JPS5956106A - 航法装置 - Google Patents
航法装置Info
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- JPS5956106A JPS5956106A JP16737282A JP16737282A JPS5956106A JP S5956106 A JPS5956106 A JP S5956106A JP 16737282 A JP16737282 A JP 16737282A JP 16737282 A JP16737282 A JP 16737282A JP S5956106 A JPS5956106 A JP S5956106A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- water speed
- error
- ship
- water
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/005—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 with correlation of navigation data from several sources, e.g. map or contour matching
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Navigation (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は対水速度及び方位角から測位計算を行うと共
に、その誤差修正を観測位置データにより行う航法装置
に関し、特に対水速度センサのバイアス誤差の校正に係
わる。
に、その誤差修正を観測位置データにより行う航法装置
に関し、特に対水速度センサのバイアス誤差の校正に係
わる。
〈従来技術〉
従来のこの種の航法装置は第１図に示すように、船首尾
軸方向（この説明ではＸ一方向、船のロール軸）に取り
付けられた電磁速度計のような対水速度センサ１１によ
り船首尾軸方向の船速度を検出して推測航法計算部１２
に供給される。一方ジャイロコンパス１３よりの方位角
信号も推測航法計算部１２に供給され、推測航法計算部
１２で前記船速度は北方向成分と東方向成分とに分解さ
れる。これら各成分はそれぞれ積分されて船の位置が計
算される。この測位計算結果は立置信号１４として出力
される。また北方向、東方向に分解された速度信号は人
工衛星による測位装置、いわゆるＮＮ５Ｓ位置センサ受
信装置１５に入力され、船の整動速度補正に用いられる
。ＮＮ５Ｓ位置センサ受信装置１５は位置リセット信号
に用いられるが、このリセットは１時間毎にしか行りれ
ない。このため対水速度センサのバイアス誤差、潮流、
ジャイロコンパス１３の誤差等による測位誤差がこの１
時間の間に増大してしまう。
軸方向（この説明ではＸ一方向、船のロール軸）に取り
付けられた電磁速度計のような対水速度センサ１１によ
り船首尾軸方向の船速度を検出して推測航法計算部１２
に供給される。一方ジャイロコンパス１３よりの方位角
信号も推測航法計算部１２に供給され、推測航法計算部
１２で前記船速度は北方向成分と東方向成分とに分解さ
れる。これら各成分はそれぞれ積分されて船の位置が計
算される。この測位計算結果は立置信号１４として出力
される。また北方向、東方向に分解された速度信号は人
工衛星による測位装置、いわゆるＮＮ５Ｓ位置センサ受
