JP3467836B2 - 航法装置 - Google Patents
航法装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自機の通過地点の標
高及びレーダ装置においてアンテナビームの照射地点の
標高と、地表の標高をある値で規格化した上記ディジタ
ルマップとの相関処理を行うことにより、高い精度で自
機位置を検出する航法装置に関するものである。
高及びレーダ装置においてアンテナビームの照射地点の
標高と、地表の標高をある値で規格化した上記ディジタ
ルマップとの相関処理を行うことにより、高い精度で自
機位置を検出する航法装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図19は従来の航法装置の構成を示す図
であり、図中1は慣性航法装置、2は運動検出器、3は
制御器、4は表示器、5は機体制御部である。
であり、図中1は慣性航法装置、2は運動検出器、3は
制御器、4は表示器、5は機体制御部である。
【0003】次に動作について説明する。航空機の加速
度から運動を検出する運動検出器2と、その運動から航
空機の自機位置を計算する制御器3からなる慣性航法装
置1で、航空機の自機位置情報を得て、表示器4に表示
する。パイロットはその航法の情報に基づき機体制御部
5より、自機の制御を行う。
度から運動を検出する運動検出器2と、その運動から航
空機の自機位置を計算する制御器3からなる慣性航法装
置1で、航空機の自機位置情報を得て、表示器4に表示
する。パイロットはその航法の情報に基づき機体制御部
5より、自機の制御を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の航法装置はこの
ように構成されており、慣性航法装置1は自機位置を決
定する際、各々三軸方向におよそ1σで2〜3(fee
t/sec)の速度誤差を生じるため、飛行時間に伴い
自機位置の誤差が積み上がる。ここで、慣性航法装置の
三軸方向の速度誤差を各々3(feet/sec)とす
ると、航空機が速度250(kt)で250(NM)飛
行した場合、自機位置の最大誤差は19.1(NM)と
なる。したがって、パイロットはこのような誤差を含ん
だ自機位置を表示器4から得ることにより、機体制御を
行うことになる。したがって、高精度な自機位置の検出
が困難であるという課題があった。
ように構成されており、慣性航法装置1は自機位置を決
定する際、各々三軸方向におよそ1σで2〜3(fee
t/sec)の速度誤差を生じるため、飛行時間に伴い
自機位置の誤差が積み上がる。ここで、慣性航法装置の
三軸方向の速度誤差を各々3(feet/sec)とす
ると、航空機が速度250(kt)で250(NM)飛
行した場合、自機位置の最大誤差は19.1(NM)と
なる。したがって、パイロットはこのような誤差を含ん
だ自機位置を表示器4から得ることにより、機体制御を
行うことになる。したがって、高精度な自機位置の検出
が困難であるという課題があった。
【0005】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、上記慣性航法装置と、電波高度計
を用いて、自機の直下の地面の標高を算出することによ
り高い精度で自機位置を検出できる航法装置を得ること
を目的とする。
めになされたもので、上記慣性航法装置と、電波高度計
を用いて、自機の直下の地面の標高を算出することによ
り高い精度で自機位置を検出できる航法装置を得ること
を目的とする。
【0006】また、この発明は、上記慣性航法装置と、
電波高度計を用いて、自機の通過地点の標高を算出し記
録することにより、さらに、高精度で自機位置を検出で
きる航法装置を得ることを目的とする。
電波高度計を用いて、自機の通過地点の標高を算出し記
録することにより、さらに、高精度で自機位置を検出で
きる航法装置を得ることを目的とする。
【0007】この発明は、上記目的に加えて、自機位置
を表示しパイロットに航法の情報を与えることができる
航法装置を得ることを目的とする。
を表示しパイロットに航法の情報を与えることができる
航法装置を得ることを目的とする。
【0008】また、この発明は、上記目的に加えて、レ
ーダ装置の対地測距AGR(Airto Ground
Ranging)モードで行われるように、前方のあ
る地点と自機との距離および高度差を検出することによ
り高い精度で自機位置を検出できる航法装置を得ること
を目的とする。
ーダ装置の対地測距AGR(Airto Ground
Ranging)モードで行われるように、前方のあ
る地点と自機との距離および高度差を検出することによ
り高い精度で自機位置を検出できる航法装置を得ること
を目的とする。
【0009】この発明は、上記目的に加えて、レーダ装
置の地形回避TA(TerrainAvoidanc
e)モードで行われるように、水平方向に対応した自機
との距離および高度差を検出することにより高い精度で
自機位置を検出できる航法装置を得ることを目的とす
る。
置の地形回避TA(TerrainAvoidanc
e)モードで行われるように、水平方向に対応した自機
との距離および高度差を検出することにより高い精度で
自機位置を検出できる航法装置を得ることを目的とす
る。
【0010】また、この発明では、上記目的に加えて、
レーダ装置の地形追随TF(Terrain Foll
owing)モードで行われるように、垂直方向に対応
した自機との距離および高度差を検出することにより高
精度で自機位置を検出できる航法装置を得ることを目的
とする。
レーダ装置の地形追随TF(Terrain Foll
owing)モードで行われるように、垂直方向に対応
した自機との距離および高度差を検出することにより高
精度で自機位置を検出できる航法装置を得ることを目的
とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる航法装
置は、航空機の自機位置を検出する慣性航法装置を用い
た航法装置において、自機の加速度を検出し、その加速
度から航空機の三軸速度を算出し、自機位置を検出する
慣性航法装置と、自機から直下の地面へ送信波を出力
