JP3067568U - direction indicator - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 方位を常に正確に指示できると共に、鉄塔上
でも使用できるよう小型、軽量にできる方位指示装置を
提供する。
【構成】 測定地点の経度および緯度を含む位置情報を
入力する位置情報入力手段１と、測定地点との相対位置
が既知の物体からの電磁波を検知して、物体の方向を検
出する方向検出手段２と、この方向検出手段２で検出し
た物体の方向および位置情報入力手段１から入力した測
定地点の位置情報に基づいて、物体の方位を演算する演
算手段３と、この演算手段３で演算した物体の方位に基
づいて、予め決められた方位を指示する指示手段４とを
有する。
(57) [Summary] [Object] To provide an azimuth indication device which can always indicate an azimuth accurately and which can be made compact and lightweight so that it can be used on a steel tower. [Composition] Position information input means 1 for inputting position information including the longitude and latitude of a measurement point, and direction detection means for detecting the direction of an object by detecting electromagnetic waves from an object whose relative position to the measurement point is known. 2, calculation means 3 for calculating the orientation of the object based on the direction of the object detected by the direction detection means 2 and the position information of the measurement point input from the position information input means 1; and an indicating means 4 for indicating a predetermined orientation based on the orientation of the object.
Description
【０００１】[0001]
この考案は、例えば、指向性を有するアンテナを設置する際に用いる方位指示 装置に関するものである。 For example, this invention is a directional indicator used when installing a directional antenna. It is related to the device.
【０００２】[0002]
例えば、移動無線基地局にアンテナを設置するにあたっては、アンテナの指向 性が電波の伝搬に影響を与えるため、その指向性の方向が予め決められた方向と なるように、正確に位置決めして設置する必要がある。そこで、従来は、先ず北 の方位を求め、それから規定された角度の方向に指向性を有するようにアンテナ を取り付けている。 For example, when installing an antenna in a mobile radio base station, the direction of the antenna Since the direction of directivity affects the propagation of radio waves, must be positioned and installed accurately. Therefore, conventionally, the north The azimuth of the antenna is then determined so that it has directivity in the direction of the specified angle is attached.
【０００３】 ここで、北を求める方法としては、以下のような方法が知られている。 予め地図上で目標物を見つけて真北からの角度を求め、実際の設置にあたって は、トランシットで目標物を捕らえて、それから地図上で求めた角度をもとに真 北を求める方法。 ジャイロコンパスを用いる方法。 南中時の日時計による方法。 北極星を天測する方法。[0003] Here, the following methods are known as methods for finding the north. Find the target on the map in advance, find the angle from true north, and use it for actual installation. acquires a target by transit and then finds the true How to find north. A method using a gyrocompass. A method using a sundial in the Southern Central Time. A method of astronomical observation of the North Star.
【０００４】[0004]
しかしながら、上記およびの方法では、大型な測定器であるトランシット を必要とするため、測定が大がかりになるという問題がある。また、トランシッ トを鉄塔上に設置する場合には、鉄塔が揺れるために使用できない。この場合、 従来は、鉄塔下、例えば鉄塔が建設されている建物の屋上で真北を求め、その方 向をマーキングし、そのマーキング線をもとに鉄塔上にアンテナを設置するよう にしているが、この場合には、屋上での真北のマーキング線を鉄塔上に正確に転 写することが困難なため、アンテナを、その指向性が所定の方位となるように設 置することができないという問題がある。 However, in the above and (2) methods, the transit is required, there is a problem that the measurement becomes large-scale. Also, transit If you install it on a steel tower, it cannot be used because the steel tower will shake. in this case, Conventionally, the true north is found under the steel tower, for example, on the roof of the building where the steel tower is built. Mark the direction and install the antenna on the tower based on the marking line. However, in this case, the true north marking line on the roof is accurately transferred onto the steel tower. Because it is difficult to capture the The problem is that it cannot be placed
【０００５】 また、上記の方法では、測定地点における地球上の地磁気の誤差はある程度 修正できるが、測定地点の近傍に地磁気に影響を与えるもの、例えば、鉄道、地 下鉄、鉄橋、変電所、工場等があると、方位を正確に測定できず、やはりアンテ ナを正確に設置することができないという問題がある。[0005] Also, with the above method, there is a certain degree of error in the earth's geomagnetism at the measurement point. Although it can be corrected, there are things that affect the geomagnetism near the measurement point, such as railways and geomagnetic fields. If there are subways, iron bridges, substations, factories, etc., it is not possible to accurately measure the direction, and However, there is a problem that it is not possible to accurately install the na.
【０００６】 さらに、上記の方法では、測定地点における日の出、日の入り時刻を当日の 地域新聞等から調べて南中時を計算し、その南中時における太陽の方向とは逆方 向を真北とするため、南中時にしか方位を測定できず、また南中時に太陽が照っ ていることが必須となるために、効率が悪いという問題がある。[0006] Furthermore, in the above method, the sunrise and sunset times at the measurement point are Check the local newspaper, etc., calculate the time of the climax, and find the direction opposite to the direction of the sun at that time Since the direction is due north, the direction can only be measured during the zenith, and when the sun shines during the zenith. There is a problem of poor efficiency because it is essential that the
【０００７】 この考案は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、方位を常に 正確に指示できると共に、鉄塔上でも使用できるよう小型、軽量にできる方位指 示装置を提供することを目的とするものである。[0007] This invention was made by paying attention to such conventional problems, and the direction is always An azimuth indicator that can be used accurately and can be made compact and lightweight so that it can be used on steel towers. The object is to provide a display device.
【０００８】[0008]
上記目的を達成するため、この考案の方位指示装置は、 測定地点の経度および緯度を含む位置情報を入力する位置情報入力手段と、 前記測定地点との相対位置が既知の物体からの電磁波を検知して、前記物体の 方向を検出する方向検出手段と、 この方向検出手段で検出した前記物体の方向および前記位置情報入力手段から 入力した前記測定地点の位置情報に基づいて、前記物体の方位を演算する演算手 段と、 この演算手段で演算した前記物体の方位に基づいて、予め決められた方位を指 示する指示手段とを有することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the direction indicating device of this invention is: location information input means for inputting location information including the longitude and latitude of the measurement point; Detecting electromagnetic waves from an object whose relative position to the measurement point is known, a direction detection means for detecting a direction; From the direction of the object detected by the direction detection means and the position information input means A calculation means for calculating the orientation of the object based on the input position information of the measurement point. step and A predetermined orientation is indicated based on the orientation of the object calculated by the calculating means. It is characterized by having an indicating means for indicating.
【０００９】 前記指示手段は、方向を指示する回動可能な指針と、前記演算手段で演算した 前記物体の方位に基づいて、前記指針を予め決められた方位に回動駆動する駆動 手段とを有するのが、予め決められた方位を容易に認識する点で好ましい。[0009] The indicating means includes a rotatable pointer for indicating a direction and a pointer calculated by the calculating means. driving to rotate the pointer in a predetermined direction based on the direction of the object; means for facilitating recognition of the predetermined orientation.
【００１０】 前記入力手段は、前記測定地点の位置情報を手動入力する情報入力部を有する のが、測定地点の位置情報を任意の場所で入力できる点で好ましい。[0010] The input means has an information input unit for manually inputting the position information of the measurement point. is preferable in that the position information of the measurement point can be input at any place.
【００１１】 前記入力手段は、衛星からの電波を受信して測定地点の経度および緯度を自動 的に算出する装置を有するのが、測定地点においてその位置情報を自動的に入力 する点で好ましい。[0011] The input means receives radio waves from a satellite and automatically sets the longitude and latitude of the measurement point. It is necessary to automatically input the position information at the measurement point. It is preferable in that
【００１２】 前記方向検出手段は、太陽からの光を受光して、太陽の方向を検出するよう構 成するのが、太陽が照っている任意の時刻に方位を指示できる点で好ましい。[0012] The direction detection means is configured to detect the direction of the sun by receiving light from the sun. is preferable in that the direction can be indicated at any time when the sun is shining.
【００１３】 前記方向検出手段は、所定の静止衛星からの電波を受信して、該静止衛星の方 向を検出するよう構成するのが、任意の時刻に方位を指示できる点で好ましい。[0013] The direction detection means receives radio waves from a predetermined geostationary satellite and detects the direction of the geostationary satellite. A configuration that detects the direction is preferable in that the direction can be indicated at any time.
