JP3734868B2 - 磁力計測定値の誤差補正方法及びそのための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、輸送機関に搭載された磁力計の測定値の磁気摂動と位置不整合とによる誤差の同時識別及び補正の方法に関し、また、この方法を実行する装置と、該装置を使用する各種装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
輸送機関、特に航空機に搭載された磁力計は、一般に磁気摂動を受け、輸送機関の基準座標系に対し厳密には位置整合されず、これが、この磁力計により得られた磁界の測定値を不正確にすることが知られている。
【０００３】
摂動は、本質的に４つのタイプに分類することができる。
− ３つのタイプの磁気摂動、即ち、詳細には、
・磁化されていないが、磁力線を歪める強磁性体の磁力計の近くに存在する ことによる、所謂”軟鉄”摂動；
・直流が流れる、磁化された及び／又は導電性の材料の近くに存在することによる、所謂”硬鉄”摂動；
・輸送機関内の金属構造体における磁束変化により発生した渦電流によって生じる磁界、及び
− 取り付け誤差である。磁力計の理想的位置付けは、輸送機関の基準座標系に対する磁力計の基準座標系の完全な位置整合に相当する。しかし、製造公差のために、完全な位置整合は決して達成されず、これにより、得られたベクトル測定値の摂動が発生する。
【０００４】
従って、正確な測定値を得るために、適切ならば、これらの摂動により発生した誤差を同定し、該誤差を補正することが必要である。多くの方法がこのような補正を行うために知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
使用するためには、磁力計を輸送機関に正確に取り付けられることを必要とする最初の既知の方法によれば、Ｈｍ＝［Ｂ］・Ｈ＋Ｈ_B の形の磁気摂動モデルが定義されている。ここで、
− Ｈｍは、磁力計により測定された摂動磁界を表し、
− Ｈは、磁界の実効値を表し、
− ［Ｂ］は、”軟鉄”により発生した摂動を考慮した対称行列であり、非対称部分が存在しないことは、輸送機関に搭載された磁力計が正確に、適切に取り付けられていることによるものであり、
− Ｈ_B は、”硬鉄”により発生した摂動による摂動磁界を表す。
【０００６】
従って、磁気摂動が存在しない場合、行列［Ｂ］は単位行列を表して、摂動磁界ＨB はゼロであり、測定された磁界の基本単位係数は一定であり、末端は球を描く。摂動の影響を受けて、この球は離心した楕円体へ変形する。
【０００７】
前記最初の既知の方法は、次の動作が行われることを規定している。
− 輸送機関の進行方向及び姿勢の変動中に、磁界の多数の測定値を取り、
− 得られた測定値に最もよく対応する楕円体を決定し、
− このように決定された楕円体から、行列［Ｂ］と摂動磁界Ｈ_B との成分を計算する。次に、得られたモデルは、磁力計により得らた、磁気摂動を受けたその後の測定値から実効磁界Ｈを計算することができる。
【０００８】
しかし、上記のように、この方法は、輸送機関への磁力計の特別で非常に正確な配置を必要としており、これには、特殊で高価な製造及び又は調節が必要である。更に、この方法により得られた精度は、不満足である。これらの欠点は、特に、第２の既知の方法により解決され、この方法は、輸送機関への磁力計の配置に関して受ける制約が、前の方法よりかなり厳しくなく、この第２の方法は、連続した２段階で実施される：
− 第１段階で、前の方法の段階と似た方法が使用されて、磁界の基準の恒久性を維持する測定値を求め、次に、前記測定値が位置不整合によってのみ影響を受け、
− 第２段階で、前の行列［Ｂ］に類似した変形行列の非対称な成分を磁界の垂直成分の変化から求め、この段階は姿勢の測定値を使用して行われる。
【０００９】
この第２の既知の方法には、多くの欠点がある。特に、前述の２段階を実行するには、複雑で長い輸送機関の操縦手順が前提となり、この間に、使用される測定値が得られる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、これらの欠点を克服することである。本発明は、輸送機関、特に航空機に搭載された磁力計の測定値の誤差を簡単に、敏速に、更に正確に補正することが可能である方法に関し、これらの誤差は、磁気摂動と、前記輸送機関に接続された輸送機関基準座標に対する磁力計の位置不整合とによるものである。
【００１１】
この目的のため、本発明によると、磁力計測定値の誤差補正方法は、
− 前記磁力計の誤差を補正する理論モデルが、次の形で画定され、
Ｈｃ＝［Ａ］・Ｈｍ＋ａ・Ｈｍ’＋Ｈｐ、
ここで、
・Ｈｃは、補正された磁界、
・［Ａ］は、求めるべき行列、
・ａは、求めるべき係数又は行列、
・Ｈｐは、求めるべき摂動磁界、
・Ｈｍは、前記輸送機関基準座標（Ｒ１）において前記磁力計（２）により測定された磁界の値、
・Ｈｍ’は、前記輸送機関の角位置の関数として変化する前記測定された磁界Ｈｍの時間導関数であり、
− 前記補正された磁界Ｈｃは、前記輸送機関基準座標において画定される地磁界であると見なされ、従って、
［Ａ］・Ｈｍ＋ａ・Ｈｍ’＋Ｈｐ＝［Ｍ］・Ｈであり、
ここで、
・Ｈは、地磁気基準座標（Ｒ２）における磁界の実効値であり、
・［Ｍ］は、前記地磁気基準座標（Ｒ２）から前記輸送機関基準座標(Ｒ１)への座標行列の変化であり、
− 前記磁力計（２）によって前記磁界の少なくとも１つの測定値Ｈｍを得て、
− 前記測定された磁界Ｈｍの導関数Ｈｍ’を計算し、
− 前記座標行列［Ｍ］の変化の係数を求め、
− 成分Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚを有する誤差ベクトルＥを次式により画定し、
Ｅ＝［Ｍ］・Ｈ−（［Ａ］・Ｈｍ＋ａ・Ｈｍ’＋Ｈｐ）
− 合成誤差Ｅ² ＝Ｅｘ² ＋Ｅｙ² ＋Ｅｚ² を画定し、
− （δΣＥ² ）／δｃｉ＝０、ｉ＝１〜ｎ、のタイプのｎ個の等式により連立方程式をたて、ここで、（δΣＥ² ）／δｃｉは、全ての測定値についての係数ｃｉに関する前記合成誤差の合計ΣＥ² の部分導関数に相当し、多数の係数は、前記理論モデルで決定される係数、即ち、［Ａ］、ａ及びＨｐの係数並びに実効磁界Ｈの少なくとも１つの成分を表しており、
− 実効磁界Ｈの前記成分を含め、前記係数ｃｉが得られるように前記連立方程式を解き、
− 前記係数から得られた補正モデルを用いて、磁気摂動と前記磁力計（２）の測定値の位置不整合とによる誤差を補正する。
【００１２】
このように、本発明により、補正モデルが１段階で求められ、特に、測定値が得られる間、輸送機関操縦手順に関し実行することを簡単にしている。
【００１３】
