JPS61173183A

JPS61173183A - 高度測定装置

Info

Publication number: JPS61173183A
Application number: JP1340885A
Authority: JP
Inventors: Haruyoshi Kuno; 久野　治義
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-01-29
Filing date: 1985-01-29
Publication date: 1986-08-04

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】〔発明の技術分野〕本発明は、指向性の鋭いビームを放射しその反射ビーム
を受信して機体の高度を算出する高度測定装置に関する
０〔発明の技術的背景とその問題点〕飛翔する機体に搭載され機体の高度を測定する装置は、
従来、ビーム幅１０〜３０　のパルス波またはＦＭ変調
された連続波を地上に放射し、その反射波のパルス間隔
または送信波との位相差（時間差）を測定してその測定
値と電波の伝播速度とから高度を具用している０このよ
うな従来の高度測定装置では、機体の運動（例えはロー
ル運動）によりビーム力向が変わると真の高度が測定で
きないため、通常、機体内に常に水平を保つ安定台を設
置しその安定台上に高度計の空中線が設けられていた。

しかしながら、この安定台は、正確な高度測定のために
は、精密なものでなければならず１機構も複雑化するう
え高価である０また従来の制度１り定装置では、広いビ
ーム幅により地表面の広い領域をカバーしてしまうため
、直接には真の高度を測定することはできない。ざらに
、ビーム幅が広いことから高度の測定に必要な情報をも
った反射波のエネルギーが小さくなり、送信機も犬さな
ものが必蒙である。また、幅の広い電波ビームでは、妨
害に対して弱く妨害時には尚度測定ができない０〔発明の目的〕本発明は、上記した従来の欠点を除去するもので、簡単
な構成で機体の運動に関係なくかつｉｕｊ害にも影響さ
れにくい高度測定装置を提供することを目的とするＱ〔発明の概要〕本儀明は、ビーム幅の狭い第１のビーム並びにこれと所
定角変異なる方向にビーム幅の狭い第２及び第３のビー
ムを放射し、それらの反射波を受信してＶＪｌ、第２．
第３のビーム毎に得られる距離情報とビームの所定の放
射角度差とから機体の真の高度を算出するようにしたも
のである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明による高度測定装置の一実施例を図面を参
照して説明する０第１図は、放射ビームの角度関係を示したもので、本発
明では、機体に固定された送受信機（１７、（２）　、
　（３）からそれぞれ第１のビーム（４）、第２のビー
ム（５）、第３のビーム（６）が地表面または峰面に向
け送信されるとともにそれぞれの反射波を受信するよう
構成される０第１のビーム（４）の送信方向け、機体（
７）が水平な状態で安定に飛行している場合には、鉛直
方向となる０第２．第３のビーム＋５１　、　＋６）は
、この第１のビーム（４）とは所定角度（のだけ異なっ
た方向に送信される０これら第１．第２．第３の送信ビ
ームｆ４）　、　（５）　、　（６）としては、ビーム
幅が非常に狭い例えば炭酸ガスレーザ光（赤外、［５１
）が利用される。ビームの送信角度差（θ）は１機体の
ロール通勤を＊慮して例えば５　程度に設定される０また、送信ビームには１例えば変調周波数が数１００Ｋ
Ｈｚ以上の振幅変調かかけられ、反射ビームとの位相差
を検出すること罠よってそれぞれのビーム毎に地表面ま
たは海面までの距離が求められる。

第２図は、本発明による高度測定装置の一実施例を説明
する概略構成図であり、特に、高度演算に係る部分の構
成略図である。第１．第２゜第３の送信ビームｔ４）、
　＋５）、　（６）の地表面または海面からの反射ビー
ム（Ｒ１）、　（Ｒｚ）、　（Ｒａ）は、それぞれ送受
信機ｆｌ）　、　（２）　、　（３）で受信され、送受
信機ｆｌ）　、　＋２１　、　＋３＋内の距離測定部＋
８）　ｅ　＋９）　＊　（Ｉ’ｍに供給される。

距離測定部ｉ８１　、　＋９）　、　ｄｌは、例えば位
相検出器等で構成され、送信信号と同位相の基準信号（
ｌ　ｔ　）、　（８ｚ　）、　（Ｓａ　）と反射ビーム
（）Ｌ＋　）、　（几２）。

