JPS61162765A - 双曲線電波航法受信機 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、双曲線電波航法受信機に係り、特に収束演算
により現在受信位置が求められる双曲線電波航法受信機
に関するものである。

（発明の背景）　　　　□ 双曲線電波航法の１種であるロランＣシステムでは、以
下のようにして受信位置が求められていた。

第２図に示されるように主局ＭのロランＣ信号従局Ｓ１
、Ｓ２のロランＣ信号が順に送信され、それらがロラン
Ｃ受信機で受信されると、そのロランＣ受信機では主局
ＭのロランＣ信号と各従局３１、Ｓ２のロランＣ信号と
の時間差ＴＤ１、ＴＤ２が求められる。　　□ そしてこれら時間差ＴＤ１、ＴＯ２から主局発信タイミ
ングに対門る従局発信タイミングの遅れ時間が差引かれ
、主局Ｍと従局Ｓ１とからの距離差Ｄ１、主局Ｍと従局
＄２からの距離差Ｄ２が求められる。

これら距離差Ｄ１、Ｄ２が一定となる軌跡は各々双曲線
を描き、それらの交点が受信位置として求めることが可
能となる。

このため地図上に双曲線が描かれたロランチャ−トの参
照により、あるいはロランテーブル（受信時間差−経度
緯度変換表）を用いて受信時間差から現在位置が求めら
れていた。

ところが、この従来装置においては、受信位置測定に熟
練を要し、またこれに長い時間が必要となって迅速性に
欠けるという問題があった。

そこで、収束演算により現在の受信位置が自動的に求め
られるこの種の装置が提案されている（例えば、特開昭
５４−１０５４９４＠）。

従来のこの種の装置においては、まず推定位置Ｐｏが教
示される。

その推定位置Ｐｏは第３図から理解されるように実際の
受信位置Ｐの近傍とされており、これを初期位置とした
受信位置の演算が行なわれ、その誤差が許容範囲内に収
まるまでその演算が繰り返され、そのときの演算位置が
受信位置Ｐとして求められる。

しかしながら従来のこの種の装置においては、推定位置
Ｐｏを予め調べて教示する操作が必要となるので、装置
操作が煩雑化するという不都合が生じていた。

（発明の目的） 本発明は上記従来の課題に鑑みて為されたものであり、
−その目的は、前記推定位置の教示操作が不要で操作性
の高い装置を提供することにある。

（発明の概要） 上記目的を達成するために本発明は、前記推定位置を自
動的に求める機能がこの種の装置に付加されたことを特
徴とする。

このため本発明に係る装置では第１図に示されるように
、 受信時間差に応じて得られる少なくとも２つの双曲線を
直線近似して求まる受信位置とが対応して格納された時
間差−位置変換テーブルａが予め用意されており、 このテーブルａを用いて受信電波間の受信時間差（受信
時間差演算手段すで求められている）から前記推定位置
に相当する概略受信位置が概略位置演算手段Ｃで求めら
れ、 この概略受信位置が初期値とされた前記の収束演算が現
在位置演算手段ｄで行なわれることにより現在位置が求
められている。

（実施例の説明） 以下図面に基づいて本発明に係る装置の好適な実施例を
説明する。

第４図において、アンテナ１０で受信されたロランＣ信
号は受信回路１２の高周波増幅器１４で増幅されており
、その増幅信号はリミッタ回路１６で２値化されている
。

そしてリミッタ回路１６の２値化データはサンプリング
回路１８に供給されており、サンプリング回路１８で得
られたサンプリングデータは受信時間差測定部２０に供
給されている。

この受信時間差測定部２０は前述の受信時間差ＴＤ＋　
、ＴＤ２を求めることが可能であり、それらは位置演算
部２２に供給されている。

この位置演算部２２では前記収束演算により現在受信位
置Ｐが求められており、その現在受信位置Ｐは表示制御
部２４に供給されている。

表示制御部２４は現在受信位置およびその軌跡に相当す
る制御信号を表示器２６に供給でき、表示器２６はそれ
らの表示を地図上に行なうことが可能である。

本実施例においては受信時間差測定部２０、位置演算部
２２、表示制御部２４はマイクロコンピュータを中心と
して構成されており、第５図にはそのうちの位置演算部
２２が機能別にブロック分けして示されている。

