JPH07249919A - アンテナ指向装置 - Google Patents
アンテナ指向装置Info
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- JPH07249919A JPH07249919A JP3724094A JP3724094A JPH07249919A JP H07249919 A JPH07249919 A JP H07249919A JP 3724094 A JP3724094 A JP 3724094A JP 3724094 A JP3724094 A JP 3724094A JP H07249919 A JPH07249919 A JP H07249919A
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- Japan
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- antenna
- elevation
- azimuth
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アンテナを２つの軸線周りに回転制御する方
式の支持機構を有するアンテナ指向装置において船首方
位角を出力する機能を提供することを目的とする。 【構成】 加算器４９は方位発信器４４より出力された
アンテナ１４の船体に対する回転角φと傾斜補正演算器
９３より出力された傾斜補正値ΔφA との和より衛星方
位角φS を減算して船首方位角φC を演算する。
式の支持機構を有するアンテナ指向装置において船首方
位角を出力する機能を提供することを目的とする。 【構成】 加算器４９は方位発信器４４より出力された
アンテナ１４の船体に対する回転角φと傾斜補正演算器
９３より出力された傾斜補正値ΔφA との和より衛星方
位角φS を減算して船首方位角φC を演算する。
Description
【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。
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。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来のアンテナ指向装置の例を示
し、本願出願人と同一の出願人によって平成５年１月９
日に出願された特願平５−２５８１号（Ｔ９２００２４
５）に開示されたものである。
し、本願出願人と同一の出願人によって平成５年１月９
日に出願された特願平５−２５８１号（Ｔ９２００２４
５）に開示されたものである。
【０００３】このアンテナ指向装置は基本的に方位−仰
角系と称され、アンテナ１４と斯かるアンテナ１４を２
つの軸線周りに回転可能に支持する支持装置とを有す
る。斯かる支持装置はアンテナ１４の中心軸線ＸA −Ｘ
A に直交する仰角軸線Ｙ−Ｙと斯かる仰角軸線Ｙ−Ｙに
直交する方位軸線Ｚ−Ｚとを有する。方位軸線Ｚ−Ｚは
航行体の取り付け面（船体面）に垂直であり、仰角軸線
Ｙ−Ｙは航行体の取り付け面（船体面）に平行である。
角系と称され、アンテナ１４と斯かるアンテナ１４を２
つの軸線周りに回転可能に支持する支持装置とを有す
る。斯かる支持装置はアンテナ１４の中心軸線ＸA −Ｘ
A に直交する仰角軸線Ｙ−Ｙと斯かる仰角軸線Ｙ−Ｙに
直交する方位軸線Ｚ−Ｚとを有する。方位軸線Ｚ−Ｚは
航行体の取り付け面（船体面）に垂直であり、仰角軸線
Ｙ−Ｙは航行体の取り付け面（船体面）に平行である。
【０００４】支持装置は基台３と斯かる基台３のブリッ
ジ部３−１に装着された方位ジンバル４１と方位ジンバ
ル４１の上端部のＵ字形部材４１−２に装着された取り
付け金具３１とを有し、斯かる取り付け金具３１にアン
テナ１４が取り付けられている。
ジ部３−１に装着された方位ジンバル４１と方位ジンバ
ル４１の上端部のＵ字形部材４１−２に装着された取り
付け金具３１とを有し、斯かる取り付け金具３１にアン
テナ１４が取り付けられている。
【０００５】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４０Ａ、４０Ｂが取り付けられている。この軸受４
０Ａ、４０Ｂの内輪には方位軸４０が嵌合されており、
方位軸４０の上端部にはアーム１３を介して方位ジンバ
ル４１が装着されている。
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４０Ａ、４０Ｂが取り付けられている。この軸受４
０Ａ、４０Ｂの内輪には方位軸４０が嵌合されており、
方位軸４０の上端部にはアーム１３を介して方位ジンバ
ル４１が装着されている。
【０００６】斯くして方位軸４０が軸受４０Ａ、４０Ｂ
によって支持された状態にて、方位ジンバル４１は方位
軸４０を通る軸線周りに回転することができる。方位ジ
ンバル４１は下側の支持軸部４１−１と上側のＵ字形部
４１−２とを有し、支持軸部４１−１の中心軸線は方位
軸４０の中心軸線より偏倚している。支持軸部４１−１
の中心軸線は方位軸線Ｚ−Ｚを構成している。
によって支持された状態にて、方位ジンバル４１は方位
軸４０を通る軸線周りに回転することができる。方位ジ
ンバル４１は下側の支持軸部４１−１と上側のＵ字形部
４１−２とを有し、支持軸部４１−１の中心軸線は方位
軸４０の中心軸線より偏倚している。支持軸部４１−１
の中心軸線は方位軸線Ｚ−Ｚを構成している。
【０００７】方位ジンバル４１のＵ字形部４１−２に
は、より小さいＵ字形の取り付け金具３１が配置されて
おり、斯かる取り付け金具３１はその２つの脚部３１−
１、３１−２の各々に仰角軸３０−１、３０−２を有す
る。方位ジンバル４１のＵ字形部４１−２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。
は、より小さいＵ字形の取り付け金具３１が配置されて
おり、斯かる取り付け金具３１はその２つの脚部３１−
１、３１−２の各々に仰角軸３０−１、３０−２を有す
る。方位ジンバル４１のＵ字形部４１−２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。
【０００８】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
３１は方位ジンバル４１のＵ字形部４１−２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。
角軸線Ｙ−Ｙを構成しており、こうして、取り付け金具
３１は方位ジンバル４１のＵ字形部４１−２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。
【０００９】Ｕ字形の取り付け金具３１の脚部３１−
１、３１−２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３１と共に仰角軸線Ｙ−
Ｙ周りに回転することができる。
１、３１−２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３１と共に仰角軸線Ｙ−
Ｙ周りに回転することができる。
【００１０】取り付け金具３１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３３−１が噛み合わされ
ており、斯かるピニオン３３−１は方位ジンバル４１の
Ｕ字形部４１−２の一方の脚部に装着された仰角サーボ
モータ３３の回転軸に取り付けられている。
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３３−１が噛み合わされ
ており、斯かるピニオン３３−１は方位ジンバル４１の
Ｕ字形部４１−２の一方の脚部に装着された仰角サーボ
モータ３３の回転軸に取り付けられている。
【００１１】方位ジンバル４１のＵ字形部４１−２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。
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。
【００１２】一方、方位軸４０の下端部には方位歯車４
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４３と方位発信器４４が取り付けられ、
方位サーボモータ４３及び方位発信器４４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
４２に噛み合わされるように構成されている。
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４３と方位発信器４４が取り付けられ、
方位サーボモータ４３及び方位発信器４４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
４２に噛み合わされるように構成されている。
【００１３】取り付け金具３１には、仰角ジャイロ５７
と方位ジャイロ５８とが装着されている。仰角ジャイロ
５７によって仰角軸線Ｙ−Ｙ周りを回転するアンテナ１
４の回転角速度が検出され、方位ジャイロ５８によって
仰角軸線Ｙ−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線ＸA −ＸA
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。
と方位ジャイロ５８とが装着されている。仰角ジャイロ
５７によって仰角軸線Ｙ−Ｙ周りを回転するアンテナ１
４の回転角速度が検出され、方位ジャイロ５８によって
仰角軸線Ｙ−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線ＸA −ＸA
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。
【００１４】仰角ジャイロ５７と方位ジャイロ５８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。
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。
【００１５】取り付け金具３１には、更に、第１の加速
度計６６、第２の加速度計６７及び第３の加速度計６８
が装着されている。第１の加速度計６６によって仰角軸
線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の中心軸線ＸA −ＸA の傾
斜角度が検出され、第２の加速度計６７によってアンテ
ナ１４の中心軸線ＸA −ＸA 周りの傾斜角度が検出され
る。
度計６６、第２の加速度計６７及び第３の加速度計６８
が装着されている。第１の加速度計６６によって仰角軸
線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の中心軸線ＸA −ＸA の傾
斜角度が検出され、第２の加速度計６７によってアンテ
ナ１４の中心軸線ＸA −ＸA 周りの傾斜角度が検出され
る。
【００１６】第３の加速度計６８は第１の加速度計６６
及び第２の加速度計６７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６６の入力軸線及び第２の
加速度計６７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
６８はアンテナ１４の中心軸線ＸA −ＸA 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。
及び第２の加速度計６７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６６の入力軸線及び第２の
加速度計６７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
６８はアンテナ１４の中心軸線ＸA −ＸA 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。
【００１７】図示のように、アンテナ１４を制御するた
めに仰角軸制御ループと方位軸制御ループが設けられて
いる。尚、アンテナ１４の中心軸線ＸA −ＸA 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ＸA −ＸA 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。