し、反射波を受信して、その受信波の遅延時間より自機
の対地高度を算出する電波高度計と、上記慣性航法装置
から出力される自機高度及び上記電波高度計から出力さ
れる対地高度から、直下の地面の標高を算出する高度算
出器と、地形を格子状に分割しそれぞれの部分の標高を
ある値で規格化したデータを備えたディジタルマップ
と、前記高度算出器からの自機の直下の地面の標高を、
自機の通過地点の標高として記録するフライトパスレコ
ーダーと、自機の前方にある地点の標高を測定するレー
ダ装置と、前記フライトパスレコーダーに記録されてい
る自機の通過点の標高と、前記レーダ装置により測定さ
れる自機の前方にある地点の標高と、前記ディジタルマ
ップのデータの相関処理を行い、相関の最も大きい場所
を検出するマッチング処理器とを備えたものである。
置は、航空機の自機位置を検出する慣性航法装置を用い
た航法装置において、自機の加速度を検出し、その加速
度から航空機の三軸速度を算出し、自機位置を検出する
慣性航法装置と、自機から直下の地面へ送信波を出力
し、反射波を受信して、その受信波の遅延時間より自機
の対地高度を算出する電波高度計と、上記慣性航法装置
から出力される自機高度及び上記電波高度計から出力さ
れる対地高度から、直下の地面の標高を算出する高度算
出器と、地形を格子状に分割しそれぞれの部分の標高を
ある値で規格化したデータを備えたディジタルマップ
と、前記高度算出器からの自機の直下の地面の標高を、
自機の通過地点の標高として記録するフライトパスレコ
ーダーと、自機の前方にある地点の標高を測定するレー
ダ装置と、前記フライトパスレコーダーに記録されてい
る自機の通過点の標高と、前記レーダ装置により測定さ
れる自機の前方にある地点の標高と、前記ディジタルマ
ップのデータの相関処理を行い、相関の最も大きい場所
を検出するマッチング処理器とを備えたものである。
【0012】
【0013】この発明に係わる航法装置は、上記マッチ
ング処理器から出力される自機位置情報を表示し、パイ
ロットに航法の情報を与える表示器と、これを基にパイ
ロットが機体の制御を行う機体制御部を設けたものであ
る。
ング処理器から出力される自機位置情報を表示し、パイ
ロットに航法の情報を与える表示器と、これを基にパイ
ロットが機体の制御を行う機体制御部を設けたものであ
る。
【0014】また、この発明に係わる航法装置は、上記
マッチング処理器において、上記ディジタルマップとの
相関処理を行う際に、さらに、高い精度で自機位置を検
出するために、上記ウィンドウの作成として、上記フラ
イトパスレコーダーに加えて、レーダ装置の対地測距A
GRモードで行われるように、モノパルスアンテナを用
い、前方のある地点と自機との間の斜距離を算出し、ア
ンテナビームの方位角を用いて、自機との高度差を算出
することによりその地点の標高を検出するレーダ部を設
けたものである。
マッチング処理器において、上記ディジタルマップとの
相関処理を行う際に、さらに、高い精度で自機位置を検
出するために、上記ウィンドウの作成として、上記フラ
イトパスレコーダーに加えて、レーダ装置の対地測距A
GRモードで行われるように、モノパルスアンテナを用
い、前方のある地点と自機との間の斜距離を算出し、ア
ンテナビームの方位角を用いて、自機との高度差を算出
することによりその地点の標高を検出するレーダ部を設
けたものである。
【0015】この発明に係わる航法装置は、上記マッチ
ング処理器において、上記ディジタルマップとの相関処
理を行う際に、さらに、高い精度の自機位置を検出する
ために、上記ウィンドウの作成として、上記フライトパ
スレコーダーに加えて、レーダ装置の地形回避TAモー
ドで行われるように、モノパルスアンテナを水平方向に
駆動させて、自機と水平方向に対応した地点との距離
と、水平方向の測角誤差を算出し、自機と水平方向に対
応した地点との高度差を算出することにより、それらの
地点の標高を検出するレーダ部を設けたものである。
ング処理器において、上記ディジタルマップとの相関処
理を行う際に、さらに、高い精度の自機位置を検出する
ために、上記ウィンドウの作成として、上記フライトパ
スレコーダーに加えて、レーダ装置の地形回避TAモー
ドで行われるように、モノパルスアンテナを水平方向に
駆動させて、自機と水平方向に対応した地点との距離
と、水平方向の測角誤差を算出し、自機と水平方向に対
応した地点との高度差を算出することにより、それらの
地点の標高を検出するレーダ部を設けたものである。
【0016】また、この発明に係わる航法装置は、上記
マッチング処理器において、上記ディジタルマップとの
相関処理を行う際に、さらに、高い精度の自機位置を検
出するために、上記ウィンドウの作成として、上記フラ
イトパスレコーダーに加えて、レーダ装置の地形回避T
Aモードで行われるように、モノパルスアンテナを垂直
方向に駆動させて、自機と垂直方向に対応した地点との
距離と、垂直方向の測角誤差を算出し、自機と垂直方向
に対応した地点との高度差を算出することにより、それ
らの地点の標高を検出するレーダ部を設けたものであ
る。
マッチング処理器において、上記ディジタルマップとの
相関処理を行う際に、さらに、高い精度の自機位置を検
出するために、上記ウィンドウの作成として、上記フラ
イトパスレコーダーに加えて、レーダ装置の地形回避T
Aモードで行われるように、モノパルスアンテナを垂直
方向に駆動させて、自機と垂直方向に対応した地点との
距離と、垂直方向の測角誤差を算出し、自機と垂直方向
に対応した地点との高度差を算出することにより、それ
らの地点の標高を検出するレーダ部を設けたものであ
る。
【0017】
【作用】この発明においては、自機の直下の地点の標高
を算出し、自機の通過地点の標高を記録して、さらにレ
ーダ装置により自機の前方の標高を算出し、これら算出
/記憶さられた標高と、地形の標高をある値で規格化し
たディジタルマップとの相関処理を行うことにより、高
い精度で自機位置を検出する。
を算出し、自機の通過地点の標高を記録して、さらにレ
ーダ装置により自機の前方の標高を算出し、これら算出
/記憶さられた標高と、地形の標高をある値で規格化し
たディジタルマップとの相関処理を行うことにより、高
い精度で自機位置を検出する。