同図において、前記受信時間差測定部２０の受信時間差
ＴＤＩ、ＴＤ２は位置演算部２２の初期推定位置演算回
路２８および受信位置演算回路３０に供給されており、
受信位置演算回路３０は前記収束演算により受信位置Ｐ
を求めて表示制御部２４に供給できる。

そしてその現在受信位置Ｐは切替スイッチ３２の一方の
切替入力に供給されており、切替スイッチ３２の切替出
力は受信位置一時記憶回路３４に供給されている。

この受信位置一時記憶回路３４はこれに格納された受信
位置を受信位置演算回路３０に供給でき、受信位置演算
回路３０では位置演算にその受信位置が初期値として使
用されている。

また初期推定位置演算回路２８は双曲線テーブル（時間
差−位置変換テーブル）３６を用いて受信時間差ＴＤ１
、ＴＤ２から概略的な受信位置ＰＯを求めることが可能
であり、その概略受信位置Ｐｏは前記切替スイッチ３２
の他方の切替入力を介して前記受信位置一時記憶回路３
４に供給されている。

受信位置一時記憶回路３４は受信位置（現在受信位置Ｐ
または概略受信位置Ｐｏ）を記憶しているときに切替ス
イッチ３２を駆動して受信位置演算回路３０の現在受信
位置の入力を選択でき、またそのとき動作停止指令を初
期推定位置演算回路２８に供給できる。

初期状態においては受信位置一時記憶回路３４には受信
位置が記憶されておらず、このため最初に受信時間差Ｔ
Ｄ７、ＴＤ２が位置演算部２２に供給されると、初期推
定位置演算回路２８においてはそれらから概略受信位置
Ｐｏが双曲線テーブル３６を用いて求められ、その概略
受信位置Ｐａが受信位置一時記憶回路３４に記憶されて
受信位置演算回路３０に供給される。

そして切替スイッチ３２が受信一時記憶回路３４により
受信位置演算回路３０側へ切替えられ、受信位置演算回
路３０により現在受信位置Ｐが概略受信位置が初期値と
された収束演算により求められる。

なお、最初にこのようにして受信位置演算回路３０で現
在受信位置が求められると、その位置が受信位置一時記
憶回路３４に記憶されて次の収束演算において初期値と
して使用される。

第６図は前記双曲線テーブル３６の記憶内容を説明する
もので、地図上に双曲線が描かれた前述のロランチャー
トやロランテーブルにその記憶内容が相当している。

本実施例では、この記憶内容は次のようにして予め設定
される。

まず第６図の主局Ｍと従局Ｓ１とによる双曲線と、主局
Ｍと従局Ｓ２とによる双曲線が直線近似される。

更にそれら近似直線の主要交点（例えば点Ｑ）の受信時
間差が予め調べられる。

そしてそれらの主要交点と受信時間差との関係がこの双
曲線テーブル３６に格納される。

なお、この双曲線テーブル３６はＲＯＭなどの不揮発性
メモリから構成されており、このような記憶内容とされ
ているので大きな記憶容量は必要とされない。

また、このような記憶内容とされることにより初期推定
位置演算回路２Ｂにおける概略位置演算の速度が向上さ
れる。

更に初期推定位置演算回路２８で求められた概略受信位
＠Ｐｏは大きな誤差を含むことはなく、このため現在受
信位置Ｐの演算に誤りが生ずることはなく、従ってその
算出時間が短縮される。

本実施例は以上の構成からなり、以下その作用を説明す
る。

第７図において、電源投入の後にステップ１００でロラ
ンＣ信号が受信されていることが確認されると、ステッ
プ１０２において第３サイクルの追尾が行なわれている
か否かが判定される。

このステップ１０２で第３サイクルの追尾が行なわれて
いると判定されたときにはステップ１０４へ進む。

またステップ１０２で第３サイクルの追尾が行なわれて
いないと判定されたときにはステップ１０６で初期捕捉
および第３サイクル追尾の処理が行なわれてステップ１
０４へ進む。

