JPH11351904A - 方位測定システム - Google Patents

方位測定システム

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JPH11351904A
JPH11351904A JP16115398A JP16115398A JPH11351904A JP H11351904 A JPH11351904 A JP H11351904A JP 16115398 A JP16115398 A JP 16115398A JP 16115398 A JP16115398 A JP 16115398A JP H11351904 A JPH11351904 A JP H11351904A
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JP
Japan
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azimuth
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measurement result
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JP16115398A
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English (en)
Inventor
Keizo Oizumi
桂三 大泉
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Yokogawa Denshikiki Co Ltd
Original Assignee
Yokogawa Denshikiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電波伝搬の影響を受けることなく、連続的に
高精度で方位測定を行うことができる方位測定システム
を得ること。 【解決手段】 自身と衛星との間の距離を測定する第1
のGPS1と、自身と衛星との間の距離を測定する第2
のGPS2と、第1のGPS1、第2のGPS2の各測
定結果に基づいて船舶の方位を求め演算方位データDd1
として出力するとともに正確な演算方位データDd1を求
めることができない場合エラー信号Seを出力する方位
算出部3と、船舶の方位を測定する磁気コンパス4と、
誤差の多い実測方位データDd2に対して方位補正データ
Dhにより補正をかけて補正方位データDd2’として出
力する補正部6と、エラー信号Seが入力されていない
間、演算方位データDd1を出力する一方、エラー信号S
eが入力されている間、上記演算方位データDd1に代え
て補正方位データDd2’を出力する切替部7とを有して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、船舶に搭載され、
方位の測定に用いられる方位測定システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、船舶には、位置を測定するG
PS(グローバルポジショニングシステム)、方位を測
定する磁気コンパス等が搭載されている。上記GPS
は、衛星から送信される電波をアンテナを介して受信す
ることにより、船舶の位置(緯度、経度)を高精度で測
定するシステムである。ここで、船舶には、常用のGP
S(以下、第1のGPSと称する)の他に、バックアッ
プ用のGPS(以下、第2のGPSと称する)が設けら
れている。例えば、上記第1のGPSは船首に、第2の
GPSは船尾に各々設置されている。ここで、第1のG
PSは、衛星からの電波を受信することにより、自身と
衛星との間の第1の距離を求める。一方、第2のGPS
は、上記衛星からの電波を受信することにより、自身と
衛星との間の距離を求める。
【0003】そして、従来の方位測定システムにおいて
は、周知のキネマティックGPS干渉測位法の原理を用
いて、第1のGPSの測定結果(第1の距離)と第2の
GPSの測定結果(第2の距離)とに基づいて、演算的
手法により船舶の方位(以下、演算方位)を求める。具
体的な原理としては、真北にある衛星に対する上記第1
の距離と第2の距離とが等しいとき、船舶が東西方向を
向いていることを利用して、第1のGPSの設置点から
第2のGPSの設置点までの距離と、上記第1の距離と
第2の距離との距離差とのアークタンジェント(tan
-1)をとることにより、船舶の方位(演算方位)を求め
る。ここで、上記演算方位は、設置場所、磁気の影響に
よる誤差が大きい、磁気コンパスの測定結果に比して精
