JPH0949737A - Navigation signal outputting method - Google Patents
Navigation signal outputting methodInfo
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- JPH0949737A JPH0949737A JP19973095A JP19973095A JPH0949737A JP H0949737 A JPH0949737 A JP H0949737A JP 19973095 A JP19973095 A JP 19973095A JP 19973095 A JP19973095 A JP 19973095A JP H0949737 A JPH0949737 A JP H0949737A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、航法信号出力方法
に関し、特に、GPS航法装置と慣性航法装置をハイブ
リット構成として用い、安価で高精度な装置を得るため
の新規な改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a navigation signal output method, and more particularly to a novel improvement for obtaining an inexpensive and highly accurate device using a GPS navigation device and an inertial navigation device as a hybrid structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、用いられていたこの種の航法信号
出力方法としては、高精度なジャイロ及び加速度計を用
いた慣性航法装置、GPSアンテナで得たGPS信号を
用いたGPS航法装置、VORを用いた電波航法装置等
が単独で用いられていた。2. Description of the Related Art Conventionally used navigation signal output methods of this kind include an inertial navigation device using a high precision gyro and an accelerometer, a GPS navigation device using a GPS signal obtained by a GPS antenna, and a VOR. The radio navigation device using the was used alone.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の航法信号出力方
法は、以上のように構成されていたため、次のような課
題が存在していた。すなわち、高精度なジャイロ及び加
速度計を用いた慣性航法装置は、ジャイロ及び加速度計
が極めて高価であると共に慣性装置のみであるため精度
には限界があった。また、GPS航法装置のみを用いた
構成は、GPSの検出データのみであるため、価格は比
較的安価であるが機能としては単純であり、加速度や角
速度のデータを出力することは不可能であった。また、
電波航法装置の場合は、VORを用いた構成であるた
め、高価であると共に精度に限界があった。Since the conventional navigation signal output method is configured as described above, there are the following problems. That is, the inertial navigation device using a high-accuracy gyro and accelerometer is limited in accuracy because the gyro and accelerometer are extremely expensive and only the inertial device is used. Further, since the configuration using only the GPS navigation device has only the GPS detection data, the price is relatively low, but the function is simple, and it is impossible to output the acceleration and angular velocity data. It was Also,
In the case of a radio navigation device, since it has a configuration using a VOR, it is expensive and its accuracy is limited.
【0004】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、GPS航法装置と慣性航法
装置をハイブリット構成として用い、安価で高精度の装
置を得るようにした航法信号出力方法を提供することを
目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and in particular, a navigation signal using a GPS navigation device and an inertial navigation device as a hybrid structure to obtain an inexpensive and highly accurate device. The purpose is to provide an output method.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明による航法信号出
力方法は、互いに直線軸上において一定距離の間隔で離
れて設けられた1対のGPSアンテナで得られた各位置
計測信号を用いて真方位角信号及び速度出力を演算し、
前記真方位角信号を用いて位置演算することにより位置
信号である地球角速度補正信号を得ると共に、前記速度
信号に基づいて得られた速度信号を用いることにより加
速度計及びジャイロの補正を行う方法である。従って、
GPSアンテナを用いたGPS航法装置と加速度計及び
ジャイロを用いた慣性航法装置をハイブリット構成とし
て用いているため、各GPSアンテナから得られたGP
S信号により位置計測して真方位角信号及び速度出力を
得ると共に、この速度出力を用いて加速度計及びジャイ
ロの精度補正を行うことができるため、各航法装置と
も、高価なシステムとしなくても高精度のデータを得る
ことができる。A navigation signal output method according to the present invention is a true method using each position measurement signal obtained by a pair of GPS antennas provided on a linear axis at a constant distance from each other. Computes azimuth signal and speed output,
By a method of performing a position calculation using the true azimuth angle signal to obtain an earth angular velocity correction signal which is a position signal, and correcting the accelerometer and the gyro by using the velocity signal obtained based on the velocity signal. is there. Therefore,
Since the GPS navigation device using the GPS antenna and the inertial navigation device using the accelerometer and the gyro are used as a hybrid configuration, the GP obtained from each GPS antenna is used.