このステップ１０４においては受信電波間の受信時間差
ＴＤ＋、ＴＤ２が求められており、次のステップ１０６
においては概略受信位置Ｐａまたは現在受信位置Ｐが既
に格納されているか否かが判定される。

装置起動時、再起動時においてはそれらは記憶されてお
らず、このためステップ１０８においてこれら受信時間
差ＴＤ１、ＴＤ２を用いて前記双曲線テーブルから概略
受信位置Ｐθが求められる。

そしてその概略受信位置Ｐｏがステップ１１０において
一時的に記憶されると、ステップ１１２へ進む。

このステップ１１２においては以下のようにして概略受
信位置Ｐｏが初期値とされた収束演算により現在受信位
置Ｐが求められる。

第８図には上記ステップ１１２の処理手順が示されてお
り、最初のステップ２００では前記ステップ１０８にお
いて求められた概略受信位置Ｐ。

が初期値としてセットされる。

次のステップ２０２においては次の近似演算が行なわれ
る。

第３図において、位置Ｍ　（Ｘ　Ｌ　Ｖ　Ｍ）、５ｓ（
Ｘｓ＋、Ｖｓｓ）、Ｓｚ　（Ｘｓｚ、Ｖｓｚ）の電波が
受信位置Ｐ　ＣＸ　、　ｖ　＞に到達する時間が各々Ｔ
　Ｍ、Ｔ　Ｓ　Ｉ　、Ｔ　Ｓ　２とされ、それら電波の
地表伝搬速度が値Ｖとされると、主局Ｍ１従局Ｓ１、Ｓ
ｚから順位置Ｐまでの距離ノ悶、ｌ　Ｓ　＋　、ｌ　ｓ
２は、 ｔ’ｌ４＝Ｔ！１４・■　　　　　　　　・・・第（１
）式、ｇｓ＋　＝Ｔｓ１・ｖ　　　　　　　−第（２）
式６ｓｚ＝Ｔｓ２・ｖ　　　　　　　・、、第（３）式
％式％ ・・・第（４）式 （ＴＳ２−ＴＭ＞　・ｖ　＝Ｊ２ｓ２１ｐａ・・・第（
５）式 が成立する。

ここで、上記距離、５Ｍ、Ｊｓｌ　１．ｇｓｚの近似値
Ｌ＋、Ｌｚは、地球表面上の２点の座標（ＸＭ。

ｙｇ）、（ＸＮ、ＶＮ）が与えられることによりランバ
ートの式として知られている近似計算式しくｘｘ、Ｖｘ
、ＸＮ、ＶＮ）から求めることが可能である。

上記近似計算式は地球が回転楕円体であることが考慮さ
れており、このステップ２０２においては前記ステップ
１０８で求められてステップ２００でセットされた推定
位置Ｐｏ　　（ｘｏ　ｅ　Ｖ　ａ　）を用いて、 Ｌ＋＝Ｌ（Ｘｏ、Ｖｏ、Ｘ　Ｓｔ、Ｖ　Ｓｔ　）Ｌ（Ｘ
ｏ、Ｖｏ、Ｘ　ＭｊＶ　間） ・・・第（６）弐 Ｌ２＝Ｌ（Ｘｏ、Ｖｏ、Ｘｓｚ、Ｖｘ２）Ｌ（ＸｏｍＶ
ｏｅＸ　Ｍ−ＶＭ） ：　　・・・第（７）式 の演算により距離Ｌｌ、Ｌｚが求められる。

このようにしてステップ２０２において距離Ｌ１、Ｌｚ
が求められると、次のステップ２０４においては前記ス
テップ１０４で求められた時間差（Ｔｓ＋　　ＴＭ、Ｔ
Ｓ２−ＴＭ＞に電波の地表伝搬速度Ｖを乗することによ
り得られた距離（Ｔｓ＋　　ＴＭ＞　・ｖ、（ＴＳ２　
　ＴＭ、）　・ｖからステップ２０２で求められた距離
Ｌ＋、Ｌｚが各々差引かれて距離誤差が求めら・れる。

