JPH08285634A - 磁力計測定値の誤差補正方法及びそのための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 輸送機関（３）に取り付けられた磁力計
（２）の測定値の誤差を補正する方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】 理論補正モデルはａ・Ｈｍ’＋Ｈｐ＝
［Ｍ］・Ｈで定義され、ここで、［Ａ］、ａ及びＨは求
めるべき要素、Ｈｍは測定磁界、Ｈｍ’はＨｍの時間導
関数、Ｈは実効磁界、［Ｍ］は変換行列式である。ベク
トル誤差はＥ＝［Ｍ］・Ｈ−｛［Ａ］・Ｈｍ＋ａ・Ｈ
ｍ’＋Ｈｐ｝で定義される。このように定義された誤差
の自乗が求められ、得られた全ての測定値の誤差の自乗
の和を最小にするモデルの係数が同定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、輸送機関に搭載さ
れた磁力計の測定値の磁気摂動と位置不整合とによる誤
差の同時識別及び補正の方法に関し、また、この方法を
実行する装置と、該装置を使用する各種装置とに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】輸送機関、特に航空機に搭載された磁力
計は、一般に磁気摂動を受け、輸送機関の基準座標系に
対し厳密には位置整合されず、これが、この磁力計によ
り得られた磁界の測定値を不正確にすることが知られて
いる。

【０００３】摂動は、本質的に４つのタイプに分類する
ことができる。 − ３つのタイプの磁気摂動、即ち、詳細には、 ・磁化されていないが、磁力線を歪める強磁性体の磁力
計の近くに存在することによる、所謂”軟鉄”摂動； ・直流が流れる、磁化された及び／又は導電性の材料の
近くに存在することによる、所謂”硬鉄”摂動； ・輸送機関内の金属構造体における磁束変化により発生
した渦電流によって生じる磁界、及び − 取り付け誤差である。磁力計の理想的位置付けは、
輸送機関の基準座標系に対する磁力計の基準座標系の完
全な位置整合に相当する。しかし、製造公差のために、
完全な位置整合は決して達成されず、これにより、得ら
れたベクトル測定値の摂動が発生する。

【０００４】従って、正確な測定値を得るために、適切
ならば、これらの摂動により発生した誤差を同定し、該
誤差を補正することが必要である。多くの方法がこのよ
うな補正を行うために知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】使用するためには、磁
力計を輸送機関に正確に取り付けられることを必要とす
る最初の既知の方法によれば、Ｈｍ＝［Ｂ］・Ｈ＋Ｈ_B
の形の磁気摂動モデルが定義されている。ここで、 − Ｈｍは、磁力計により測定された摂動磁界を表し、 − Ｈは、磁界の実効値を表し、 − ［Ｂ］は、”軟鉄”により発生した摂動を考慮した
対称行列であり、非対称部分が存在しないことは、輸送
機関に搭載された磁力計が正確に、適切に取り付けられ
ていることによるものであり、 − Ｈ_B は、”硬鉄”により発生した摂動による摂動磁
界を表す。

【０００６】従って、磁気摂動が存在しない場合、行列
［Ｂ］は単位行列を表して、摂動磁界ＨB はゼロであ
り、測定された磁界の基本単位係数は一定であり、末端
は球を描く。摂動の影響を受けて、この球は離心した楕
円体へ変形する。

【０００７】前記最初の既知の方法は、次の動作が行わ
れることを規定している。 − 輸送機関の進行方向及び姿勢の変動中に、磁界の多
数の測定値を取り、 − 得られた測定値に最もよく対応する楕円体を決定
し、 − このように決定された楕円体から、行列［Ｂ］と摂
動磁界Ｈ_B との成分を計算する。次に、得られたモデル
は、磁力計により得らた、磁気摂動を受けたその後の測
定値から実効磁界Ｈを計算することができる。

【０００８】しかし、上記のように、この方法は、輸送
機関への磁力計の特別で非常に正確な配置を必要として
おり、これには、特殊で高価な製造及び又は調節が必要
である。更に、この方法により得られた精度は、不満足
である。これらの欠点は、特に、第２の既知の方法によ
り解決され、この方法は、輸送機関への磁力計の配置に
関して受ける制約が、前の方法よりかなり厳しくなく、
この第２の方法は、連続した２段階で実施される： − 第１段階で、前の方法の段階と似た方法が使用され
て、磁界の基準の恒久性を維持する測定値を求め、次
に、前記測定値が位置不整合によってのみ影響を受け、 − 第２段階で、前の行列［Ｂ］に類似した変形行列の
非対称な成分を磁界の垂直成分の変化から求め、この段
階は姿勢の測定値を使用して行われる。

