JPS5890212A - 方位基準および陸上航法システム - 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、慣性誘導および航法システムに関し、さら
に計速すると、固定基準軸に関する車両位動の止（ｒｊ
ｒな化７バを与えるためＫ、陸上単画のような制限され
たピッチおよびロール尚度を有する車両と共に便月１す
るための取付は式（ｓＩｒａｐｐｅｄ　ｄｏｗｎ）方イ
Ｓｌ　＆　Ｑ　シ２テムＩＣ係るものである。

慣性ｇｈ　ノ、シ／航法システムは航空機および宇宙船
にＶｉ　ｙ山１史月１される。これらのシステムはしば
しば菌度にｆν刊、な電子回路磯惜を言み、それらが１
９−月１される車両と比較すれば篩佃Ｊではないが、か
なり篩１曲なものである。　−１時足型の誘導／航法シ
ステムはしはしば［方位基ωシステム（ｈｅａｒｌｉｎ
ｇ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　　ｓｙ！Ｉｔｅｎりと４（１
；され、「真北いｒｕｅ　ｎｏｒｔｌす」のような基準
＃−に関して、航窒欣が移動しつつあるまたは＃ｌ　４
１　していろ方向の指示を与える。

これらのシステムは航空機の８り・７導および航法に特
によく濤応しているが、七れらは車両移動を検出するた
めのジャイロノド比率検知器、航空機の速度およびアラ
インメント（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）の変化率を検出する
だめの加速度計、およびジャイロおよび加速度計ユニッ
トの各種出力信号・から方位指示を計算するための電子
処理回路機構を８通使用する。方位基準システムの一例
は１９６６年１０月２５日に発布された、Ｌｅｒｍａｎ
らの米国特許第３，２８１，５８１号に記載されている
。Ｌｅｒｍａｎらの％計は航空機に・反相するのに遍し
たジャイロコンパスシステムを記載し、３つのジャイロ
と２つの加速度計からなり、基準システムの各種パラメ
ータを＃を算するための関連処理ユニットを備えた、慣
性プラットホーム装置を使用する。

航空機車両に取付けられた１自由度（８ＤＦ）および２
自由度（ＴＤＦ）の比率検升ジャイロを有する方位基準
システムもまた、％に低コストの２軸比率ジヤイロおよ
び実質的な処理能力を有する小型の＠−ディジタル＃算
装埴の開発以来、利用されている。１９８０年７月１５
日に発布された１Ｊｕｎｃａｎらの米国特許第４，１２
１，４４３号は、ディジタルコンピュータに人力信号を
印加する３つの加速度計を伽えた２つのｉ’Ｌ）Ｆ比率
ジャイロの斜め（ｓｌ（ｅｗｅｄ月す１１装置を使用す
るｉ１Ｍ付は式高度、方位基準システムを記載している
。

方位基準システムはまた陸上基地のある車内にも使用さ
れる。例えば、１９７７年１１月四日に’ｊａ布された
、Ｌｌｕｄｄｌｅの米国％許第４ρ６０，７１８号には
、方１ｖ基準装置を使用するシステムが測地６１１１　
ｍ方法において便＋１Ｊ−Ｊ−るりに適え、させられ、
これにより大地密度弁別１１１］が期待模型位置からの
徂カベクトルの偏ｆｉ２によって指示される。この基準
システムはジャイロ、−組の３つの相互に直交する加速
度計および止カベクトル偏位を耐瀞するためのデータ帆
用（ユニットを含む。

ＨｕｄｄｌｅシステムはＪｉＬ両誘導または矩り性機能
には特別に適応していない。

陸上基地のある車両のＩＡ専Ｉｎの万位基学システムは
かなりＬ４Ｅ　４になりつつある。　例えば、装甲タン
クのような嶌、　１１４屯両に関しては、兵益用電子技
ｆ１りの最近の発達により、苛酷な環境で便用しうる梢
密な車両基準システムが必要になつてきた。　レリえは
、そのようなシステムはヌベースセ求なルナにするため
に小！ヤでなければならない。　さらに、４１′！！シ
ステムを装備する車両の頬対数にかんがみ、それらのコ
ストもまた板少にされなけれはならない。そのようなシ
ステムの他の要件としては、品１ハ：のある地形上の梢
度、車両乗組員による［史ｉｆ４の＊＋）易性、醍酷な
倣動狽境における実質的な信頼性、および対抗軍隊によ
る電磁的対電もまた他の重両部品の金Ｍｌ靭もシステム
動作をｕノＪν）しないようにするために両性１ｊｆ’
）の不在がある。なおさらに、そのような方位基準シス
テムは自律性であるべきであり、すなわち、他の１Ｌ両
システムとは無関係に動作すべきであり、かつそのシス
テムは車両内で先金に独立しているべきである。臼Ｊ能
ならば、基準システムは司搬式でありかつ車両内の装備
が容易であり、埃場で車両来組幀によって複雑な校正を
必要とすることなく容易に交換されまたは別の東向へ移
転されうるようにすべきである。最陵に、夛準システム
は防衛のため無υｊｌｌｌ　イ８の使用を最少にすべき
である。

