JPS5956108A - 航法装置 - Google Patents
航法装置Info
- Publication number
- JPS5956108A JPS5956108A JP16737482A JP16737482A JPS5956108A JP S5956108 A JPS5956108 A JP S5956108A JP 16737482 A JP16737482 A JP 16737482A JP 16737482 A JP16737482 A JP 16737482A JP S5956108 A JPS5956108 A JP S5956108A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- calculation unit
- error
- ship
- signal
- dead reckoning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
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、その誤差修正を電波航法及び衛星航法によシ行う航
法装置に関する。
に、その誤差修正を電波航法及び衛星航法によシ行う航
法装置に関する。
〈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。
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位置信号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１
５に入力され、船の移動速度補正に用いられる。ＮＮ５
Ｓ位置センサ受信装置１５は位置リセ、ソト信号に用い
られるが、このリセットは１時間毎にしか行われない。
よる測位装置、いわゆるＮＮ５Ｓ位置センサ受信装置１
５に入力され、船の移動速度補正に用いられる。ＮＮ５
Ｓ位置センサ受信装置１５は位置リセ、ソト信号に用い
られるが、このリセットは１時間毎にしか行われない。
このだ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かこの１時間の
間に増大してしまう。
ロコンパス１３の誤差等による測位誤差かこの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位置センサ受信装置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位置セ／す受信装置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、対水速度セッサ１１の誤差、潮流速
度、更て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て計算し、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位置センサ受信装置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位置セ／す受信装置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、対水速度セッサ１１の誤差、潮流速
度、更て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て計算し、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）が変化した時の影響が測位誤差を発
生する。捷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、捷だ船の
旋回の影響により誤差の傾向が大きく変ｒヒする。第２
図において時間軸上のＬＨ，２ＨでＮＮ５Ｓ位置リセッ
トされることを示している。またロラ／−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だめ、ロラン−Ｃ信号、
ＮＮ５Ｓ位置信号、対水速度センサ、７ヤイロコンパス
、潮流の各誤差の周波数成分および不規則成分を２波す
る能力がなかつたことにより測位誤差が大きくなった０ 〈発明の・険要〉 この発明の目的は対水速度センサの誤差、潮流の速度を
分離補正することができ、潮流の状態が変化しても測定
精度が劣下せず、捷だロラン−Ｃ信号を常時は必要とせ
ず、ロラ／−Ｃ信号のドリフトを補正できる航法装置を
提供することにある。
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）が変化した時の影響が測位誤差を発
生する。捷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、捷だ船の
旋回の影響により誤差の傾向が大きく変ｒヒする。第２
図において時間軸上のＬＨ，２ＨでＮＮ５Ｓ位置リセッ
トされることを示している。またロラ／−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だめ、ロラン−Ｃ信号、
ＮＮ５Ｓ位置信号、対水速度センサ、７ヤイロコンパス
、潮流の各誤差の周波数成分および不規則成分を２波す
る能力がなかつたことにより測位誤差が大きくなった０ 〈発明の・険要〉 この発明の目的は対水速度センサの誤差、潮流の速度を
分離補正することができ、潮流の状態が変化しても測定
精度が劣下せず、捷だロラン−Ｃ信号を常時は必要とせ
ず、ロラ／−Ｃ信号のドリフトを補正できる航法装置を
提供することにある。
この発明によれば電波航法受信機からの位置信号と推測
位置信号との差の信号をｒｅし、この差信号を構成して
いる支配的な各種誤差、対水速度センサの誤差、潮流誤
差、ジャイロコンパス誤差などが推定される。この推定
よシ速度誤差１位置誤差が推定され、この推定は推定誤
差の１乗平均値が最小になるようなアルゴリズムで遂行
される。
位置信号との差の信号をｒｅし、この差信号を構成して
いる支配的な各種誤差、対水速度センサの誤差、潮流誤
差、ジャイロコンパス誤差などが推定される。この推定
よシ速度誤差１位置誤差が推定され、この推定は推定誤
差の１乗平均値が最小になるようなアルゴリズムで遂行
される。
このようにして推定された位置推定値より位置制御量が
計算され、その位置制御量は推測航法計算部に帰還され
る。またＮＮ５Ｓ位置信号と推測位置信号とを比較し、
前記各誤差を推定すると共に、電波航法受信機の位置信
号の時間的ドリフト誤差をも推定し、電波航法受信機の
位置信号のドリフトを補正する。このようにして外乱に
強く、かつ高精度の航法装置が得られる。
計算され、その位置制御量は推測航法計算部に帰還され
る。またＮＮ５Ｓ位置信号と推測位置信号とを比較し、
前記各誤差を推定すると共に、電波航法受信機の位置信
号の時間的ドリフト誤差をも推定し、電波航法受信機の
位置信号のドリフトを補正する。このようにして外乱に
強く、かつ高精度の航法装置が得られる。
〈実施例〉
第３図はこの発明による航法装置の一例を示し、第１図
と対応する部分に同一符号を付けである。
と対応する部分に同一符号を付けである。
対水速度セ／す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
ら船のピッチ軸方向の対水速度（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
