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JP2906192B2 - Gyro compass - Google Patents
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JP2906192B2 - Gyro compass - Google Patents

Gyro compass

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JP2906192B2
JP2906192B2 JP25170091A JP25170091A JP2906192B2 JP 2906192 B2 JP2906192 B2 JP 2906192B2 JP 25170091 A JP25170091 A JP 25170091A JP 25170091 A JP25170091 A JP 25170091A JP 2906192 B2 JP2906192 B2 JP 2906192B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高速運航する船舶に使
用して好適なジャイロコンパスに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gyrocompass suitable for use in a ship operating at high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、船舶の針路の測定にはジャイロコ
ンパスが多く用いられている。ここで、図4を参照し
て、本発明が適用され得るジャイロコンパスの一例とし
て日本特許第428317号のジャイロコンパスを説明
する。同図において、符号Aは、ジャイロコンパス全体
を表し、1はジャイロケースで、このジャイロケース1
は誘導電動機により高速、かつ一定回転数にて回転され
るジャイロロータを内蔵し、その回転ベクトルは南向き
(北側より見て時計まわり)である。ジャイロケース1
は、上下に一対の垂直軸2、2´を突出して有し、これ
ら垂直軸2、2´は、ジャイロケース1の外側に配され
た垂直環3の対応する位置に取付けられたボールベアリ
ング4、4´の内輪に夫々嵌合する。上部垂直軸2に
は、懸吊線5の下端が固定され、その上端は懸吊線取付
台5´を介して垂直環3に取付けられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a gyrocompass is often used for measuring the course of a ship. Here, a gyro compass of Japanese Patent No. 428317 will be described as an example of a gyro compass to which the present invention can be applied with reference to FIG. In the figure, reference numeral A represents the entire gyro compass, 1 is a gyro case, and this gyro case 1
Has a built-in gyro rotor that is rotated at high speed and at a constant speed by an induction motor, and its rotation vector is southward (clockwise as viewed from the north side). Gyro case 1
Has a pair of vertical shafts 2 and 2 ′ projecting up and down, and these vertical shafts 2 and 2 ′ are mounted on ball bearings 4 attached to corresponding positions of a vertical ring 3 arranged outside the gyro case 1. , 4 'are fitted to the inner rings, respectively. A lower end of a suspension line 5 is fixed to the upper vertical shaft 2, and an upper end thereof is attached to a vertical ring 3 via a suspension line mounting base 5 '.

【0003】以上の構造により、ジャイロケース1の重
量は垂直軸2、2´のボールベアリング4、4´のスラ
スト荷重とはならず、全て懸吊線5が受け持つことにな
り、上記ボールベアリング4、4´の摩擦トルクを大幅
に減少させることが出来る。垂直環3の東西に、ジャイ
ロに指北トルクを与えるための一対の液体安定器6が取
付けられる。
[0003] With the above structure, the weight of the gyro case 1 does not become the thrust load of the ball bearings 4 and 4 'of the vertical shafts 2 and 2', and the suspension line 5 bears all the weight. 4 'can be greatly reduced. To the east and west of the vertical ring 3, a pair of liquid ballasts 6 for applying finger torque to the gyro are mounted.

【0004】各液体安定器6は、図5に示す如く、一種
の連通管であって、ジャイロの南北に配される壷6ー
1、6ー1´、これ等のなかばを満たす高比重の液体6
ー2、南北の壷6ー1´、6ー1を上方で連通する空気
管6ー3、およびそれ等を下方で連通する液体管6ー4
よりなる。
As shown in FIG. 5, each of the liquid stabilizers 6 is a kind of communicating pipe, and is a pot 6-1 or 6-1 'disposed on the north and south sides of the gyro, and has a high specific gravity to fill the inside thereof. Liquid 6
-2, an air pipe 6-3 that connects the north-south urns 6-1 'and 6-1 upward, and a liquid pipe 6-4 that connects them downward.
Consisting of

【0005】図4に示す如く、ジャイロケース1の西側
には、指北運動を制振させるためのダンピングウェイト
7が取付けられる。ジャイロケース1の東側には、ジャ
イロケース1と垂直環3の垂直軸2、2´まわりの偏角
を検出する差動変圧器の1次コイル8ー1が、又、これ
と相対する垂直環の位置には差動変圧器の2次コイル8
ー2がそれぞれ取付けられ、追従ピックアップ8を構成
する。垂直環3は、さらに、垂直軸2、2´およびジャ
イロスピン軸の双方に直交する東西の位置より外方に一
対の水平軸9、9´を突出して有し、これ等水平軸9、
9′は、垂直環3の外側に配された水平環10の対応す
る位置に取付けられたボールベアリング11、11′内
輪に夫々嵌合する。水平環10は、さらに水平面内で、
かつ上記水平軸9、9′と直交する位置に一対のジンバ
ル軸12、12′を有する。これ等ジンバル軸12、1
2′は、 水平環10の外側に位置する追従環13に取
付けられた一対のジンバル軸ボールベアリング14、1
4′に夫々勘合する。
[0005] As shown in FIG. 4, on the west side of the gyro case 1, a damping weight 7 for damping the finger north motion is attached. On the east side of the gyro case 1, a primary coil 8-1 of a differential transformer for detecting a deflection angle around the vertical axis 2, 2 'of the gyro case 1 and the vertical ring 3 is provided. Is the secondary coil 8 of the differential transformer.
2 are attached to each other to form a follow-up pickup 8. The vertical ring 3 further has a pair of horizontal axes 9, 9 'protruding outward from an east-west position orthogonal to both the vertical axes 2, 2' and the gyro spin axis.
Numerals 9 'are respectively fitted to inner rings of ball bearings 11 and 11' mounted at corresponding positions of a horizontal ring 10 arranged outside the vertical ring 3. The horizontal ring 10 is further in a horizontal plane,
Further, a pair of gimbal shafts 12, 12 'are provided at positions orthogonal to the horizontal shafts 9, 9'. These gimbal axes 12, 1
2 ′ is a pair of gimbal shaft ball bearings 14, 1 attached to a following ring 13 located outside the horizontal ring 10.
4 '.

