ジャイロスコープシステムによる測定方法
ジャイロスコープシステムには、少なくとも１個の振動ジャイロスコープが含まれる。第１の角度測定手段は、測定軸に沿う第１の角度値を与えるように設計されており、第２の角度測定手段は、上記測定軸に沿う第２の角度値を与えるように設計されている。第１の角度値は、現在の振動位置で振動する第１の角度測定手段によって与えられる。同時に、第２の角度値は、第２の角度測定手段によって与えられる。そこから、第１及び第２の角度値の比較に基づいて、修正された第２の角度値が推論される。次に、第１の角度測定手段の振動位置が、現在の位置から他の位置に変化される。その後、第１の角度値が、第１の角度測定手段によって与えられ、同時に、第２の角度値が、第２の角度測定手段によって与えられる。そして、そこから、第１及び第２の角度値の比較に基づいて、修正された第１の角度値が推論される。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、コリオリの力に基づく振動ジャイロスコープに関するものであり、特に、このタイプのジャイロスコープによって与えられる回転角度値の精度に関する。
【０００２】
上述の振動ジャイロスコープは、従来、例えば、参照方向である地理的な北（方位）に対する角度測定を与えるように設計されているジャイロコンパス等のナビゲーションの慣性システムに使用されている。
【０００３】
例えば、半球形共振器ジャイロスコープ（ＨＲＧ：Hemispherical Resonance Gyroscope）タイプや一般にタイプＩと呼ばれているコリオリ振動ジャイロスコープ（ＣＶＧ）タイプにおける軸対称のジャイロスコープは、出力信号を入力側にフィードバックしない開ループで作動し、測定電極に対するジャイロスコープの振動位置を表す角度の測定に基づく絶対回転角の測定を行う。
【０００４】
尚、上記タイプＩは、ＩＥＥＥ／ＩＯＮ（ＰＬＡＮＳ電気電子学会／航法研究所、２００６、サンディエゴ、カリフォルニア、米国）、Ｐ.５８６−５９３，アンドレイ Ｍ Ｓｈｋｅｌ著に、タイプＩ及びタイプＩＩとして記載されているマイクロ振動ジャイロスコープのうちの一つである。
【０００５】
また、上記軸対称のジャイロスコープは、特に、フランス特許第２，７５５，２２７で述べられているように、先行命令で振動位置を監視する閉ループにおいても使用することが可能である。
【０００６】
この場合、ジャイロスコープの振動位置は固定位置に保持される。そして、測定量は、先行命令から推論される。この先行命令は、ジャイロスコープの振動位置を固定位置に保持させるためには、ジャイロスコープに適用することが必要不可欠となるものである。
【０００７】
このタイプの操作は、「ジャイロフィードバック」と呼ばれている。この物理的測定にて得られた値は、角度に相当するのではなく、回転速度に相当するものとなっている。
【０００８】
これらの振動ジャイロスコープによって得られる測定量は、本質的に、測定電極に対する振動位置の関数である誤差によって損なわれる。これらの誤差は、それゆえ、振動位置に伴って変化する。
【０００９】
これらの誤差は、測定された値の精度を低下させることになる。したがって、このタイプのジャイロスコープの性能を向上させるためにはこれらの誤差の抑制方法を探すことが有用となる。
【００１０】
閉ループ操作又はジャイロスコープの操作に関連して、欧州特許公開公報「ＥＰ １ ７５２ ７３３」には、そのような測定装置の性能を向上させるべく、測定値に影響する誤差を抑制することを目的とする方法が開示されている。
【００１１】
このために、９０°離れたレートジャイロにおける２つの振動位置における誤差の対称性が、誤差を低減するための開始位置として使用されている。すなわち、この開始位置は、９０°離れた２つの振動位置の間のレートジャイロの振動位置の変化を定めることにより発生する誤差の平均値をとったものとなっている。
【００１２】
１つの振動位置から他の振動位置へ切り替わる期間において、上記の公報においては、振動位置が変化の過程にあるときには、第１のレートジャイロの代わりに回転速度を与えるために、閉じたジャイロ用の回路からなる第２のジャイロスコープを用いることを提案している。しかしながら、この第２のジャイロスコープでは、回転速度の適切な測定量を与えることはできない。
【００１３】
すなわち、レートジャイロによって与えられた測定量は、開回路で操作するジャイロスコープにて与えられた測定量に比較して、精度が悪化していることに注意すべきである。レートジャイロによって与えられた測定量は、本質的に、変化に伴う不明確さに連携しており、回転速度を得るためには先行命令を適用しなければならないためである。
【００１４】
本発明は、これらの障害を克服することを目的としている。
【００１５】
本発明の実施の形態は、タイプ１のジャイロスコープに関するものである。
【００１６】
本発明は、その状況を改善することを目的としている。
【００１７】
本発明の第１の形態は、ジャイロスコープシステムによる測定方法を提供するものであり、ジャイロスコープシステムは、少なくとも、その振動位置を複数の振動位置の中で変化させ、かつ該複数の振動位置における１つの振動位置での、測定軸に沿う第１の測定角度を与えるように設計された第１の零基準角度を有する第１の角度測定手段としての振動ジャイロスコープと、上記測定軸に沿う第２の測定角度を与えるように設計された第２の零基準角度を有する第２の角度測定手段とを含んでいる。
【００１８】
上記測定方法は、第１の角度測定手段における振動位置の変化を実行するために以下のステップを含んでいる。