多くの軍用装甲市内は現在ｆｇ画方位を決定する王兜手
段としてづ・持ち式（ｉ気コンパスシステムを１史Ｉｌ
ｌ　Ｌでいる。このようなコンパスシステムは、串画東
組１Ｊが中１１１ｉ１から降りて車両から十分に粗い所
に位博し、ｍ画の似（性部品が聞達った読みを生じない
ように−（−ることか必要である。

明らかに、そのようなｈ′動は′を全の点から受容でき
ないものでありかつ夜間〕Ｆたは視界の悪い状態では本
質的に実行できない。

有利には、不発ゆ」に１Ａりる方位：ＡＬ準クシステム
、独立した、１１ｖ、付は式方位基準システムは陸上基
地車両において便月１１−るのに璃Ｌｉｄ、しかつヨー
（ｙａｗ）　１１＋　（偏揺れ軸）とピッチ軸を中心と
する車両回転を検知するだめのジャイロ手段を含む。

ヨーＩＮ＋１とピッチ棚１は車ｉｌｌの移動方向に対応
するロール軸に相互ＫＮη的である。不発明に係る方位
システムはさらに加速度１ｔ−Ｔ一段および距離または
速度測定手段を伽え、基準方位（ａｚｉｍｕｔｈ、）軸
に関する指向性」１１両方位を明視指示し、これにより
東向のアラインメント誤差を袖［−するとともに、シス
テムの初期化後車内が＃勤した距離を軸横１６゜ 不発明に係る方位基準システムにおいては、ジャイロ手
段は車両に関して固定位置に装着され、これによりヨー
軸を中心とする車両の回転速度を検知する。ヨー軸は車
両に関して固定位置にありかつ車両が水平地形上にある
ときには方位軸に平行である。ピッチＨｕｌｌは方位軸
と車両の移動方間に対応するロール軸とに単向である。

ジャイロ手段は検知した車両回転乞指示する比率信号を
発生する。

加速度射手段はロール軸およびピッチ軸を中心とする車
両加速度の大きさを測足し、これらの軸で形成された水
平平面に関する車両のアラインメント誤差を指示する７
ＪＬｌ　ｙ９ｔ３．度信号を発生する。距廟または速度
測定手段は方位システムの初期化後車内が移動した距離
を６（１ｊ定してそれを指示する距鋪または速度信号を
発生する。

ケージング（Ｃａｇｉｎｇ）回路中段がジャイロ手段に
結合されて比イー、１門号に応φ、し、ジャイロ手段を
初ル」セロ位置°に′檀介させるのに必夾な大きさの力
に対しＬ−！る力信号をヴ６生する。プロセッサ手段が
力信号、加升度仙〜シタおよびＩｒｌ’、　１Ｉｉｌｌ
ゴたは連ＩＷ伯ぢＩＩＣｋ、ゑして、方位’１４ｉ＋　
Ｉ’ｍ　ｈづる一ｍ両の方向の角偏差を表わす方位色相
な発生する。

インジケータ−１＝段がフロセッサ手段に連結され、方
位信号に応答して川内運転８に車両方位の町祝指ホを乃
える。

さらに不発明に９Ｌって、ジャイロ手段はそのｆｉｔ／
成部品の温度を６１＋定するり・段を言み、それを表わ
す温度補償（ｆ！　＋ｉ’を発生する。フロセッサ手段
はこの袖噴伯号に応答し、これにより所定温度からのジ
ャイロ手段の垢ｊＷの偏差について方位１ｇ号を袖ｆハ
する。