【0018】
【0019】この発明においては、上記マッチング処理
器から出力される自機位置情報を表示器により表示し、
パイロットに機体制御を行うための航法の情報を与え
る。
器から出力される自機位置情報を表示器により表示し、
パイロットに機体制御を行うための航法の情報を与え
る。
【0020】また、この発明においては、上記作用に加
え、レーダ装置の対地測距AGRモードで行われるよう
に、自機と前方のある地点の高度差からその地点の標高
を算出し、ウィンドウを作成することにより、さらに、
高い精度で自機位置を検出する。
え、レーダ装置の対地測距AGRモードで行われるよう
に、自機と前方のある地点の高度差からその地点の標高
を算出し、ウィンドウを作成することにより、さらに、
高い精度で自機位置を検出する。
【0021】この発明においては、上記作用に加え、レ
ーダ装置の地形回避TAモードで行われるように、自機
と水平方向に対応した地点との高度差からそれらの地点
の標高を算出し、ウィンドウを作成することにより、さ
らに、高い精度で自機位置を検出する。
ーダ装置の地形回避TAモードで行われるように、自機
と水平方向に対応した地点との高度差からそれらの地点
の標高を算出し、ウィンドウを作成することにより、さ
らに、高い精度で自機位置を検出する。
【0022】また、この発明においては、上記作用に加
え、レーダ装置の地形追随TFモードで行われるよう
に、自機と垂直方向に対応した地点との高度差からそれ
らの地点の標高を算出し、ウィンドウを作成することに
より、さらに、高い精度で自機位置を検出する。
え、レーダ装置の地形追随TFモードで行われるよう
に、自機と垂直方向に対応した地点との高度差からそれ
らの地点の標高を算出し、ウィンドウを作成することに
より、さらに、高い精度で自機位置を検出する。
【0023】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。尚、従来技術と同一の構成要素については、同一
番号を付して、その説明を省略する。
する。尚、従来技術と同一の構成要素については、同一
番号を付して、その説明を省略する。
【0024】図1はこの発明の実施例1の構成を示す図
で、図中6は電波高度計、7は高度算出器、8はディジ
タルマップ、9はマッチング処理器である。
で、図中6は電波高度計、7は高度算出器、8はディジ
タルマップ、9はマッチング処理器である。
【0025】次に動作を図1、図2及び図3を用いて説
明する。図1において、慣性航法装置1は従来の航法装
置の構成と全く同一であり、同じ動作を行う。電波高度
計6では、機体の前胴体下面に取付けられたアンテナよ
りパルス状の電波を機体直下の地面に送信し、受信した
反射信号の遅延時間より対地高度の算出を行う。高度算
出器7では、図2に示すように慣性航法装置1を用いて
算出した自機高度Ha0と、上記電波高度計6を用いて算
出した対地高度Hb0より、自機の直下の地面の標高Hc0
の算出を行う。ディジタルマップ8では、図3に示すよ
うに地形をレンジ方向とAZ方向に格子状に分割し、そ
れぞれの部分の標高を、海抜を0(m)として、例えば
100(m)単位で整数値に規格化したディジタル等高
線のデータを備えており、マッチング処理器9では、上
記高度算出器7で算出した機体の直下の標高を上記ディ
ジタルマップ8と同様の方法で規格化したウィンドウを
作成し、上記ディジタルマップ8とレンジ方向及びAZ
方向に相関処理を行う。
明する。図1において、慣性航法装置1は従来の航法装
置の構成と全く同一であり、同じ動作を行う。電波高度
計6では、機体の前胴体下面に取付けられたアンテナよ
りパルス状の電波を機体直下の地面に送信し、受信した
反射信号の遅延時間より対地高度の算出を行う。高度算
出器7では、図2に示すように慣性航法装置1を用いて
算出した自機高度Ha0と、上記電波高度計6を用いて算
出した対地高度Hb0より、自機の直下の地面の標高Hc0
の算出を行う。ディジタルマップ8では、図3に示すよ
うに地形をレンジ方向とAZ方向に格子状に分割し、そ
れぞれの部分の標高を、海抜を0(m)として、例えば
100(m)単位で整数値に規格化したディジタル等高
線のデータを備えており、マッチング処理器9では、上
記高度算出器7で算出した機体の直下の標高を上記ディ
ジタルマップ8と同様の方法で規格化したウィンドウを
作成し、上記ディジタルマップ8とレンジ方向及びAZ
方向に相関処理を行う。
【0026】ここで、従来の慣性航法装置による自機位
置の検出精度を、図3に示すディジタルマップの領域全
体とし、また、自機の直下の地面の標高Hc0を表わす上
記ウィンドウの値を3とし、上記ディジタルマップのデ
ィジタル等高線の値を1〜7を用いて表わした場合、図
3におけるディジタルマップの斜線で示した部分の相関
が最も大きく、この相関処理の結果、この発明の航法装
置による自機位置の検出精度は、図3における太線で囲
んだ部分となる。従って、上記従来の航法装置よりも高
精度で自機位置を検出することができる。
置の検出精度を、図3に示すディジタルマップの領域全
体とし、また、自機の直下の地面の標高Hc0を表わす上
記ウィンドウの値を3とし、上記ディジタルマップのデ
ィジタル等高線の値を1〜7を用いて表わした場合、図
3におけるディジタルマップの斜線で示した部分の相関
が最も大きく、この相関処理の結果、この発明の航法装
置による自機位置の検出精度は、図3における太線で囲
んだ部分となる。従って、上記従来の航法装置よりも高
精度で自機位置を検出することができる。
【0027】実施例2.次に、この発明の実施例2を図
について説明する。図4はこの発明の実施例2の構成を
示す図で、図中、10はフライトパスレコーダーであ
る。
について説明する。図4はこの発明の実施例2の構成を
示す図で、図中、10はフライトパスレコーダーであ
る。
【0028】次に動作を図4、図5及び図6を用いて説
明する。図4において1及び6〜9は上記実施例1の航
法装置と全く同一であり同じ動作を行う。上記高度算出
器7からの出力をフライトパスレコーダー10に入力
し、図5に示すように上記実施例1の航法装置と同一の
方法で算出した自機の直下の地面の標高Hc0と自機の通