（ａ）上記複数の振動位置における現在の振動位置にて振動する第１の角度測定手段によって第１の角度値を与えると同時に、第２の角度測定手段によって第２の角度値を与えると共に、
与えられた第１及び第２の角度値の比較に基づいて第２の零基準角度を適用することによって、修正された第２の角度値を推論する第１期間、
（ｂ）第１の角度測定手段の振動位置を、現在の振動位置から上記複数の振動位置における他の振動位置へ変化させる第２期間、
（ｃ）第１の角度測定手段によって第１の角度値を与えると同時に、第２の角度測定手段によって第２の角度値を与えると共に、
与えられた第１及び第２の角度値の比較に基づいて、第１の零基準角度を適用することによって、修正された第１の角度値を推論する第３期間。
【００１９】
測定に際して、第１の角度測定手段として使用されている振動ジャイロスコープの振動位置は、適切な角度測定値を与えている間においては回転している。
【００２０】
まず、このようなシステムでは、第１及び第２の角度測定手段は、角度値を与える。そして、第１の角度測定手段又は第２の角度測定手段によってそれぞれ与えられた角度値は、第２の角度測定手段又は第１の角度測定手段によってそれぞれ与えられた角度値に好適に適用される。
【００２１】
この結果、第１の角度測定手段の第１の零基準角度又は第２の角度測定手段の第２の零基準角度は、それぞれ第２の角度測定手段の第２の零基準角度又は第１の角度測定手段の第１の零基準角度に適用される。
【００２２】
これによって、振動ジャイロスコープの振動位置を変化させるプロセスを通して、互いに整合性のとれた角度値が与えられる。測定された角度値が第１の角度測定手段によって与えられたのか又は第２の角度測定手段によって与えられたのかどうかについて、これらの角度値が、それぞれ使用されている零基準角度に対して好適に修正される。
【００２３】
その結果、振動ジャイロスコープの振動位置において、互いに整合性の取れた角度値を与えている間、振動ジャイロスコープの各振動位置に連携する各誤差を平均化させることができる振動ジャイロスコープの振動位置の変化を行わせることができる。
【００２４】
従来技術のシステムによって与えられた測定値では、そのような整合性は提供することができないことに注意すべきである。これは、回転速度の測定に関連することだからである。
【００２５】
このような処理によって、振動ジャイロスコープの振動位置に関連する第１の角度測定手段の測定誤差は、振動ジャイロスコープにおける異なった振動位置において好適に平均化される。角度測定量が、第１の位置で振動する第１角度測定手段によって与えられ、そこで、振動ジャイロスコープにおける振動位置の変化が第１の振動位置から第２の振動位置へ行われ、そこで、第２の角度測定手段によって角度測定量が好適に与えられる。続いて、第１及び第２の角度測定手段の各種の零基準角度に関連するこれらの角度値の修正が与えられる。
【００２６】
第２の角度測定手段は、どのような角度測定手段であってもよいことに注意すべきである。
【００２７】
そのような状況では、振動ジャイロスコープによって与えられた角度測定量は、ときには第１の振動位置に関連する誤差によって損なわれた状態で与えられると共に、ときには第２の振動位置に関連する誤差によって損なわれた状態で与えられることがある。
【００２８】
振動ジャイロスコープを構成することにより提供される振動位置の個数については、制限はない。
【００２９】
本発明の一形態では、振動位置の各変化において、適切で整合性の取れた角度測定値を得るためにステップ（ａ）から（ｃ）が繰り返されることが好ましい。
【００３０】
この結果、ジャイロスコープシステムでは、以下の角度値を与えることができる。
【００３１】
ステップ（ａ）の前及びその間、並びにステップ（ｃ）の後では、第１の角度測定手段によって与えられた角度値。
【００３２】
ステップ（ｂ）とステップ（ｃ）との間では、第２の角度測定手段によって与えられた角度値。
【００３３】
（ａ）から（ｃ）へのステップに基づく第１の角度測定手段の振動位置の変化は、何度か連続して繰り返される。
【００３４】
さらに、振動ジャイロスコープがＫ個の連続する振動位置で振動することができる場合においては、そのような振動位置の変化は、振動位置ｉから振動位置ｉ＋１への推移が許される。ここで、ｉは１からＫ−１までである。
【００３５】
ステップ（ａ）から（ｃ）への各繰り返しにおいては、ステップ（ａ）の第１の振動位置は、最後に実行されたステップ（ｃ）で振動する振動ジャイロスコープの振動位置に相当する。そして、第２の振動位置は、考えられる複数の振動位置におけるそれに続く振動位置に相当する。
【００３６】
ジャイロスコープシステムは、Ｎ個の振動ジャイロスコープを含むことができる。ここで、Ｎは、３以上の整数である。この場合、Ｎ個のジャイロスコープは、複数の振動位置におけるそれぞれのジャイロスコープの振動位置に変化し、かつ上記複数の振動位置の各振動位置において、それぞれの測定軸に沿うそれぞれの角度値の測定を与えるように設計されている。
【００３７】
第１の角度測定手段は、そのとき、Ｎ個の振動ジャイロスコープのうちのいずれか１つに相当することができ、第２の角度測定手段は、システムのＮ−１個の他のジャイロスコープに基づくいずれかの組み合わせに相当することができると共に、第１の角度測定手段の測定軸に沿った第２の零基準角度に対する角度測定を与えるように設計されている。
【００３８】
そのような振動ジャイロスコープシステムの構築において、本発明では、これら様々の振動ジャイロスコープの全て又はいくつかを交互に適用することが好ましい。第１の角度測定手段は、後述するように、考えられる測定システムの様々の振動ジャイロスコープに対応することが可能であるためである。