更に、本発明による方法は、前記補正モデルの計算と同時に、地磁気基準座標内の実効磁界の少なくとも１つの成分を決定することを可能にしている。
【００１４】
更に、本発明は、他の多くの利点を有し、特に次の利点をもたらす。
− 航空機の試験飛行により確認された測定値の高精度。
− 磁力計の輸送機関への完全に自由な取り付け。これは取付装置を簡単にし、重量を軽減し、製造コストを低減する。
【００１５】
その上、本発明は、理論モデルの要素及び、特に、行列式［Ａ］の項の大きさについて制限されず、磁力計を製作する制約を緩和することができる。
【００１６】
磁界の垂直成分だけを求める実施形態においては、Ｅ² ＝Ｅｚ² が合成誤差として使用することが好適であり、従って、行列［Ｍ］^-1の第３行の係数だけが使用され、前記行列［Ｍ］^-1は、前記輸送機関基準座標から地磁気基準座標への座標行列の変化であり、前記係数は、前記輸送機関の縦方向及び横方向の姿勢から求められる。
【００１７】
更に、磁界の全ての３つの成分を求める実施形態において、行列［Ｍ］の係数は、縦方向及び横方向の姿勢と、前記輸送機関の進行方向とから有利に決定される。
【００１８】
前記既知の方法は、上述のように、測定される磁界の二次的特性、即ち、基本単位係数の恒久性とその磁界の垂直成分の恒久性とを使用し、これに対して、本発明は、地磁気基準座標の磁界の３つの成分の恒久性を考慮することにより進行方向値を直接に使用するので、本実施形態は、前述の既知の補正方法と比較して精度を高めることができることが分かる。
【００１９】
本発明により、前記理論モデルは、この方法を実行するために多様な形式を有することができる。
【００２０】
第１の特に有利な実施形態によると、前記理論モデルは、ダイナミック線形モデルであり、このモデルでは、ａは、輸送機関に存在する渦電流と、一方では磁界の測定値と他方では輸送機関の姿勢及び進行方向の測定値との間の遅れとを考慮している行列［Ｔ］を表している。
【００２１】
この第１の実施形態は、行列の比例性を有する磁気摂動成分を測定された磁界の導関数により同定することを可能にしており、特に、金属構造体を組み込んでいる大型航空機などの輸送機関によく適しており、この場合、磁力計の測定値を摂動する渦電流は、位相を変えている間に発生する。
【００２２】
第２実施形態によると、前記理論モデルは、単純化されたダイナミック線形モデルであり、ａは、一方では磁界の測定値と他方では輸送機関の姿勢及び進行方向の測定値との間の遅れを考慮している係数τを表している。
【００２３】
これら２つの実施形態は、また、磁力計の通過帯域の限界をある程度補償することもできる。
【００２４】
上記２つのモデルは、いずれも特に、輸送機関の操縦中に得られた測定値を記録する試験取り付けのための測定磁界の導関数を有利に使用し、前記測定値はその後分析される。何故なら、これらのモデルは、しばしば試験取り付けにおいて制御することが困難な、一方では磁界の測定値の、他方では姿勢及び進行方向の測定値の取得における遅れの非対称を考慮することができるからである。
【００２５】
測定された磁界Ｈｍの導関数Ｈｍ’は、式Ｈｍ’＝Ｈｍ∧ωにより計算されるのが有利であり、ここで、ωは輸送機関の瞬間的回転のベクトルを表す。
【００２６】
本発明の実施を簡単にするために、理論モデルとして、式［Ａ］・Ｈｍ＋Ｈｐ＝［Ｍ］・Ｈにより定義された定常状態の線形モデルを使用することが可能であることが有利である。
【００２７】
更に、使用された進行方向値は、地理学的進行方向値、又は、自由なジャイロスコープ・モード姿勢／進行方向装置により送られた値などの、任意で一定の誤差を受けた進行方向値を表し、これは、本発明の多様な実施を可能にする。
【００２８】
本発明は、前述の方法を実施するための装置にも関する。
【００２９】
本発明によると、前記装置は、
− 磁力計により測定された磁界Ｈｍを受信し、輸送機関の角位置の関数として変化する前記測定された磁界Ｈｍの時間導関数Ｈｍ’を決定することができる第１計算モジュールと、
− 本発明の方法を実施するために使用される座標行列［Ｍ］の変化の係数を前記輸送機関の姿勢から、必要ならばその進行方向から計算することができる第２計算モジュールと、
− 前記第１及び第２計算モジュールに接続され、前記補正モデルと前記実効磁界の少なくとも１つの成分とを決定することができる主計算モジュールと、を有する。
【００３０】
また、本発明は、上述した装置を有する２つの装置、即ち、一方では、進行方向測定においてずれを補正するために使用される磁力計を有する航空機搭載の進行方向／姿勢基準装置、他方では、磁力計と連結した航空機慣性装置に関する。
【００３１】
前記磁力計と協働して、前記磁力計の測定誤差を補正するために、進行方向／姿勢基準装置においては、本発明による装置は前記磁力計の測定誤差を補正するために使用され、慣性装置においては、地磁界を正確に決定するために使用される。
【００３２】
【発明の実施の形態】
添付図面は、本発明がどの様に実施されるかを明確に説明している。これらの図において、同一引用符号は、同様の要素を表す。
【００３３】
本発明による装置１は、磁気摂動と、輸送機関３に搭載された磁力計２の測定値の位置不整合とによる誤差を補正することを目的としており、前記輸送機関３は、図１にヘリコプタの形で図示されている。
【００３４】
磁力計２は、輸送機関と連結した輸送機関基準座標Ｒ１において、図示の実施形態で、地磁気電位の傾きと位置整合されたベクトルＨなどのベクトルにより表された局部的に一定の大きさで方向性のある物理的磁気量の成分を測定することができる。磁力計２により測定された磁界Ｈｍは、式Ｈｍ＝［Ｍ］・Ｈを満たす。ここで、Ｈは、地磁気基準座標Ｒ２内の磁界の実効値を表し、［Ｍ］は、この地磁気基準座標Ｒ２から輸送機関基準座標Ｒ１への座標行列の変化を表す。
【００３５】
地磁気基準座標Ｒ２は、例えば、下記のように定義された３つの軸Ｖ、Ｎ、及びＥにより表される。
− Ｖは地球重力場の傾斜に平行な軸であり、地球の中心へ指向しており、局部的垂直線を描く、
− Ｎは地理学的又は方向性のある北を示す水平な軸である。
− Ｅは、図１及び図２に示されているように、東を示す軸である。
【００３６】
周知のように、これらの基準座標Ｒ１及びＲ２の１つから他の座標への変化には、図２に示されたオイラー角ψ、θ及びφにより定義された３つの連続回転が必要である。ここで、
− ψは進行方向角であり、
− θは縦方向の姿勢角であり、
− φは横方向の姿勢角である。
【００３７】
これらの３つの回転は、従来のオイラー角行列式の形で書かれる。即ち、基準座標Ｒ１（Ｏ１ＸＹＺ）から基準座標Ｒ２への変化を行う基準座標行列［Ｍ］^-1の変化は、次のように定義される。
【数１】