めに仰角軸制御ループと方位軸制御ループが設けられて
いる。尚、アンテナ１４の中心軸線ＸA −ＸA 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ＸA −ＸA 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。
【００１８】方位軸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
１（アンテナ１４）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。
φA が衛星方位角φS に一致するように方位ジンバル４
１（アンテナ１４）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。
【００１９】速い制御ループ、即ち、方位角安定化ルー
プは方位ジャイロ５８と積分器４７と増幅器４６と方位
サーボモータ４３とを含み、それによってアンテナ１４
は、アンテナ１４の中心軸線ＸA −ＸA 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。
プは方位ジャイロ５８と積分器４７と増幅器４６と方位
サーボモータ４３とを含み、それによってアンテナ１４
は、アンテナ１４の中心軸線ＸA −ＸA 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。
【００２０】遅い制御ループ、即ち、方位角拘束ループ
は方位発信器４４と加算器４９と減衰器４８と積分器４
７と増幅器４６と方位サーボモータ４３とを含む。加算
器４９は船首方位角φC と方位発信器４４より出力され
たアンテナ１４の回転角φと傾斜補正演算部８０より出
力された傾斜補正値ΔφA との和より衛星方位角φSを
減算しその偏差角を出力する。加算器４９より出力され
る偏差角がゼロとなるとき、即ち、アンテナの回転角φ
と船首方位角φC 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。
は方位発信器４４と加算器４９と減衰器４８と積分器４
７と増幅器４６と方位サーボモータ４３とを含む。加算
器４９は船首方位角φC と方位発信器４４より出力され
たアンテナ１４の回転角φと傾斜補正演算部８０より出
力された傾斜補正値ΔφA との和より衛星方位角φSを
減算しその偏差角を出力する。加算器４９より出力され
る偏差角がゼロとなるとき、即ち、アンテナの回転角φ
と船首方位角φC 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。
【００２１】仰角軸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５７の出
力は積分器３７及び増幅器３６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。
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５７の出
力は積分器３７及び増幅器３６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。
【００２２】遅い制御ループ、即ち、仰角拘束ループは
アンテナ仰角演算部８１と加算器３９と減衰器３８と積
分器３７と増幅器３６と仰角サーボモータ３３とを含
む。アンテナ仰角演算部８１によって求められたアンテ
ナ１４の仰角θA は、加算器３９にて例えば手動設定さ
れた衛星高度角θS を指示する信号によって減ぜられ、
その偏差角が出力される。
アンテナ仰角演算部８１と加算器３９と減衰器３８と積
分器３７と増幅器３６と仰角サーボモータ３３とを含
む。アンテナ仰角演算部８１によって求められたアンテ
ナ１４の仰角θA は、加算器３９にて例えば手動設定さ
れた衛星高度角θS を指示する信号によって減ぜられ、
その偏差角が出力される。
【００２３】加算器３９より出力された偏差角信号がゼ
ロになるとき、即ち、アンテナの仰角θA が衛星高度角
θS に等しくなるとき、アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りの回転運動は静止する。
ロになるとき、即ち、アンテナの仰角θA が衛星高度角
θS に等しくなるとき、アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りの回転運動は静止する。
【００２４】このループは、アンテナ１４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３８に仰角ジャイロ５７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。
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３８に仰角ジャイロ５７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。
【００２５】こうして、仰角軸制御ループと方位軸制御
ループとによってアンテナ１４はその中心軸線ＸA −Ｘ
A が衛星方向に指向するように構成されている。
ループとによってアンテナ１４はその中心軸線ＸA −Ｘ
A が衛星方向に指向するように構成されている。
【００２６】アンテナ仰角演算部８１は第１の、第２の
及び第３の加速度計６６、６７、６８からなる互いに直
交する３軸の加速度計の出力信号を入力し、アンテナ１
４の仰角θA 、即ち、水平面に対するアンテナ１４の中
心軸線ＸA −ＸA の傾斜角を演算する。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 の値及
びその象限を求めることを含む。
及び第３の加速度計６６、６７、６８からなる互いに直
交する３軸の加速度計の出力信号を入力し、アンテナ１
４の仰角θA 、即ち、水平面に対するアンテナ１４の中
心軸線ＸA −ＸA の傾斜角を演算する。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 の値及
びその象限を求めることを含む。
【００２７】図６を参照してアンテナ仰角演算部８１及
び傾斜補正演算部９３の機能と動作を説明する。尚、ア
ンテナ仰角演算部８１の詳細は本願出願人と同一の出願
人によって平成４年１２月２８日に出願された特願平４
−３４８７４５号（Ｔ９２００２４１）を参照された
い。また、傾斜補正演算部９３の詳細は本願出願人と同
一の出願人によって平成５年１月９日に出願された特願
平５−２５８１号（Ｔ９２００２４５）を参照された
い。
び傾斜補正演算部９３の機能と動作を説明する。尚、ア
ンテナ仰角演算部８１の詳細は本願出願人と同一の出願
人によって平成４年１２月２８日に出願された特願平４
−３４８７４５号（Ｔ９２００２４１）を参照された
い。また、傾斜補正演算部９３の詳細は本願出願人と同
一の出願人によって平成５年１月９日に出願された特願
平５−２５８１号（Ｔ９２００２４５）を参照された
い。
【００２８】図６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６にて線分
ＯＸ）、仰角軸線Ｙ−Ｙ（図６にて線分ＯＹ、Ｏ
Ｙ’）、方位軸線Ｚ−Ｚ（図６にて線分ＯＺ、Ｏ
Ｚ’）、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６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１４の取り付け面）に常に垂直である。
位球面とアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ（図６にて線分
ＯＸ）、仰角軸線Ｙ−Ｙ（図６にて線分ＯＹ、Ｏ
Ｙ’）、方位軸線Ｚ−Ｚ（図６にて線分ＯＺ、Ｏ
Ｚ’）、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６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１４の取り付け面）に常に垂直である。
【００２９】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、更に他の軸線例
えば船体の首尾線ＯＥ周りに回転角度ηだけ回転したも
のとする。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。
（ＯＹ）周りに回転角度ξだけ回転し、更に他の軸線例
えば船体の首尾線ＯＥ周りに回転角度ηだけ回転したも
のとする。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。
【００３０】斯かる船体面の運動によって、アンテナ１
４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。
４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。
【００３１】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。
また、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。結
局、線ＯＹは線ＯＤを経由して線ＯＹ’に移動したこと
になり、∠ＰＯＰ’＝∠Ｙ’ＯＹ及び弧ＰＰ’＝弧Ｙ’
Ｙである。
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。
また、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。結
局、線ＯＹは線ＯＤを経由して線ＯＹ’に移動したこと
になり、∠ＰＯＰ’＝∠Ｙ’ＯＹ及び弧ＰＰ’＝弧Ｙ’
Ｙである。
【００３２】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。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。
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。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。
【００３３】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。
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。
【００３４】第１の加速度計６６は線ＯＸに沿って装着
され、第２の加速度計６７は線ＯＹに沿って装着され、
第３の加速度計６８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、第１の加速度計６６
によってｓｉｎ∠ＸＯＡ＝ｓｉｎθ0 が検出され第２の
加速度計６７によってｓｉｎ∠ＹＯＢ＝ｓｉｎ０＝０が
検出され、第３の加速度計６８によってｓｉｎ∠ＰＯＡ
＝ｓｉｎθP0が検出される。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 が出力される。
され、第２の加速度計６７は線ＯＹに沿って装着され、
第３の加速度計６８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、第１の加速度計６６
によってｓｉｎ∠ＸＯＡ＝ｓｉｎθ0 が検出され第２の
加速度計６７によってｓｉｎ∠ＹＯＢ＝ｓｉｎ０＝０が
検出され、第３の加速度計６８によってｓｉｎ∠ＰＯＡ
＝ｓｉｎθP0が検出される。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 が出力される。
【００３５】また、∠ＸＯＰ＝９０°だから∠ＰＯＡ＝
∠ＸＯＡ−∠ＸＯＰ＝θ0 −９０°である。従って、第
３の加速度計４８によってｓｉｎ∠ＰＯＡ＝ｓｉｎ（θ
0 −９０°）＝−ｃｏｓθ0 が検出される。ここで水平
面に対して衛星の高度角θS方向に正の角度をとり、そ
れと反対方向に負の角度をとった。
