專利名稱：電波羅盤的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及指示本船的船首方向的羅盤。
背景技術：
過去，在各種船舶中，作為在平時指示本船的船首方向的裝置，必定設置陀螺式羅盤、磁羅盤。
近年，人們提出了多種自動舵機、各種導航裝置，但是，強烈要求實際時間的本船的船首方位數據。
在上述羅盤等中，配備模擬/數字轉換器，將船首方位作為數字值供給上述周邊設備。

發(fā)明內容
但是，由于價格較低的磁性羅盤以磁北為基準，故伴隨地區(qū)，產生磁偏差，這樣在相對正北的船首方位的精度具有難點。另一方面，陀螺式羅盤的價格較高，難于為小型漁船采用。
本發(fā)明的目的在于消除這樣的問題，提供價格較低的，并且精度較高的羅盤。
本發(fā)明的電波羅盤通過價格較低的廣泛普及的GPS接收機求出本船位置，通過方向探測器測定最接近該本船位置的電波標識站的標識電波的到來方向，根據已獲得的本船位置、電波標識站的位置和本船與電波標識站的相對方位，通過球面三角運算，計算從本船看的電波標識站相對正北的方位，自動地按照實際時間計算本船的船首方位。
另外，在GPS系統(tǒng)中產生不利情況的場合，采用多個電波標識站，計算本船方位，對上述功能進行補充。
按照本發(fā)明的電波羅盤，由于以平時獲得的本船位置為基點，連續(xù)地沿用電波標識站的選定、方位測定、船首方位演算，故可按照實際時間獲得船首方位。


圖1為表示本發(fā)明的本船位置與船首方位的關系的圖；圖2為表示本發(fā)明的電波羅盤的測定、運算處理的過程的圖；圖3為表示相對正北(北極)，電波標識站A’和本船B的位置處于與圖1不同的位置關系的場合的本船位置和船首方位的關系的圖。
具體實施例方式
下面參照附圖，對用于實現(xiàn)本發(fā)明的電波羅盤的優(yōu)選形式進行描述。
第1實施例圖1為表示本發(fā)明的本船位置與船首位置的關系的圖，α表示從本船位置看到的電波標識站的方位，β表示電波標識站相對本船的方位，γ表示本船的船首方位。
圖2為表示本發(fā)明的電波羅盤的測定、運算處理的過程的圖。
在圖中，標號1表示運算、處理器，該運算、處理器按照以下的運算過程，進行數據處理。
步驟S1為GPS接收機2的本船位置的測定過程，步驟2為在下述表3中，選擇最接近在步驟S1獲得的本船位置數據的電波標識站，對該位置和標識電波的頻率進行讀取的過程，該表3中存儲有預先配備的電波標識站的位置(緯度、經度)與標識電波的頻率，步驟3為通過方向探測器4，在設定上述頻率的同時，測定電波標識站的相對方位β的過程，步驟S4為根據在各步驟S1、S2、S3獲得的本船位置、電波標識站位置、該電波標識站相對本船的方位，通過球面三角計算，計算從本船看的電波標識站相對正北的方位α，計算本船的船首方位Y的過程，步驟S5為通過平滑處理方式對在步驟4中，相應獲得的船首方位數據進行運算的過程，其為計算與連接有本羅盤的導航裝置所要求的反應速度相對應的累積數量的數據的移動平均值，輸出船首方位數據的過程。
下面對圖1的位置關系中的船首方位的計算方法進行描述。由Xb，Yb表示在步驟S1測定的本船位置的緯度、經度，由Xa，Ya表示在步驟S2獲得的最靠近的電波標識站的緯度、經度。接著，如果在步驟S3，通過方向探測器4，測定相對本船的(從船首看的)電波標識站的方位β，則在步驟S4，從本船看的電波標識站相對北極(正北)的方位α這樣表示，α＝tan-1(I/J)。在這里，I，J分別為I＝cosXb×sin(Yb-Ya)J＝cosXa×sinXb-sinXa×cosXb×cos(Yb-Ya)因此，在步驟S4中，船首相對北極(正北)的方位γ可通過γ＝α+β求出。
