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JPH0544631B2 - - Google Patents
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JPH0544631B2 - - Google Patents

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JPH0544631B2
JPH0544631B2 JP19872583A JP19872583A JPH0544631B2 JP H0544631 B2 JPH0544631 B2 JP H0544631B2 JP 19872583 A JP19872583 A JP 19872583A JP 19872583 A JP19872583 A JP 19872583A JP H0544631 B2 JPH0544631 B2 JP H0544631B2
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JP19872583A
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JPS6089777A (ja
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Fujio Oosawa
Teruhisa Fujino
Hideki Wachi
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Koden Electronics Co Ltd
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Koden Electronics Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
    • G01S1/08Systems for determining direction or position line
    • G01S1/20Systems for determining direction or position line using a comparison of transit time of synchronised signals transmitted from non-directional antennas or antenna systems spaced apart, i.e. path-difference systems
    • G01S1/24Systems for determining direction or position line using a comparison of transit time of synchronised signals transmitted from non-directional antennas or antenna systems spaced apart, i.e. path-difference systems the synchronised signals being pulses or equivalent modulations on carrier waves and the transit times being compared by measuring the difference in arrival time of a significant part of the modulations, e.g. LORAN systems
    • G01S1/245Details of receivers cooperating therewith, e.g. determining positive zero crossing of third cycle in LORAN-C

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はロランやデツカなどの双曲線航法に
おいて受信点の位置を自動的に演算するようにし
た双曲線航法自動測定装置に関する。
<背景> 双曲線航法、例えばロランCにおいては主局と
複数の従局が組となつており、例えば第1図に示
すように主局からのバースト状の電波1mの後に
各従局からのバースト状の電波1s1,1s2,1s3
が順次受信されるように主局、第1従局、第2従
局、第3従局からそれぞれ電波1m,1s1,1s2
s3を送信している。このような主局からの電波
と従局からの電波が常時繰返し送信されている。
船舶や航空機などに取付けられた受信測定装置は
そのロランCの電波を受信して、主局から電波
1mを受信してから各従局からの電波1s1,1s2
s3を受信するまでの時間をそれぞれ測定するこ
とによつて主局からの電波と各従局からの電波と
のその受信点までの各到達時間差をそれぞれ測定