不弁明の一実施典悼においては、ジャイロ手段は２自由
度動的同調ジャイロからなり、加速度ｇ［手段は似−お
よび第二のｉＪｎ速度計からなる。

第一の加速度計はロールｔｌｌＨに沿った重両加速度に
化、答し、第二の力１ｉ　、４１史ｎ」はピッチ軸１に
沿った車両加速度に応答する。

次に図面を参照して本発明について、況明する。

本発明の心理は、−例として、第１図に構造を示した方
位基準システムにおいて洲示されている。この型のシス
テムは１陸上紙地のある東向のような車両（図示されて
いない）において車両方位の可視指示を呆組員に与える
ために利用することができる。基準システム１００はス
トラップト、ダウン（ｓｔｒａｐｐｅｄ　ｄｏｗｎ）ｆ
Ｊｉ慣性基準システムであり、これはジンバル型（ｇｊ
ｍｂａｌ　１ｅｄ）または他の類似型の慣性プラットホ
ーム装置から区別でさるものであり、慣性プラットホー
ム装置では比率検知侮成妄糸を装７Ｌｉするプラットホ
ームが慣性仝量的に不動に珠侍されるようＫなっている
。これに反して、ストラップト、ダウン型システムのレ
ート瑛知構成要素はそれらが装置されている東向に関し
て固定位置に維持される。

参照間１ｔ１のため、システム１０口は第１図に３つの
相互に直交する１１１１ＩＩＸ、Ｙ、Ｚに関して示され
ている。＋ｉ’ｍ　Ｘは慣性’％　１ｌｊｌおよび中肉
内のシステム皿の配向に１３’：ｌ　ｔ、て固定され、
ｔｌｌｌｌｌｌｌの移動方向に’ＺＭ　ｋ、する。この
１ｌｉｌｌｌ　＆：ｌ−賀曲［０−Ａ／　（ｒｏｌｌ）
　Ｊ軸と呼ばれるものである。ｌｆ’ｌｌ　０１７に、
ｑ＋ｉ＋　Ｙはやはり車両内のシステム１ｌｌｌｉのｒ
ｔＣ向に関して固定され、普煎「ピッチ（ｐｉｌｃｌす
Ｊ　＋Ｎｌ＋と呼ばれ、軸Ｘと共に水牙平面を形成し、
この平面は中肉の正規水平平面に幼応するものである。

ＩＩＹＪ様に、東＋＋Ｚは「方位（ａｚｉｍｕ＋ｈ月’
１ｉｌｌ＋と１１〕・ばれ、＋Ｉａ＋　Ｘ　ト＋ＩＱａ
　Ｙ　トに赤面であり、ｔｉｌｌ、＋り二苧出１に１ｙ
１シて固定されている。システム１０１〕の１況明の目
的のために固定されうる別の＋ｂｔ＋＋は［ヨー（ｙａ
Ｗ）（偏拙れ）Ｊ！ｌｉｉ＋であり、この軸は外画［）
１のシステム１曲の配向に関して１自足され、東（Ｏｌ
か水平位置にあるとき方位軸に平行である。また我町の
目的のため、ロール軸を中心とする車両のｊｌ！＋回転
率はここでは文字Ｐで参照される。同様に、ピッチｌｌ
１１を中心とする車両回転は文字ｇで参照される。文字
１（・はヨー軸を中心とする車両１＞ｉ　Ｑｉバを参照
する。符号ＡｇおよびＡｘは以鏝ピッチｉｌｌ＋および
ロール１：１１にそれぞれ旧つた車両の加速度率を参照
する０ 第１図に示されているように、方位２！！準システム１
（川は基準ユニット１１０、インジケータユニット１２
０、基準システムコントローラ１３０およびオドメータ
（走行距離泪゛）ユニット１４０からなる。システム１
０υの上記栴成要索のおのおのは独立しており、非候性
でありかつ陸上基地車両内に装置するのに適応した大き
さを有する。

本発明に従って、システム１００は各種の電子および比
率恢知構成要素を具備し、これらの構成４ｉ！累は車両
の位置、速度および加速度に応答して車両方位を指示す
る信号を先生する。システム１００の電気ブロック線図
が第２図に示されて〜・る。

第２図を参照すると、方位基準ユニット１１０は動的同
調ジャイロ（１）ＴＧ）１５０を含む。ジャイロ１５０
は２軸同虐ロータジヤイロ（Ｔ１％Ｇ）であり、これは
ピンチ軸およびヨー軸を中心とする車両の角回転に応答
してこれらの回転を指示する信号を発生する。ヨーおよ
びピッチ回転率は第２図にジャイロ１５０へ入力信号１
１　ｔ、ｓよびｑとして符号で示されている。この型の
動的同調ジャイロは慣性誘導、航行システム設唱の技術
分野で周知である。