【００３８】
しかし、このような磁力計２は、一般に磁気摂動を受けて、通常、輸送機関の軸と完全には位置整合されず、これは測定値に誤差を生じ、従って、測定磁界は前述の式を満足せず、図２に示された成分ＨＸ，ＨＹ及びＨＺを有していない。
【００３９】
周知のように、本質的に、誤差を磁力計２の測定値にもたらす４つのタイプの摂動がある。即ち、
− ３つのタイプの磁気摂動、詳細には、
・磁力線を歪める磁化されていない強磁性材が磁力計２の近くに存在することによる、所謂”軟鉄”摂動、
・直流が流れる、磁化されているか及び／又は導電性の材料が磁力計２の近くに存在することによる、所謂”硬鉄”摂動、
・輸送機関の金属構造体の磁束変化によって発生した渦電流により生じる磁界、及び
− 取り付け誤差である。磁力計の理想的位置付けは、輸送機関の座標系に対する磁力計の基準座標系の完全な位置整合に相当する。しかし、製造公差のために、この完全な位置整合は達成されることはなく、これにより、得られたベクトル測定値は摂動する。
【００４０】
本発明による装置１は、これらの磁気と機械的摂動とにより発生した誤差を同定し、それらを補正するものである。
【００４１】
本発明の第１実施形態の説明が、以下に記載されており、
− 磁力計２の測定値の磁気的及び機械的摂動による誤差を補正することを可能にする補正モデル、及び
− 地磁気基準座標内の磁界Ｈの全ての３つの成分
を同時に求めることができる。
【００４２】
このために、磁力計の誤差を補正する理論モデルが、先ず第１に、次の形式で定義される。
Ｈｃ＝［Ａ］・Ｈｍ＋［Ｔ］・Ｈｍ’＋Ｈｐ （１）
ここで、上述の要素Ｈｍの他に、
− Ｈｃは補正された磁界であり、
− ［Ａ］は決定されるべき、角度値の制約なく、所謂”軟鉄”摂動と位置不整合とを考慮した行列であり、
− ［Ｔ］は決定されるべき、渦電流、磁界と、一方で姿勢と進行方向の測定値との、他方で、ある程度まで、磁力計２の通過帯域の限界との間の遅れ差を考慮した行列であり、
− Ｈｐは求めるべき摂動磁界であり、
− Ｈｍ’は輸送機関３の角位置の関数として変化する前記測定された磁界の時間導関数である。
【００４３】
補正された磁界Ｈｃは、輸送機関基準座標へ投影された地磁気基準座標であると見なされる。従って、
［Ａ］・Ｈｍ＋［Ｔ］・Ｈｍ’＋Ｈｐ＝［Ｍ］・Ｈ
【００４４】
次に、前記輸送機関３の操縦中に、磁界の測定値は磁力計２により得られ、進行方向及び姿勢の測定値は、適切な装置、例えば、前記輸送機関３に取り付けられた自由なジャイロスコープモードの姿勢／進行方向装置（図示せず）により得られる。
【００４５】
これらの操縦は、例えば航空機の場合、３０°程度の横揺れで３６０°の右から左への２回転に相当する。
【００４６】
姿勢と選択的進行方向の測定値は、前に定義したように、座標行列［Ｍ］の変化を計算するために使用される。
【００４７】
前記理論モデル（１）は、次の体系の形に書くことができる。
【数２】