【０００９】この第２の既知の方法には、多くの欠点が
ある。特に、前述の２段階を実行するには、複雑で長い
輸送機関の操縦手順が前提となり、この間に、使用され
る測定値が得られる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、これら
の欠点を克服することである。本発明は、輸送機関、特
に航空機に搭載された磁力計の測定値の誤差を簡単に、
敏速に、更に正確に補正することが可能である方法に関
し、これらの誤差は、磁気摂動と、前記輸送機関に接続
された輸送機関基準座標に対する磁力計の位置不整合と
によるものである。

【００１１】この目的のため、本発明によると、磁力計
測定値の誤差補正方法は、 − 前記磁力計の誤差を補正する理論モデルが、次の形
で画定され、 Ｈｃ＝［Ａ］・Ｈｍ＋ａ・Ｈｍ’＋Ｈｐ、ここで、 ・Ｈｃは、補正された磁界、 ・［Ａ］は、求めるべき行列、 ・ａは、求めるべき係数又は行列、 ・Ｈｐは、求めるべき摂動磁界、 ・Ｈｍは、前記輸送機関基準座標（Ｒ１）において前記
磁力計（２）により測定された磁界の値、 ・Ｈｍ’は、前記輸送機関の角位置の関数として変化す
る前記測定された磁界Ｈｍの時間導関数であり、 − 前記補正された磁界Ｈｃは、前記輸送機関基準座標
において画定される地磁界であると見なされ、従って、 ［Ａ］・Ｈｍ＋ａ・Ｈｍ’＋Ｈｐ＝［Ｍ］・Ｈであり、
ここで、 ・Ｈは、地磁気基準座標（Ｒ２）における磁界の実効値
であり、 ・［Ｍ］は、前記地磁気基準座標（Ｒ２）から前記輸送
機関基準座標(Ｒ１)への座標行列の変化であり、 − 前記磁力計（２）によって前記磁界の少なくとも１
つの測定値Ｈｍを得て、 − 前記測定された磁界Ｈｍの導関数Ｈｍ’を計算し、 − 前記座標行列［Ｍ］の変化の係数を求め、 − 成分Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚを有する誤差ベクトルＥを次
式により画定し、 Ｅ＝［Ｍ］・Ｈ−（［Ａ］・Ｈｍ＋ａ・Ｈｍ’＋Ｈｐ） − 合成誤差Ｅ² ＝Ｅｘ² ＋Ｅｙ² ＋Ｅｚ² を画定し、 − （δΣＥ² ）／δｃｉ＝０、ｉ＝１〜ｎ、のタイプ
のｎ個の等式により連立方程式をたて、ここで、（δΣ
Ｅ² ）／δｃｉは、全ての測定値についての係数ｃｉに
関する前記合成誤差の合計ΣＥ² の部分導関数に相当
し、多数の係数は、前記理論モデルで決定される係数、
即ち、［Ａ］、ａ及びＨｐの係数並びに実効磁界Ｈの少
なくとも１つの成分を表しており、 − 実効磁界Ｈの前記成分を含め、前記係数ｃｉが得ら
れるように前記連立方程式を解き、 − 前記係数から得られた補正モデルを用いて、磁気摂
動と前記磁力計（２）の測定値の位置不整合とによる誤
差を補正する。

【００１２】このように、本発明により、補正モデルが
１段階で求められ、特に、測定値が得られる間、輸送機
関操縦手順に関し実行することを簡単にしている。

【００１３】更に、本発明による方法は、前記補正モデ
ルの計算と同時に、地磁気基準座標内の実効磁界の少な
くとも１つの成分を決定することを可能にしている。

【００１４】更に、本発明は、他の多くの利点を有し、
特に次の利点をもたらす。 − 航空機の試験飛行により確認された測定値の高精
度。 − 磁力計の輸送機関への完全に自由な取り付け。これ
は取付装置を簡単にし、重量を軽減し、製造コストを低
減する。

【００１５】その上、本発明は、理論モデルの要素及
び、特に、行列式［Ａ］の項の大きさについて制限され
ず、磁力計を製作する制約を緩和することができる。

【００１６】磁界の垂直成分だけを求める実施形態にお
いては、Ｅ² ＝Ｅｚ² が合成誤差として使用することが
好適であり、従って、行列［Ｍ］^-1の第３行の係数だけ
が使用され、前記行列［Ｍ］^-1は、前記輸送機関基準座
標から地磁気基準座標への座標行列の変化であり、前記
係数は、前記輸送機関の縦方向及び横方向の姿勢から求
められる。