過地点の標高Hc1〜Hc5を上記ディジタルマップで地形
を格子状に分割した間隔で記録する。さらに、図6に示
すように上記マッチング処理器9では、上記フライトパ
スレコーダー10により記録された標高を上記ディジタ
ルマップ8と同様の方法で規格化したウィンドウを作成
し、上記ディジタルマップ8とレンジ方向及びAZ方向
に相関処理を行う。ここで、図6に示すように、上記ウ
ィンドウにおいて自機の直下の地面の標高Hc0を3と
し、自機の通過地面の標高Hc1〜Hc5を各々、2,2,
1,1,1とし、また上記ディジタルマップのディジタ
ル等高線の値を1〜7を用いて表わした場合、図6にお
けるディジタルマップの斜線で示した部分の相関が最も
大きく、この相関処理の結果、この発明の航法装置によ
る自機位置の検出精度は、上記ウィンドウにおいて自機
の直下の地面の標高Hc0を表わす太線で囲んだ部分とな
る。従って、上記航法装置よりもさらに、高精度で自機
位置を検出することができる。
明する。図4において1及び6〜9は上記実施例1の航
法装置と全く同一であり同じ動作を行う。上記高度算出
器7からの出力をフライトパスレコーダー10に入力
し、図5に示すように上記実施例1の航法装置と同一の
方法で算出した自機の直下の地面の標高Hc0と自機の通
過地点の標高Hc1〜Hc5を上記ディジタルマップで地形
を格子状に分割した間隔で記録する。さらに、図6に示
すように上記マッチング処理器9では、上記フライトパ
スレコーダー10により記録された標高を上記ディジタ
ルマップ8と同様の方法で規格化したウィンドウを作成
し、上記ディジタルマップ8とレンジ方向及びAZ方向
に相関処理を行う。ここで、図6に示すように、上記ウ
ィンドウにおいて自機の直下の地面の標高Hc0を3と
し、自機の通過地面の標高Hc1〜Hc5を各々、2,2,
1,1,1とし、また上記ディジタルマップのディジタ
ル等高線の値を1〜7を用いて表わした場合、図6にお
けるディジタルマップの斜線で示した部分の相関が最も
大きく、この相関処理の結果、この発明の航法装置によ
る自機位置の検出精度は、上記ウィンドウにおいて自機
の直下の地面の標高Hc0を表わす太線で囲んだ部分とな
る。従って、上記航法装置よりもさらに、高精度で自機
位置を検出することができる。
【0029】実施例3.次に、この発明の実施例3を図
について説明する。図7はこの発明の実施例3の構成を
示す図である。
について説明する。図7はこの発明の実施例3の構成を
示す図である。
【0030】次に動作を図7を用いて説明する。図7に
おいて1及び6〜10は上記実施例2の航法装置と全く
同一であり同じ動作を行う。また、表示器4及び機体制
御部5は上記従来の航法装置と全く同一であり、同じ動
作を行う。つまり、マッチング処理器9から出力される
自機位置情報を表示器4に表示し、パイロットに高精度
な航法の情報を与える。これにより、機体制御部5では
パイロットの判断に基づき自機の制御を行うことができ
る。
おいて1及び6〜10は上記実施例2の航法装置と全く
同一であり同じ動作を行う。また、表示器4及び機体制
御部5は上記従来の航法装置と全く同一であり、同じ動
作を行う。つまり、マッチング処理器9から出力される
自機位置情報を表示器4に表示し、パイロットに高精度
な航法の情報を与える。これにより、機体制御部5では
パイロットの判断に基づき自機の制御を行うことができ
る。
【0031】実施例4.次に、この発明の実施例4を図
について説明する。図8はこの発明の実施例4の構成を
示す図で、図中11はレーダ部である。また、図9はレ
ーダ部11の構成を示す図で、図中12は送信機、13
はモノパルスアンテナ、14は送受切換器、15は励振
受信機、16は位相検波器、17は振幅検波器、18は
地形情報検出器である。
について説明する。図8はこの発明の実施例4の構成を
示す図で、図中11はレーダ部である。また、図9はレ
ーダ部11の構成を示す図で、図中12は送信機、13
はモノパルスアンテナ、14は送受切換器、15は励振
受信機、16は位相検波器、17は振幅検波器、18は
地形情報検出器である。
【0032】次に動作を図8、及び図11について説明
する。図8において、1及び4〜10は上記実施例3の
航法装置と全く同一であり、同じ動作を行う。レーダ部
11では、レーダ装置の対地測距AGRモードで行われ
るように、自機と前方のある地点との高度差を測定する
ことにより、その地点の標高Hc を測定する。図11に
示すように上記マッチング処理器9では、上記フライト
パスレコーダー10により記録された標高と前方のある
地点の標高を上記ディジタルマップ8と同様の方法で規
格化したウィンドウを作成し、上記ディジタルマップ8
とレンジ方向及びAZ方向に相関処理を行う。
する。図8において、1及び4〜10は上記実施例3の
航法装置と全く同一であり、同じ動作を行う。レーダ部
11では、レーダ装置の対地測距AGRモードで行われ
るように、自機と前方のある地点との高度差を測定する
ことにより、その地点の標高Hc を測定する。図11に
示すように上記マッチング処理器9では、上記フライト
パスレコーダー10により記録された標高と前方のある
地点の標高を上記ディジタルマップ8と同様の方法で規
格化したウィンドウを作成し、上記ディジタルマップ8
とレンジ方向及びAZ方向に相関処理を行う。
【0033】ここで、図11に示すように、上記ウィン
ドウにおいて自機の直下の地面の標高Hc0を3、自機の
通過地点の標高Hc1〜Hc5を各々、2,2,1,1,1
前方のある地点の標高Hc を2とし、また上記ディジタ
ルマップのディジタル等高線の値を1〜7を用いて表わ
した場合、図11におけるディジタルマップの斜線で示
した部分の相関が最も大きく、この相関処理の結果、こ
の発明の航法装置による自機位置の検出精度は、上記ウ
ィンドウにおいて自機の直下の地面の標高Hc0を表わす
太線で囲んだ部分となる。従って、上記航法装置よりも
さらに、高精度で自機位置を検出することができる。
ドウにおいて自機の直下の地面の標高Hc0を3、自機の
通過地点の標高Hc1〜Hc5を各々、2,2,1,1,1
前方のある地点の標高Hc を2とし、また上記ディジタ
ルマップのディジタル等高線の値を1〜7を用いて表わ