【0006】追従環13は、図4に示すように、上下に
追従軸15、15′を有し、これ等追従軸15、15′
は盤器16の対応位置にある追従軸ボールベアリング1
7、17′に夫々嵌合する。上方の追従軸15の軸端に
は、コンパスカード18が取付けられ、これと盤器16
の対応する船首側の位置に固設した基線18Bとによっ
て、船首の方位角が読み取られる。盤器16の下部に
は、方位サーボモータ19が取り付けられ、その回転軸
19Aは、方位ピニオン20を介して追従環13の下部
にある方位歯車21と結合する。盤器16の下部には、
方位発信器22が取付けられ、その回転軸22Aは歯車
列を介して方位歯車21に噛み合わされ、方位信号を電
気信号に変換して外部に発信する。水平環10以内、す
なわち水平環10、垂直環3、ジャイロケース1等を含
めた部分は、通常鋭感部と呼ばれている。鋭感部はジン
バル軸12、12′のまわりに下の重い物理振子を構成
し、これによって水平軸9、9′は船体傾斜に関係な
く、常に水平面内に保持される。
As shown in FIG. 4, the follower ring 13 has upper and lower follower shafts 15, 15 ', and these follower shafts 15, 15'.
Is the following shaft ball bearing 1 at the corresponding position
7, 17 'respectively. A compass card 18 is attached to the shaft end of the upper follower shaft 15 and
The azimuth angle of the bow is read by the base line 18B fixed at the corresponding position on the bow side. An azimuth servomotor 19 is attached to a lower portion of the panel device 16, and a rotation axis 19 </ b> A of the azimuth servomotor 19 is coupled to an azimuth gear 21 located below the follower ring 13 via an azimuth pinion 20. In the lower part of the panel 16
An azimuth transmitter 22 is attached, and its rotating shaft 22A is meshed with the azimuth gear 21 via a gear train, converts an azimuth signal into an electric signal, and transmits it to the outside. A portion within the horizontal ring 10, that is, a portion including the horizontal ring 10, the vertical ring 3, the gyro case 1, and the like is usually called a sharp feeling portion. The sharps constitute a heavy physical pendulum below about the gimbal axes 12, 12 'so that the horizontal axes 9, 9' are always kept in a horizontal plane regardless of the hull inclination.

【0007】ジャイロケース1の方位と垂直環3の方位
とに差があると、この差を両者の間に設けた追従ピック
アップ8が検出し、電気信号に変換する。この電気信号
は、外部のサーボ増幅器23によって増幅され、方位サ
ーボモータ19に加えられる(方位サーボ系)。方位サ
ーボモータ19の回転は、回転軸19A、歯車列、方位
歯車21を通して追従環13に伝達され、さらに水平環
10、水平軸9、9′等を介して垂直環3に伝えられ、
垂直環3とジャイロケース1との方位偏差が常にゼロに
保たれるようになっている。方位サーボ系の作用によ
り、水平軸9、9′とジャイロスピン軸とは常に直交関
係を保ち、かつ懸吊線5の捩りトルクは一切ジャイロに
加わることはない。すなわち、サーボ系を持った垂直軸
2、2′、水平軸9、9′およびジンバル軸12、1
2′の三つの軸の働きによって、ジャイロケース1は船
体の動揺等の角運動より完全に絶縁されたことになり、
ジャイロスコープを構成する。上述したジャイロスコー
プに指北力、すなわちコンパスとしての機能を与えるの
が上記した液体安定器6である。
When there is a difference between the azimuth of the gyro case 1 and the azimuth of the vertical ring 3, the following pickup 8 provided between the two detects the difference and converts it into an electric signal. This electric signal is amplified by an external servo amplifier 23 and applied to the azimuth servomotor 19 (azimuth servo system). The rotation of the azimuth servomotor 19 is transmitted to the follower ring 13 through the rotation shaft 19A, the gear train, and the azimuth gear 21, and further transmitted to the vertical ring 3 via the horizontal ring 10, the horizontal shafts 9, 9 ', and the like.
The azimuth deviation between the vertical ring 3 and the gyro case 1 is always kept at zero. Due to the operation of the azimuth servo system, the horizontal axes 9, 9 'and the gyro spin axis always maintain an orthogonal relationship, and the torsional torque of the suspension wire 5 is not applied to the gyro at all. That is, the vertical axes 2 and 2 'having the servo system, the horizontal axes 9 and 9' and the gimbal axes 12 and 1
The gyro case 1 is completely insulated from the angular motion such as the sway of the hull by the action of the three axes 2 ',
Configure the gyroscope. It is the above-mentioned liquid ballast 6 that gives the above-mentioned gyroscope the function of fingering power, that is, the function as a compass.

【0008】次に、図5を参照して、この液体安定器6
の原理を説明する。尚、図5は、ジャイロの指北端が水
平面に対して角度θだけ上昇している場合の図である。
船が停止している場合を考えることにすれば、液体6ー
2の液面は重力加速度gの方向と直交する。よって、傾
斜ゼロの場合に比較して、図において斜線で示した部分
の液体が、北側の壷6ー1では減少し、南側の壷6ー
1′では増加する。今、水平軸9、9′から両壷6ー
1、6ー1′の中心までの距離をr1 、両壷6ー1、6
ー1′の断面積をS、液体6ー2の比重をρとすれば、
傾斜部の液体の重量は、
Next, referring to FIG.
The principle of will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a case in which the north end of the finger of the gyro rises by an angle θ with respect to a horizontal plane.
Considering the case where the ship is stopped, the liquid level of the liquid 6-2 is orthogonal to the direction of the gravitational acceleration g. Therefore, as compared with the case where the inclination is zero, the liquid indicated by the hatched portion in the figure decreases in the northern pot 6-1 and increases in the southern pot 6-1 '. Now, let the distance from the horizontal axis 9, 9 'to the center of both urns 6-1 and 6-1' be r 1 , and both urns 6-1 and 6
If the cross-sectional area of -1 'is S and the specific gravity of liquid 6-2 is ρ,
The weight of the liquid in the slope is

【0009】[0009]

【数1】S×r1 sinθ×ρ×g## EQU1 ## S × r 1 sin θ × ρ × g

【0010】となる。上記重量アンバランスは、南北両
方の壷6ー1、6ー1′で生じており、かつ水平軸9、
9′からのモーメントアームはr1 なので、結局、角度
θだけ傾斜している時の液体安定器6の作る水平軸9、
9′まわりのトルクTH は、近似的に
## EQU1 ## The weight imbalance occurs in both the north and south urns 6-1 and 6-1 ', and the horizontal axis 9,
Since the moment arm r 1 from 9 ', after all, a horizontal axis 9 to make the liquid ballast 6 when is inclined by an angle theta,
9 'torque T H around the approximately

【0011】[0011]

【数2】TH =2Sr1 2gρθ[Number 2] T H = 2Sr 1 2 gρθ

【0012】となる。ここで、## EQU1 ## here,

【数3】2Sr1 2gρ=K## EQU3 ## 2Sr 1 2 gρ = K

【0013】とおいて、Kを安定器定数と称している。
すなわち、液体安定器6は、ジャイロスピン軸の水平面
に対する傾斜に比例したトルクを、ジャイロの水平軸
9、9′のまわりに加える作用を行うもので、これによ
って、ジャイロは指北力を有し、ジャイロコンパスとな
る。なお、以上は、船舶が停止している場合を考えてき
たが、船舶の増減速、旋回等による運動加速度の南北成
分をαN とすれば、航行状態における液体安定器6の発
生するトルクTH1は、次式となる。
In the following, K is referred to as a ballast constant.
That is, the liquid ballast 6 acts to apply a torque proportional to the inclination of the gyro spin axis with respect to the horizontal plane around the horizontal axis 9, 9 'of the gyro, whereby the gyro has a finger north force. , Becomes a gyro compass. Incidentally, above, has been considered the case where a ship is stopped, acceleration and deceleration of the ship, when the north-south component of motion acceleration by turning like a alpha N, torque T generated in the liquid ballast 6 in traveling state H1 is given by the following equation.

