JPS6329279A - 船首方位計測装置 - Google Patents
船首方位計測装置Info
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- JPS6329279A JPS6329279A JP61174177A JP17417786A JPS6329279A JP S6329279 A JPS6329279 A JP S6329279A JP 61174177 A JP61174177 A JP 61174177A JP 17417786 A JP17417786 A JP 17417786A JP S6329279 A JPS6329279 A JP S6329279A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- FLDSMVTWEZKONL-AWEZNQCLSA-N 5,5-dimethyl-N-[(3S)-5-methyl-4-oxo-2,3-dihydro-1,5-benzoxazepin-3-yl]-1,4,7,8-tetrahydrooxepino[4,5-c]pyrazole-3-carboxamide Chemical compound CC1(CC2=C(NN=C2C(=O)N[C@@H]2C(N(C3=C(OC2)C=CC=C3)C)=O)CCO1)C FLDSMVTWEZKONL-AWEZNQCLSA-N 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Navigation (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (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】
（ａｌ産業上の利用分野
この発明は、船舶の船首方位あるいは航空機の＋１ｊ方
位を計測する船首方位計測装置に関する。
位を計測する船首方位計測装置に関する。
なお、この発明において「船」は航空機を含む概念であ
る。
る。
ｔｂ１発明の）既要
この発明に係る船首方位８１測装置は、全世界測位シス
テム（ＮＡＶＳＴＡＲ／ＧＰＳ）を用いて船舶や航空機
の特定の２点の絶対的位置を測定することにより、船首
方位を算出するとともに、リングレーザジャイロやトノ
プラソナ等の回転速度計等により船の回頭速度を計測し
、この回頭速度計測手段によって得られたデータによっ
て前記演算により求めた船首方位を補正することにより
、常に正確な船首方位を求めるようにしたものである。
テム（ＮＡＶＳＴＡＲ／ＧＰＳ）を用いて船舶や航空機
の特定の２点の絶対的位置を測定することにより、船首
方位を算出するとともに、リングレーザジャイロやトノ
プラソナ等の回転速度計等により船の回頭速度を計測し
、この回頭速度計測手段によって得られたデータによっ
て前記演算により求めた船首方位を補正することにより
、常に正確な船首方位を求めるようにしたものである。
（Ｃ）従来の技術
従来、船首方位を計測する装置として磁気コンパスやジ
ャイロコンパスが用いられている。
ャイロコンパスが用いられている。
また、全世界測位システムを用いて船首方位を計測する
装置が特許出願されている（特開昭５９−１２５０１４
号）。
装置が特許出願されている（特開昭５９−１２５０１４
号）。
＋ｄ＋発明か解決しよ・うとする問題点ところがこのよ
うなコンパスによる船首方位演算手段はコンパスの測定
原理特有の誤差があり、正確な船鮪方位を胴側する必要
がある場合に問題となっていた。
うなコンパスによる船首方位演算手段はコンパスの測定
原理特有の誤差があり、正確な船鮪方位を胴側する必要
がある場合に問題となっていた。
たとえば、磁気コンパスは地球磁場の地理的分布や自差
等による誤差があり、またジャイロコンパスは速度誤差
、動揺誤差、振動誤差、ジンバル誤差および周波数変動
による誤差等があり、これを修正する必要があった。
等による誤差があり、またジャイロコンパスは速度誤差
、動揺誤差、振動誤差、ジンバル誤差および周波数変動
による誤差等があり、これを修正する必要があった。
また、全世界測位システムを用いて、船首方位を計測す
る方法では、演算結果にばらつきが生じて、そのままで
は精度の高い船首方位を胴側することが困難であった。
る方法では、演算結果にばらつきが生じて、そのままで
は精度の高い船首方位を胴側することが困難であった。
ｔｅ１問題点を解決するための手段
この発明は、船体の２箇所に全世界測位システム（ＮＡ