【００３９】
Ｎが３の場合には、３個の振動ジャイロスコープは、２つずつが互いに同一平面上に存在しかつ非共通の直線からなる測定軸を持つことができる。
【００４０】
この場合、第１の測定軸に沿う角度値を決定する第１の対の異なる直線の組み合わせと、第２の測定軸に沿う角度値を決定する第２の対の異なる直線の組み合わせとを定義することできる。
【００４１】
本発明の一形態に基づく測定方法は、互いに対となる直線の組み合わせに適用することができる。
【００４２】
少なくとも２つの測定軸は、実質的に垂直であるとすることができる。
【００４３】
また、Ｎが３であるときには、３個のジャイロスコープは、それぞれの測定軸の間の角度が実質的に１２０°に等しくなるように、同じ平面上に位置しているとすることができる。
【００４４】
Ｎが４であるときには、４個のジャイロスコープは、それぞれの測定軸が、正三角錐の中心から各頂点に向かう方向（four trisector of space）に向くように、空間に位置しているとすることができる。
【００４５】
Ｎが４であるときには、４個のジャイロスコープは、３つずつでは同一平面上にはなく、かつ２つずつでは非共通の直線からなる測定軸を有している。
【００４６】
そのとき、第１の測定軸に沿う角度値を決定する第１の対の異なる直線の組み合わせと、第２の測定軸に沿う角度値を決定する第２の対の異なる直線の組み合わせと、第３の測定軸に沿う角度値を決定する第３の対の異なる直線の組み合わせとを定義することができる。
【００４７】
そのときには、本発明の一形態に基づく測定方法のステップでは、各々の類似する直線の組み合わせを適用することができる。
【００４８】
複数の振動位置における各振動位置は、また、３６０度を整数にて区分した角度値にて連続して分割される。
【００４９】
複数の振動位置における各振動位置は、０と２πラジアンとの間で使用される振動位置を割り当てるように決定することができる。
【００５０】
測定システムが、４つのジャイロスコープＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含み、かつそれぞれの測定軸が、実質的に正三角錐の中心から各頂点に向かう方向（four trisector of space）に向くように位置しているときには、それぞれａ，ｂ，ｃ，ｄで示される４つの測定量に基づく類似する直線の組み合わせは、３つの実質的に垂直な測定軸に再構成されるように使用される。具体的には、以下である。
【００５１】
第１の測定軸ｘ：ａ＋ｂと−（ｃ＋ｄ）
第２の測定軸ｙ：ｂ＋ｃと−（ａ＋ｄ）
第３の測定軸ｚ：ａ＋ｃと−（ｂ＋ｄ）
振動位置を変化させる指示は、各々の振動ジャイロスコープで連続して実行される。
【００５２】
４つの振動ジャイロスコープは、以下の方程式に基づいて設計されている。
【００５３】
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝０
複数の振動位置における振動位置は、３６０度を整数にて区分した角度値にて連続して分割される。
【００５４】
また、複数の振動位置における振動位置は、すでに旋回した振動位置に注意を払いながら、０から３６０度の間で使用される振動位置を分配するように、リアルタイムで決定される。
【００５５】
また、第１及び／又は第２の修正された角度値を、倍率（a scale factor）に気を配ることによって得ることができる。
【００５６】
また、本発明の第２の形態は、本発明の第１の形態において、手順を果たすように設計されたジャイロスコープの測定システムを提供する。
【００５７】
上記ジャイロスコープの測定システムは、
その振動位置を複数の振動位置の中で変化させ、かつ該複数の振動位置における１つの振動位置での、測定軸に沿う第１の測定角度を与えるように設計された第１の零基準角度を有する第１の角度測定手段としての振動ジャイロスコープと、
複数の振動位置における１つの振動位置に変化し、該複数の振動位置における１つの振動位置での、上記測定軸に沿う第２の測定角度を与えるように設計された第２の零基準角度を有する第２の角度測定手段とを含んでいる。
【００５８】
上記ジャイロスコープの測定システムは、さらに、
一定時間内に得られた第１及び第２の角度値の比較に基づいて、第２の零基準角度を適用することによって修正された第２の角度値を与えるように設計された、該第２の角度値を修正するユニットと、
他の一定時間内に得られた第１及び第２の角度値の比較に基づいて、第１の零基準角度を適用することによって、修正された第１の角度値を与えるように設計された、該第１の角度値を修正するユニットと、
を含み、
上記第１及び第２の角度値を修正するユニットは、少なくとも第１の角度測定手段の振動位置が変化する間に使用される。
【００５９】
角度値は、第１の角度測定手段の振動位置が変化する間に、第１の角度測定手段と第２の角度測定手段とによって、交互に与えられることが好ましい。
【００６０】
本発明の他の特徴及び利点は、以下に示す記載によって明白になるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
【００６１】
図１は、本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムによる測定方法のメインステップを示している。
【００６２】
図２は、本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムによって与えられた測定値の変化を示している。
【００６３】
