JPS60127413A - 航法装置 - Google Patents
航法装置Info
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- JPS60127413A JPS60127413A JP58235857A JP23585783A JPS60127413A JP S60127413 A JPS60127413 A JP S60127413A JP 58235857 A JP58235857 A JP 58235857A JP 23585783 A JP23585783 A JP 23585783A JP S60127413 A JPS60127413 A JP S60127413A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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- G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
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- G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
- G01C21/165—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments
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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】
〈産業上の利用分野〉
本発明はジャイロ及び加速度計よりなる慣性センサ出力
に基づいて姿勢・方位、速度９位置を連続的に測定する
慣性航法装置における、上記慣性センサの各誤差の補正
、制御に関するものである。
に基づいて姿勢・方位、速度９位置を連続的に測定する
慣性航法装置における、上記慣性センサの各誤差の補正
、制御に関するものである。
〈従来技術〉
慣性航法による速度は、慣性センサの加速度計出力を時
間積分して得られるものであり、又位置は速度出力を更
に時間積分して得られるものであるから、慣性センサを
構成する加速度計及びジャイロの有する誤差圧より上記
速度及び位置出力は時間と共に増大発散する。従ってこ
れら出力を連続的又は間欠的に基準となる正確な速度又
は位置出力と比較し、その比較結果に基づいて加速度計
の誤差、ジャイロ誤差の補正、速度並びに位置誤差の制
御、姿勢・方位誤差の制御又は位置出力のリセット等を
実施して、誤差の発散を一定範囲に抑え、各出力の精度
を所定値内に維持する必要がある。
間積分して得られるものであり、又位置は速度出力を更
に時間積分して得られるものであるから、慣性センサを
構成する加速度計及びジャイロの有する誤差圧より上記
速度及び位置出力は時間と共に増大発散する。従ってこ
れら出力を連続的又は間欠的に基準となる正確な速度又
は位置出力と比較し、その比較結果に基づいて加速度計
の誤差、ジャイロ誤差の補正、速度並びに位置誤差の制
御、姿勢・方位誤差の制御又は位置出力のリセット等を
実施して、誤差の発散を一定範囲に抑え、各出力の精度
を所定値内に維持する必要がある。
第１図は従来の誤差補正、制御手段を有する慣性航法装
置の一例を示す構成図であり、基準となる速度出力を連
続的に得る手段として電磁ログ等の対水速度計を、又基
準となる位置出力を間欠的に得る手段として衛星航法装
置（以下［ＮＮ５Ｓ Ｊという）を用いた例である。１
は船体、２は船体上に安定板３を３軸自由に支持するジ
ンバル機構、４はジンバルの回転軸を制御するサーボモ
ータである。安定板３上には３軸（ｘ、、 ＹＮ 、
ＺＵ） Ｋジャイロ（角速度計）５が、同様に、３軸（
ＸＥ、ＹＮ、ｚＵ）に加速度計６が配置されている。安
定板の３軸は船舶の出航前の数時間にわたる初期モード
時にＸＥを東に、ＹＮを北に、ｚＵを地球の重力方向に
、即ち安定板３を水平指北状態に静定させる。その方法
はＸＢ、 ＹＮ軸に設けた加速度計出力（重力方向に対
する加速度出力）を直接ジャイロトルカ５８に与えてそ
の結果化ずるジャイロ出力でジンバルサーボモータ４を
制御し、ＸＦ、、ＹＮ軸の加速度計出力がゼロになるよ
うに制御して２軸ＸＥ、ＹＮｆ：水平に保持する。更に
後述の地球自転速度ジャイロ誤差計算部１０よりの信号
ｅ。、に基づいてｚＵ軸のジャイロを制御すると共に、
上記水平状態が維持されるようにＹＮ軸のジャイロトル
カを制御することによりＹＮ軸を常に北に保持すること
で達成される。この初期モードに関しては慣性航法装置
においては周知の技術であり、詳細な説明は省略する。
置の一例を示す構成図であり、基準となる速度出力を連
続的に得る手段として電磁ログ等の対水速度計を、又基
準となる位置出力を間欠的に得る手段として衛星航法装
置（以下［ＮＮ５Ｓ Ｊという）を用いた例である。１
は船体、２は船体上に安定板３を３軸自由に支持するジ
ンバル機構、４はジンバルの回転軸を制御するサーボモ
ータである。安定板３上には３軸（ｘ、、 ＹＮ 、
ＺＵ） Ｋジャイロ（角速度計）５が、同様に、３軸（
ＸＥ、ＹＮ、ｚＵ）に加速度計６が配置されている。安
定板の３軸は船舶の出航前の数時間にわたる初期モード
時にＸＥを東に、ＹＮを北に、ｚＵを地球の重力方向に
、即ち安定板３を水平指北状態に静定させる。その方法
はＸＢ、 ＹＮ軸に設けた加速度計出力（重力方向に対
する加速度出力）を直接ジャイロトルカ５８に与えてそ
の結果化ずるジャイロ出力でジンバルサーボモータ４を
制御し、ＸＦ、、ＹＮ軸の加速度計出力がゼロになるよ
うに制御して２軸ＸＥ、ＹＮｆ：水平に保持する。更に
後述の地球自転速度ジャイロ誤差計算部１０よりの信号
ｅ。、に基づいてｚＵ軸のジャイロを制御すると共に、
上記水平状態が維持されるようにＹＮ軸のジャイロトル
カを制御することによりＹＮ軸を常に北に保持すること
で達成される。この初期モードに関しては慣性航法装置
においては周知の技術であり、詳細な説明は省略する。
７は船体１のヨーイング角速度、ピッチング角速度ｅ
ｊｆ検出し、安定板３を水平に保持するためにジンバル
サーボモータ４に制御信号ｅＱを供給する増幅器を示す
。
ｊｆ検出し、安定板３を水平に保持するためにジンバル
サーボモータ４に制御信号ｅＱを供給する増幅器を示す
。
このように水平、指北保持された安定板３上のＸＥ、
ＹＮ、 ｚＵ軸に配置された加速度計６の出力ｅａは加
速度計誤差補正計詣ニ部８で誤差補正計算された後航法
計算部９に導かれ、時間積分されて速度出力ｖＩＮｓ及
びこの信号を更に時間積分してＸＢ、 ＹＮ各軸の距離
を計算して位置出力ＰＩＮＳが割算される。
ＹＮ、 ｚＵ軸に配置された加速度計６の出力ｅａは加
速度計誤差補正計詣ニ部８で誤差補正計算された後航法
計算部９に導かれ、時間積分されて速度出力ｖＩＮｓ及
びこの信号を更に時間積分してＸＢ、 ＹＮ各軸の距離
を計算して位置出力ＰＩＮＳが割算される。
速度出力ｖＩＮＳ及び位置出力ｐＩＮＳは地球自転速度
及び船舶移動速度補正計算部１０に導かれ、自己位置の
緯度と地球の自転角速度より自己位置における自転速度
の補正計算及び速度出力ｖＩＮＳと地球の半径により船
舶の移動速度の補正計算が実行され、地球の自転及び船
舶の移動に伴う、安定板３の慣性空間の水平に対する位
ｆ汽ずれを修正して常に安定板３を水平に保持すると共
にＹＮ １ｌｉＩｆを北に向かせるためにジャイロトル
カ５ａに与える補正信号（３６）が算出される。安定板
３の水平指北制御に関しては慣性航法装置では周知技術
であるので、詳細な説明は省略する。１１はジャイロト
ルカ５ａへの補正信号に含まれる誤差の補正計算部を示
す。
及び船舶移動速度補正計算部１０に導かれ、自己位置の
緯度と地球の自転角速度より自己位置における自転速度
の補正計算及び速度出力ｖＩＮＳと地球の半径により船
舶の移動速度の補正計算が実行され、地球の自転及び船
舶の移動に伴う、安定板３の慣性空間の水平に対する位
ｆ汽ずれを修正して常に安定板３を水平に保持すると共
にＹＮ １ｌｉＩｆを北に向かせるためにジャイロトル
カ５ａに与える補正信号（３６）が算出される。安定板
３の水平指北制御に関しては慣性航法装置では周知技術