した場合、図11におけるディジタルマップの斜線で示
した部分の相関が最も大きく、この相関処理の結果、こ
の発明の航法装置による自機位置の検出精度は、上記ウ
ィンドウにおいて自機の直下の地面の標高Hc0を表わす
太線で囲んだ部分となる。従って、上記航法装置よりも
さらに、高精度で自機位置を検出することができる。
【0034】次に、レーダ部11について図9、及び図
10を用いて説明する。送信機12では一定の繰返し周
期で送信パルスを発生し、送受切換器14を介して、モ
ノパルスアンテナ13を用い送信パルス信号を前方のあ
る地点に向けて放射するとともに、反射波を受信して、
垂直方向の和信号Σ及び差信号Δを励振受信機15に入
力する。励振受信機15では、送信種信号を発生すると
ともに、上記和信号Σ及び差信号Δを増幅し、ビデオ信
号に変換し、位相検波器16に入力する。位相検波器1
6では、ビデオ信号に変換された和信号Σ及び差信号Δ
の位相を検波し、それぞれの位相を比較し差信号Δの極
性を検出し、振幅検波器17では、上記ビデオ信号に変
換された和信号Σの振幅を検波し、距離を算出する。
10を用いて説明する。送信機12では一定の繰返し周
期で送信パルスを発生し、送受切換器14を介して、モ
ノパルスアンテナ13を用い送信パルス信号を前方のあ
る地点に向けて放射するとともに、反射波を受信して、
垂直方向の和信号Σ及び差信号Δを励振受信機15に入
力する。励振受信機15では、送信種信号を発生すると
ともに、上記和信号Σ及び差信号Δを増幅し、ビデオ信
号に変換し、位相検波器16に入力する。位相検波器1
6では、ビデオ信号に変換された和信号Σ及び差信号Δ
の位相を検波し、それぞれの位相を比較し差信号Δの極
性を検出し、振幅検波器17では、上記ビデオ信号に変
換された和信号Σの振幅を検波し、距離を算出する。
【0035】地形情報検出器18において、上記位相検
波器から出力される和信号Σ及び差信号Δの比(Δ/
Σ)を算出することにより、その比が0に最も近くなる
時刻に対応した距離、すなわち自機との斜距離Rを算出
する。ここで、アンテナビームの方位角をθとすると、
自機とアンテナビームを照射したある地点との高度差は
R・SINθとなり、ある地点の標高Hc はHa0−R・
SINθとして検出することができる。
波器から出力される和信号Σ及び差信号Δの比(Δ/
Σ)を算出することにより、その比が0に最も近くなる
時刻に対応した距離、すなわち自機との斜距離Rを算出
する。ここで、アンテナビームの方位角をθとすると、
自機とアンテナビームを照射したある地点との高度差は
R・SINθとなり、ある地点の標高Hc はHa0−R・
SINθとして検出することができる。
【0036】実施例5.次にこの発明の実施例5を図に
ついて説明する。この発明の実施例5の構成を示す図
は、この発明の上記実施例4の航法装置の構成を示す図
8と全く同一の構成であり、同じ動作を行う。また、図
12は、この発明の実施例5の航法装置の上記レーダ部
11の構成を示す図で、図中19はアンテナ駆動器、2
0は地形情報検出器である。
ついて説明する。この発明の実施例5の構成を示す図
は、この発明の上記実施例4の航法装置の構成を示す図
8と全く同一の構成であり、同じ動作を行う。また、図
12は、この発明の実施例5の航法装置の上記レーダ部
11の構成を示す図で、図中19はアンテナ駆動器、2
0は地形情報検出器である。
【0037】次に動作を図12、図13及び図14を用
いて説明する。図12において12〜17は上記実施例
4の航法装置の構成と全く同一であり、同じ動作を行
う。但し、図13に示すようにレーダ装置の地形回避T
Aモードで行われるように、自機と水平方向に対応する
地点の標高を算出する。アンテナ駆動器19を用いて、
アンテナビームを水平方向に駆動させ、地形情報検出器
20では、上記実施例4の地形情報検出器18と同一の
方法で、上記位相検波器16から出力されたそれぞれ水
平方向に対応した和信号Σ及び差信号Δが入力される。
この和信号Σ及び差信号Δの比(Δ/Σ)と、図15の
(a),(b)のモノパルスアンテナの原理を示す概念
図に示すように、アンテナビームのアンテナボアサイト
からの測角誤差から、それぞれ水平方向に対応した距離
が求められる。
いて説明する。図12において12〜17は上記実施例
4の航法装置の構成と全く同一であり、同じ動作を行
う。但し、図13に示すようにレーダ装置の地形回避T
Aモードで行われるように、自機と水平方向に対応する
地点の標高を算出する。アンテナ駆動器19を用いて、
アンテナビームを水平方向に駆動させ、地形情報検出器
20では、上記実施例4の地形情報検出器18と同一の
方法で、上記位相検波器16から出力されたそれぞれ水
平方向に対応した和信号Σ及び差信号Δが入力される。
この和信号Σ及び差信号Δの比(Δ/Σ)と、図15の
(a),(b)のモノパルスアンテナの原理を示す概念
図に示すように、アンテナビームのアンテナボアサイト
からの測角誤差から、それぞれ水平方向に対応した距離
が求められる。
【0038】これより、自機と水平方向に対応する地点
の高度差が求められ、自機と水平方向に対応する地点の
標高を算出することができる。図14に示すように上記
マッチング処理器9では、上記フライトパスレコーダー
10により記録された標高と、自機と水平方向に対応す
る地点の標高を上記ディジタルマップ8と同様の方法で
規格化したウィンドウを作成し、上記ディジタルマップ
8とレンジ方向及びAZ方向に相関処理を行う。ここ
で、図14に示すように、上記ウィンドウにおいて自機
の直下の地面の標高Hc0を3、自機の通過地点の標高H
c1〜Hc5を各々、2,2,1,1,1、水平方向に対応
する地点の標高を、図14で示すとおりとし、また上記
ディジタルマップのディジタル等高線の値を1〜7を用
いて表わした場合、図14におけるディジタルマップの
斜線で示した部分の相関が最も大きく、この相関処理の
結果、この発明の航法装置による自機位置の検出精度
は、上記ウィンドウにおいて自機の直下の地面の標高H
c0を表わす太線で囲んだ部分となる。従って、上記航法
装置よりもさらに、高精度で自機位置を検出することが
できる。