∠ＸＯＡ−∠ＸＯＰ＝θ0 −９０°である。従って、第
３の加速度計４８によってｓｉｎ∠ＰＯＡ＝ｓｉｎ（θ
0 −９０°）＝−ｃｏｓθ0 が検出される。ここで水平
面に対して衛星の高度角θS方向に正の角度をとり、そ
れと反対方向に負の角度をとった。
【００３６】第１の加速度計６６によって検出される値
ｓｉｎθ0 と第３の加速度計６８によって検出される値
ｓｉｎ（θ0 −９０°）＝−ｃｏｓθ0 との関係は次の
式によって表される。
ｓｉｎθ0 と第３の加速度計６８によって検出される値
ｓｉｎ（θ0 −９０°）＝−ｃｏｓθ0 との関係は次の
式によって表される。
【００３７】
【数１】ｔａｎθ0 ＝ｓｉｎθ0 ／ｃｏｓθ0 ＝−ｓｉｎθ0 ／ｓｉｎ（θ0 −９０°） ＝−ｓｉｎθ0 ／ｓｉｎ∠ＰＯＡ
【００３８】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３
４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２の加速度計４
７によってｓｉｎ∠Ｙ’ＯＢ’＝ｓｉｎｘが検出され、
第３の加速度計４８によってｓｉｎ∠Ｐ’ＯＡ’＝ｓｉ
ｎθP が検出される。
（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３
４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２の加速度計４
７によってｓｉｎ∠Ｙ’ＯＢ’＝ｓｉｎｘが検出され、
第３の加速度計４８によってｓｉｎ∠Ｐ’ＯＡ’＝ｓｉ
ｎθP が検出される。
【００３９】尚、衛星の高度角θS （＝θA とする。）
は船体面の運動に無関係だから、第１の加速度計４６に
よって検出される値ｓｉｎ∠ＸＯＡ＝ｓｉｎθ0 は変化
しない。従って、ｓｉｎ∠ＸＯＡ＝ｓｉｎθ0 ＝ｓｉｎ
θA である。
は船体面の運動に無関係だから、第１の加速度計４６に
よって検出される値ｓｉｎ∠ＸＯＡ＝ｓｉｎθ0 は変化
しない。従って、ｓｉｎ∠ＸＯＡ＝ｓｉｎθ0 ＝ｓｉｎ
θA である。
【００４０】先ず、アンテナ仰角演算部８１によってア
ンテナの仰角θA を求める方法を説明する。
ンテナの仰角θA を求める方法を説明する。
【００４１】線ＯＰと線ＯＰ’のなす角をεとする。即
ち、∠ＰＯＰ’＝∠Ｙ’ＯＹ＝εとする。但し、
ち、∠ＰＯＰ’＝∠Ｙ’ＯＹ＝εとする。但し、
【００４２】
【数２】 ｔａｎε＝ｓｉｎ∠Ｙ’ＯＢ’／ｓｉｎ∠Ｐ’ＯＡ’
【００４３】である。△Ａ’ＹＰ’と△Ｂ’ＹＹ’に球
面三角法の正弦定理を適用すれば、
面三角法の正弦定理を適用すれば、
【００４４】
【数３】 ｓｉｎ∠ＡＹＰ＝ｓｉｎ∠Ｙ’ＯＢ’／ｓｉｎε ＝ｓｉｎ∠Ｐ’ＯＡ’／ｃｏｓε ＝ｓｉｎ∠ＰＯＡ
【００４５】となる。従って、次の２つの式が求められ
る。
る。
【００４６】
【数４】 ｓｉｎ∠Ｙ’ＯＢ’＝ｓｉｎ∠ＰＯＡ・ｓｉｎε ｓｉｎ∠Ｐ’ＯＡ’＝ｓｉｎ∠ＰＯＡ・ｃｏｓε
【００４７】ここで次のように置き換える。
【００４８】
【数５】ｇ1 ＝ｇ0 ｓｉｎθA ｇ2 ＝ｇ0 ｓｉｎ∠Ｙ’ＯＢ’ ｇ3 ＝ｇ0 ｓｉｎ∠Ｐ’ＯＡ’
【００４９】即ち、重力加速度をｇ0 とし、第１の加速
度計６６の出力信号をｇ1 とし、第２の加速度計６７の
出力信号をｇ2 とし、第３の加速度計６８の出力信号を
ｇ3とする。これらを数４の式に代入し、それぞれｓｉ
ｎε、ｃｏｓεを乗じて、ｓｉｎ∠ＰＯＡについて解け
ば、次の式が求められる。
度計６６の出力信号をｇ1 とし、第２の加速度計６７の
出力信号をｇ2 とし、第３の加速度計６８の出力信号を
ｇ3とする。これらを数４の式に代入し、それぞれｓｉ
ｎε、ｃｏｓεを乗じて、ｓｉｎ∠ＰＯＡについて解け
ば、次の式が求められる。
【００５０】
【数６】ｓｉｎ∠ＰＯＡ＝（ｇ2 ／ｇ0 ）ｓｉｎε＋
（ｇ3 ／ｇ0 ）ｃｏｓε
（ｇ3 ／ｇ0 ）ｃｏｓε
【００５１】これを数１の式の分母に代入し、数５の式
の第１式を数１の式の分子に代入すると、次の数７の式
が求められる。
の第１式を数１の式の分子に代入すると、次の数７の式
が求められる。
【００５２】
【数７】 ｔａｎθA ＝−ｇ1 ／（ｇ2 ｓｉｎε＋ｇ3 ｃｏｓε） ｔａｎε＝ｇ2 ／ｇ3
【００５３】こうして、本例では数７の式によってアン
テナ１４の仰角θA のタンジェントの値が求められ、そ
の値のアークタンジェントの値を求めることによってア
ンテナ１４の仰角θA が得られる。数７の第１の式の右
辺は正負の値をとるから、仰角θA の象限を第４象限ま
で判定することができる。
テナ１４の仰角θA のタンジェントの値が求められ、そ
の値のアークタンジェントの値を求めることによってア
ンテナ１４の仰角θA が得られる。数７の第１の式の右
辺は正負の値をとるから、仰角θA の象限を第４象限ま
で判定することができる。
【００５４】次に、傾斜補正演算部９３によって傾斜補
正値ΔφA を求める方法を説明する。ΔφA ＝弧ＥＣ＝
弧ＤＹ’である。球面三角法の定理を適用すれば、次の
数８の式が求められる。
正値ΔφA を求める方法を説明する。ΔφA ＝弧ＥＣ＝
弧ＤＹ’である。球面三角法の定理を適用すれば、次の
数８の式が求められる。
【００５５】
【数８】ｓｉｎΔφA ＝ｔａｎη・ｔａｎθ ｓｉｎｘ＝ｓｉｎη・ｃｏｓθS ／ｃｏｓθ ｓｉｎ2 ｘ＋ｓｉｎ2 θP ＝ｃｏｓ2 θS
【００５６】この数８の式の第１式及び第２式よりηを
消去してΔφA を求めると、次の数９の式が得られる。
消去してΔφA を求めると、次の数９の式が得られる。
【００５７】
【数９】ｔａｎΔφA ＝ｓｉｎθ・ｓｉｎｘ／√（ｓｉ
ｎ2 θS −ｓｉｎ2 ｘ）
ｎ2 θS −ｓｉｎ2 ｘ）
【００５８】この式の右辺を数８の式の第３式を使用し
て変形すると、次の数１０の式が得られる。
て変形すると、次の数１０の式が得られる。
【００５９】
【数１０】 ｔａｎΔφA ＝ｓｉｎθ・ｓｉｎｘ／ｓｉｎθP
【００６０】この数１０の式が本例の傾斜補正式とな
る。上述のように、船体面に対するアンテナ１４の中心
軸線Ｘ−Ｘの傾斜角θは仰角発信器３４より得られ、水
平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ｘの正弦値ｓｉｎ
ｘは第２の加速度計４７より得られ、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θP は第３の加速度計４８よ
り得られる。
る。上述のように、船体面に対するアンテナ１４の中心
軸線Ｘ−Ｘの傾斜角θは仰角発信器３４より得られ、水
平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ｘの正弦値ｓｉｎ
ｘは第２の加速度計４７より得られ、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θP は第３の加速度計４８よ
り得られる。
【００６１】こうして、本例では数１０の式によって傾
斜補正値ΔφA のタンジェントの値が求められ、その値
のアークタンジェントの値を求めることによってアンテ
ナ１４の回転角φの傾斜補正値ΔφA が得られる。
斜補正値ΔφA のタンジェントの値が求められ、その値
のアークタンジェントの値を求めることによってアンテ
ナ１４の回転角φの傾斜補正値ΔφA が得られる。
【００６２】数１０の式の右辺の分母が０となるのは、
θP ＝０となる場合、即ち、アンテナ１４の中心軸線Ｘ
−Ｘが天頂を向くときである。従って、本例では、傾斜
補正演算部９３における傾斜補正値ΔφA の演算にて、
アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが天頂を向くとき以外に
演算不能となる場合はない。尚、斯かる場合には数１０
の式のアークタンジェント演算時にΔφA ＝±９０°と
おけばよい。
θP ＝０となる場合、即ち、アンテナ１４の中心軸線Ｘ
−Ｘが天頂を向くときである。従って、本例では、傾斜
補正演算部９３における傾斜補正値ΔφA の演算にて、
アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが天頂を向くとき以外に
演算不能となる場合はない。尚、斯かる場合には数１０
の式のアークタンジェント演算時にΔφA ＝±９０°と
おけばよい。
【００６３】また、数１０の式の右辺の各項は正負の値
をとり、従って、数１０の式の左辺の値はそれに応じて
正負の値をとるから、傾斜補正値ΔφA が±９０°を越
えてもその象限判別が可能である。
をとり、従って、数１０の式の左辺の値はそれに応じて
正負の値をとるから、傾斜補正値ΔφA が±９０°を越
えてもその象限判別が可能である。
【００６４】
【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナ指向装
置では、方位軸制御ループが設けられており、斯かる方
位軸制御ループはジャイロコンパス等より得られる船首
方位角φC を用いるため、ジャイロコンパス等が未整備
である場合には、アンテナ１４を衛星方向に指向させる
ことができなかった。
置では、方位軸制御ループが設けられており、斯かる方
位軸制御ループはジャイロコンパス等より得られる船首
方位角φC を用いるため、ジャイロコンパス等が未整備
である場合には、アンテナ１４を衛星方向に指向させる
ことができなかった。
【００６５】また、従来のアンテナ指向装置では、ジャ
イロ５７、５８を使用しており、従って、ジャイロのド
リフトに起因する誤差が生ずる欠点がある。
イロ５７、５８を使用しており、従って、ジャイロのド
リフトに起因する誤差が生ずる欠点がある。
【００６６】アンテナ１４を衛星方向に指向させるため
に、上述のような仰角軸及び方位軸制御ループを使用す
る代わりにステップトラック方式の制御が知られてい
る。ステップトラック方式の制御は、アンテナ１４を回
転軸線周りに周期的に回転させながらアンテナ１４が受
信する電波強度を測定し、斯かる電波強度が増加する方
向にアンテナ１４を回転させるように構成されている。
に、上述のような仰角軸及び方位軸制御ループを使用す
る代わりにステップトラック方式の制御が知られてい
る。ステップトラック方式の制御は、アンテナ１４を回
転軸線周りに周期的に回転させながらアンテナ１４が受
信する電波強度を測定し、斯かる電波強度が増加する方
向にアンテナ１４を回転させるように構成されている。
【００６７】従って、斯かるステップトラック方式の制
御はジャイロを使用しないでアンテナ１４を衛星方向に
指向させることができるから、ジャイロのドリフトに起
因する誤差が生じない利点がある。しかしながら、航行
体がトンネル内や建物の近くを航行して電波の受信が途
切れた場合には動作しない欠点がある。
御はジャイロを使用しないでアンテナ１４を衛星方向に
指向させることができるから、ジャイロのドリフトに起
因する誤差が生じない利点がある。しかしながら、航行
体がトンネル内や建物の近くを航行して電波の受信が途
切れた場合には動作しない欠点がある。
【００６８】更に、ステップトラック方式の制御はジャ
イロを使用しないでアンテナ１４を衛星方向に指向させ
ることができるが、船首方位角φs を推定することはで
きなかった。
イロを使用しないでアンテナ１４を衛星方向に指向させ
ることができるが、船首方位角φs を推定することはで
きなかった。
【００６９】本発明は、斯かる点に鑑み、アンテナ１４
を正確に且つ迅速に衛星方向に指向させることができる
アンテナ指向装置を提供することを目的とする。
を正確に且つ迅速に衛星方向に指向させることができる
アンテナ指向装置を提供することを目的とする。
【００７０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、例えば
図１に示すように、中心軸線ＸA −ＸA を有するアンテ
ナ１４と、該アンテナの中心軸線に直交する仰角軸線Ｙ
−Ｙと該仰角軸線に直交する方位軸線Ｚ−Ｚとの２つの
軸線を有し上記アンテナ１４を上記２つの軸線周りに回
転可能に支持する支持装置と、上記仰角軸線Ｙ−Ｙと上
記方位軸線Ｚ−Ｚの両者に直交する入力軸線を有するＸ
ジャイロ５６と、上記仰角軸線Ｙ−Ｙに平行な入力軸線
を有するＹジャイロ５７と、上記方位軸線Ｚ−Ｚに平行
な入力軸線を有するＺジャイロ５８と、水平面に対する