【００１４】[0014]
図１は、この考案の方位指示装置の概念図を示すものである。この方位指示装 置は、位置情報入力手段１、方向検出手段２、演算手段３および指示手段４を有 する。位置情報入力手段１は、測定地点の経度および緯度を含む位置情報を入力 するもので、その入力した位置情報は演算手段３に供給する。また、方向検出手 段２は、測定地点との相対位置が既知の物体からの電磁波を検知して、物体の方 向を検出するもので、ここで検出した物体の方向は演算手段３に供給する。演算 手段３では、これら位置情報入力手段１から入力した測定地点の位置情報および 方向検出手段２で検出した物体の方向に基づいて物体の方位を演算し、その演算 結果を指示手段４に供給して、該指示手段４において予め決められた方位を指示 させる。 FIG. 1 shows a conceptual diagram of the azimuth indicating device of this invention. This compass The device has position information input means 1, direction detection means 2, calculation means 3 and indication means 4. do. Positional information input means 1 inputs positional information including the longitude and latitude of the measurement point. The input positional information is supplied to the computing means 3 . Also, the direction detection hand Stage 2 detects an electromagnetic wave from an object whose position relative to the measurement point is known, and detects the direction of the object. The direction of the object detected here is supplied to the computing means 3 . Calculation In the means 3, the position information of the measurement point input from the position information input means 1 and The direction of the object is calculated based on the direction of the object detected by the direction detection means 2, and the calculation supplying the result to the indicating means 4 to indicate a predetermined orientation in the indicating means 4; Let
【００１５】 図２は、この考案の方位指示装置の一実施例を示す外観斜視図である。この実 施例は、測定地点で電磁波としての太陽光を検知して太陽の方向を検出し、その 太陽の方向と、太陽情報（均時差、赤緯）と、測定地点における経度、緯度とに 基づいて真北を指示させるようにしたもので、真北検出指示部１１および情報入 力部１２と、これら間を接続する接続ケーブル１３とを有する。[0015] FIG. 2 is an external perspective view showing an embodiment of the azimuth indicating device of this invention. this fruit The embodiment detects sunlight as an electromagnetic wave at the measurement point, detects the direction of the sun, and detects the direction of the sun. The direction of the sun, the solar information (equation of time, declination), and the longitude and latitude at the measurement point The true north detection indicator 11 and the information input It has a force portion 12 and a connection cable 13 connecting between them.
【００１６】 真北検出指示部１１には、図３ＡおよびＢにそれぞれ正面図および平面図をも 示すように、基台１５、およびこの基台１５に対して固定軸１６を中心に回動可 能に指示ドラム１７を設ける。指示ドラム１７には、その上面縁部に太陽光を検 出するためのスリット１８（例えば、幅０．５ｍｍ）を形成すると共に、回動中 心を中心として、上面から側面に亘って所定の角度毎、この実施例ではスリット １８と指示ドラム１７の回動中心とを結ぶ直線を含む６０°毎に、放射状に角度 線を形成し、それらの角度線のうち、スリット１８と指示ドラム１７の回転中心 とを結ぶ角度線上に、太陽（ＳＵＮ）の方向を示すための指標１９を設け、この 指標１９と１８０°離れた角度線上に、北（Ｎ）の方向を示すための指標２０を 設ける。また、指示ドラム１７には、その上面に、電源スイッチ２１、スタート スイッチ２２、ＬＥＤ２３、ブザー用の開口２４および接続ケーブル用のコネク タ２５を設ける。[0016] The true north detection indicator 11 has a front view and a plan view in FIGS. 3A and 3B, respectively. As shown, a base 15 and a base 15 rotatable around a fixed shaft 16 are shown. An indicating drum 17 is provided at the function. The indicating drum 17 has a sun light detector on its top edge. While forming a slit 18 (for example, width 0.5 mm) for exiting, during rotation Centered on the center, from the top to the side, every predetermined angle 18 and the center of rotation of the indicator drum 17. of these angular lines, the center of rotation of the slit 18 and the indicator drum 17 An index 19 for indicating the direction of the sun (SUN) is provided on the angle line connecting the On an angular line 180° apart from index 19, index 20 is placed to indicate the direction of north (N). prepare. Further, the instruction drum 17 has a power switch 21 and a start switch on its upper surface. switch 22, LED 23, opening 24 for buzzer and connector for connecting cable 25 is provided.
【００１７】 情報入力部１２には、図４ＡおよびＢにそれぞれ平面図および背面図をも示す ように、上面に液晶表示器（ＬＣＤ）２６、所要の情報を入力するための１６キ ー２７およびスイッチ２８を設け、背面に接続ケーブル用のコネクタ２９を設け る。１６キー２７は、置数キー２７ａ、緯度キー２７ｂ、経度キー２７ｃ、時刻 キー２７ｄおよび設定キー２７ｅを有する。[0017] Information input section 12 is also shown in plan and rear views in FIGS. 4A and B, respectively. , a liquid crystal display (LCD) 26 on the top, 16 keys for inputting the required information. 27 and a switch 28 are provided, and a connector 29 for a connection cable is provided on the back. be. The 16 keys 27 include a numeric key 27a, a latitude key 27b, a longitude key 27c, and a time key. It has a key 27d and a setting key 27e.
【００１８】 図５は、図２に示す方位指示装置のブロック図を示すものである。真北検出指 示部１１は、太陽方向検知部３１、制御表示部３２、回転機構部３３、マイコン 部３４、インターフェース部３５および電源部３６を有する。また、情報入力部 １２は、操作表示部３７、マイコン部３８、インターフェース部３９および安定 化電源回路部４０を有する。[0018] FIG. 5 shows a block diagram of the direction indicating device shown in FIG. true north detection finger The display unit 11 includes a sun direction detection unit 31, a control display unit 32, a rotation mechanism unit 33, a microcomputer It has a section 34 , an interface section 35 and a power supply section 36 . Also, the information input section Reference numeral 12 denotes an operation display unit 37, a microcomputer unit 38, an interface unit 39 and a stabilizer. and a power supply circuit unit 40 .
【００１９】 真北検出指示部１１において、太陽方向検知部３１は、スリット１８、受光素 子４１およびＡ／Ｄ変換回路４２を有し、太陽光をスリット１８を経て受光素子 ４１で受光し、その出力をＡ／Ｄ変換回路４２でデジタル信号に変換してマイコ ン部３４に供給するよう構成する。制御表示部３２は、ＬＥＤ２３、ブザー４３ および駆動回路４４を有し、マイコン部３４により駆動回路４４を介してＬＥＤ ２３およびブザー４３の駆動を制御するようにする。回転機構部３３は、歯車機 構４５、ステッピングモータ４６および駆動回路４７を有し、マイコン部３４に より駆動回路４７を介してステッピングモータ４６の駆動を制御し、このステッ ピングモータ４６により歯車機構４５を介して指示ドラム１７を、固定軸１６を 中心に０．５°ステップで回動させるようにする。[0019] In the true north detection instruction unit 11, the sun direction detection unit 31 includes the slit 18, the light receiving element It has an element 41 and an A/D conversion circuit 42, and sunlight passes through the slit 18 to the light receiving element. 41 receives the light, the output is converted into a digital signal by the A/D conversion circuit 42, and sent to the microcomputer. It is configured to be supplied to the input section 34 . The control display unit 32 includes an LED 23, a buzzer 43 and a drive circuit 44, and the microcomputer 34 controls the LED 23 and the buzzer 43 are controlled. The rotation mechanism part 33 is a gear machine It has a structure 45, a stepping motor 46 and a drive circuit 47, and the microcomputer section 34 drive circuit 47 to control the drive of the stepping motor 46, A ping motor 46 rotates the pointing drum 17 through a gear mechanism 45 and the fixed shaft 16 . It should be rotated in 0.5° steps toward the center.
