JPS5835412A - 混成般法 - Google Patents

混成般法

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JPS5835412A
JPS5835412A JP13493181A JP13493181A JPS5835412A JP S5835412 A JPS5835412 A JP S5835412A JP 13493181 A JP13493181 A JP 13493181A JP 13493181 A JP13493181 A JP 13493181A JP S5835412 A JPS5835412 A JP S5835412A
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JP
Japan
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circuit
circuits
ship
sent
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP13493181A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Iuru
井潤 健二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furuno Electric Co Ltd
Original Assignee
Furuno Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Furuno Electric Co Ltd filed Critical Furuno Electric Co Ltd
Priority to JP13493181A priority Critical patent/JPS5835412A/ja
Publication of JPS5835412A publication Critical patent/JPS5835412A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20Instruments for performing navigational calculations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

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、電波航法と推測航法を併用してより正確な
現在位置を求めるllIcした混成航法に関するもので
ある。
推測航法とは、船の移動速度や移動方位を船速計やジャ
イロコンパス等のセンサで検出し、それによって求めた
移動量を基準位置に代数和して現在位置を求める航法で
あり、また電波航法とは、送信局から発信する電波が船
に到達する迄の時間を測定して現在位置を求める航法で
あり、いずれも長所と短所を備えている。
即ち、推測航法は、短時間の移動量に対する精度が比較
的良好である反面、時間が経過するに従って、誤差が積
算されてくるため精度が低下してくる欠点を有し、一方
電波航法は、経過時間に相関して誤差が積算されるとい
うことが無い反面、短時間の移動量に対しては、位置線
観測値のばらつきのため精度の向上が望めない欠点を有
している。
そこで、従来は、これらの欠点を相互に補うため、推測
航法により求めた船の移動量分だけ、電波航法により求
めた位置を転位し、それによって一定時間毎に、転位し
た位置を相加平均して現在位置を求める様にしていた。
しかしながり、この様な混成航法では、位置線の相加平
均を行う様にしているため、一般には、平均処理に必要
な数の位置線を得る間は船位を求めることが出来ず、ま
た刻々の船位を求めようとする場合には、転位位置を各
々記憶するメモリが必要となり、システムの構成を複雑
化する不都合があつた。
この発明の目的は、従来の混成航法の欠点が、位置の次
元において平均処理されていることに起因する点に着目
し、速度次元において平均化することによって、刻々の
船位が求め得る様にするとともに、その平均を加重平均
にすることによって求めた船位の信頼性が高くなる様に
した混成航法を提供することにある。
この発明を要約すると、電波航法に基づ(位置移動速度
LVtと、推測航法に基づく位置移動速度■【を加重平
均し、その加重平均重みを、現在の時刻に近い程、移動
速度V【に対する係数が移動速度LVt に対する係数
より大きくなる様に係数k (0<k<1 ”)を有す
る指数関数に相関させ、この加重平均値を積算して現在
船位を求める様にしたものである。
第1図はこの発明の詳細な説明する図である。
同図印は電波航法装置の一例のロラン装置から得られた
位置の移動速度LVt 変化図を示し、同図(ロ)は推
測航法装置の一例として手動により船速、方位、を設定
した値に基づいて得られた位置の移動速度Vt変化図を
示している。即ち、この図は、推測航法で求めた位置移
動速度v亀にバラツキが殆んど無い反面、真の移動速度
(真値)に比較して僅かの誤差Δ■を有する特性にある
一方、ロラン航法が、求めた位置移動速度LVtにバラ
ツキが大きい反面、その平均値は、サンプル数が増える
に応じて真値に接近する特性にあることを示している。
以上の特性から、現在時刻に近い過去の時刻程、その時
刻で平均化された移動速度Vt Gcよる船の移動量は
信頼性が高く、またその時刻で平均化された移動速度L
Vtによる船の移動量は信頼性が低いといえ、一方、現
在時刻に遠い過去の時刻程、その時刻で平均化された移
動速度V【による船の移動量は信頼性が低く、またその
時刻で平均化された移動速度LVtによる船の移動量は