【００１７】更に、磁界の全ての３つの成分を求める実
施形態において、行列［Ｍ］の係数は、縦方向及び横方
向の姿勢と、前記輸送機関の進行方向とから有利に決定
される。

【００１８】前記既知の方法は、上述のように、測定さ
れる磁界の二次的特性、即ち、基本単位係数の恒久性と
その磁界の垂直成分の恒久性とを使用し、これに対し
て、本発明は、地磁気基準座標の磁界の３つの成分の恒
久性を考慮することにより進行方向値を直接に使用する
ので、本実施形態は、前述の既知の補正方法と比較して
精度を高めることができることが分かる。

【００１９】本発明により、前記理論モデルは、この方
法を実行するために多様な形式を有することができる。

【００２０】第１の特に有利な実施形態によると、前記
理論モデルは、ダイナミック線形モデルであり、このモ
デルでは、ａは、輸送機関に存在する渦電流と、一方で
は磁界の測定値と他方では輸送機関の姿勢及び進行方向
の測定値との間の遅れとを考慮している行列［Ｔ］を表
している。

【００２１】この第１の実施形態は、行列の比例性を有
する磁気摂動成分を測定された磁界の導関数により同定
することを可能にしており、特に、金属構造体を組み込
んでいる大型航空機などの輸送機関によく適しており、
この場合、磁力計の測定値を摂動する渦電流は、位相を
変えている間に発生する。

【００２２】第２実施形態によると、前記理論モデル
は、単純化されたダイナミック線形モデルであり、ａ
は、一方では磁界の測定値と他方では輸送機関の姿勢及
び進行方向の測定値との間の遅れを考慮している係数τ
を表している。

【００２３】これら２つの実施形態は、また、磁力計の
通過帯域の限界をある程度補償することもできる。

【００２４】上記２つのモデルは、いずれも特に、輸送
機関の操縦中に得られた測定値を記録する試験取り付け
のための測定磁界の導関数を有利に使用し、前記測定値
はその後分析される。何故なら、これらのモデルは、し
ばしば試験取り付けにおいて制御することが困難な、一
方では磁界の測定値の、他方では姿勢及び進行方向の測
定値の取得における遅れの非対称を考慮することができ
るからである。

【００２５】測定された磁界Ｈｍの導関数Ｈｍ’は、式
Ｈｍ’＝Ｈｍ∧ωにより計算されるのが有利であり、こ
こで、ωは輸送機関の瞬間的回転のベクトルを表す。

【００２６】本発明の実施を簡単にするために、理論モ
デルとして、式［Ａ］・Ｈｍ＋Ｈｐ＝［Ｍ］・Ｈにより
定義された定常状態の線形モデルを使用することが可能
であることが有利である。

【００２７】更に、使用された進行方向値は、地理学的
進行方向値、又は、自由なジャイロスコープ・モード姿
勢／進行方向装置により送られた値などの、任意で一定
の誤差を受けた進行方向値を表し、これは、本発明の多
様な実施を可能にする。

【００２８】本発明は、前述の方法を実施するための装
置にも関する。

【００２９】本発明によると、前記装置は、 − 磁力計により測定された磁界Ｈｍを受信し、輸送機
関の角位置の関数として変化する前記測定された磁界Ｈ
ｍの時間導関数Ｈｍ’を決定することができる第１計算
モジュールと、 − 本発明の方法を実施するために使用される座標行列
［Ｍ］の変化の係数を前記輸送機関の姿勢から、必要な
らばその進行方向から計算することができる第２計算モ
ジュールと、 − 前記第１及び第２計算モジュールに接続され、前記
補正モデルと前記実効磁界の少なくとも１つの成分とを
決定することができる主計算モジュールと、を有する。

【００３０】また、本発明は、上述した装置を有する２
つの装置、即ち、一方では、進行方向測定においてずれ
を補正するために使用される磁力計を有する航空機搭載
の進行方向／姿勢基準装置、他方では、磁力計と連結し
た航空機慣性装置に関する。

【００３１】前記磁力計と協働して、前記磁力計の測定
誤差を補正するために、進行方向／姿勢基準装置におい
ては、本発明による装置は前記磁力計の測定誤差を補正
するために使用され、慣性装置においては、地磁界を正
確に決定するために使用される。

【００３２】

【発明の実施の形態】添付図面は、本発明がどの様に実
施されるかを明確に説明している。これらの図におい
て、同一引用符号は、同様の要素を表す。

【００３３】本発明による装置１は、磁気摂動と、輸送
機関３に搭載された磁力計２の測定値の位置不整合とに
よる誤差を補正することを目的としており、前記輸送機
関３は、図１にヘリコプタの形で図示されている。