【００２０】 マイコン部３４は、各部の動作を制御するもので、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、 ＰＩＯおよび時計機能を有する。インターフェース部３５は、ＳＩＯ４８をもっ て構成し、このＳＩＯ４８を介してマイコン部３４と情報入力部１２との間でデ ータの授受を行うようにする。電源部３６は、電池４９および安定化電源回路５ ０を有し、この電源部３６から真北検出指示部１１内の各部に所要の電源を供給 すると共に、接続ケーブル１３を介して情報入力部１２の安定化電源回路部４０ に所要の電源を供給するようにする。[0020] The microcomputer section 34 controls the operation of each section, and includes a CPU, ROM, RAM, It has PIO and clock functions. The interface unit 35 has more SIO 48 data between the microcomputer section 34 and the information input section 12 via the SIO 48. give and receive data. The power supply unit 36 includes a battery 49 and a stabilized power supply circuit 5 0, and the required power is supplied from the power supply unit 36 to each unit in the true north detection instruction unit 11. At the same time, the stabilized power supply circuit section 40 of the information input section 12 via the connection cable 13 supply the required power to the
【００２１】 なお、太陽方向検知部３１、制御表示部３２、回転機構部３３、マイコン部３ ４、インターフェース部３５および電源部３６は、指示ドラム１７に取り付けて 一体に回動するようにする。このため、回転機構部３３を構成する歯車機構４５ には、固定軸１６に固着して歯車を設けると共に、指示ドラム１７に取り付けた ステッピングモータ４６の出力軸にも歯車を固着して設け、これらの歯車を、ス テッピングモータ４６によって指示ドラム１７が０．５°ずつ回動するように、 直接または適当なギア機構を介して噛合させる。[0021] In addition, the sun direction detection unit 31, the control display unit 32, the rotation mechanism unit 33, the microcomputer unit 3 4. The interface unit 35 and the power supply unit 36 are attached to the instruction drum 17. Make them rotate together. Therefore, the gear mechanism 45 that constitutes the rotation mechanism portion 33 has a gear fixed to the fixed shaft 16 and attached to the indicator drum 17. Gears are fixedly provided on the output shaft of the stepping motor 46, and these gears are connected to the stepping motor 46. so that the indicating drum 17 is rotated by 0.5° by the stepping motor 46. Engaged directly or via a suitable gear mechanism.
【００２２】 情報入力部１２において、操作表示部３７は、ＬＣＤ２６、１６キー２７、駆 動回路５１および走査回路５２を有し、マイコン部３８により駆動回路５１を介 してＬＣＤ２６の駆動を制御すると共に、１６キー２７からの入力情報を走査回 路５２を介してマイコン部３８に入力するようにする。マイコン部３８は、各部 の動作を制御するもので、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＰＩＯを有する。イン ターフェース部３９は、ＳＩＯ５３をもって構成し、このＳＩＯ５３を介してマ イコン部３８と真北検出指示部１１との間でデータの授受を行うようにする。ま た、安定化電源回路部４０は、真北検出指示部１１の電源部３６からの電圧を所 定の電圧に変換して情報入力部１２の各部に供給するようにする。[0022] In the information input unit 12, the operation display unit 37 includes the LCD 26, the 16 key 27, the driver It has a driving circuit 51 and a scanning circuit 52 . and controls the driving of the LCD 26, and scans the input information from the 16-key 27. It is input to the microcomputer section 38 via the path 52 . The microcomputer section 38 includes and has a CPU, ROM, RAM and PIO. in The interface unit 39 is configured with an SIO 53, and through this SIO 53, the master Data is exchanged between the icon unit 38 and the true north detection instructing unit 11 . devil In addition, the stabilized power supply circuit unit 40 receives the voltage from the power supply unit 36 of the true north detection instruction unit 11. The voltage is converted to a constant voltage and supplied to each section of the information input section 12 .
【００２３】 図６は、真北検出指示部１１の具体的回路構成を示す図である。太陽光は、ス リット１８を介して受光素子４１で受光し、その出力をオペアンプ（ＴＬ０７１ ＣＰ）６１を有する増幅回路６２で増幅した後、Ａ／Ｄ変換用ＩＣ（ＭＡＸ１６ ０ＣＰＮ）６３を有するＡ／Ｄ変換回路４２でデジタル信号に変換して、マイコ ン部３４に供給する。マイコン部３４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＰＩＯおよびインタ ーフェース部３５を構成するＳＩＯ４８を内蔵するＣＰＵ（ＴＭＰ９０Ｐ８０２ ＡＰ）６４、情報入力部１２からの一日分の太陽情報および緯度、経度、時刻（ 年月日時分）のデータを格納するＲＡＭ（ＴＣ５５６４ＰＬ−１５）６５、時計 用ＩＣ（ＲＴＣ−６２４２１）６６、ラッチ用ＩＣ（７４ＨＣ５７３）６７、ア ドレスデコーダ（７４ＨＣ１３８）６８等を有する。[0023] FIG. 6 is a diagram showing a specific circuit configuration of the true north detection instruction section 11. As shown in FIG. Sunlight is Light is received by the light receiving element 41 via the lit 18, and its output is an operational amplifier (TL071 CP) 61, after amplification by an amplifier circuit 62, an A/D conversion IC (MAX 16 0CPN) 63 into a digital signal by the A/D conversion circuit 42, supplied to the input unit 34. The microcomputer section 34 includes ROM, RAM, PIO and an interface. A CPU (TMP90P802 AP) 64, solar information for one day from the information input unit 12, latitude, longitude, time ( RAM (TC5564PL-15) 65 for storing data (year, month, day, hour, minute), clock IC (RTC-62421) 66 for latch, IC (74HC573) 67 for latch, It has a address decoder (74HC138) 68 and the like.
【００２４】 ラッチ用ＩＣ６７の出力は、駆動回路４４および４７を構成するドライバＩＣ （ＴＤ６２０８３ＡＰ）６９に供給し、このドライバＩＣ６９によりステッピン グモータ４６を駆動すると共に、ＬＥＤ２３およびブザー４３を駆動するように する。なお、ＣＰＵ６４には、その所定の端子にスタートスイッチ２２を接続す ると共に、情報入力部１２との間でデータの授受を行う端子には、信号のレベル を調整するためのインバータ（７４ＨＣ１４）７０を接続する。[0024] The output of the IC 67 for latching is supplied to the driver ICs constituting the driving circuits 44 and 47. (TD62083AP) 69, stepping by this driver IC 69 driving motor 46 and driving LED 23 and buzzer 43 do. The start switch 22 is connected to a predetermined terminal of the CPU 64. In addition, the terminal for exchanging data with the information input unit 12 has a is connected to an inverter (74HC14) 70 for adjusting
【００２５】 また、電源部３６は、電池４９として、駆動用の電池７１（この実施例では、 ９ボルト）と、バックアップ用の電池７２（この実施例では、３ボルト）とを有 する。電池７１は、電源スイッチ２１を介してステッピングモータ４６に接続す ると共に、３端子レギュレータ（ＴＡ７８ＤＬ０５Ｐ）７３に接続する。また、 電池７１は、電源スイッチ２１を介して電圧監視用ＩＣ（Ｓ−８０５３ＡＬＲ） ７４に接続し、この電圧監視用ＩＣ７４の出力端子をＣＰＵ６４の所定の端子に 接続して、ＣＰＵ６４において電池７１の消耗を検知し、電池７１の出力電圧が ほぼ７ボルトとなったときに、ブザー４３を所定の間隔で数回動作させるように する。さらに、電池７１は、電源スイッチ２１および接続ケーブル１３を介して 情報入力部１２に接続するようにする。[0025] In addition, the power supply unit 36 includes a driving battery 71 (in this embodiment, a 9 volts) and a backup battery 72 (3 volts in this embodiment). do. The battery 71 is connected to the stepping motor 46 via the power switch 21. and also connected to the three-terminal regulator (TA78DL05P) 73 . again, The battery 71 is connected to the voltage monitoring IC (S-8053ALR) via the power switch 21 . 74, and the output terminal of the voltage monitoring IC 74 is connected to a predetermined terminal of the CPU 64. connected, the consumption of the battery 71 is detected by the CPU 64, and the output voltage of the battery 71 is When the voltage reaches approximately 7 volts, the buzzer 43 is operated several times at predetermined intervals. do. Furthermore, the battery 71 is connected via the power switch 21 and the connection cable 13 It should be connected to the information input section 12 .
【００２６】 ３端子レギュレータ７３の出力（５ボルト）は、Ａ／Ｄ変換用ＩＣ６３、ＣＰ Ｕ６４、ラッチ用ＩＣ６７、アドレスデコーダ６８、スタートスイッチ２２、Ｌ ＥＤ２３、ブザー４３等に供給すると共に、レギュレータＩＣ（ＭＡＸ６８０） ７５および安定化回路７６に供給する。レギュレータＩＣ７５では、入力電圧（ ５ボルト）からほぼ±１０ボルトの電圧を発生し、これらの電圧をオペアンプ６ １およびＡ／Ｄ変換回路４２に供給する。[0026] The output (5 volts) of the 3-terminal regulator 73 is connected to the A/D conversion IC 63, CP U64, latch IC 67, address decoder 68, start switch 22, L While supplying to ED23, buzzer 43, etc., regulator IC (MAX680) 75 and stabilization circuit 76 . In the regulator IC 75, the input voltage ( 5 volts) to generate voltages of approximately ±10 volts, and these voltages are applied to operational amplifiers 6 1 and the A/D conversion circuit 42 .