ら船のピッチ軸方向の対水速度（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
度は推測航法計算部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計算部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測
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ＮＮＳ Ｓ位装置センサ受信機１５からの各
位置信号とがその位置信号か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Ｆ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＃誤差推定値よ
り位置誤差制御量が制御計計算部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。
度は推測航法計算部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計算部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測
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ＮＮＳ Ｓ位装置センサ受信機１５からの各
位置信号とがその位置信号か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Ｆ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＃誤差推定値よ
り位置誤差制御量が制御計計算部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＋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＝−ＫＸである。ＸはＸの推定
値、■は観／Ａ１１雑音でσ７はその分散、Ｗはシステ
ム入力雑音でσえは予測誤差（Ｘ−Ｘ、）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＝−ＫＸである。ＸはＸの推定
値、■は観／Ａ１１雑音でσ７はその分散、Ｗはシステ
ム入力雑音でσえは予測誤差（Ｘ−Ｘ、）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ため
、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ため
、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位置センサ受信機１５からのデータが１
時間毎に受信されるたびに、ロラノー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２３
で推定し補正される。
時間毎に受信されるたびに、ロラノー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２３
で推定し補正される。
観測データ間の予測式は次式である。
Ｕ＝−ＫＸｐ ・・・・・・・（５
）Ｋは定数である。
）Ｋは定数である。
この子…１１区間決定は船の力学的頃境で決められる。
例えば７ノノト程度の巡航で、波も静かな状態では５分
〜１０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。
〜１０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。
〈効果〉
以上で説明したようにこの発明によれば、各センサ誤差
及び測位誤差を予測、推定し、系全体として閉ループを
構成し、船の運動変化、潮流の変化に拘らず、全ての海
域において高性能、高精度な測位決定を実現できる。例
えば第２図に示したように測位誤差が旋回中大きくなり
、また潮流の方向変化により測位誤差ΔＰが生じだが、
この発明によれば第４図の点線に示すようにこれらの影
響がなくなる。第４図で点線は第２図の特性を比較のた
めに示した。しかもこれら誤差の予測、推定は比較的簡
易なテジタル計算・機で容易に実行できる。
及び測位誤差を予測、推定し、系全体として閉ループを
構成し、船の運動変化、潮流の変化に拘らず、全ての海
域において高性能、高精度な測位決定を実現できる。例
えば第２図に示したように測位誤差が旋回中大きくなり
、また潮流の方向変化により測位誤差ΔＰが生じだが、
この発明によれば第４図の点線に示すようにこれらの影
響がなくなる。第４図で点線は第２図の特性を比較のた
めに示した。しかもこれら誤差の予測、推定は比較的簡
易なテジタル計算・機で容易に実行できる。
ロラン−Ｃ受信機１６の代りにオメガなど他の敲彼航法
受信機を用いてもよい。また対水速度の検出を対水速度
センサの代りに加速度を検出し、これを積分して求めて
もよく、つまりいわゆる慣性航法による推測航法計算を
行ってもよい。
受信機を用いてもよい。また対水速度の検出を対水速度
センサの代りに加速度を検出し、これを積分して求めて
もよく、つまりいわゆる慣性航法による推測航法計算を
行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
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図はこの
発明による航法装置の一例を示すブロック図、第４図は
この発明による航法装置の測位誤差の傾向を示す図であ
る。 １１：対水速度センサ（ロール軸用）、１２：推測航法
ｇ−ｌ算部、１３ ： ／ヤイロコンパス、１５ ：
ＮＮ５Ｓ位置センサ受信機、１６二ロラン−Ｃ受信機、
１８：対水速度センサ（ピッチ軸用）、１９：位置比較
計算部、２１：予測、推定計算部、２２：制御量計算部
、２３：ロランー〇補正計算部。 特許出願人 株式会社北辰電機製作所代理人 草野
卓 オ ３ 図 １９ オ ４ 図
来の航法装置の測位誤差の傾向を示す図、第３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４図は
この発明による航法装置の測位誤差の傾向を示す図であ
る。 １１：対水速度センサ（ロール軸用）、１２：推測航法
ｇ−ｌ算部、１３ ： ／ヤイロコンパス、１５ ：
ＮＮ５Ｓ位置センサ受信機、１６二ロラン−Ｃ受信機、
１８：対水速度センサ（ピッチ軸用）、１９：位置比較
計算部、２１：予測、推定計算部、２２：制御量計算部
、２３：ロランー〇補正計算部。 特許出願人 株式会社北辰電機製作所代理人 草野
卓 オ ３ 図 １９ オ ４ 図
Claims (1)
- （１）船のロール軸方向の対水速度を検出し、その速度
信号を方位信号検出手段よシの方位信号により北方向成
分及び東方向成分に分解し、これら成分をそれぞれ積分
して自船の位置を演算する推測航法計算部と、電波航法
受信機及び衛星航法位置センサ受信機からの各位置信号
と上記推測航法計算部で演算された位置信号とを比較す
る位置比較部と、その比較結果を沖波して各誤差成分を
推定し、位置誤差を推定する予測推定計算部と、その位
置誤差推定値より位置誤差制御量を演算して上記推測航
法計算部に帰還する制御量計算部と、上記位置誤差推定
値により上記電波航法受信機よシ得られる位置信号のド
リフトを推宕補正して上記位置比較計算部へ供給する航