度が高い。このことから、従来の船舶には、上記第1の
GPSと第2のGPSとからなる方位測定システムが構
築されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の第1
および第2のGPSからなる方位測定システムにおいて
は、電波の受信状態が良好な場合に非常に高い精度で方
位測定ができるという利点を有しているものの、構造物
による遮蔽、雑音の影響により衛星からの電波を一時的
に受信できない場合がある。このような場合には、一時
的に高精度の方位測定ができなくなり、船舶の安全航行
に支障をきたす。従って、従来の方位測定システムにお
いては、電波伝搬の影響を受けることにより、高精度の
方位測定を連続的に行うことができないという問題があ
った。本発明はこのような背景の下になされたもので、
電波伝搬の影響を受けることなく、連続的に高精度で方
位測定を行うことができる方位測定システムを提供する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、船舶の方位を測定する方位測定システムにおいて、
船舶の第1の位置に設置され、衛星から送信される電波
を受信する第1のグローバルポジショニングシステム
と、船舶の第2の位置に設置され、前記衛星から受信さ
れる電波を受信する第2のグローバルポジショニングシ
ステムと、船舶の方位を測定する磁気コンパスと、前記
第1のグローバルポジショニングシステムの受信結果と
前記第2のグローバルポジショニングシステムの受信結
果とに基づいて、前記船舶の方位を求め、該方位を演算
方位データとして出力する方位算出手段と、前記第1お
よび第2のグローバルポジショニングシステムの受信結
果に異常があるか否かを監視する異常監視手段と、前記
演算方位データに対する磁気コンパスの測定結果の誤差
を求め、該誤差に基づいて前記磁気コンパスの測定結果
に対して補正をかけ、補正結果を補正方位データとして
出力する補正手段と、前記異常監視手段により異常発生
と判断されない場合、方位測定結果として前記演算方位
データを出力する一方、前記異常監視手段により異常発
生と判断された場合、方位測定結果として前記補正方位
データを出力する出力手段とを具備することを特徴とす
る。また、請求項2に記載の発明は、船舶の方位を測定
する方位測定システムにおいて、衛星から送信される電
波の受信結果に基づいて、前記船舶の位置を測定するグ
ローバルポジショニングシステムと、船舶の方位を測定
する磁気コンパスと、前記グローバルポジショニングシ
ステムの測定結果に基づいて、前記船舶の方位を求め、
該方位を演算方位データとして出力する方位算出手段
と、前記グローバルポジショニングシステムの測定結果
に異常があるか否かを監視する異常監視手段と、前記演
算方位データに対する磁気コンパスの測定結果の誤差を
求め、該誤差に基づいて前記磁気コンパスの測定結果に
対して補正をかけ、補正結果を補正方位データとして出
力する補正手段と、前記異常監視手段により異常発生と
判断されない場合、方位測定結果として前記演算方位デ
ータを出力する一方、前記異常監視手段により異常発生
と判断された場合、方位測定結果として前記補正方位デ
ータを出力する出力手段とを具備することを特徴とす
る。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。図1は本発明の一実施形態に
よる方位測定システムの構成を示すブロック図である。
この図において、1は、例えば、船首に設置された第1
のGPSであり、衛星(図示略)から送信される電波を
受信して、受信結果から自身と衛星との間の第1の距離
を求める。この第1のGPS1は、測定結果を第1の距
離データDp1として出力する。
【0007】2は、例えば、船尾に設置された第2のG
PSであり、第1のGPS1と同様の測定原理により、
衛星(図示略)から送信される電波を受信することによ
り、自身と衛星との間の第2の距離を求める。この第2
のGPS2は、測定結果を第2の距離データDp2として
出力する。3は、方位算出部であり、前述したキネマテ
ィックGPS干渉測位法の原理を用いて、第1の距離デ
ータDp1および第2の距離データDp2から得られる第1
および第2の距離に基づいて、船舶の方位(以下、演算
方位と称する)を求め、これを演算方位データDd1とし
て出力する。また、方位算出部3は、第1の距離データ
Dp1および第2の距離データDp2が正常なデータである
か否かを常時監視しており、データ異常により正確な演
算方位データDd1を求めることができない場合、エラー
信号Seを出力する。
【0008】4は、船舶の方位を測定する磁気コンパス
