JPS5817385A - 双曲線航法に於ける信号迫尾方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ロラン航法やオメガ航法等の双曲線航法に
於ける信号追尾方式に関するものである。

近年の双曲線航法装置は、信号の捕捉とともに、その追
尾も自動的に行うのが一般的である。このうち信号の追
尾は、船の移動に応じてサンプリングタイ、ｔングを適
切な適度で移動させる仁とｋよって行い、このサンプリ
ングタイミングの移動速度は受信機内に設けられた適度
レジスタによって制御させている。

この様な双曲線航法装置に於いて、従来の信号追尾方式
は、追尾性能を出来るだけ良くするため、速度レジスタ
の記憶内容をサンプリングタイミングの前歴移動速度と
して、常時法の追尾点を予測しながらサンプリングタイ
ミングを変化させて１１１るが、船の速度が急に上昇し
た場合等には追尾遅生じることがあった。

それ故に、この発明の主たる目的は、電波の受信状態の
非常に悪い局信号があっても、他の情報からその局信号
の追尾点を予測するサンプリングタイミングを正確に得
られる様にし、それによってサイクルスリップの生じな
い追尾を行える様冬こすることにある。

この発明を要約すれば、船の速度、針路検出装置から得
られる情報が追尾タイミングの移動速度に相関するとい
う点に着目し、速度レジスタの記憶内容を前記検出装置
の出力に基づいて定めることによってサンプリングタイ
ミングの精度を大幅に向上させ、それによりて受信状態
が悪くて受信不可能の局信号が発生しても、他の局信号
が追尾可能であれば当該受信不可能の局信号のサンプリ
ングタイミングを正常タイミングとして取り扱い、船の
移動に応じて当該受信不可能の局信号のサンプリングタ
イミングを、他の局信号のサンプリングタイミングと同
様に前記検出装置出力に基づいて変動させる様にしたも
のである。

以下乙の発明の実施例を図面を参照して説明する。なお
、以下の実施例では、追尾信号をロランＣ信号とした場
合の説明をする。

第１図はこの発明に係る信号追尾方式の原理を説明する
ための図である。

同図に於いて、Ｍの移動により信号が速度マｌで人から
Ｂの位置に移動したとすると、最初の追尾点のサンプリ
ングタイミングＴｍはＴｍ　ｌｒ−変更されねばならな
い。今、速度レジスタにこの速度マＩが記憶されていた
とすると、新たなタイミングＴｏ？は速度マ、の開数に
よって与えられる。この速度マ、は、船の移動に起因す
るものであるが、もし、周位置に対する船の移動速度（
針路情報も含む速度）がわかれば、その船の移動速度と
、測定した現在位置セよび周位置から上記速度マｊが直
ちに求められることｋなる。図示の■はこの船の移動速
度から得られるサンプリングタイミングの移動速度を表
している。

以上のことより、仮に受信状態が悪くて、新たに予測さ
れたサンプリングタイミングＴｍ’で追尾点の捕捉が不
可能な局信号が発生しても、その予測タイミングは船の
移動速度に基づいて得られたものであるから非常に正確
なものであるということが出来、従って同様な方法によ
って予測された他局の信号のサンプリングタイミングで
追尾が行えていれば、その追尾不可能な局信号のサンプ
リングタイミングも正しいタイミングとして取扱うこと
が可能になる。それ故、その様な特定の局信号の受信が
不可能な状態が続く場合に於いても、その局信号のサン
プリングタイミングを船の移動に応じて、他の局信号と
同様に変動させていけば、連続的な位置線の計測を行う
ことが出来るとともに、受信可能な領域に移動すると直
ちに追尾状態に移ることが出来る。

なお、船の移動速度を対地速度で求めることが出来れば
、サンプリングタイミングの変更はこの移動速度Ｖのみ
を参照して行えるが、対水速度であれば、その対地速度
に対する誤差分を作かではあるが補正する必要がある。

図示のＶｃはその様な場合に補正をする速度を示してい
る。

第２図はこのサンプリングタイミング移動速度の補正原
理を示す図である。

同図ピ）は信号の追尾点がタイミングＴｍによって捕捉
されている状態を示す。この状態で船が移動するとその
対水速度に基づいてサンプリングタイミングの変更が行
われるが、対水速度と対地速度に差があれば同図（ロ）
若しくは（ハ）の状態になる。

同図（ロ）の状態は速度レジスタの記憶するタイミング
移動速度が早過ぎるため追尾点とサンプリングタイミン
グが一致していない状態であり、同図（ハ）の状態は速
度レジスタの記憶するタイミング移動速度が遅過ぎるた
め追尾点とサンプリングタイミングが一致していない状
態である。従って（ロ）では速度レジスタから単位量を
減算し、ｅうでは反対に速度レジスタに単位量を加算し
、これらの動作をｋ）の状態になる迄行うことによって
、サンプリングタイミング移動速度の補正を行うことが
出来る。

