KR102304941B1 - Gyro compass compensation device using GPS track - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 GPS 항적을 이용한 자이로 컴파스 보정장치에 관한 것으로, 특히 원양 항해에서 자이로 컴파스(Gyro Compass)의 동작에 대해 검증할 수 있도록 하고, GPS 항적의 방위를 선박의 방위로 이용하여 자이로 컴파스의 오차를 정확하게 보정할 수 있도록 한 GPS 항적을 이용한 자이로 컴파스 보정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gyro compass compensator using a GPS track, which enables verification of the operation of a gyro compass in deep-sea navigation, and uses the GPS track's bearing as the ship's bearing to determine the gyro compass error. It relates to a gyro compass compensator using a GPS track that can accurately correct .
선박의 운항에 방위를 제공하는 각종 컴파스(Compass)는 크게 나누어 지구의 자장을 이용하는 마그네틱 컴파스와 팽이의 회전력에 의한 자이로 컴파스(Gyro Compass) 등이 있다. 모든 컴파스는 선박의 운행 도중 그 위치의 정확성을 담보할 수 있어야 하는데, 원양항해에 종사하는 대형 선박의 경우, Gyro 컴파스를 이중으로 시설하도록 규정되어 있다.Various compasses that provide direction to the navigation of ships are broadly divided into magnetic compasses using the earth's magnetic field and gyro compass using the rotational force of a top. All compasses must be able to ensure the accuracy of their position during the operation of the vessel, and in the case of large vessels engaged in deep-sea voyages, it is stipulated that a double Gyro compass is installed.
즉, 2대의 자이로 컴파스를 설치하여, 만약의 사태 대비 주 자이로 컴파스가 고장나더라도, 예비 자이로 컴파스를 이용하여 원활한 항해가 이루어지도록 한다.That is, two gyro compasses are installed to ensure smooth navigation using the spare gyro compass even if the main gyro compass breaks down in case of emergency.
한편, 선박의 경제적 여건 등을 고려하여 선수방위발신기(THD; True Heading Transmitting)를 2번째 자이로 컴파스를 대신하여 설치할 수 있도록 하고 있다. 여기서 선수방위발신기는 선박의 진방위(TH)에 대한 정보를 항해사에게 제공하는 장비이다. 여기서 진방위란 진자오선과 선박의 Heading이 이루는 사이각을 의미하며, 다르게 표현하여 진북이라는 용어로 대신 사용되고 있다.Meanwhile, in consideration of the economic conditions of the ship, a True Heading Transmitting (THD) can be installed in place of the second gyro compass. Here, the heading bearing transmitter is a device that provides information on the true heading (TH) of the vessel to the navigator. Here, true bearing means the angle between the pendulum meridian and the heading of the ship, and it is expressed differently, and the term true north is used instead.
마그네틱 컴파스는 지구의 자장을 이용하는 것이므로, 대략적인 방위를 측정하는 데에만 사용 가능하므로, 대양 항해를 위해서는 자이로 컴파스에 의존해야 하는 것이 현실적인 상황이다. 특히 이러한 자이로 컴파스에 의지하는 상황이 많아 지는 데에 대하여 이들 자이로 컴파스의 항해 중 정확성을 검증할 수 있는 장비는 명확히 존재하지 않는다.Since the magnetic compass uses the earth's magnetic field, it can only be used to measure the approximate bearing, so it is a realistic situation to rely on the gyro compass for ocean navigation. In particular, as the number of situations relying on the gyro compass increases, there is no clear equipment that can verify the accuracy of the gyro compass while sailing.
자이로 컴파스를 이용하여 방위각을 측정하고, 이를 이용하여 항해를 하는 종래 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.A prior art of measuring an azimuth using a gyro compass and navigating using the azimuth is disclosed in <Patent Document 1> below.
<특허문헌 1> 은 화재경보기, 자이로, 컴파스, GPS 수신기, 스피드 로그, 알람 모니터링 시스템, 서버, 모뎀 등으로 이루어진 선박에서, 선박 내의 서로 다른 프로토콜(RS-232C/422/485, IEC61162-6, TCP/IP)을 사용하는 각종 장비를 하나의 블록에서 취합한 후 하나의 프로토콜로 포맷하여 상위 시스템과의 통신이 용이토록 한 선박용 선내통신 정합 장치를 제공한다.<Patent Document 1> describes different protocols (RS-232C/422/485, IEC61162-6, TCP/IP)-using equipment is assembled in one block and then formatted as one protocol to provide a communication matching device for ships that facilitates communication with higher-level systems.