ＶＳＴＡＲ／ＧＰＳ）の受信用アンテナが設けられ、こ
れらの各アンテナ設置位置を一定時間間隔で測位すると
ともに、前記アンテナの位置から船首方位を求める船首
方位／ｉｊ算手段と、口１）の回頭速度を計測する回頭
速度計４［す手段と、前記船首方位演算手段によって得
られたデータについて、最新のデータを過去のデータで
平滑化した平滑化船首方位データを求める平滑演算手段
と、前記回頭速度ｄ１測手段の開側値により、前記平滑
化船首方位データを補正する補正手段と、を設けたこと
を特徴とする。
ＶＳＴＡＲ／ＧＰＳ）の受信用アンテナが設けられ、こ
れらの各アンテナ設置位置を一定時間間隔で測位すると
ともに、前記アンテナの位置から船首方位を求める船首
方位／ｉｊ算手段と、口１）の回頭速度を計測する回頭
速度計４［す手段と、前記船首方位演算手段によって得
られたデータについて、最新のデータを過去のデータで
平滑化した平滑化船首方位データを求める平滑演算手段
と、前記回頭速度ｄ１測手段の開側値により、前記平滑
化船首方位データを補正する補正手段と、を設けたこと
を特徴とする。
＋ｆ１作用
以上のように構成したことにより、船首方位演算手段は
２箇所に設けられた全１毬界測位システムの受信用アン
テナの絶対位置データから幾何学的に船首方位を演算に
より求め、回頭速度計測手段は計測時における船舶や航
空機の船首方位の回頭量を求める。船首方位演算手段は
全世界測位システムを用いて船首方位を胴側するため、
胴側の都度結果がばらつくもののそれらの結果を平滑演
算手段により平滑することにより、一定回数以上旧４ｔ
ｌｌすることによって真値に近い平滑化船員方位データ
を求める。
２箇所に設けられた全１毬界測位システムの受信用アン
テナの絶対位置データから幾何学的に船首方位を演算に
より求め、回頭速度計測手段は計測時における船舶や航
空機の船首方位の回頭量を求める。船首方位演算手段は
全世界測位システムを用いて船首方位を胴側するため、
胴側の都度結果がばらつくもののそれらの結果を平滑演
算手段により平滑することにより、一定回数以上旧４ｔ
ｌｌすることによって真値に近い平滑化船員方位データ
を求める。
一方、回頭速度計測手段により計測されたデータは、こ
の計測値のみに基づいて積分を行って回頭量を求める場
合は累積誤差が生じるが、短時間においては充分正確な
回頭量を得ることができる。したがって、前記補正手段
が前記平滑化船首方位データをこの回頭速度計測手段の
計測値により計ａｌｌ＋の都度補正を行うことにより、
常に正確な船首方位を開側することができる。
の計測値のみに基づいて積分を行って回頭量を求める場
合は累積誤差が生じるが、短時間においては充分正確な
回頭量を得ることができる。したがって、前記補正手段
が前記平滑化船首方位データをこの回頭速度計測手段の
計測値により計ａｌｌ＋の都度補正を行うことにより、
常に正確な船首方位を開側することができる。
＋ｇ）実施例
第１図はこの発明の実施例に係る船首方位計測装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
全体の制御はマイクロプロセッサにより構成された演算
制御語Ｍ１０によって行われる。ＧＰｓ受信ａｌｌは船
首と船尾に設けられた受信用アンテナからの受信信号に
基づいて各アンテナ設置位置における絶対位置（緯度、
経度）を求め、演算制御装置１０へ出力する。演算制御
語？ｍ’ＩＯはこの２つの緯度、経度情報に基づいて船
首方位を演算により求めるとともに最新のデータを過去
のデータで平滑化する。
制御語Ｍ１０によって行われる。ＧＰｓ受信ａｌｌは船
首と船尾に設けられた受信用アンテナからの受信信号に
基づいて各アンテナ設置位置における絶対位置（緯度、
経度）を求め、演算制御装置１０へ出力する。演算制御
語？ｍ’ＩＯはこの２つの緯度、経度情報に基づいて船
首方位を演算により求めるとともに最新のデータを過去
のデータで平滑化する。
リングレーザジャイロ１２はレーザ光を用いたシャ・イ
ロコンパスであり、回頭速度検出装置１３がリングレー
ザジャイロ１２の出力信号を検出して、測定時間におけ
る船の回頭速度を検出し、演算制御装置１０へ出力する
。
ロコンパスであり、回頭速度検出装置１３がリングレー
ザジャイロ１２の出力信号を検出して、測定時間におけ
る船の回頭速度を検出し、演算制御装置１０へ出力する
。
表示制御１１装置１４は表示装置１５の表示制御を行う
装置であり、演算制御装置１０からの出力信号に基づい
て求められた船首方位を表示する。