【００２７】 安定化回路７６は、定電圧ダイオード、トランジスタ等を有し、入力電圧が３ ．３ボルト以上のときは、トランジスタをオンにして入力電圧（５ボルト）を出 力し、入力電圧が３．３ボルト未満のときは、トランジスタをオフにして回路を 切断する。この安定化回路７６の出力端子は、バックアップ用の電池７２と並列 に接続すると共に、ＲＡＭ６５および時計用ＩＣ６６の電源端子に接続して、電 源スイッチ２１がオフのときは、バックアップ用の電池７２からＲＡＭ６５およ び時計用ＩＣ６６に電源を供給し、電源スイッチ２１がオンのときは、電池７１ から３端子レギュレータ７３および安定化回路７６を介して電源を供給するよう にする。なお、安定化回路７６とバックアップ用の電池７２との間には、逆流阻 止用ダイオード（この実施例では、順方向電圧が小さいショットキーダイオード ）７７を接続する。[0027] The stabilizing circuit 76 has a zener diode, a transistor, etc., and has an input voltage of 3 . When it is above 3 volts, it turns on the transistor to output the input voltage (5 volts). and when the input voltage is less than 3.3 volts, the transistor is turned off to shut down the circuit. disconnect. The output terminal of this stabilizing circuit 76 is connected in parallel with the backup battery 72. , and to the power terminals of the RAM 65 and clock IC 66 to supply power. When the power switch 21 is off, the backup battery 72, RAM 65 and and the clock IC 66, and when the power switch 21 is on, the battery 71 to supply power through the three-terminal regulator 73 and the stabilization circuit 76. to Between the stabilization circuit 76 and the backup battery 72, a backflow blocking A stopping diode (in this example, a Schottky diode with a small forward voltage ) 77.
【００２８】 また、３端子レギュレータ７３の出力は、電圧監視用ＩＣ（Ｓ−８０５３ＡＬ Ｒ）７８にも供給し、この電圧監視用ＩＣ７８の出力をＲＡＭ６５および時計用 ＩＣ６６の所定の端子に供給して、電源スイッチ２１がオン状態で、３端子レギ ュレータ７３の出力電圧が所定の電圧以下となったときに、ＲＡＭ６５および時 計用ＩＣ６６におけるデータの書き込みおよび読み出し動作を禁止するようにす る。[0028] Also, the output of the three-terminal regulator 73 is the voltage monitoring IC (S-8053AL R) 78, and the output of this voltage monitoring IC 78 is supplied to the RAM 65 and clock It is supplied to a predetermined terminal of the IC 66, and when the power switch 21 is in the ON state, the three-terminal regulator When the output voltage of the regulator 73 falls below a predetermined voltage, the RAM 65 and the time Data write and read operations in the instrumentation IC 66 are prohibited. be.
【００２９】 図７は、情報入力部１２の具体的回路構成を示す図である。１６キー２７およ び走査回路５２はキーボード８１をもって構成し、このキーボード８１を双方向 インターフェース（７４ＨＣ２４５）８２を介してマイコン部３８に接続する。 マイコン部３８は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＰＩＯおよびインターフェース部３９を構 成するＳＩＯ５３を内蔵するＣＰＵ（ＴＭＰ９０Ｐ８０２ＡＰ）８３、太陽情報 を格納するＲＯＭ（２７Ｃ２５６）８４等を有する。なお、この実施例では、太 陽情報として、各日において６時間毎の均時差および赤緯データを一年分格納す る。[0029] FIG. 7 is a diagram showing a specific circuit configuration of the information input section 12. As shown in FIG. 16 keys 27 and The scanning circuit 52 and the scanning circuit 52 are configured with a keyboard 81, and this keyboard 81 is bi-directional. It connects to the microcomputer section 38 via an interface (74HC245) 82 . The microcomputer section 38 comprises ROM, RAM, PIO and an interface section 39. CPU (TMP90P802AP) 83 with built-in SIO 53, solar information and a ROM (27C256) 84 for storing In addition, in this embodiment, As positive information, the equation of time and declination data for every 6 hours on each day are stored for one year. be.
【００３０】 マイコン部３８の出力は、ＬＣＤ２６および駆動回路５１を有するＬＣＤ回路 部（ＬＣＤＭ１６４１）８５に供給する。また、ＣＰＵ８３には、真北検出指示 部１１との間でデータの授受を行う端子に、信号のレベルを調整するためのイン バータ（７４ＨＣ１４）８６を接続する。[0030] The output of the microcomputer section 38 is an LCD circuit having an LCD 26 and a drive circuit 51. It is supplied to the unit (LCDM1641) 85. Further, the CPU 83 is instructed to detect true north. The terminal for exchanging data with the unit 11 is provided with an interface for adjusting the signal level. Connect inverter (74HC14) 86;
【００３１】 安定化電源回路部４０は、真北検出指示部１１からの電源電圧（９ボルト）を スイッチ２８を介して３端子レギュレータ（ＴＡ７８Ｌ０５）８７に供給し、こ こで５ボルトの電圧に変換して、各部に供給するようにする。[0031] The stabilized power supply circuit unit 40 receives the power supply voltage (9 volts) from the true north detection instruction unit 11. is supplied to a three-terminal regulator (TA78L05) 87 via a switch 28; Here, the voltage is converted to 5 volts and supplied to each part.
【００３２】 次に、この実施例の動作について説明する。 この実施例の方位指示装置は、初期処理、メイン処理、エラー処理を行うよう になっている。以下、各処理について説明する。[0032] Next, the operation of this embodiment will be described. The direction indicating device of this embodiment performs initial processing, main processing, and error processing. It has become. Each process will be described below.
【００３３】 ＜初期処理＞ 初期処理では、電源スイッチ２１をオンにすることにより、真北検出指示部１ １の各部をイニシャライズすると共に、さらにスイッチ２８をオンにすることに より情報入力部１２の各部をイニシャライズする。その後、真北検出指示部１１ から、ＲＡＭ６５に格納されている緯度、経度のデータおよび時計用ＩＣ６６か らの時刻データを、ＣＰＵ６４および接続ケーブル１３を介して情報入力部１２ に送信してＣＰＵ８３に格納すると共に、情報入力部１２からは、真北検出指示 部１１からの時刻データに基づいて、対応する年月日の一日分の太陽情報をＲＯ Ｍ８４から読み出し、その太陽情報をＣＰＵ８３および接続ケーブル１３を介し て真北検出指示部１１に送信してＲＡＭ６５に格納する。[0033] <Initial processing> In the initial processing, by turning on the power switch 21, the true north detection instruction unit 1 1 and turn on the switch 28. Each section of the information input section 12 is initialized. After that, the true north detection instruction unit 11 , the latitude and longitude data stored in the RAM 65 and the clock IC 66 The time data from the information input unit 12 via the CPU 64 and the connection cable 13 and stored in the CPU 83, and from the information input unit 12, a true north detection instruction Based on the time data from the unit 11, RO the solar information for one day corresponding to the date Read out from M84, the solar information via CPU83 and connection cable 13 is sent to the true north detection instructing unit 11 and stored in the RAM 65 .
【００３４】 ＜メイン処理＞ メイン処理では、緯度、経度および時刻データの設定処理、真北の計測処理、 ステッピングモータ４６のモータ制御処理を行う。[0034] <Main processing> In the main processing, latitude, longitude and time data setting processing, true north measurement processing, Motor control processing of the stepping motor 46 is performed.
【００３５】 設定処理 設定処理では、１６キー２７の操作により所望のデータをＬＣＤ２６に表示す ると共に、そのデータを必要に応じて変更設定する。例えば、緯度を設定する場 合には、緯度キー２７ｂを押すことにより、真北検出指示部１１から送信された 緯度データをＬＣＤ２６に表示し、その緯度データを置数キー２７ａの操作によ って所望の緯度データに変更した後、設定キー２７ｅを押すことにより、その変 更した緯度データを真北検出指示部１１に送信して、ＲＡＭ６５に格納する。[0035] Setting process In the setting process, desired data is displayed on the LCD 26 by operating the 16 keys 27. change and set the data as necessary. For example, when setting the latitude When the latitude key 27b is pressed, the The latitude data is displayed on the LCD 26, and the latitude data is displayed by operating the number keys 27a. After changing to the desired latitude data by pressing the setting key 27e, the change The updated latitude data is transmitted to the true north detection instructing section 11 and stored in the RAM 65 .
【００３６】 図８は、この場合の動作を示すフローチャートである。先ず、情報入力部１２ において、緯度キー２７ｂが押されたか否か、すなわち緯度キー２７ｂのキー入 力が有るか否か判定する。この判定は、ＣＰＵ８３において、例えば２０ｍｓ毎 のタイマ割り込みでキー入力を判定し、４０ｍｓ以上のキー入力があるときに、 キー入力有り、その他の場合には、キー入力無しと判定する。[0036] FIG. 8 is a flow chart showing the operation in this case. First, the information input unit 12 , whether or not the latitude key 27b has been pressed, that is, whether the latitude key 27b has been pressed. Determine if you have power. This determination is made by the CPU 83 every 20 ms, for example. The key input is determined by the timer interrupt of , and when there is a key input of 40 ms or more, If there is key input, otherwise, it is determined that there is no key input.