그러나 이러한 종래기술도 방위각 측정을 위해 자이로 컴파스를 이용하나, 자이로 컴파스의 상태를 검증하거나, 자이로 컴파스의 오차를 보정하는 것은 불가능한 단점이 있다.However, although this prior art also uses a gyro compass for azimuth measurement, it is impossible to verify the state of the gyro compass or correct an error of the gyro compass.
따라서 본 발명은 상기와 같은 기존 선박에 적용된 자이로 컴파스의 상태를 검증할 수 없고 보정 불가능한 단점 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 원양 항해에서 자이로 컴파스(Gyro Compass)의 동작에 대해 검증할 수 있도록 하고, GPS 항적의 방위를 선박의 방위로 이용하여 자이로 컴파스의 오차를 정확하게 보정할 수 있도록 한 GPS 항적을 이용한 자이로 컴파스 보정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the disadvantages that cannot be verified and cannot be corrected in the state of the gyro compass applied to the existing ship as described above, and various problems occurring in the prior art, and the operation of the gyro compass in ocean navigation An object of the present invention is to provide a gyro compass compensator using a GPS track that can verify the GPS track and accurately correct the error of the gyro compass by using the GPS track's bearing as the ship's bearing.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "GPS 항적을 이용한 자이로 컴파스 보정장치"는,In order to achieve the above object, "Gyro compass correction device using GPS track" according to the present invention,
GPS 신호 및 방위 정보를 제공하는 자이로 컴파스; 상기 자이로 컴파스로부터 제공된 GPS 신호를 기초로 GPS 항적을 추적하고, 추적한 항적 정보를 이용하여 선박의 속도를 추정하며, 상기 자이로 컴파스의 상태를 검증하여 오차 보정이 필요하면 GPS 항적을 이용한 방위와 자이로 컴파스의 방위를 비교하여, 그 차이에 따라 자이로 컴파스의 방위를 보정하는 자이로 컴파스 보정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Gyro compass providing GPS signal and bearing information; The GPS track is tracked based on the GPS signal provided by the gyro compass, the speed of the vessel is estimated using the track information, and if error correction is required by verifying the state of the gyro compass, the bearing and the gyro using the GPS track are required. and a gyro compass correcting unit that compares the orientations of the compass and corrects the orientation of the gyro compass according to the difference.
상기에서 자이로 컴파스 보정부는 GPS 상의 선박의 속도가 미리 정해진 기준 속도 이상이고, 상기 자이로 컴파스의 방위의 변화가 일정 각도 이하로 미리 설정된 일정시간 이상 지속하면 자이로 컴파스의 오차 보정이 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the above, the gyro compass correction unit determines that the error correction of the gyro compass is necessary if the speed of the vessel on the GPS is equal to or greater than a predetermined reference speed, and the change in the direction of the gyro compass continues for a predetermined time or longer at a predetermined angle or less. do it with
상기에서 자이로 컴파스 보정부는 상기 자이로 컴파스로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 신호 수신부; 상기 자이로 컴파스로부터 방위를 수신하는 자이로 컴파스 방위 수신부; 상기 GPS 신호 수신부에서 수신한 GPS 신호를 누적 저장하고, 누적된 GPS 신호를 이용하여 항적을 추적하며, 추적한 GPS 항적 정보를 이용하여 선박 속도를 추정하는 항적 및 속도 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The gyro compass correcting unit may include: a GPS signal receiving unit configured to receive a GPS signal from the gyro compass; a gyro compass orientation receiver configured to receive the orientation from the gyro compass; and a track and speed calculator for accumulating and storing the GPS signals received by the GPS signal receiver, tracking the track using the accumulated GPS signal, and estimating the ship speed using the tracked GPS track information. .