信頼性が高いということが出来る。
以上のことかり、過去の時刻か63!!在の時刻に近づ
くに従って移動速度LVt E対し移動魂度v1の重み
が大きくなる指数関数に基づいて、その移動速度を加重
平均し、更にこの加重平均値を積算することによっ□て
、信頼性の高い現在船位を求めることが出来る。
第1図に示す曲線人は仁の加重平均を行うため゛の重み
を示している。
第1図f→は曲゛線Aによって、移動速度LVtと■1
を加重平均し且つその値を積算して面積Sを求めた状態
を示している。面積S1は、移動速度Vtに基づく移動
量、面積Ssは移動速度LVtに基づく移動量で、この
SsとStの和が実際の移動量に相当する。
即ち、以上の様にして加貢平均処理を行う様にすれば、
現在時刻に近い過去程、ロラ′ン航法装置からの情報よ
りも推測航法装置からの情報に重みが加えられ、また現
在時刻に遠い過去程、推測航法装置からの情報よ−らも
ロラ“ン航法装置からの情報に重みが加えられることに
な葛から、得られる船位の精度を高く出来る訳である。
か2 i = t −1迄の過去の加重平均値の積算結
果を記憶しておけば、i=【の現在iζ於いて移動速度
V【とLVtの加重平均値をその積算結果に加える様に
すれば直ちに面積S、つまり現在船位を求めることが可
能となる。結局、以上の様に指数曲線を用いて加重平均
と積算を行うことにより(指数平滑処理という)、船位
の高精度イヒと刻々の船位の算出を行えることになる。
第2図はこの発明の混成航法を適用した混成航法装置の
ブロック図である。
同図に於いて1は推測航法装置で、一般にはジャイロコ
ンパスと船速計を含み、その出力には同装置で演算によ
って求められた位置移動速度Vtが供給される。2はロ
ラン装置で、その出力には位置t p tが供給される
。   ′前記移動速度Vtは積分回路3.4および微
分回路9に送られ、また前記位置L’P客 は微分回路
5に送られるとともに、その出力は積分回路6゜7詔よ
び微分回路8に送られる。な詔、積分回路3.6は遅延
回路と帰還回路および加算回路で、積分回路4.7は遅
延回路と定数発生器を有する帰還回路および加算回路で
、また微分回路5,8゜9は遅延回路と減算回路で各々
構成される周知の回路から成っている。
前記積分回路4.6の出力は加減算回路10で加算され
、またその加算値から積分回路7の出力が減算されて、
更にその出力は基準位置Poとの和を求める加算回路1
1とドリフト計算回路12へ送られる。ドリフト計算回
路12は偏流に起因する船位ドリフトを計算する回路で
、加減算回路10の出力と積分回路3の出力の単位時間
当りの差分を計算し、その偏流量を東決定回路15に送
る。
前記微分回路8.9の出力は、各々二乗回路と平均回路
かり成る分散判定回路13.14に送られ、求められた
分散値べとイは東決定回路15に供給される。
前記東決定回路15は、上述した加重平均の重みを決定
する指数曲線の定数を決定する回路で、決定するための
入力情報には、前述した分散値σ:。
σ二、偏流量の他にマニュアル入力データがある。
な詔、このkは後述の説明から明らかな様に、大きくな
るに従って、現在時刻に近い時間帯の移動速度v1の重
みが大きくなることを意味している。
次に動作を説明する。先ず、第2図の各積分回路等の出
力値を表にして下記に示す。
動速度Vtを積算した値、[相]のDLtは上記移動速
度Vtを加重積算した値(第1図(ハ)の面積s1に相
当)、■のDUtば上記移動速度Vtの一次差分である
加速度の分散値(Vtのバラツキ程度を表す)、■のL
Vtはロラン航法による位置移動速度、■のLPtは口
、ラン航法による位置移動速度LVtを積算した値、[
F]のLLtは上記移動速11 LYE ヲ加重IHE
Lf:’/di (L!’t −LLt G;!第1図
f→の面、積S3に相当)、OのHPtは現在船位(第
1図f)の面積S・に相当)、■のLUtは移動速度L
Vtの一次差分である加速度の分散値(LVtのバラツ
キ程度を表す)をそれぞれ表している。
今、巣準時刻10に基準位置PGにいて、時刻1に位置
P【にいるとする。
時刻toから時間の経過に伴って、■、■、[F]の値
が順次積算によって増大していき、Oの値は基準位置P
oと加減算回路10に出力する移動量との和、即ち現在
船位に刻々対応していく。ここで、積分回路4および7
に於ける積算は定数kによって決まる加重比率で行われ
、またその加重比率は時間に相開する指数関数によって
増大する。
つまり、[相]、@の値は、加重比率が時間に相開する
指数関数に基づいて各々、移動速度V【の加重積算値と
移動速度LVtの加重積算値を示す。加算回路10には
、上記[株]、@の値の他、移動速度LVtの単純積算
値である■の値も減算値とじて入力するから、結局加算
回路1Gは@+@−@の値、つまり、第150elに示
す面積Sに相当する基準位置Poからの移動量を出力す
ることになる。
即ち、時間の経過に伴い、移動速度LVtに対し移動速
度Vtの重みが大きくなる指数関数に基づいて、移動速
度の加重平均が行われ、更にその加重平均値を積算して
基準位置Poからの移動量が求められる。従って、Oの
値は現在船位を表すことになる。
更にこの現在船位の算出は、各積分回路等に含まれる遅
延回路の遅延作用によって、自動的に行われることにな
り、基本的にその遅延時間毎に刻々と船位算出が実行さ
れる。それ故、この遅延時間とロラン航法装置2或いは
推測航法製置lの出力タイミング間隔を整合する様にす
れば、それらの装置から出力が出る度に船位が求められ
る様になる。
ところで、定数には、その値を大きくすれば、現在時刻
付近に於いて[相]の値の加重比率が大きくなり、逆に
■−[F]の値の加重比率が小さくなる。
即ち、推−航法の情報の重みがロラン航法の情報の重み