ここで、
− 項Ａ_ij、Ｔ_ij及びＲ_ij（ｉ＝１，２，３及びｊ＝１，２，３）は、それぞれ行列［Ａ］、［Ｔ］及び［Ｍ］の係数であり、
− Ｈｍｘ，Ｈｍｙ，及びＨｍｚは、ベクトルＨｍの成分であり、
− Ｈｍｘ’，Ｈｍｙ’，及びＨｍｚ’は、ベクトルＨｍ’の成分であり、
− Ｈｐｘ，Ｈｐｙ及びＨｐｚは、ベクトルＨｐの成分であり、
− Ｈｎ，Ｈｅ及びＨｖは、ベクトルＨの成分である。
【００４８】
この体系は、倍増定数内でただ決定することができる。この不定性を高めるために、各種の等式を各式にある係数、例えばＨｎ，Ｈｅ及びＨｖで除することができる。しかし、係数Ｈｅ及びＨｖは、地球のある地域において非常に小さく、計算上の問題を提起する恐れがあり、前記等式は、次の等式を得るためにＨｎにより除することが好ましい。
【数３】

ここで、 ａ_ij＝Ａ_ij／Ｈｎ
ｔ_ij＝Ｔ_ij／Ｈｎ
ｈｐｘ＝Ｈｐｘ／Ｈｎ
ｈｐｙ＝Ｈｐｙ／Ｈｎ
ｈｐｚ＝Ｈｐｚ／Ｈｎ
ｈｅ＝Ｈｅ／Ｈｎ
ｈｖ＝Ｈｖ／Ｈｎ
【００４９】
成分Ｅｘ，Ｅｙ及びＥｚを有する誤差Ｅは、次式により定義される。
Ｅ＝［Ｍ］・Ｈ−｛［Ａ］・Ｈｍ＋［Ｔ］・Ｈｍ’＋Ｈｐ｝
次に、この等式を考察する。
【００５０】
しかし、上記の式を使用できるようにするため、式ε＝Ｅ／Ｈｎを満足する成分εｘ，εｙ及びεｚを有する補正された誤差ベクトルが求められる。
【００５１】
従って、前記εｘ，εｙ及びεｚは、次式により定義される。
【数４】