상기에서 자이로 컴파스 보정부는 상기 자이로 컴파스 방위 수신부에서 수신한 자이로 컴파스 방위와 상기 GPS 항적 정보를 이용하여 추출한 방위를 비교하여 그 차이를 자이로 컴파스의 방위 보정 값으로 출력하는 방위 비교 및 보정 연산부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above, the gyro compass correction unit compares the gyro compass bearing received from the gyro compass bearing unit with the bearing extracted using the GPS track information, and further includes an orientation comparison and correction operation unit for outputting the difference as the orientation correction value of the gyro compass. characterized in that
상기에서 자이로 컴파스 보정부는 상기 GPS 항적 정보를 이용한 방위와 상기 자이로 컴파스 방위를 비교하여 그 차이가 방위 기준치를 초과하면 자이로 컴파스의 고장으로 판단하고, 자이로 컴파스 이상 알람을 발생하는 자이로 컴파스 이상감지 알람부; 상기 자이로 컴파스 이상감지 알람부를 통해 전달되는 방위 보정 값을 시각적으로 표시해주는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the above, the gyro compass correction unit compares the azimuth using the GPS track information and the gyro compass azimuth, and when the difference exceeds the azimuth reference value, it is determined that the gyro compass is malfunctioning, and the gyro compass abnormality detection alarm unit generates a gyro compass abnormality alarm. ; It characterized in that it further comprises an output unit for visually displaying the azimuth correction value transmitted through the gyro compass abnormal detection alarm unit.
본 발명에 따르면 원양 항해에서 자이로 컴파스(Gyro Compass)의 동작에 대해 정상 유무를 검증할 수 있으며, 아울러 GPS 항적의 방위를 선박의 방위로 이용하여 자이로 컴파스의 오차를 정확하게 보정할 수 있어, 안전 항해를 도모해주는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to verify whether the operation of the gyro compass is normal in deep-sea navigation, and it is possible to accurately correct the error of the gyro compass by using the bearing of the GPS track as the bearing of the ship. has the effect of promoting
도 1은 본 발명에 따른 GPS 항적을 이용한 자이로 컴파스 보정장치의 구성도,
도 2는 본 발명에서 GPS 항적 정보로부터 방위 연산을 위한 위도 및 경도 표시 그래프이다.1 is a block diagram of a gyro compass compensator using a GPS track according to the present invention;
2 is a graph showing latitude and longitude for azimuth calculation from GPS track information in the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 GPS 항적을 이용한 자이로 컴파스 보정장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a gyro compass correction apparatus using a GPS track according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present invention described below should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents and It should be understood that there may be variations.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 GPS 항적을 이용한 자이로 컴파스 보정장치의 구성도로서, 자이로 컴파스(100) 및 자이로 컴파스 보정부(200)를 포함한다.1 is a block diagram of a gyro compass compensator using a GPS track according to an exemplary embodiment of the present invention, and includes a
자이로 컴파스(100)는 GPS 신호 및 방위 정보를 제공하는 역할을 한다.The
자이로 컴파스 보정부(200)는 상기 자이로 컴파스(100)로부터 제공된 GPS 신호를 기초로 GPS 항적을 추적하고, 추적한 항적 정보를 이용하여 선박의 속도를 추정하며, 상기 자이로 컴파스의 상태를 검증하여 오차 보정이 필요하면 GPS 항적을 이용한 방위와 자이로 컴파스의 방위를 비교하여, 그 차이에 따라 자이로 컴파스의 방위를 보정하는 역할을 한다.The gyro
이러한 자이로 컴파스 보정부(200)는 GPS 상의 선박의 속도가 미리 정해진 기준 속도(예를 들어, 5 knot)이상이고, 상기 자이로 컴파스(100)의 방위의 변화가 일정 각도(예를 들어, 0.2°) 이하로 미리 설정된 일정시간(예를 들어, 3분) 이상 지속하면 자이로 컴파스(100)의 오차 보정이 필요한 것으로 판단한다.In the gyro
또한, 상기 자이로 컴파스 보정부(200)는 상기 자이로 컴파스(100)로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 신호 수신부(210), 상기 자이로 컴파스(100)로부터 방위를 수신하는 자이로 컴파스 방위 수신부(220), 상기 GPS 신호 수신부(210)에서 수신한 GPS 신호를 누적 저장하고, 누적된 GPS 신호를 이용하여 항적을 추적하며, 추적한 GPS 항적 정보를 이용하여 선박 속도를 추정하는 항적 및 속도 연산부(230), 상기 자이로 컴파스 방위 수신부(220)에서 수신한 자이로 컴파스 방위와 상기 GPS 항적 정보를 이용하여 추출한 방위를 비교하여 그 차이를 자이로 컴파스의 방위 보정 값으로 출력하는 방위 비교 및 보정 연산부(240), 상기 GPS 항적 정보를 이용한 방위와 상기 자이로 컴파스 방위를 비교하여 그 차이가 방위 기준치를 초과하면 자이로 컴파스(100)의 고장으로 판단하고, 자이로 컴파스 이상 알람을 발생하는 자이로 컴파스 이상감지 알람부(250), 상기 자이로 컴파스 이상감지 알람부(250)를 통해 전달되는 방위 보정 값을 시각적으로 표시해주는 출력부(260)를 포함할 수 있다.In addition, the gyro
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 GPS 항적을 이용한 자이로 컴파스 보정장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the gyro compass compensator using the GPS track according to the preferred embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail as follows.
