、受
信した計測データの通信異常の有無を判定する通信異常
判定手段および/または受信した計測データの合理性を
判定する合理性判定手段を前記計測データ処理部に備え
ることを特徴とする移動体の状態計測装置。
8. In order to receive measurement data of a plurality of measurement subsystems mounted on a moving body flying in the air,
In the condition measuring device of the moving body installed on the ground side, the receiving unit that receives the measurement data of multiple measurement items in time series and the validity of the received measurement data are determined, and the determination result for each measurement item A measurement data processing unit for optimizing data according to the above, and a state amount calculation unit for estimating a desired state amount based on the optimized data are provided, and the validity of the measurement data is determined. In order to achieve this, the measurement data processing unit is provided with communication abnormality determination means for determining the presence or absence of communication abnormality in the received measurement data and / or rationality determination means for determining the rationality of the received measurement data. Body condition measuring device.
【請求項9】 請求項8において、 前記計測データ処理部は、前記受信異常判定手段または
前記合理性判定手段による前記判定の結果、複数系の計
測データが有効のときそれらの平均値を求め、および/
または、全系の計測データが無効のとき当該計測項目の
過去のデータに基づく前記状態量演算部からの推定値で
補完する最適化手段を備えることを特徴とする移動体の
状態計測装置。
9. The measurement data processing unit according to claim 8, wherein as a result of the determination by the reception abnormality determination unit or the rationality determination unit, when the measurement data of a plurality of systems is valid, an average value thereof is calculated, and/
Alternatively, the state measuring device for a mobile body is provided with an optimizing means for supplementing with an estimated value from the state amount calculation unit based on past data of the measurement item when the measurement data of the entire system is invalid.
【請求項10】 空中を飛行する移動体に装備された複
数の系の計測サブシステムから、移動体の位置、加速
度、角加速度の項目の計測データを受信するために、地
上側に設置される移動体の状態計測装置において、 前記各項目の前記計測データを時系列に受信する受信部
と、 受信された計測データの通信異常の有無を判定する通信
異常判定手段と、通信異常の無い計測データについて合
理性を判定する合理性判定手段と、前記通信異常判定手
段と前記合理性判定手段による判定の結果、当該計測項
目の計測データが有効な場合にその平均値、または、全
系の計測データが無効な場合に当該計測項目の過去のデ
ータに基づく補完値を求める最適化手段を有する計測デ
ータ処理部と、 前記計測データ処理部によって最適化された前記各項目
のデータを観測値として移動体の位置を推定するカルマ
ンフィルタと、推定された位置から移動体の航跡を求め
る状態量演算部を備えることを特徴とする移動体の状態
計測装置。
10. Installed on the ground side to receive the measurement data of the position, acceleration, and angular acceleration of the moving body from a plurality of measurement subsystems of the system equipped on the moving body flying in the air. In a mobile state measuring device, a receiving unit that receives the measurement data of each item in time series, a communication abnormality determining unit that determines whether there is a communication abnormality in the received measurement data, and measurement data without communication abnormality Rationality determining means for determining rationality, and the result of the determination by the communication abnormality determining means and the rationality determining means, the average value when the measurement data of the measurement item is valid, or the measurement data of the entire system. Is invalid, a measurement data processing unit having an optimization unit that obtains a complementary value based on past data of the measurement item, and a data of each item optimized by the measurement data processing unit. A state measuring device for a mobile body, comprising: a Kalman filter for estimating the position of the mobile body using the data as an observation value; and a state quantity calculating unit for obtaining a track of the mobile body from the estimated position.
【請求項11】 空中を飛行する移動体に装備され、移
動の物理量を示す計測データを周期的にサンプリングす
る複数の計測サブシステムと、前記計測サブシステム各
々からの複数の項目の計測データを地上側で時系列に受
信する状態量計測装置を備えるシステムにおいて、 前記計測サブシステムは、同一項目の計測データが移動
体上の相違する位置からの別諸元として得られるように
離間して配置され、 前記状態量計測装置は、各計測サブシステムからの所定
項目の計測データを別諸元として入力し、移動体の所定
の状態量を求める演算部を備えることを特徴とする移動
体の状態量計測システム。
11. A plurality of measurement subsystems, which are mounted on a mobile body flying in the air and periodically sample measurement data indicating a physical quantity of movement, and measurement data of a plurality of items from each of the measurement subsystems. In a system including a state quantity measuring device that receives in time series on the side, the measurement subsystems are arranged separately so that measurement data of the same item can be obtained as different data from different positions on the mobile body. The state quantity measuring device is characterized in that the state quantity measuring device is provided with an arithmetic unit for inputting measurement data of predetermined items from each measurement subsystem as separate data items to obtain a predetermined state quantity of the moving body. Measuring system.
【請求項12】 請求項11において、 前記計測データの項目として、移動体の絶対位置をサン
プリングする3つの計測サブシステムを装備され、 前記状態量として移動体の姿勢角を求める前記演算部
に、各計測サブシステムからの前記絶対位置を異なる諸
元として入力し移動体の第1の姿勢角を演算する3軸角
度演算手段と、前記計測サブシステムの1以上からの角
速度を同一諸元として入力し移動体の第2の姿勢角を演
算する積分手段と、前記3軸角度演算手段及び前記積分
手段からの姿勢角を観測値として移動体の最適姿勢角を
推定するカルマンフィルタを備えることを特徴とする移
動体の状態量計測システム。
12. The measurement unit according to claim 11, wherein the measurement data is provided with three measurement subsystems for sampling an absolute position of a moving body, and the calculation unit for obtaining a posture angle of the moving body as the state quantity, Three-axis angle calculation means for calculating the first attitude angle of the moving body by inputting the absolute position from each measurement subsystem as different specifications, and the angular velocity from one or more of the measurement subsystems as the same specifications. And a Kalman filter for estimating the optimum posture angle of the moving body by using the posture angle from the three-axis angle calculating means and the integrating means as an observation value. Measuring system for state quantity of moving body.
【請求項13】 請求項11において、 前記状態量計測装置は、前記同一諸元として前記計測サ
ブシステムの各々から受信した角速度の合理性判定を行
い、その判定結果に応じてデータの最適化を行う計測デ
ータ処理部を備えることを特徴とする移動体の状態量計
測システム。
13. The state quantity measuring device according to claim 11, performs rationality determination of angular velocities received from each of the measurement subsystems as the same specifications, and optimizes data according to the determination result. A state quantity measuring system for a mobile body, comprising a measurement data processing unit for performing.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000292170A (en) * 1999-04-13 2000-10-20 Nec Corp Moving body attitude angle detecting device

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JP2000292170A (en) * 1999-04-13 2000-10-20 Nec Corp Moving body attitude angle detecting device

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