装置であり、演算制御装置１０からの出力信号に基づい
て求められた船首方位を表示する。
第２図は船舶に設けられたＧＰＳ受信用アンテナの設置
位置の絶対位置と船首方位との関係を表す図である。
位置の絶対位置と船首方位との関係を表す図である。
図に示すように、船首アンテナの緯度、経度を（ＬＡＴ
ｈ、ｌ、０Ｎｈ） 、また船尾アンテナの緯度、経度を
（ＬＡＴｔ、ＬＯＮｔ）として表せば、図に示した船首
アンテナ（設置位置）２と船尾アンテナ（設置位置）３
との緯度方向の距離をΔＬＡＴとし経度方向の距離をΔ
Ｌ ＯＮと表ゼば、次の関係式が成り立つ。
ｈ、ｌ、０Ｎｈ） 、また船尾アンテナの緯度、経度を
（ＬＡＴｔ、ＬＯＮｔ）として表せば、図に示した船首
アンテナ（設置位置）２と船尾アンテナ（設置位置）３
との緯度方向の距離をΔＬＡＴとし経度方向の距離をΔ
Ｌ ＯＮと表ゼば、次の関係式が成り立つ。
ΔＬＡＴ＝Ｋ（ＬＡＴｈ−ＬへＴｔ）
ΔＬＯＮ−Ｋ（ＬＯＮｈ−ＬＯＮｔ） ＊ ｃｏｓ
Ｌ八Ｔｔしたがって北に対する船首方位θは次の式
で求めることができる。
Ｌ八Ｔｔしたがって北に対する船首方位θは次の式
で求めることができる。
θ＝ｊａｎ−’ （ΔＬＯＮ／ΔＬＡＴ）以」−のよ
うにして２つの受信アンテナとＧＰＳ受信機を用いて各
アンテナの位置を測位するとともに船首方位を演算によ
り求める。
うにして２つの受信アンテナとＧＰＳ受信機を用いて各
アンテナの位置を測位するとともに船首方位を演算によ
り求める。
次に、このｃｐｓ受信機により求めた船首方位に関して
最新のデータを過去のデータで平滑化する方法について
説明する。
最新のデータを過去のデータで平滑化する方法について
説明する。
最新のデータをφｉとし、ｉを測定回数の順位とする。
またｇを平滑化の係数とすれば、平滑化された船首方位
θｌは次の式で表すことができるθ、 ・ ψ、 −ｔ
ｇ本 （ψ１− ψｒ−＋ ）＋ｇ” ＊ （φ、−
３−φ ＝−ｚＭ・・・） ここでΔφ、−φ、−φｉ−１とすると、θ、 −ψ＋
−＋ｇ＊Δ φ、 十ｇ２ ＊ Δ ψ、−己・・・）
と表すことかできる。
θｌは次の式で表すことができるθ、 ・ ψ、 −ｔ
ｇ本 （ψ１− ψｒ−＋ ）＋ｇ” ＊ （φ、−
３−φ ＝−ｚＭ・・・） ここでΔφ、−φ、−φｉ−１とすると、θ、 −ψ＋
−＋ｇ＊Δ φ、 十ｇ２ ＊ Δ ψ、−己・・・）
と表すことかできる。
ここで、
φｆ・ −ｇ ＊ Δ φ 、 十ｇ２ ＊ Δ φ
、−１・・・とすれば、 θ、＝φ、−ψ、。
、−１・・・とすれば、 θ、＝φ、−ψ、。
と表すことができる。なお、ψ７．は
φｔｒ −ｇ ＊（ψ７、−１十Δψ、）と表すことが
できる。
できる。
したがって、最新の月（）首方位データφ、と前回の船
首方位データφ、−１から過去の平滑加算値φｆ８を求
め、平滑化船首方位データθ、を求める。
首方位データφ、−１から過去の平滑加算値φｆ８を求
め、平滑化船首方位データθ、を求める。
以上のようにしていわゆる指数平滑フィルタの処理を行
うごとによって、ＧＰＳ受信機の測位データから求めた
船首方位データに関して最新のデータを過去のデータで
平滑化する。
うごとによって、ＧＰＳ受信機の測位データから求めた
船首方位データに関して最新のデータを過去のデータで
平滑化する。
次に、前記平滑加算値φ２、の値を補正するために、短
時間内で安定なリングレーザジャイ［２から求めた等価
な値を加える。すなわち補正値をＶｏ、とすれば、 Ｖｚｔ−ｇ ＊ （Ｖｆ；−＋→■）として求めること
かできる。
時間内で安定なリングレーザジャイ［２から求めた等価
な値を加える。すなわち補正値をＶｏ、とすれば、 Ｖｚｔ−ｇ ＊ （Ｖｆ；−＋→■）として求めること
かできる。
ここで■は最新の計測値を表す。
したがって、船首方位θ、は、
θ、・−φ、−ψ、 十Ｖ 、、として求めることかで
きる。
きる。
第３図は以上に説明した計測手順をフローチャートとじ
て表した図である。
て表した図である。
ます、船ね方位の算出や補正の演算を行う際に用いられ
る変数を初期化する（ｎｌ）。その後、ＧＰＳにより船
首、船尾の測位を行い、その２点の緯度、経度を求める
（ｎ２）。またリングレーザジャイロを用いて回頭速度
■を計測し、これを記憶する（ｎ３）。
る変数を初期化する（ｎｌ）。その後、ＧＰＳにより船
首、船尾の測位を行い、その２点の緯度、経度を求める
（ｎ２）。またリングレーザジャイロを用いて回頭速度
■を計測し、これを記憶する（ｎ３）。
このｎ２．ｎ３で求めたデータを基にして演算処理を行