し、その測定した時間差の二つを用いて、つまり
異なる二つの送信局の組合せについての測定時間
差を用いて受信点の位置を演算している。
このような双曲線航法において、例えば第2図
に示すように陸上11に主局Mが設けられ、小さ
い島に従局S1乃至S3がそれぞれ設けられている場
合において、例えば受信点R1で第1図について
述べたように主局Mからの電波1mを受信してか
ら従居S1からの電波1S1を受信するまでの時間か
ら、主局Mからの電波1mが受信点R1に到達する
までの時間と、従局S1からの電波1S1が受信点R1
に到達するまでの時間差を測定する。この場合第
2図においては送信局Mからの電波1mは陸上1
1の部分においてl1の距離を伝搬し、更に海上を
l2だけ伝搬して受信点R1に達する。一方従局S1
らの電波は主として海上をl3だけ伝搬して受信点
R1に到達する。また主局Mと従局S3との関係に
おいては主局Mから受信点R1までの伝搬路上の
状態は変りないが、従局S3からは海上をl4伝搬
し、更に島12である陸上をl5伝搬し、更に海上
をl6伝搬して受信点R1に到達する。
このように各送信局から受信点までの電波の伝
搬路は陸上の部分と海上の部分とを含む場合、陸
上だけの場合、海上だけの場合があり、しかも陸
上部分と海上部分との割合が受信点の位置により
異つたものとなる。海上に比べて陸上の導電率が
約1000分の1であつて、電波の伝搬定数が海上と
陸上とで大きく異なる。
しかし双曲線航法における時間差に対応した各
双曲線は二つの送信局からの伝搬路の状態は同じ
であることを前提して作られている。従つて前述
のように伝搬条件が異なる通路上を伝搬した電波
について測定した時間差に基づいて受信点の位置
を計算すると誤差が生じる。例えば従来において
このため最大4マイクロ秒の時間差誤差が生じて
いる。これは約1/4マイル程度の誤差となる。
従来において、このような誤差を補正するため
例えば雑誌「船の科学」Vol.35、198−7(以下文
献1と記す)110〜111頁に示すように、予め各点
ごとの誤差が補正表として作つてあり、測定した
時間差から受信点の位置を演算し、その位置にお
ける誤差を前記補正表から読出し、この誤差だけ
測定時間差を補正して再び位置演算を行つて正し
い受信位置を求めていた。
このような補正表が発行されているのは世界の
ロランCのサービス領域のうち数少ないサービス
領域に限られ、補正表が発行されていないロラン
Cのサービス領域については前記伝搬路の条件の
相違に基づく誤差を補正することはできない。補
正表が存在している領域においても、これを利用
するためにこの補正表をいちいち人手によつて見
て誤差を補正することは煩雑なことである。この
ような点から自動的に補正することを考え、その
ような補正表をメモリに記憶しておき、測定した
位置から補正表のメモリを読出し、その読出した
誤差を用いて補正演算をすることが提案されてい
る。しかしその場合は全サービス領域における或
る単位領域ごとに誤差をメモリに記憶することに
なり、その記憶するデータの量が莫大なものとな
つて実用的でない。
<発明の概要> この発明の目的は伝搬定数の相異に基づく測定
誤差を自動的に補正することができ、しかも記憶
データとしては比較的少ない量で済み、従つて記
憶容量が比較的小さな記憶装置を用いて自動的に
誤差を補正することができる双曲線航法自動測定
装置を提供することにある。
この発明によれば、各送信局についてその真方
位に対する単位角度ごとの方位上における送信局
からの海上区間、陸上区間を示すデータを海陸判
別メモリに予め記憶しておき、測定時間差により
まずその受信点の位置を演算し、その位置からそ
の測定のために用いた各送信局についての真方位
と距離とを演算し、その演算した真方位によつて
対応する送信局に対する海陸判別メモリを読出し
てその送信局から受信点までの陸上区間、海上区
間を示すデータを知る。このデータを先に求めた
受信点から送信局までの距離とから伝搬時間誤差
を演算し、更に対応する時間差測定に用いたその
二つの送信局に対する演算した伝搬時間誤差から
測定時間差の誤差を演算する。その時間差誤差で
対応する測定時間差について補正し、その補正さ
れた時間差を用いて再び受信点の位置を演算す
る。このような処理を自動的に行う。
<実施例> 次にこの発明による双曲線航法自動測定装置を
ロランCの自動測定装置に適用した場合について
実施例を説明する。第3図はこの実施例を機能的
に示した図であり、アンテナ14から受信された
ロランCの電波は受信器15で受信増幅され、時
間差測定部16において基準発振器17よりのサ
ンプリングパルスによりサンプリング部18でサ
ンプリングされ、そのサンプリング出力は積算回
路19で各局からの電波についてそれぞれの各サ
ンプリングが積算され、更にその積算出力によつ
て追尾部21においてサンプリング点を受信電波
の所望の位相位置に追尾させる制御が行われる。
このようにして主局からの電波の特定の位相に対