信装置１５に入力され、船の整動速度補正に用いられる
。ＮＮ５Ｓ位置センサ受信装置１５は位置リセット信号
に用いられるが、このリセットは１時間毎にしか行りれ
ない。このため対水速度センサのバイアス誤差、潮流、
ジャイロコンパス１３の誤差等による測位誤差がこの１
時間の間に増大してしまう。
この増大を押えるためにロラ／−Ｃ受信装置１６よりの
位置信号をＮＮ５Ｓ位置セッサ受信装置１５の位置信号
と同様に位置リセット信号として用いている。しかしロ
ラン−Ｃ受信装置１６による位置信号も、時間の経過と
ともに誤差が増大する。この位置誤差の増大を押えるの
はＮＮ５Ｓ位隨センサ受信装置１５の位置リセット信号
の役目である。しかしこの位置リセット信号は１時間毎
であって時間間隔が比較的長い。またＮＮ５Ｓ位置信号
が受信された時、この信号と推測位置信号との差を１時
間で割った値を、対水速度センサ１１の誤差２Ｍ流速度
、更にジャイロコンパスの誤差等の総合平均速度誤差と
して平均速度誤差計算部１７で計算し、次の１時間の時
間帯での速度修正信号として推測航法計算部１２へ供給
している。
位置信号をＮＮ５Ｓ位置セッサ受信装置１５の位置信号
と同様に位置リセット信号として用いている。しかしロ
ラン−Ｃ受信装置１６による位置信号も、時間の経過と
ともに誤差が増大する。この位置誤差の増大を押えるの
はＮＮ５Ｓ位隨センサ受信装置１５の位置リセット信号
の役目である。しかしこの位置リセット信号は１時間毎
であって時間間隔が比較的長い。またＮＮ５Ｓ位置信号
が受信された時、この信号と推測位置信号との差を１時
間で割った値を、対水速度センサ１１の誤差２Ｍ流速度
、更にジャイロコンパスの誤差等の総合平均速度誤差と
して平均速度誤差計算部１７で計算し、次の１時間の時
間帯での速度修正信号として推測航法計算部１２へ供給
している。
この従来の航法装置は次の欠点があった。即ちロラン−
Ｃの信号、ＮＮ５Ｓの信号はあくまで位置リセット信号
として用いられているだめに、潮流の変化、風、波浪、
船の運動変化等の外乱入力が測位誤差へ大きく影響して
いる。更に最大１時間前の平均速度誤差を用いて次の１
時間の速度誤差を修正しているため、次の１時間の速度
誤差の特性（極性９が変化した時の影響が測位誤差を発
生ずる。またこの特性変化は例えば第２図に示すように
、潮流の方向変化により測位誤差ΔＰが生じ、また船の
旋回の影響により誤差の傾向が大きく変化する。第２図
は、時間軸上のＩＨ、２ＨにおいてＮＮ５Ｓ位置リセッ
トされることを示している。またロラン−Ｃの信号を連
続的に取り込む必要があった。更にこの航法装置はオー
プンループで構成されてい、るため、ロラン−Ｃ信号、
、ＮＮ５Ｓ位置信号、対水速度センサ、ジャイロコンパ
ス、潮流）各誤差の周波数成分および不規則成分をＰ波
する能力がなかつたことによシ測位誤差が大きくなった
。
Ｃの信号、ＮＮ５Ｓの信号はあくまで位置リセット信号
として用いられているだめに、潮流の変化、風、波浪、
船の運動変化等の外乱入力が測位誤差へ大きく影響して
いる。更に最大１時間前の平均速度誤差を用いて次の１
時間の速度誤差を修正しているため、次の１時間の速度
誤差の特性（極性９が変化した時の影響が測位誤差を発
生ずる。またこの特性変化は例えば第２図に示すように
、潮流の方向変化により測位誤差ΔＰが生じ、また船の
旋回の影響により誤差の傾向が大きく変化する。第２図
は、時間軸上のＩＨ、２ＨにおいてＮＮ５Ｓ位置リセッ
トされることを示している。またロラン−Ｃの信号を連