【００３４】磁力計２は、輸送機関と連結した輸送機関
基準座標Ｒ１において、図示の実施形態で、地磁気電位
の傾きと位置整合されたベクトルＨなどのベクトルによ
り表された局部的に一定の大きさで方向性のある物理的
磁気量の成分を測定することができる。磁力計２により
測定された磁界Ｈｍは、式Ｈｍ＝［Ｍ］・Ｈを満たす。
ここで、Ｈは、地磁気基準座標Ｒ２内の磁界の実効値を
表し、［Ｍ］は、この地磁気基準座標Ｒ２から輸送機関
基準座標Ｒ１への座標行列の変化を表す。

【００３５】地磁気基準座標Ｒ２は、例えば、下記のよ
うに定義された３つの軸Ｖ、Ｎ、及びＥにより表され
る。 − Ｖは地球重力場の傾斜に平行な軸であり、地球の中
心へ指向しており、局部的垂直線を描く、 − Ｎは地理学的又は方向性のある北を示す水平な軸で
ある。 − Ｅは、図１及び図２に示されているように、東を示
す軸である。

【００３６】周知のように、これらの基準座標Ｒ１及び
Ｒ２の１つから他の座標への変化には、図２に示された
オイラー角ψ、θ及びφにより定義された３つの連続回
転が必要である。ここで、 − ψは進行方向角であり、 − θは縦方向の姿勢角であり、 − φは横方向の姿勢角である。

【００３７】これらの３つの回転は、従来のオイラー角
行列式の形で書かれる。即ち、基準座標Ｒ１（Ｏ１ＸＹ
Ｚ）から基準座標Ｒ２への変化を行う基準座標行列
［Ｍ］^-1の変化は、次のように定義される。

【数１】

【００３８】しかし、このような磁力計２は、一般に磁
気摂動を受けて、通常、輸送機関の軸と完全には位置整
合されず、これは測定値に誤差を生じ、従って、測定磁
界は前述の式を満足せず、図２に示された成分ＨＸ，Ｈ
Ｙ及びＨＺを有していない。

【００３９】周知のように、本質的に、誤差を磁力計２
の測定値にもたらす４つのタイプの摂動がある。即ち、 − ３つのタイプの磁気摂動、詳細には、 ・磁力線を歪める磁化されていない強磁性材が磁力計２
の近くに存在することによる、所謂”軟鉄”摂動、 ・直流が流れる、磁化されているか及び／又は導電性の
材料が磁力計２の近くに存在することによる、所謂”硬
鉄”摂動、 ・輸送機関の金属構造体の磁束変化によって発生した渦
電流により生じる磁界、及び − 取り付け誤差である。磁力計の理想的位置付けは、
輸送機関の座標系に対する磁力計の基準座標系の完全な
位置整合に相当する。しかし、製造公差のために、この
完全な位置整合は達成されることはなく、これにより、
得られたベクトル測定値は摂動する。

【００４０】本発明による装置１は、これらの磁気と機
械的摂動とにより発生した誤差を同定し、それらを補正
するものである。

【００４１】本発明の第１実施形態の説明が、以下に記
載されており、 − 磁力計２の測定値の磁気的及び機械的摂動による誤
差を補正することを可能にする補正モデル、及び − 地磁気基準座標内の磁界Ｈの全ての３つの成分を同
時に求めることができる。

【００４２】このために、磁力計の誤差を補正する理論
モデルが、先ず第１に、次の形式で定義される。 Ｈｃ＝［Ａ］・Ｈｍ＋［Ｔ］・Ｈｍ’＋Ｈｐ （１） ここで、上述の要素Ｈｍの他に、 − Ｈｃは補正された磁界であり、 − ［Ａ］は決定されるべき、角度値の制約なく、所
謂”軟鉄”摂動と位置不整合とを考慮した行列であり、 − ［Ｔ］は決定されるべき、渦電流、磁界と、一方で
姿勢と進行方向の測定値との、他方で、ある程度まで、
磁力計２の通過帯域の限界との間の遅れ差を考慮した行
列であり、 − Ｈｐは求めるべき摂動磁界であり、 − Ｈｍ’は輸送機関３の角位置の関数として変化する
前記測定された磁界の時間導関数である。