例えば、適当な型のジャイロが１９８１年９月１日に発
布されたＣｒａｉｇの米国特許第４，２８６゜３７０号
に記載されている。

ジャイロ１５（ト）まピッチ軸およびヨー軸を中心とす
る回転を指示する出カイδ号を線路１５２に発生する。

この信号はケージング（Ｃａｇｉｎｇ）ループ１６０（
晋辿トルクイング（ｔｏｒｑｕｉｎｇ）ループと呼ばれ
る〕に印加され、フィードバックｊＱ　Ｍをジャイロ１
５０に与えてロータ（図示されていない）の再平便を保
つとともに、そのような出平向を与えるのに昼勤な信号
の大きさを指示する各種処理回路に信号を印加し、これ
によりピッチ軸およびヨー軸を中心とする回転の大きさ
および方向の指示を与える。ケージングループの構造お
よび動作はジャイロ設ｉｔの技術分野で周知であり、そ
のよう／Ｌループはアナログまたはディジタル回１４− ｗ！Ｊ構成のＪｐｈをとりうる。

ケージングループのＭＭｅをよりよく理解するために、
ジャイロ１５０は、例えは、ベアリングによって片持式
に支持されたｌＬ！１１１＋ｉｉ索子からなるｖｔ）埋
的形態を有する。回転素子中には機械的懸垂体によって
シャフトに取付げられた慣性軸が含まれている。慣性軸
には永久磁石が取付けられ、これは第２図に示されたジ
ャイロ１５０内のトルクコイル中を流れる電流と反作用
する磁界を局える。１１′４性輪はまたジャイロ設劇で
ｉ＋　ｉｉｕ知られた固定位置ビックオフコイル用のエ
アギャップおよび１」変磁気抵抗路をんえる。

ディジタルループ１６０の一イ浅朋はビックオフコイル
からの変位を検知することによって慣性軸を古平側させ
ることである。このビックオフコイルイぎ号は線路１５
２上の出力情匈であり、革不的にはピッチ軸およびヨー
１１４１１に関するジャイロの退動を指示する通常のビ
ックオフ回路からの不平例イＭ月に対応する。この信号
は高第１１碍増１陥器１６２に印加され、増幅器１６２
は信号を」盾中品しかつ１冑幅（Ｎ号を１１７．ｌ□・
鯖１６３によって４制器回・ｌ−、′＋１６４に印７＋
１１　’１−る。

得られた榎調情号は４？メ路］＋ｉ５によって入力信号
としてルーグ袖ｆｎ　Ｉ？ｉ幅器１６６に印ヵ（１され
る。増幅ム１６６の神償出カイロ号は比較器／緩衝器回
路１６８に印加され、ここで袖惰信号は処理されて線路
１７７にビックオフコイルで発生されたＩ／Ｉｔ誤差ｍ
　”４に叱例したトルクインク信号を発生する。このト
ルクイング信ぢはビックオフコイルをその原ゼロイ１７
ｉ１へＵＫ　！ＩＩυするためにｆｇｒ璧の大きさおよ
び除１牛を有てイ）。

また比１１！７にネ／緩衝器回路］６８によって線路１
７８にディジタルパルス列（ｉｌ−柚が発生され、この
信号は＋ＹＪ＋ｒ　Ｒ４１７７上のトルクインク信号の
比例２進表示な乃える。ディジタル緩価器回路１６８の
基不出力匍号は＋Ｘ鯖１７８に」；って入力信号として
プロセッサ、タイミング回路１８０に印）几される。こ
のｉｇ　＋３’　ＫつぃＣは以下で詳細に１況明する。

基ωユニット１１０はまたピックオノ、スピンモータ竜
力供鞄回路１８２を含み、この回路は、ジャイロ１５０
への人力として符号的に示されており、ジャイロ１５０
のビックオフコイルおよびケージングループ１６０の復
調器回路１６４にビックオフ励起電圧を与える。−力供
給ＬｇＪ路１８２はまたジャイロ１５０の各ｉスピンモ
ータに電力馨与える。

ジャイロ１５０はまたジャイロ１５０の温度に対応する
温度袖憤１ｄ号を与え、この信号を線ｇ１８４に：よっ
て入力信号としてマルチプレクサ母約回路１８５にｉ：
ｌＪ　７Ｊｕ　’１’る。温度袖償倍号はプロセッサ回
路１８０によって利用され、常時動作中ジャイロ１５０
の温度変化に起因する比率検知偏差を袖ｔｋする。