먼저, 선박의 항해가 시작하면 자이로 컴파스(100)는 자이로 컴파스(100)의 보정을 위한 GPS 신호 및 방위 정보를 실시간으로 자이로 컴파스 보정부(200)에 제공한다. 원양 항해 선박 중, 원유 운반선 등은 자이로 컴파스의 보정을 시행해야 하는 규정이 OCIMF(VIQ 7의 4.9항)에 정의되어 있으므로, 자이로 컴파스의 보정을 시행해야 한다.First, when the vessel starts sailing, the gyro
통상, GPS의 떨어진 거리를 이용하여 선박의 방위를 측정하는 장치를 GPS 컴파스(혹은, 위성 컴파스)라고 한다. 이러한 컴파스는 GPS에 의존하므로 대양 항해에서는 많이 사용하고 있지 않을 뿐만 아니라, 특히 자이로 컴파스를 사용하는 선박에서 부득이 사용할 이유도 느끼지 못하는 것인 현실이다. 대부분의 선박에서는 GPS를 설치하여 운영하고 있다. 본 발명에서도 자이로 컴파스(100)가 GPS를 설치하고 운영하고 있는 것으로 가정한다.In general, a device for measuring the bearing of a ship using the distance of the GPS is called a GPS compass (or satellite compass). Since these compasses depend on GPS, they are not used much in ocean navigation, and the reality is that there is no reason to use them inevitably, especially in ships using gyro compasses. Most ships have installed and operated GPS. In the present invention, it is also assumed that the
상기 자이로 컴파스 보정부(200)는 상기 자이로 컴파스(100)로부터 제공된 GPS 신호를 기초로 GPS 항적을 추적하고, 추적한 항적 정보를 이용하여 선박의 속도를 추정한다.The gyro
즉, 자이로 컴파스 보정부(200)의 GPS 신호 수신부(210)는 상기 자이로 컴파스(100)로부터 출력되는 GPS 신호를 수신하여 항적 및 속도 연산부(230)에 제공한다. 아울러 자이로 컴파스 방위 수신부(220)는 상기 자이로 컴파스(100)로부터 방위를 수신하여 상기 항적 및 속도 연산부(230)에 전달한다. That is, the
상기 항적 및 속도 연산부(230)는 상기 GPS 신호 수신부(210)에서 수신한 GPS 신호를 누적 저장하고, 누적된 GPS 신호를 이용하여 항적을 추적하며, 추적한 GPS 항적 정보를 이용하여 선박 속도를 추정한다.The track and
여기서 항적이라 함은 선박이 이동한 과거의 경로의 집합을 일컫는다. 즉, 항적은 선박이 일정시간 동안 움직인 흔적을 표현한 것이다. 예를 들어, 시각 s1에서의 위치 p1과 시각 s2에서의 위치 p2의 비교를 통해 항적을 추적할 수 있다. s1과 s2의 시간간격 상, p1과 p2의 차이가 크다면 이 선박이 속도는 빠르다는 것을 의미한다. 만일 P1과 p2의 차이가 적다면 선박의 속도는 낮다는 것을 의미한다. 속도가 낮으나 높으나 그 해당 시각에 움직였던 매 시각의 위치를 계속 연결한 선은, 만일 선박이 일정한 방위로 움직이고 있다면 그 연결한 선은 직선을 이루게 될 것이고, 그 직선이 이루는 방위가 항적에서 취할 수 있는 항적상의 방위가 된다.Here, the wake refers to a set of past routes traveled by a ship. In other words, the track expresses the traces of the vessel's movement for a certain period of time. For example, the track may be tracked by comparing the position p1 at the time s1 and the position p2 at the time s2. In the time interval between s1 and s2, if the difference between p1 and p2 is large, it means that this ship is fast. If the difference between P1 and P2 is small, it means that the speed of the ship is low. If the speed is low but high, but the line continues to connect the positions of each time it moved at that time, if the ship is moving in a certain direction, the connecting line will form a straight line. It becomes the defense on the wake.