続的に取り込む必要があった。更にこの航法装置はオー
プンループで構成されてい、るため、ロラン−Ｃ信号、
、ＮＮ５Ｓ位置信号、対水速度センサ、ジャイロコンパ
ス、潮流）各誤差の周波数成分および不規則成分をＰ波
する能力がなかつたことによシ測位誤差が大きくなった
。
各種誤差成分が測位誤差に影響するが、対水速度センサ
（例えば電磁ログ）のバイアスと、潮流速度とは同一極
性であるため、これらを分離するには従来においては第
３図に示すように、水槽３１内で回転試験装置３２上に
対水速度センサ３３を取付けて対水速度センサ３３を回
転させ、その時の水槽３１内の水の流れに対し速度セン
サ３３の出力から速度センサ３３のバイアス誤差を検出
していた。或は第４図に示すように船３５を速度ＶＳで
潮流３６と同一方向に航行させた後１８０度旋回させて
航行させ、この時の対水速度センサの両出力から潮流の
速度ＶＯＣＮの影響を除去して、対水速度センサのバイ
アス誤差を検出していた。何れにしても対水速度センサ
のバイアス誤差の検出に大きな費用がかかったＯ 〈発明の概要〉 この発明の目的は対水速度センサのバイアス誤差を安価
にかつ容易に検出することができる航法装置を提供する
ことにちる。
（例えば電磁ログ）のバイアスと、潮流速度とは同一極
性であるため、これらを分離するには従来においては第
３図に示すように、水槽３１内で回転試験装置３２上に
対水速度センサ３３を取付けて対水速度センサ３３を回
転させ、その時の水槽３１内の水の流れに対し速度セン
サ３３の出力から速度センサ３３のバイアス誤差を検出
していた。或は第４図に示すように船３５を速度ＶＳで
潮流３６と同一方向に航行させた後１８０度旋回させて
航行させ、この時の対水速度センサの両出力から潮流の
速度ＶＯＣＮの影響を除去して、対水速度センサのバイ
アス誤差を検出していた。何れにしても対水速度センサ
のバイアス誤差の検出に大きな費用がかかったＯ 〈発明の概要〉 この発明の目的は対水速度センサのバイアス誤差を安価
にかつ容易に検出することができる航法装置を提供する
ことにちる。
この発明によれば対水速度センサが船底に回転できるよ
うに取付けられる。対水速度センサを回転させることに
よシ、対水速度センサのバイアス誤差は北、東方向成分
に周期的極性が生じるが、潮流の北、東方向は正常流の
場合は一定であることの違いを利用し、これら成分を分
離する。つまり航行中に一定時間ごとに、或は適当な時
間ごとに対水速度センサを回転させ、この対水速度セン
サの出力の北、東方向成分から船の位置を推定し、この
推定位置とロラン−Ｃ受１言機又はＮＮ５Ｓ位置センサ
受信機よりの位置とを比較し、この比較結果を；圧波す
ることにより対水速度センサのバイアス誤差成分を除き
、潮流による誤差を推定し、この潮流速度を知ることに
より、対水速度センサの出力からのバイアスを推定する
。
うに取付けられる。対水速度センサを回転させることに
よシ、対水速度センサのバイアス誤差は北、東方向成分
に周期的極性が生じるが、潮流の北、東方向は正常流の
場合は一定であることの違いを利用し、これら成分を分
離する。つまり航行中に一定時間ごとに、或は適当な時
間ごとに対水速度センサを回転させ、この対水速度セン
サの出力の北、東方向成分から船の位置を推定し、この
推定位置とロラン−Ｃ受１言機又はＮＮ５Ｓ位置センサ
受信機よりの位置とを比較し、この比較結果を；圧波す
ることにより対水速度センサのバイアス誤差成分を除き
、潮流による誤差を推定し、この潮流速度を知ることに
より、対水速度センサの出力からのバイアスを推定する