基準ユニット１１０はさらに一対の７ＪＩＪ速度計回路
１８６．１８７を含む。第２図に示されているよ５Ｋ、
加速度計回路１８６はＹ軸すなわちピッチ軸に沿った眼
内の加速度Ａｙに応答しかつこの加速度を指示する信号
を線路１８８に与える。同様に、加速度計回路１８７は
Ｘ線丁なわちロール軸に沿った加速度数に応答しかつこ
の加１１ミ度な律７Ｊ＜才る１目−レテを線路１８９に
与える。

線路１８８．１８９の加埋度指示例号は入力信号として
マルチプレクザル線回路１８５に印加され、この回路は
け線路１９（）を介してプロセッサ、タイミング回路町
ｍ】８０に亀気千及砂され、これらの信号を回路１８０
に人力する。線路１８８．１８９の加速度指示１に＋！
ｉはプロセッサ回路１８０で′）ｆ１１用されて、ピッ
チ１１Ｑｎとロール軸によって肪酸された平面に関する
Ｎｌｉ：　ｐｔ＋１の水平誤差について車両方位のＫｔ
洒を袖慣する。このような補償をしないと、方位システ
ム１０口の調整（アラインメント）および」・ψ作中か
なりの方位誤差か発生しうる。実際の操ＰＩ＝状弗に」
ｄいて、車用陸上基地車両ではプラスまたはマイナス３
０°までのピッチおよびロール角が予Ｊｕ」されうる。

オドメータユニット１４０は初肋化イ装置に関する車両
の地面基準変位を与えるために利用される通常のオドメ
ータユニットである。本発明に従って、ユニット１４０
は実１県の車両の速度比率変化を指示する７Ｊ１１速度
ｉｔｔ　１８６．１８７で発生されたイｇ号を車両の不
平誤差を指示する信号から詭別する手段を与える。すな
わち、加速度計１８６．１８７は、車両が実際に加速し
つつあるかまたは単に計上しているが水平位置になって
いないかを指示する信号を発生する。線路１８８．１８
９によってマルチプレクサ１８５に印加される、これら
の信号は、実際の加坪度が起こったか否かを決定するの
に十分な１Ｈ報を含んでいない。しかしながら、重両速
度（または移動距爵〕に関する情報をさらに与えること
により、車両水平ぬ差に起因する加速度信号の成分が決
定されうる。オドメータユニット１４０は線Ｉ１１？５
１９１によって地面基準変位距離を指示する出力信号を
与える。マルチプレクサＩＩＪ路１８５はこの距船両定
を母林路１９０によってプロセッサ１８０に入力として
印加するために本１１用される。

コントローラユニット１３０は各種初期化および方位パ
ラメータをシステム１００に＋動入力するための手ｊ少
な与える。これらのパラメータは線路１９２に出力Ｑ号
としてプロセッサ回路１８０へ１ａ接に印加される。第
１．２図に示されているように、ユニット１３０はシス
テム川０への電力の？、ＩＪ　１ｔｌＪ化のためシステ
ム電力スイッチ：３０１を含む。トグルスイッチ３０３
は「ＡＬＩＧＮ（アライン）」とレッテルを（１け゛ら
れ、後述するようにシステム面のアラインメントモード
を開始するために本１１ｊ゛目される。［５ＬＩ４Ｗ（
スル−）トグルスイッチ３０５はシスデム方へ７が手動
で挿入されるべきときにｉ’＋１１４４される。ｊ−Ｎ
ｏｔ（ｒｌｌ’１ｌｌＮＧ（北航）Ｊスイッチ入力３０
７と指示されたザムホイール（ｔｈｕｍ　ｗｈｅｅｌ　
）スイッチは局知のＵＴＭ地而基面システムの北航座（
ち４を手動挿入１−るために利用サレル。スイッチ３０
９は方６γシステムユニット用の照明朋」御スイッチで
ある。

プロセッサ、タイミング回路１８０は任意の垣常のプロ
セッサでありうる。例えば、Ｉ　Ｎ　Ｔ　Ｅ　Ｌ８０８
８プロセッサはその比較的小サイズおよび広範な処理能
力のため有利に便用されうる。プロセット１８０は線路
１９３に出力信号を発生し、この１８＋ｊはインジケー
タユニット１２０へ［＊に印加される。インジケータユ
ニット１２０は車両運転者Ｋ「真北（ｔｒｕｅ　ｎｏｒ
ｔｈ月のような［６１定基準点に関１−る車両の方位の
可視指示を与える。臼型的なインジケータユニットは第
４図に示されており、通常の３６ｏｏ移動コンパスカー
ドを営み、大目盛は３０°ｒｌｊ１隔になっており、小
目盛は５°および１０’間隔で与えられている。車両符
号指針は車両方位を示しかつ佼間祝覚か一体の脚光０］
能な赤ライトで与えられるとともに、システム状態は３
つの表示器ライト４０１．４０３．４０５で与えられる
。ライト４０１は、方位システムが車両４１１ＤＪが起
こるべきでないところのモードにあることを指示する。