GPS는 움직이지 않을 경우, 고정된 위치를 표시하는 기능이 있다. 단, 위치가 움직이지 않는 이상 방위를 구할 수는 없다. 그러나 선박이 움직이기 시작하면 위치의 변화가 발생하고 이들 위치의 연결선이 선박의 방위가 되는데, 선박의 항적은 선박의 과거 지점부터 현재 지점까지의 루트를 표시한 것이다.GPS has a function to display a fixed location when not moving. However, as long as the position does not move, the bearing cannot be obtained. However, when the ship starts to move, a change in position occurs, and the line connecting these positions becomes the ship's bearing.
항적은 GPS를 이용한 선박의 과거 위치의 기록에 불가하지만, 선박의 방위가 차량과 같이 쉽게 변하는 것이 아니므로, 선박의 운항에서는 이들 항적을 이용하여 방위를 구할 수 있다.Although it is impossible to record a ship's past location using GPS, the ship's bearing does not change as easily as a vehicle's.
즉, 선박은 방위의 변침을 시행하기 전까지 일정한 시간 동안 동일한 방위를 유지하며 항해한다. 이러한 원리를 이용한다면 GPS를 이용한 항적이, 물론 과거의 지점을 계속하여 표시하고 있더라도, 선박의 변침이 일어나기 전까지는 동일한 방위를 유지하고 있음은 자명하다.That is, the ship sails while maintaining the same bearing for a certain period of time before changing the direction. If this principle is used, it is self-evident that the track using the GPS maintains the same bearing until the change of direction of the ship occurs, even if the point of the past is continuously displayed.
이어, 항적 및 속도 연산부(230)는 상기 GPS 항적을 이용한 선박의 속도 정보와 자이로 컴파스의 방위 정보를 이용하여, 자이로 컴파스의 보정 유무를 검증한다.Next, the track and
즉, GPS 상의 선박의 속도가 미리 정해진 기준 속도(예를 들어, 5 knot)이상이고, 상기 자이로 컴파스(100)의 방위의 변화가 일정 각도(예를 들어, 0.2°) 이하로 미리 설정된 일정시간(예를 들어, 3분) 이상 지속하면 자이로 컴파스(100)의 오차 보정이 필요한 것으로 판단한다.That is, the speed of the vessel on the GPS is greater than or equal to a predetermined reference speed (eg, 5 knots), and the change in the orientation of the
다시 말해, 자이로 컴파스(100)의 방위에 변화가 없고, 일정한 시간 동안 선박이 일정한 방위를 유지한 채 항해하고 있다면, 선박의 항적 또한 방위의 변화가 없고, 선박의 움직이는 위치도 함께 표현할 수 있다. 즉, 일정한 방위가 계속 자이로컴파스를 통해 유지되고 있는 경우, 이때 상기와 같은 조건을 만족한다면, 그때의 GPS의 항적의 방위를 선박의 방위로 인정하고, 자이로 컴파스의 방위와 비교하여 자이로의 오차를 보정한다.In other words, if there is no change in the orientation of the
이를 위해, 방위 비교 및 보정 연산부(240)는 상기 자이로 컴파스 방위 수신부(220)에서 수신한 자이로 컴파스의 방위와 상기 GPS 항적 정보를 이용하여 추출한 방위를 비교하여 그 차이를 자이로 컴파스의 방위 보정 값으로 출력한다.To this end, the orientation comparison and
여기서 GPS 항적 정보를 이용하여 방위(진방위)를 산출하는 방법은 다음과 같다.Here, the method of calculating the bearing (true bearing) using the GPS track information is as follows.
도 2를 참조하면, 임의의 시각 t1에서 t2로 선박의 위치가 변할 때, 위치가 (x1, y1)에서 (x2, y2)로 GPS 상에서 변한다고 가정하면, x성분은 경도이며, y성분은 위도가 된다. 단, x1, y1, x2, y2의 단위는 [°]가 된다.Referring to FIG. 2 , when the position of the ship changes from any time t 1 to t 2 , assuming that the position changes from (x 1 , y 1 ) to (x 2 , y 2 ) on the GPS, the x component is longitude, and the y component is latitude. However, the unit of x 1 , y 1 , x 2 , y 2 is [°].