であるので、詳細な説明は省略する。１１はジャイロト
ルカ５ａへの補正信号に含まれる誤差の補正計算部を示
す。
このような基本的な構成による慣性航法装置により、自
己の姿勢・方位はジンバル機構に設けたピックオフ機構
（図示せず）よりの各軸の船体１を基準位置にしたずれ
を表す信号ｅｄで検出され、１２でローリング、ピッチ
ング。方位が夫々表示さる。速度は航法計算部９の出力
ｖＩＮｓを１５で表示する。位置は同じく航法計算部の
出力ｐＩＮＳを用いるが、ＮＮ５Ｓ＋５の受４８時に得
られる正確な位置出力１’ＮＮｓにより位［１Ｊ上セツ
ト１６で間欠的にＩ’ＮＮＳにリセットされて、１４で
表示される。尚ＮＮ５Ｓｉ５は？１よりの信号を受信し
た後の計算期間中の船舶移動による位（６誤差を速度出
力ｖＩＮＳで補正している。
己の姿勢・方位はジンバル機構に設けたピックオフ機構
（図示せず）よりの各軸の船体１を基準位置にしたずれ
を表す信号ｅｄで検出され、１２でローリング、ピッチ
ング。方位が夫々表示さる。速度は航法計算部９の出力
ｖＩＮｓを１５で表示する。位置は同じく航法計算部の
出力ｐＩＮＳを用いるが、ＮＮ５Ｓ＋５の受４８時に得
られる正確な位置出力１’ＮＮｓにより位［１Ｊ上セツ
ト１６で間欠的にＩ’ＮＮＳにリセットされて、１４で
表示される。尚ＮＮ５Ｓｉ５は？１よりの信号を受信し
た後の計算期間中の船舶移動による位（６誤差を速度出
力ｖＩＮＳで補正している。
次に慣性航法装置の各種誤差の補正方法につき説明する
。基準となるのは対水速度計として代表的な電磁ログ１
７の出力ｖＩ！、Ｍである。１８は航法計算部９の出力
ｖＩＮＳと電磁ログ出力ｖＩ！、Ｍを比較する速度比較
部であり、両者の差ｙ。Ｍを誤差推定計算部１９に送る
。１９は、加速度計誤差推定部１９１、ジャイロ誤差推
定部１９２、速度・位置誤差推定部１９３、姿勢・方位
誤差推定部１９４よりなり、入力ｙ。Ｍに基づきｖＩＮ
Ｓの発散誤差ｆＩ：抽出し、統ＪＵ的な手法により、各
誤差を推定言ｔ １する。δａは加速度計の４１定誤差
、δ２はジャイロの推定誤差、”ＩＮＳは速度の推定誤
差、δｐＩＮＳは位置の推定誤差、δψけ姿勢・方位の
推定誤差出力を夫々示す。
。基準となるのは対水速度計として代表的な電磁ログ１
７の出力ｖＩ！、Ｍである。１８は航法計算部９の出力
ｖＩＮＳと電磁ログ出力ｖＩ！、Ｍを比較する速度比較
部であり、両者の差ｙ。Ｍを誤差推定計算部１９に送る
。１９は、加速度計誤差推定部１９１、ジャイロ誤差推
定部１９２、速度・位置誤差推定部１９３、姿勢・方位
誤差推定部１９４よりなり、入力ｙ。Ｍに基づきｖＩＮ
Ｓの発散誤差ｆＩ：抽出し、統ＪＵ的な手法により、各
誤差を推定言ｔ １する。δａは加速度計の４１定誤差
、δ２はジャイロの推定誤差、”ＩＮＳは速度の推定誤
差、δｐＩＮＳは位置の推定誤差、δψけ姿勢・方位の
推定誤差出力を夫々示す。
これら推定誤差は、誤差補正Ｖｊ・ｉｔｉ制御ｒｊｋ
’ｊＥＦ ３’ｊ部２０に導かれて、各部に供給する補
正＋１１（加速度泪６及びジャイロ５の補正を行う）及
び制御量（航法計算部９及びジャイロ５の補正を行う）
が計算される。２０は加速度計誤差補正針Ｕ］！、Ｍ１
の語算部２０１、ジャイロ誤差補正量ＵＥＭ２の計算部
２０２、速度誤差制御ｉ ｖＥＭ３及び位置誤差制御量
ＵＥＭ４の語３リ一部２０３、姿勢・方位誤差制御１ｆ
Ｕ。Ｍ５の側看部２０４よりなる。ＵＥＭｊは加速度計
誤差補正計算部８に、ｖＥＭ２はジャイロ誤差補正引算
部１１に、ｖＥＭ６及びＵや、は航法計算部９に、ｖＥ
Ｍ５はジャイロトルカ５ａに夫々供給される。各ｐＡＭ
の具体的な推定手法及び補正量、制御量の計算手法につ
いては後述の本発明装置のキャリブレーションモードＡ
の説明を援用する。
’ｊＥＦ ３’ｊ部２０に導かれて、各部に供給する補
正＋１１（加速度泪６及びジャイロ５の補正を行う）及
び制御量（航法計算部９及びジャイロ５の補正を行う）
が計算される。２０は加速度計誤差補正針Ｕ］！、Ｍ１
の語算部２０１、ジャイロ誤差補正量ＵＥＭ２の計算部
２０２、速度誤差制御ｉ ｖＥＭ３及び位置誤差制御量
ＵＥＭ４の語３リ一部２０３、姿勢・方位誤差制御１ｆ
Ｕ。Ｍ５の側看部２０４よりなる。ＵＥＭｊは加速度計
誤差補正計算部８に、ｖＥＭ２はジャイロ誤差補正引算
部１１に、ｖＥＭ６及びＵや、は航法計算部９に、ｖＥ
Ｍ５はジャイロトルカ５ａに夫々供給される。各ｐＡＭ
の具体的な推定手法及び補正量、制御量の計算手法につ
いては後述の本発明装置のキャリブレーションモードＡ
の説明を援用する。
このような慣性センサ及び言Ｉ算部の補正によって、慣
性航法装置の各出力の誤差の発散は防止されるが、補正
の基準として対水速度計である電磁ログ１７を用いてい
るために問題が生じる。即ち電磁ログ自身が誤差を有す
ること、又対水速度計では潮流速度が検出出来ないため
にｖＥＭは潮流速度をも含んだ信号となり、これらによ
る誤差は補正されず、時間と共に発散する誤差要因とな
る点である。
性航法装置の各出力の誤差の発散は防止されるが、補正
の基準として対水速度計である電磁ログ１７を用いてい
るために問題が生じる。即ち電磁ログ自身が誤差を有す
ること、又対水速度計では潮流速度が検出出来ないため
にｖＥＭは潮流速度をも含んだ信号となり、これらによ
る誤差は補正されず、時間と共に発散する誤差要因とな
る点である。
第２図国は慣性航法装置の位置出力ｐＩＮＳの誤差δＩ
’ＩＮＳの時間的変化を示したものであって、時刻１、
）より誤差は直線的に上昇し、ＮＮ５Ｓの受信時刻ｔ４
でＮＮＥＳの誤差までリセットされる。以後はＮＮ５Ｓ
の誤差位置から同様に上昇し、ＮＮ５Ｓの受信時刻ｔ８
で再びリセットされる変化を繰返す。ＮＮ５Ｓは現在で
は平均１時間に１回程度であるがら、δＰＩＮＳはＮＮ
５Ｓ受信直前には和尚のレベル例えば誤差半径１゜８ｋ
ｍ程度にまで達し、位置決定の精度の低下をきたしてい
る。ＮＮ５Ｓの位置出力ＰＮＮＳを用いて潮流速度と対
水速度計誤差を推定して補正することも考えられるが、
ＮＮ５Ｓの受信間隔は現在１時間に１回程度と間隔が極
めて長いので、この信号により有効に上記誤差を補正す
ることは極めて困難である。
’ＩＮＳの時間的変化を示したものであって、時刻１、
）より誤差は直線的に上昇し、ＮＮ５Ｓの受信時刻ｔ４
でＮＮＥＳの誤差までリセットされる。以後はＮＮ５Ｓ
の誤差位置から同様に上昇し、ＮＮ５Ｓの受信時刻ｔ８
で再びリセットされる変化を繰返す。ＮＮ５Ｓは現在で
は平均１時間に１回程度であるがら、δＰＩＮＳはＮＮ
５Ｓ受信直前には和尚のレベル例えば誤差半径１゜８ｋ
ｍ程度にまで達し、位置決定の精度の低下をきたしてい
る。ＮＮ５Ｓの位置出力ＰＮＮＳを用いて潮流速度と対
水速度計誤差を推定して補正することも考えられるが、
ＮＮ５Ｓの受信間隔は現在１時間に１回程度と間隔が極
めて長いので、この信号により有効に上記誤差を補正す
ることは極めて困難である。
〈本発明の構成〉
本発明は従来技術の上記のごとき問顕点を解決し、慣性
航法装置出力を高精度に補正することを目的とするもの
であり、その構成上の特徴は次の２点である。
航法装置出力を高精度に補正することを目的とするもの
であり、その構成上の特徴は次の２点である。
（１） ノーマルモードでは、電波航法により間欠的に
得られる第２位置出力とＮＮ５Ｓにより間欠的に得られ
る第３位置出力とを比較して電波航法による誤差を推定
してその位置出力を補正すると共に、電波航法による第
２位置出力と慣性航法による第１位置出力とを比較して
慣性航法誤差の増大を抽出して加速度計誤差、ジャイロ
誤差。
得られる第２位置出力とＮＮ５Ｓにより間欠的に得られ
る第３位置出力とを比較して電波航法による誤差を推定
してその位置出力を補正すると共に、電波航法による第
２位置出力と慣性航法による第１位置出力とを比較して
慣性航法誤差の増大を抽出して加速度計誤差、ジャイロ
誤差。
姿勢・方位誤差、速度誤差２位置誤差を分離推定する手
段と上記各誤差を補正又は制御する手段とを具備せしめ
る。
段と上記各誤差を補正又は制御する手段とを具備せしめ
る。
（２）上記ノーマルモードに加え、キャリプレーン！Ｉ
／モードでは、補正された電波航法による第２位置出力
とＮＮ５ＢＫよる第３位置出力を比較してその結果より
潮流速度と対水速度計の誤差を推定してこの対水速度計
出力を補正する手段を設け、電波航法による第２位置出
力が受信出来ない場合のバックアップモードにおいては