【００３７】 緯度キー２７ｂのキー入力があった場合には、ＣＰＵ８３のＲＡＭに格納され ている真北検出指示部１１からの緯度データをＬＣＤ２６に表示し、そのデータ を置数キー２７ａの操作により所望のデータに変更表示する。その後、設定キー ２７ｅのキー入力が有るか否かを、同様の方法で判定し、キー入力が有った場合 には、その変更したデータを真北検出指示部１１に送信して、ＲＡＭ６５に格納 する。[0037] When there is a key input of the latitude key 27b, it is stored in the RAM of the CPU 83. The latitude data from the true north detection instruction unit 11 is displayed on the LCD 26, and the data is changed to desired data by operating the numeric keys 27a. Then set key 27e is determined by the same method, and if there is a key input , the changed data is transmitted to the true north detection instruction unit 11 and stored in the RAM 65. do.
【００３８】 なお、経度データおよび時刻データについても、同様にしてデータの変更設定 行うが、時刻データの変更設定の場合には、変更した時刻データの他に、その変 更した時刻データに対応する一日分の太陽情報もＲＯＭ８４から読み出して真北 検出指示部１１に送信する。[0038] For the longitude data and time data, change the data settings in the same way. However, in the case of change setting of time data, in addition to the changed time data, The solar information for one day corresponding to the updated time data is also read from the ROM 84 and It is transmitted to the detection instruction section 11 .
【００３９】 計測処理 計測処理では、先ず、スタートスイッチ２２の押下によりステッピングモータ ４６を駆動して指示ドラム１７を０．５°ずつ回動させ、その各回動位置におい てスリット１８を介して受光素子４１で受光した太陽光の測定データを取り込む 。次に、各回動位置で取り込んだ測定データに基づいて太陽の方向を検出した後 、その検出した太陽の方向と、ＲＡＭ６５に格納されている現在時刻に対応する 太陽情報（均時差、赤緯）および測定地点における経度、緯度とに基づいてＣＰ Ｕ６４で真北を演算し、その真北の方向に指示ドラム１７の指標２０を位置させ る。[0039] Measurement processing In the measurement process, first, by pressing the start switch 22, the stepping motor is 46 is driven to rotate the indicator drum 17 by 0.5°, and at each rotation position The measurement data of the sunlight received by the light receiving element 41 through the slit 18 is taken in. . Then, after detecting the direction of the sun based on the measurement data taken at each pivot position, , corresponding to the detected direction of the sun and the current time stored in the RAM 65 Based on the solar information (equation of time, declination) and the longitude and latitude at the measurement point, CP The true north is calculated by U64, and the index 20 of the indicator drum 17 is positioned in the direction of the true north. be.
【００４０】 図９は、この計測処理の一例の動作を示すフローチャートである。この実施例 では、指示ドラム１７を時計方向に１８０°回動させて、３６０点の太陽光のデ ータを得、そのデータに基づいて太陽の方向を検知する。このため、スタートス イッチ２２を押下するのに先立ち、指示ドラム１７を手動で任意の方向に回動さ せ、スリット１８がほぼ太陽の方向を中心として、時計方向に１８０°回動し得 るように指示ドラム１７を位置決めする。その後、スタートスイッチ２２を押下 して、計測処理を開始する。[0040] FIG. 9 is a flow chart showing the operation of an example of this measurement process. This example Then, the indicator drum 17 is rotated clockwise by 180° to detect 360 points of sunlight. data, and detect the direction of the sun based on that data. For this reason, starting Prior to pressing the switch 22, the instruction drum 17 is manually rotated in an arbitrary direction. so that the slit 18 can rotate 180° clockwise about the direction of the sun. Position the indicator drum 17 so that After that, press the start switch 22 to start the measurement process.
【００４１】 先ず、スタートスイッチ２２の押下により、ＣＰＵ６４は、内蔵のカウンタを クリアし、ドライバＩＣ６９を介してステッピングモータ４６を駆動すると共に 、ＬＥＤ２３を点灯させる。その後、ステッピングモータ４６が０．５°回動す る毎に、Ａ／Ｄ変換用ＩＣ６３を起動して、オペアンプ６１の出力を８ビットの デジタルデータに変換し、その測定データをＣＰＵ６４内のＲＡＭに格納すると 共に、カウンタをインクリメントする。この動作を、カウンタが３６０に達する まで、すなわち指示ドラム１７が１８０°回動するまで繰り返して、３６０点の 測定データを得る。[0041] First, by pressing the start switch 22, the CPU 64 starts the built-in counter. to drive the stepping motor 46 through the driver IC 69 and , the LED 23 is lit. After that, the stepping motor 46 rotates by 0.5°. Each time the A/D conversion IC 63 is activated, the output of the operational amplifier 61 is converted into an 8-bit If the measured data is converted to digital data and stored in the RAM in the CPU 64, Both increment the counter. This operation is performed when the counter reaches 360. until the indicator drum 17 rotates 180°, 360 points Obtain measurement data.
【００４２】 次に、３６０点の測定データをもとに、太陽の方向を検出する。この太陽方向 検出においては、先ず、取り込んだ３６０点の測定データと所定の閾値とを比較 し、図１０Ａに示すように、閾値を越える測定データが連続して３点あれば、そ の中点の位置（回動角）を太陽の方向として検出する。また、図１０Ｂに示すよ うに、閾値を越える測定データが４点以上ある場合には、乱反射により太陽位置 を特定できないものとしてエラー処理を行うと共に、図１０Ｃに示すように、閾 値を越える測定データが無い場合には、光量不足で太陽位置を特定できないもの としてエラー処理を行う。[0042] Next, the direction of the sun is detected based on the measurement data of 360 points. this sun direction In detection, first, the captured 360-point measurement data is compared with a predetermined threshold value. Then, as shown in FIG. 10A, if there are three consecutive points of measurement data exceeding the threshold, is detected as the direction of the sun. Also, as shown in FIG. If there are 4 or more measurement data exceeding the threshold, the solar position can not be identified, and as shown in FIG. 10C, the threshold If there is no measurement data exceeding the value, the solar position cannot be specified due to insufficient light intensity Perform error handling as
【００４３】 太陽方向を検出したら、指示ドラム１７をステッピングモータ４６により反時 計方向に回動させて、太陽方向の測定データを得た回動角の位置に指標１９を位 置決め保持し、その状態でＣＰＵ６４において真北の演算処理を行う。この演算 処理においては、太陽の方位角を演算して真北を求める。このため、先ず、時計 用ＩＣ６６からの現在時刻（ＬＴ）と、ＲＡＭ６５に格納されている対応する均 時差（Ｅ）とに基づいて、世界時の視太陽時（ＡＴ）を求める。ここで、視太陽 時（ＡＴ）は、測定地点が日本の場合には、下記（１）式により求める。[0043] When the direction of the sun is detected, the stepping motor 46 rotates the indicating drum 17 counterclockwise. and position the index 19 at the position of the rotation angle at which the measurement data in the direction of the sun was obtained. In this state, the CPU 64 performs true north calculation processing. This operation In the processing, the azimuth angle of the sun is calculated to determine true north. For this reason, the clock The current time (LT) from the IC 66 and the corresponding average stored in the RAM 65 Based on the time difference (E), the apparent solar time (AT) in universal time is obtained. where the apparent sun The time (AT) is calculated by the following formula (1) when the measurement point is Japan.
【数１】 ＡＴ＝（ＬＴ−９）＋Ｅ （１）[Number 1] AT=(LT-9)+E (1)
【００４４】 次に、視太陽時（ＡＴ）と、ＲＡＭ６５に格納されている測定点の経度（λ） とに基づいて、太陽の時角（ｔ）を求める。この時角（ｔ）は、測定時刻が午前 の場合は、下記（２）式で、午後の場合は、下記（３）式でそれぞれ求める。[0044] Next, the apparent solar time (AT) and the longitude (λ) of the measurement point stored in the RAM 65 Based on and, the hour angle (t) of the sun is obtained. This hour angle (t) is In the case of , it is determined by the following formula (2), and in the afternoon, it is determined by the following formula (3).