위도상의 길이 ly를 구하면 다음과 같다.Finding the length l y in latitude is:
남, 북극을 지나는 지구의 둘레는 40,007,000[m]이므로,Since the circumference of the earth passing through the North and South Poles is 40,007,000 [m],
경도상의 길이 lx를 구하면 다음과 같다.To find the length l x of the longitude phase, it is as follows.
먼저, x1, x2는 동경 혹은 서경으로 표시되므로, HA(Hour Angle) 시간으로 변경해야 된다.First, since x 1 and x 2 are displayed in East or West longitude, they must be changed to HA (Hour Angle) time.
따라서 x1, x2는 경도 성분이므로 HA로 변환하기 위해,Therefore, x 1 , x 2 are hardness components, so to convert to HA,
if (x1 > 0) x1 = 360 - x1 if (x 1 > 0) x 1 = 360 - x 1
else x1 = -x1 else x 1 = -x 1
if (x2 > 0) x2 = 360 - x2 if (x 2 > 0) x 2 = 360 - x 2
else x2 = -x2가 된다.else x 2 = -x 2 .
한편, 적도의 지구둘레는 40,075,000[m]이므로,On the other hand, since the Earth's circumference at the equator is 40,075,000 [m],
∵ 
if (x2 - x1) > 0, zn = 360 - zn이 된다.If (x 2 - x 1 ) > 0, z n = 360 - z n .
이렇게 구해진 zn이 진북대비 방위이므로 이 값이 진방위 값이 된다. Since z n obtained in this way is the bearing relative to true north, this value becomes the true bearing value.
이렇게 GPS 항적 정보를 이용하여 산출한 방위 값과 자이로 컴파스로부터 획득한 방위 값을 비교하여 그 오차를 산출하고, 산출한 오차 값을 자이로 컴파스 오차 보정 값으로 자이로 컴파스 이상감지 알람부(250)에 전달한다. 이렇게 산출한 오차는 각종 컴파스(예를 들어, 자이로 컴파스, 마그네틱 컴파스)의 방위를 보정하는 데 이용할 수 있다.In this way, the azimuth value calculated using the GPS track information is compared with the azimuth value obtained from the gyro compass to calculate the error, and the calculated error value is transmitted to the gyro compass abnormality
다음으로, 자이로 컴파스 이상감지 알람부(250)는 상기 GPS 항적 정보를 이용한 방위와 상기 자이로 컴파스 방위를 비교하여 산출한 오차가 자이로 컴파스의 고장 유무를 판단하기 위해 미리 설정된 문턱 치인 방위 기준치를 초과하면 자이로 컴파스(100)의 고장으로 판단하고, 자이로 컴파스 이상 알람을 발생한다.Next, when the gyro compass abnormality
이와는 달리, 상기 GPS 항적 정보를 이용한 방위와 상기 자이로 컴파스 방위를 비교하여 산출한 오차가 자이로 컴파스의 고장 유무를 판단하기 위해 미리 설정된 문턱 치인 방위 기준치보다 작으면, 산출한 오차 값을 방위 보정 값으로 출력부(260)에 전달한다. 출력부(260)는 전달되는 방위 보정 값을 시각적으로 표시해주어, 각종 컴파스의 오차를 보정하도록 한다. 컴파스의 정밀한 방위 보정으로 안전한 항해를 유지할 수 있게 된다.On the other hand, if the error calculated by comparing the bearing using the GPS track information and the bearing of the gyro compass is smaller than the azimuth reference value, which is a preset threshold value for determining whether the gyro compass is malfunctioning, the calculated error value is used as the azimuth correction value. It is transmitted to the
이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 원양 항해에서 자이로 컴파스(Gyro Compass)의 동작에 대해 정상 유무를 검증할 수 있으며, 아울러 GPS 항적의 방위를 선박의 방위로 이용하여 자이로 컴파스의 오차를 정확하게 보정할 수 있어, 안전 항해를 도모해주게 되는 것이다.As described in detail above, the present invention can verify whether the operation of the gyro compass is normal in the deep-sea voyage, and can accurately correct the error of the gyro compass by using the bearing of the GPS track as the bearing of the ship. This will allow for safe navigation.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.Although the invention made by the present inventor has been described in detail according to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments and it is common knowledge in the art that various changes can be made without departing from the gist of the present invention. It is self-evident to those who have
100: 자이로 컴파스
200: 자이로 컴파스 보정부
210: GPS 신호 수신부
220: 자이로 컴파스 방위 수신부
230: 항적 및 속도 연산부
240: 방위 비교 및 보정 연산부
250: 자이로 컴파스 이상감지 알람부
260: 출력부100: gyro compass
200: gyro compass correction unit
210: GPS signal receiver
220: gyro compass bearing receiver
230: track and speed calculator
240: azimuth comparison and correction calculation unit
250: gyro compass abnormal detection alarm unit
260: output unit
Claims (5)
상기 자이로 컴파스로부터 제공된 GPS 신호를 기초로 GPS 항적을 추적하고, 추적한 항적 정보를 이용하여 선박의 속도를 추정하며, 상기 자이로 컴파스의 상태를 검증하여 오차 보정이 필요하면 GPS 항적을 이용한 방위와 자이로 컴파스의 방위를 비교하여, 그 차이에 따라 자이로 컴파스의 방위를 보정하는 자이로 컴파스 보정부를 포함하고,
상기 자이로 컴파스 보정부는 GPS 상의 선박의 속도가 미리 정해진 기준 속도 이상이고, 상기 자이로 컴파스의 방위의 변화가 일정 각도 이하로 미리 설정된 일정시간 이상 지속하면 자이로 컴파스의 오차 보정이 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 GPS 항적을 이용한 자이로 컴파스 보정장치.