。
〈実施例〉
第５図はこの発明による航法装置の一例を示し、第１図
と対応する部分には同一符号を付けである。
と対応する部分には同一符号を付けである。
この発明の要部である対水速度センサのバイアス誤差の
校正部分の説明に先立ち、この発明を適用するに好まし
い測位装置について説明する。
校正部分の説明に先立ち、この発明を適用するに好まし
い測位装置について説明する。
対水速度センサ１１から船首尾軸方向（ロール軸方向）
の対水速度が検出されると共に、対水速度センサ１８か
ら船のビノナ軸方向の対水速度（潮流。
の対水速度が検出されると共に、対水速度センサ１８か
ら船のビノナ軸方向の対水速度（潮流。
風等による横流れ速度成分）が検出され、これら対水速
度は推測航法割算部１２に供給される。ジャイロコンパ
ス１３からの方位角信号も推測航法割算部１２へ供給さ
れ、対水速度の北方向速度成分と東方向速度成分とが計
算される。これら速度成分はそれぞれ積分されて船のｉ
ｉｊ・１位決定が行われる。この推測位置と、ロラン−
Ｃ受信機１６およびＮＮ５Ｓ（立置センサ受・は伝１５
からの各ｆｉ“（置信号とがその位置信号が得られるご
とに位置比較計算部１９で比較される。その比較結果の
信号は予測推定計算部２１でＰ波されて、前記比較出力
中に埋もれている対水速度センサ１１ 、１８のバイア
ス誤差、ジャイロコンパス１３の誤差、潮流速度などが
それぞれ推定され、更に位置誤差が推定される。この位
置誤差推定値より位置誤差制御量が制御量計算部２２で
計算され、その位置誤差制御量は推測航法計算部１２に
帰還される。
度は推測航法割算部１２に供給される。ジャイロコンパ
ス１３からの方位角信号も推測航法割算部１２へ供給さ
れ、対水速度の北方向速度成分と東方向速度成分とが計
算される。これら速度成分はそれぞれ積分されて船のｉ
ｉｊ・１位決定が行われる。この推測位置と、ロラン−
Ｃ受信機１６およびＮＮ５Ｓ（立置センサ受・は伝１５
からの各ｆｉ“（置信号とがその位置信号が得られるご
とに位置比較計算部１９で比較される。その比較結果の
信号は予測推定計算部２１でＰ波されて、前記比較出力
中に埋もれている対水速度センサ１１ 、１８のバイア
ス誤差、ジャイロコンパス１３の誤差、潮流速度などが
それぞれ推定され、更に位置誤差が推定される。この位
置誤差推定値より位置誤差制御量が制御量計算部２２で
計算され、その位置誤差制御量は推測航法計算部１２に
帰還される。
この推定は下記式で表現される。
ここで、
ｙ ＝ ＡＸ 十ｖ −＋ ｙ ＝ ＡＸ
−−（２）Ｘは推定すべき誤差パラメータ、ｙはロラ
ン−Ｃ受信機１６やＮＮ５Ｓ位置センサ受信機１５の観
測データ、Ｕは制御量でＵ−−に’２である。交はＸの
推定値、■は観測雑音でσ７はその分散、Ｗはンステム
入力雑音でσ工は予測誤差（Ｘ−Ｘｐ）の分散である。
−−（２）Ｘは推定すべき誤差パラメータ、ｙはロラ
ン−Ｃ受信機１６やＮＮ５Ｓ位置センサ受信機１５の観
測データ、Ｕは制御量でＵ−−に’２である。交はＸの
推定値、■は観測雑音でσ７はその分散、Ｗはンステム
入力雑音でσ工は予測誤差（Ｘ−Ｘｐ）の分散である。
Ｆ、Ａ、Ｇ、Ｂは定数である。
ロラン−Ｃ受信機１６はほとんど連続的にデータを受信
できるが、この発明では予測計算機能を有しているだめ
、データは３０秒〜数分間隔で取り込めば充分である。
できるが、この発明では予測計算機能を有しているだめ
、データは３０秒〜数分間隔で取り込めば充分である。
そしてＮＮ５Ｓ位置センサ受１言機１５からのデータが