【数２】 ｔ（午前の場合）＝１８０°−（ＡＴ×１５°＋λ） （２） ｔ（午後の場合）＝（ＡＴ×１５°＋λ）−１８０° （３）[Number 2] t (in the morning) = 180° - (AT x 15° + λ) (2) t (for afternoon) = (AT x 15° + λ) - 180° (3)
【００４５】 次に、太陽の時角（ｔ）、ＲＡＭ６５に格納されている測定点の緯度（φ）お よび太陽の赤緯（δ）に基づいて、下記（４）式から太陽の高度角（ｈ）を求め る。なお、赤緯（δ）は、太陽が北半球にあれば＋の符号、南半球にあれば−の 符号となる。[0045] Next, the hour angle (t) of the sun, the latitude (φ) of the measurement point stored in the RAM 65, and and the sun's declination (δ), calculate the sun's altitude angle (h) from the following equation (4) be. The declination (δ) has a positive sign if the sun is in the northern hemisphere, and a negative sign if it is in the southern hemisphere. be a sign.
【数３】 ｈ＝ sin−１（ sinφ・ sinδ＋ cosφ・ cosδ・ cosｔ） （４）[Equation 3] h = sin −1 (sin φ · sin δ + cos φ · cos δ · cost) (4)
【００４６】 次に、太陽の高度角（ｈ）、測定点の緯度（φ）および太陽の赤緯（δ）に基 づいて、下記（５）式から太陽の方位角（Ｚ）を求める。[0046] Then, based on the altitude angle (h) of the sun, the latitude (φ) of the measurement point, and the declination (δ) of the sun, Then, the azimuth angle (Z) of the sun is obtained from the following equation (5).
【数４】 Ｚ＝ cos−１｛ sinδ／（ cosφ・ cosｈ− tanφ・ tanｈ）｝ （５）[Formula 4] Z = cos −1 {sin δ/( cos φ · cosh − tan φ · tanh)} (5)
【００４７】 以上のようにして、太陽の方位角（Ｚ）を求めたら、その方位角（Ｚ）から真 北を求める。すなわち、測定時刻が午前の場合には、指標１９が位置する太陽の 方向に対して、反時計方向にＺ回動した方向を真北とし、測定時刻が午後の場合 には、指標１９が位置する太陽の方向に対して、反時計方向に（３６０−Ｚ）° 回動した方向を真北とする。[0047] After obtaining the azimuth angle (Z) of the sun in the above manner, the true azimuth angle (Z) seek north. That is, when the measurement time is in the morning, the sun where the index 19 is positioned is True north is the direction rotated counterclockwise by Z against the direction, and the measurement time is in the afternoon is (360-Z)° counterclockwise with respect to the direction of the sun where the index 19 is located The direction of rotation is true north.
【００４８】 その後、上記の方位角（Ｚ）に応じて、ステッピングモータ４６により指示ド ラム１７を回動させて、指標２０を真北の方向に位置決めし、その状態を所定時 間保持する。なお、指標２０を真北の方向に位置決めした時点で、ブザー４３を 駆動して観測者に測定終了を通知し、その位置決め保持状態を解除した時点で、 ブザー４３の駆動を解除すると共に、ＬＥＤ２３を消灯する。[0048] After that, according to the above azimuth (Z), the stepping motor 46 instructs Rotate the ram 17 to position the index 20 in the true north direction, and hold that state at a predetermined time. hold for a while. It should be noted that when the index 20 is positioned in the true north direction, the buzzer 43 is turned off. Drive to notify the observer of the end of measurement, and when the position holding state is released, The driving of the buzzer 43 is canceled and the LED 23 is turned off.
【００４９】 以上の計算例を下表に示す。[0049] An example of the above calculation is shown in the table below.
【表１】 [Table 1]
【００５０】 上記の計算例１の場合には、指標１９が位置する太陽の方向から、反時計回り に、１１６．７３７°の位置が真北となる。ここで、指標１９と、北を指示する 指標２０とは、１８０°の位置関係にあるので、指標１９が位置する太陽の方向 から、指示ドラム１７を例えば時計方向に（１８０−１１６．７３７）°、すな わち６３°または６３．５°回動させて、指標２０を真北に位置させる。また、 計算例２の場合には、測定時刻が午後であるから、指標１９が位置する太陽の方 向から、反時計回りに、（３６０−１１３．９２４＝２４６．０７６）°の位置 が真北となる。したがって、この場合には、指標１９が位置する太陽の方向から 、指示ドラム１７を例えば反時計方向に（２４６．０７６−１８０）°、すなわ ち６６°回動させて、指標２０を真北に位置させる。[0050] In the case of the above calculation example 1, counterclockwise from the direction of the sun where the index 19 is located , the position of 116.737° is due north. Now point to index 19 and north Since the index 20 has a positional relationship of 180°, the direction of the sun where the index 19 is positioned , the indicator drum 17 is rotated clockwise by (180-116.737)°, i.e. That is, it is rotated by 63° or 63.5° to position the index 20 in due north. again, In the case of calculation example 2, since the measurement time is in the afternoon, the direction of the sun where the index 19 is located is (360-113.924=246.076)° position counterclockwise from the is true north. Therefore, in this case, from the direction of the sun where the index 19 is located , pointing drum 17 counterclockwise by (246.076-180)°, i.e. Rotate by 66° to position the index 20 in due north.
【００５１】 同様にして、計算例３の場合には、指標１９が位置する太陽の方向から、指示 ドラム１７を例えば時計方向に（１８０−１１４．８２）°、すなわち６５°回 動させて、指標２０を真北に位置させ、計算例４の場合には、指標１９が位置す る太陽の方向から、指示ドラム１７を例えば反時計方向に（３６０−１１２−１ ８０）°、すなわち６８°回動させて、指標２０を真北に位置させる。[0051] Similarly, in the case of Calculation Example 3, from the direction of the sun where the index 19 is positioned, the command Rotate the drum 17 clockwise (180-114.82)°, i.e. 65°, for example. to position the index 20 due north, and in the case of calculation example 4, the index 19 is positioned from the direction of the sun, the pointing drum 17 is for example counterclockwise (360-112-1 80)°, or 68°, to position the indicator 20 due north.
【００５２】 モータ制御処理 モータ制御処理では、ステッピングモータ４６を、自由モード、動作モードお よび保持モードの３つのモードで制御する。自由モードは、動作モードおよび保 持モード以外の状態で、指示ドラム１７を手動で自由に回動可能とするもので、 この自由モードで、上述したように、真北の測定開始に先立って、スリット１８ がほぼ太陽の方向を中心として、時計方向に１８０°回動し得るように、指示ド ラム１７を手動で任意の方向に回動して位置決めする。[0052] Motor control processing In the motor control process, the stepping motor 46 is controlled in free mode, motion mode, and and hold mode. Free mode is operational mode and maintenance mode. In a state other than the hold mode, the instruction drum 17 can be freely rotated manually. In this free mode, as described above, slit 18 can rotate 180° clockwise about the direction of the sun. The ram 17 is manually rotated in an arbitrary direction and positioned.
【００５３】 動作モードでは、太陽方向を検出するため、受光素子４１からの測定データの 取り込みに同期して、指示ドラム１７を時計方向に１８０°回転させると共に、 太陽方向の検出後、その検出した太陽の方向に指標１９を位置決めするために、 指示ドラム１７を反時計方向に回動させる。また、真北の演算処理後、指標１９ が位置する太陽の方向から、指示ドラム１７を時計方向または反時計方向に回動 させて、指標２０を真北に位置決めする。[0053] In the operation mode, in order to detect the direction of the sun, the measurement data from the light receiving element 41 Synchronously with the take-in, the instruction drum 17 is rotated clockwise by 180°, After detecting the direction of the sun, to position the indicator 19 in the direction of the detected sun, The instruction drum 17 is rotated counterclockwise. In addition, after calculating true north, index 19 rotates the indicator drum 17 clockwise or counterclockwise from the direction of the sun where to position the index 20 in due north.
【００５４】 保持モードは、指標１９を太陽の方向に位置決めした状態、および指標２０を 真北に位置決めした状態で、指示ドラム１７を固定するもので、このモードでは 、消費電力が最小となるように、数ｍｓ単位でステッピングモータ４６の保持と 解除を行う。[0054] The hold mode is a state in which the indicator 19 is positioned in the direction of the sun, and a state in which the indicator 20 is In this mode, the indicator drum 17 is fixed while positioned in true north. , and hold the stepping motor 46 in units of several ms so that the power consumption is minimized. cancel.