の高度差が求められ、自機と水平方向に対応する地点の
標高を算出することができる。図14に示すように上記
マッチング処理器9では、上記フライトパスレコーダー
10により記録された標高と、自機と水平方向に対応す
る地点の標高を上記ディジタルマップ8と同様の方法で
規格化したウィンドウを作成し、上記ディジタルマップ
8とレンジ方向及びAZ方向に相関処理を行う。ここ
で、図14に示すように、上記ウィンドウにおいて自機
の直下の地面の標高Hc0を3、自機の通過地点の標高H
c1〜Hc5を各々、2,2,1,1,1、水平方向に対応
する地点の標高を、図14で示すとおりとし、また上記
ディジタルマップのディジタル等高線の値を1〜7を用
いて表わした場合、図14におけるディジタルマップの
斜線で示した部分の相関が最も大きく、この相関処理の
結果、この発明の航法装置による自機位置の検出精度
は、上記ウィンドウにおいて自機の直下の地面の標高H
c0を表わす太線で囲んだ部分となる。従って、上記航法
装置よりもさらに、高精度で自機位置を検出することが
できる。
【0039】実施例6.次にこの発明の実施例6を図に
ついて説明する。この発明の実施例6の構成を示す図
は、この発明の上記実施例4の航法装置の構成を示す図
8と全く同一の構成であり、同じ動作を行う。また、図
16は、この発明の実施例6の航法装置の上記レーダ部
11の構成を示す図で、図中21はアンテナ駆動器、2
2は地形情報検出器である。
ついて説明する。この発明の実施例6の構成を示す図
は、この発明の上記実施例4の航法装置の構成を示す図
8と全く同一の構成であり、同じ動作を行う。また、図
16は、この発明の実施例6の航法装置の上記レーダ部
11の構成を示す図で、図中21はアンテナ駆動器、2
2は地形情報検出器である。
【0040】次に動作を図16、図17及び図18を用
いて説明する。図16において12〜17は上記実施例
4の航法装置の構成と全く同一であり、同じ動作を行
う。但し、図17に示すようにレーダ装置の地形追随T
Fモードで行われるように、自機と垂直方向に対応する
地点の標高を算出する。アンテナ駆動器21を用いて、
アンテナビームを垂直方向に駆動させ、地形情報検出器
22では、上記位相検波器16から出力されたそれぞれ
垂直方向に対応した和信号Σ及び差信号Δが入力され
る。この和信号Σ及び差信号Δの比(Δ/Σ)と、アン
テナビームのアンテナボアサイトからの測角誤差から、
それぞれ垂直方向に対応した距離が求められる。これよ
り、自機と垂直方向に対応する地点の高度差が求めら
れ、自機と垂直方向に対応する地点の標高を算出するこ
とができる。図18に示すように上記マッチング処理器
9では、上記フライトパスレコーダー10により記録さ
れた標高と、自機と垂直方向に対応する地点の標高を上
記ディジタルマップ8と同様の方法で規格化したウィン
ドウを作成し、上記ディジタルマップ8とレンジ方向及
びAZ方向に相関処理を行う。
いて説明する。図16において12〜17は上記実施例
4の航法装置の構成と全く同一であり、同じ動作を行
う。但し、図17に示すようにレーダ装置の地形追随T
Fモードで行われるように、自機と垂直方向に対応する
地点の標高を算出する。アンテナ駆動器21を用いて、
アンテナビームを垂直方向に駆動させ、地形情報検出器
22では、上記位相検波器16から出力されたそれぞれ
垂直方向に対応した和信号Σ及び差信号Δが入力され
る。この和信号Σ及び差信号Δの比(Δ/Σ)と、アン
テナビームのアンテナボアサイトからの測角誤差から、
それぞれ垂直方向に対応した距離が求められる。これよ
り、自機と垂直方向に対応する地点の高度差が求めら
れ、自機と垂直方向に対応する地点の標高を算出するこ
とができる。図18に示すように上記マッチング処理器
9では、上記フライトパスレコーダー10により記録さ
れた標高と、自機と垂直方向に対応する地点の標高を上
記ディジタルマップ8と同様の方法で規格化したウィン
ドウを作成し、上記ディジタルマップ8とレンジ方向及
びAZ方向に相関処理を行う。
【0041】ここで、図18に示すように、上記ウィン
ドウにおいて自機の直下の地面の標高Hc0を3、自機の
通過地点の標高Hc1〜Hc5を各々、2,2,1,1,
1、垂直方向に対応する地点の標高を、図18で示すと
おりとし、また上記ディジタルマップのディジタル等高
線の値を1〜7を用いて表わした場合、図18における
ディジタルマップの斜線で示した部分と相関があり、こ
の相関処理の結果、この発明の航法装置による自機位置
の検出精度は、上記ウィンドウにおいて自機の直下の地
面の標高Hc0を表わす太線で囲んだ部分となる。従っ
て、上記実施例4の航法装置よりもさらに、高精度で自
機位置を検出することができる。
ドウにおいて自機の直下の地面の標高Hc0を3、自機の
通過地点の標高Hc1〜Hc5を各々、2,2,1,1,
1、垂直方向に対応する地点の標高を、図18で示すと
おりとし、また上記ディジタルマップのディジタル等高
線の値を1〜7を用いて表わした場合、図18における
ディジタルマップの斜線で示した部分と相関があり、こ
の相関処理の結果、この発明の航法装置による自機位置
の検出精度は、上記ウィンドウにおいて自機の直下の地
面の標高Hc0を表わす太線で囲んだ部分となる。従っ
て、上記実施例4の航法装置よりもさらに、高精度で自
機位置を検出することができる。
【0042】なお、上記実施例1では表示器4を具備し
ていないが、実施例3,4と同様に表示器4を設けても
良い。
ていないが、実施例3,4と同様に表示器4を設けても
良い。
【0043】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、上記慣
性航法装置と上記電波高度計より、自機の直下の地面の
標高を算出し、また自機の通過地点の標高を記録し、さ
らにレーダ装置により自機の前方の標高を算出し、これ
ら算出/記憶された標高と地形の標高をある値で規格化
した上記ディジタルマップと相関処理を行うことによ
り、高い精度で自機位置を検出することができる。
性航法装置と上記電波高度計より、自機の直下の地面の
標高を算出し、また自機の通過地点の標高を記録し、さ
らにレーダ装置により自機の前方の標高を算出し、これ