、補正された対水速度計による速度出力と慣性航法によ
る速度出力とを比較して慣性航法誤差の増大を抽出して
ノーマルモードと同様に加速度計誤差、ジャイロ誤差、
姿勢・方位誤差、速度誤差１位置誤差を分離推定する手
段と上記各誤差を補正又は制御する手段とを具備せしめ
る。
／モードでは、補正された電波航法による第２位置出力
とＮＮ５ＢＫよる第３位置出力を比較してその結果より
潮流速度と対水速度計の誤差を推定してこの対水速度計
出力を補正する手段を設け、電波航法による第２位置出
力が受信出来ない場合のバックアップモードにおいては
、補正された対水速度計による速度出力と慣性航法によ
る速度出力とを比較して慣性航法誤差の増大を抽出して
ノーマルモードと同様に加速度計誤差、ジャイロ誤差、
姿勢・方位誤差、速度誤差１位置誤差を分離推定する手
段と上記各誤差を補正又は制御する手段とを具備せしめ
る。
即ち、本発明航法装置の特徴は、電波航法による位置出
力が得られるノーマルモードでは、従来の対水速度針に
代えて電波航法による位置出力を慣性航法誤差、の補正
の基準として用いる。この場合電波航法の位置出力誤差
はＮＮ８Ｓの位置出力で間欠的に補正されるので、慣性
航法による各出力は極めて高精度に補正される。一方電
波航法が使用できない海域中とか伝播異常時のノ（ツク
アップモードでは、従来と同様に対水速度針の速度出力
を補正の基準とする２、シかしこの対水速度君子は出航
後に実行されるキャリブレーションモードのＪｔｌｊ間
に電波航法の位置出力で潮流速度と対水速度Ｂ十の誤差
が推定、補正されており、この推定値をストアしておい
て、対水速度計の出力を補正するので、バックアップモ
ードに切換わった時点以後も大きな潮流変化が発生しな
い限り、ノーマルモート°と同等の補正精度を維持する
ことが可能となる。
力が得られるノーマルモードでは、従来の対水速度針に
代えて電波航法による位置出力を慣性航法誤差、の補正
の基準として用いる。この場合電波航法の位置出力誤差
はＮＮ８Ｓの位置出力で間欠的に補正されるので、慣性
航法による各出力は極めて高精度に補正される。一方電
波航法が使用できない海域中とか伝播異常時のノ（ツク
アップモードでは、従来と同様に対水速度針の速度出力
を補正の基準とする２、シかしこの対水速度君子は出航
後に実行されるキャリブレーションモードのＪｔｌｊ間
に電波航法の位置出力で潮流速度と対水速度Ｂ十の誤差
が推定、補正されており、この推定値をストアしておい
て、対水速度計の出力を補正するので、バックアップモ
ードに切換わった時点以後も大きな潮流変化が発生しな
い限り、ノーマルモート°と同等の補正精度を維持する
ことが可能となる。
以下実施例罠基づき本発明装置の構成を説明する。第３
図は本発明の一実施例を示す４Ｍ成図でおり、第１図と
同一構成要素は同一符号を付し、その説明は省略し、相
違する部分についてのみ説明する。２１はロラ、ンＣで
代表される電波ｗＣ法装を斤、２２はその位置出力ＰＬ
Ｏの誤差補正計算Ｂ１１８２３は補正された電波航法位
置出力ＰＬＯと慣性航法４ｔ ＩＲ出力ｐＩＮＳとを比
較し、差信号ｙＬ０を哄差推定言１゛れ部１９に与える
第１位置比較部、２４は補正された′〔電波航法の位置
出力ｐＬＯとＮＮ８Ｓの位置出力ＰＮＮＳとを比較し、
差信号ｙＮｓを誤差推定計算部１９に与える第２位置比
較部、２５はＮＮ５Ｓの位置出力ｐＮＮＳと慣性航法位
置出力ｆ’ＩＮ８とを比較し、差信号ｙＮＰを誤差推定
計算部１９に与える第３位置比較部である。
図は本発明の一実施例を示す４Ｍ成図でおり、第１図と
同一構成要素は同一符号を付し、その説明は省略し、相
違する部分についてのみ説明する。２１はロラ、ンＣで
代表される電波ｗＣ法装を斤、２２はその位置出力ＰＬ
Ｏの誤差補正計算Ｂ１１８２３は補正された電波航法位
置出力ＰＬＯと慣性航法４ｔ ＩＲ出力ｐＩＮＳとを比
較し、差信号ｙＬ０を哄差推定言１゛れ部１９に与える
第１位置比較部、２４は補正された′〔電波航法の位置
出力ｐＬＯとＮＮ８Ｓの位置出力ＰＮＮＳとを比較し、
差信号ｙＮｓを誤差推定計算部１９に与える第２位置比
較部、２５はＮＮ５Ｓの位置出力ｐＮＮＳと慣性航法位
置出力ｆ’ＩＮ８とを比較し、差信号ｙＮＰを誤差推定
計算部１９に与える第３位置比較部である。
誤差推定計算部１９は、従来装置に対し電磁ログ誤差・
潮流速度推定計算部１９５及びロランＣ誤差推定部１９
６が追加され、１９５より電磁ログの推定へ 誤差ｂｓ及び潮流の推定速度ｖｏｃが、１９６よシロン
△ ンＣの推定誤差δｐＬＯが計算される。同様に誤差補正
量・制御量計算部２０には、ｂｓ及びｖｏｃを受ける電
磁ログ誤差・潮流速度補正量計算部２０５及びδＰＬＯ
を受けるロラン誤差補正量計算部２０６が追加され、２
０５より補正信号Ｕ６が電磁ログｙ４差・潮流速度補正
針ｎ部２６へ、２０６よシ補正（ｉ号Ｕ７がロラン誤差
補正計算部２２に与えられる。
潮流速度推定計算部１９５及びロランＣ誤差推定部１９
６が追加され、１９５より電磁ログの推定へ 誤差ｂｓ及び潮流の推定速度ｖｏｃが、１９６よシロン
△ ンＣの推定誤差δｐＬＯが計算される。同様に誤差補正
量・制御量計算部２０には、ｂｓ及びｖｏｃを受ける電
磁ログ誤差・潮流速度補正量計算部２０５及びδＰＬＯ
を受けるロラン誤差補正量計算部２０６が追加され、２
０５より補正信号Ｕ６が電磁ログｙ４差・潮流速度補正
針ｎ部２６へ、２０６よシ補正（ｉ号Ｕ７がロラン誤差
補正計算部２２に与えられる。
速度比較部１８は補正された電磁ログ出力ｖＥＭと慣性
航法の速度出力ｖＩＮＳとを比較してその差３’Ｅｈｉ
を１９に与えている点が第１図と異る。又誤差補正量・
制御量計算部の２０１〜２０６よシの出力ｔｒｉ〜Ｕ６
は、本発明の各モードにおける各部の補正及び制御量を
表わし、Ｕ、−Ｕ４は第１図におけるＵＥＭ １〜ＵＥ
Ｍ４と対応し同等の補正、制御機能を有する。
航法の速度出力ｖＩＮＳとを比較してその差３’Ｅｈｉ
を１９に与えている点が第１図と異る。又誤差補正量・
制御量計算部の２０１〜２０６よシの出力ｔｒｉ〜Ｕ６
は、本発明の各モードにおける各部の補正及び制御量を
表わし、Ｕ、−Ｕ４は第１図におけるＵＥＭ １〜ＵＥ
Ｍ４と対応し同等の補正、制御機能を有する。
本発明装置において、姿勢・方位表示装置１２と速度表
示装置１３は第１図の場合と同様に慣性航法装置出力を
直接受けるが、位置表示装置＋４Ｊよ第１図のごときＮ
Ｎ５Ｓの位置出力によ−る位置リセット部１６を介する
ことなく、慣性航法による位置出力ＰＩＮＳを直接表示
する。
示装置１３は第１図の場合と同様に慣性航法装置出力を
直接受けるが、位置表示装置＋４Ｊよ第１図のごときＮ
Ｎ５Ｓの位置出力によ−る位置リセット部１６を介する
ことなく、慣性航法による位置出力ＰＩＮＳを直接表示
する。
第４図は上記構成の本発明装置の動作モード説明図であ
り、キャリブレークジンモード、ノーマルモード、バッ
クアップモードの３モードよりなる。キャリブレークジ
ンモードは、通常出航後電波航法が使用可能な数時間実
行され、この間対水速度計出力を基準に慣性航法出力が
補正されるが、対水速度計誤差、潮流速度の推定、補正
も同時ＶＣ行なわれ、その推定量がストアされる。キャ
リブレーションモードは対水速度計出力と慣性航法速度
出力を比較して慣性航法出力を補正、制御するＡモード
、電波航法位置出力と慣性航法位置出力金比較して対水
速度計誤差及び潮流速度を推定。
り、キャリブレークジンモード、ノーマルモード、バッ
クアップモードの３モードよりなる。キャリブレークジ
ンモードは、通常出航後電波航法が使用可能な数時間実
行され、この間対水速度計出力を基準に慣性航法出力が
補正されるが、対水速度計誤差、潮流速度の推定、補正
も同時ＶＣ行なわれ、その推定量がストアされる。キャ
リブレーションモードは対水速度計出力と慣性航法速度
出力を比較して慣性航法出力を補正、制御するＡモード
、電波航法位置出力と慣性航法位置出力金比較して対水
速度計誤差及び潮流速度を推定。
補正するＢモード、ＮＮ５Ｓ位置出力と電波航法位置出
力を比較して電波航法位置出力を補正するＣモード、Ｎ
Ｎ５Ｓ位置出力と慣性航法位置出力を比較して慣性航法
缶出力を補正、制御するＤモードよシなる。
力を比較して電波航法位置出力を補正するＣモード、Ｎ
Ｎ５Ｓ位置出力と慣性航法位置出力を比較して慣性航法
缶出力を補正、制御するＤモードよシなる。
キャリプレーシロンモードの実行が終了した後はノーマ