する追尾が行われると共に、各従局からの受信電
波についてもそれぞれ追尾が行われ、主局からの
電波に対する従局からの電波の受信時間差が測定
される。
このようにして測定された時間差の異なる二つ
の送信局の組合せについて座標変換部22におい
て双曲線座標上の位置から緯度経度座標の位置に
変換され、つまりその受信点における緯度経度が
演算される(位置計算が行われる)。この演算は
例えば前記文献1の109乃至110頁あるいは米国文
献LORAN Navigation with a Hand
Calculator(Copyright 1980 by:THE
SOCITY OF NAVAL ARCHITECTS AND
MARINE ENGINEERS)(以下文献2と記す)
6−1〜6−7頁に記載の手段により行われる。
この変換部22で得られた受信点位置の緯度経
度を示すデータを用いて方位距離演算部24にお
いて、受信点の位置演算に用いた測定時間差を得
た電波を出している各三つの送信局に対する真方
位、即ち北に対する角度θと受信点からその送信
局までの距離xとを演算する。例えば第2図にお
いて従局S1については従局S1受信点R1を結ぶ線
の北方向(1)からの方位角θと、従局S1及び
受信点R1間の距離xとを方位距離演算部24に
よつて演算する。この演算は例えば次のようにし
て行われる。今従局S1の位置は緯度L1、経度λ1
であり、受信点R1の位置計算結果が緯度L2、経
度λ2であるとすると前記文献2の6−7頁に示す
ように次の計算をすればよい。
θ=180+tan-1(y/x) (1) x=60sin-1(x2+y212 (2) x=cosL2cos(λ2−λ1)sinL1−cosL1 sinL2 (3) y=cosL2sin(λ2−λ1) (4) 第3図においてこのようにして得られた方位θ
と距離xとを用いて誤差演算部25で時間差誤差
が演算される。この時間差誤差の演算のために海
陸区分メモリ26に、各送信局ごとに、単位角度
ごとにおける方位上の海上区間、陸上区間を示す
データが記憶される。例えば第4図に示すように
送信局27の北の方向に対する5°ごとの方位0°、
5°、10°、15°……について送信局27から各方位
における陸上11と海上との境界点までの距離、
第4図の0゜方位においては境界点P1までの距離
l1、次の境界点P2までの距離l2が海陸区分メモリ
26に記憶される。
海陸区分メモリ26はそのメモリ容量を倹約す
るため、次のように記憶することが好ましい。つ
まり場所によつては5°ごとの各方位が例えば海上
が連続するばかりであつたり、連続する5°ごとの
方位の幾つかにおいては地形がほヾ同じような場
合がある。従つて第5図に示すように各送信局ご
とにその各方位について、海陸区分データを記録
しているアドレスをアドレス記憶部28に記憶し
ておき、送信局と方位θによつてアドレス記憶部
28をまず読出してそのアドレス記憶部28に記
憶されているアドレスに記憶されているデータを
データ記憶部29から読出す。
データ記憶部29は例えば4ビツトごとに各送
信局27から境界点までの距離を示すデータが記
憶され、最初のビツトが0の場合は陸上を、8の
場合は海上を示している。例えば第4図における
0°方位のデータは第5図のデータ領域29の1行
目に記憶されているように、その第1ビツト目
(左端)が0で陸上を示し、送信局27から最初
の陸上海上の境界P1まで陸上の距離l1が7Fであ
り、次の4ビツトが012Fであるから、送信局2
7から次の境界点P2までの距離l2が12Fであり、
7Fと12Fとの差が海上区間であり、最後の2ビツ
トFFは最後の状態が連続し、つまりこの例では
P2点よりも送信局27から離れた側は1000マイ
ルまでは陸上が連続していることを示している。
この海陸区分データは各送信局から各方位につい
て1000マイルまでのものである。
このようにして第3図において方位距離演算部
24で演算した方位角θを用いて海陸区分メモリ
26からそのデータを読出し、そのデータと、演
算した距離xとから誤差演算部25で時間差誤差
を求める。つまり受信点から受信した主局までの
距離x中における海上部分と、陸上部分との区間
に応じたその主局から受信点までの電波伝搬時間
の誤差を従来と同様の手法で求め(前記文献1に
簡単に説明してある)、更に受信した一方の従局
から受信点までの電波伝搬時間の誤差を求め、こ
れら電波伝搬時間の誤差の差をとつて対応する測
定時間差に対する時間差誤差を演算する。同様に
して他の従局に対する測定時間差の時間差誤差を
演算する。これら演算された時間差誤差δy1、δy2
を第3図における補正演算部31で対応する測定
時間差に対してそれぞれ補正演算を行い、その補
正された時間差について変換部22において受信
点位置計算を行う。この結果得られた受信点位置
は正しい演算結果として処理部32を通じて表示
器33に表示される。
又、必要に応じて変換部22で得られた受信点
位置を航法演算部34に与えてその受信点位置か