上記仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角を検出するＹ加速度計６７
と、水平面に対する上記仰角軸線Ｙ−Ｙと上記方位軸線
Ｚ−Ｚの両者に直交する軸線Ｘ−Ｘの傾斜角を検出する
Ｘ加速度計６６と、航行体に対する上記仰角軸線Ｙ−Ｙ
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３４と、航行体に対する上記方位軸線Ｚ−Ｚ
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
方位発信器４４と、上記アンテナを上記仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りに回転制御する仰角軸制御ループと上記アンテナを
上記方位軸線Ｚ−Ｚ周りに回転制御する方位軸制御ルー
プと上記仰角軸制御ループ及び上記方位軸制御ループに
ステップトラック方式の制御を重畳するステップトラッ
ク制御ループとを含む制御装置と、を有し、該制御装置
によって上記アンテナの中心軸線を衛星方向に指向させ
るように構成されたアンテナ指向装置において、上記ア
ンテナ１４をステップトラック方式の制御によって衛星
方向に指向させるためのステップトラック信号を生成す
るステップトラック制御部８４−１を有するジャイロド
リフト演算部８４と、上記Ｘジャイロ５６より出力され
たの上記仰角軸線Ｙ−Ｙと上記方位軸線Ｚ−Ｚの両者に
直交する軸線Ｘ−Ｘ周りの上記アンテナの回転角速度と
上記Ｙ加速度計より出力された水平面に対する上記仰角
軸線Ｙ−Ｙの傾斜角とより、水平面に対する上記仰角軸
線Ｙ−Ｙの傾斜角ηを演算するη演算器９２と、上記Ｙ
ジャイロ５７より出力されたの上記仰角軸線Ｙ−Ｙ周り
の上記アンテナの回転角速度と上記Ｘ加速度計６６より
出力された水平面に対する上記仰角軸線Ｙ−Ｙと上記方
位軸線Ｚ−Ｚの両者に直交する軸線Ｘ−Ｘの傾斜角とよ
り、水平面に対する上記仰角軸線Ｙ−Ｙと上記方位軸線
Ｚ−Ｚの両者に直交する軸線Ｘ−Ｘの傾斜角ξを演算す
るξ演算器９１と、上記η演算器９２より出力された傾
斜角η信号と上記ξ演算器９１より出力された傾斜角ξ
信号と上記仰角発信器３４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値演算部９３と、を設け、上
記方位軸制御ループは上記方位発信器４４より供給され
た航行体に対する上記方位軸線Ｚ−Ｚ周りの上記アンテ
ナの回転角φを指示する信号と上記傾斜補正値演算部９
３より供給された傾斜補正値ΔφA との和を設定衛星方
位角φS より減算して船首方位角φC を求めるように構
成されている。
図１に示すように、中心軸線ＸA −ＸA を有するアンテ
ナ１４と、該アンテナの中心軸線に直交する仰角軸線Ｙ
−Ｙと該仰角軸線に直交する方位軸線Ｚ−Ｚとの２つの
軸線を有し上記アンテナ１４を上記２つの軸線周りに回
転可能に支持する支持装置と、上記仰角軸線Ｙ−Ｙと上
記方位軸線Ｚ−Ｚの両者に直交する入力軸線を有するＸ
ジャイロ５６と、上記仰角軸線Ｙ−Ｙに平行な入力軸線
を有するＹジャイロ５７と、上記方位軸線Ｚ−Ｚに平行
な入力軸線を有するＺジャイロ５８と、水平面に対する
上記仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角を検出するＹ加速度計６７
と、水平面に対する上記仰角軸線Ｙ−Ｙと上記方位軸線
Ｚ−Ｚの両者に直交する軸線Ｘ−Ｘの傾斜角を検出する
Ｘ加速度計６６と、航行体に対する上記仰角軸線Ｙ−Ｙ
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３４と、航行体に対する上記方位軸線Ｚ−Ｚ
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
方位発信器４４と、上記アンテナを上記仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りに回転制御する仰角軸制御ループと上記アンテナを
上記方位軸線Ｚ−Ｚ周りに回転制御する方位軸制御ルー
プと上記仰角軸制御ループ及び上記方位軸制御ループに
ステップトラック方式の制御を重畳するステップトラッ
ク制御ループとを含む制御装置と、を有し、該制御装置
によって上記アンテナの中心軸線を衛星方向に指向させ
るように構成されたアンテナ指向装置において、上記ア
ンテナ１４をステップトラック方式の制御によって衛星
方向に指向させるためのステップトラック信号を生成す
るステップトラック制御部８４−１を有するジャイロド
リフト演算部８４と、上記Ｘジャイロ５６より出力され
たの上記仰角軸線Ｙ−Ｙと上記方位軸線Ｚ−Ｚの両者に
直交する軸線Ｘ−Ｘ周りの上記アンテナの回転角速度と
上記Ｙ加速度計より出力された水平面に対する上記仰角
軸線Ｙ−Ｙの傾斜角とより、水平面に対する上記仰角軸
線Ｙ−Ｙの傾斜角ηを演算するη演算器９２と、上記Ｙ
ジャイロ５７より出力されたの上記仰角軸線Ｙ−Ｙ周り
の上記アンテナの回転角速度と上記Ｘ加速度計６６より
出力された水平面に対する上記仰角軸線Ｙ−Ｙと上記方
位軸線Ｚ−Ｚの両者に直交する軸線Ｘ−Ｘの傾斜角とよ
り、水平面に対する上記仰角軸線Ｙ−Ｙと上記方位軸線
Ｚ−Ｚの両者に直交する軸線Ｘ−Ｘの傾斜角ξを演算す
るξ演算器９１と、上記η演算器９２より出力された傾
斜角η信号と上記ξ演算器９１より出力された傾斜角ξ
信号と上記仰角発信器３４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値演算部９３と、を設け、上
記方位軸制御ループは上記方位発信器４４より供給され
た航行体に対する上記方位軸線Ｚ−Ｚ周りの上記アンテ
ナの回転角φを指示する信号と上記傾斜補正値演算部９
３より供給された傾斜補正値ΔφA との和を設定衛星方
位角φS より減算して船首方位角φC を求めるように構
成されている。
【００７１】本発明によれば、例えば図１及び図３に示
すように、アンテナ指向装置において、上記ジャイロド
リフト演算部８４は、更に、上記Ｚジャイロ５８及びＹ
ジャイロ５７のジャイロドリフトを補正するためのジャ
イロドリフト補正部を有し、該ジャイロドリフト補正部
は上記ステップトラック信号を入力して上記Ｚジャイロ
５８の出力信号及び上記Ｙジャイロ５７の出力信号を補
正するドリフト補正信号ΔωZ 、ΔωY を生成するよう
に構成されている。
すように、アンテナ指向装置において、上記ジャイロド
リフト演算部８４は、更に、上記Ｚジャイロ５８及びＹ
ジャイロ５７のジャイロドリフトを補正するためのジャ
イロドリフト補正部を有し、該ジャイロドリフト補正部
は上記ステップトラック信号を入力して上記Ｚジャイロ
５８の出力信号及び上記Ｙジャイロ５７の出力信号を補
正するドリフト補正信号ΔωZ 、ΔωY を生成するよう
に構成されている。
【００７２】本発明によれば、例えば図１及び図３に示
すように、アンテナ指向装置において、上記ジャイロド
リフト補正部は上記ドリフト補正信号ΔωZ 、ΔωY を
保持するためのホールド器８４−６、８４−７を有し、
電波強度信号ＥS が遮断されたときに上記ホールド器８
４−６、８４−７に記憶されたドリフト補正信号Δ
ω Z 、ΔωY を出力するように構成されている。
すように、アンテナ指向装置において、上記ジャイロド
リフト補正部は上記ドリフト補正信号ΔωZ 、ΔωY を
保持するためのホールド器８４−６、８４−７を有し、
電波強度信号ＥS が遮断されたときに上記ホールド器８
４−６、８４−７に記憶されたドリフト補正信号Δ
ω Z 、ΔωY を出力するように構成されている。
【００７３】本発明によれば、例えば図１及び図３に示
すように、アンテナ指向装置において、上記仰角発信器
３４より出力された航行体に対する上記仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りの上記アンテナの回転角θを指示する信号と上記ξ
演算器の出力信号ξとを入力してアンテナの仰角θA を
演算するためのアンテナ仰角演算部８１と、を設け、該
アンテナ仰角演算部８１によって求めたアンテナの仰角
信号θA を上記仰角軸制御ループに供給するように構成
されている。
すように、アンテナ指向装置において、上記仰角発信器
３４より出力された航行体に対する上記仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りの上記アンテナの回転角θを指示する信号と上記ξ
演算器の出力信号ξとを入力してアンテナの仰角θA を
演算するためのアンテナ仰角演算部８１と、を設け、該
アンテナ仰角演算部８１によって求めたアンテナの仰角
信号θA を上記仰角軸制御ループに供給するように構成
されている。
【００７４】
【作用】本発明によれば、加算器４９が設けられてお
り、斯かる加算器４９は方位発信器４４より出力された
アンテナ１４の船体に対する回転角φと傾斜補正演算器
９３より出力された傾斜補正値ΔφA との和を、衛星方
位角φS より減算して船首方位角φC を演算する。
り、斯かる加算器４９は方位発信器４４より出力された
アンテナ１４の船体に対する回転角φと傾斜補正演算器
９３より出力された傾斜補正値ΔφA との和を、衛星方
位角φS より減算して船首方位角φC を演算する。
【００７５】本発明によれば、ジャイロドリフト演算器
８４が設けられており、斯かるジャイロドリフト演算器
８４はジャイロのドリフトに起因する誤差を補正するた
めのジャイロドリフト補正機能を有し、斯かるジャイロ
ドリフト補正機能はステップトラック制御を使用するよ
うに構成されている。
８４が設けられており、斯かるジャイロドリフト演算器
８４はジャイロのドリフトに起因する誤差を補正するた
めのジャイロドリフト補正機能を有し、斯かるジャイロ
ドリフト補正機能はステップトラック制御を使用するよ
うに構成されている。
【００７６】本発明によれば、ジャイロドリフト演算器
８４はステップトラック制御を使用して推定したジャイ
ロドリフト誤差値をホールドするホールド器を有してお
り、電波が途切れた時には、斯かるジャイロドリフト誤
差値を出力するように構成されている。
８４はステップトラック制御を使用して推定したジャイ
ロドリフト誤差値をホールドするホールド器を有してお
り、電波が途切れた時には、斯かるジャイロドリフト誤
差値を出力するように構成されている。
【００７７】本発明によれば、傾斜補正演算部９３はη
演算部９２より出力された傾斜角ηとξ演算器９１より
出力された傾斜角ξと仰角発信器３４より出力された仰
角信号θとを用いて、傾斜補正値ΔφA を演算する。
演算部９２より出力された傾斜角ηとξ演算器９１より
出力された傾斜角ξと仰角発信器３４より出力された仰
角信号θとを用いて、傾斜補正値ΔφA を演算する。
【００７８】
【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。図１は本発明のアンテナ指向装置の
１例を示す。このアンテナ指向装置はアンテナ１４と斯
かるアンテナ１４を２つの軸線周りに回転可能に支持す
る支持装置とを有する。支持装置はアンテナ１４の中心
軸線に直交する仰角軸線Ｙ−Ｙと斯かる仰角軸線Ｙ−Ｙ
に直交する方位軸線Ｚ−Ｚとを有する。方位軸線Ｚ−Ｚ
は航行体の取り付け面（船体面）に常に垂直であり、仰
角軸線Ｙ−Ｙは航行体の取り付け面（船体面）に常に平
行である。
について説明する。図１は本発明のアンテナ指向装置の
１例を示す。このアンテナ指向装置はアンテナ１４と斯
かるアンテナ１４を２つの軸線周りに回転可能に支持す
る支持装置とを有する。支持装置はアンテナ１４の中心
軸線に直交する仰角軸線Ｙ−Ｙと斯かる仰角軸線Ｙ−Ｙ
に直交する方位軸線Ｚ−Ｚとを有する。方位軸線Ｚ−Ｚ
は航行体の取り付け面（船体面）に常に垂直であり、仰
角軸線Ｙ−Ｙは航行体の取り付け面（船体面）に常に平
行である。
【００７９】アンテナ１４は仰角軸線Ｙ−Ｙと方位軸線
Ｚ−Ｚの２つの軸線周りに回転することができる。
Ｚ−Ｚの２つの軸線周りに回転することができる。
【００８０】支持装置は基台３と斯かる基台３のブリッ
ジ部３−１の上面に装着された方位軸４０とを有し、斯
かる方位軸４０は航行体の取り付け面（船体面）に垂直
に配置されている。方位軸４０の上端部には方位ジンバ
ル４１が装着されており、下端部には方位歯車４２が装
着されている。基台３のブリッジ部３−１の上面には方
位サーボモータ４３が配置されており、斯かる方位サー