ルモードに移る。このノーマルモードは、電波航法位置
出力と慣性航法位置出力を比較して慣性航法缶出力を補
正、制御するＡモード、ＮＮ５Ｓ位置出力と電波航法位
置出力を比較して電波航法位置出力を補正するＢモード
、ＮＮ５Ｓ位置出力と慣性航法位置出力を比較して慣性
航法缶出力を補正。
ルモードに移る。このノーマルモードは、電波航法位置
出力と慣性航法位置出力を比較して慣性航法缶出力を補
正、制御するＡモード、ＮＮ５Ｓ位置出力と電波航法位
置出力を比較して電波航法位置出力を補正するＢモード
、ＮＮ５Ｓ位置出力と慣性航法位置出力を比較して慣性
航法缶出力を補正。
制御するＣモードよりなる。
ノーマルモードで航行中に電波航法が使用不能となった
場合にはバックアップモードに切換わる。
場合にはバックアップモードに切換わる。
このバックアップモードは、キャリブレーションモード
においてストアされていた対水速度計誤差及び潮流速度
の推定値を用いて補正された対水速度計出力と慣性航法
速度出力とを比較して慣性航法の各出力を補正、制御す
るＡモードと、ＮＮ５Ｓの位置出力と慣性航法位置出力
を比較して慣性航法の各出力を補正、制御するＢモード
よりなる。
においてストアされていた対水速度計誤差及び潮流速度
の推定値を用いて補正された対水速度計出力と慣性航法
速度出力とを比較して慣性航法の各出力を補正、制御す
るＡモードと、ＮＮ５Ｓの位置出力と慣性航法位置出力
を比較して慣性航法の各出力を補正、制御するＢモード
よりなる。
バックアップモード中に′Ｍ、波航法が使用可能となれ
ばノーマルモードに切換わる。
ばノーマルモードに切換わる。
以下各モードについての補正、制御の態様につき説明す
る。
る。
（１） キャリブレーションｈ’°モードこのモードは
、電磁ログ出力ｖＦ、Ｍと慣性航法速度出力ｖＩＮＳと
を比較して慣性航法出力を補正、制御するもので、基本
的には第１図に示した従来装置と同様である。まず、ｖ
Ｆ、Ｍ及びｖＩＮｓは、真の速度をｖ、１ＴＬｉログ誤
差をδｖＥＭ、慣性航法速度誤差をδｖ１ＮＳ、電磁ロ
グ出力に重畳するランダム誤差をδｖＥＭＲとすると、 ｖＥＭ−■十δｖＥＭ＋δｖＥＭＲ（１）’ＩＮＳ”ｖ
＋δｖＩＮＳ （２） となり、速度比較部１８の出力ｙつは、）’ＥＭ””Ｉ
ＮＳ −ｖＥＭ ＝（δｖＩＮＳ−δｖＫＭ）−δｖＥＭＲ（５１で表わ
される。δｖＩＮＳは時間と共に増大し、δｖＥＭ。
、電磁ログ出力ｖＦ、Ｍと慣性航法速度出力ｖＩＮＳと
を比較して慣性航法出力を補正、制御するもので、基本
的には第１図に示した従来装置と同様である。まず、ｖ
Ｆ、Ｍ及びｖＩＮｓは、真の速度をｖ、１ＴＬｉログ誤
差をδｖＥＭ、慣性航法速度誤差をδｖ１ＮＳ、電磁ロ
グ出力に重畳するランダム誤差をδｖＥＭＲとすると、 ｖＥＭ−■十δｖＥＭ＋δｖＥＭＲ（１）’ＩＮＳ”ｖ
＋δｖＩＮＳ （２） となり、速度比較部１８の出力ｙつは、）’ＥＭ””Ｉ
ＮＳ −ｖＥＭ ＝（δｖＩＮＳ−δｖＫＭ）−δｖＥＭＲ（５１で表わ
される。δｖＩＮＳは時間と共に増大し、δｖＥＭ。
δｖＥＭＲは時間増大の傾向を有しないので、一定時間
経過後の慣性航法誤差δｖＩＮＳ （ｔ）とδｖＥＭ
（ｔ）は、δｖＩＮＳ（４）〉δｖＥＭ（４）が成立し
、（３）式のｙＥＭの時間積分値に基づいて、慣性航法
装置の各種誤差を推定することが可能となる。
経過後の慣性航法誤差δｖＩＮＳ （ｔ）とδｖＥＭ
（ｔ）は、δｖＩＮＳ（４）〉δｖＥＭ（４）が成立し
、（３）式のｙＥＭの時間積分値に基づいて、慣性航法
装置の各種誤差を推定することが可能となる。
上記慣性航法誤差δｖＩＮＳ （ｔ）は加速度計誤差、
ジャイロ誤差で構成され、一般に下式に従う。
ジャイロ誤差で構成され、一般に下式に従う。
％式％（４）
ここでａｏ （ｔ） 、 ａ＋ （ｔ） 、 ＆ｚ （
ｔ）は既知の時間関数、δａ。
ｔ）は既知の時間関数、δａ。
δωは夫々加速度計誤差、ジャイロ誤差であり、δψ０
．δｖｏは初期姿勢・方位誤差、初期速度誤差である。
．δｖｏは初期姿勢・方位誤差、初期速度誤差である。
更にこの速度誤差に基づいて発生する一定時間後の位置
誤差δＰＩＮＳ （ｔｌは、δＰ ｌＮ５（ｔ） ＝
ｂｏ（ｔ）δａ＋ｂＩ（ｔ）δψｏ＋ ｂ２（ｔｌδω
＋ｂ３（ｔ）δｖ６ （ｓｌとなり、姿勢・方位誤差δ
ψ（１）は、δψ（ｔ）＝Ｃｏ （ｔ）δω＋δψｏ（
６）で表わされる。ｂｌ （ｔ）〜ｂ３（ｔ）及びＣｏ
（ｔｌは既知の時間関数である。
誤差δＰＩＮＳ （ｔｌは、δＰ ｌＮ５（ｔ） ＝
ｂｏ（ｔ）δａ＋ｂＩ（ｔ）δψｏ＋ ｂ２（ｔｌδω
＋ｂ３（ｔ）δｖ６ （ｓｌとなり、姿勢・方位誤差δ
ψ（１）は、δψ（ｔ）＝Ｃｏ （ｔ）δω＋δψｏ（
６）で表わされる。ｂｌ （ｔ）〜ｂ３（ｔ）及びＣｏ
（ｔｌは既知の時間関数である。
これら誤差δｖｌＮ３ （ｔｌ 、δｐＩＮｓ（ｔ）、
δψ（１）は時間と共に増大し発散する。
δψ（１）は時間と共に増大し発散する。
そこで誤差推定計算部１９では電磁ログ受信時のタイミ
ング毎にｙＥＭの時間積分値に基づいて加速度計誤差推
定値δａ、ジャイロ誤差推定値δω、速度誤差推定値δ
ｖＩＮＳ １位置誤差推定値δｐＩＮｓ、姿勢・方位誤
差推定値δψを各々１９１〜１９４の計算部で下式に従
い計算する。
ング毎にｙＥＭの時間積分値に基づいて加速度計誤差推
定値δａ、ジャイロ誤差推定値δω、速度誤差推定値δ
ｖＩＮＳ １位置誤差推定値δｐＩＮｓ、姿勢・方位誤
差推定値δψを各々１９１〜１９４の計算部で下式に従
い計算する。
ここでＫＥｈ／ｉ、に二、にシ１．に山、によ１は推定
ゲインを表わし、上記（４）〜（６）式の時間関数並び
に（１）式のランダム誤差等に基づき、統計的手法にょ
シ決定された値である。
ゲインを表わし、上記（４）〜（６）式の時間関数並び
に（１）式のランダム誤差等に基づき、統計的手法にょ
シ決定された値である。
ここで推定ゲインの決定方法について簡単に説明する。
今推定したい誤差がｘｌ 、 Ｘ２・・・Ｘｎのように
ｎ個あるとして、このｎ個の誤差パラメータはある物理
法則に従って時間的に変動しているとする。
ｎ個あるとして、このｎ個の誤差パラメータはある物理
法則に従って時間的に変動しているとする。
更にこの変動は不規則外乱により、が〈乱されているも
のとする。そしてパラメータｘ１がらＸはそれぞれお互
いに関係し合っている。この内Ｘ４（４番目の誤差）が
測矩可能であるとする。当然このとき測定器の雑音等に
よりｘ４は汚きれて観測される。この測定量をｙとする
と、 ｙ−に４＋Ｖ （１３ と表わされる。Ｖは測定器の誤差である。
のとする。そしてパラメータｘ１がらＸはそれぞれお互
いに関係し合っている。この内Ｘ４（４番目の誤差）が
測矩可能であるとする。当然このとき測定器の雑音等に
よりｘ４は汚きれて観測される。この測定量をｙとする
と、 ｙ−に４＋Ｖ （１３ と表わされる。Ｖは測定器の誤差である。
この観測データｙから、各誤差”Ｉ＋Ｘ２・・・ｘｎｔ
推定することを考える。推定誤差は一般にで与えられる
。
推定することを考える。推定誤差は一般にで与えられる
。
ここで、推定ゲインに１は、厳密には時間関数に、（ｔ
）で、 Ｋ４（ｔ）＝σ２．４ｆｔ＋／σ７ α４で表わされる
。史に♂、 ４（１）及びσ２ｖは、夫々−ｆｖｖ（ｖ
ｌ ｄｖ 、、。
）で、 Ｋ４（ｔ）＝σ２．４ｆｔ＋／σ７ α４で表わされる
。史に♂、 ４（１）及びσ２ｖは、夫々−ｆｖｖ（ｖ
ｌ ｄｖ 、、。
で表わされる。α９式のｐ ｘｉ、ｘ４１ｄｘ５とＸ４
の結合確率密度関数で、００式のＰｖｉｌ−１：ｖの確
立密度関数である。そしてσ２１４はＸｌとＸ４との間
の統ｎ１的な相関性の結びつきを示す相互分散で、（１
９式のごとく時間ｔの関数であり、不規側外乱の分散デ
ータから決定される。又σＶはＶの分散データであり、
これらの分散データは一般に試験等で既知の場合が多い
が、未知の場合は大きめに設定する。
の結合確率密度関数で、００式のＰｖｉｌ−１：ｖの確
立密度関数である。そしてσ２１４はＸｌとＸ４との間
の統ｎ１的な相関性の結びつきを示す相互分散で、（１
９式のごとく時間ｔの関数であり、不規側外乱の分散デ
ータから決定される。又σＶはＶの分散データであり、
これらの分散データは一般に試験等で既知の場合が多い
が、未知の場合は大きめに設定する。
このようにして計算されたｍ（定値に基づき、補正数・
制御量計算部２０ｉｉ：加速度計誤差補正ｆｃｌＪ＋。