【００４３】補正された磁界Ｈｃは、輸送機関基準座標
へ投影された地磁気基準座標であると見なされる。従っ
て、 ［Ａ］・Ｈｍ＋［Ｔ］・Ｈｍ’＋Ｈｐ＝［Ｍ］・Ｈ

【００４４】次に、前記輸送機関３の操縦中に、磁界の
測定値は磁力計２により得られ、進行方向及び姿勢の測
定値は、適切な装置、例えば、前記輸送機関３に取り付
けられた自由なジャイロスコープモードの姿勢／進行方
向装置（図示せず）により得られる。

【００４５】これらの操縦は、例えば航空機の場合、３
０°程度の横揺れで３６０°の右から左への２回転に相
当する。

【００４６】姿勢と選択的進行方向の測定値は、前に定
義したように、座標行列［Ｍ］の変化を計算するために
使用される。

【００４７】前記理論モデル（１）は、次の体系の形に
書くことができる。

【数２】 ここで、 − 項Ａ_ij、Ｔ_ij及びＲ_ij（ｉ＝１，２，３及びｊ＝
１，２，３）は、それぞれ行列［Ａ］、［Ｔ］及び
［Ｍ］の係数であり、 − Ｈｍｘ，Ｈｍｙ，及びＨｍｚは、ベクトルＨｍの成
分であり、 − Ｈｍｘ’，Ｈｍｙ’，及びＨｍｚ’は、ベクトルＨ
ｍ’の成分であり、 − Ｈｐｘ，Ｈｐｙ及びＨｐｚは、ベクトルＨｐの成分
であり、 − Ｈｎ，Ｈｅ及びＨｖは、ベクトルＨの成分である。

【００４８】この体系は、倍増定数内でただ決定するこ
とができる。この不定性を高めるために、各種の等式を
各式にある係数、例えばＨｎ，Ｈｅ及びＨｖで除するこ
とができる。しかし、係数Ｈｅ及びＨｖは、地球のある
地域において非常に小さく、計算上の問題を提起する恐
れがあり、前記等式は、次の等式を得るためにＨｎによ
り除することが好ましい。

【数３】 ここで、 ａ_ij＝Ａ_ij／Ｈｎ ｔ_ij＝Ｔ_ij／Ｈｎ ｈｐｘ＝Ｈｐｘ／Ｈｎ ｈｐｙ＝Ｈｐｙ／Ｈｎ ｈｐｚ＝Ｈｐｚ／Ｈｎ ｈｅ＝Ｈｅ／Ｈｎ ｈｖ＝Ｈｖ／Ｈｎ

【００４９】成分Ｅｘ，Ｅｙ及びＥｚを有する誤差Ｅ
は、次式により定義される。 Ｅ＝［Ｍ］・Ｈ−｛［Ａ］・Ｈｍ＋［Ｔ］・Ｈｍ’＋Ｈ
ｐ｝ 次に、この等式を考察する。

【００５０】しかし、上記の式を使用できるようにする
ため、式ε＝Ｅ／Ｈｎを満足する成分εｘ，εｙ及びε
ｚを有する補正された誤差ベクトルが求められる。

【００５１】従って、前記εｘ，εｙ及びεｚは、次式
により定義される。

【数４】

【００５２】式Ｅ² ＝Ｅｘ² ＋Ｅｙ² ＋Ｅｚ²、又は、
形式ε² ＝εｘ² ＋εｙ² ＋εｚ²の合成誤差は、前記
成分から決定される。

【００５３】次に、連立方程式が、（δΣＥ² ）／δｃ
ｉ＝０、ｉ＝１〜ｎ、のタイプのｎ個の等式により成り
立ち、（δΣＥ² ）／δｃｉは、係数ｃｉに関する全て
の測定値についての合成誤差ΣＥ² の合計の部分導関数
に相当し、多数の係数ｃｉは、前記理論モデルにおいて
決定される係数、即ち、［Ａ］、ａ及びＨｐの係数並び
に実効磁界Ｈの成分であり、大きさ２３×２３の連立方
程式は数値法により解かれる。

【００５４】正確な大きさを有する係数を復元するため
に、全ての得られた係数は、適切な除数により除され
る。この適切な除数は、例えば、係数ａ₁₁、ａ₂₂、又は
ａ₃₃の１つ、或は行列［ａ_ij］の決定子の１つであって
もよい。

【００５５】得られた係数は、磁気摂動と磁力計の任意
の位置整合との存在において、磁力計２により測定され
た磁界値から磁界の正確な値を決定することができる補
正モデル（１）を構成する。

【００５６】上記のように定義されたダイナミック線形
モデル（１）の代わりに、次のモデルを使用すること
も、本発明により可能である。 − 下記の形式の単純化されたダイナミック線形モデル
か、 ［Ａ］・Ｈｍ＋τ・Ｈｍ’＋Ｈｐ （２） ここで、τは、一方では磁界の測定値と、他方では姿勢
及び進行方向の測定値との間の遅れを表す係数であり、 − 又は、下記の形式の定常状態線形モデル。 ［Ａ］・Ｈｍ＋Ｈｐ （３）