Gyro compass providing GPS signal and bearing information;
The GPS track is tracked based on the GPS signal provided by the gyro compass, the speed of the vessel is estimated using the track information, and if error correction is required by verifying the state of the gyro compass, the bearing and the gyro using the GPS track are required. Comprising a gyro compass correcting unit that compares the orientation of the compass and corrects the orientation of the gyro compass according to the difference,
The gyro compass correcting unit determines that error correction of the gyro compass is necessary if the speed of the vessel on the GPS is equal to or greater than a predetermined reference speed, and the change in the direction of the gyro compass continues at a predetermined angle or less for a predetermined period of time or longer. Gyro compass compensator using GPS track.
The apparatus of claim 1 , wherein the gyro compass correcting unit comprises: a GPS signal receiver configured to receive a GPS signal from the gyro compass; a gyro compass orientation receiver configured to receive the orientation from the gyro compass; and a track and speed calculator for accumulating and storing the GPS signals received by the GPS signal receiver, tracking the track using the accumulated GPS signal, and estimating the ship speed using the tracked GPS track information Gyro compass compensator using GPS track.
[4] The gyro compass compensating unit comparing the gyro compass bearing received from the gyro compass bearing unit and the bearing extracted using the GPS track information, and outputting the difference as an orientation correction value of the gyro compass, an orientation comparison and correction operation unit Gyro compass correction device using a GPS track, characterized in that it further comprises.
The gyro compass abnormality of claim 4, wherein the gyro compass correction unit compares the bearing using the GPS track information and the gyro compass bearing, and if the difference exceeds the bearing reference value, determines that the gyro compass is malfunctioning, and generates a gyro compass abnormality alarm. detection alarm unit; The gyro compass compensating apparatus using a GPS track, characterized in that it further comprises an output unit for visually displaying the azimuth correction value transmitted through the gyro compass abnormality detection alarm unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200050632A KR102304941B1 (en) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | Gyro compass compensation device using GPS track |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020200050632A KR102304941B1 (en) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | Gyro compass compensation device using GPS track |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR102304941B1 true KR102304941B1 (en) | 2021-12-03 |
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ID=78866450
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020200050632A KR102304941B1 (en) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | Gyro compass compensation device using GPS track |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102304941B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05133751A (en) * | 1991-11-14 | 1993-05-28 | Yokogawa Electric Corp | Gyrocompass |
| KR20020023203A (en) | 2001-12-29 | 2002-03-28 | 이재성 | Matching Apparatus for communication in ship |
| KR20050035527A (en) * | 2005-02-24 | 2005-04-18 | 최조천 | A method and a device for taking of best suitable direction by mixing gps data and mr data |
-
2020
- 2020-04-27 KR KR1020200050632A patent/KR102304941B1/en active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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