表示器ライト４０３は、方位システムがアラインメント
モードにあることを指示する。ライト４０５は、ａＮｔ
不全が起こっており、方位アラインメント俵１ヒが初期
化されるべきであることを指示する。ライト４０１．４
０３．４０５のおのおのはプロセッサ回路１８０からの
信号によって軸側１される。

コンパスカードはプロセッサ回路１８０の制御のトにス
テップモータによって駆動されうる。

コントローラユニツ）　１３０　ノｌ−８ＬＥＷＪスイ
ッチは方位が眼内采ホ１１員によって手動挿入されるべ
きときに利用される。

つぎに第２．５−７図を参照してシステム１０υの操作
について説明する。金繰１’ｌ・はプロセッサ、タイミ
ング回路１８０を介して基本的に軸釣される。システム
は２つの基本操１乍モード、すなわち、「アラインメン
ト（ａｌ　ｉ　ｇｎｍｅｎす」モードと「オペレート（
ｏｐｅｒａ＋Ｃ）ｊ　　モードを有する。

第５図にｊ１次鞄図で示されているように、アラインメ
ントモードにおいては、システム（００は、悲定方イ）
７に基づいて６１す定された。？７４差のイー正後ｒ　
、Ｅ　（ｔｒｕｅ）Ｊジャイロ出力を１静ることにより
、方位変数に「９１シて基本的に？／Ｊ　Ｉｔ、Ｉｔ化
される。アラインメントモードを初１υ１化するために
、コントローラ１３０上のシステム電力スイッチ３０１
およびアラインメントスイッチ３０３が作動させられる
。ついで車両はピッチＭ（Ｙｅｌｌ）が実質的に束−西
にあるように、すなわち、車両が実質的に真北に向けら
れるように位置決めされる。本発明に係る４＠システム
の物理的実現においては、真北のほぼカニげ以内の車両
の位置決めが正確／７アラインメント操作にとって十分
である。

ついでプロセッサ回路１８０はコントローツ１３０を介
して手！１１２Ｉ入力緯度を受取り、ジャイロピッチ―
おにＹｉ−１って肘鼻された地球速度にみ−づいた地ｂ
ｏユ水度νＶｅｒを自すｈｌ−る。車ｌ山ノはアライン
メントモード甲ｑｐ止していることが箭調されるべきで
ある。ついで、加速夏旧１８６．１８７によって発生さ
れたＩＪｕ速度１」−号の６１す定による＋ｌｆｌ水内
誤差に対して修正信号が前記バ１算値に加えられる。単
画は重上しているから、１ｇｌ路１８６．１８７によっ
てつ１を生される信号は羊に車両水平勝差に起因するも
のであり、オドメータユニット１４０からの出力１ａ号
は便用されない。

修正倍ぢはまたジャイロドリフト、校正胆差等のような
誤差に対１゛るＭｌ′ｌｉＩ＋−１１１１に加えられる
。

これらの１８−リは記２図に示されているようにジャイ
ロ１５０によって線路１８４に発生された温度袖ｆｉ４
信号からｄＪ　ｐ、Ｑされる。アラインメントは温反袖
憤信号による修ＩＥ凌光了する。

オペレートモードにおいては、第６図の逐次１戦図に示
されているように、ジャイロ出力信号がプロセッサ回路
１８０によって受１ｇされ、車内水平課’ＦＡおよびジ
ャイロ出力誤差がジャイロ信号から引をノ、すれる。こ
の七−ドにおいては、実際の力Ｉ１迷度に起因する加速
度信号を車両水平誤差に起因″′４−るものから識別す
るためにオドメータ１４０からの出カイｇ”３か狙１　
＃１４される。その結果イ→られたジャイロイ６−号は
「無」ジャイロ出力と指示される。緯度を６１１１定し
かつピッチ軸にｔｆ）つたｔ＞ＩＪ　Ｈ己地球ｉ’Ｍ　
１．ｔｆ：をＡ州月１することにより、方旬角を甜ＪＩ
シかつ線略１≦）３によってインジケータユニット１２
０へ伝１帝することかできる。