ら目的地までの距離や方位或は到達時間などを計
算してその計算結果を表示器33に表示させる。
更に操作部35により測定する時間差の選択操作
などを行うことができる。なお必要に応じて上述
のようにして時間差誤差を演算し、その時間差誤
差に基づいて測定時間差に対する補正を行い、そ
の補正された時間差により変換部22で受信点位
置を演算し、更にその演算した受信点について同
様に新たに補正演算、つまり方位距離演算部24
の演算、更に誤差演算部25の誤差演算を行つて
その誤差により、先に補正された時間差を更に補
正し、その補正された時間差により受信点の位置
計算を行い、より正確な受信点の位置を求めるよ
うにしてもよい。
先に述べたように第3図は機能構成図であつて
実際には各演算部などは共通のマイクロコンピユ
ータによつて行われる。即ち例えば第6図に示す
ように時間差測定部16はマイクロプロセツサ3
6に接続され、マイクロプロセツサ36には表示
器33及び操作部(即ちキーボードなど)35が
接続され、更にこのマイクロプロセツサ36が各
種処理を行うためのプログラムが記憶された
ROM37が接続され、又第3図に述べた海陸区
分メモリ26が接続され(これは一般にROM)、
更に演算処理に用いられる読み書き可能なRAM
38が接続される。RAM38には時間差測定部
16で測定した各測定時間差が記憶される記憶領
域38aなどが設けられる。マイクロプロセツサ
36はROM37のプログラムを順次読み出して
解読実行することによつて第3図について説明し
たような処理を順次行う。
<効果> 以上述べたようにこの発明による双曲線航法自
動測定装置によれば、その伝搬路上の伝搬誤差に
基づく測定誤差が自動的に演算されて補償され、
正しい位置測定を行うことができる。従つて人手
によつて補正表を読み出して演算するような煩雑
さは必要としない。しかもそのために海陸区分メ
モリ26を設けて各送信局に対する単位方位ごと
のその方位線上における海陸の区分データを記憶
することによつて、サービス領域の各受信点ごと
の誤差を示す補正表全体を記憶する場合と比較し
てその記憶データが著しく少なくなり、特に先に
述べたように各方位ごとに海陸区分データが記憶
されている番地を記憶することにすることによつ
ていつそう記憶容量が小さくすることができる。
従つて安価に装置を構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はロランC電波の受信系列を示す図、第
2図はロラン送信局と受信点間の伝搬路上の海陸
区分の各種状態を示す図、第3図はこの発明によ
る双曲線航法自動測定装置の一例を機能的に示し
たブロツク図、第4図は送信局に対する各方位に
おける陸上海上の区分例を示す図、第5図は海陸
区分メモリの例を示す図、第6図はこの発明によ
る双曲線航法自動測定装置の一例を示すブロツク
図である。 15:受信器、16:時間差測定部、22:位
置計算用変換部、24:方位距離演算部、25:
時間差誤差演算部、26:海陸区分メモリ、3
1:補正演算部、33:表示器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 二つの送信局からの電波の到達時間差を、送
    信局の異なる二つの組合せについてそれぞれ測定
    し、その二つの測定時間差から受信点の位置を演
    算する双曲線航法自動測定装置において、その受
    信点から一つの送信局に対する真方位角度と距離
    とを上記二つの測定時間差から演算する手段と、
    各送信局についての各単位方位ごとのその方向に
    おけるその送信局からの陸上区間と海上区間とを
    示すデータを記憶した海陸判別メモリと、上記時
    間差測定に用いた各送信局ごとに上記海陸判別メ
    モリから上記演算した方位におけるデータを読出
    し、そのデータ及び上記演算した距離から伝搬時
    間誤差を演算して各測定時間差の誤差を演算する
    誤差演算手段と、その時間差誤差を上記対応する
    測定時間差につき補正する手段と、その補正され
    た時間差により受信点の位置を演算する手段とを
    具備する双曲線航法自動測定装置。
JP19872583A 1983-10-24 1983-10-24 双曲線航法自動測定装置 Granted JPS6089777A (ja)

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JP19872583A JPS6089777A (ja) 1983-10-24 1983-10-24 双曲線航法自動測定装置

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JPS6089777A JPS6089777A (ja) 1985-05-20
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