図３は、本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムを示している。
【００６４】
図１は、本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムによる測定方法の主たるステップを示している。
【００６５】
ステップ１１において、ある時間Ｔ１では、第１及び第２の角度測定手段は、同時に、第１及び第２の角度値をそれぞれ与える。そのとき、これら２つのタイプの角度値に基づいて、連携する零基準角度に関連する第１の角度値と整合性をとるように、第２の角度値及び対応する零基準角度を修正することができる。
【００６６】
このように、第１及び第２の角度測定手段によって与えられた値との間の角度の連続性は保障されている。そのとき、測定システムが整合性のとれた値、例えば、第２の角度測定手段によってなされた修正された角度値を与えるように、第１の角度測定手段を構成する振動ジャイロスコープの振動位置の変化をもたらすことができる。ステップ１２では、振動位置の変化が振動ジャイロスコープ上で実行される。
【００６７】
この変化によって、ある時間内において第２の角度測定手段から角度値が継続して与えられるか、又は異なる振動位置においてそのときに振動する第１の角度測定手段からの新たな角度値が与えられる。本発明においては、修正された第２の値を与えることができる時間については、制限されることはない。
【００６８】
ステップ１３では、第１及び第２の角度値は、最後の変化の間に指示された振動位置において振動する第１の角度測定手段によって与えられた第１の角度値を修正できるように、第１及び第２の角度値が、再度、同時に、考慮される。
【００６９】
図２は、本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムによって与えられた測定値の変化を示している。
【００７０】
角度値の変化は、測定方法のステップの間に経過された時間の関数として説明される。
【００７１】
ここで、時間Ｔ１ の前では、角度値は第１の角度測定手段によって与えられる。そのとき、時間Ｔ１ と時間Ｔ２ との間においては、第１の角度測定手段によって与えられた角度値、及び第２の角度測定手段によって与えられた角度値は、第２の角度測定手段によって与えられた値に基づいて与えられた修正された第２の角度値を得るために考慮される。
【００７２】
それゆえ、この期間は、システムによって、時間内にシステムによって与えられた角度値の整合性に使用される回復時間に相当している。
【００７３】
この回復期間が経過したときに、第１の角度測定手段の振動位置の変化が指示される。
【００７４】
実際の測定システムでは、そのときには、修正された第２の角度値を与える。
【００７５】
図３は、本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムを示している。
【００７６】
このシステムは、
第１の角度値を与える振動ジャイロスコープ３１と、
第２の角度値を与える第２の角度測定手段３２と、
ある時間内に得られた第１及び第２の角度値との比較に基づいて、第２の零基準角度を適用することによって、修正された第２の角度値を与えるように設計された、該第２の角度値を修正するユニットと、
他の時間内に得られた第１及び第２の角度値との比較に基づいて、第１の零基準角度を適用することによって、修正された第１の角度値を与えるように設計された、該第１の角度値を修正するユニットと、
を含んでいる。
【００７７】
第１及び第２の角度値を修正するユニットは、少なくとも第１の角度測定手段の振動位置の変化の間において使用される。
【００７８】
振動ジャイロスコープにおける複数の振動位置は、Ｋ個の異なった位置に相当している。整数Ｋは、最適な効果を達成するように選択することができる。ここで、本実施の形態の測定方法を適用することによる、種々の振動位置に連携する誤差を平均することによって与えられる性能改善は、Ｋ個の振動位置に亘る振動位置の絶え間ない変化にて結合される全体の測定期間を幾つかの測定時間に分割するだけ、精度の低下を招き得ることに注意すべきである。
【００７９】
システムの性能は、回復持続時間と振動位置の２つ変化の間で過ぎ去る時間との比を調整することによって改善される。その改善においては、種々の振動位置に連携する誤差を平均化することにより与えられる性能改善と、切り替え時において回復持続時間内における第１及び第２の角度値に存在するノイズに連携する誤差が導入されるという事実に連携する性能低下との間の兼ね合いを決定することが問題となる。
【００８０】
ジャイロスコープの測定システムは、Ｎ個の振動ジャイロスコープを含むことができる。Ｎは３以上の整数である。Ｎ個の振動ジャイロスコープは、複数の振動位置における各振動ジャイロスコープの振動位置に変化するように設計され、かつ上記複数の振動位置におけるそれぞれの振動位置での各測定軸に沿う角度値の各測定量を与えるように設計されている。この場合、第１の角度測定手段は、Ｎ個の振動ジャイロスコープのいずれか１つに相当することができる。その間、第２の角度測定手段自体は、システムのＮ−１個の他の振動ジャイロスコープに基づくいくつかのジャイロスコープに相当することができる。また、第１の角度測定手段は、第１の角度測定手段の測定軸に沿う角度測定量を与えるように設計され、かつ第２の零基準角度に関係している。
【００８１】
本発明では、実施の形態に限定されることなく、いくらかの異なった構成が例示として与えられる。
【００８２】
例えば、Ｎが３であるときには、３個の振動ジャイロスコープは２つずつが互いに同一平面上に存在しかつ非共通の直線からなる測定軸を持つことができる。