【００５７】前記モデル（２）及び（３）の多様な係数
は、モデル（１）と同様に、即ち上述のように決定され
る。

【００５８】従って、本発明による方法の実施形態は、
前記補正モデルと地磁界の全ての３つの成分とを同時に
求めることを可能にする。

【００５９】進行方向基準を使用せず、前記補正モデル
の他に、前記地磁界の垂直成分Ｈｖを決定することを可
能にするだけの単純化されたモデルは、以降に説明され
ている。

【００６０】このために、前に定義された３つの理論モ
デル（１），（２）及び（３）が使用される。ダイナミ
ック線形モデル（１）だけに基づいた実施が、以降に説
明されており、単純化されたダイナミックモデル（２）
と定常状態モデル（３）が同様に処理されている。

【００６１】［Ｍ］^-1｛［Ａ］・Ｈｍ＋［Ｔ］・Ｈｍ’
＋Ｈｐ｝＝Ｈの形で表される理論モデル（１）は、下記
の行列式に詳細に書かれている。

【数５】

【００６２】この仮定上の場合では、実効磁界Ｈの成分
Ｈｎ及びＨｅは、進行方向基準が存在しないので、アク
セスできない。従って、上記体系の第３式だけが、磁界
の成分を同定するために分析することができ、第３式は
次式のように書かれる。

【数６】 ここで、Ｒ₃₁* 、Ｒ₃₂* 及びＲ₃₃* は、前に定義された
座標行列［Ｍ］^-1の変化の第３行の３つの成分である。
即ち。 Ｒ₃₁* ＝−ｓｉｎθ Ｒ₃₂* ＝ｃｏｓθ・ｓｉｎφ Ｒ₃₃* ＝ｃｏｓθ・ｃｏｓφ

【００６３】従って、これらの係数Ｒ₃₁* 、Ｒ₃₂* 及び
Ｒ₃₃* は、姿勢角θ及びφからのみ定義され、進行方向
角ψからは定義されない。

【００６４】前記実施形態の場合のように、この式は倍
増定数により異なる無限な数の解を有する。存在する不
定性を高めるために、式の両方の項は、下式を得るため
にＨｖにより除されている。

【数７】 ここで、 ａ_ij＝Ａ_ij／Ｈｖ ｔ_ij＝Ｔ_ij／Ｈｖ ｈｐｘ＝Ｈｐｘ／Ｈｖ ｈｐｙ＝Ｈｐｙ／Ｈｖ ｈｐｚ＝Ｈｐｚ／Ｈｖ

【００６５】この場合、誤差ベクトルεの成分εｚだけ
が決定される。この成分εｚは次式により定義される。

【数８】

【００６６】次に、（δΣεｚ² ）／δｃｉ＝０の式に
より形成された連立方程式が定義され、係数ｃｉは再び
理論モデル（１）の、求めるべき係数を表しており、こ
の連立方程式は普通の方法で解かれる。

【００６７】得られた係数は、正確な大きさと所望の補
正モデル（１）とを得るため、ａ₁₁により除される。

【００６８】従って、実施は上述のものと同じである。

【００６９】本発明による方法のこれらの実施形態に関
して、リンク４により磁力計２へ接続されている装置１
は、本発明により図３に示されているように、下記の構
成要素から構成されている。 − 計算モジュール５。２つの分岐４Ａ，４Ｂに分割さ
れたリンク４を経て、磁力計２により測定された磁界の
値Ｈｍを受信し、前記測定された磁界Ｈｍの時間導関数
を決定することができる、 − 計算モジュール６。適切な装置（図示せず）から、
一方で輸送機関３の姿勢値をリンク７から、他方で選択
的に、本発明を実施することが必要ならば、輸送機関３
の進行方向値をリンク８を経て受信し、本発明の実施中
に使用された座標行列［Ｍ］の変化の係数を計算するこ
とができる、 − 主計算モジュール９。前記計算モジュール５，６と
前記磁力計２とへ、リンク１０，１１とリンク４の分岐
４Ｂとを経て、それぞれ接続されており、前記補正モジ
ュールと前記実効磁界とを求めることができ、得られた
結果をリンク１２を経て、例えば使用者の装置（図示せ
ず）へ送ることができる。