い、船首方位を求める。まず、ＧＰＳにより求めた船首
、船尾の位置データを基にして前述のように船首方位Ａ
１を幾何学的に求める（ｎ４）。次にこの船首方位デー
タに対して平滑演算処理を行う。図中ステップｎ５に示
した変数の意味は次に示す通りである。
い、船首方位を求める。まず、ＧＰＳにより求めた船首
、船尾の位置データを基にして前述のように船首方位Ａ
１を幾何学的に求める（ｎ４）。次にこの船首方位デー
タに対して平滑演算処理を行う。図中ステップｎ５に示
した変数の意味は次に示す通りである。
Ａ１：最新の船首方位データ
Ａ２：前回の船首方位データ
ＤＡ：ＧＰＳにより単位時間に於ける船首方位の変化量
ＡＦＩ：指数平滑加算値
ＡＦ２：これまでの指数平滑加算値
Ｇ：指数平滑係数（Ｇ−０〜１の定数）このような手順
で演算を行うことにより指数平滑力ｌｌ算イ直ＡＰＩを
求める。
で演算を行うことにより指数平滑力ｌｌ算イ直ＡＰＩを
求める。
次に、ステップｎ３にて；ｉｌ測した回頭速度胴側１段
による計測値により補正を行う。図中ステップｎ６に示
した各変数の意味は次に示す通りである。
による計測値により補正を行う。図中ステップｎ６に示
した各変数の意味は次に示す通りである。
■：今回の回頭速度計測手段による計測値ＶＦｌ：回頭
速度酎測丁胴側よる言１測値の指数平滑加算値 ＶＦＩこれまでの凹頭速度言１測手段による計測値の指
数平滑加算値 Ｘ：ＶＦｌにより補正された船首方位 以上のようにしてＧＰＳによる船首、船尾の測位データ
と回頭速度ｉ＋測平手段よる計測値を基にして船首方位
を求める。
速度酎測丁胴側よる言１測値の指数平滑加算値 ＶＦＩこれまでの凹頭速度言１測手段による計測値の指
数平滑加算値 Ｘ：ＶＦｌにより補正された船首方位 以上のようにしてＧＰＳによる船首、船尾の測位データ
と回頭速度ｉ＋測平手段よる計測値を基にして船首方位
を求める。
（ｈ１発明の効果
以−１ユのようにこの発明によれば、個々の測位データ
がばらつくものの、累積誤差のない全世界測位システム
を用いて船首方位を求めるとともに、短時間において精
度よく回頭量を計測することのできる回頭速度４測手段
による４測結果で補正を行うことにより、常に正確な船
首方位を求めることができる。
がばらつくものの、累積誤差のない全世界測位システム
を用いて船首方位を求めるとともに、短時間において精
度よく回頭量を計測することのできる回頭速度４測手段
による４測結果で補正を行うことにより、常に正確な船
首方位を求めることができる。
第１図はこの発明の実施例に係る船首方位計測装置のブ
ロック図、第２図はＧＰＳによる船首。 船尾の測位と船首方位との関係を説明する図、第３図は
口ｊ）首方位計測装置の処理手順を表すフローチャート
である。
ロック図、第２図はＧＰＳによる船首。 船尾の測位と船首方位との関係を説明する図、第３図は
口ｊ）首方位計測装置の処理手順を表すフローチャート
である。
Claims (1)
- （１）船体の２箇所に全世界測位システム（ＮＡＶＳＴ
ＡＲ／ＧＰＳ）の受信用アンテナが設けられ、これらの
各アンテナ設置位置を一定時間間隔で測位するとともに
、前記アンテナの位置から船首方位を求める船首方位演
算手段と、 船の回頭速度を計測する回頭速度計測手段と、前記船首
方位演算手段によって得られたデータについて、最新の
データを過去のデータで平滑化した平滑化船首方位デー
タを求める平滑演算手段と、 前記回頭速度計測手段の計測値により、前記平滑化船首
方位データを補正する補正手段と、を設けたことを特徴
とする船首方位計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61174177A JPH0785019B2 (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 船首方位計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61174177A JPH0785019B2 (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 船首方位計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6329279A true JPS6329279A (ja) | 1988-02-06 |