ボモータ４３の回転軸に装着されたピニオン（図示な
し）は方位歯車４２に噛み合うように構成されている。
ジ部３−１の上面に装着された方位軸４０とを有し、斯
かる方位軸４０は航行体の取り付け面（船体面）に垂直
に配置されている。方位軸４０の上端部には方位ジンバ
ル４１が装着されており、下端部には方位歯車４２が装
着されている。基台３のブリッジ部３−１の上面には方
位サーボモータ４３が配置されており、斯かる方位サー
ボモータ４３の回転軸に装着されたピニオン（図示な
し）は方位歯車４２に噛み合うように構成されている。
【００８１】方位ジンバル４１は２つの支持部材４１
Ａ、４１Ｂを有し、斯かる支持部材４１Ａ、４１Ｂの間
に取り付け部材３１が回転可能に装着されている。取り
付け部材３１は仰角軸３０を有し、斯かる仰角軸３０に
は仰角歯車３２が装着されている。一方の支持部材４１
Ａには仰角サーボモータ３３が装着されており、斯かる
仰角サーボモータ３３の回転軸に装着されたピニオン
（図示なし）は仰角歯車３２に噛み合うように構成され
ている。
Ａ、４１Ｂを有し、斯かる支持部材４１Ａ、４１Ｂの間
に取り付け部材３１が回転可能に装着されている。取り
付け部材３１は仰角軸３０を有し、斯かる仰角軸３０に
は仰角歯車３２が装着されている。一方の支持部材４１
Ａには仰角サーボモータ３３が装着されており、斯かる
仰角サーボモータ３３の回転軸に装着されたピニオン
（図示なし）は仰角歯車３２に噛み合うように構成され
ている。
【００８２】仰角軸３０の中心軸線は仰角軸線Ｙ−Ｙを
構成し、方位軸４０の中心軸線は方位軸線Ｚ−Ｚを構成
する。
構成し、方位軸４０の中心軸線は方位軸線Ｚ−Ｚを構成
する。
【００８３】アンテナ１４は取り付け部材３１に装着さ
れている。仰角サーボモータ３３が作動されると仰角サ
ーボモータ３３の回転軸に装着されたピニオン（図示な
し）及び仰角歯車３２を介して取り付け部材３１が方位
ジンバル４１に対して仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転する。
それによってアンテナ１４も方位ジンバル４１に対して
仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転する。
れている。仰角サーボモータ３３が作動されると仰角サ
ーボモータ３３の回転軸に装着されたピニオン（図示な
し）及び仰角歯車３２を介して取り付け部材３１が方位
ジンバル４１に対して仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転する。
それによってアンテナ１４も方位ジンバル４１に対して
仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転する。
【００８４】方位サーボモータ４３が作動されると方位
サーボモータ４３の回転軸に装着されたピニオン（図示
なし）及び方位歯車４２を介して方位軸４０及び方位ジ
ンバル４１が航行体の取り付け面（船体面）に対して方
位軸線Ｚ−Ｚ周りに回転する。それによってアンテナ１
４は航行体の取り付け面（船体面）に対して方位軸線Ｚ
−Ｚ周りに回転する。
サーボモータ４３の回転軸に装着されたピニオン（図示
なし）及び方位歯車４２を介して方位軸４０及び方位ジ
ンバル４１が航行体の取り付け面（船体面）に対して方
位軸線Ｚ−Ｚ周りに回転する。それによってアンテナ１
４は航行体の取り付け面（船体面）に対して方位軸線Ｚ
−Ｚ周りに回転する。
【００８５】他方の支持部材４１Ｂ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の回転軸はピ
ニオン（図示なし）を介して又は直接的に仰角軸３０に
接続されている。斯かる仰角発信器３４によって航行体
の取り付け面（船体面）に対するアンテナ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。
が装着されており、斯かる仰角発信器３４の回転軸はピ
ニオン（図示なし）を介して又は直接的に仰角軸３０に
接続されている。斯かる仰角発信器３４によって航行体
の取り付け面（船体面）に対するアンテナ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。
【００８６】一方、基台３のブリッジ部３−１の上面に
は方位発信器４４が装着されており、斯かる方位発信器
４４の回転軸に取り付けられたピニオン（図示なし）は
方位歯車４２に噛み合うように構成されている。斯かる
方位発信器４４によって航行体の取り付け面（船体面）
に対するアンテナ１４（方位ジンバル４１）の方位軸線
Ｚ−Ｚ周りの回転角度φが検出されそれを指示する信号
が出力される。
は方位発信器４４が装着されており、斯かる方位発信器
４４の回転軸に取り付けられたピニオン（図示なし）は
方位歯車４２に噛み合うように構成されている。斯かる
方位発信器４４によって航行体の取り付け面（船体面）
に対するアンテナ１４（方位ジンバル４１）の方位軸線
Ｚ−Ｚ周りの回転角度φが検出されそれを指示する信号
が出力される。
【００８７】方位ジンバル４１には、Ｘ、Ｙ及びＺジャ
イロ５６、５７、５８とＸ及びＹ加速度計６６、６７が
装着されている。図示のように、３つのジャイロは互い
に直交する３軸方向の入力軸線（矢印で示す）を有し、
２つ加速度計６６、６７は互いに直交する２軸方向の入
力軸線（矢印で示す）を有する。
イロ５６、５７、５８とＸ及びＹ加速度計６６、６７が
装着されている。図示のように、３つのジャイロは互い
に直交する３軸方向の入力軸線（矢印で示す）を有し、
２つ加速度計６６、６７は互いに直交する２軸方向の入
力軸線（矢印で示す）を有する。
【００８８】Ｘジャイロ５６は仰角軸線Ｙ−Ｙと方位軸
線Ｚ−Ｚとの両者に直交する入力軸線を有する、即ち、
仰角軸線Ｙ−Ｙと方位軸線Ｚ−Ｚとの両者に直交する軸
線周りのアンテナ１４の回転角速度を検出する。Ｙジャ
イロ５７は仰角軸線Ｙ−Ｙに平行な入力軸線を有する、
即ち、仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角速度
を検出する。Ｚジャイロ５８は方位軸線Ｚ−Ｚに平行な
入力軸線を有する、即ち、方位軸線Ｚ−Ｚ周りのアンテ
ナ１４の回転角速度を検出する。
線Ｚ−Ｚとの両者に直交する入力軸線を有する、即ち、
仰角軸線Ｙ−Ｙと方位軸線Ｚ−Ｚとの両者に直交する軸
線周りのアンテナ１４の回転角速度を検出する。Ｙジャ
イロ５７は仰角軸線Ｙ−Ｙに平行な入力軸線を有する、
即ち、仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角速度
を検出する。Ｚジャイロ５８は方位軸線Ｚ−Ｚに平行な
入力軸線を有する、即ち、方位軸線Ｚ−Ｚ周りのアンテ
ナ１４の回転角速度を検出する。
【００８９】Ｘ、Ｙ及びＺジャイロ５６、５７、５８
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。
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。
【００９０】Ｙ加速度計６７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、Ｘ加速度計６６に
よって水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ及び方位軸線Ｚ−
Ｚの両者に直交する水平軸線Ｘ−Ｘの傾斜角度が検出さ
れる。
角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角度が検出され、Ｘ加速度計６６に
よって水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ及び方位軸線Ｚ−
Ｚの両者に直交する水平軸線Ｘ−Ｘの傾斜角度が検出さ
れる。
【００９１】本例のアンテナ指向装置は、図示のよう
に、仰角サーボモータ３３に命令信号を供給するための
仰角軸制御ループと方位サーボモータ４３に命令信号を
供給するための方位軸制御ループとを有する。
に、仰角サーボモータ３３に命令信号を供給するための
仰角軸制御ループと方位サーボモータ４３に命令信号を
供給するための方位軸制御ループとを有する。
【００９２】尚、アンテナ１４の中心軸線ＸA −ＸA が
水平面となす角をアンテナの仰角θ A とし、アンテナ１
４の中心軸線ＸA −ＸA 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。また、図中、加算器４
９、アンテナ仰角演算部８１、傾斜補正値演算部９３、
座標変換器８３、ジャイロドリフト演算部８４、η演算
部９２及びξ演算部９１の機能と構成については後に説
明する。
水平面となす角をアンテナの仰角θ A とし、アンテナ１
４の中心軸線ＸA −ＸA 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。また、図中、加算器４
９、アンテナ仰角演算部８１、傾斜補正値演算部９３、
座標変換器８３、ジャイロドリフト演算部８４、η演算
部９２及びξ演算部９１の機能と構成については後に説
明する。
【００９３】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、アンテナ
仰角演算部８１と加算器３９、５０と積分器３７と増幅
器３６と仰角サーボモータ３３とを含む。加算器３９
は、アンテナ仰角演算部８１より出力されたアンテナ１
４の仰角θA より衛星高度角θS を減算し、それによっ
て得られた偏差角を出力する。加算器５０は、Ｙジャイ
ロ５７より出力された角速度信号ωYG＝ωY とジャイロ
ドリフト演算部８４より出力されたドリフト補正値信号
ΔωY とを加算し、それによって得られた補正角速度信
号を出力する。尚、加算器５０には更に仰角系のステッ
プトラック信号ΔＳY が供給されるが、これについては
後に説明する。
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、アンテナ
仰角演算部８１と加算器３９、５０と積分器３７と増幅
器３６と仰角サーボモータ３３とを含む。加算器３９
は、アンテナ仰角演算部８１より出力されたアンテナ１
４の仰角θA より衛星高度角θS を減算し、それによっ
て得られた偏差角を出力する。加算器５０は、Ｙジャイ
ロ５７より出力された角速度信号ωYG＝ωY とジャイロ
ドリフト演算部８４より出力されたドリフト補正値信号
ΔωY とを加算し、それによって得られた補正角速度信
号を出力する。尚、加算器５０には更に仰角系のステッ
プトラック信号ΔＳY が供給されるが、これについては
後に説明する。
【００９４】加算器３９、５０の出力信号は積分器３７
に供給される。斯かる積分器３７の出力信号がゼロにな
るとアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに静止する。こ
のループは、アンテナ１４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。
に供給される。斯かる積分器３７の出力信号がゼロにな
るとアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに静止する。こ
のループは、アンテナ１４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。
【００９５】方位軸制御ループは座標変換器８３と加算
器７３とｓｅｃθ演算器４５と積分器４７と増幅器４６
と方位サーボモータ４３とを含む。加算器７３は、座標
変換器８３より出力された角速度信号ωZ とジャイロド
リフト演算部８４より出力されたドリフト補正値信号Δ
ωZ とを加算し、それによって得られた方位角速度信号
を出力する。
器７３とｓｅｃθ演算器４５と積分器４７と増幅器４６
と方位サーボモータ４３とを含む。加算器７３は、座標
変換器８３より出力された角速度信号ωZ とジャイロド
リフト演算部８４より出力されたドリフト補正値信号Δ
ωZ とを加算し、それによって得られた方位角速度信号
を出力する。
【００９６】尚、加算器７３には更にステップトラック
信号ΔＳZ が供給されるが、これについては後に説明す
る。この方位軸制御ループは、加算器７３より出力され
る方位角速度信号がゼロになるように、構成されてお