It is possible to obtain a true azimuth angle signal and a velocity output by measuring the position with the S signal, and to correct the accelerometer and gyro accuracy using this velocity output, so that each navigation device does not have to be an expensive system. Highly accurate data can be obtained.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による航
法信号出力方法の好適な実施例について詳細に説明す
る。図1で示すものは航法装置の構成を示すもので、全
体形状が長手形状をなす船、飛行機等の移動体50の両
端には、互いに直線軸A上において一定距離の間隔Dで
離れて設けられた1対のGPSアンテナ2,3が設けら
れており、この各GPSアンテナ2,3のGPS信号2
a,3aは、図1で示されるように、互いに誤差処理機
能を有する第1、第2位置計測部4,5に入力され、各
位置計測部4,5からの誤差処理済の位置計測信号4
a,5aは真方位速度計算部6に入力され、真方位角信
号6a及び速度出力6bが得られる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a navigation signal output method according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. 1 shows a configuration of a navigation device, which is provided at both ends of a moving body 50 such as a ship or an airplane whose entire shape is a longitudinal shape, separated from each other by a constant distance D on a straight axis A. A pair of GPS antennas 2 and 3 are provided, and the GPS signal 2 of each GPS antenna 2 and 3 is provided.
As shown in FIG. 1, a and 3a are input to the first and second position measuring units 4 and 5 having an error processing function, and the error-processed position measurement signals from the position measuring units 4 and 5 are input. Four
The a and 5a are input to the true azimuth velocity calculation unit 6, and the true azimuth angle signal 6a and the velocity output 6b are obtained.
【0007】前記真方位角信号6aは位置計算部7に入
力されて位置演算がなされ、位置信号である地球角速度
補正信号7aが得られる。前記速度出力6bは第1減算
器10に入力されている。次に、慣性航法装置11に設
けられ加速度計12からの加速度信号12aは座標変換
部14に入力され、ジャイロ13からのジャイロ信号1
3aは第2減算器15に入力され、この座標変換部14
からの出力14aは速度算出部16を経て速度算出信号
16aとして前記第1減算器10に入力されている。こ
の第1減算器10で減算処理された速度信号10aは周
知のカルマンフィルタ20に入力され、この速度信号1
0aに基づいてカルマンフィルタ20から得られたセン
サ補正信号20aは前述の加速度計12及びジャイロ1
3に入力され、このセンサ補正信号20aによって周知
のように加速度計12とジャイロ13の動作補正が行わ
れる。前記第2減算器15で得られた出力15aは周知
のマトリックス生成部21に入力され、このマトリック
ス生成部21からは移動体50の姿勢角信号21aが出
力されると共に、この姿勢角信号21aは前記座標変換
部14に入力されている。The true azimuth angle signal 6a is input to the position calculation section 7 to perform position calculation, and an earth angular velocity correction signal 7a which is a position signal is obtained. The speed output 6b is input to the first subtractor 10. Next, the acceleration signal 12a from the accelerometer 12 provided in the inertial navigation device 11 is input to the coordinate conversion unit 14, and the gyro signal 1 from the gyro 13 is input.
3a is input to the second subtractor 15, and the coordinate conversion unit 14
The output 14a is input to the first subtractor 10 as a speed calculation signal 16a via the speed calculator 16. The velocity signal 10a subtracted by the first subtractor 10 is input to a known Kalman filter 20, and the velocity signal 1
The sensor correction signal 20a obtained from the Kalman filter 20 based on 0a is the accelerometer 12 and the gyro 1 described above.
3 and the sensor correction signal 20a is used to correct the operation of the accelerometer 12 and the gyro 13, as is well known. The output 15a obtained by the second subtractor 15 is input to a well-known matrix generator 21, which outputs the posture angle signal 21a of the moving body 50 and the posture angle signal 21a. It is input to the coordinate conversion unit 14.