ら算出/記憶された標高と地形の標高をある値で規格化
した上記ディジタルマップと相関処理を行うことによ
り、高い精度で自機位置を検出することができる。
【0044】
【0045】また、この発明によれば、上記発明効果で
ある高精度で自機位置を検出することに加え、自機位置
情報を表示し、パイロットに航法の情報を与えることに
より、機体の制御を行うことができる。
ある高精度で自機位置を検出することに加え、自機位置
情報を表示し、パイロットに航法の情報を与えることに
より、機体の制御を行うことができる。
【0046】この発明によれば、上記発明効果に加え、
ウィンドウの作成において、レーダ装置の対地測距AG
Rモードで行われるように、自機の前方のある地点にビ
ームを照射し、その地点の標高を算出することにより、
さらに、高い精度で自機位置を検出することができる。
ウィンドウの作成において、レーダ装置の対地測距AG
Rモードで行われるように、自機の前方のある地点にビ
ームを照射し、その地点の標高を算出することにより、
さらに、高い精度で自機位置を検出することができる。
【0047】また、この発明によれば、さらに、ウィン
ドウの作成において、レーダ装置の地形回避TAモード
で行われるように、水平方向にビームを駆動させ、水平
方向に対応した地点の標高を算出することにより、さら
に、高い精度で自機位置を検出することができる。
ドウの作成において、レーダ装置の地形回避TAモード
で行われるように、水平方向にビームを駆動させ、水平
方向に対応した地点の標高を算出することにより、さら
に、高い精度で自機位置を検出することができる。
【0048】この発明によれば、さらに、ウィンドウの
作成において、レーダ装置の地形追随AFモードで行わ
れるように、垂直方向にビームを駆動させ、垂直方向に
対応した地点の標高を算出することにより、さらに、高
い精度で自機位置を検出することができる。
作成において、レーダ装置の地形追随AFモードで行わ
れるように、垂直方向にビームを駆動させ、垂直方向に
対応した地点の標高を算出することにより、さらに、高
い精度で自機位置を検出することができる。
【図1】この発明の実施例1を示す構成図である。
【図2】この発明の実施例1の運用構想を示す図であ
る。
る。
【図3】この発明の実施例1のディジタルマップとウィ
ンドウを示す図である。
ンドウを示す図である。
【図4】この発明の実施例2を示す構成図である。
【図5】この発明の実施例2の運用構想を示す図であ
る。
る。
【図6】この発明の実施例2のディジタルマップとウィ
ンドウを示す図である。
ンドウを示す図である。
【図7】この発明の実施例3を示す構成図である。
【図8】この発明の実施例4を示す構成図である。
【図9】この発明の実施例4のレーダ部を示す構成図で
ある。
ある。
【図10】この発明の実施例4の運用構想を示す図であ
る。
る。
【図11】この発明の実施例4のディジタルマップとウ
ィンドウを示す図である。
ィンドウを示す図である。
【図12】この発明の実施例5のレーダ部を示す構成図
である。
である。
【図13】この発明の実施例5の運用構想を示す図であ
る。
る。
【図14】この発明の実施例5のディジタルマップとウ
ィンドウを示す図である。
ィンドウを示す図である。
【図15】モノパルス・アンテナの原理を示す概念図で
ある。
ある。
【図16】この発明の実施例6のレーダ部を示す構成図
である。
である。
【図17】この発明の実施例6の運用構想を示す図であ
る。
る。
【図18】この発明の実施例6のディジタルマップとウ
ィンドウを示す図である。
ィンドウを示す図である。
【図19】従来の航法装置を示す構成図である。
1 慣性航法装置
2 運動検出器
3 制御器
4 表示器
5 機体制御部
6 電波高度計
7 高度算出器
8 ディジタルマップ
9 マッチング処理器
10 フライトパスレコーダー
11 レーダ部
12 送信機
13 モノパルスアンテナ
14 送受切換器
15 励振受信機
16 位相検波器
17 振幅検波器
18 地形情報検出器
19 アンテナ駆動器
20 地形情報検出器
21 アンテナ駆動器
22 地形情報検出器
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI
G08G 5/00 G08G 5/00 A
(56)参考文献 特開 平3−9211(JP,A)
特開 平4−27818(JP,A)
特開 平6−149377(JP,A)
特表 平1−503170(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
G01C 21/16
B64D 43/00
G01C 21/20
G01S 7/22
G01S 13/44
G08G 5/00
Claims (5)
- 【請求項1】 航空機の自機位置を検出する慣性航法装
置を用いた航法装置において、 自機の加速度を検出し、その加速度から航空機の三軸速
度を算出し、自機位置を検出する慣性航法装置と、 自機から直下の地面へ送信波を出力し、反射波を受信し
て、その受信波の遅延時間より自機の対地高度を算出す
る電波高度計と、 上記慣性航法装置から出力される自機高度及び上記電波
高度計から出力される対地高度から、直下の地面の標高
を算出する高度算出器と、 地形を格子状に分割しそれぞれの部分の標高をある値で
規格化したデータを備えたディジタルマップと、前記高度算出器からの自機の直下の地面の標高を、自機
の通過地点の標高として記録するフライトパスレコーダ
ーと、 自機の前方にある地点の標高を測定するレーダ装置と、 前記フライトパスレコーダーに記録されている自機の通
過点の標高と、前記レーダ装置により測定される自機の
前方にある地点の標高と、前記 ディジタルマップのデー
タの相関処理を行い、相関の最も大きい場所を検出する
マッチング処理器とを備えたことを特徴とする航法装
置。 - 【請求項2】 前記レーダ装置は、一定の繰返し周期で
送信パルスを発生する送信機と、送受信回路を切り換え
る送受切換器と、上記送信パルス信号を前方のある地点
に向けて放射すると共に反射波を受信して、垂直方向の
和信号及び差信号を出力するモノパルスアンテナと、送
信種信号を発生すると共に、上記和信号及び差信号を増