法受信機補正計算部とを具備する航法装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16737482A JPS5956108A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 航法装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16737482A JPS5956108A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 航法装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5956108A true JPS5956108A (ja) | 1984-03-31 |
Family
ID=15848525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16737482A Pending JPS5956108A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 航法装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5956108A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61246616A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-11-01 | Furuno Electric Co Ltd | 推測航法装置 |
| JPS63109320A (ja) * | 1986-10-16 | 1988-05-14 | リテフ ゲーエムベーハー | 飛行機の航路決定法 |
| US5452216A (en) * | 1993-08-02 | 1995-09-19 | Mounce; George R. | Microprocessor-based navigational aid system with external electronic correction |
| CN104007421A (zh) * | 2014-05-21 | 2014-08-27 | 西安电子科技大学 | 基于全变差和压缩感知的罗兰c被动雷达toa估计方法 |
-
1982
- 1982-09-24 JP JP16737482A patent/JPS5956108A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61246616A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-11-01 | Furuno Electric Co Ltd | 推測航法装置 |
| JPH0531925B2 (ja) * | 1985-04-19 | 1993-05-13 | Furuno Electric Co | |
| JPS63109320A (ja) * | 1986-10-16 | 1988-05-14 | リテフ ゲーエムベーハー | 飛行機の航路決定法 |
| US5452216A (en) * | 1993-08-02 | 1995-09-19 | Mounce; George R. | Microprocessor-based navigational aid system with external electronic correction |
| CN104007421A (zh) * | 2014-05-21 | 2014-08-27 | 西安电子科技大学 | 基于全变差和压缩感知的罗兰c被动雷达toa估计方法 |
| CN104007421B (zh) * | 2014-05-21 | 2016-05-18 | 西安电子科技大学 | 基于全变差和压缩感知的罗兰c被动雷达toa估计方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8773303B2 (en) | Position tracking device and method | |
| US5991692A (en) | Zero motion detection system for improved vehicle navigation system | |
| US5276451A (en) | Navigation system with navigational data processing | |
| US7979207B2 (en) | Systems and methods for detecting a vehicle static condition | |
| US6029111A (en) | Vehicle navigation system and method using GPS velocities | |
| US4608641A (en) | Navigational aid | |
| US6382022B1 (en) | Shipboard wave measurement system | |
| JPH0868651A (ja) | 車両用現在位置検出装置 | |
| JPH10104015A (ja) | 航法装置 | |
| Davari et al. | Multirate adaptive Kalman filter for marine integrated navigation system | |
| WO2016165336A1 (zh) | 一种导航的方法和终端 | |
| JP5365606B2 (ja) | 角速度センサ補正装置および角速度センサ補正方法 | |
| JPS5956108A (ja) | 航法装置 | |
| JP3628046B2 (ja) | 車両用現在位置検出装置 | |
| JP5278128B2 (ja) | 変換係数導出装置および変換係数導出方法 | |
| GB2254511A (en) | Attitude determination system | |
| JP2002090150A (ja) | 移動体の方位推定装置および位置推定装置 | |
| US4335433A (en) | Method for correcting navigation errors due to water currents | |
| Leach et al. | An application of Kalman filtering to airborne wind measurement | |
| JPH0949737A (ja) | 航法信号出力方法 | |
| JPS5956107A (ja) | 航法装置 | |
| JP2018112520A (ja) | センサ誤差補正装置及び方法 | |
| Pan et al. | A federated filtering personal navigation algorithm based on MEMS-INS/GPS integrated | |
| JPH0996533A (ja) | 移動体進行加速度算出装置とその装置を使用する移動体位置速度算出装置 | |
| Lu et al. | Ocean vehicle inertial navigation method based on dynamic constraints |