【００８３】
Ｎが３であるときには、３個の振動ジャイロスコープは同じ平面内に位置し、その平面においては、それぞれの測定軸は、実質的に１２０度に等しい角度を形成している。
【００８４】
Ｎが４であるときには、４個の振動ジャイロスコープは、それぞれの測定軸が、正三角錐の中心から各頂点に向かう方向に向くように、空間に位置している。
【００８５】
Ｎが４であるときには、４個の振動ジャイロスコープは、３つずつでは同一平面上にはなく(noncoplanar)、かつ２つずつでは非共通の直線（noncolinear）からなる測定軸を持っている。
【００８６】
本発明の実施の形態においては、また、第２の角度測定手段は、複数の振動ジャイロスコープを含み、少なくとも１個の振動ジャイロスコープは振動位置に変化し、かつ角度値の測定を与えるように設計されているとすることができる。この少なくとも１個の振動ジャイロスコープが与える角度測定量は、望ましい測定軸に沿う角度値の第２の測定量に相当するように第２の角度測定手段における他のジャイロスコープによって与えられた角度値の線形な組み合わせであるとすることができる。
【００８７】
この場合、さらに、該測定方法においては、追加のステップを実行するようにすることができる。例えば、第２の角度測定手段における１つ以上の振動ジャイロスコープの振動位置を、現在の振動位置から複数の振動位置における他の振動位置へと変化させることができる。
【００８８】
第２の角度測定手段は、さらに、互いに振動位置を変化するように設計された振動ジャイロスコープからなるとすることができる。
【００８９】
第１の角度測定手段が振動ジャイロスコープであり、かつ第２の角度測定手段もまた振動ジャイロスコープであるとき、２つの振動ジャイロスコープはそれらの振動軸は共通の線として与えられる。
【００９０】
以下の節では、本願発明の、方位測定の参照を与える慣性ユニットにおける振動ジャイロスコープの校正（calibration）について説明する。
【００９１】
この目的を達成するために、少なくとも４個の同一直線上にはないジャイロスコープシステムでは、第４の振動ジャイロスコープの校正をしている間に、これら４個の振動ジャイロスコープのうちの３個によって与えられる測定量を使用する。
【００９２】
校正ステップでは、校正の間に振動ジャイロスコープの振動位置を変化させる。このように、少なくとも４個の振動ジャイロスコープのうちの１個が校正ステップにある間においては、少なくとも３個の他の振動ジャイロスコープによって与えられる測定量が、方位測定の参照を与えるために使用される。
【００９３】
さらに、正確には、校正操作は、種々の位置での振動、及び校正されるべき振動ジャイロスコープからの相当する測定量を取ることを含んでいる。そのとき、３個の他のジャイロスコープによって測定されるこれらの測定量から、支持部(bearer)の真の回転が十分に低減される。
【００９４】
本発明の実施の形態では、この操作は、全ての振動ジャイロスコープのために連続して繰り返される。
【００９５】
３個の振動ジャイロスコープは、従来の３つの直角線に基づいて方位測量され、４個の振動ジャイロスコープは、正三角錐の中心から各頂点に向かう方向（the trisector）に向く直線に基づいて方位測定される。
【００９６】
ここで、振動ジャイロスコープの構成は、以下の方法によって、さらに確実にされる。
【００９７】
校正中におけるジャイロスコープの測定量と、３個の他の振動ジャイロスコープを含む第２の角度測定手段の測定量との間に、異なるＤが計算される。この計算されたＤは、校正されるべき振動ジャイロスコープの振動位置を変化させる指示が適用されるときに、実行される。
【００９８】
Ｄは、位置変化を生成するために使用される倍率が、それ自体、正確に知られていない場合でさえも、正確に知られるように回転された振動による角度である。校正中においてジャイロスコープによって測定されたこの明瞭な回転は、ナビゲーションの計算から減じることができる。
【００９９】
この計算は、また、振動が与えられた位置から離れた位置においてその期間内に実行される。このように、変化位置への指示を適用することによって、振動位置は、ｋ個の位置に分割され、値Ｄはこれらｋ個の位置の各々のために記録される。このように、ジャイロスコープの測定誤差は、振動位置の関数として知られており、更新された誤差動向の調和のとれたモデルとなる。
【０１００】
この処置は、同じ３個のジャイロスコープがいつもナビゲーション、誤差モデルに関する更新を介して紹介された修正、及び、ナビゲーションに使用されるジャイロスコープで回避される一時的な切り替えに使用されることを意味する。
【０１０１】
与えられた振動位置を乱す支持物が実質的に動く場合には、動向モデルの更新を中止し、後に延期することが好ましい。
【０１０２】
本発明の原則を、内部ユニット、及び該内部ユニットの振動ジャイロスコープの校正に適用することにより、ユニットの使用において、どんなときにも分かりやすい方法で校正を実行することができる。実際、そのようなジャイロスコープシステムは、振動ジャイロスコープの１つが校正ステップにある場合でさえも、方向参照を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムによる測定方法のメインステップを示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムによって与えられた測定値の変化を示す図である。