なお、サンプリングタイミングが追尾点に一致している
か否かの判定は、実際には第２図に示す様に、タイミン
グＴｍの前後にＩ”ｆとＴｂのタイミングを形成し、こ
の二つのタイミングのサンプルデータをみることｋよっ
て行う様にしている。

つまり、サンプルされた２個のデータが十と−であれば
（第２図（イ））一致状態として、十と十であれば（第
２図（Ｔ：４）不一致状態として判定し、それぞれの符
号に応じて速度レジスタの内容を加減算していくこと化
なる。

第３図は、この発明に係る信号追尾方式を適用したロラ
ン受信機の要部ブロック図である。

同図化於いて、アンテナ１かもの受信信号は高周波増幅
回路２とフィルタ３を通過して適当なレベルの信号化さ
れ、サンプリング回路４に送られる。サンプリング回路
４は、ストローブ信号発生回路５からストローブ信号を
受けた時、そのタイミングで受信信号をサンプルホール
ドし、そのサンフル信号をＡ／Ｄ変換器６でディジタル
化してマイクロコンピュータ７に送る。ストローブ信号
発生回路５は、実際のストローブが信号発生タイミング
を決めるリアルタイムカウンタ８からタイミング信号を
受は取り、そのタイミング信号を受は取った時に０．０
５μｓｅｃの幅のパルスをストローブ信号としてサンプ
リング回路４に供給する。

リアルタイムカウンタ８はマイクロコンピュータ７から
ＧＲＩデータと、後述の主局用カウンタＴＭ１および従
局用カウンタＴＳからのデータを受は取り、そのデータ
を基にしてストローブ信号発生タイミングを決める。ま
た、マイクロコンピュータ７へは、入カキ−９より使用
をするチェーンの識別データが送られ、マイクロコンビ
ニ−タフから、表示器１０へ演算によって求めた緯度、
経度データが送られる。更に、外部機器として、船の対
水速度を計測するログ１１と針路を計測するジャイロ１
２がマイクロコンピュータ７に接続され、一定の時間毎
にこれらの機器からのデータが取り込まれて、周位置に
対する船の移動速度が求められる。

マイクロコンビ１−夕７は、通常の数チップから成る比
較的高速のシステムで構成され、演算、制御を実行する
ＣＰＵ７０、主従局信号のサンプリングタイミングや、
設定チェーンに対応するＧＩＬＩ（チェーンの繰り返し
周期）等を記憶し、また速度レジスタを含むＲＡＭ７１
、ＣＰＵ７０の実行手順を記憶するｉＬＯＭ７２、外部
装置、回路等とデータを受は渡しするＩ１０インターフ
ェイス７３で構成され、これらの要素はデータバスＤ。

Ｂ、アドレスバスＡ、Ｂ、コントロールバスＣ０Ｂに接
続されている。また、ＲＡＭ７１はバッテリ７４によっ
てバックアップされ、電源がオフしても記憶内容が保持
される様にしている。

前記ＩＬＡＭ７１は、図示する様に、チェーンテーブル
、主局、従局用カウンタ群、速度レジスタを少（とも含
み、速度レジスタは船の移動速度から求められるサンプ
リングタイミング推測移動速度■を記憶する主レジスタ
ＭＹと、前記タイミング推測移動速度の補正量を局信号
毎に記憶する、複数のレジスタから成る補助レジスタｈ
ｌＶｃとで構成され、また、カウンタ群は、主局信号の
捕捉、追尾タイミングを記憶する主局用カウンタＴＭ。

従局信号の捕捉、追尾タイミングを記憶する従局用カウ
ンタＴＳ（Ｔａ２、Ｔ　Ｓ　ｔ、”Ｉ”Ｓｎ）、および
上記の補正量を決定する追尾用カウンタＰ、Ｍとで構成
される。

前記チェーンテーブルは、入カキ−９によって設定され
たチェーンに相当するＧＲＩを記憶するテーブルで、カ
ウンタＴＭ％ＴＳや、リアルタイムカウンタ８にその記
憶データを送る必要のある時に読み出される。また主局
用カウンタＴＭ、彰よび従局用カウンタＴＳは、それぞ
れ主局信号のサンプリングを行う時と従局信号のサンプ
リングを行う時に読み出されるカウンタで、その記憶デ
ータはリアルタイムカウンタ８に送、られる。な詔、Ｒ
ＡＭ７１ＦＣは、以上の他、チェーンを構成する各周位
置データが記憶され、また、位置線データから緯度、経
度データを求めるための変換係数等を記憶する別の領域
も備えられている。