ステップ２０６ではそれらの距離誤差が許容範囲内にあ
るか否かが判定されており、最初の場合にはそれらの距
離誤差が通常は許容範囲内にないので、ステップ２０Ｂ
においてこれらの距離誤差に応じた修正項ΔＸ、Δｙが
前記ステップ２００でセットされた初期値Ｐａ（ＸａＳ
Ｖｏ）に加えられて修正済みのものが再びステップ２０
０でセットされる。

その後以上の処理が繰り返されることにより距離Ｌｌ、
Ｌ２が距離１１，１２へ収束してステップ２０６で前記
距離誤差が許容範囲内にあるとの判定が行なわれると、
ステップ２１０で最終的な初期値（Ｘ　ｏ　、　Ｖ　ｏ
　）が検出位置Ｐ（測位結果）としてセットされる。

以上のようにしてステップ１１２の処理が行なわれるこ
とにより、第３図において概略受信位置Ｐｏ（Ｘｏ、Ｖ
ｏ）から真の現在位置Ｐ（ｘ、ｙ）へ現在受信位置が収
束される。

そしてその現在受信位置Ｐは第７図のステップ１１４で
受信位置一時記憶回路３４に格納され、ステップ１１６
にお０で表示器２６で表示される。

そして次のステップ１１８において受信機の操作状態、
受信状態などからこの測位動作が継続されることが確認
されると、前記ステップ１００へ戻る。

従って、このステップ１１８で肯定的な判定が行なわれ
る限り、ステップ１］２で求められた現在受信位置Ｐが
初期値Ｐａとされた収束演算が行なわれて現在位置Ｐが
その後継続して逐次求められ、これにより表示器２６に
は位置Ｐおよびその軌跡が表示される。

以上説明したように本実施例によれば、受信機の起動時
および再起動時にその概略的な現在受信位置Ｐｏが求め
られて自動的に設定されるので、その概略受信位置Ｐａ
を受信機に教示する操作が不要となり、従って受信機の
操作性を大幅に向上させることが可能となる。

また本実施例によれば、概略受信位置教示用のキーボー
ドやサムスイッチが不要となるので、装置のコストを大
幅に低減することも可能となる。

更に本実施例によれば、ある程度正確な受信位置Ｐ。が
求められて収束演算の初期値とされるので、収束演算の
速度みよび“精度を大幅に向上させることが可能となる
。

そして、現在受信位置Ｐから遠く離れた位置ＰＯが教示
されることはなく、従って誤った現在受信位置Ｐが求め
られることはない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、現在受信位置が求
められる収束演算の初期値となる概略受信位置が自動的
に求められるので、その概略受信　　　　゛位置を教示
する操作が不要となり、このため装置の操作性向上およ
びコスト低減を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクレーム対応図、第２図は受信電波間における
受信時間差の演算動作説明図、第３図は各局の配置位置
説明図、第４図は本発明に係る装置の好適な実施例を示
すブロック構成図、第５図は第４図における位置演算部
の機能を説明するブロック構成図、第６図は第５図にお
ける双曲線テーブル３６の記憶内容説明図、第７図は第
４図実施例の処理手順を説明するフローチャート、第８
図は第７図におけるステップ１１２の処理手順を示すフ
ローチャートである。 １２・・・受信部 ２０・・・受信時間差測定部 ２２・・・位置演算部 ２８・・・初期推定位置演算回路 ３０・・・受信位置演算回路 ３２・・・切替スイッチ ３４・・・受信位置一時記憶回路 ３６・・・双曲線テーブル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも３種の受信電波間の受信時間差を求め
   る受信時間差演算手段と、 受信時間差に応じて得られる少なくとも２つの双曲線を
   直線近似して求まる受信位置とが対応して格納された時
   間差−位置変換テーブルと、時間差−位置変換テーブル
   を用いて受信時間差から概略受信位置を求める概略位置
   演算手段と、概略受信位置が初期値とされ、前記受信時
   間差に基づく収束演算により現在受信位置を求める現在
   位置演算手段と、 を含む、 ことを特徴とする双曲線電波航法受信機。