【００５５】 ＜エラー処理＞ エラー処理では、そのエラーの発生状態に応じて、ブザー４３を駆動する。例 えば、真北検出指示部１１において、ＣＰＵ６４が電池７１の消耗を検知した場 合には、ブザー４３を５秒間隔で数回駆動する。また、真北の演算において、情 報入力部１２から取り込んだ太陽情報の日付と、現在の日付とが一致していない 場合には、ブザー４３を２秒間隔で数回駆動する。その他、緯度、経度、時刻の データ入力ミスや、太陽方向が検出されなかった場合等に、ブザー４３を数秒間 駆動する。[0055] <Error handling> In error processing, the buzzer 43 is driven according to the state of occurrence of the error. example For example, when the CPU 64 in the true north detection instruction unit 11 detects that the battery 71 is exhausted, If so, the buzzer 43 is driven several times at intervals of 5 seconds. In addition, in the calculation of due north, information The date of the solar information imported from the information input unit 12 does not match the current date. In this case, the buzzer 43 is driven several times at intervals of 2 seconds. In addition, latitude, longitude, time Buzzer 43 is turned off for a few seconds in the event of a data entry error or when the direction of the sun is not detected. drive.
【００５６】 次に、この実施例の方位指示装置の具体的使用方法として、移動無線基地局の アンテナの取り付け工事に用いる場合について説明する。移動無線基地局にアン テナを設置するにあたっては、上述したように、アンテナの指向性が電波の伝搬 に影響を与えるため、その指向性の方向が予め決められた方向となるように、正 確に位置決めして設置する必要がある。そこで、先ず、設置場所または他の場所 において、真北検出指示部１１および情報入力部１２を接続ケーブル１３で接続 し、電源スイッチ２１およびスイッチ２８をオンにして、情報入力部１２から設 置場所の緯度および経度データを入力すると共に、必要に応じて時刻データを修 正する。所要のデータを入力した後は、スイッチ２８および電源スイッチ２１を オフにすると共に、接続ケーブル１３を取り外して、真北検出指示部１１と情報 入力部１２とを分離する。[0056] Next, as a specific method of using the azimuth indicating device of this embodiment, a mobile radio base station A case of using for installation work of an antenna will be explained. Antenna to mobile radio base station When installing the tena, as mentioned above, the directivity of the antenna should be so that the direction of its directivity is in a predetermined direction. It must be positioned and installed correctly. Therefore, first, the installation location or other location , connect the true north detection instruction unit 11 and the information input unit 12 with the connection cable 13 Then, the power switch 21 and the switch 28 are turned on, and the setting from the information input section 12 is performed. Enter the latitude and longitude data of the location, and correct the time data if necessary. Correct. After entering the required data, switch 28 and power switch 21 are In addition to turning it off, remove the connection cable 13 and connect the true north detection indicator 11 and the information It separates from the input section 12 .
【００５７】 その後、真北検出指示部１１をアンテナの設置場所に置き、スリット１８がほ ぼ太陽の方向を中心として、時計方向に１８０°回動し得るように、指示ドラム １７を手動で任意の方向に回動して位置決めしてから、電源スイッチ２１をオン にすると共に、スタートスイッチ２２を押下して、真北の測定を行わせる。測定 が終了し、ブザー４３によって指標２０が真北に位置決めされたのを確認したら 、電源スイッチ２１をオフにし、設置場所に真北の方向をマーキングすると共に 、その真北の方向を基準に、指示ドラム１７に形成した角度線を用いてアンテナ の取り付け方位をマーキングする。その後、真北検出指示部１１をアンテナ設置 場所から撤去して、アンテナの設置工事を行う。[0057] After that, the true north detection indicator 11 is placed at the installation location of the antenna, and the slit 18 is almost The indicator drum is rotated 180° clockwise around the direction of the sun. 17 is manually rotated in any direction and positioned, then the power switch 21 is turned on. At the same time, the start switch 22 is pressed to measure due north. measurement is completed and it is confirmed by the buzzer 43 that the index 20 is positioned due north. , turn off the power switch 21, mark the installation location in the direction of true north, and , with the due north direction as a reference, the antenna Mark the mounting direction of the After that, install the true north detection instruction unit 11 as an antenna Remove from the site and install the antenna.
【００５８】 この実施例によれば、測定地点において、太陽光から太陽の方向を検出し、そ の方向と、均時差、赤緯の太陽情報および測定地点の緯度、経度の位置情報とに 基づいて太陽の方位を検出して真北を指示させるようにしたので、地磁気が影響 を受ける場所でも、常に正確な真北を知ることができる。また、真北検出指示部 １１は、例えば、指示ドラム１７の直径が１５０ｍｍ以下、高さが５０ｍｍ以下 と小型・軽量にできるので、アンテナを鉄塔上に設置する場合でも、鉄塔上に容 易に載置して使用することができる。また、太陽が照っている任意の時間に測定 できるので、アンテナ設置工事に用いる場合等において、工事の進行に影響を及 ぼすこともない。[0058] According to this embodiment, the direction of the sun is detected from the sunlight at the measurement point, and direction, equation of time, declination solar information, and latitude and longitude position information of the measurement point Based on this, the direction of the sun is detected and the true north is indicated, so the influence of geomagnetism You can always know the exact true north, even in places where you receive . In addition, the true north detection indicator 11, for example, the diameter of the indicating drum 17 is 150 mm or less and the height is 50 mm or less. Since the antenna can be made compact and lightweight, even if the antenna is installed on a steel tower, it can be easily installed on the steel tower. It can be easily placed and used. Also measured at any time when the sun is shining Therefore, when using it for antenna installation work, etc., it may affect the progress of the work. I don't even blur.
【００５９】 なお、この考案は、上述した実施例にのみ限定されるものではなく、幾多の変 形または変更が可能である。例えば、上述した実施例では、真北検出指示部１１ と情報入力部１２とを別体としたが、これらは一体に形成することもできる。ま た、図６では、情報入力部１２からのデータをＣＰＵ６４とは別個のＲＡＭ６５ に格納するようにしたが、このＲＡＭ６５はＣＰＵ６４の内蔵ＲＡＭで代用する ようにすることもできる。さらに、指示ドラム１７の回動ピッチは、０．５°に 限らず、要求される真北の指示精度に応じて、任意に設定することができる。[0059] It should be noted that this invention is not limited to the above-described embodiment, and many modifications can be made. Shape or change is possible. For example, in the embodiment described above, the true north detection instruction unit 11 and the information input unit 12 are separately formed, but they can also be formed integrally. devil 6, data from the information input unit 12 is stored in a RAM 65 separate from the CPU 64. However, the RAM 65 is replaced by the internal RAM of the CPU 64. You can also make Furthermore, the rotation pitch of the instruction drum 17 is set to 0.5°. However, it can be arbitrarily set according to the required accuracy of indicating true north.
【００６０】 また、上述した実施例では、真北を指示するようにしたが、アンテナ設置工事 におけるように、アンテナの指向性の方向が予め決められている場合には、その 所望の方位情報をも入力して、指標を直接、所望の方位に位置決めするよう構成 することもできる。また、指示ドラム１７を回動させることなく、例えば、同一 基板に受光素子アレイを円弧状に設けると共に、ＬＣＤ等の表示素子を設け、受 光素子アレイを走査して、その出力に基づいて太陽の方向を検出し、その検出し た太陽の方向と、太陽情報および緯度、経度のデータとに基づいて、表示素子上 に真北や所望の方位を矢印等で表示するよう構成することもできる。[0060] Also, in the above-described embodiment, true north is indicated, but the antenna installation work When the directivity direction of the antenna is predetermined as in Configured to directly position the indicator in the desired orientation by also entering the desired orientation information You can also Also, for example, the same A light-receiving element array is provided on the substrate in an arc shape, and a display element such as an LCD is provided to Scan the photoelement array to detect the direction of the sun based on its output, and on the display element based on the direction of the sun, solar information, and latitude and longitude data. It can also be configured to display true north or a desired azimuth with an arrow or the like.
【００６１】 さらに、上述した実施例では、測定地点の緯度、経度のデータを手動で入力す るようにしたが、衛星からの電波を受信して測定地点の経度および緯度を自動的 に算出する装置（ＧＰＳ）を設け、これにより測定地点において、その緯度、経 度のデータを自動的に入力するよう構成することもできる。このようにすれば、 測定地点の緯度、経度のデータ入力操作を省略できるので、操作がより簡単にな る。[0061] Furthermore, in the above-described embodiment, the latitude and longitude data of the measurement point must be manually entered. However, the longitude and latitude of the measurement point are automatically determined by receiving radio waves from satellites. A device (GPS) is provided to calculate the latitude and longitude at the measurement point. It can also be configured to automatically enter the degree data. In this way, Operation is easier because you can omit data entry operations for the latitude and longitude of the measurement point. be.