１時間毎に受信されるたびに、ロラン−Ｃ受信機１６で
得られた位置信号のドリフトがロラン−Ｃ補正計算部２
３で推定し補正される。
１時間毎に受信されるたびに、ロラン−Ｃ受信機１６で
得られた位置信号のドリフトがロラン−Ｃ補正計算部２
３で推定し補正される。
観測データ間の中側式は次式である。
Ｕ＝−ＫＸｐ ・・・・・・・
・・（５）Ｋは定数である。
・・（５）Ｋは定数である。
この予測区間決定は船の力学的環境で決められる。例え
ば７ノツト程度の巡航で、波も静かな状態では５分〜１
０分程度のロランデータ受信で充分で、予測区間は１０
分間となる。
ば７ノツト程度の巡航で、波も静かな状態では５分〜１
０分程度のロランデータ受信で充分で、予測区間は１０
分間となる。
この発明においては、対水速度センサ１１ 、１８はそ
れぞれその検出速度方向と直角な軸に対して回転できる
ように船に取付けられ、校正時には、船の進行中に対水
速度セッサ１１ 、１８を任意の一定レートで回転させ
、その出力信号をジャイロコンパス１３の出力でそれぞ
れ北、東方向に分解し、これら分解された成分をそれぞ
れ積分して位置データを得、この位置データと、ロラン
−Ｃ受信機１６の位置データもしくはＮＮ５Ｓ位置セン
サ受信機１５の位置データとを位置比較計算部１９で比
較して、この比較信号よシ（１）〜（５）式に基づき対
水速度センサのバイアスと潮流速度（バイアス）とを分
離推定して対水速度センサを校正する。
れぞれその検出速度方向と直角な軸に対して回転できる
ように船に取付けられ、校正時には、船の進行中に対水
速度セッサ１１ 、１８を任意の一定レートで回転させ
、その出力信号をジャイロコンパス１３の出力でそれぞ
れ北、東方向に分解し、これら分解された成分をそれぞ
れ積分して位置データを得、この位置データと、ロラン
−Ｃ受信機１６の位置データもしくはＮＮ５Ｓ位置セン
サ受信機１５の位置データとを位置比較計算部１９で比
較して、この比較信号よシ（１）〜（５）式に基づき対
水速度センサのバイアスと潮流速度（バイアス）とを分
離推定して対水速度センサを校正する。
即ち北方向速度成分ＶＮ 、東方向速度成分ＶＥは次で
表わせる。各種速度成分は第６図に示す通りである。
表わせる。各種速度成分は第６図に示す通りである。
ＶＮ ＝ Ｃ（Ｖｘ−θ−Ｖｙｓｌｉθ） ｃｏｓ Ｆ
−（％Ｘ５ＩＩｎθ十Ｖｙ ｃｏｓθ）ｓｉｎ（１’
）］＋〔（δＶｘｃｏｓθ−δＶｙｓｉｎθ）α３ψ
′−（δ′ｖＸＳ石θ＋δＶｙｃｏｓθ）ｓｉｎ Ｆ＋
ＶＯＣＮ ：ｌ］ ＝ＶＮ＋δＶＮ ｖＥ＝［（ＶｘｃＱｓθ−ＶｙｓＩｎθ）ｓｌｎＦ ＋
（ｖＸｓｉｎθ＋Ｖｙｃｏｓθ）ｃｏｓＦ］十〔（δ■
ｚｃｔｓθ−δＶｙｓ［ｎθ）ｓｉｎ Ｆ ＋ （δＶ
Ｘ ｓｉｎθ十δＶｙ ｃｏｓθ）−ｙ＋ＶＯＣＥ：］ ＝ＶＥ十δＶＥ は電磁ログ（対水速度センサ） １１．１８のバイアス
誤差、ＶＯＣＮ ＋ ＶＯＣＥは潮流の北方向成分、東
方向成分、Ｗは方位角、θは回転角でθ（ｔ）−ｆｔω
ｄｔ−ωｔ、ωは対水センサの回転角速度である。
−（％Ｘ５ＩＩｎθ十Ｖｙ ｃｏｓθ）ｓｉｎ（１’
）］＋〔（δＶｘｃｏｓθ−δＶｙｓｉｎθ）α３ψ
′−（δ′ｖＸＳ石θ＋δＶｙｃｏｓθ）ｓｉｎ Ｆ＋
ＶＯＣＮ ：ｌ］ ＝ＶＮ＋δＶＮ ｖＥ＝［（ＶｘｃＱｓθ−ＶｙｓＩｎθ）ｓｌｎＦ ＋
（ｖＸｓｉｎθ＋Ｖｙｃｏｓθ）ｃｏｓＦ］十〔（δ■
ｚｃｔｓθ−δＶｙｓ［ｎθ）ｓｉｎ Ｆ ＋ （δＶ
Ｘ ｓｉｎθ十δＶｙ ｃｏｓθ）−ｙ＋ＶＯＣＥ：］ ＝ＶＥ十δＶＥ は電磁ログ（対水速度センサ） １１．１８のバイアス