【0014】[0014]

【数4】 (Equation 4)

【0015】一方、ダンピングウェイト7は、図6に示
す如く、垂直軸2、2′を含み、かつジャイロスピン軸
と直交する面内において垂直軸2、2′よりr2 (紙面
に垂直方向)の距離を以てジャイロケース1に取付けら
れる。この図6は、指北側が水平面に対して角度θだけ
上昇して傾斜した状態のジャイロケース1を西側より見
た図である。質量mのダンピングウェイト7に重力加速
度gが作用して、鉛直方向にm×gの力がこれに働く。
この力を垂直軸2、2´に平行な成分mgcosθと、ス
ピン軸に平行な成分mgsinθとに分解して考える。こ
の中で、垂直軸2、2′に平行な成分は、垂直軸ボール
ベアリング4、4′の負荷として作用するのみである
が、スピン軸に平行な成分は、垂直軸2、2′から距離
2 を乗じて垂直軸2、2′まわりのトルクとしてジャ
イロに作用することになる。このトルクをTφと書き表
すことにすれば、Tφは近似的に次式の如くなる。
Meanwhile, the damping weights 7, as shown in FIG. 6, the vertical axis 2,2 r 2 from 'comprises, and vertical axis 2,2 in a plane perpendicular to the gyro spin axis' (perpendicular direction to the paper surface) Is attached to the gyro case 1 with a distance of. FIG. 6 is a diagram of the gyro case 1 in a state where the north side of the finger rises and is inclined at an angle θ with respect to the horizontal plane, as viewed from the west side. The gravitational acceleration g acts on the damping weight 7 having the mass m, and a force of m × g acts on the damping weight 7 in the vertical direction.
This force is considered by being decomposed into a component mgcos θ parallel to the vertical axes 2 and 2 ′ and a component mgsin θ parallel to the spin axis. Among them, the component parallel to the vertical axis 2, 2 'only acts as a load on the vertical axis ball bearings 4, 4', while the component parallel to the spin axis is at a distance from the vertical axis 2, 2 '. By multiplying r 2 , it acts on the gyro as torque about the vertical axis 2, 2 ′. If this torque is expressed as Tφ, Tφ is approximately expressed by the following equation.

【0016】[0016]

【数5】Tφ=μ・θ 但しμ=mgr2 Tφ = μ · θ where μ = mgr 2

【0017】すなわち、ダンピングウェイト7は、ジャ
イロスピン軸の水平面に対する傾斜に比例したトルク
を、ジャイロの垂直軸2、2′のまわりに加える装置で
あり、これによってコンパスの指北運動を減衰させるこ
とができる。航行中におけるトルクTφは、船の運動に
起因する加速度を考慮して次式で表される。
That is, the damping weight 7 is a device for applying a torque proportional to the inclination of the gyro spin axis with respect to the horizontal plane around the vertical axis 2, 2 'of the gyro, thereby attenuating the finger north movement of the compass. Can be. The torque Tφ during navigation is expressed by the following equation in consideration of acceleration caused by the motion of the ship.

【0018】[0018]

【数6】 (Equation 6)

【0019】図7は上述のジャイロコンパスのスピン軸
の運動を、ジャイロスピン軸の指北端の真北からの方位
誤差φと傾斜角θとを変数とし、ラプラス演算子及び伝
達関数とによってブロック図的に表したものである。同
図において、gは重力加速度、Rは地球半径、Ωは地球
自転角速度、Hはジャイロの角運動量、λはその地点の
緯度、τG は液体安定器6の液面の運動を1次遅れとし
て近似したときの時定数、Kは指北定数、μはダンピン
グ定数で、αNは船の運動によってジャイロケースの南
北方向に作用する加速度、VNは船舶の南北速度、Sは
ラプラス演算子である。
FIG. 7 is a block diagram showing the motion of the spin axis of the gyro compass described above, using the Laplace operator and the transfer function with the azimuth error φ and the inclination angle θ from the true north of the north end of the gyro spin axis as variables. It is something that was expressed. In the figure, g is the gravitational acceleration, R is the radius of the earth, Ω is the rotation angle of the earth, H is the angular momentum of the gyro, λ is the latitude of the point, τ G is the first-order delay of the movement of the liquid level of the liquid stabilizer 6. time constant, K is ubiquitous constant when approximated as, mu is the damping constant, alpha N is the acceleration acting on the north-south direction of the gyro case by the movement of the ship, V N is north-south vessel velocity, S is a Laplace operator It is.

【0020】ジャイロの傾斜角θと、南北加速度αN
重力加速度gで除した値αN /gとの和が、液体安定器
6の液体6−2による1次遅れ伝達要素50(時定数τ
G )に作用して、液面傾斜を作る。ξに、指北定数Kを
ジャイロの角運動量Hで除した値K/H(51)を乗じ
た垂直軸まわりのプレセッション角速度ξ×K/Hが、
地球自転角速度Ωの垂直成分Ωsinλとともに、ジャイ
ロケース1の垂直軸まわりに作用して(52)、垂直軸
まわりの方位運動を生ぜしめ、方位誤差φが発生する。
方位誤差φに地球自転角速度Ωの水平成分Ωcosλ(5
3)が乗じられたものが、角速度入力として、ジャイロ
の水平軸まわりのジャイロ要素54に入力され、ジャイ
ロ傾斜角θを生ぜしめる。以上が、ジャイロコンパスの
指北ループ、又は方位ループと呼ばれる部分で、ループ
内に1/Sで表される極が2個存在する為に、振動解と
なる。ジャイロ傾斜角θにαN /gを加えたθ+αN
g にダンピング定数μを乗じた垂直軸まわりのトルク
μ×(θ+αN /g)をジャイロの角運動量Hで除した
角速度μ×(θ+αN /g)/H は、船舶の南北速度
N を地球半径Rで割った等価角速度VN /Rと共に、
水平軸まわりのジャイロ要素54に入力され、ジャイロ
傾斜角θを減少させ、上記指北運動を減衰させる作用を
具備させることができるため、減衰ループ、又は制振ル
ープと呼ばれる。南北速度VN は、上記指北ループに対
して、次式で表される緯度のsec に比例した速度誤差φ
V を方位誤差として生じさせる。
The sum of the gyro inclination angle θ and the value α N / g obtained by dividing the north-south acceleration α N by the gravitational acceleration g is determined by the first-order lag transmission element 50 (time constant) of the liquid ballast 6 by the liquid 6-2. τ
G ) to create a liquid surface gradient.プ レ is multiplied by a value K / H (51) obtained by dividing the finger north constant K by the angular momentum H of the gyro, and the precession angular velocity ξ × K / H about the vertical axis,
Acting on the vertical axis of the gyro case 1 together with the vertical component Ω sinλ of the earth rotation angular velocity Ω (52), azimuth movement about the vertical axis is generated, and an azimuth error φ is generated.
The horizontal component Ω cosλ (5
The product multiplied by 3) is input as an angular velocity input to the gyro element 54 around the horizontal axis of the gyro, and generates a gyro tilt angle θ. The above is the part called the northern loop or the azimuth loop of the gyrocompass, and since there are two poles represented by 1 / S in the loop, the vibration solution is obtained. Θ + α N / which is obtained by adding α N / g to the gyro inclination angle θ
angular mu × obtained by dividing the torque mu × around a vertical axis multiplied by a damping constant mu in g of (θ + α N / g) in the gyro angular momentum H (θ + α N / g ) / H is a north-south velocity V N of the ship Along with the equivalent angular velocity V N / R divided by the earth radius R,
The gyro element 54 is input to the gyro element 54 about the horizontal axis, and has a function of reducing the gyro inclination angle θ and attenuating the finger north motion. South velocity V N, relative to the ubiquitous loop, velocity error φ, which is proportional to sec latitude represented by the following formula
V is generated as an azimuth error.