【００６２】 また、上述した実施例では、電磁波として、測定地点との相対位置が既知の太 陽からの光を検知して、太陽の方向を検出するようにしたが、所定の静止衛星も 地球との相対的位置が既知であるので、測定地点において静止衛星からの電波を 走査して受信し、その受信電界強度に基づいて静止衛星の方向を検知して、その 検知した方向と測定地点の緯度、経度等の位置情報とに基づいて静止衛星の方位 を演算し、その演算結果に基づいて予め決められた方位を指示するよう構成する こともできる。このように構成すれば、任意の時刻に方位を指示することができ る。[0062] Further, in the above-described embodiment, as the electromagnetic wave, a thick wave whose relative position to the measurement point is known I tried to detect the direction of the sun by detecting the light from the sun, but the predetermined geostationary satellite Since the relative position with the earth is known, radio waves from geostationary satellites can be detected at the measurement point. Scan and receive, detect the direction of the geostationary satellite based on the strength of the received electric field, and Azimuth of the geostationary satellite based on the detected direction and positional information such as latitude and longitude of the measurement point is calculated, and a predetermined bearing is indicated based on the result of the calculation. can also With this configuration, the direction can be indicated at any time. be.
【００６３】 さらにまた、この考案にかかる方位指示装置は、上述したアンテナ設置工事に 限らず、種々の工事等に有効に用いることができる。[0063] Furthermore, the direction indicating device according to this invention can be used in the antenna installation work described above. However, it can be effectively used for various construction work.
【００６４】[0064]
以上のように、この考案によれば、測定地点との相対位置が既知の物体からの 電磁波を検知して物体の方向を検出し、その検出した物体の方向および測定地点 における位置情報に基づいて物体の方位を演算し、その物体の方位に基づいて予 め決められた方位を指示するようにしたので、方位を常に正確に指示することが できると共に、構成も簡単で小型、軽量にできるので、例えばアンテナの設置工 事に用いる場合には、鉄塔上でも使用することができる。 As described above, according to this invention, an object whose relative position to the measurement point is known Detects the direction of an object by detecting electromagnetic waves, and the direction and measurement point of the detected object Calculate the orientation of the object based on the position information in the Since it is designed to indicate a predetermined direction, the direction can always be indicated accurately. In addition, the configuration is simple, and the size and weight can be reduced. It can also be used on steel towers for special occasions.
【図１】 この考案の方位指示装置の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of the azimuth indicating device of this invention;
【図２】 この考案の方位指示装置の一実施例を示す外
観斜視図である。< Figure 2 >It is the appearance perspective view which shows one execution example of the azimuth indication device of this invention.
【図３】 図２に示す真北検出指示部の正面図および平
面図である。3A and 3B are a front view and a plan view of the true north detection indicator shown in FIG. 2;
【図４】 同じく、情報入力部の平面図および背面図で
ある。< Figure 4 >Similarly, it is the groundplan and back view of the information input section.
【図５】 図２に示す方位指示装置の構成を示すブロッ
ク図である。< Figure 5 >It is the block diagram which shows the constitution of the direction indicator shown in Figure 2.
【図６】 図５に示す真北検出指示部の具体的回路構成
を示す図である。< Figure 6 >It is the figure which shows the concrete circuit configuration of the true north detection indication section which is shown in Figure 5.
【図７】 同じく、情報入力部の具体的回路構成を示す
図である。< Figure 7 >Similarly, it is the figure which shows the concrete circuit configuration of the information input section.
【図８】 図２に示す方位指示装置の設定処理動作を示
すフローチャートである。< Figure 8 >It is the flowchart which shows the setting processing operation of the direction indication device which is shown in Figure 2.
【図９】 同じく、計測処理動作の一例を示すフローチ
ャートである。< Figure 9 >Similarly, it is the flowchart which shows one example of measurement processing operation.
【図１０】 図９における太陽方向の検出動作を説明す
るための図である。< Figure 10 >It is the figure in order to explain the detection operation of the sun direction in Figure 9.
１ 位置情報入力手段 ２ 方向検出手段 ３ 演算手段 ４ 指示手段 １１ 真北検出指示部 １２ 情報入力部 １３ 接続ケーブル １５ 基台 １６ 固定軸 １７ 指示ドラム １８ スリット １９，２０ 指標 ２１ 電源スイッチ ２２ スタートスイッチ ２３ ＬＥＤ ２４ ブザー用開口 ２５ コネクタ ２６ 液晶表示器（ＬＣＤ） ２７ １６キー ２８ スイッチ ２９ コネクタ ３１ 太陽方向検知部 ３２ 制御表示部 ３３ 回転機構部 ３４ マイコン部 ３５ インターフェース部 ３６ 電源部 ３７ 操作表示部 ３８ マイコン部 ３９ インターフェース部 ４０ 安定化電源回路部 ４１ 受光素子 ４２ Ａ／Ｄ変換回路 ４３ ブザー ４４ 駆動回路 ４５ 歯車機構 ４６ ステッピングモータ ４７ 駆動回路 ４８ ＳＩＯ ４９ 電池 ５０ 安定化電源回路 ５１ 駆動回路 ５２ 走査回路 ５３ ＳＩＯ 1 Location information input means 2 direction detection means 3 computing means 4 indication means 11 true north detection indicator 12 Information input section 13 Connection cable 15 base 16 Fixed axis 17 instruction drum 18 slit 19,20 index 21 power switch 22 start switch 23 LEDs 24 Buzzer opening 25 connector 26 liquid crystal display (LCD) 27 16 keys 28 switch 29 connector 31 Sun direction detector 32 control display 33 rotation mechanism 34 Microcomputer 35 interface 36 power supply 37 Operation display 38 Microcomputer 39 interface 40 stabilized power supply circuit 41 light receiving element 42 A/D conversion circuit 43 Buzzer 44 drive circuit 45 gear mechanism 46 stepping motor 47 drive circuit 48 SIO 49 batteries 50 stabilized power supply circuit 51 drive circuit 52 scanning circuit 53 SIO
Claims (6)
報を入力する位置情報入力手段と、 前記測定地点との相対位置が既知の物体からの電磁波を
検知して、前記物体の方向を検出する方向検出手段と、 この方向検出手段で検出した前記物体の方向および前記
位置情報入力手段から入力した前記測定地点の位置情報
に基づいて、前記物体の方位を演算する演算手段と、 この演算手段で演算した前記物体の方位に基づいて、予
め決められた方位を指示する指示手段とを有することを
特徴とする方位指示装置。1. Position information input means for inputting position information including the longitude and latitude of a measurement point, and detection of electromagnetic waves from an object whose relative position to the measurement point is known to detect the direction of the object. direction detection means; calculation means for calculating the orientation of the object based on the direction of the object detected by the direction detection means and the position information of the measurement point input from the position information input means; an orientation indicating device for indicating a predetermined orientation based on the calculated orientation of the object.
能な指針と、前記演算手段で演算した前記物体の方位に
基づいて、前記指針を予め決められた方位に回動駆動す
る駆動手段とを有することを特徴とする請求項１記載の
方位指示装置。2. The indicating means comprises a rotatable pointer for indicating a direction, and driving means for rotating the pointer in a predetermined direction based on the orientation of the object calculated by the calculating means. 2. The azimuth indicating device according to claim 1, further comprising:
報を手動入力する情報入力部を有することを特徴とする
請求項１または２記載の方位指示装置。3. The direction indicating device according to claim 1, wherein said input means has an information input section for manually inputting position information of said measurement point.
して測定地点の経度および緯度を自動的に算出する装置
を有することを特徴とする請求項１または２記載の方位
指示装置。4. The direction indicating device according to claim 1, wherein said input means has a device for receiving radio waves from a satellite and automatically calculating the longitude and latitude of the measuring point.
光して、太陽の方向を検出するよう構成したことを特徴
とする請求項１〜４のいずれか記載の方位指示装置。5. The direction indicating device according to any one of claims 1 to 4, wherein said direction detecting means receives light from the sun and detects the direction of the sun.
らの電波を受信して、該静止衛星の方向を検出するよう
構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載
の方位指示装置。6. The azimuth according to any one of claims 1 to 4, wherein said direction detecting means receives radio waves from a predetermined geostationary satellite and detects the direction of said geostationary satellite. indicating device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1999007211U JP3067568U (en) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | direction indicator |
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| JP3067568U true JP3067568U (en) | 2000-04-07 |
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ID=43201091
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7463553B2 (en) | 2020-04-22 | 2024-04-08 | ヨーロピアン・スペース・エージェンシー（イー・エス・エイ） | Electronic watches for space and/or surface exploration |
-
1999
- 1999-09-21 JP JP1999007211U patent/JP3067568U/en not_active Expired - Lifetime
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