り、アンテナ１４の中心軸線Ｘ A −ＸA が常に衛星方向
を指向するように、アンテナ１４は方位軸線Ｚ−Ｚ周り
に回転する。
信号ΔＳZ が供給されるが、これについては後に説明す
る。この方位軸制御ループは、加算器７３より出力され
る方位角速度信号がゼロになるように、構成されてお
り、アンテナ１４の中心軸線Ｘ A −ＸA が常に衛星方向
を指向するように、アンテナ１４は方位軸線Ｚ−Ｚ周り
に回転する。
【００９７】本例によると、更に、ステップトラック方
式の制御が設けられている。斯かるステップトラック方
式の制御については後に説明する。こうして、仰角制御
ループと方位軸制御ループとの２軸制御とステップトラ
ック方式の制御とによってアンテナ１４はその中心軸線
ＸA −ＸA が衛星方向を指向するように構成されてい
る。
式の制御が設けられている。斯かるステップトラック方
式の制御については後に説明する。こうして、仰角制御
ループと方位軸制御ループとの２軸制御とステップトラ
ック方式の制御とによってアンテナ１４はその中心軸線
ＸA −ＸA が衛星方向を指向するように構成されてい
る。
【００９８】図２を参照して本例の座標変換器８３の動
作を説明する。ここで、方位ジンバル座標を定める。方
位ジンバル座標は、方位ジンバル４１に固定された座標
系であり、仰角軸線Ｙ−Ｙと方位軸線Ｚ−Ｚの両者に直
交する水平方向の水平軸線Ｘ−ＸをＸ軸、仰角軸線をＹ
軸、方位軸線Ｚ−ＺをＺ軸とする。方位ジンバル座標
は、航行体の取り付け面（船体面）に固定された航行体
座標に対して、Ｚ軸（方位軸線Ｚ−Ｚ）周りに回転す
る。
作を説明する。ここで、方位ジンバル座標を定める。方
位ジンバル座標は、方位ジンバル４１に固定された座標
系であり、仰角軸線Ｙ−Ｙと方位軸線Ｚ−Ｚの両者に直
交する水平方向の水平軸線Ｘ−ＸをＸ軸、仰角軸線をＹ
軸、方位軸線Ｚ−ＺをＺ軸とする。方位ジンバル座標
は、航行体の取り付け面（船体面）に固定された航行体
座標に対して、Ｚ軸（方位軸線Ｚ−Ｚ）周りに回転す
る。
【００９９】３つのジャイロ５６、５７、５８は方位ジ
ンバル４１に直接取り付けられており、その出力信号
は、方位ジンバル座標の３軸（Ｘ−Ｘ、Ｙ−Ｙ、Ｚ−
Ｚ）周りの回転角速度信号である。座標変換器８３はジ
ャイロによって得られた方位ジンバル座標系の角速度信
号ωXG、ωYG、ωZGを入力してそれを方位軸制御ループ
に供給される命令角速度信号ωZ に変換するように構成
されている。
ンバル４１に直接取り付けられており、その出力信号
は、方位ジンバル座標の３軸（Ｘ−Ｘ、Ｙ−Ｙ、Ｚ−
Ｚ）周りの回転角速度信号である。座標変換器８３はジ
ャイロによって得られた方位ジンバル座標系の角速度信
号ωXG、ωYG、ωZGを入力してそれを方位軸制御ループ
に供給される命令角速度信号ωZ に変換するように構成
されている。
【０１００】図示のように、方位ジンバル座標系で表し
たジャイロの出力信号を方位軸制御ループに供給される
命令角速度信号ωZ で表すと次の式が成り立つ。
たジャイロの出力信号を方位軸制御ループに供給される
命令角速度信号ωZ で表すと次の式が成り立つ。
【０１０１】
【数１１】ωZ ＝ωZGｃｏｓθ−ωXGｓｉｎθ
【０１０２】ここに、ωXG、ωZGはジャイロ５６、５８
によって得られた角速度、ωZ は変換された角速度、θ
は仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角度であ
る。
によって得られた角速度、ωZ は変換された角速度、θ
は仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角度であ
る。
【０１０３】本例の座標変換器８３は数１１の式の演算
をするように構成されており、加算器と係数器とを有す
る。
をするように構成されており、加算器と係数器とを有す
る。
【０１０４】次に図３を参照して本例のジャイロドリフ
ト演算部８４の機能と構成を説明する。ジャイロドリフ
ト演算部８４はステップトラック方式によってアンテナ
１４を衛星方向に指向させるためのステップトラック制
御機能とジャイロのドリフトに起因する誤差を補正する
ためのジャイロドリフト補正機能とを有する。
ト演算部８４の機能と構成を説明する。ジャイロドリフ
ト演算部８４はステップトラック方式によってアンテナ
１４を衛星方向に指向させるためのステップトラック制
御機能とジャイロのドリフトに起因する誤差を補正する
ためのジャイロドリフト補正機能とを有する。
【０１０５】先ず、ステップトラック制御機能について
説明する。ステップトラック制御は、アンテナ１４を所
定の回転軸線周りに周期的に移動させながら、アンテナ
１４が受信する電波強度ＥS を測定し、電波強度ＥS が
増加する方向にアンテナ１４を回転させ、それによって
アンテナ１４の中心軸線ＸA −ＸA を衛星方向に指向さ
せるように構成されている。ステップトラック制御はジ
ャイロ等を使用しないから構成が簡単であるが、電波の
受信が途切れた場合には作動しない欠点がある。
説明する。ステップトラック制御は、アンテナ１４を所
定の回転軸線周りに周期的に移動させながら、アンテナ
１４が受信する電波強度ＥS を測定し、電波強度ＥS が
増加する方向にアンテナ１４を回転させ、それによって
アンテナ１４の中心軸線ＸA −ＸA を衛星方向に指向さ
せるように構成されている。ステップトラック制御はジ
ャイロ等を使用しないから構成が簡単であるが、電波の
受信が途切れた場合には作動しない欠点がある。
【０１０６】ステップトラック制御は、仰角制御ループ
及び方位軸制御ループの少なくとも１つの制御ループと
組み合わせて使用する。本例では仰角制御ループ及び方
位軸制御ループにステップトラック制御が組み込まれて
いる。
及び方位軸制御ループの少なくとも１つの制御ループと
組み合わせて使用する。本例では仰角制御ループ及び方
位軸制御ループにステップトラック制御が組み込まれて
いる。
【０１０７】本例のステップトラック制御によると、先
ず、アンテナ１４を仰角軸線Ｙ−Ｙ及び方位軸線Ｚ−Ｚ
周りに所定の角度振幅±δθ、±δφにて周期的に回転
させ、電波強度ＥS が増加する回転方向を求める。次
に、アンテナ１４を仰角軸線Ｙ−Ｙ及び方位軸線Ｚ−Ｚ
周りに電波強度ＥS が増加する回転方向に所定の回転角
にて回転させる。この２つのステップを繰り返して電波
強度ＥS が最大となる仰角θ及び方位角φを求める。
ず、アンテナ１４を仰角軸線Ｙ−Ｙ及び方位軸線Ｚ−Ｚ
周りに所定の角度振幅±δθ、±δφにて周期的に回転
させ、電波強度ＥS が増加する回転方向を求める。次
に、アンテナ１４を仰角軸線Ｙ−Ｙ及び方位軸線Ｚ−Ｚ
周りに電波強度ＥS が増加する回転方向に所定の回転角
にて回転させる。この２つのステップを繰り返して電波
強度ＥS が最大となる仰角θ及び方位角φを求める。
【０１０８】ステップトラック制御器８４−１は電波強
度ＥS を指示する信号と発振器より出力された周期信号
とを入力してステップトラック信号を生成する。尚、こ
の発振器はステップトラック制御器に内蔵されたもので
あってよい。ステップトラック信号はアンテナ１４を仰
角軸線Ｙ−Ｙ及び方位軸線Ｚ−Ｚ周りに所定の角度振幅
±δθ、±δφにて周期的に回転させるための周期信号
とアンテナ１４を仰角軸線Ｙ−Ｙ及び方位軸線Ｚ−Ｚ周
りに電波強度ＥS が増加する方向に回転させるための回
転角信号ΔＳY 、ΔＳZ とを含む。
度ＥS を指示する信号と発振器より出力された周期信号
とを入力してステップトラック信号を生成する。尚、こ
の発振器はステップトラック制御器に内蔵されたもので
あってよい。ステップトラック信号はアンテナ１４を仰
角軸線Ｙ−Ｙ及び方位軸線Ｚ−Ｚ周りに所定の角度振幅
±δθ、±δφにて周期的に回転させるための周期信号
とアンテナ１４を仰角軸線Ｙ−Ｙ及び方位軸線Ｚ−Ｚ周
りに電波強度ＥS が増加する方向に回転させるための回
転角信号ΔＳY 、ΔＳZ とを含む。
【０１０９】ステップトラック方位角信号ΔＳZ は方位
軸制御ループの加算器７３に供給され、座標変換器８３
の出力信号ωZ に加算される。従って、加算器７３から
ｓｅｃθ演算器４５に供給される信号は、座標変換器８
３の出力信号ωZ にステップトラック回転角信号ΔＳZ
が加算されたものである。
軸制御ループの加算器７３に供給され、座標変換器８３
の出力信号ωZ に加算される。従って、加算器７３から
ｓｅｃθ演算器４５に供給される信号は、座標変換器８
３の出力信号ωZ にステップトラック回転角信号ΔＳZ
が加算されたものである。
【０１１０】ステップトラック仰角信号ΔＳY は仰角軸
制御ループの加算器５０に供給され、Ｙジャイロ５７の
出力信号ωYGに加算される。従って、加算器５０から積
分器３７に供給される信号は、Ｙジャイロ５７の出力信
号ωYGにステップトラック回転角信号ΔＳY が加算され
たものである。
制御ループの加算器５０に供給され、Ｙジャイロ５７の
出力信号ωYGに加算される。従って、加算器５０から積
分器３７に供給される信号は、Ｙジャイロ５７の出力信
号ωYGにステップトラック回転角信号ΔＳY が加算され
たものである。
【０１１１】こうして本例のステップトラック制御によ
ると、アンテナ１４（方位ジンバル４１）は方位軸線Ｚ
−Ｚ周り及び仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転し、電波強度Ｅ
S が最大となったとき、ステップトラック制御によるア
ンテナ１４の回転移動は停止する。
ると、アンテナ１４（方位ジンバル４１）は方位軸線Ｚ
−Ｚ周り及び仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転し、電波強度Ｅ
S が最大となったとき、ステップトラック制御によるア
ンテナ１４の回転移動は停止する。
【０１１２】次に、ジャイロドリフト補正機能について
説明する。上述のように、本例のアンテナ指向装置に
は、２つの制御ループによる２軸制御に対して、更に、
ステップトラック方式の制御が重畳されて設けられてい
る。ステップトラック方式の制御は２軸制御を補完する
ために、又は、２つの制御ループによって発生する誤差
を補正するために設けられている。
説明する。上述のように、本例のアンテナ指向装置に
は、２つの制御ループによる２軸制御に対して、更に、
ステップトラック方式の制御が重畳されて設けられてい
る。ステップトラック方式の制御は２軸制御を補完する
ために、又は、２つの制御ループによって発生する誤差
を補正するために設けられている。
【０１１３】２つの制御ループによる２軸制御によって
アンテナ１４が正確に衛星方向を指向している場合に
は、ステップトラック方式の制御は作動しない。従っ
て、ステップトラック制御器によって生成される回転角
信号ΔＳY 、ΔＳZ は２つの制御ループによって生成さ
れた指向誤差を表している。
アンテナ１４が正確に衛星方向を指向している場合に
は、ステップトラック方式の制御は作動しない。従っ
て、ステップトラック制御器によって生成される回転角
信号ΔＳY 、ΔＳZ は２つの制御ループによって生成さ
れた指向誤差を表している。
【０１１４】斯かる指向誤差には、各ジャイロのドリフ
トに起因した誤差と衛星がその位置を変化させ設定され
た衛星高度角θS 及び衛星方位角φS に対して偏倚した
ことに起因する誤差が含まれる。ジャイロドリフト補正
機能はジャイロのドリフトに起因した誤差を補正するた
めに設けられている。
トに起因した誤差と衛星がその位置を変化させ設定され
た衛星高度角θS 及び衛星方位角φS に対して偏倚した
ことに起因する誤差が含まれる。ジャイロドリフト補正
機能はジャイロのドリフトに起因した誤差を補正するた
めに設けられている。
【０１１５】本例のジャイロドリフト補正機能は、仰角
軸制御ループ及び方位軸制御ループにおけるジャイロの
ドリフトに起因する誤差を補正する。本例のジャイロド
リフト補正機能によると、ジャイロのドリフトに起因す
る誤差を補正するために、ステップトラック制御器によ
って生成された回転角信号ΔＳY 、ΔＳZ が使用され
る。斯かる回転角信号ΔＳY 、ΔＳZ よりジャイロドリ
フト補正信号ΔωY 、ΔωZ が生成され、それによって
仰角軸制御ループのＹジャイロ５７及び方位軸制御ルー
プのＺジャイロ５８のドリフトが補正される。
軸制御ループ及び方位軸制御ループにおけるジャイロの
ドリフトに起因する誤差を補正する。本例のジャイロド