【0008】前述の図1におけるGPS航法装置30の
各アンテナ2,3を除く構成及び前記慣性航法装置11
の構成は、図1の航法装置31内に内蔵されており、こ
の航法装置31が図3のような位置に到達した場合、ψ
0は船、航空機等の移動体50のヘッドの向きを示す真
方位角6aであり、Yは同等によりずらされたそのずれ
量である。従って、この真方位角6aは前記各位置信号
4a,5aの平均値をとることにより得られ、位置信号
である地球角速度補正信号7aは前記真方位角信号6a
と第1減算器10の減算出力10aとの減算による差分
として得られ、例えば、図3の移動体50の位置を示す
信号となる。なお、本発明においては、GPS航法装置
30からの信号がない場合でも慣性航法装置11からの
航法信号をジャイロ13及び加速度計12から出力させ
ることができる。The configuration of the GPS navigation device 30 shown in FIG. 1 excluding the antennas 2 and 3 and the inertial navigation device 11 described above.
1 is built in the navigation device 31 of FIG. 1, and when the navigation device 31 reaches the position as shown in FIG.
0 is the true azimuth angle 6a indicating the direction of the head of the moving body 50 such as a ship or an aircraft, and Y is the amount of deviation shifted by the same. Therefore, the true azimuth angle 6a is obtained by taking the average value of the position signals 4a and 5a, and the earth angular velocity correction signal 7a which is the position signal is the true azimuth angle signal 6a.
And a subtraction output 10a of the first subtractor 10 are obtained as a difference by subtraction, and become a signal indicating the position of the moving body 50 in FIG. 3, for example. In the present invention, even if there is no signal from the GPS navigation device 30, the navigation signal from the inertial navigation device 11 can be output from the gyro 13 and the accelerometer 12.
【0009】[0009]
【発明の効果】本発明による航法信号出力方法は、以上
のように構成されているため、次のような効果を得るこ
とができる。すなわち、GPS航法装置からの真方位角
及び速度出力を用いて慣性航法装置を補正しているた
め、加速度計及びジャイロの精度がそれほど高精度でな
くても高精度の真方位角信号を用いることによって高精
度の位置検出を行うことができる。Since the navigation signal output method according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. That is, since the inertial navigation device is corrected using the true azimuth angle and the velocity output from the GPS navigation device, it is necessary to use a high-accuracy true azimuth signal even if the accelerometer and the gyro are not so accurate. With this, highly accurate position detection can be performed.
【図1】本発明による航法信号出力方法を示す演算ブロ
ック図である。FIG. 1 is a calculation block diagram showing a navigation signal output method according to the present invention.
【図2】移動体を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a moving body.
【図3】移動体の位置の1例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a position of a moving body.
A 直線軸 D 間隔 2,3 GPSアンテナ 4a,5a 位置計測信号 6a 真方位角信号 6b 速度出力 7a 地球角速度補正信号(位置信号) 10a 速度信号 12 加速度計 13 ジャイロ A Linear axis D Interval 2,3 GPS antenna 4a, 5a Position measurement signal 6a True azimuth signal 6b Speed output 7a Earth angular velocity correction signal (position signal) 10a Speed signal 12 Accelerometer 13 Gyro
Claims (1)
間隔(D)で離れて設けられた1対のGPSアンテナ(2,3)
で得られた各位置計測信号(4a,5a)を用いて真方位角信
号(6a)及び速度出力(6b)を演算し、前記真方位角信号(6
a)を用いて位置演算することにより位置信号である地球
角速度補正信号(7a)を得ると共に、前記速度出力(6b)に
基づいて得られた速度信号(10a)を用いることにより加
速度計(12)及びジャイロ(13)の補正を行うことを特徴と
する航法信号出力方法。1. A pair of GPS antennas (2, 3) provided on a straight axis (A) and spaced apart from each other by a constant distance (D).
Using each position measurement signal obtained in (4a, 5a) to calculate the true azimuth signal (6a) and speed output (6b), the true azimuth signal (6
By calculating the position using the a) to obtain the earth angular velocity correction signal (7a), which is a position signal, and by using the velocity signal (10a) obtained based on the velocity output (6b), the accelerometer (12 ) And a gyro (13) are corrected, The navigation signal output method characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19973095A JPH0949737A (en) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | Navigation signal outputting method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP19973095A JPH0949737A (en) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | Navigation signal outputting method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0949737A true JPH0949737A (en) | 1997-02-18 |
Family
ID=16412673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19973095A Pending JPH0949737A (en) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | Navigation signal outputting method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0949737A (en) |
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-
1995
- 1995-08-04 JP JP19973095A patent/JPH0949737A/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
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