制御量計算部２０ｉｉ：加速度計誤差補正ｆｃｌＪ＋。
ジャイロ誤差補正量Ｕ２．速度誤差ｆｌ＋ｌＩ ？ｉ＋
１量Ｕ３１位１〃誤差制御ｔＵ４．姿勢・方位誤差補正
亀Ｕ５を夫々２０１〜２０４の計算部で下式に従いＭＬ
′！Ａ、する。
１量Ｕ３１位１〃誤差制御ｔＵ４．姿勢・方位誤差補正
亀Ｕ５を夫々２０１〜２０４の計算部で下式に従いＭＬ
′！Ａ、する。
Ｕ、−−δへ ｆ１７１
Ｕ２ニーδω ０υ
Ｕ３−−Ｋｃ１δｖＩ’ＮＳ （Ｉｎ
Ｕ４ニーＫＣ２δｐＩＮＳ ■
Ｕ５” −ＫＣ３δφ ３□）
ここでＫ。１〜Ｋｏ３は制御ゲインであり、経験的に決
定される値である。これら補正前、制御量が慣性センサ
及び計算部に導かれ、慣性航法出力の誤差の発散を一定
範囲に制限する。
定される値である。これら補正前、制御量が慣性センサ
及び計算部に導かれ、慣性航法出力の誤差の発散を一定
範囲に制限する。
顛〜Ｑ１１式でめられる補正晟、制御量Ｕｌ−Ｕ５は、
第１図における補正量、制御量ＵＥＭ１〜ＵＥＭ５に対
応しており、基本的には従来装置の構成と同一である。
第１図における補正量、制御量ＵＥＭ１〜ＵＥＭ５に対
応しており、基本的には従来装置の構成と同一である。
（２） キャリブレーションＢモード
キャリブレーションＡモードにおいて電磁ログ１７の速
度出力ｖＥＭが第１図のように直接速度比較部１日に導
かれる場合には、前述したように電磁ログ誤差、潮流速
度が補正されないので、第２図（４）のようにＮＮ５Ｓ
受信までは慣性航法出力の誤差は増大するが、本発明装
置はＮＮ５Ｓよりははるかに高頻度で受信可能なロラン
Ｃ等の電波航法による位置出力に基づいて電磁ログ誤差
及び潮流速度の補正を実行する。これがキャリブレーシ
ョンモードである。電磁ログ出力ｖＥＭの誤差δｖＥＭ
は電磁ログ自身の誤差をｂａ、ｉ’ＦＪｌ流速度をＶＯ
Ｃとすると、δ７＝ｂ・−’ｏｃ （２） Ｍ そこでロランＣ受信時刻において、上式のｂａ、”Ｏｃ
の推定を行ない、電磁ログ誤差δｖＥＭの補正を行なう
。慣性航法による位置出力ｐＩＮＳは真の位１阿ｐ 。
度出力ｖＥＭが第１図のように直接速度比較部１日に導
かれる場合には、前述したように電磁ログ誤差、潮流速
度が補正されないので、第２図（４）のようにＮＮ５Ｓ
受信までは慣性航法出力の誤差は増大するが、本発明装
置はＮＮ５Ｓよりははるかに高頻度で受信可能なロラン
Ｃ等の電波航法による位置出力に基づいて電磁ログ誤差
及び潮流速度の補正を実行する。これがキャリブレーシ
ョンモードである。電磁ログ出力ｖＥＭの誤差δｖＥＭ
は電磁ログ自身の誤差をｂａ、ｉ’ＦＪｌ流速度をＶＯ
Ｃとすると、δ７＝ｂ・−’ｏｃ （２） Ｍ そこでロランＣ受信時刻において、上式のｂａ、”Ｏｃ
の推定を行ない、電磁ログ誤差δｖＥＭの補正を行なう
。慣性航法による位置出力ｐＩＮＳは真の位１阿ｐ 。
誤差をδｐＩＮＳ とすると、
ｐＩＮＳ”ｐ＋δＰＩＮＳ ”
となる。又ロランＣによる位置出力１’ＬＯは、ロラン
Ｃの誤差をδｐｌ、Ｑｓ ランダム誤差をδＴ’ＬＯＩ
えとすると、 ＰＬＯ＝ ｐ ＋ δｐＬＯ＋ δＩ’ＬＯＲＧ！４１
となる。そこで第１位（ｌ比較部２５により、これら両
者を比較し、 ）’ＬＯ＝ ＰＩＮＳ ＰＬＯ”δＰＩＮＳ−δｐＬＯ
−δｐＬＯＲ（２５１を得る。ここで慣性航法による位
置誤差δｐＩＮＳの定常状態での値δＰＩＮＳ （ｔ）
はロランＣの受信間ではキャリブレーションモードＡに
より、Ｈ磁ログで補正されているので、その誤差の増大
は（支）式で説明したｂｓとｖｏｃのみの関数、 δｐＩＮＳ （ｔｌ ：ＤＯ（ｔ） ｂｅ −ＤＩ （
ｔ） Ｖｏｃ（１１となり、電磁ログの誤差の影響のみ
となる。ｐｏ（ｔｌ 。
Ｃの誤差をδｐｌ、Ｑｓ ランダム誤差をδＴ’ＬＯＩ
えとすると、 ＰＬＯ＝ ｐ ＋ δｐＬＯ＋ δＩ’ＬＯＲＧ！４１
となる。そこで第１位（ｌ比較部２５により、これら両
者を比較し、 ）’ＬＯ＝ ＰＩＮＳ ＰＬＯ”δＰＩＮＳ−δｐＬＯ
−δｐＬＯＲ（２５１を得る。ここで慣性航法による位
置誤差δｐＩＮＳの定常状態での値δＰＩＮＳ （ｔ）
はロランＣの受信間ではキャリブレーションモードＡに
より、Ｈ磁ログで補正されているので、その誤差の増大
は（支）式で説明したｂｓとｖｏｃのみの関数、 δｐＩＮＳ （ｔｌ ：ＤＯ（ｔ） ｂｅ −ＤＩ （
ｔ） Ｖｏｃ（１１となり、電磁ログの誤差の影響のみ
となる。ｐｏ（ｔｌ 。
ＤＩ （ｔ）は既知の時間関数である。従って（至）式
の定常状態の値ｙＬｏ（ｔ）は、（至）、（イ）式より
、ｙＬｏ（ｔ） ＝ （Ｄｏ（ｔ）ｂｓ −ＤＩ（ｔ）
ｖｏｃ）−δｐＬＯ−δｐＬＯＲ（２７１となる。額
式においてり。（ｔ） ｂｓ −ＤＩ （ｔｊ Ｖｏｃ
のみが発散傾向を持っているので、ＤＯ（ｔ）ｂｓ −
Ｄｌ （ｔｌ Ｖ２Ｏ＞δｐＬＯ＋δＰＬＯＲが成立し
、従って（ハ）式で与えられるｙＬ。
の定常状態の値ｙＬｏ（ｔ）は、（至）、（イ）式より
、ｙＬｏ（ｔ） ＝ （Ｄｏ（ｔ）ｂｓ −ＤＩ（ｔ）
ｖｏｃ）−δｐＬＯ−δｐＬＯＲ（２７１となる。額
式においてり。（ｔ） ｂｓ −ＤＩ （ｔｊ Ｖｏｃ
のみが発散傾向を持っているので、ＤＯ（ｔ）ｂｓ −
Ｄｌ （ｔｌ Ｖ２Ｏ＞δｐＬＯ＋δＰＬＯＲが成立し
、従って（ハ）式で与えられるｙＬ。
の時間積分値に基づいてｂｓ及びｖｏｃを推定し、補正
することができる。
することができる。
そこで、第１位置比較部２５の出力ｙＬｏを誤差推定計
算部１９に導き、電磁ログ誤差推定値ｂ８及び潮流速度
推定値Ｖ。Ｃを１９５の創鉢部で下式に従い計算する。
算部１９に導き、電磁ログ誤差推定値ｂ８及び潮流速度
推定値Ｖ。Ｃを１９５の創鉢部で下式に従い計算する。
ここでに′ＬＡ及びｘＥ５は推定ゲインを表わし、に）
式の時間関数並びに□□□式のランダム誤差等に基づき
、統Ｈ［約手法で決定される。この推定値は誤差補正針
・制御量計算部２０に導かれ、２０５の電磁ログ誤差・
潮流速度計算部で、補正量Ｕ６が下式のごとく計算され
る。
式の時間関数並びに□□□式のランダム誤差等に基づき
、統Ｈ［約手法で決定される。この推定値は誤差補正針
・制御量計算部２０に導かれ、２０５の電磁ログ誤差・
潮流速度計算部で、補正量Ｕ６が下式のごとく計算され
る。
八 へ
Ｕ６ ： −（ｂｓ＋ ｖＱＣ） （３０）この補正量
は電磁ログ誤差・潮流速度補正計算部２６に与えられて
、電磁ログの出力ｖＥ１１４ ”補正する。又この補正
量Ｕ６はバックアップモード時に使用するためにストア
される。
は電磁ログ誤差・潮流速度補正計算部２６に与えられて
、電磁ログの出力ｖＥ１１４ ”補正する。又この補正
量Ｕ６はバックアップモード時に使用するためにストア
される。
このようにキャリブレーションＢモードによって電磁ロ
グ出力ＶヨはロランＣの受信毎に補正されるので、慣性
航法による出力のＭ１差の発散勾配は小さくなり、ロラ
ンＣの誤差（誤差半径１００〜２００ｍ ）にまで縮小
される。この様子を第２図（Ｂ）時刻ｔ（１−ｔ３の位
置誤差δＩ’ＩＮＳの変化（実線）により示す。点線は
ＮＮ５Ｓのみによるリセットを行なったときの誤差、一
点鎖線はロランＣで位置をリセットしたときの誤差の発
散の状況を示す。このように、第２図（３）のごとき従
来装置の誤差の発散に比較して電磁ログをロランＣで補
正した場合は格段に精度が改善されることがわかる。
グ出力ＶヨはロランＣの受信毎に補正されるので、慣性
航法による出力のＭ１差の発散勾配は小さくなり、ロラ
ンＣの誤差（誤差半径１００〜２００ｍ ）にまで縮小
される。この様子を第２図（Ｂ）時刻ｔ（１−ｔ３の位
置誤差δＩ’ＩＮＳの変化（実線）により示す。点線は
ＮＮ５Ｓのみによるリセットを行なったときの誤差、一
点鎖線はロランＣで位置をリセットしたときの誤差の発
散の状況を示す。このように、第２図（３）のごとき従
来装置の誤差の発散に比較して電磁ログをロランＣで補
正した場合は格段に精度が改善されることがわかる。
（３） キャリブレーションＣモード
キャリブレーションモードＢにより、慣性航法出力はロ
ランＣの精度近くまで改善されるが、それ以上の改善は
出来ない。即ちロランＣ自身の誤差δｐＬＯにより電磁
ログ誤差推定値ｂ８及び潮流速度推定値Ｖ。０の推定精
度が決まるからである。そこでＮＮ５８受信時刻におい
てロランＣよりも更に高い位置精度を有するＮＮ５Ｓに
よる位置出力でロランＣ出力を補正し、ロランＣ自身の
精度をＮＮ５Ｓと同等にする。
ランＣの精度近くまで改善されるが、それ以上の改善は