【0021】[0021]

【数7】 (Equation 7)

【0022】但し、ここでAZIは船首方位角度、又は
単に方位である。図8は船が針路0゜で長時間直進し、
ジャイロコンパスがその時の速度誤差φ V1に靜定してい
る状態から、時刻t1 において、180゜旋回し、その
後、時刻t2 より針路180゜で直進した場合のジャイ
ロの運動を示したもので、基本的なジャイロの加速度に
よる影響としては、一般のジャイロコンパスに演繹でき
るものである。時刻t1 からt2 の間の加速度によって
生ずる方位変化φB をバリスティック量と称している。
このφB を、加速度が作用する前後の速度誤差の差に等
しくなるように設計する方法は、ジャイロコンパスにお
けるシューラー同調と呼ばれる重要な条件で、加速度の
影響を加速誤差の形で修正する(この条件からジャイロ
コンパスの指北周期は1〜1.5時間と長くなる)。即
ち、
Where AZI is the heading angle or
It is simply an azimuth. Figure 8 shows that the ship goes straight for a long time at 0 °
Gyro compass is the speed error φ at that time V1Is quiet
Time t1At 180 degrees,
Later, time tTwoJai when going straight ahead 180 °
It shows the movement of the gyro, the basic gyro acceleration
The effect can be deduced to the general gyro compass.
Things. Time t1To tTwoBy the acceleration between
Resulting azimuth change φBIs called the ballistic amount.
This φBIs equal to the difference in speed error before and after acceleration
Gyro-compass
Acceleration, which is an important condition called Schuler tuning.
Correct the effect in the form of acceleration error (from this condition gyro
The compass has a long northern cycle of 1 to 1.5 hours). Immediately
Chi

【0023】[0023]

【数8】φB =φV1−φV2 [Equation 8] φ B = φ V1 −φ V2

【0024】所で、バリスティック量φB は、速度差の
関数であるが、速度誤差の差は、上式に示した如く緯度
の関数でもあるので、上式の条件は、厳密にいえば、特
定の緯度(基準緯度と称する)でのみ成立し、それ以外
の緯度では、図8のΔφ1 (加速度一次誤差と称する)
の誤差が旋回直後に発生し、コンパスの指北周期の約1
/4周期後に最大誤差Δφ2 (加速度二次誤差と称す
る)を生じる。その後、ジャイロコンパスの基本運動特
性に従って、旋回後の速度誤差φV2に向かって制振運動
を行っていくという過程ををとる。
The ballistic amount φ B is a function of the speed difference, but the speed error difference is also a function of the latitude as shown in the above equation. Is established only at a specific latitude (referred to as reference latitude), and at other latitudes, Δφ 1 in FIG. 8 (referred to as primary acceleration error)
Error occurs immediately after the turn, and about 1
A maximum error Δφ 2 (referred to as a secondary acceleration error) occurs after 4 cycle. Thereafter, a process is performed in which a vibration damping motion is performed toward the speed error φ V2 after turning according to the basic motion characteristics of the gyrocompass.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】ジャイロコンパスは、
船舶の旋回、変速等によって受ける加速度により誤差を
生ずるが、この誤差の、旋回、変速等の運動中の南北加
速度の積分値を丁度速誤差の変化量に等しくすること、
即ち、シューラーの同調という手法を用いて加速度誤差
を実用上、差し支えない程度に抑えてきた。しかし、近
年、船舶は高速化しつつあり、従来のように、シューラ
ー同調に近い状態という程度では、加速度誤差が実用上
問題となりだしている。 ジャイロコンパスの指北運動
の周期は、その地点の緯度で変化するのに、シューラー
の同調条件は、よく知られているように、指北運動周期
が常に84.5分でなければ厳密には成立しない。この
ため、ある緯度でシューラー同調が成立していても、そ
のジャイロコンパスが別の緯度に達すれば、シューラー
同調がはずれ、そのズレ量と、船舶の旋回、変速等の運
動時に生じた南北加速度の量との積にほぼ比例する加速
度一次誤差が生じる。船舶の速度が10〜15ノット程
度であれば、従来のように、緯度50゜〜55゜のどこ
かに基準緯度を設け、そこでシューラーの同調が成立す
るようにしておけば、赤道から緯度65゜〜70゜程度
の間で、何とか、加速度一次誤差を我慢できる程度に抑
えることが出来た。しかし、20〜50ノットというよ
うな高速船では、この方法は全く成り立たない。また、
低速船でも高精度を要求されれば、やはり、この方法で
は、精度が不十分で問題を生ずる。
The gyro compass is
An error is caused by the acceleration received by the turning, shifting, etc. of the ship, and the integrated value of the north-south acceleration during the turning, shifting, etc. motion is just equal to the variation of the speed error.
That is, the acceleration error has been suppressed to a practically acceptable level by using the method of tuning the Schuler. However, in recent years, the speed of ships has been increasing, and acceleration errors have become a practical problem in the state close to Schuler tuning as in the past. The gyrocompass's northern fingering cycle varies with the latitude at that point, but Schuler's tuning conditions, as is well known, are strictly speaking if the northing cycle is not always 84.5 minutes. Not satisfied. For this reason, even if the gyro compass reaches another latitude even if the gyro compass is established at a certain latitude, the schiller is out of synchronization, and the deviation and the north-south acceleration generated at the time of the motion such as turning and shifting of the ship, etc. The primary acceleration error is approximately proportional to the product of the quantities. If the speed of the ship is about 10 to 15 knots, a reference latitude is provided somewhere in the range of 50 ° to 55 ° in the conventional manner, and tuning of the Schuler is established there. Somewhere between ゜ and 70 °, the primary error of the acceleration could be suppressed to an acceptable level. However, on high speed vessels such as 20 to 50 knots, this method does not work at all. Also,
Even if a low-speed ship is required to have high accuracy, this method still has insufficient accuracy and causes a problem.