【図３】本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムの構成を示すブロック図である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、コリオリの力に基づく振動ジャイロスコープに関するものであり、特に、このタイプのジャイロスコープによって与えられる回転角度値の精度に関する。
【０００２】
上述の振動ジャイロスコープは、従来、例えば、参照方向である地理的な北（方位）に対する角度測定を与えるように設計されているジャイロコンパス等のナビゲーションの慣性システムに使用されている。
【０００３】
例えば、半球形共振器ジャイロスコープ（ＨＲＧ：Hemispherical Resonance Gyroscope）タイプや一般にタイプＩと呼ばれているコリオリ振動ジャイロスコープ（ＣＶＧ）タイプにおける軸対称のジャイロスコープは、出力信号を入力側にフィードバックしない開ループで作動し、測定電極に対するジャイロスコープの振動位置を表す角度の測定に基づく絶対回転角の測定を行う。
【０００４】
尚、上記タイプＩは、ＩＥＥＥ／ＩＯＮ（ＰＬＡＮＳ電気電子学会／航法研究所、２００６、サンディエゴ、カリフォルニア、米国）、Ｐ.５８６−５９３，アンドレイ Ｍ Ｓｈｋｅｌ著に、タイプＩ及びタイプＩＩとして記載されているマイクロ振動ジャイロスコープのうちの一つである。
【０００５】
また、上記軸対称のジャイロスコープは、特に、フランス特許第２，７５５，２２７で述べられているように、先行命令で振動位置を監視する閉ループにおいても使用することが可能である。
【０００６】
この場合、ジャイロスコープの振動位置は固定位置に保持される。そして、測定量は、先行命令から推論される。この先行命令は、ジャイロスコープの振動位置を固定位置に保持させるためには、ジャイロスコープに適用することが必要不可欠となるものである。
【０００７】
このタイプの操作は、「ジャイロフィードバック」と呼ばれている。この物理的測定にて得られた値は、角度に相当するのではなく、回転速度に相当するものとなっている。
【０００８】
これらの振動ジャイロスコープによって得られる測定量は、本質的に、測定電極に対する振動位置の関数である誤差によって損なわれる。これらの誤差は、それゆえ、振動位置に伴って変化する。
【０００９】
これらの誤差は、測定された値の精度を低下させることになる。したがって、このタイプのジャイロスコープの性能を向上させるためにはこれらの誤差の抑制方法を探すことが有用となる。
【００１０】
閉ループ操作又はジャイロスコープの操作に関連して、欧州特許公開公報「ＥＰ １ ７５２ ７３３」には、そのような測定装置の性能を向上させるべく、測定値に影響する誤差を抑制することを目的とする方法が開示されている。
【００１１】
このために、９０°離れたレートジャイロにおける２つの振動位置における誤差の対称性が、誤差を低減するための開始位置として使用されている。すなわち、この開始位置は、９０°離れた２つの振動位置の間のレートジャイロの振動位置の変化を定めることにより発生する誤差の平均値をとったものとなっている。
【００１２】
１つの振動位置から他の振動位置へ切り替わる期間において、上記の公報においては、振動位置が変化の過程にあるときには、第１のレートジャイロの代わりに回転速度を与えるために、閉じたジャイロ用の回路からなる第２のジャイロスコープを用いることを提案している。しかしながら、この第２のジャイロスコープでは、回転速度の適切な測定量を与えることはできない。
【００１３】
すなわち、レートジャイロによって与えられた測定量は、開回路で操作するジャイロスコープにて与えられた測定量に比較して、精度が悪化していることに注意すべきである。レートジャイロによって与えられた測定量は、本質的に、変化に伴う不明確さに連携しており、回転速度を得るためには先行命令を適用しなければならないためである。
【００１４】
本発明は、これらの障害を克服することを目的としている。
【００１５】
本発明の実施の形態は、タイプ１のジャイロスコープに関するものである。
【００１６】
本発明は、その状況を改善することを目的としている。
【００１７】
本発明の第１の形態は、ジャイロスコープシステムによる測定方法を提供するものであり、ジャイロスコープシステムは、少なくとも、その振動位置を複数の振動位置の中で変化させ、かつ該複数の振動位置における１つの振動位置での、測定軸に沿う第１の測定角度を与えるように設計された第１の零基準角度を有する第１の角度測定手段としての振動ジャイロスコープと、上記測定軸に沿う第２の測定角度を与えるように設計された第２の零基準角度を有する第２の角度測定手段とを含んでいる。
【００１８】
上記測定方法は、第１の角度測定手段における振動位置の変化を実行するために以下のステップを含んでいる。
（ａ）上記複数の振動位置における現在の振動位置にて振動する第１の角度測定手段によって第１の角度値を与えると同時に、第２の角度測定手段によって第２の角度値を与えると共に、
与えられた第１及び第２の角度値の比較に基づいて第２の零基準角度を適用することによって、修正された第２の角度値を推論する第１期間、
（ｂ）第１の角度測定手段の振動位置を、現在の振動位置から上記複数の振動位置における他の振動位置へ変化させる第２期間、
（ｃ）第１の角度測定手段によって第１の角度値を与えると同時に、第２の角度測定手段によって第２の角度値を与えると共に、
与えられた第１及び第２の角度値の比較に基づいて、第１の零基準角度を適用することによって、修正された第１の角度値を推論する第３期間。
【００１９】
測定に際して、第１の角度測定手段として使用されている振動ジャイロスコープの振動位置は、適切な角度測定値を与えている間においては回転している。
【００２０】