方１立システム皿のｈ　Ｉ乍化よりよ＜　ｕ＋　袖、　
”ｒるために、８１４７図はプロセッサ回路１８０にお
ける臼型的な一組の動作の数理的絵図を７Ｆ丁。膚景１
１１報としてそして航法システム教訓の８／、述工分野
の当梨渚には同僚］であるように、システム１００が水
平状態にあるとき、すなわち、車両が方位軸に垂直であ
るときには、方１１７角として真北を計算するための式
はｆ記の通りである。

式中ＷＫＲは地球の回転速度に等しく、人は緯度に等し
い。当条塙には明白であるように、標準かつ周知のＵＴ
Ｍ北航座標が緯度の代りに式ｌで使用されうろことに注
目すべきである。オペレートモードにおいては、プロセ
ッサ回路１８０は加埋置耐回路１８Ｊ　　１８７によっ
て発生された７１１１速度（７３号に応答して車内の誤
水平状態に起因１−る車肉力毎のηＦ箸を袖演する。ま
た前述したように、プロセッサ回路１８０は脚路１８４
にジャイロ１５０によって発生されたγ品度信号に応答
してシステム１００の温度変化に起因する偏差について
車両刃位肘′１４を補償１−る。

第７図を参照すると、図示の変数記号は下記の定義を有
する。

Ａ、ｘ−ロール軸に沿って測定した加速度Ａｙ−ピッチ
軸に６１って７１１１１定した加速度ｑ＝ピッチ軸に沿
った車両速度 ［ｔ−ヨー１１１＋　Ｋ沿った。＋ｇ両速度Ｐｘｓ　　
２７％　ｐＺ　＝レバーアーム変位Ｖｘ　＝　Ａｘの直
線部分 Ｖｙ＝　Ａｙの直線部分 Ｖｘ＝ロール軸に沿ったｌＩ４線速度 ｖｙ＝ピッチ＋１４１１ｉＣ（ｉ）ツたＩ自＋Ｎ、１Ｗ
ｉＩ＆θ、Φ、戸＝ピッチ、ロールおよび方イｑオイラ
ー角Ｋ　＝選択システムゲイン ｔ−車力常数 Ｋ（ＪＩＪ　＝オドメータ換′ｎ係数推定餉ΩＮ＝地球
速度ベクトルの乳成分 ΩＤ＝地球速度ベクトルの「ダウｙ（ｄｏｗｎ）Ｊ成分
８、Ｃ＝　サイン、コザイン ｖｏｌ）−オドメータ換算係数 プロセッサ回路１８０において逐行された操作の数理的
布量は第７図の線図から容易に理解される。しかしなが
ら、その機能のあるものについて詳細に説明する。ブロ
ック７０１におゆる′＃勇−と関連するａＭ仁はオドメ
ータ換算係数の推定値を与える。オドメータと関連する
換算係数はマイル当りの回転数で測定され、車両当り規
準では僅かに異なる定数である。ブロック７０１内の条
件スイッチな荊る入力はスイッチが閉じられているとき
換算係数における誤差を表わす、プロセッサＩ！Ｊｆ、
Ｗ１８０への人力がオドメータ供算係数ｖＯ１ｊにおけ
る誤差を表わすとき前記スイッチは閉じられる。

次にブロック７０３を参照すると、入力ブロック７０３
と関連する条件スイッチが開かれているとき、方位角を
計算するための標準手順がオｕ用される。スイッチが閉
じられているときには、ジャイロコンパス動作が起こり
つつあり、これにより肘其埴からシステム１０口と関連
する動的誤差を効果的に引算する。この条件スイッチは
車両がｊＶｌ＋止しているとき：ｊ６よび市内が前述し
たオペレートモードでｙＷ転じつつあるときにのみ閉じ
られる。

ブロック７０５は二ｉｙｔ衰フィードバックループであ
り、人力ｐｘｒはピッチ１ｌｌｌ１１に沿った計算速度
をその特定飴に従梳させるための基準倍※号である。第
７図の手部分に示されたループは同様に制用される。プ
ロセッサ回路１８０で遂行された逐次処理の合成出力は
＋ｈ　６１７５７０７上に方位角ψとして示されている
。

本発明の原Ｊ１１ｊは車両方イＶを決定するための上、
Ｉ？ドした％定力１）７．　ＪＡ準フシステム限定され
ない。

当菟渚゛には明白であるように、４・軸間の上述した実
施７．＋Ｊ４伸の改変や変更が木ツヘ明の新規概念の梢
イ中およびＩ（１１）、囲からＱ　ＩＩ；＋’、するこ
となしになされうる。