【００５２】
式Ｅ² ＝Ｅｘ² ＋Ｅｙ² ＋Ｅｚ²、又は、形式ε² ＝εｘ² ＋εｙ² ＋εｚ²
の合成誤差は、前記成分から決定される。
【００５３】
次に、連立方程式が、（δΣＥ² ）／δｃｉ＝０、ｉ＝１〜ｎ、のタイプのｎ個の等式により成り立ち、（δΣＥ² ）／δｃｉは、係数ｃｉに関する全ての測定値についての合成誤差ΣＥ² の合計の部分導関数に相当し、多数の係数ｃｉは、前記理論モデルにおいて決定される係数、即ち、［Ａ］、ａ及びＨｐの係数並びに実効磁界Ｈの成分であり、大きさ２３×２３の連立方程式は数値法により解かれる。
【００５４】
正確な大きさを有する係数を復元するために、全ての得られた係数は、適切な除数により除される。この適切な除数は、例えば、係数ａ₁₁、ａ₂₂、又はａ₃₃の１つ、或は行列［ａ_ij］の決定子の１つであってもよい。
【００５５】
得られた係数は、磁気摂動と磁力計の任意の位置整合との存在において、磁力計２により測定された磁界値から磁界の正確な値を決定することができる補正モデル（１）を構成する。
【００５６】
上記のように定義されたダイナミック線形モデル（１）の代わりに、次のモデルを使用することも、本発明により可能である。
− 下記の形式の単純化されたダイナミック線形モデルか、
［Ａ］・Ｈｍ＋τ・Ｈｍ’＋Ｈｐ （２）
ここで、τは、一方では磁界の測定値と、他方では姿勢及び進行方向の測定値との間の遅れを表す係数であり、
− 又は、下記の形式の定常状態線形モデル。
［Ａ］・Ｈｍ＋Ｈｐ （３）
【００５７】
前記モデル（２）及び（３）の多様な係数は、モデル（１）と同様に、即ち上述のように決定される。
【００５８】
従って、本発明による方法の実施形態は、前記補正モデルと地磁界の全ての３つの成分とを同時に求めることを可能にする。
【００５９】
進行方向基準を使用せず、前記補正モデルの他に、前記地磁界の垂直成分Ｈｖを決定することを可能にするだけの単純化されたモデルは、以降に説明されている。
【００６０】
このために、前に定義された３つの理論モデル（１），（２）及び（３）が使用される。ダイナミック線形モデル（１）だけに基づいた実施が、以降に説明されており、単純化されたダイナミックモデル（２）と定常状態モデル（３）が同様に処理されている。
【００６１】
［Ｍ］^-1｛［Ａ］・Ｈｍ＋［Ｔ］・Ｈｍ’＋Ｈｐ｝＝Ｈの形で表される理論モデル（１）は、下記の行列式に詳細に書かれている。
【数５】

【００６２】
この仮定上の場合では、実効磁界Ｈの成分Ｈｎ及びＨｅは、進行方向基準が存在しないので、アクセスできない。従って、上記体系の第３式だけが、磁界の成分を同定するために分析することができ、第３式は次式のように書かれる。
【数６】