【0026】更に、南北加速度により、ジャイロコンパ
スの制振ループを介して南北軸傾斜角が傾斜される。こ
の南北加速度による傾斜量のために、南北加速度がなく
なった時点から、ジャイロコンパスの指北周期の約1/
4後にピーク値を持つ加速度二次誤差が発生する。そし
て、この加速度二次誤差は、ほぼ船舶の速度の2乗に比
例するために、速度が速くなるにつれて重大な問題とな
る。
Further, the north-south axis tilt angle is tilted by the north-south acceleration through the vibration suppression loop of the gyrocompass. Because of the amount of tilt due to the north-south acceleration, from the time when the north-south acceleration disappears, about 1 /
Fourth, a secondary acceleration error having a peak value occurs. Since the acceleration secondary error is almost proportional to the square of the speed of the ship, it becomes a serious problem as the speed increases.

【0027】従って、本発明は、如何なる緯度において
も、正しいシューラー同調が成立ち、運動加速度が南北
軸傾斜角に影響を与えないようにすることにより、方位
誤差が全て速度誤差として修正され、常に正確な方位を
支持するジャイロコンパスを提供するものである。
Accordingly, the present invention provides a method which corrects Schuler tuning at any latitude and prevents motion acceleration from affecting the north-south axis tilt angle, so that all azimuth errors are corrected as velocity errors, and thus are always corrected. This is to provide a gyro compass that supports the correct orientation.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】本発明によるジャイロコ
ンパスは、例えば、図1及び図2に示す如く、第一のの
特徴において、スピン軸を略々水平にしたジャイロケー
ス1と、このジャイロケース1を三軸の自由度をもって
支持する支持装置と、このジャイロケース1にスピン軸
の水平面からの傾斜に比例したトルクを、スピン軸と直
交する水平軸9、9′のまわりにトルクを加える指北装
置と、このジャイロケース1にスピン軸の水平面からの
傾斜に比例したトルクをスピン軸と直交する垂直軸2、
2′のまわりに加える制振装置を有するジャイロコンパ
スにおいて、船舶の南北速度VN ′ と、その存在地点
の緯度λ′とを入力する加速度誤差修正装置100と、
この加速度誤差修正装置100からの出力である修正信
号を入力してジャイロケース1の垂直軸2、2′のまわ
りに修正信号に比例したトルクを加えるためのトルカと
を具え、この加速度誤差修正装置100において、船舶
の南北速度から南北傾斜信号を作り、この南北傾斜信号
を微分した信号と、船舶の存在地点の緯度より演算した
修正ゲインηを乗算して修正信号CYSを算出し、この
信号CYSをトルカに入力することにより、指北装置に
おいて、任意の緯度に対してシューラー同調条件を満た
すようにしたものである。
A gyro compass according to the present invention comprises, as shown in FIGS. 1 and 2, for example, a gyro case 1 having a spin axis substantially horizontal, and a gyro case according to the first feature. And a finger for applying a torque proportional to the inclination of the spin axis from the horizontal plane to the gyro case 1 around the horizontal axes 9 and 9 'orthogonal to the spin axis. The north unit and the gyro case 1 apply a torque proportional to the inclination of the spin axis from a horizontal plane to a vertical axis 2 orthogonal to the spin axis.
A gyrocompass having a vibration damping device added around 2 ′, an acceleration error correcting device 100 for inputting the north-south speed V N ′ of the ship and the latitude λ ′ of its location;
A torquer for inputting a correction signal output from the acceleration error correction device 100 and applying a torque proportional to the correction signal around the vertical axis 2, 2 'of the gyro case 1; At 100, a north-south inclination signal is generated from the north-south speed of the ship, and a signal obtained by differentiating the north-south inclination signal is multiplied by a correction gain η calculated from the latitude of the location of the ship to calculate a correction signal CYS. Is input to the ToruCa so that the finger north device satisfies the Schuler tuning condition for an arbitrary latitude.

【0029】また、本発明の第二の特徴においては、加
速度誤差修正装置100において、修正ゲインηと制振
装置の制振定数μ/Hとを用いて{(1+η)μ/H}
なる修正ゲインη′を作り、この修正ゲインη′と南北
傾斜信号とを乗算した信号CLSをトルカに入力するこ
とにより、制振装置において、常に船舶の運動により生
じた速度の影響が生じないようにしたものである。
According to a second feature of the present invention, in the acceleration error correction device 100, {(1 + η) μ / H} using the correction gain η and the damping constant μ / H of the damping device.
By inputting a signal CLS obtained by multiplying the corrected gain η ′ and the north-south inclination signal to the torquer, the vibration control device is not affected by the speed caused by the motion of the ship. It was made.

【0030】[0030]

【作用】ジャイロコンパスにおいて、船舶の運動により
生じた南北傾斜信号と、その存在地点の緯度に基づいた
修正ゲインηとを用いて、南北傾斜信号を微分し、修正
ゲインηを乗算した信号に比例するトルクをジャイロケ
ースの垂直軸のまわりに加えるトルカに入力すること
で、指北ループにおいて、任意の緯度に対しシューラー
同調条件が満足され、船舶の運動により生じる加速度一
次誤差の発生を防止することができる。
In the gyro compass, the north-south inclination signal is differentiated using the north-south inclination signal generated by the motion of the ship and the correction gain η based on the latitude of the location of the ship, and is proportional to the signal obtained by multiplying the correction gain η. Input to the torquer applied around the vertical axis of the gyro case to satisfy the Schuler tuning condition at any latitude in the northern loop, and prevent the occurrence of linear acceleration errors caused by ship motion. Can be.

【0031】更に、修正ゲインηと制振装置の制振定数
とを用いて新たな修正ゲイン{(1+η)μ/H}を作
り、この新たな修正ゲインと南北傾斜信号とを乗算した
信号に比例するトルクをジャイロケースの垂直軸2、
2′のまわりに加えるトルカに入力することで、制振ル
ープにおいて、常に運動加速度の影響を生じないように
して、加速度二次誤差の発生を防止出来るようにした。
従って、ジャイロコンパスに生じる加速度誤差を取り除
くことができ、方位誤差は速度誤差のみとなるから、正
確な方位を発信するジャイロコンパスが実現できる。
Further, a new correction gain {(1 + η) μ / H} is created by using the correction gain η and the damping constant of the vibration damping device, and a signal obtained by multiplying the new correction gain by the north-south tilt signal is added to the signal. Gyro case vertical axis 2, proportional torque
By inputting to the torquer added around 2 ′, the influence of the motion acceleration is not always generated in the vibration suppression loop, and the occurrence of the secondary acceleration error can be prevented.
Therefore, the acceleration error generated in the gyro compass can be removed, and the azimuth error is only the speed error, so that a gyro compass that transmits an accurate azimuth can be realized.