出来ない。即ちロランＣ自身の誤差δｐＬＯにより電磁
ログ誤差推定値ｂ８及び潮流速度推定値Ｖ。０の推定精
度が決まるからである。そこでＮＮ５８受信時刻におい
てロランＣよりも更に高い位置精度を有するＮＮ５Ｓに
よる位置出力でロランＣ出力を補正し、ロランＣ自身の
精度をＮＮ５Ｓと同等にする。
ロランＣの位置出力ｐＬｏはロランＣの誤差をδＰＬＯ
とするとき、 ＋＋ＬＯ” Ｐ＋δｐＬＯ（３１） となる。ＮＮ５Ｓの位置出力ＰＮＮＳは、その誤差をδ
ＰＮＮＳ ％ ランダム誤差をδｐＮｓＲとするとき、
ｐＮＮＳ ”” Ｐ＋δｐＮＮＳ＋δＰＮＳＲ（３２）
となる。これら両位置出力が第２の位置比較部２４で比
較され、 ｙＮＳ” ｐＬｏ １’ＮＮｓ ”δｐＬＯ−δＩ’Ｎ
Ｎ５−δＰＮｆ）Ｒ（３５）を得る。ここでδｐＬｏ（
ｔ）＞δ１１ＮＮＳ （ｔ）が成立するので、（３５）
式の時間積分値に基づいてロラン誤差を推定して補正で
きる。この比較出力は誤差推定計算部へ １９に導かれ、ロランＣ誤差の推定値δＰｌ、。が１９
６で下式のごとく計算される。
とするとき、 ＋＋ＬＯ” Ｐ＋δｐＬＯ（３１） となる。ＮＮ５Ｓの位置出力ＰＮＮＳは、その誤差をδ
ＰＮＮＳ ％ ランダム誤差をδｐＮｓＲとするとき、
ｐＮＮＳ ”” Ｐ＋δｐＮＮＳ＋δＰＮＳＲ（３２）
となる。これら両位置出力が第２の位置比較部２４で比
較され、 ｙＮＳ” ｐＬｏ １’ＮＮｓ ”δｐＬＯ−δＩ’Ｎ
Ｎ５−δＰＮｆ）Ｒ（３５）を得る。ここでδｐＬｏ（
ｔ）＞δ１１ＮＮＳ （ｔ）が成立するので、（３５）
式の時間積分値に基づいてロラン誤差を推定して補正で
きる。この比較出力は誤差推定計算部へ １９に導かれ、ロランＣ誤差の推定値δＰｌ、。が１９
６で下式のごとく計算される。
ここでに呂ト推°定ゲインであり、ランダム誤差δｐＮ
ＳＲ等に基づき統計的に決定される。
ＳＲ等に基づき統計的に決定される。
この推定誤差が誤差補正量・制御量バ１毅部２０のロラ
ン誤差補正ハロし鉢部２０６に導かれ、八 Ｕ７＝−δＩＩＬＯ（３５） が計ｔ）される。この補正ｆ＆ Ｕ７はロラン誤差補正
計算部２２に専かれロランＣの位置出力ｐＬ０を補正す
る。
ン誤差補正ハロし鉢部２０６に導かれ、八 Ｕ７＝−δＩＩＬＯ（３５） が計ｔ）される。この補正ｆ＆ Ｕ７はロラン誤差補正
計算部２２に専かれロランＣの位置出力ｐＬ０を補正す
る。
この補正により、ロランＣの位置出力の精度はＮＮ５Ｂ
と同等になり、従ってこのロランＣの出力で補正される
電磁ログの精度もＮＮ５Ｓの精度に近くなる。即ち、第
２図（ＢｌにおけるＮＮＳ Ｓの第１回受信時刻蒔卦ｔ
４以後の慣性航法位置出力誤差δＰＩＮＳは、ｔｏ−ｔ
３よりも更に）１−さくなり、ＮＮ５Ｓ誤差（直走半径
５０〜１００ｍ ）に近い１直にまで改善される。
と同等になり、従ってこのロランＣの出力で補正される
電磁ログの精度もＮＮ５Ｓの精度に近くなる。即ち、第
２図（ＢｌにおけるＮＮＳ Ｓの第１回受信時刻蒔卦ｔ
４以後の慣性航法位置出力誤差δＰＩＮＳは、ｔｏ−ｔ
３よりも更に）１−さくなり、ＮＮ５Ｓ誤差（直走半径
５０〜１００ｍ ）に近い１直にまで改善される。
（４） キヤリプレーシ■ンＤモード
キヤリプレーシフンＣモードにおけるロランＣの誤差補
正において推定ゲイン等の設定が完全でない場合又はρ
−ρ航法のように、２点よりの電波のみで位置を決定す
る場合ではゆっくりとした時間ドリフトを有し、補正精
度が低下する。
正において推定ゲイン等の設定が完全でない場合又はρ
−ρ航法のように、２点よりの電波のみで位置を決定す
る場合ではゆっくりとした時間ドリフトを有し、補正精
度が低下する。
そこでこのモードでは、ロランＣ受信時刻以外のＮＮ５
Ｓ受信時刻において、ＮＮ５Ｓの位置出力ＰＮＮＳと慣
性航法による位置出力ｐＩＮＳｅ第３位置比較部２５で
比較し、その結果に基づいて慣性航法の位置出力を制御
する。ＮＮ５Ｓの誤差をδＰＮＮＳ 、ランダム誤差を
δＰＮＰＲとすると、２５の比較出力ｙＮＰは、）’Ｎ
Ｐ ” （δＰＺＮＳ−δＰＮＮＳ ）−δｐＮＰＲ（
３６）で表され、 δｐＩＮＳ（”＞δｐＮＮＳ （ｔ
）が成立することから、（５１１式の時間積分値によシ
慣性航法の速度誤差１位置誤差を抽出し、補正、制御す
ることができる。１９３で計η４される推定値δｖＩＮ
Ｓ及びδＰＩＮＳは、 δ瑞＝−喘５：）’ＮＰ ｄｔ （３７）推定ゲインで
ある。この推定値に基づき、速度及び位置の制御所Ｕｓ
、Ｕ４が２０３で次のように汀」算される。
Ｓ受信時刻において、ＮＮ５Ｓの位置出力ＰＮＮＳと慣
性航法による位置出力ｐＩＮＳｅ第３位置比較部２５で
比較し、その結果に基づいて慣性航法の位置出力を制御
する。ＮＮ５Ｓの誤差をδＰＮＮＳ 、ランダム誤差を
δＰＮＰＲとすると、２５の比較出力ｙＮＰは、）’Ｎ
Ｐ ” （δＰＺＮＳ−δＰＮＮＳ ）−δｐＮＰＲ（
３６）で表され、 δｐＩＮＳ（”＞δｐＮＮＳ （ｔ
）が成立することから、（５１１式の時間積分値によシ
慣性航法の速度誤差１位置誤差を抽出し、補正、制御す
ることができる。１９３で計η４される推定値δｖＩＮ
Ｓ及びδＰＩＮＳは、 δ瑞＝−喘５：）’ＮＰ ｄｔ （３７）推定ゲインで
ある。この推定値に基づき、速度及び位置の制御所Ｕｓ
、Ｕ４が２０３で次のように汀」算される。
△
Ｕ３”−Ｋ（２？”ＩＮＳ （５９１
この制御量により、慣性航法の速度出力及び位置出力が
補正される。
補正される。
このＤモードは本発明装置において必須のものではなく
、ロランＣの位置出力の精度が所定の値を保持している
場合は省いてもよい。
、ロランＣの位置出力の精度が所定の値を保持している
場合は省いてもよい。
以上説明したキャリブレーションＡ−Ｄモードは、キャ
リブレーション実行時間中電磁ログ受信時刻、ロランＣ
受（Ｎ時刻、ＮＮ５Ｓ受信時刻毎に周期的に実行され、
′！ｆ磁ログログ誤差潮流速度の推定値は更新されてス
トアされる。
リブレーション実行時間中電磁ログ受信時刻、ロランＣ
受（Ｎ時刻、ＮＮ５Ｓ受信時刻毎に周期的に実行され、
′！ｆ磁ログログ誤差潮流速度の推定値は更新されてス
トアされる。
（５） ノーマルＣモード
出航後数時間のキャリブレーションモードの実行が終了
すると、ノーマルモードに切換える。ノーマルモードで
は、ロランＣ受信時刻においてロランＣの位置出力１’
ＬＯと慣性航法位置出力ＰＩＮＳを第１位置比較部２３
で比較し、その比較結果ｙＬＯに基づいて慣性セ／す及
び計算部の誤差を補正、制御する。このモードにおける
動作は上述のキャリブレーションモード、Ｄモードと同
様な手法を用いるので、詳細な説明は省き、計算式のみ
を示す。まず慣性航法装置の各誤差の推定値は、となる
。Ｋ晶、に品、ＫＬ′ｏ、にふ、に品は推定ゲインであ
る。これらに基づく補正量、制御量は、Ｕｌ ＝−δａ
（４６） Ｕ２ ＝−δω （４７） 八 Ｕ３ ＝ Ｋｃ１δｖＩＮＳ （４Ｂ）へ Ｕ４ ” ＫＣ２δＰＩＮＥ （４ｑ）Ｕｓ ＝ Ｋｃ
ｓδψ （５０） となる。ＫＣ１〜Ｋｃ５は適当に設定される制御ゲイン
を示す。
すると、ノーマルモードに切換える。ノーマルモードで
は、ロランＣ受信時刻においてロランＣの位置出力１’
ＬＯと慣性航法位置出力ＰＩＮＳを第１位置比較部２３
で比較し、その比較結果ｙＬＯに基づいて慣性セ／す及
び計算部の誤差を補正、制御する。このモードにおける
動作は上述のキャリブレーションモード、Ｄモードと同
様な手法を用いるので、詳細な説明は省き、計算式のみ
を示す。まず慣性航法装置の各誤差の推定値は、となる
。Ｋ晶、に品、ＫＬ′ｏ、にふ、に品は推定ゲインであ
る。これらに基づく補正量、制御量は、Ｕｌ ＝−δａ
（４６） Ｕ２ ＝−δω （４７） 八 Ｕ３ ＝ Ｋｃ１δｖＩＮＳ （４Ｂ）へ Ｕ４ ” ＫＣ２δＰＩＮＥ （４ｑ）Ｕｓ ＝ Ｋｃ
ｓδψ （５０） となる。ＫＣ１〜Ｋｃ５は適当に設定される制御ゲイン
を示す。
（６）ノーマルＣモード
次にＮＮ５Ｓ受信時刻においては、ＮＮ５Ｓ位置出力ｐ
ＮＮＳとロランＣの位置出力ＰＬＯを第２位置比較部２
４で比較し、その比較結果ｙＮ８に基づいてロランＣの
位置誤差を補正する。このモードにおける動作は上述の
キャリプレーシランモードＣと同一なので、詳細な説明
は省き、計算式のみを示す。まへ ずロランＣ誤差δｐＬＯは、 である。
ＮＮＳとロランＣの位置出力ＰＬＯを第２位置比較部２
４で比較し、その比較結果ｙＮ８に基づいてロランＣの
位置誤差を補正する。このモードにおける動作は上述の