次に以上の構成から成るロラン受信機の動作手順要部を
第４９１のフローチャートに基づいて説明する。

同図９）は信号追尾フローを示し、同図（０１は船の移
動速度からサンプリングタイミングの推測移動速度Ｖを
求めるフローを示している。

先ずステップｎｔ（以下ステップｎＸを単にｎｘという
）では、図示しない信号捕捉段階でサンプリングタイミ
ングの記憶されたカウンタＴＭ、ＴＳの記憶内容が、速
度レジスタＭＹ、ＭＶｃの記憶内容暮ζ基づいて変更さ
れる。つまり、速度レジスタＭＹ、ＭＶｃ各々の記憶内
容を加算した移動速度で、カウンタＴＭ、ＴＳに記憶さ
れるサンプリングタィミングが移動する。主レジスタＭ
Ｙの記憶データは、割込み化よって適宜実行する第４図
−に示すフローによって形成される。即ちこのフローで
は、ジャイロ１２から針路すがログ１１から対水速度■
・がそれぞれ入力し、　ｎｌ１でこれらのψ、■・デー
タと、周位置データＭ１＄よび図示しないフローによっ
て計測されている現在位置データＰから、サンプリング
タイミングの推測移動速度■が求められる。なお、補助
レジスタＭＶｃの補正データは最初の追尾段階では適当
な値に設定される。

次に正に於いて各局信号のサンプリングが行われるが、
その結果信号が無く、或いは正常と思われない信号があ
れば、その局信号については旧４でアラーム報知が行わ
れ、明らかに正常な信号についてはｎ４へ進んで、得ら
れたサンプルデータの符号チェックが行われる。この符
号チェック１ζついては第２図に於いて説明した方法に
よって２個のサンプルデータの符号をチェックし、その
結果＋、十であればｎｌへ、−１−であればれ・へ分岐
する。ｎｉとｎ１％詔よび１１勝と旧・は、サンプル毎
に１回、同符号データが量ンプルされたか否かを判定す
るステップで、それぞれカウンタＰ、Ｍが用いられる。

もし１回の同符号データがサンプルされればｎ−に於い
ては補助レジスタ（対応の局信号のレジスタ）ＭＶｃの
補正データが単位量減算され、ｆａｌｍに於いては同補
正データが単位量加算される。

そして、ｎｌに於いて補正された移動速度で更にサンプ
リングタイミングの変更が行われ、上記と同様な手ｊ［
１こよって信号のサンプルデータの符号チェックが続け
られる。この様にしてサンプリングタイミングの移動速
度を補正データによって増減しながら、同タイミングの
追尾点への収束を行わせる。

サンプルデータの符号が＋、−となった時、即ち追尾点
とサンプリングタイミングが一致した時は、ｒ＊ｔｖで
位置線の計測をする。ここでは、追尾完了時はもちろん
、受信不可の局信号に対しても、その信号に対するサン
プリングタイミングは追尾点に一致するものと推定して
、全てのサンプリングタイミングを用いて位置線の計測
を行う。そして、更Ｋ１１ｌへ戻って受信不可の局信号
に対するサンプリングタイミングの変更を、他の局信号
と同様に行っていく様にする。この様にすれば、受信不
可の局信号であってもそのサンプリングタイミングはｎ
ｌで継続して変更されていくから、常に追尾点を予測し
続けることが出来る。従って位置線の計測を行い得るの
はもちろん、受信状態の良い地域へ移れば、直ちにサイ
クルスリップのない追尾状態に入るξとも容易である。

以上の様に、この発明によれば、追尾点の予測が従来の
方式の様に前歴に基づいて行われるのでは無く、実際の
船の移動を検出した結果に基づいて行われるため、その
予測タイミングは電波の受信状態に無関係に定められる
。従って、受信状態が悪いＣとに起因するサイクルスリ
ップが予防されることはもとより、受信不可の局信号が
あっても他局の信号が追尾されていれば、位置線の計測
が出来る利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明番こ係る信号追尾方式の原理を説明す
るための図、第２図はサンプリングタイミング移動速度
の補正原理を説明するための図である。また、第３図は
この発明に係る信号追尾方式を適用したロラン受信機の
要部ブロック図、第４図は同受信機の動作手順要部を示
すフローチャートである。 ４−・サンプリング回路、７・・・マイクロコンピュー
タ、１ｌ−Ｉｆｆグ、１２−ジャイロ、ＭＶ、ＭＶｃ・
・・速度レジスタ（主レジスタ、補助レジスタ）。 出願人　古野電気株式会社 代理人　弁理士小森久夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 船の速度、針路を検出する速度、針路検出装置を備え、
   この検出装置の出力に基づいて受信信号のサンプリング
   タイミングを変動させつつ追尾を行う様にした双曲線航
   法に於ける信号追尾方式であって、受信不可能な局信号
   がある場合も、他の局信号が追尾状態であれば当該受信
   不可能の局信号のサンプリングタイミングを正常タイミ
   ングとして前記検出装置の出力に基づいて連続的に軽動
   させつつ、追尾点を予測し続ける様にしたことを特徴と
   する、双曲線航法に於ける信号追尾方式。