ここで、Ｒ₃₁* 、Ｒ₃₂* 及びＲ₃₃* は、前に定義された座標行列［Ｍ］^-1の変化の第３行の３つの成分である。即ち。
Ｒ₃₁* ＝−ｓｉｎθ
Ｒ₃₂* ＝ｃｏｓθ・ｓｉｎφ
Ｒ₃₃* ＝ｃｏｓθ・ｃｏｓφ
【００６３】
従って、これらの係数Ｒ₃₁* 、Ｒ₃₂* 及びＲ₃₃* は、姿勢角θ及びφからのみ定義され、進行方向角ψからは定義されない。
【００６４】
前記実施形態の場合のように、この式は倍増定数により異なる無限な数の解を有する。存在する不定性を高めるために、式の両方の項は、下式を得るためにＨｖにより除されている。
【数７】

ここで、 ａ_ij＝Ａ_ij／Ｈｖ
ｔ_ij＝Ｔ_ij／Ｈｖ
ｈｐｘ＝Ｈｐｘ／Ｈｖ
ｈｐｙ＝Ｈｐｙ／Ｈｖ
ｈｐｚ＝Ｈｐｚ／Ｈｖ
【００６５】
この場合、誤差ベクトルεの成分εｚだけが決定される。この成分εｚは次式により定義される。
【数８】

【００６６】
次に、（δΣεｚ² ）／δｃｉ＝０の式により形成された連立方程式が定義され、係数ｃｉは再び理論モデル（１）の、求めるべき係数を表しており、この連立方程式は普通の方法で解かれる。
【００６７】
得られた係数は、正確な大きさと所望の補正モデル（１）とを得るため、ａ₁₁により除される。
【００６８】
従って、実施は上述のものと同じである。
【００６９】
本発明による方法のこれらの実施形態に関して、リンク４により磁力計２へ接続されている装置１は、本発明により図３に示されているように、下記の構成要素から構成されている。
− 計算モジュール５。２つの分岐４Ａ，４Ｂに分割されたリンク４を経て、磁力計２により測定された磁界の値Ｈｍを受信し、前記測定された磁界Ｈｍの時間導関数を決定することができる、
− 計算モジュール６。適切な装置（図示せず）から、一方で輸送機関３の姿勢値をリンク７から、他方で選択的に、本発明を実施することが必要ならば、輸送機関３の進行方向値をリンク８を経て受信し、本発明の実施中に使用された座標行列［Ｍ］の変化の係数を計算することができる、
− 主計算モジュール９。前記計算モジュール５，６と前記磁力計２とへ、リンク１０，１１とリンク４の分岐４Ｂとを経て、それぞれ接続されており、前記補正モジュールと前記実効磁界とを求めることができ、得られた結果をリンク１２を経て、例えば使用者の装置（図示せず）へ送ることができる。
【００７０】
言うまでもないが、主計算モジュールと計算モジュール５，６とは、選択して異なるコンピュータへ取り付けることができる。
【００７１】
特に有利な実施形態によると、計算モジュール５は、導関数Ｈｍ’を測定磁界Ｈｍと輸送機関基準座標Ｒ１内の輸送機関３の瞬間的回転ベクトルωとのベクトル積から計算する。即ち、Ｈｍ’＝Ｈｍ∧ω。ベクトルωは、このために、リンク２０を経て計算モジュール５へ送られる。この方法は、他の既知の方法と対照的に、高周波において制約されない導関数を生成する利点を有する。
【００７２】
本発明は、上述のように、多くの利点、具体的には下記の利点を有する。
− 既知の方法と比較して、得られた結果の精度が向上する。
− 輸送機関３への磁力計２の完全に自由な幾何学的取り付けを可能にする。
− 動作の単一段階の点での本発明による方法の実施の容易性。
− 簡単で廉価な実施装置１。
− 磁力計の精度に関する低い必要条件。
【００７３】
更に、本発明による装置１は、前記輸送機関３に搭載される各種タイプの装置（図示せず）に対し有利に使用することができる。
【００７４】
例えば、他の装置の中で、進行方向のずれを補正する磁力計を有する航空機の姿勢及び進行方向の基準装置には、前記磁力計の測定値の摂動による誤差を補正する装置１を使用することができる。
【００７５】
その上、地磁気の歪み及び傾きを高精度で磁力計と協働して求め、前記磁力計の測定値の誤差を補正するために、磁力計と連結した航空機の慣性装置には、本発明による装置１を使用することができる。
【００７６】
これらの多様な実施形態は、本発明の多方面の用途及び利点を明確に提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置を備えた輸送機関を図示している。
【図２】 本発明の実施を説明する基準系を示している。
【図３】 本発明による装置の構成図である。
【符号の説明】
１…装置、２…磁力計、３…輸送機関、４…リンク、５…計算モジュール、６…計算モジュール、７…リンク、８…リンク、９…主計算モジュール、１０…リンク、１１…リンク、１２…リンク。