キャリプレーシランモードＣと同一なので、詳細な説明
は省き、計算式のみを示す。まへ ずロランＣ誤差δｐＬＯは、 である。
（７） ノーマルＣモード
次にロランＣ受信時刻以外のＮＮ５Ｓ受（ｉｔ時刻にお
いて、ＮＮ８Ｓ位置出力ＰＮＮＳと慣性航法位置出力Ｐ
ＩＮＳを第５位置比較部２５で比較し、その比較結果ｙ
ＮＰに基づいて慣性航法の各出力誤差を補正、制御する
。このモードにおける動作は上述のキャリブレーション
Ｄモードと同一なので、詳細な説明は省き、計算式のみ
を示す。まず慣性航法装置の各誤差の推定値は、 となる。Ｋ点、ＫＮＳ 、喘、鴫、ＫＮ’Ｓは推定ゲイ
ンである。これらに基づく補正量、制御量は、Ｕｌ ＝
−δａ （５８） Ｕ２ ＝−δω （５９） へ ｕｓ ＝−ＫｌｊδｖＩＮＳ （６０）ｔｒ５ニーＫｃ
３ δψ （６２） となる。ＫＣ１〜ＫＣ３は適当に設定される制御ゲイン
である。
いて、ＮＮ８Ｓ位置出力ＰＮＮＳと慣性航法位置出力Ｐ
ＩＮＳを第５位置比較部２５で比較し、その比較結果ｙ
ＮＰに基づいて慣性航法の各出力誤差を補正、制御する
。このモードにおける動作は上述のキャリブレーション
Ｄモードと同一なので、詳細な説明は省き、計算式のみ
を示す。まず慣性航法装置の各誤差の推定値は、 となる。Ｋ点、ＫＮＳ 、喘、鴫、ＫＮ’Ｓは推定ゲイ
ンである。これらに基づく補正量、制御量は、Ｕｌ ＝
−δａ （５８） Ｕ２ ＝−δω （５９） へ ｕｓ ＝−ＫｌｊδｖＩＮＳ （６０）ｔｒ５ニーＫｃ
３ δψ （６２） となる。ＫＣ１〜ＫＣ３は適当に設定される制御ゲイン
である。
このように、ノーマルモードでは、従来のような電磁ロ
グ等の対水速度計を補圧の基準とはせずに、ＮＮ５Ｓで
補正されたロランＣ等の電波航法位置出力を補正の基準
として用いるために１慣性航法による出力をＮＮ５Ｓと
同等に極めて高精度に維持することが可能となる。尚ノ
ーマルＣモードは付加的であり、省くこともできる。
グ等の対水速度計を補圧の基準とはせずに、ＮＮ５Ｓで
補正されたロランＣ等の電波航法位置出力を補正の基準
として用いるために１慣性航法による出力をＮＮ５Ｓと
同等に極めて高精度に維持することが可能となる。尚ノ
ーマルＣモードは付加的であり、省くこともできる。
（８）バックアップＡモード
ノーマルモードはロランＣ等の＋［渡航法が使用できる
限り高精度の補正が可能であるが、α波航法が使用でき
ない海域又は伝播障害のある場合では、キャリブレーシ
ョンＢモードでストアされた電磁ログ誤差、潮流速度推
定値に基づいて電磁ログの出力ｖＥＭ ｔ−補正し、こ
の補正出方と慣性航法による速度出力ｖＩＮＳとを速度
比較部１８で比較し、その比較結果ｙＥＭに基づいて慣
性航法出力の各誤差の補正、制御を行なう。このモード
の動作は、前述のキャリブレーションモードＡと同一の
ため、詳細説明は省略する。
限り高精度の補正が可能であるが、α波航法が使用でき
ない海域又は伝播障害のある場合では、キャリブレーシ
ョンＢモードでストアされた電磁ログ誤差、潮流速度推
定値に基づいて電磁ログの出力ｖＥＭ ｔ−補正し、こ
の補正出方と慣性航法による速度出力ｖＩＮＳとを速度
比較部１８で比較し、その比較結果ｙＥＭに基づいて慣
性航法出力の各誤差の補正、制御を行なう。このモード
の動作は、前述のキャリブレーションモードＡと同一の
ため、詳細説明は省略する。
（９）バックアップＢモード
ＮＮ５Ｓの受信時刻においてＮＮ８Ｓ位置出力１’ＮＮ
Ｓと慣性航法位置出力ｐＩＮＳを第３比較装置２５で比
較し、その比較結果ｙＮＰに基づいて慣性航法出力の各
誤差を補正、制御する。このモードにおける動作は前述
のキャリブレーションＤモード又はノーマルＣモードと
同一であシ、詳細な説明は省略する。
Ｓと慣性航法位置出力ｐＩＮＳを第３比較装置２５で比
較し、その比較結果ｙＮＰに基づいて慣性航法出力の各
誤差を補正、制御する。このモードにおける動作は前述
のキャリブレーションＤモード又はノーマルＣモードと
同一であシ、詳細な説明は省略する。
尚バックアップＢモードは付加的であり、省くことがで
きる。
きる。
このように、電波航法が使用できない場合でも、電波航
法が使用できるキャリブレーションモード期間において
ストアされた電磁ログ誤差及び潮流速度の推定値を用い
て対水速度計出力を補正するので、慣性航法の各出力を
高精度に補正することが可能となる。ただし潮流につい
てはその海域の既知の情報に照らし、キャリブレーショ
ンを実行した海域と著るしく相違する場合は、その利用
を中止するようにする。
法が使用できるキャリブレーションモード期間において
ストアされた電磁ログ誤差及び潮流速度の推定値を用い
て対水速度計出力を補正するので、慣性航法の各出力を
高精度に補正することが可能となる。ただし潮流につい
てはその海域の既知の情報に照らし、キャリブレーショ
ンを実行した海域と著るしく相違する場合は、その利用
を中止するようにする。
以上説明した、慣性航法装置の初期モード及び本発明に
おける各モードの実行をコンピュータで管理する場合の
ソフトウェアを第５図、第６図のフローチャートに示す
。
おける各モードの実行をコンピュータで管理する場合の
ソフトウェアを第５図、第６図のフローチャートに示す
。
第５図は初期モード及びキャリブレーションモードを示
し、まずスタートより初期モードに入り、加速度計出力
に基づく航法計算、地球自転、移動速度の補正量計算及
びその結果によるジャイロ制御等の一連のシーケンスが
実行され、安定板３の水平及び指北のためのルーチンを
終了した後、キャリブレーションモード実行の判断がＹ
ＥＳの場合に、電磁ログ受信時刻、ロランＣ受信時刻、
ＮＮ５Ｓ受信時刻の判断結果に基づいてＡ−Ｄのキャ
リブレーションの各モードが実行され、電磁ログ誤差。
し、まずスタートより初期モードに入り、加速度計出力
に基づく航法計算、地球自転、移動速度の補正量計算及
びその結果によるジャイロ制御等の一連のシーケンスが
実行され、安定板３の水平及び指北のためのルーチンを
終了した後、キャリブレーションモード実行の判断がＹ
ＥＳの場合に、電磁ログ受信時刻、ロランＣ受信時刻、
ＮＮ５Ｓ受信時刻の判断結果に基づいてＡ−Ｄのキャ
リブレーションの各モードが実行され、電磁ログ誤差。
潮流速度の推定値をストアしてスタートへ戻り、キヤリ
プレーシＩ！／モード終了までこのループをまわる。
プレーシＩ！／モード終了までこのループをまわる。
キヤリプレーシＩ！７モードの実行がＮｏ又は終了時刻
の場合は、第６図に示すフローに移る。
の場合は、第６図に示すフローに移る。
第６図は、ノーマルモード及びバックアップモードを示
し、まずロランＣの使用の可能性が判断され、ＹＥＳな
らばノーマルモードを、Ｎｏならばバックアップモード
を実行する。ノーマルモードではロランＣ受信時刻及び
ＮＮ８８受信時刻の判断結果に基づいてＡ〜Ｃの各モー
ドが実行され、スタートへ戻り、ロランＣの使用が可能
な限りこのループをまわる。
し、まずロランＣの使用の可能性が判断され、ＹＥＳな
らばノーマルモードを、Ｎｏならばバックアップモード
を実行する。ノーマルモードではロランＣ受信時刻及び
ＮＮ８８受信時刻の判断結果に基づいてＡ〜Ｃの各モー
ドが実行され、スタートへ戻り、ロランＣの使用が可能
な限りこのループをまわる。
次に、バックアップモードでは電磁ログ受信時刻及びＮ
Ｎ５Ｓ受信時刻の判断結果に基づいてＡ又はＢモードが
実行される。このモードではキャリブレーションモード
によυストアされた電磁ログ誤差及び潮流速度の推定値
が補正量、制御量の計算に用いられる。各モードの実行
が終了するとスタートに戻り、ロランＣの使用が不ｏｌ
能な限りこのループをまわり、ロランＣの使用が可能と
なればノーマルモードに切換わる。
Ｎ５Ｓ受信時刻の判断結果に基づいてＡ又はＢモードが
実行される。このモードではキャリブレーションモード
によυストアされた電磁ログ誤差及び潮流速度の推定値
が補正量、制御量の計算に用いられる。各モードの実行
が終了するとスタートに戻り、ロランＣの使用が不ｏｌ
能な限りこのループをまわり、ロランＣの使用が可能と
なればノーマルモードに切換わる。
以上実施例に基づいて本発明装置の構成、動作を説明し
たが、電波航法装置はロランＣに限定されず、オメガ、
デツカシステムを用いることができる。又対水速度計は
代表的なものとして電磁ログを示したが、他の原理によ
る流速計を用いることができる。更にＮＮ５Ｓは現在１