【0032】[0032]

【実施例】以下、図面を参照して本発明のジャイロコン
パスの一実施例を説明する。図中、図4の従来例と対応
する部分には同一符号を付し、重複説明は省略する。本
発明が図4の従来例と異なる第一の点は、本例において
は、トルカ80を設けた点であり、このトルカ80は、
垂直環3からジャイロケース1へ、垂直軸2、2′のま
わりにトルクを発生するように取付けられている。第二
の相違点は、加速度誤差修正装置100が設けられ、外
部からの船舶の速度信号V′と、方位コンパスの発信し
た方位信号AZIが入力され、演算により算出された修
正信号CSがトルカ80に出力されるようになっている
点である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the gyro compass of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the figure, portions corresponding to those of the conventional example of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. The first point of the present invention different from the conventional example of FIG. 4 is that, in the present example, a torquer 80 is provided.
It is attached to the gyro case 1 from the vertical ring 3 so as to generate torque around the vertical axis 2, 2 '. The second difference is that an acceleration error correction device 100 is provided, a speed signal V 'of a ship from outside and a direction signal AZI transmitted from a direction compass are input, and a correction signal CS calculated by calculation is converted to a torquer 80. This is the point that is output to.

【0033】以下、図2により、これらが生ずる作用に
ついて説明する。加速度誤差修正装置100は、外部情
報処理部110、修正ゲイン部120方位修正量演算部
130、傾斜修正量演算部140及び出力処理部150
とから成る。外部情報処理部110は、加速度誤差修正
装置100に送られてくる速度信号V′と方位信号AZ
Iとを入力して、南北速度信号VN ′及び南北傾斜信号
ANSを、南北速度演算部111、微分器112及び係
数器113とにより夫々次式に示す演算を行い、出力す
る;
In the following, the action that these occur will be described with reference to FIG. The acceleration error correction device 100 includes an external information processing unit 110, a correction gain unit 120, an azimuth correction amount calculation unit 130, a tilt correction amount calculation unit 140, and an output processing unit 150.
Consisting of The external information processing unit 110 includes the speed signal V ′ sent to the acceleration error correcting device 100 and the azimuth signal AZ.
I, the north-south speed signal V N ′ and the north-south inclination signal ANS are calculated by the north-south speed calculation unit 111, the differentiator 112 and the coefficient unit 113, respectively, and output.

【0034】[0034]

【数9】VN ′=V′cos AZIV N '= V'cos AZI

【0035】[0035]

【数10】 (Equation 10)

【0036】[0036]

【数11】 [Equation 11]

【0037】修正ゲイン部120は、南北速度信号
N ′と加速度誤差修正装置100に設定された緯度初
期値λ0 を入力して、ジャイロコンパスAが設置されて
いる緯度λ′に対する修正ゲインηを、緯度演算部12
1及び修正ゲイン演算部122により次式の演算を行い
出力する。
The correction gain section 120 receives the north-south speed signal V N 'and the latitude initial value λ 0 set in the acceleration error correction device 100, and obtains a correction gain η for the latitude λ' where the gyrocompass A is installed. To the latitude calculation unit 12
1 and the correction gain calculation unit 122 calculates the following expression and outputs the result.

【0038】[0038]

【数12】 (Equation 12)

【0039】[0039]

【数13】 (Equation 13)

【0040】方位修正量演算部130は、南北傾斜信号
ANSと修正ゲインηとを入力して、方位修正信号CY
Sを、微分器131及び掛算器132により次式の演算
を行い出力する;
The azimuth correction amount calculation unit 130 receives the north-south inclination signal ANS and the correction gain η, and inputs the azimuth correction signal CY.
S is calculated by the following equation using a differentiator 131 and a multiplier 132 and output;

【0041】[0041]

【数14】 [Equation 14]

【0042】傾斜修正量演算部140は、南北傾斜信号
ANSと修正ゲインηを入力して、傾斜修正信号CLS
を、係数器141、掛算器142及び加算器143によ
り次式の演算を行い出力する;
The inclination correction amount calculation unit 140 receives the north-south inclination signal ANS and the correction gain η, and inputs the inclination correction signal CLS.
Is calculated and output by the coefficient unit 141, the multiplier 142 and the adder 143 according to the following equation;

【0043】[0043]

【数15】 (Equation 15)

【0044】そして、出力処理部150は、方位修正信
号CYSと傾斜修正信号CLSを入力して、修正信号C
Sを、加算器151及び係数器152により次式の演算
を行い出力する;
The output processing section 150 receives the azimuth correction signal CYS and the inclination correction signal CLS, and
S is calculated by the following equation using the adder 151 and the coefficient unit 152, and is output;

【0045】[0045]

【数16】CS=CYS+CLS## EQU16 ## CS = CYS + CLS

【0046】上記の如く、加速度誤差修正装置100に
おいて、入力された方位信号AZIと速度信号V′を用
いて、修正信号CSが演算され出力される。この修正信
号CSは、利得KT なるトルカ80を介してトルクに変
換され、更に、角運動量Hの逆数の係数72を介して、
ジャイロコンパスの水平軸まわりのジャイロ要素54に
入力される。
As described above, in the acceleration error correction device 100, the correction signal CS is calculated and output using the input azimuth signal AZI and speed signal V '. This correction signal CS is converted into a torque through a torquer 80 having a gain K T , and further, through a coefficient 72 of a reciprocal of the angular momentum H,
It is input to the gyro element 54 around the horizontal axis of the gyro compass.