誤差、ＶＯＣＮ ＋ ＶＯＣＥは潮流の北方向成分、東
方向成分、Ｗは方位角、θは回転角でθ（ｔ）−ｆｔω
ｄｔ−ωｔ、ωは対水センサの回転角速度である。
各北方向における真の速度成分ＶＮ及びその誤差成分δ
ＶＮ 、東方向における真の速度成分ＶＥ及びその誤差
成分δＶＥは次式と彦る。
ＶＮ 、東方向における真の速度成分ＶＥ及びその誤差
成分δＶＥは次式と彦る。
ＶＮ ＝ （ＶＸ ｃｏｓθ−Ｖｙ ｓｉｎθ） ｃｏ
ｓｖｆ−（ＶＸ ｓｉｎθ＋Ｖｙｃｏｓθ）ｓｉｎ（／
’δＶＮ＝（δＶＸ ｃｏｓ ωｔ−δｖｙｓｉｎ ω
ｔ ） ｃｏｓ’Ｉ’−（δＶＸ ５ｉｌｌωを十δＶ
ｙ Ｃｏ！＋ωｔ ） ＝Ｊ ＋ＶＯＣＮＶＥ＝ （Ｖ
Ｘｃｏｓθ−Ｖｙｓ石θ）ｓｉｎψ＋（ｖｘｓ石θ＋Ｖ
ｙｃｏｓθ）ｃｏｓｖδＶＥ ＝ （δＶＸｃｌｌｌｓ
ωを一δＶｙ ｓｉｎωｔ）ｓｂ＋Ｆ＋（δＶＸ ｓｉ
ｎωを十δＶｙｃＯｓωｔ 、） ｃｏｓＶｆ＋ＶＯＣ
Ｆ。
ｓｖｆ−（ＶＸ ｓｉｎθ＋Ｖｙｃｏｓθ）ｓｉｎ（／
’δＶＮ＝（δＶＸ ｃｏｓ ωｔ−δｖｙｓｉｎ ω
ｔ ） ｃｏｓ’Ｉ’−（δＶＸ ５ｉｌｌωを十δＶ
ｙ Ｃｏ！＋ωｔ ） ＝Ｊ ＋ＶＯＣＮＶＥ＝ （Ｖ
Ｘｃｏｓθ−Ｖｙｓ石θ）ｓｉｎψ＋（ｖｘｓ石θ＋Ｖ
ｙｃｏｓθ）ｃｏｓｖδＶＥ ＝ （δＶＸｃｌｌｌｓ
ωを一δＶｙ ｓｉｎωｔ）ｓｂ＋Ｆ＋（δＶＸ ｓｉ
ｎωを十δＶｙｃＯｓωｔ 、） ｃｏｓＶｆ＋ＶＯＣ
Ｆ。
推測位置ＲＮ 、 ＲＥは次式と彦る。
ロラン−Ｃ受信機もしくはＮＮ５Ｓ位置センサ受信機に
よる観測位置ＲｍＮ ｒ Ｒｍｇは次式である。
よる観測位置ＲｍＮ ｒ Ｒｍｇは次式である。
Ｒｍ Ｎ ＝ ＲＮ 十ＶＮ
Ｒ４１１Ｅ＝ ＲＥ 十ＶＥ
ｖＮ 、 ｖ、は観測誤差。
従って推測位置ＲＮ 、 ＲＥと観測位置ＲｍＮ ＋
ＲｍＥを比較した結果は次式となる。δＶＮ 、δＶＥ
の各積分範囲はＯから２π／ωである。
ＲｍＥを比較した結果は次式となる。δＶＮ 、δＶＥ
の各積分範囲はＯから２π／ωである。
ＲＮ −Ｒ４１１Ｎ ＝δＲＮＶｐｚ＝ＶｏｃＮｔ −
ＶＮ＝Ｖｏ（Ｎｘ（”’） ＶＮＲＥ−Ｒｒｌｌ ｍ
＝δ＆−ＶｒニーＶｏｃＥｔ−ＶＥ＝ＶＯＣＥＸ（−”
−） ＶＥとなる。ＶＮ 、 ＶＥ ／′ｉ、ＮＮＳ
Ｓ位置センサ受信機ではゼロとみなし、よってＲＮ−Ｒ
ｍｓ 、 ＲＥ−ＲｍＥの演算結果から潮流ＶＯＣＮ
、 ＶＯＣＥが求まる。ロラン−Ｃ受信機における陵測
誤差ｖＮ 、 ｖＥの推定式は（１）〜（５）式に従っ
て行われる。速度出力ｖＸ、Ｖｙ中の誤差成分は、潮流
と対水速度センサのバイアス誤差であるから、前記側ｋ
ＶＯＣＮ 、 Ｖｏｃｒ：を知ること傾よシ、対水速
度センサ１１ 、１８のバイアス誤差を求めることがで
きる。即ち対水速度センサ１１，１．８の回転を止め（
ω＝Ｑ 、 θ＝Ｏ’）にもどし再びｖＮ 、 ｖ、を
計算し、この積分値をロラン−Ｃ受信機又はＮＮ５Ｓ位
置センサ受信機の出力と比較し、これらの差をモニター
すると、下記式が得られる。
ＶＮ＝Ｖｏ（Ｎｘ（”’） ＶＮＲＥ−Ｒｒｌｌ ｍ
＝δ＆−ＶｒニーＶｏｃＥｔ−ＶＥ＝ＶＯＣＥＸ（−”
−） ＶＥとなる。ＶＮ 、 ＶＥ ／′ｉ、ＮＮＳ
Ｓ位置センサ受信機ではゼロとみなし、よってＲＮ−Ｒ
ｍｓ 、 ＲＥ−ＲｍＥの演算結果から潮流ＶＯＣＮ
、 ＶＯＣＥが求まる。ロラン−Ｃ受信機における陵測
誤差ｖＮ 、 ｖＥの推定式は（１）〜（５）式に従っ
て行われる。速度出力ｖＸ、Ｖｙ中の誤差成分は、潮流
と対水速度センサのバイアス誤差であるから、前記側ｋ
ＶＯＣＮ 、 Ｖｏｃｒ：を知ること傾よシ、対水速