リフト補正機能によると、ジャイロのドリフトに起因す
る誤差を補正するために、ステップトラック制御器によ
って生成された回転角信号ΔＳY 、ΔＳZ が使用され
る。斯かる回転角信号ΔＳY 、ΔＳZ よりジャイロドリ
フト補正信号ΔωY 、ΔωZ が生成され、それによって
仰角軸制御ループのＹジャイロ５７及び方位軸制御ルー
プのＺジャイロ５８のドリフトが補正される。
【０１１６】図示のようにステップトラック制御器８４
−１によって生成された回転角信号ΔＳZ 、ΔＳY は、
積分器８４−２、８４−３を経由して平滑回路８４−
４、８５−５によって平滑化され、ジャイロドリフト補
正信号ΔωZ 、ΔωY が生成される。
−１によって生成された回転角信号ΔＳZ 、ΔＳY は、
積分器８４−２、８４−３を経由して平滑回路８４−
４、８５−５によって平滑化され、ジャイロドリフト補
正信号ΔωZ 、ΔωY が生成される。
【０１１７】ジャイロドリフト補正信号ΔωZ 、ΔωY
はホールド器８４−８、８４−９を経由して出力され
る。ホールド器８４−８、８４−９はステップトラック
制御器８４−１より供給されたホールド信号Ｈを入力す
ると、平滑回路８４−４、８４−５より供給されたジャ
イロドリフト補正信号ΔωZ 、ΔωY を保持し、それを
出力する。
はホールド器８４−８、８４−９を経由して出力され
る。ホールド器８４−８、８４−９はステップトラック
制御器８４−１より供給されたホールド信号Ｈを入力す
ると、平滑回路８４−４、８４−５より供給されたジャ
イロドリフト補正信号ΔωZ 、ΔωY を保持し、それを
出力する。
【０１１８】航行体がトンネル内や建造物の近くを航行
して、電波が途切れて電波強度信号ＥS が得られないと
きは回転角信号ΔＳZ 、ΔＳY が生成されない。斯かる
場合、ジャイロドリフト補正信号ΔωZ 、ΔωY が得ら
れないから、その間、ドリフトに起因する誤差が増加す
ることとなる。本例によれば、斯かる場合、ホールド器
８４−８、８４−９に保持されているジャイロドリフト
補正信号ΔωZ 、Δω Y が推定値として出力される。ホ
ールド信号Ｈは例えば電波強度ＥS が一定の値以下にな
ったときに発生するように構成されてよい。
して、電波が途切れて電波強度信号ＥS が得られないと
きは回転角信号ΔＳZ 、ΔＳY が生成されない。斯かる
場合、ジャイロドリフト補正信号ΔωZ 、ΔωY が得ら
れないから、その間、ドリフトに起因する誤差が増加す
ることとなる。本例によれば、斯かる場合、ホールド器
８４−８、８４−９に保持されているジャイロドリフト
補正信号ΔωZ 、Δω Y が推定値として出力される。ホ
ールド信号Ｈは例えば電波強度ＥS が一定の値以下にな
ったときに発生するように構成されてよい。
【０１１９】方位系のジャイロドリフト補正信号ΔωZ
は方位軸制御ループの加算器７３に供給され、それによ
って座標変換器８３の出力信号が補正される。従って、
加算器７３からｓｅｃθ演算器４５に供給される信号
は、座標変換器８３の出力信号ωZ にジャイロドリフト
補正信号ΔωZ が加算されたものである。
は方位軸制御ループの加算器７３に供給され、それによ
って座標変換器８３の出力信号が補正される。従って、
加算器７３からｓｅｃθ演算器４５に供給される信号
は、座標変換器８３の出力信号ωZ にジャイロドリフト
補正信号ΔωZ が加算されたものである。
【０１２０】仰角系のジャイロドリフト補正信号ΔωY
は仰角軸制御ループの加算器５０に供給され、それによ
ってＹジャイロ５７の出力信号が補正される。従って、
加算器５０から積分器３７に供給される信号は、Ｙジャ
イロ５７の出力信号ωY にジャイロドリフト補正信号Δ
ωY が加算されたものである。
は仰角軸制御ループの加算器５０に供給され、それによ
ってＹジャイロ５７の出力信号が補正される。従って、
加算器５０から積分器３７に供給される信号は、Ｙジャ
イロ５７の出力信号ωY にジャイロドリフト補正信号Δ
ωY が加算されたものである。
【０１２１】次に図４を参照して、ξ演算部９１及びη
演算部９２の機能と構成について説明する。ξ演算部９
１及びη演算部９２は、航行体が揺動して、航行体の取
り付け面（船体面）が水平面に対して仰角軸線Ｙ−Ｙ周
りに回転角度ξだけ回転し、更に水平面に対して水平軸
線Ｘ−Ｘ周りに回転角度ηだけ回転したとき、斯かる回
転角度ξ、ηを演算する。
演算部９２の機能と構成について説明する。ξ演算部９
１及びη演算部９２は、航行体が揺動して、航行体の取
り付け面（船体面）が水平面に対して仰角軸線Ｙ−Ｙ周
りに回転角度ξだけ回転し、更に水平面に対して水平軸
線Ｘ−Ｘ周りに回転角度ηだけ回転したとき、斯かる回
転角度ξ、ηを演算する。
【０１２２】ξ演算部９１は積分器９１−１と減衰器９
１−２と第１及び第２の比較器９１−３、９１−４とア
ークサイン演算器９１−５とを有する。入力端子９１ａ
を経由して、Ｙジャイロより出力された仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りの航行体の回転角速度ω YGが入力され、第１の比較
器９１−３を経由して積分器９１−１に供給される。そ
こで積分されて、水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの
航行体の回転角度ξが演算される。
１−２と第１及び第２の比較器９１−３、９１−４とア
ークサイン演算器９１−５とを有する。入力端子９１ａ
を経由して、Ｙジャイロより出力された仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りの航行体の回転角速度ω YGが入力され、第１の比較
器９１−３を経由して積分器９１−１に供給される。そ
こで積分されて、水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの
航行体の回転角度ξが演算される。
【０１２３】航行体が水平軸線Ｘ−Ｘ周りに動揺してい
るときは、Ｙジャイロの出力ωYGはドリフトに起因する
誤差を含むこととなる。入力端子９１ｂを経由してＸ加
速度計より出力された水平軸線Ｘ−Ｘの水平面に対する
傾斜角度の正弦値ｓｉｎＸ1が入力され、アークサイン
演算器９１−５、第２の比較器９１−４及び減衰器９１
−２を経由して第１の比較器９１−３に供給される。こ
うして、ξ演算部９１より出力される航行体の回転角度
ξはジャイロのドリフトに起因する誤差が除去されてい
る。η演算部９２の機能と構成はξ演算部９１の機能及
び構成と同様である。
るときは、Ｙジャイロの出力ωYGはドリフトに起因する
誤差を含むこととなる。入力端子９１ｂを経由してＸ加
速度計より出力された水平軸線Ｘ−Ｘの水平面に対する
傾斜角度の正弦値ｓｉｎＸ1が入力され、アークサイン
演算器９１−５、第２の比較器９１−４及び減衰器９１
−２を経由して第１の比較器９１−３に供給される。こ
うして、ξ演算部９１より出力される航行体の回転角度
ξはジャイロのドリフトに起因する誤差が除去されてい
る。η演算部９２の機能と構成はξ演算部９１の機能及
び構成と同様である。
【０１２４】次に傾斜補正演算部９３の動作を説明す
る。本例の傾斜補正演算部９３はξ演算部９１及びη演
算部９２より供給された、航行体の回転角度信号ξ、η
と仰角発信器３４の出力信号θとを入力して傾斜補正値
ΔφA を演算する。傾斜補正値ΔφA は、船体が動揺し
又は傾斜したとき方位発信器４４が出力する方位角φが
誤差を生ずることに鑑み、斯かる方位角φの誤差を修正
するために使用される。尚、斯かる誤差の発生する機構
の詳細は上述の本願出願人と同一の出願人によって平成
４年９月２２日に出願された特願平４−２６２１８１号
（Ｔ９２００１２４）及び平成５年１月１１日に出願さ
れた特願平５−２５８１号（Ｔ９２００２４５）を参照
されたい。
る。本例の傾斜補正演算部９３はξ演算部９１及びη演
算部９２より供給された、航行体の回転角度信号ξ、η
と仰角発信器３４の出力信号θとを入力して傾斜補正値
ΔφA を演算する。傾斜補正値ΔφA は、船体が動揺し
又は傾斜したとき方位発信器４４が出力する方位角φが
誤差を生ずることに鑑み、斯かる方位角φの誤差を修正
するために使用される。尚、斯かる誤差の発生する機構
の詳細は上述の本願出願人と同一の出願人によって平成
４年９月２２日に出願された特願平４−２６２１８１号
（Ｔ９２００１２４）及び平成５年１月１１日に出願さ
れた特願平５−２５８１号（Ｔ９２００２４５）を参照
されたい。
【０１２５】傾斜補正演算部９３は次の式によって傾斜
補正値ΔφA を演算する。
補正値ΔφA を演算する。
【０１２６】
【数１２】ｔａｎΔφA ＝ｔａｎη・ｃｏｓξ・ｓｉｎ
θ／ｃｏｓ（θ＋ξ）
θ／ｃｏｓ（θ＋ξ）
【０１２７】次にアンテナ仰角演算部８１の動作を説明
する。本例のアンテナ仰角演算部８１はξ演算部９１よ
り供給された航行体の回転角度信号ξと仰角発信器３４
より供給されたアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回
転角度信号θとを入力してアンテナ１４の仰角θA を演
算する。アンテナ仰角演算部８１は次の式によってアン
テナ１４の仰角θA を演算するように構成されている。
する。本例のアンテナ仰角演算部８１はξ演算部９１よ
り供給された航行体の回転角度信号ξと仰角発信器３４
より供給されたアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回
転角度信号θとを入力してアンテナ１４の仰角θA を演
算する。アンテナ仰角演算部８１は次の式によってアン
テナ１４の仰角θA を演算するように構成されている。
【０１２８】
【数１３】θA ＝θ＋ξ
【０１２９】次に加算器４９の機能について説明する。
加算器４９は船首方位角φC を演算しそれを出力するよ
うに構成されている。加算器４９は方位発信器４４より
出力されたアンテナ１４の回転角φと傾斜補正演算部９
３より出力された傾斜補正値ΔφA との和φ＋Δφ
A を、例えば手動で設定した衛星方位角φS より減算
し、それによって船首方位角φC を演算する。船首方位
角φC は次の式によって表される。
加算器４９は船首方位角φC を演算しそれを出力するよ
うに構成されている。加算器４９は方位発信器４４より
出力されたアンテナ１４の回転角φと傾斜補正演算部９
３より出力された傾斜補正値ΔφA との和φ＋Δφ
A を、例えば手動で設定した衛星方位角φS より減算
し、それによって船首方位角φC を演算する。船首方位
角φC は次の式によって表される。
【０１３０】
【数１４】φC ＝−（φ＋ΔφA ）＋φS
【０１３１】この式の右辺の第１項（φ＋ΔφA ）は方
位発信器４４より出力されたアンテナ１４の回転角φを
傾斜補正演算部９３より出力された傾斜補正値ΔφA に
よって修正して得られた修正回転角φを表す。即ち、船
体が動揺して回転角ξ、ηだけ回転傾斜して、それによ
って方位発信器４４の出力値φに誤差が生じても、第１
項（φ＋ΔφA ）は正確なアンテナ１４の回転角を表
す。
位発信器４４より出力されたアンテナ１４の回転角φを
傾斜補正演算部９３より出力された傾斜補正値ΔφA に
よって修正して得られた修正回転角φを表す。即ち、船
体が動揺して回転角ξ、ηだけ回転傾斜して、それによ
って方位発信器４４の出力値φに誤差が生じても、第１
項（φ＋ΔφA ）は正確なアンテナ１４の回転角を表
す。
【０１３２】こうして、数１４の式によって求められる
船首方位角φC は航行体の船首方位の正確な値を表す。
船首方位角φC は通常、航行体に別個に設けられたコン
パス等によって供給される。本例のアンテナ指向装置
は、斯かる船首方位角φC を出力するから、これを使用
することによって、船首方位角φC を求めるためのコン
パスを航行体に設ける必要がない。
船首方位角φC は航行体の船首方位の正確な値を表す。
船首方位角φC は通常、航行体に別個に設けられたコン
パス等によって供給される。本例のアンテナ指向装置
は、斯かる船首方位角φC を出力するから、これを使用
することによって、船首方位角φC を求めるためのコン
パスを航行体に設ける必要がない。
【０１３３】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。
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。