【図面の簡単な説明】

ｊ第１図は本発明に保る方１立丞準ンステムの一実施υ
ｇ（））の栴危図である。 第２図は第１図の方位基線システムの電気回路のブロッ
ク線図である。 第３図は第１図の方位基準システムのインジケータユニ
ットのＭ’１Ｍ図である。 第４図は第１図の方位基準システムのコントローラユニ
ットの佑造図である。 第５図は第１図の方位基準システムのプロセッサ回路の
動作の一実施態様の線図である。 第６図はオペレートモード中の第１図の方位基準システ
ムのプロセッサ回路の動作の一実施態僚の逐次線区であ
る。 第７図は第１図の力位基準システムのプロセッサ回路の
一般的動作の一実施態悼の逐次線図である。 １００　・・・　方位基準システム １１０・・・　基準ユニット １２０・・・　インジケータユニット １３０・・・　　コントローラユニット１４０　・・・
　オドメータユニット １５０　　・・・　ジャイロ １６０　　・・・　ディジタルループ １６２・・・増幅器 １６４・・・復調器回路 １６６・・・増幅器 １６８・・・比較器／緩価器１Ω１路 １８０・・・プロセッサ、タイミング回路１８２・・・
電力供給回路 １８５・・・マルチグレクザ／、Ｊ：鞄１１Ｅ回路１８
６、１８７　・・・　刀ＩＩ　ガ七り叱鱈１゛回路３０
１・・・システム奄カスイッチ ３０３・・・トグルスイッチ ３０５・・・スルートクルスイッチ ４０１、４０３，４０５・・・ライト 也ン二；］２７ント Ｆ１６．３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　陸上基地のある車両に使用して車両蓮転者に固定基
   準方位軸に関する指向性車両方位の５］祝指示を与える
   ための独立取付は方位基準システムであって、 車両内に方位システムを袋層するためのノ＼ウジングを
   具備し、前記ノ＼ウジングは、車両の移動方向に対応す
   るロール軸と、ロール軸に屯ｌでありかつ車両が水平地
   形上にあるときロール軸と共に水平平面を形成するピッ
   チ軸と、ピッチ軸およびロール軸に相互に垂直でありか
   つ車両が水平地形上にあるとき方位軸に平行であるヨー
   軸とを画定するように配向されていること； ヨー軸およびピッチ軸を中心とする車両回転の比率を検
   知しかつ検知車両回転を指示する固定信号を幹生１−る
   ためのジャイロ手段；ロール展１１およびピッチＩｔ！
   １１に６１つだ車両加速度の大きさを測定しかつピッチ
   軸とロール軸で形成された水平平面に関する車両のアラ
   インメント誤差を指示する〃１１速度信号を発生するた
   めの加速度側手段； ジャイロ手段を初勘ゼロ位前に整合させるために必要な
   大きさの力に対比、する力信号を発生するためにジャイ
   ロ手段に結合されかつ比率１６号に応答１−るＩＣ１回
   路手段；方位軸に関する車＋１６の方向の角偏差を表わ
   す方位信号を発生するために力１目号および加速度（Ｉ
   ！１号に応答するプロセッサ手段；東両運転渚に東向方
   位のＦｌ］祝指ボを与えるためにプロセツザ＋段に連結
   されかつ方位値＋＋ｒ応答１−るインジケータ手段； からなる前記方位基準システム。 ２　　、ｉｌｔ　ＩＱが移動した距＃１１または速度を
   測定しかつそれをイ１ｊ示する距削または廊度信号を発
   生′するためにプロセッサ中段に連結された測定手段を
   さらに具備し、プロセッサ手ｆ夕が距離または埋置ｆｄ
   号に応答し、車両が移動した距ｌ１７ｉｉに従って方位
   信号を補償するようにした特許請求の範囲第１項記載の
   方位基準システム。 ３　ジャイロ手段がジャイロ手段の節度を表わす温度抽
   情徊旬をさらに死生し、プロセッサ＋段が温度補償１♂
   号に比、答し、ハ［定温反かものジャイロ手段の温度の
   偏差について力位信号を補償するよ５Ｋｌた特許請求の
   範囲第１項記戦の方位基準システム。 ４　ジャイロ手段が２ｆＩＩ１１動的同町ジヤイロから
   なる特許請求の範囲第１狽り賊の方位基準システム。 ５　加速度ｄ１゛１導が第一および第二の加速度ｉｔか
   らなり、第一の加速度計がロール軸に沿った車両加速度
   に応答し、り３二の加速度ｈ１がピッチ軸に沿った車両
   加速度に応答するようにした特許１ｌＩｆ求の粍囲第１
   〕１記載の方位基準システム。