まず、このようなシステムでは、第１及び第２の角度測定手段は、角度値を与える。そして、第１の角度測定手段又は第２の角度測定手段によってそれぞれ与えられた角度値は、第２の角度測定手段又は第１の角度測定手段によってそれぞれ与えられた角度値に好適に適用される。
【００２１】
この結果、第１の角度測定手段の第１の零基準角度又は第２の角度測定手段の第２の零基準角度は、それぞれ第２の角度測定手段の第２の零基準角度又は第１の角度測定手段の第１の零基準角度に適用される。
【００２２】
これによって、振動ジャイロスコープの振動位置を変化させるプロセスを通して、互いに整合性のとれた角度値が与えられる。測定された角度値が第１の角度測定手段によって与えられたのか又は第２の角度測定手段によって与えられたのかどうかについて、これらの角度値が、それぞれ使用されている零基準角度に対して好適に修正される。
【００２３】
その結果、振動ジャイロスコープの振動位置において、互いに整合性の取れた角度値を与えている間、振動ジャイロスコープの各振動位置に連携する各誤差を平均化させることができる振動ジャイロスコープの振動位置の変化を行わせることができる。
【００２４】
従来技術のシステムによって与えられた測定値では、そのような整合性は提供することができないことに注意すべきである。これは、回転速度の測定に関連することだからである。
【００２５】
このような処理によって、振動ジャイロスコープの振動位置に関連する第１の角度測定手段の測定誤差は、振動ジャイロスコープにおける異なった振動位置において好適に平均化される。角度測定量が、第１の位置で振動する第１角度測定手段によって与えられ、そこで、振動ジャイロスコープにおける振動位置の変化が第１の振動位置から第２の振動位置へ行われ、そこで、第２の角度測定手段によって角度測定量が好適に与えられる。続いて、第１及び第２の角度測定手段の各種の零基準角度に関連するこれらの角度値の修正が与えられる。
【００２６】
第２の角度測定手段は、どのような角度測定手段であってもよいことに注意すべきである。
【００２７】
そのような状況では、振動ジャイロスコープによって与えられた角度測定量は、ときには第１の振動位置に関連する誤差によって損なわれた状態で与えられると共に、ときには第２の振動位置に関連する誤差によって損なわれた状態で与えられることがある。
【００２８】
振動ジャイロスコープを構成することにより提供される振動位置の個数については、制限はない。
【００２９】
本発明の一形態では、振動位置の各変化において、適切で整合性の取れた角度測定値を得るためにステップ（ａ）から（ｃ）が繰り返されることが好ましい。
【００３０】
この結果、ジャイロスコープシステムでは、以下の角度値を与えることができる。
【００３１】
ステップ（ａ）の前及びその間、並びにステップ（ｃ）の後では、第１の角度測定手段によって与えられた角度値。
【００３２】
ステップ（ｂ）とステップ（ｃ）との間では、第２の角度測定手段によって与えられた角度値。
【００３３】
（ａ）から（ｃ）へのステップに基づく第１の角度測定手段の振動位置の変化は、何度か連続して繰り返される。
【００３４】
さらに、振動ジャイロスコープがＫ個の連続する振動位置で振動することができる場合においては、そのような振動位置の変化は、振動位置ｉから振動位置ｉ＋１への推移が許される。ここで、ｉは１からＫ−１までである。
【００３５】
ステップ（ａ）から（ｃ）への各繰り返しにおいては、ステップ（ａ）の第１の振動位置は、最後に実行されたステップ（ｃ）で振動する振動ジャイロスコープの振動位置に相当する。そして、第２の振動位置は、考えられる複数の振動位置におけるそれに続く振動位置に相当する。
【００３６】
ジャイロスコープシステムは、Ｎ個の振動ジャイロスコープを含むことができる。ここで、Ｎは、３以上の整数である。この場合、Ｎ個のジャイロスコープは、複数の振動位置におけるそれぞれのジャイロスコープの振動位置に変化し、かつ上記複数の振動位置の各振動位置において、それぞれの測定軸に沿うそれぞれの角度値の測定を与えるように設計されている。
【００３７】
第１の角度測定手段は、そのとき、Ｎ個の振動ジャイロスコープのうちのいずれか１つに相当することができ、第２の角度測定手段は、システムのＮ−１個の他のジャイロスコープに基づくいずれかの組み合わせに相当することができると共に、第１の角度測定手段の測定軸に沿った第２の零基準角度に対する角度測定を与えるように設計されている。
【００３８】
そのような振動ジャイロスコープシステムの構築において、本発明では、これら様々の振動ジャイロスコープの全て又はいくつかを交互に適用することが好ましい。第１の角度測定手段は、後述するように、考えられる測定システムの様々の振動ジャイロスコープに対応することが可能であるためである。
【００３９】
Ｎが３の場合には、３個の振動ジャイロスコープは、２つずつが互いに同一平面上に存在しかつ非共通の直線からなる測定軸を持つことができる。
【００４０】
この場合、第１の測定軸に沿う角度値を決定する第１の対の異なる直線の組み合わせと、第２の測定軸に沿う角度値を決定する第２の対の異なる直線の組み合わせとを定義することできる。
【００４１】
本発明の一形態に基づく測定方法は、互いに対となる直線の組み合わせに適用することができる。
【００４２】
少なくとも２つの測定軸は、実質的に垂直であるとすることができる。
【００４３】
また、Ｎが３であるときには、３個のジャイロスコープは、それぞれの測定軸の間の角度が実質的に１２０°に等しくなるように、同じ平面上に位置しているとすることができる。
【００４４】