幅し、ビデオ信号に変換する励振受信機と、上記ビデオ
信号に変換された和信号及び差信号の位相を検波して、
それぞれの位相を比較し、差信号の極性を検出する位相
検波器と、上記ビデオ信号に変換された和信号に振幅検
波して、距離を算出する振幅検波器と、上記位相検波器
から出力される和信号及び差信号を入力して、和信号と
差信号の比を算出し、その比が0に最も近くなる時刻に
対応した距離を算出する地形情報検出器とを設けたこと
を特徴とする請求項1記載の航法装置。 - 【請求項3】 前記レーダ装置は、前方のある地点と自
機との間の距離と高度差を測定するレーダ装置におい
て、一定の繰返し周期で送信パルスを発生する送信機
と、送受信回路を切り換える送受切換器と、上記送信パ
ルス信号を前方のある地点に向けて放射すると共に反射
波を受信して、垂直方向の和信号及び差信号を出力する
モノパルスアンテナと、送信種信号を発生すると共に、
上記和信号及び差信号を増幅し、ビデオ信号に変換する
励振受信機と、上記ビデオ信号に変換された和信号及び
差信号の位相を検波して、それぞれの位相を比較し、差
信号の極性を検出する位相検波器と、上記ビデオ信号に
変換された和信号を振幅検波して、距離を算出する振幅
検波器と、上記モノパルスアンテナを水平方向に駆動さ
せるアンテナ駆動器と、上記位相検波器から出力される
それぞれの水平方向に対応した和信号及び差信号を入力
して、和信号と差信号の比を算出し、垂直方向の測角誤
差を算出すると共にそれぞれの垂直方向に対応した距離
を算出する地形情報検出器とを設けたことを特徴とする
請求項1記載の航法装置。 - 【請求項4】 前記レーダ装置は、一定の繰返し周期で
送信パルスを発生する送信機と、送受信回路を切り換え
る送受切換器と、上記送信パルス信号を前方のある地点
に向けて放射すると共に反射波を受信して、垂直方向の
和信号及び差信号を出力するモノパルスアンテナと、送
信種信号を発生すると共に、上記和信号及び差信号を増
幅し、ビデオ信号に変換する励振受信機と、上記ビデオ
信号に変換された和信号及び差信号の位相を検波して、
それぞれの位相を比較し、差信号の極性を検出する位相
検波器と、上記ビデオ信号に変換された和信号に振幅検
波して、距離を算出する振幅検波器と、上記モノパルス
アンテナを垂直方向に駆動させるアンテナ駆動器と、上
記位相検波器から出力されるそれぞれの垂直方向に対応
した和信号及び差信号を入力して、和信号と差信号の比
を算出し、その垂直方向の測角誤差を算出すると共にそ
れぞれの垂直方向に対応した距離を算出する地形情報検
出器とを設けたことを特徴とする請求項1記載の航法装
置。 - 【請求項5】 前記マッチング処理器から出力される自
機位置情報を表示し、パイロットに航法の情報を与える
表示器を設けたことを特徴とする請求項1〜4いずれか
記載の航法装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13456694A JP3467836B2 (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 航法装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13456694A JP3467836B2 (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 航法装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH085395A JPH085395A (ja) | 1996-01-12 |
JP3467836B2 true JP3467836B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=15131338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13456694A Expired - Fee Related JP3467836B2 (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 航法装置 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3467836B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101296190B1 (ko) * | 2011-10-24 | 2013-08-13 | 한국항공우주산업 주식회사 | 지형 정보 활용 항법 및 그 구동 방법 |
Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
CN105698823A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-06-22 | 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 | 一种便携式微波延迟线切换装置 |
CN109000656B (zh) * | 2018-06-15 | 2020-08-04 | 淮海工学院 | 基于空间聚类的水下地形匹配导航适配区选择方法 |
JP7252111B2 (ja) * | 2019-10-09 | 2023-04-04 | 株式会社Soken | 推定装置 |
-
1994
- 1994-06-16 JP JP13456694A patent/JP3467836B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101296190B1 (ko) * | 2011-10-24 | 2013-08-13 | 한국항공우주산업 주식회사 | 지형 정보 활용 항법 및 그 구동 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH085395A (ja) | 1996-01-12 |
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