【００７０】言うまでもないが、主計算モジュールと計
算モジュール５，６とは、選択して異なるコンピュータ
へ取り付けることができる。

【００７１】特に有利な実施形態によると、計算モジュ
ール５は、導関数Ｈｍ’を測定磁界Ｈｍと輸送機関基準
座標Ｒ１内の輸送機関３の瞬間的回転ベクトルωとのベ
クトル積から計算する。即ち、Ｈｍ’＝Ｈｍ∧ω。ベク
トルωは、このために、リンク２０を経て計算モジュー
ル５へ送られる。この方法は、他の既知の方法と対照的
に、高周波において制約されない導関数を生成する利点
を有する。

【００７２】本発明は、上述のように、多くの利点、具
体的には下記の利点を有する。 − 既知の方法と比較して、得られた結果の精度が向上
する。 − 輸送機関３への磁力計２の完全に自由な幾何学的取
り付けを可能にする。 − 動作の単一段階の点での本発明による方法の実施の
容易性。 − 簡単で廉価な実施装置１。 − 磁力計の精度に関する低い必要条件。

【００７３】更に、本発明による装置１は、前記輸送機
関３に搭載される各種タイプの装置（図示せず）に対し
有利に使用することができる。

【００７４】例えば、他の装置の中で、進行方向のずれ
を補正する磁力計を有する航空機の姿勢及び進行方向の
基準装置には、前記磁力計の測定値の摂動による誤差を
補正する装置１を使用することができる。

【００７５】その上、地磁気の歪み及び傾きを高精度で
磁力計と協働して求め、前記磁力計の測定値の誤差を補
正するために、磁力計と連結した航空機の慣性装置に
は、本発明による装置１を使用することができる。

【００７６】これらの多様な実施形態は、本発明の多方
面の用途及び利点を明確に提示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による装置を備えた輸送機関を図示し
ている。