【0047】次に、運動加速度による加速度誤差が、方
位誤差中に生じない作用について以下に説明する。船舶
の旋回運動等により生じた南北傾斜量αN /gは、ジャ
イロコンパスの水平軸まわりの傾斜成分として入力され
る。また、方位修正量演算部130により演算された方
位修正信号CYSは、出力処理部150、トルカ80及
び角運動量の逆数の係数72の各々を介して、水平軸ま
わりのプレセッション角速度に変換され、水平軸まわり
のジャイロ要素54に入力し、このジャイロ要素54に
よって積分されて等価傾斜成分となる。この時の水平軸
まわりの傾斜成分Δθは、次式で示される;
Next, an operation in which an acceleration error due to a motion acceleration does not occur in an azimuth error will be described below. The north-south tilt amount α N / g generated by the turning motion of the ship or the like is input as a tilt component about the horizontal axis of the gyrocompass. The azimuth correction signal CYS calculated by the azimuth correction amount calculation unit 130 is converted into a precession angular velocity around the horizontal axis via the output processing unit 150, the torquer 80, and the coefficient 72 of the reciprocal of the angular momentum, The gyro element 54 is input to the gyro element 54 around the horizontal axis, and is integrated by the gyro element 54 to become an equivalent tilt component. At this time, the inclination component Δθ about the horizontal axis is represented by the following equation;

【0048】[0048]

【数17】 [Equation 17]

【0049】ここで、積分範囲は、運動加速度が作用し
ている時間で、旋回時では、開始時刻t1 から終了時刻
2 までとする。
Here, the integration range is the time during which the motion acceleration is acting, and from the start time t 1 to the end time t 2 when turning.

【0050】 [0050]

【0051】上記傾斜成分Δθにより、方位ループに生
じる方位誤差ΔφA は、次式で示される;
The azimuth error Δφ A generated in the azimuth loop by the above tilt component Δθ is expressed by the following equation;

【0052】[0052]

【数18】 (Equation 18)

【0053】ここで、VN は南北速度を表し、添字1、
2は、夫々旋回開始時と、旋回終了時とする。一方、船
舶が南北速度VN1からVN2に旋回等の加速度運動を行っ
たときの速度誤差の差ΔφB は、次式で示される;
Here, V N represents the north-south speed, and suffix 1,
Reference numeral 2 denotes a start time of turning and an end time of turning. On the other hand, the difference Δφ B in the speed error when the ship makes an acceleration motion such as turning from the north-south speed V N1 to V N2 is represented by the following equation;

【0054】[0054]

【数19】 [Equation 19]

【0055】 [0055]

【0056】南北加速度により生じた水平軸まわりの傾
斜成分Δθは、方位ループだけでなく、制振ループにも
入力される。この傾斜成分により生じる水平軸まわりの
プレセッション角速度は次式で示される;
The tilt component Δθ around the horizontal axis caused by the north-south acceleration is input not only to the azimuth loop but also to the vibration suppression loop. The precession angular velocity about the horizontal axis caused by this tilt component is given by:

【0057】[0057]

【数20】 (Equation 20)

【0058】一方、方位修正演算部130により演算さ
れた傾斜修正信号CLSは、出力処理部150、トルカ
80及び角運動量の逆数の係数72の夫々を介して、水
平軸まわりのプレセッション角速度に変換され、水平軸
まわりのジャイロ要素54に入力される。このプレッシ
ョン角速度は次式で示される;
On the other hand, the inclination correction signal CLS calculated by the azimuth correction calculation unit 130 is converted into a precession angular velocity around the horizontal axis via the output processing unit 150, the torquer 80, and the coefficient 72 of the reciprocal of the angular momentum. Is input to the gyro element 54 about the horizontal axis. This compression angular velocity is given by:

【0059】[0059]

【数21】 (Equation 21)

【0060】従って、水平軸まわりのジャイロ要素54
への入力には、数20及び数21のプレセッション角速
度が加えられるから、次式で示す如く;
Therefore, the gyro element 54 around the horizontal axis
Since the precession angular velocities of Equations (20) and (21) are added to the input to, as shown in the following equation:

【0061】[0061]

【数22】−γ1 +γ2 =0## EQU22 ## -γ 1 + γ 2 = 0

【0062】となる。このように、傾斜修正信号CLS
が、数15で示した値を取るとすれば、水平軸まわりの
ジャイロ要素54の運動加速度による傾斜成分の入力は
常に存在しなくなるので、加速度二次誤差は生じないこ
とになる。
Is obtained. Thus, the inclination correction signal CLS
However, if the value shown in Expression 15 is taken, the input of the inclination component due to the motion acceleration of the gyro element 54 about the horizontal axis does not always exist, so that no secondary acceleration error occurs.

【0063】以上の結果より、図3に示す如く、運動加
速度がなくなった時刻t2 以降において、方位誤差に含
まれる加速度誤差は、加速度一次誤差を修正する修正信
号CYSと、加速度二次誤差を修正する傾斜修正信号C
LSとを出力処理部150にて加算し、係数倍した修正
信号CSをトルカ80を介してジャイロコンパスに作用
させることにより生じなくなる。従って、方位誤差は、
速度誤差のみになり、この速度誤差は船舶の方位、速度
及びその地点の緯度で決定される。この速度誤差は、従
来の技術で容易に修正出来るから、修正法の説明は省略
する。
From the above results, as shown in FIG. 3, after the time t 2 when the motion acceleration disappears, the acceleration error included in the azimuth error is obtained by correcting the correction signal CYS for correcting the primary acceleration error and the secondary acceleration error. Inclination correction signal C to be corrected
LS is added by the output processing unit 150 and the corrected signal CS multiplied by the coefficient is applied to the gyro compass via the torquer 80 to prevent the correction signal CS from being generated. Therefore, the azimuth error is
There is only a speed error, and this speed error is determined by the heading, speed, and latitude of the point. Since this speed error can be easily corrected by the conventional technique, the description of the correction method is omitted.

【0064】図1、2の実施例において、外部情報から
南北速度VN ′、南北加速度αN ′及び船舶の存在地点
の緯度λ′等が得られるときには、それらの値を簡単な
変更で利用できる。更に、ダンピングウェイト7(これ
を機械式制振方式と呼ぶ)の代わりに、水平軸の傾斜を
検出できる傾斜計又は加速度計、検出した傾斜量を増幅
するアンプを新たにジャイロコンパスに取り付けて、ア
ンプの出力をトルカ80に入力することで、制振作用を
得る電気式制振方式にも全く同様に上述の加速度誤差修
正装置100が適用できる。
In the embodiment of FIGS. 1 and 2, when the north-south speed V N ′, the north-south acceleration α N ′, the latitude λ ′ of the location of the ship, and the like are obtained from the external information, these values are used by simple changes. it can. Further, instead of the damping weight 7 (which is called a mechanical vibration damping method), an inclinometer or an accelerometer capable of detecting the inclination of the horizontal axis and an amplifier for amplifying the detected inclination amount are newly attached to the gyro compass. The above-described acceleration error correction device 100 can be applied to an electric vibration damping system that obtains a vibration damping effect by inputting the output of the amplifier to the torquer 80.