| JPH0785019B2 JPH0785019B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=15974057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61174177A Expired - Lifetime JPH0785019B2 (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 船首方位計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0785019B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03269499A (ja) * | 1990-03-19 | 1991-12-02 | Glory Ltd | 話者照合方式 |
| JPH04122816A (ja) * | 1990-09-14 | 1992-04-23 | Tokimec Inc | ジャイロ装置 |
| JPH08285589A (ja) * | 1995-04-17 | 1996-11-01 | Fudo Constr Co Ltd | Ｇｐｓとジャイロによる建設機械位置決めシステム |
| JP2002162458A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-07 | Yokogawa Denshikiki Co Ltd | 方位測定装置 |
| JP2015091729A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-05-14 | 五洋建設株式会社 | クレーン船の吊り位置検出装置及び吊り位置検出方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59125014A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-19 | Japan Radio Co Ltd | 複合船首方位測定装置 |
| JPS60244878A (ja) * | 1984-05-21 | 1985-12-04 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Ｇｐｓジヤイロ |
-
1986
- 1986-07-23 JP JP61174177A patent/JPH0785019B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59125014A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-19 | Japan Radio Co Ltd | 複合船首方位測定装置 |
| JPS60244878A (ja) * | 1984-05-21 | 1985-12-04 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Ｇｐｓジヤイロ |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03269499A (ja) * | 1990-03-19 | 1991-12-02 | Glory Ltd | 話者照合方式 |
| JPH04122816A (ja) * | 1990-09-14 | 1992-04-23 | Tokimec Inc | ジャイロ装置 |
| JPH08285589A (ja) * | 1995-04-17 | 1996-11-01 | Fudo Constr Co Ltd | Ｇｐｓとジャイロによる建設機械位置決めシステム |
| JP2002162458A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-07 | Yokogawa Denshikiki Co Ltd | 方位測定装置 |
| JP2015091729A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-05-14 | 五洋建設株式会社 | クレーン船の吊り位置検出装置及び吊り位置検出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0785019B2 (ja) | 1995-09-13 |
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