度センサ１１ 、１８のバイアス誤差を求めることがで
きる。即ち対水速度センサ１１，１．８の回転を止め（
ω＝Ｑ 、 θ＝Ｏ’）にもどし再びｖＮ 、 ｖ、を
計算し、この積分値をロラン−Ｃ受信機又はＮＮ５Ｓ位
置センサ受信機の出力と比較し、これらの差をモニター
すると、下記式が得られる。
ＲＮ ＲｍＮ＝ （δｖＸＱ）Ｓ’！−δｙｙｓ＋ｒ＋
’） ｔ、 ＋ＶＯＣＮ ｔ＋ＲＥ ＲＩＴＩＥ
＝ （δＶＸ ｓｉｎ Ｆ十δＶｙｃｏｓψ）ｔ＋
＋ＶＯＣＥ ｔｌここでｆはジャイロ出力角で（船の巡
航中は一定）また１、は積分値の上限、ＶＯＣＮ 、
Ｖｏｃｇは前ステップ（回転モード）で得られるので、
上記２式より対水速度センサ１１ 、１８のバイアス誤
差δ■工、δＶｙカ計算される。
’） ｔ、 ＋ＶＯＣＮ ｔ＋ＲＥ ＲＩＴＩＥ
＝ （δＶＸ ｓｉｎ Ｆ十δＶｙｃｏｓψ）ｔ＋
＋ＶＯＣＥ ｔｌここでｆはジャイロ出力角で（船の巡
航中は一定）また１、は積分値の上限、ＶＯＣＮ 、
Ｖｏｃｇは前ステップ（回転モード）で得られるので、
上記２式より対水速度センサ１１ 、１８のバイアス誤
差δ■工、δＶｙカ計算される。
〈効果〉
以上述べたようにこの発明によれば対水速度センサのバ
イアス誤差を航行中に測定することができる。また潮流
速度も同様に測定でき、正確に航行位置を推定すること
ができる。従って潮流や旋回による影響を受けることな
く、例えば第７図に実線で示すように誤差を小さくする
ことができる。
イアス誤差を航行中に測定することができる。また潮流
速度も同様に測定でき、正確に航行位置を推定すること
ができる。従って潮流や旋回による影響を受けることな
く、例えば第７図に実線で示すように誤差を小さくする
ことができる。
第７図中の点線は第２図の曲線を比較のために示した。
しかも対水速度センサのバイアス誤差の検出のための費
用（は著しく安価で済む。
用（は著しく安価で済む。
第１図は従来の航法装置を示すブロック図、第２図は従
来の航法装置の測位誤差の傾向を示す図、第３図は従来
の対水速度センサのバイアス誤差の測定装置を示す図、
第４図は従来の対水速度センサのバイアス誤差の測定法
を説明するだめの図、第５図はこの発明による航法装置
の一例を示すブロック図、第６図は各種速度成分を示す
図、第７図はこの発明の航法装置における測位誤差の傾
向を示す図である。 １１ 、１８ ：対水速度センサ、１２：推位航法計算
部、１３：ジャイロコンパス、１５ ： ＮＮ５Ｓ 位
置センサ受信機、１６：ロランー〇受信機、１９：位置
比較計算部、２１：予測推定計算部。 特許出願人 株式会社北辰電機製作所代理人 草野
車 第１図 第２図 ；づ・ ３ 図 第４図 プし
来の航法装置の測位誤差の傾向を示す図、第３図は従来
の対水速度センサのバイアス誤差の測定装置を示す図、
第４図は従来の対水速度センサのバイアス誤差の測定法
を説明するだめの図、第５図はこの発明による航法装置
の一例を示すブロック図、第６図は各種速度成分を示す
図、第７図はこの発明の航法装置における測位誤差の傾
向を示す図である。 １１ 、１８ ：対水速度センサ、１２：推位航法計算
部、１３：ジャイロコンパス、１５ ： ＮＮ５Ｓ 位
置センサ受信機、１６：ロランー〇受信機、１９：位置
比較計算部、２１：予測推定計算部。 特許出願人 株式会社北辰電機製作所代理人 草野
車 第１図 第２図 ；づ・ ３ 図 第４図 プし
Claims (1)
- （１）船に対水速度センサを取付け、その速度センサよ
り船の対水速度を検出し、その速度の北方向成分と東方