であり、測定結果を実測方位データDd2として出力す
る。この実測方位データDd2は、前述したように演算方
位データDd1に比して精度が悪い。5は、補正値算出部
であり、演算方位データDd1から得られる方位と、実測
方位データDd2から得られる方位との差を求め、この差
を方位補正データDhとして出力する。この方位補正デ
ータDhは、高精度の方位補正データDhに対する低精度
の実測方位データDd2の補正に用いられる。
【0009】6は、誤差の多い実測方位データDd2に対
して、方位補正データDhにより補正をかけて、補正結
果を補正方位データDd2’として出力する。従って、上
記補正方位データDd2’の精度は、演算方位データDd1
の精度とほぼ等しいデータである。7は、エラー信号S
eに基づいて、出力データを切り替える切替部である。
すなわち、切替部7は、エラー信号Seが入力されてい
ない間、方位測定データとして演算方位データDd1を出
力する一方、エラー信号Seが入力されている間、方位
測定データとして、上記演算方位データDd1に代えて補
正方位データDd2’を出力する。
【0010】次に、上述した一実施形態による方位測定
システムの動作について説明する。装置に電力が供給さ
れると、第1のGPS1および第2のGPS2による第
1および第2の距離測定が開始されるとともに、磁気コ
ンパス4による方位測定が開始される。これにより、第
1のGPS1および第2のGPS2からは、第1の距離
データDp1および第2の距離データDp2が方位算出部3
へ出力される。また、これと同時に、磁気コンパス4か
らは、船舶の方位測定結果である実測方位データDd2が
補正値算出部5および補正部6へ出力される。
【0011】そして、方位算出部3は、第1の距離デー
タDp1および第2の距離データDp2から、船舶の方位を
求めた後、演算結果を演算方位データDd1として補正値
算出部5および切替部7へ出力する。ここで、今、電波
の伝搬状態が良好であるため、第1の距離データDp1お
よび第2の距離データDp2が共に正常なデータであるも
のとする。従って、今の場合には、方位算出部3からエ
ラー信号Seが出力されていないため、切替部7から
は、高精度な演算方位データDd1が方位測定結果として
出力される。
【0012】また、補正値算出部5は、演算方位データ
Dd1および実測方位データDd2が入力されると、演算方
位データDd1に対する実測方位データDd2の誤差分を求
め、これを方位補正データDhとして補正部6へ出力す
る。これにより、補正部6は、実測方位データDd2に対
して、方位補正データDhにより補正をかけた後、補正
結果を補正方位データDd2’として切替部7へ出力す
る。しかしながら、今の場合、エラー信号Seが切替部
7に入力されていないため、切替部7からは、上記補正
方位データDd2’が出力されない。
【0013】そして、今、電波の受信状態が悪化するこ
とにより、例えば、第1の距離データDp1が異常データ
になったとすると、演算方位データDd1が異常データと
なる。これにより、方位算出部3は、データ異常が発生
したことを示すエラー信号Seを切替部7へ出力する。
この結果、切替部7は、異常データである演算方位デー
タDd1に代えて、正常データである補正方位データDd
2’を方位測定データとして出力する。
【0014】そして、今、電波の受信状態が回復するこ
とにより、上述した演算方位データDd1が正常データに
なったとすると、方位算出部3は、エラー信号Seの出
力を停止する。これにより、切替部7は、補正方位デー
タDd2’に代えて、正常データであってかつ精度が高い
演算方位データDd1を方位測定データとして出力する。
【0015】以上説明したように、上述した一実施形態
による方位測定システムによれば、演算方位データDd1
が異常データとなった場合に、演算方位データDd1に代
えて補正された補正方位データDd2’を方位測定データ
として出力するように構成したので、電波受信悪化等の
影響を受けることなく、連続的に高精度で方位測定を行
うことができる。
【0016】以上、本発明の一実施形態による方位測定
システムについて詳述してきたが、具体的な構成はこの
一実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれ
る。例えば、上述した一実施形態による方位測定システ
ムにおいては、2台の第1のGPS1および第2のGP
S2の各測定結果を用いて、キネマティックGPS干渉
測位法から、演算方位データDd1を算出する例について
説明したが、これに限定されることなく、演算方位の演
算手法はいずれの手法であってもよい。