Claims (14)

1. 磁気摂動と、磁力計（２）搭載の輸送機関（３）に結合された輸送機関基準座標（Ｒ１）に関する前記磁力計（２）の位置不整合とによる、前記磁力計（２）の測定値の誤差を補正する方法であって、
   − 前記磁力計の誤差を補正する理論モデルが、次の形で画定され、
   

   

   ここで、
   ・Ｈｃは、補正された磁界、
   

   

   は、求めるべき行列、
   

   

   は、求めるべき行列、
   ・（Ｈｐｘ，Ｈｐｙ，Ｈｐｚ）は、求めるべき摂動磁界、
   ・Ｈｍは、前記輸送機関基準座標（Ｒ１）において前記磁力計（２）により測定された磁界の値、
   ・Ｈｍ’は、前記輸送機関の角位置の関数として変化する前記測定された磁界Ｈｍの時間導関数であり、
   − 前記補正された磁界Ｈｃは、前記輸送機関基準座標において画定される地磁界であると見なされ、従って、
   

   

   であり、
   ここで、
   ・（Ｈｎ，Ｈｅ，Ｈｖ）は、地磁気基準座標（Ｒ２）における磁界の実効値であり、
   ・［Ｍ］は、前記地磁気基準座標（Ｒ２）から前記輸送機関基準座標(Ｒ１)への座標行列の変化であり、
   − 前記磁力計（２）によって前記磁界の少なくとも１つの測定値Ｈｍを得て、
   − 前記測定された磁界Ｈｍの導関数Ｈｍ’を計算し、
   − 前記座標行列［Ｍ］の変化の係数を求め、
   − 成分Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚを有する誤差ベクトルＥを次式により画定し、
   

   

   − 合成誤差Ｅ^２＝Ｅｘ^２＋Ｅｙ^２＋Ｅｚ^２を画定し、
   − 次の連立方程式をたて、
   

   

   ここで、各方程式の左辺は、全ての測定値についての係数に関する前記合成誤差の合計ΣＥ^２の部分導関数に相当し、多数の係数は、前記理論モデルで決定される係数、即ち、
   

   

   

   及び（Ｈｐｘ，Ｈｐｙ，Ｈｐｚ）の係数並びに実効磁界（Ｈｎ，Ｈｅ，Ｈｖ）の少なくとも１つの成分を表しており、
   − 実効磁界（Ｈｎ，Ｈｅ，Ｈｖ）の前記成分を含め、前記係数が得られるように前記連立方程式を解き、
   − 前記係数から得られた補正モデルを用いて、磁気摂動と前記磁力計（２）の測定値の位置不整合とによる誤差を補正する、
   磁力計測定値の誤差補正方法。
2. 磁気摂動と、磁力計（２）搭載の輸送機関（３）に結合された輸送機関基準座標（Ｒ１）に関する前記磁力計（２）の位置不整合とによる、前記磁力計（２）の測定値の誤差を補正する方法であって、
   − 前記磁力計の誤差を補正する理論モデルが、次の形で画定され、
   

   

   ここで、
   ・Ｈｃは、補正された磁界、
   

   

   は、求めるべき行列、
   ・τは、求めるべき係数、
   ・（Ｈｐｘ，Ｈｐｙ，Ｈｐｚ）は、求めるべき摂動磁界、
   ・Ｈｍは、前記輸送機関基準座標（Ｒ１）において前記磁力計（２）により測定された磁界の値、
   ・Ｈｍ’は、前記輸送機関の角位置の関数として変化する前記測定された磁界Ｈｍの時間導関数であり、
   − 前記補正された磁界Ｈｃは、前記輸送機関基準座標において画定される地磁界であると見なされ、従って、
   

   

   であり、
   ここで、
   ・（Ｈｎ，Ｈｅ，Ｈｖ）は、地磁気基準座標（Ｒ２）における磁界の実効値であり、
   ・［Ｍ］は、前記地磁気基準座標（Ｒ２）から前記輸送機関基準座標(Ｒ１)への座標行列の変化であり、
   − 前記磁力計（２）によって前記磁界の少なくとも１つの測定値Ｈｍを得て、
   − 前記測定された磁界Ｈｍの導関数Ｈｍ’を計算し、
   − 前記座標行列［Ｍ］の変化の係数を求め、
   − 成分Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚを有する誤差ベクトルＥを次式により画定し、
   