【０１３４】
【発明の効果】本発明によれば、２軸制御ループに重畳
してステップトラック方式の制御システムが設けられた
アンテナ指向装置において、加算器４９は方位発信器４
４より出力されたアンテナ１４の航行体に対する回転角
φと傾斜補正演算器９３より出力された傾斜補正値Δφ
A との和を衛星方位角φS から減算して船首方位角φC
を演算して出力するから、船首方位角φC を出力するコ
ンパスの機能を提供することができる利点がある。
してステップトラック方式の制御システムが設けられた
アンテナ指向装置において、加算器４９は方位発信器４
４より出力されたアンテナ１４の航行体に対する回転角
φと傾斜補正演算器９３より出力された傾斜補正値Δφ
A との和を衛星方位角φS から減算して船首方位角φC
を演算して出力するから、船首方位角φC を出力するコ
ンパスの機能を提供することができる利点がある。
【０１３５】本発明によれば、２軸制御ループに重畳し
てステップトラック方式の制御システムが設けられたア
ンテナ指向装置において、ジャイロドリフト演算部８４
が設けられており、斯かるジャイロドリフト演算部８４
はステップトラック制御を使用してジャイロのドリフト
に起因する誤差を補正するから、アンテナ１４を正確に
衛星方向に指向させることができる利点がある。
てステップトラック方式の制御システムが設けられたア
ンテナ指向装置において、ジャイロドリフト演算部８４
が設けられており、斯かるジャイロドリフト演算部８４
はステップトラック制御を使用してジャイロのドリフト
に起因する誤差を補正するから、アンテナ１４を正確に
衛星方向に指向させることができる利点がある。
【０１３６】本発明によれば、ジャイロドリフト演算部
８４はステップトラック制御を使用して得られたジャイ
ロドリフト補正値をホールドするホールド器８４−６、
８４−７を有しており、ホールド器８４−６、８４−７
によってホールドされたジャイロドリフト補正値は、航
行体がトンネル内も建物近くを航行するとき電波が途切
れてステップトラック制御が不能となる場合に、推定値
として出力されるから、ジャイロドリフトに起因するア
ンテナの指向誤差が発生することはない利点がある。
８４はステップトラック制御を使用して得られたジャイ
ロドリフト補正値をホールドするホールド器８４−６、
８４−７を有しており、ホールド器８４−６、８４−７
によってホールドされたジャイロドリフト補正値は、航
行体がトンネル内も建物近くを航行するとき電波が途切
れてステップトラック制御が不能となる場合に、推定値
として出力されるから、ジャイロドリフトに起因するア
ンテナの指向誤差が発生することはない利点がある。
【図１】本発明のアンテナ指向装置の例を示す図であ
る。
る。
【図２】座標変換器の動作を説明する説明図である。
【図３】ジャイロドリフト演算器の構成を示す図であ
る。
る。
【図４】ξ演算部及びη演算部の構成例を示す図であ
る。
る。
【図５】従来のアンテナ指向装置の例を示す図である。
【図６】アンテナ仰角演算部の動作を説明する説明図で
ある。
ある。
３ 基台 ３−１ ブリッジ部 １１ 円筒部 １３ アーム １４ アンテナ ２０ 水平軸 ２１ 水平ジンバル ２２ 水平歯車 ２３ 水平サーボモータ ２３−１ ピニオン ２６ 増幅器 ２７ 積分器 ２８ 減衰器 ２９ 加算器 ３０、３０−１、３０−２ 仰角軸 ３１ 取り付け金具、取り付け部材 ３１−１、３１−２ 支持部材 ３２ 仰角歯車 ３３ 仰角サーボモータ ３３−１ ピニオン ３４ 仰角発信器 ３６ 増幅器 ３７ 積分器 ３８ 減衰器 ３９ 加算器 ４０ 方位軸 ４０Ａ、４０Ｂ 軸受け ４１ 方位ジンバル ４１−１ 支持軸部 ４１−２ Ｕ字形部 ４１Ａ、４１Ｂ 支持部材 ４２ 方位歯車 ４３ 方位サーボモータ ４４ 方位発信器 ４５ ｓｅｃθ ４６ 増幅器 ４７ 積分器 ４８ 減衰器 ４９、５０ 加算器 ５６ Ｘジャイロ ５７ Ｙジャイロ ５８ Ｚジャイロ ６６ Ｘ加速度計 ６７ Ｙ加速度計 ６８ Ｚ加速度計 ７３ 加算器 ８０ 傾斜補正演算部 ８１ アンテナ仰角演算部 ８２ 仰角軸線傾斜演算部 ８３ 座標変換器 ８４ ジャイロドリフト演算部 ９１ ξ演算部 ９２ η演算部 ９３ 傾斜補正演算部 Ｘ−Ｘ 水平軸線 Ｙ−Ｙ 仰角軸線 Ｚ−Ｚ 方位軸線 ＸA −ＸA アンテナ中心軸線 ＺA −ＺA アンテナ中心軸線と仰角軸線の双方に直交
する軸線
する軸線
Claims (4)
- 【請求項１】 中心軸線を有するアンテナと、該アンテ
ナの中心軸線に直交する仰角軸線と該仰角軸線に直交す
る方位軸線との２つの軸線を有し上記アンテナを上記２
つの軸線周りに回転可能に支持する支持装置と、上記仰
角軸線と上記方位軸線の両者に直交する入力軸線を有す
るＸジャイロと、上記仰角軸線に平行な入力軸線を有す
るＹジャイロと、上記方位軸線に平行な入力軸線を有す
るＺジャイロと、水平面に対する上記仰角軸線の傾斜角
を検出するＹ加速度計と、水平面に対する上記仰角軸線
と上記方位軸線の両者に直交する軸線の傾斜角を検出す
るＸ加速度計と、航行体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、航行体に対する上記方位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方位発信器と、上記
アンテナを上記仰角軸線周りに回転制御する仰角軸制御
ループと上記アンテナを上記方位軸線周りに回転制御す
る方位軸制御ループと上記仰角軸制御ループ及び上記方
位軸制御ループにステップトラック方式の制御を重畳す
るステップトラック制御ループとを含む制御装置と、を
有し、該制御装置によって上記アンテナの中心軸線を衛
星方向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、 上記アンテナをステップトラック方式の制御によって衛
星方向に指向させるためのステップトラック信号を生成
するステップトラック制御部を有するジャイロドリフト
演算部と、 上記Ｘジャイロより出力されたの上記仰角軸線と上記方
位軸線の両者に直交する軸線周りの上記アンテナの回転
角速度と上記Ｙ加速度計より出力された水平面に対する
上記仰角軸線の傾斜角とより、水平面に対する上記仰角
軸線の傾斜角ηを演算するη演算器と、 上記Ｙジャイロより出力されたの上記仰角軸線周りの上
記アンテナの回転角速度と上記Ｘ加速度計より出力され
た水平面に対する上記仰角軸線と上記方位軸線の両者に
直交する軸線の傾斜角とより、水平面に対する上記仰角
軸線と上記方位軸線の両者に直交する軸線の傾斜角ξを
演算するξ演算器と、 上記η演算器より出力された傾斜角η信号と上記ξ演算
器より出力された傾斜角ξ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値演算
部と、を設け、 上記方位軸制御ループは上記方位発信器より供給された
航行体に対する上記方位軸線周りの上記アンテナの回転
角を指示する信号と上記傾斜補正値演算部より供給され
た傾斜補正値との和を設定衛星方位角より減算して船首
方位角を求め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。 - 【請求項２】 請求項１記載のアンテナ指向装置におい
て、 上記ジャイロドリフト演算部は、更に、上記Ｚジャイロ
及びＹジャイロのジャイロドリフトを補正するためのジ
ャイロドリフト補正部を有し、該ジャイロドリフト補正
部は上記ステップトラック信号を入力して上記Ｚジャイ
ロの出力信号及び上記Ｙジャイロの出力信号を補正する
ドリフト補正信号を生成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。 - 【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、上記ジャイロドリフト補正部は上記ドリフト
補正信号を保持するためのホールド器を有し、電波強度
信号が遮断されたときに上記ホールド器に記憶されたド
リフト補正信号を出力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。 - 【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、上記仰角発信器より出力された航行体に
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
する信号と上記ξ演算器の出力信号とを入力してアンテ
ナの仰角を演算するためのアンテナ仰角演算部と、を設
け、該アンテナ仰角演算部によって求めたアンテナの仰
角信号を上記仰角軸制御ループに供給するように構成さ
れていることを特徴とするアンテナ指向装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3724094A JPH07249919A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | アンテナ指向装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3724094A JPH07249919A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | アンテナ指向装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07249919A true JPH07249919A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=12492098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3724094A Pending JPH07249919A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | アンテナ指向装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07249919A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004079859A1 (en) * | 2003-03-07 | 2004-09-16 | Raysat Cyprus Limited | Tracking system for flat mobile antenna |
| WO2004073102A3 (ja) * | 2003-02-13 | 2004-10-07 | Sumitomo Electric Industries | 移動体通信用レンズアンテナ装置 |
| CN109066052A (zh) * | 2018-09-29 | 2018-12-21 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种双轴自锁型静中通卫星天线座架 |
-
1994
- 1994-03-08 JP JP3724094A patent/JPH07249919A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004073102A3 (ja) * | 2003-02-13 | 2004-10-07 | Sumitomo Electric Industries | 移動体通信用レンズアンテナ装置 |
| WO2004079859A1 (en) * | 2003-03-07 | 2004-09-16 | Raysat Cyprus Limited | Tracking system for flat mobile antenna |
| US7880674B2 (en) | 2003-03-07 | 2011-02-01 | Raysat Cyprus Limited | Tracking system for flat mobile antenna |
| CN109066052A (zh) * | 2018-09-29 | 2018-12-21 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种双轴自锁型静中通卫星天线座架 |
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