向成分とを計算し、これら北方向速度成分及び東方向速
度成分をそれぞれ積分して自船の位置を演算する航法装
置において、上記対水速度センサを、その検出速度方向
に対して直角な軸のまわシに回転させる回転手段と、校
正時に上記対水速度センサを回転させる手段と、その対
水速度センサの出力速度より、北方向速度、東方向速度
を演算し、これら北方向速度、東方向速度を積分し、こ
れら積分値から船の位置を測位計算する測位計算手段と
、その測位計算手段と観測位置とを比較する位置比較計
算手段と、その比較結果をＰ波して’ｔｄ水速変速度セ
ンサイアス誤差成分を除いた潮流による誤差を推定する
予測推定計算手段と、その推定された測位誤差及び対水
速度より上記対水速度センサのバイアス誤差を演算する
計算手段とを具備する航法装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16737282A JPS5956106A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 航法装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16737282A JPS5956106A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 航法装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5956106A true JPS5956106A (ja) | 1984-03-31 |
Family
ID=15848488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16737282A Pending JPS5956106A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 航法装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5956106A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6173015A (ja) * | 1984-09-18 | 1986-04-15 | Shipbuild Res Assoc Japan | 自動航法システム |
| JPS61159107A (ja) * | 1984-12-29 | 1986-07-18 | Japan Radio Co Ltd | 船舶用受信装置 |
-
1982
- 1982-09-24 JP JP16737282A patent/JPS5956106A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6173015A (ja) * | 1984-09-18 | 1986-04-15 | Shipbuild Res Assoc Japan | 自動航法システム |
| JPH0414287B2 (ja) * | 1984-09-18 | 1992-03-12 | Nippon Zosen Kenkyu Kyokai | |
| JPS61159107A (ja) * | 1984-12-29 | 1986-07-18 | Japan Radio Co Ltd | 船舶用受信装置 |
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