【0017】例えば、別の演算手法としては、第1のG
PS1により船首位置を測定し、第2のGPS2により
船尾位置を測定するように構成して、上記船首位置と船
尾位置とを結ぶ線分の方位を船舶の方位として求めるこ
とが考えられる。
【0018】また、上記別の演算手法の変形例として
は、1台の第1のGPS1の船首位置の測定結果から演
算方位データDd1を算出することが考えられる。この場
合には、方位算出部3は、一定時間間隔毎に第1のGP
S1から船首位置のデータを順次、読み込んだ後、2点
の位置を結び線分の方位を求め、この方位を演算方位デ
ータDd1として出力する。また、このような構成を採用
した場合には、1台の第1のGPS1の測定結果から、
演算方位データDd1が求められるので、2台のGPSが
必要な一実施形態による方位測定システムに比して、構
成を簡単にすることができる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、異常監視手段により異
常発生と判断されない場合、方位測定結果として演算方
位データを出力する一方、異常監視手段により異常発生
と判断された場合、方位測定結果として補正方位データ
を出力するように構成したので、電波伝搬の影響を受け
ることなく、連続的に高精度で方位測定を行うことがで
きるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態による方位測定システム
の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 第1のGPS 2 第2のGPS 3 方位算出部 4 磁気コンパス 5 補正値算出部 6 補正部 7 切替部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 船舶の方位を測定する方位測定システム
    において、 船舶の第1の位置に設置され、衛星から送信される電波
    を受信する第1のグローバルポジショニングシステム
    と、 船舶の第2の位置に設置され、前記衛星から受信される
    電波を受信する第2のグローバルポジショニングシステ
    ムと、 船舶の方位を測定する磁気コンパスと、 前記第1のグローバルポジショニングシステムの受信結
    果と前記第2のグローバルポジショニングシステムの受
    信結果とに基づいて、前記船舶の方位を求め、該方位を
    演算方位データとして出力する方位算出手段と、 前記第1および第2のグローバルポジショニングシステ
    ムの受信結果に異常があるか否かを監視する異常監視手
    段と、 前記演算方位データに対する磁気コンパスの測定結果の
    誤差を求め、該誤差に基づいて前記磁気コンパスの測定
    結果に対して補正をかけ、補正結果を補正方位データと
    して出力する補正手段と、 前記異常監視手段により異常発生と判断されない場合、
    方位測定結果として前記演算方位データを出力する一
    方、前記異常監視手段により異常発生と判断された場
    合、方位測定結果として前記補正方位データを出力する
    出力手段と、 を具備することを特徴とする方位測定システム。
  2. 【請求項2】 船舶の方位を測定する方位測定システム
    において、 衛星から送信される電波の受信結果に基づいて、前記船
    舶の位置を測定するグローバルポジショニングシステム
    と、 船舶の方位を測定する磁気コンパスと、 前記グローバルポジショニングシステムの測定結果に基
    づいて、前記船舶の方位を求め、該方位を演算方位デー
    タとして出力する方位算出手段と、 前記グローバルポジショニングシステムの測定結果に異
    常があるか否かを監視する異常監視手段と、 前記演算方位データに対する磁気コンパスの測定結果の
    誤差を求め、該誤差に基づいて前記磁気コンパスの測定
    結果に対して補正をかけ、補正結果を補正方位データと
    して出力する補正手段と、 前記異常監視手段により異常発生と判断されない場合、
    方位測定結果として前記演算方位データを出力する一
    方、前記異常監視手段により異常発生と判断された場
    合、方位測定結果として前記補正方位データを出力する
    出力手段と、 を具備することを特徴とする方位測定システム。
JP16115398A 1998-06-09 1998-06-09 方位測定システム Withdrawn JPH11351904A (ja)

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Effective date: 20050906