圖3為表示相對正北(北極)，電波標識站A’和本船B的位置處于與圖1不同的位置關系的場合的圖，θ1表示從船首B的船首看到的電波標識站A’的相對方位，θ2表示從船首B的船首看到的電波標識站A’的正北的方位，θx表示船首B的船首相對正北的方位。
此場合的船首方位的計算象如下進行。即，Xb，Yb表示在步驟S1測定的本船B的位置的緯度、經度，Xa，Ya表示在步驟S2獲得的最接近的電波標識站A’的緯度、經度。接看，如果在步驟S3，通過方向探測器4，測定相對本船的(從船首看的)電波標識站的相對方位θ1，則在步驟S4，電波標識站A’相對正北的方位θ2這樣表示，θ2＝tan-1(A/B)。在這里，A，B分別表示為A＝cosXb×sin(Yb-Ya)B＝cosXa×sinXb-sinXa×cosXb×cos(Yb-Ya)因此，在步驟S4，船首相對正北(北極)的方位θx可通過下述公式求出θ2＞θ1時，θx＝θ2-θ1θ2＜θ1時，θx＝(θ2+360)-θ1本船位置根據三站的電波標識站的緯度、經度，與通過無線方向探測器測定的無線標識站之間的夾角，借助球面三角運算進行計算。本船位置的測定過程中，在步驟S1，從表3中，讀取假定的最接近本船位置的3個電波標識站的數據，通過球面三角運算，計算本船位置。
接著，通過進行步驟S3，S4，S5的過程，輸出船首方位。
權利要求
1.一種電波羅盤，其特征在于該電波羅盤由GPS全球定位系統(tǒng)接收機與無線方向探測器構成；根據1)通過GPS接收機在平時獲得的本船位置的緯度、經度；2)對預先配備的表進行檢索而確定最靠近已獲得的本船位置的電波標識站，從上述表讀取的該電波標識站的位置的緯度、經度；3)通過在接收頻率設定為在上述表檢索時讀取的標識電波的頻率的無線方向探測器測定的上述電波標識站相對本船的方位；通過球面三角運算，計算從本船看的上述電波標識站相對正北的方位，在計算該本船的船首方位的同時，將該船首方位作為數值數據，傳送給周邊導航裝置。
2.根據權利要求1所述的電波羅盤，其特征在于本船位置根據三站的電波標識站的緯度、經度，與通過無線方向探測器測定的無線標識站之間的夾角，借助球面三角運算進行計算。
3.根據權利要求1所述的電波羅盤，其特征在于在來自GPS接收機的本船位置數據缺少的場合，在形成GPS不良的標志的同時，根據過去獲得的本船位置的變化量，借助運算，推定新的本船位置。
4.根據權利要求1～3中的任何一項所述的電波羅盤，其特征在于對于相應獲得的船首方位值，將與所要求的方位跟蹤速度相對應的累積數量的移動平均值作為船首方位值而輸出，當新測定的船首方位值與上述移動平均值的差超過規(guī)定值時，輸出該新測定的船首方位值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電波羅盤，該羅盤代替高價的旋轉羅盤、精度不好的磁羅盤，精度高，并且價格較低。根據通過GPS接收機測定的本船位置，及通過檢索而確定最靠近該位置的電波標識站的方式獲得的位置，及通過方向探測器測定該電波標識站所發(fā)射的標識電波的到來方向而獲得的電波標識站相對本船的方位，通過球面三角運算，計算本船的船首方位。
文檔編號G01C17/32GK1590959SQ20031011575
公開日2005年3月9日 申請日期2003年11月28日 優(yōu)先權日2003年9月5日
發(fā)明者谷前哲, 保田彪, 森本克英, 町田諭 申請人:太洋無線株式會社