に対して一層大きくなる。定数にの値を小さくすれば、
上記と逆に推測航法の情報の重みがロラン航法の情報の
重みに対してその比率が小さくなっていく。この重みを
決定するkの値は、前述した様に、分散値■およびOと
偏流量■とマ二ニアル値を入力情報にして、予めこれら
の値に対応する適当なに値を記憶したテーブルを参照し
て決めゆれるξとになる。分散値■が大きくなればロラ
ン航法の信頼性が低下するかり、kの値はより一層大き
くなり(Vtの重みが増、す)、また分散値O若しくは
偏流量■が大きくなれば推測航法の信頼性が低下してく
るかり、kの値は小さくなってい((Vtの重みが減っ
ていく)。また、位置線の発散程度や、海域の深度等に
よって両舷法の信頼性も変動するかり、この状況を考慮
する場合にはマニニアル値によってに値を調整する。
混成航法を行う限り、定数にの値はoくにく1の範囲内
に定められるのはいうまでもないが、仮にに−0に設定
するとロラン航法単独で船位が求められ、k−1に設定
すると推測航法単独で船位例する。
上述の説明かり明りかな様に、この発明は、第1図(ハ
)の面積Sを求める様にすれば良い訳であって、言い換
えれば上の表のO値を算出する構成にすれば良い。
今、このO値の算出式を展開してみると次の様になる。
HPts−LPt4−DLt−LLt−1−P。
m J LVi +J k (”−””) Viiml
        轟−1 −J k(”+”)LVi 4P。
1s!1 a= 、E (L Pi −L’Pf−t)+ J k
(””)Vi@m@                
   fi*1− J k(”−’+’)LVi+1’
1 mLPt −L’l’。
−4−′xk(”−’+”) (Vi −LVi )+
 P。
&1l111 + (Po −L’Po ) ・・・・・・・・・ (1) そこでこの(1)式を演算する航法装置要部のブロック
図を示すと第3図の様になる。なお、k決定回路15や
ドリフト計算回路12については第2図に示す構成と同
様であるので図示を省略する。
この図から明らかな様に、第2図の構成では積分回路、
或いは微分回路が4個必要であるのに対し、この第3図
に示す構成では2個で良い利点がある。
以上詳述をした様に、この発明は、電波航法および推測
航法かりそれぞれ位置移動速度LVtとVtを求め、と
のLVtとVtを、過去の時刻から現在の時刻に近づ(
に従って後者の重みが前者の重みより大きくなる指数関
数に基づいて加重平均し、更にその加重平均値を積算し
て現在船位を求める様にしているため、求めた船位の精
度を高く出来る。またこの様に加重比率を時間の経過と
ともに自動的に変えながら積算することは、積分回路等
を用いることによって容易に行い得るため、装置の構成
が簡略化する利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の詳細な説明する図である。 第2図はこの発明を適用した混成航法装置のブロック図
、第3図はこの発明を適用した他の混成航法装置の要部
ブロック図を各々示している。 l・・・ロラン航法装置、2・・・推測航法装置、3゜
6・・・積分回路(単純積算回路)、4.7.17−・
積分回路(加重積算回路)。 出願人 古野電気株式会社 代理人 弁理士 小 森 久 夫 Sv: 憾t”−”V* )

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電波航法装置の出力に基づく位置の移動速度LVt と
    、推測航法装置の出力に基づく位置の移動速度■tを各
    々求めるとともに、過去の時刻から現在の時刻に近づく
    に従って、前記移動速度LVt に対し移動速度Vtの
    重みが大きくなる指数関数に基づいてそれらの移動速度
    を加重平均し、更にこの加重平均値を積算して現在船位
    を求める様にしたことを特徴とする混成航法。
JP13493181A 1981-08-27 1981-08-27 混成般法 Pending JPS5835412A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13493181A JPS5835412A (ja) 1981-08-27 1981-08-27 混成般法

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JP13493181A JPS5835412A (ja) 1981-08-27 1981-08-27 混成般法

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JPS5835412A true JPS5835412A (ja) 1983-03-02

Family

ID=15139897

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JP13493181A Pending JPS5835412A (ja) 1981-08-27 1981-08-27 混成般法

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5714711A (en) * 1980-06-30 1982-01-26 Japan Radio Co Ltd Hybrid navigation system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5714711A (en) * 1980-06-30 1982-01-26 Japan Radio Co Ltd Hybrid navigation system

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