（Ｒ３）の変調波との位相差を＊田して第１．第２、第
３の距離情報（ｌｔ　）、　（Ｊ２　）、　（Ｊａ）を
得る。

これら第１．第２．第３の距離情報（Ｊ＋　）、　（ｌ
ｚ）。

（１３）は、演算回路Ｕυに供給される。演算回路（１
１）け、予じめ既知の送信ビームの送信角度差（θ）と
測定された第１．第２．第３の距離情報（／１　）。

（１２）、　（Ｊａ　）とから機体（７）の真の高度（
ｈ）を算出する回路である。第３図は、この演算回路住
υで行われる演算を説明する図である。機体（力の水平
方向に対する傾き角をψとし、機体（７）側で測定され
る第１．第２．第３の距離情報をそれぞれ１１．ｌｚ、
Ｉｓ、送信ビームの送信角度差をθとする。真の高度ｂ
Ｆｉ、第３図の破線で示されるように１地面または海面
ｕｚに対して垂直をなす方向における機体（７）から地
面または海面α３までの距離である。この距離は、地表
面がほぼ平担′な場合には機体（力からの最短距離とな
る。これら真の高度り、測定値としての第１．第２．第
３の距離情報ｉｌ、　１２．　Ｉｓ　、送信ビームの送
信角度差０９機体（７）の傾き角ψとの間には、第３図
から明らかなように、１１ｃｏｓ　（θ−ψ）＝１１　　・・・・・・・・・
（５）ｌｚｃｏｓψ＝ｈ　　　　　・・・・・・・・・
（Ｂ）ｌｌａ　ｃｏｓ　（θ＋９１　）　＝　ｈ　　−
−−−−−−−−ｆｃ）の関係がある。

＋ｑ、ｔＢ）、ｔｑ式からψを消去してｈを求めるとと
なり、測定値１＋、　１２，１３及び既知な値θ（一定
）とから真の一度りが求められる。演算回路αυけ、こ
の（ＬＪ式の演算を行って真の一度りを算出する。（Ｄ
式の演算により真の高度りを求める方法では１機体（７
）の水平線に対する傾きの程度にかかわらず即ち機体（
７）のロール運動にかかわらず真の高度りが即座に算出
できる。

また、この方法では、送受信機（１）　、　（２）　、
　＋３）は、機体（力にｍＪ定して設置すればよいので
、安定台は不要となり装置の簡単化、小型化がはかれる
。

さらに、送信ビームにはビーム幅の狭い非町視光が用い
られるので妨害の影響を非常に受けにくい。

なお、上記した説明では機体のロール運動にかかわらず
真の制度を測定できる場合を示したが、勿論、機体のピ
ッチ運動にかかわらず測定することもできる。この場合
は、第１．第２゜第３の送信ビームの送信角度差を機体
の前後方向にもたせればよい。また、第４の送信ビーム
を加えることで、機体のロール運動、ピンチ運動のいず
れにもかかわらず真の高度を測定することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したよう罠、本発明による高度測定装置によれ
−ば、簡単な構成で機体の運動に関係なくかつ妨害にも
ほとんど影響されずに真の高度を容易に算出することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、放射ビームの角度関係を説明する図、第２図
は、本発明による褐変測定装置の一実施例を説明する概
略構成図、第３図は、真の高度の演算を説明する図であ
る。（１）　、　＋２１　、　＋３）・・・送受信機、＋４
）、＋５）、（６）・・送信ビーム、（力・・・機体、
　＋８）　、　＋９）　、　１１（１・・距離測定部、
αυ・・・演算回路。

Claims

【特許請求の範囲】

飛翔する機体に固定されビーム幅の狭い第１のビーム及
びこの第１のビームの送信方向からそれぞれ所定角度だ
け異なる方向にビーム幅の狭い第２、第３のビームを地
面または海面に向け送信する送信手段と、この第１、第
２、第３のビームの地面または海面からの反射ビームを
受信し第１、第２、第３のビーム毎に地面または海面ま
でのそれぞれの距離を検出する手段と、この手段で検出
された第１、第２、第３の距離情報と前記所定角度とか
ら地面または海面に対して垂直をなす方向における前記
機体から地面または海面までの距離を算出する演算手段
とを具備する高度測定装置。