【図２】 本発明の実施を説明する基準系を示してい
る。

【図３】 本発明による装置の構成図である。

【符号の説明】

１…装置、２…磁力計、３…輸送機関、４…リンク、５
…計算モジュール、６…計算モジュール、７…リンク、
８…リンク、９…主計算モジュール、１０…リンク、１
１…リンク、１２…リンク。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気摂動と、磁力計（２）搭載の輸送機
   関（３）に結合された輸送機関基準座標（Ｒ１）に関す
   る前記磁力計（２）の位置不整合とによる、前記磁力計
   （２）の測定値の誤差を補正する方法であって、 − 前記磁力計の誤差を補正する理論モデルが、次の形
   で画定され、 Ｈｃ＝［Ａ］・Ｈｍ＋ａ・Ｈｍ’＋Ｈｐ、 ここで、 ・Ｈｃは、補正された磁界、 ・［Ａ］は、求めるべき行列、 ・ａは、求めるべき係数又は行列、 ・Ｈｐは、求めるべき摂動磁界、 ・Ｈｍは、前記輸送機関基準座標（Ｒ１）において前記
   磁力計（２）により測定された磁界の値、 ・Ｈｍ’は、前記輸送機関の角位置の関数として変化す
   る前記測定された磁界Ｈｍの時間導関数であり、 − 前記補正された磁界Ｈｃは、前記輸送機関基準座標
   において画定される地磁界であると見なされ、従って、 ［Ａ］・Ｈｍ＋ａ・Ｈｍ’＋Ｈｐ＝［Ｍ］・Ｈであり、 ここで、 ・Ｈは、地磁気基準座標（Ｒ２）における磁界の実効値
   であり、 ・［Ｍ］は、前記地磁気基準座標（Ｒ２）から前記輸送
   機関基準座標(Ｒ１)への座標行列の変化であり、 − 前記磁力計（２）によって前記磁界の少なくとも１
   つの測定値Ｈｍを得て、 − 前記測定された磁界Ｈｍの導関数Ｈｍ’を計算し、 − 前記座標行列［Ｍ］の変化の係数を求め、 − 成分Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚを有する誤差ベクトルＥを次
   式により画定し、 Ｅ＝［Ｍ］・Ｈ−（［Ａ］・Ｈｍ＋ａ・Ｈｍ’＋Ｈｐ） − 合成誤差Ｅ² ＝Ｅｘ² ＋Ｅｙ² ＋Ｅｚ² を画定し、 − （δΣＥ² ）／δｃｉ＝０、ｉ＝１〜ｎ、のタイプ
   のｎ個の等式により連立方程式をたて、ここで、（δΣ
   Ｅ² ）／δｃｉは、全ての測定値についての係数ｃｉに
   関する前記合成誤差の合計ΣＥ² の部分導関数に相当
   し、多数の係数は、前記理論モデルで決定される係数、
   即ち、［Ａ］、ａ及びＨｐの係数並びに実効磁界Ｈの少
   なくとも１つの成分を表しており、 − 実効磁界Ｈの前記成分を含め、前記係数ｃｉが得ら
   れるように前記連立方程式を解き、 − 前記係数から得られた補正モデルを用いて、磁気摂
   動と前記磁力計（２）の測定値の位置不整合とによる誤
   差を補正する、磁力計測定値の誤差補正方法。
2. 【請求項２】 前記磁界の垂直成分だけを決定するため
   に、Ｅ² ＝Ｅｚ² を合成誤差として使用し、従って、行
   列［Ｍ］^-1の第３行の係数だけを使用し、前記行列
   ［Ｍ］^-1が前記輸送機関基準座標（Ｒ１）から地磁気基
   準座標（Ｒ２）への座標行列の変化であり、前記係数が
   前記輸送機関（３）の姿勢から決定される請求項１に記
   載の誤差補正方法。
3. 【請求項３】 前記磁界の全ての３つの成分を決定する
   ために、前記行列［Ｍ］の係数を前記輸送機関（３）の
   姿勢及び進行方向から決定する請求項１に記載の誤差補
   正方法。
4. 【請求項４】 前記理論モデルがダイナミック線形モデ
   ルであり、ここで、ａは、前記輸送機関（３）に存在す
   る渦電流と、一方では前記磁界の測定値と他方では前記
   輸送機関の姿勢及び進行方向の測定値との間の遅れとを
   考慮すると共に、前記磁力計の通過帯域の限界を少なく
   とも部分的に考慮している行列［Ｔ］を表している請求
   項１に記載の誤差補正方法。
5. 【請求項５】 前記理論モデルが単純化されたダイナミ
   ック線形モデルであり、ここで、ａは、一方では前記磁
   界の測定値と他方では前記輸送機関の姿勢及び進行方向
   の測定値との間の遅れを考慮すると共に、前記磁力計の
   通過帯域の限界を少なくとも部分的に考慮している係数
   τを表している請求項１に記載の誤差補正方法。
6. 【請求項６】 前記理論モデルが等式［Ａ］・Ｈｍ＋Ｈ
   ｐ＝［Ｍ］・Ｈにより画定される定常状態線形モデルで
   ある請求項１に記載の誤差補正方法。
7. 【請求項７】 測定された磁界Ｈｍの導関数Ｈｍ’が等
   式Ｈｍ’＝Ｈｍ∧ωにより計算され、ここで、ωは前記
   輸送機関（３）の瞬間的回転ベクトルを表す請求項１に
   記載の誤差補正方法。
8. 【請求項８】 前記進行方向が地理学的進行方向である
   請求項３に記載の誤差補正方法。
9. 【請求項９】 前記進行方向が自由ジャイロスコープモ
   ード姿勢・進行方向ユニットにより送られた進行方向で
   ある請求項３に記載の誤差補正方法。
10. 【請求項１０】 請求項１に記載の誤差補正方法を実施
    するための装置であって、 − 前記磁力計（２）により測定された磁界Ｈｍを受信
    し、前記輸送機関（３）の角位置の関数として変化する
    前記測定された磁界Ｈｍの時間導関数Ｈｍ’を決定する
    ことができる第１計算モジュール（５）と、 − 本発明の方法を実施するために使用される座標行列
    ［Ｍ］の変化の係数を前記輸送機関（３）の姿勢から、
    必要ならばその進行方向から計算することができる第２
    計算モジュール（６）と、 − 前記第１及び第２計算モジュール（５，６）に接続
    され、前記補正モデルと前記実効磁界の少なくとも１つ
    の成分とを決定することができる主計算モジュール
    （９）と、を有する前記装置。
11. 【請求項１１】 前記主計算モジュール（９）と前記第
    １及び第２計算モジュール（５，６）とが異なるコンピ
    ュータに搭載されている請求項１０に記載の装置。
12. 【請求項１２】 進行方向測定値のずれを補正する磁力
    計を有する航空機搭載の姿勢及び進行方向基準装置にお
    いて、請求項１０に記載された装置（１）を有し、前記
    装置（１）が前記磁力計の測定値の誤差を補正するため
    に使用される姿勢及び進行方向基準装置。
13. 【請求項１３】 磁力計と連結した航空機の慣性装置で
    あって、請求項１０に記載された装置（１）を有し、前
    記装置（１）が、地磁界を高精度で前記磁力計と協働し
    て決定するため及び前記磁力計の測定値の誤差を補正す
    るために使用される航空機の慣性装置。