   

   − 合成誤差Ｅ^２＝Ｅｘ^２＋Ｅｙ^２＋Ｅｚ^２を画定し、
   − 次の連立方程式をたて、
   

   

   ここで、各方程式の左辺は、全ての測定値についての係数に関する前記合成誤差の合計ΣＥ^２の部分導関数に相当し、多数の係数は、前記理論モデルで決定される係数、即ち、
   

   

   及び（Ｈｐｘ，Ｈｐｙ，Ｈｐｚ）の係数及びτ並びに実効磁界（Ｈｎ，Ｈｅ，Ｈｖ）の少なくとも１つの成分を表しており、
   − 実効磁界（Ｈｎ，Ｈｅ，Ｈｖ）の前記成分を含め、前記係数が得られるように前記連立方程式を解き、
   − 前記係数から得られた補正モデルを用いて、磁気摂動と前記磁力計（２）の測定値の位置不整合とによる誤差を補正する、
   磁力計測定値の誤差補正方法。
3. 前記磁界の垂直成分だけを決定するために、Ｅ^２＝Ｅｚ^２を合成誤差として使用し、従って、行列［Ｍ］−１の第３行の係数だけを使用し、前記行列［Ｍ］−１が前記輸送機関基準座標（Ｒ１）から地磁気基準座標（Ｒ２）への座標行列の変化であり、前記係数が前記輸送機関（３）の姿勢から決定される請求項１または２に記載の誤差補正方法。
4. 前記磁界の全ての３つの成分を決定するために、前記行列［Ｍ］の係数を前記輸送機関（３）の姿勢及び進行方向から決定する請求項１または２に記載の誤差補正方法。
5. 前記理論モデルがダイナミック線形モデルであり、ここで、
   

   

   は、前記輸送機関（３）に存在する渦電流と、一方では前記磁界の測定値と他方では前記輸送機関の姿勢及び進行方向の測定値との間の遅れとを考慮すると共に、前記磁力計の通過帯域の限界を少なくとも部分的に考慮している行列を表している請求項１に記載の誤差補正方法。
6. 前記理論モデルが単純化されたダイナミック線形モデルであり、ここで、τは、一方では前記磁界の測定値と他方では前記輸送機関の姿勢及び進行方向の測定値との間の遅れを考慮すると共に、前記磁力計の通過帯域の限界を少なくとも部分的に考慮している係数を表している請求項２に記載の誤差補正方法。
7. 前記理論モデルが次の等式
   

   

   により画定される定常状態線形モデルである請求項１または２に記載の誤差補正方法。
8. 測定された磁界Ｈｍの導関数Ｈｍ’が等式Ｈｍ’＝Ｈｍ∧ωにより計算され、ここで、ωは前記輸送機関（３）の瞬間的回転ベクトルを表す請求項１または２に記載の誤差補正方法。
9. 前記進行方向が地理学的進行方向である請求項４に記載の誤差補正方法。
10. 前記進行方向が自由ジャイロスコープモード姿勢・進行方向ユニットにより送られた進行方向である請求項４に記載の誤差補正方法。
11. 請求項１または２に記載の誤差補正方法を実施するための装置であって、
    − 前記磁力計（２）により測定された磁界Ｈｍを受信し、前記輸送機関（３）の角位置の関数として変化する前記測定された磁界Ｈｍの時間導関数Ｈｍ’を決定することができる第１計算モジュール（５）と、
    − 本発明の方法を実施するために使用される座標行列［Ｍ］の変化の係数を前記輸送機関（３）の姿勢から、必要ならばその進行方向から計算することができる第２計算モジュール（６）と、
    − 前記第１及び第２計算モジュール（５，６）に接続され、前記補正モデルと前記実効磁界の少なくとも１つの成分とを決定することができる主計算モジュール（９）と、
    を有する前記装置。
12. 前記主計算モジュール（９）と前記第１及び第２計算モジュール（５，６）とが異なるコンピュータに搭載されている請求項１１に記載の装置。
13. 進行方向測定値のずれを補正する磁力計を有する航空機搭載の姿勢及び進行方向基準装置において、請求項１１に記載された装置（１）を有し、前記装置（１）が前記磁力計の測定値の誤差を補正するために使用される姿勢及び進行方向基準装置。
14. 磁力計と連結した航空機の慣性装置であって、請求項１１に記載された装置（１）を有し、前記装置（１）が、地磁界を高精度で前記磁力計と協働して決定するため及び前記磁力計の測定値の誤差を補正するために使用される航空機の慣性装置。

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