【0065】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はこれ等の実施例に限定されるものではなく、本発明
の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更できるものである。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したようには本発明によれば、
以下に示す種々の利点を有する; (イ)任意の緯度に対して、船舶の運動加速度の影響が
方位誤差によらないジャイロコンパスが構成できる。 (ロ)垂直軸まわりにトルクを生じるトルカのみを新し
くジャイロコンパスに取付けるだけでよいから、低コス
トとなる。 (ハ)傾斜計、アンプ及びトルカより成る電気式制振方
式への適用も全く同様に実現できる。 (ニ)既存のジャイロコンパスの靜的特性(運動加速度
が加わらない場合の特性)を全く変更する必要が無いの
で、技術的構成が容易となる。 (ホ)高速度の船舶に対して、高精度の方位発信が可能
となる。
As described above, according to the present invention,
It has the following various advantages: (a) A gyrocompass can be constructed at any latitude with the influence of the ship's motion acceleration not depending on the heading error. (B) Only the torquer that generates torque around the vertical axis needs to be newly attached to the gyro compass, so that the cost is reduced. (C) Application to an electric damping system including an inclinometer, an amplifier, and a torquer can be realized in exactly the same manner. (D) There is no need to change the static characteristics (characteristics when no motion acceleration is applied) of the existing gyrocompass, so that the technical configuration becomes easy. (E) High-accuracy azimuth transmission can be performed for high-speed ships.

【0067】[0067]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のジャイロコンパスの一実施例の斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view of one embodiment of a gyro compass of the present invention.

【図2】本発明のジャイロコンパスに使用する加速度誤
差修正装置のブロック線図である。
FIG. 2 is a block diagram of an acceleration error correction device used for a gyro compass of the present invention.

【図3】本発明の実施例における誤差の説明に用いる説
明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram used for explaining an error in the embodiment of the present invention.

【図4】従来のジャイロコンパスの一例の斜視図であ
る。
FIG. 4 is a perspective view of an example of a conventional gyrocompass.

【図5】液体安定器の略線図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a liquid ballast.

【図6】ダンピングウェイトの原理説明図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the principle of a damping weight.

【図7】ジャイロコンパスの運動を示すブロック図であ
る。
FIG. 7 is a block diagram showing the movement of a gyrocompass.

【図8】ジャイロコンパスの誤差の説明に用いる説明図
である。
FIG. 8 is an explanatory diagram used for describing an error of a gyrocompass.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ジャイロケース 2、2′ 垂直軸 3 垂直環 8ー1、8ー2 差動変圧器の1次及び2次コイル 9、9′ 水平軸 10 水平環 13 追従環 22 方位発信器 80 トルカ 100 加速度誤差修正装置 110 外部情報処理部 120 修正ゲイン部 130 方位修正量演算部 140 傾斜修正量演算部 150 出力処理部 A ジャイロコンパス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gyro case 2, 2 'Vertical axis 3 Vertical ring 8-1, 8-2 Primary and secondary coil of a differential transformer 9, 9' Horizontal axis 10 Horizontal ring 13 Follower ring 22 Direction transmitter 80 Toruca 100 Acceleration Error correction device 110 External information processing unit 120 Correction gain unit 130 Azimuth correction amount calculation unit 140 Tilt correction amount calculation unit 150 Output processing unit A Gyrocompass

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村林 一成 東京都大田区南蒲田2丁目16番46号 株 式会社トキメック内 (56)参考文献 特開 平4−178516(JP,A) 特開 昭64−80812(JP,A) 特開 昭63−154914(JP,A) 特開 昭62−169013(JP,A) 特開 昭48−85171(JP,A) 実開 昭54−143669(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01C 19/00 - 19/72 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Kazunari Murabayashi Tokimec Co., Ltd. 2-16-46 Minami Kamata, Ota-ku, Tokyo (56) References JP-A-4-178516 (JP, A) JP-A-64-80812 (JP, A) JP-A-63-154914 (JP, A) JP-A-62-169013 (JP, A) JP-A-48-85171 (JP, A) JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01C 19/00-19/72

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 スピン軸を略々水平にしたジャイロを内
蔵するジャイロケースと、 該ジャイロケースを三軸の自由度をもって支持する支持
装置と、該ジャイロケースに、上記スピン軸の水平面か
らの傾斜に比例したトルクを上記スピン軸と直交する水
平軸のまわりに加える指北装置と、該ジャイロケース
に、上記スピン軸の水平面からの傾斜に比例したトルク
を上記スピン軸と直交する垂直軸のまわりに加える制振
装置を有するジャイロコンパスにおいて、 船舶の南北速度とその存在地点の緯度とを入力とする加
速度誤差修正装置と、 該加速度誤差修正装置からの修正信号を入力して、上記
ジャイロケースの垂直軸まわりに上記修正信号に比例し
たトルクを加えるためのトルカとを具え、上記加速度誤
差修正装置において、上記船舶の上記南北速度から南北
傾斜信号を作り、該南北傾斜信号を微分した信号と、上
記船舶の上記存在地点の上記緯度より演算して求めた修
正ゲインηとを乗算して修正信号CYSを算出し、該修
正信号CYSを上記トルカに入力することにより、上記
指北装置において、任意の緯度に対してシューラー同調
条件を満たすようにしたことを特徴とするジャイロコン
パス。
A gyro case containing a gyro having a substantially horizontal spin axis; a support device for supporting the gyro case with three degrees of freedom; and an inclination of the spin axis from a horizontal plane to the gyro case. A fingering device that applies a torque proportional to the spin axis around a horizontal axis orthogonal to the spin axis; and a gyro case that applies a torque proportional to the inclination of the spin axis from a horizontal plane around a vertical axis orthogonal to the spin axis. A gyro compass having a vibration damping device to be added to the gyro case, wherein an acceleration error correction device that inputs the north-south speed of the ship and the latitude of the location of the ship is input, and a correction signal from the acceleration error correction device is input to the gyro case. A torquer for applying a torque proportional to the correction signal around a vertical axis; A north-south tilt signal is generated from the north speed, a signal obtained by differentiating the north-south tilt signal is multiplied by a correction gain η calculated from the latitude of the location of the ship to calculate a correction signal CYS. A gyrocompass, wherein the correction signal CYS is input to the ToruCa so that the finger north device satisfies the Schuler tuning condition for an arbitrary latitude.
【請求項2】 加速度誤差修正装置において、修正ゲイ
ンηと制振装置の制振定数μ/Hとを用いて修正ゲイン
{(1+η)μ/H}を求め、この修正ゲイン{(1+
η)μ/H}と南北傾斜信号とを乗算した修正信号CL
Sを求め、該修正信号CLSをトルカに入力することに
より、上記制振装置において、常に運動加速度の影響が
生じないようにしたことを特徴とする請求項1記載のジ
ャイロコンパス。
2. An acceleration error correction device calculates a correction gain {(1 + η) μ / H} using a correction gain η and a vibration suppression constant μ / H of the vibration damping device, and obtains the correction gain {(1+
η) Corrected signal CL obtained by multiplying μ / H} by the north-south inclination signal
2. The gyro compass according to claim 1, wherein S is obtained, and the correction signal CLS is input to the torquer so that the influence of the motion acceleration is not always generated in the vibration damping device.
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