時間に一回程度の受信頻度であるが、ＧＰＳシステムが
実用化された場合は受信頻度が多くなるので、本発明装
置の捕取上説明したように、本発明によれば、通常の航
行時のノーマルモードでは、ＮＮ５Ｓで補正された高精
度の電波航法による位置出力を基準に慣性航法の各出力
が補正、制御されるので、従来のように対水速度計の出
力を直接基準として用いて補正する方法に比較して潮流
速度の影響を受けない、高精度の測定が可能となる。又
対水速度計自身の誤差特に−１１１＋ログなどの場合に
問題となる船の横流れによる誤差の影＃を受けない、高
精度の測定が可能となる。
たが、電波航法装置はロランＣに限定されず、オメガ、
デツカシステムを用いることができる。又対水速度計は
代表的なものとして電磁ログを示したが、他の原理によ
る流速計を用いることができる。更にＮＮ５Ｓは現在１
時間に一回程度の受信頻度であるが、ＧＰＳシステムが
実用化された場合は受信頻度が多くなるので、本発明装
置の捕取上説明したように、本発明によれば、通常の航
行時のノーマルモードでは、ＮＮ５Ｓで補正された高精
度の電波航法による位置出力を基準に慣性航法の各出力
が補正、制御されるので、従来のように対水速度計の出
力を直接基準として用いて補正する方法に比較して潮流
速度の影響を受けない、高精度の測定が可能となる。又
対水速度計自身の誤差特に−１１１＋ログなどの場合に
問題となる船の横流れによる誤差の影＃を受けない、高
精度の測定が可能となる。
更に電波航法の使用ができない海域では、キャリブレー
ションモードでストアされた対水速度計誤差及び潮流速
度の推定値により補正された対水速度計出力を補正の基
準として用いるので、従来装置に比較して格段の高精度
の測定が可能となる。
ションモードでストアされた対水速度計誤差及び潮流速
度の推定値により補正された対水速度計出力を補正の基
準として用いるので、従来装置に比較して格段の高精度
の測定が可能となる。
即ち、本発明によれば、誤差の時間的発散が問題である
慣性航法装置の出力を、ＮＮ５Ｓ誤差精度にまで抑え込
んであらゆる海域において高精度の測定ができる。
慣性航法装置の出力を、ＮＮ５Ｓ誤差精度にまで抑え込
んであらゆる海域において高精度の測定ができる。
第１図は従来の慣性航法装置の一例を示す構成図、第２
図は従来装置及び本発明装置の誤差の時間的増大を対比
して示した説明図、第３図は本発明の一実施例を示す構
成図、第４図は本発明装置の各動作モードの関係を示す
説明図、第５図、第６図は本発明装置の各モードをコン
ピーータ管理する場合のソフトウェアを示すフローチャ
ートである。 １・・・船体、３・・・安定板、５・・・ジャイロ、６
・・・加対水速度計、１８・・・速度比較部、１９・・
・誤差推定計算。 部、２０・・・誤差補正量・制御計算部、２１・・・電
波航法装置、２２・・・ロラン誤差補正量お、部、２３
，２４．２５・・・第１．第２．第３位置比較部、２６
・・・電磁ログ誤差・潮流速度補正計算部。
図は従来装置及び本発明装置の誤差の時間的増大を対比
して示した説明図、第３図は本発明の一実施例を示す構
成図、第４図は本発明装置の各動作モードの関係を示す
説明図、第５図、第６図は本発明装置の各モードをコン
ピーータ管理する場合のソフトウェアを示すフローチャ
ートである。 １・・・船体、３・・・安定板、５・・・ジャイロ、６
・・・加対水速度計、１８・・・速度比較部、１９・・
・誤差推定計算。 部、２０・・・誤差補正量・制御計算部、２１・・・電
波航法装置、２２・・・ロラン誤差補正量お、部、２３
，２４．２５・・・第１．第２．第３位置比較部、２６
・・・電磁ログ誤差・潮流速度補正計算部。
Claims (2)
- （１） ジャイロ及び加速度計よシなる慣性センサ出力
に基づいて連続的に姿勢・方位出力、第１速度出力、第
１位置出力を得る航法装置において、電波航法により第
２位置出力を間欠的に得る手段と、衛星航法により第３
位置出力を間欠的に得る手段と、上記第３位置出力と上
記第２位置出力を比較して電波航法誤差を推定し上記第
２位置出力を補正する手段と、上記Ｍ２位置出力と上記
第１位置出力を比較して上記慣性センサの誤差による第
１位置誤差の増大を抽出してその位置誤差の要因である
加速度計誤差、ジャイロ誤差並びに姿勢・方位誤差、速
度誤差０位置誤差を分離推定する手段と、これら推定結
果に基づいて上記慣性センナ並びに姿勢・方位出力。 速度出力１位置出力を補正並びに制御する手段とを具備
した航法装置。 - （２） ジャイロ及び加速度計よシなる慣性センサ出力
に基づいて連続的に姿勢・方位出力、第１速度出力、第
１位置出力を得る航法装置において、電波航法により第
２位置出力を間欠的に得る手段と、衛星航法により々）
３位置出力を１１Ｊ】人的に得る手段と、上記第３位置
出力と上記第２位置出力を比較して電波航法誤差を推定
し上記第２位置出力を補正する手段と、上記第２位置出
力と上記第１位置出力を比較して上記慣性センサの誤差
による第１位置誤差の増大を抽出してその位置誤差の要
因である加速度計誤差、ジャイロ誤差並びに姿勢・方位
誤差、速度誤差１位置誤差を分離推定する手段と、これ
ら推定結果に基づいて上記慣性センサ並びに姿勢・方位
出力。 速度出力２位置出力を補正並びに制御する手段とよシな
るノーマルモードと、対水速度計によシ第２速度出力を
得る手段と、上記補正された第２位置出力と上記第１位
置出力を比較して上補正された第２速度出力とを比較し
上記慣性センサの誤差による第１速度誤差の増大を抽出
してその速度誤差の要因である加速度計誤差、ジャイロ
誤差並びに姿勢・方位誤差、速度誤差を分離推定する手
段と、これら推定結果に基づいて上記慣性センサ並びに
姿勢・方位出ヵ、速度出力９位置出力を補正並びに制御
する手段とよりなるバックアップモードとを具備した航
法装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58235857A JPS60127413A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 航法装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58235857A JPS60127413A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 航法装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60127413A true JPS60127413A (ja) | 1985-07-08 |
Family
ID=16992272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58235857A Pending JPS60127413A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 航法装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60127413A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6269168A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-03-30 | Yokogawa Electric Corp | 船速測定装置 |
| 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 |
-
1983
- 1983-12-14 JP JP58235857A patent/JPS60127413A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6269168A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-03-30 | Yokogawa Electric Corp | 船速測定装置 |
| 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 |
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