Ｎが４であるときには、４個のジャイロスコープは、それぞれの測定軸が、正三角錐の中心から各頂点に向かう方向（four trisector of space）に向くように、空間に位置しているとすることができる。
【００４５】
Ｎが４であるときには、４個のジャイロスコープは、３つずつでは同一平面上にはなく、かつ２つずつでは非共通の直線からなる測定軸を有している。
【００４６】
そのとき、第１の測定軸に沿う角度値を決定する第１の対の異なる直線の組み合わせと、第２の測定軸に沿う角度値を決定する第２の対の異なる直線の組み合わせと、第３の測定軸に沿う角度値を決定する第３の対の異なる直線の組み合わせとを定義することができる。
【００４７】
そのときには、本発明の一形態に基づく測定方法のステップでは、各々の類似する直線の組み合わせを適用することができる。
【００４８】
複数の振動位置における各振動位置は、また、３６０度を整数にて区分した角度値にて連続して分割される。
【００４９】
複数の振動位置における各振動位置は、０と２πラジアンとの間で使用される振動位置を割り当てるように決定することができる。
【００５０】
測定システムが、４つのジャイロスコープＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含み、かつそれぞれの測定軸が、実質的に正三角錐の中心から各頂点に向かう方向（four trisector of space）に向くように位置しているときには、それぞれａ，ｂ，ｃ，ｄで示される４つの測定量に基づく類似する直線の組み合わせは、３つの実質的に垂直な測定軸に再構成されるように使用される。具体的には、以下である。
【００５１】
第１の測定軸ｘ：ａ＋ｂと−（ｃ＋ｄ）
第２の測定軸ｙ：ｂ＋ｃと−（ａ＋ｄ）
第３の測定軸ｚ：ａ＋ｃと−（ｂ＋ｄ）
振動位置を変化させる指示は、各々の振動ジャイロスコープで連続して実行される。
【００５２】
４つの振動ジャイロスコープは、以下の方程式に基づいて設計されている。
【００５３】
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝０
複数の振動位置における振動位置は、３６０度を整数にて区分した角度値にて連続して分割される。
【００５４】
また、複数の振動位置における振動位置は、すでに旋回した振動位置に注意を払いながら、０から３６０度の間で使用される振動位置を分配するように、リアルタイムで決定される。
【００５５】
また、第１及び／又は第２の修正された角度値を、倍率（a scale factor）に気を配ることによって得ることができる。
【００５６】
また、本発明の第２の形態は、本発明の第１の形態において、手順を果たすように設計されたジャイロスコープの測定システムを提供する。
【００５７】
上記ジャイロスコープの測定システムは、
その振動位置を複数の振動位置の中で変化させ、かつ該複数の振動位置における１つの振動位置での、測定軸に沿う第１の測定角度を与えるように設計された第１の零基準角度を有する第１の角度測定手段としての振動ジャイロスコープと、
複数の振動位置における１つの振動位置に変化し、該複数の振動位置における１つの振動位置での、上記測定軸に沿う第２の測定角度を与えるように設計された第２の零基準角度を有する第２の角度測定手段とを含んでいる。
【００５８】
上記ジャイロスコープの測定システムは、さらに、
一定時間内に得られた第１及び第２の角度値の比較に基づいて、第２の零基準角度を適用することによって修正された第２の角度値を与えるように設計された、該第２の角度値を修正するユニットと、
他の一定時間内に得られた第１及び第２の角度値の比較に基づいて、第１の零基準角度を適用することによって、修正された第１の角度値を与えるように設計された、該第１の角度値を修正するユニットと、
を含み、
上記第１及び第２の角度値を修正するユニットは、少なくとも第１の角度測定手段の振動位置が変化する間に使用される。
【００５９】
角度値は、第１の角度測定手段の振動位置が変化する間に、第１の角度測定手段と第２の角度測定手段とによって、交互に与えられることが好ましい。
【００６０】
本発明の他の特徴及び利点は、以下に示す記載によって明白になるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
【００６１】
図１は、本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムによる測定方法のメインステップを示している。
【００６２】
図２は、本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムによって与えられた測定値の変化を示している。
【００６３】
図３は、本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムを示している。
【００６４】
図１は、本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムによる測定方法の主たるステップを示している。
【００６５】
ステップ１１において、ある時間Ｔ１では、第１及び第２の角度測定手段は、同時に、第１及び第２の角度値をそれぞれ与える。そのとき、これら２つのタイプの角度値に基づいて、連携する零基準角度に関連する第１の角度値と整合性をとるように、第２の角度値及び対応する零基準角度を修正することができる。
【００６６】
このように、第１及び第２の角度測定手段によって与えられた値との間の角度の連続性は保障されている。そのとき、測定システムが整合性のとれた値、例えば、第２の角度測定手段によってなされた修正された角度値を与えるように、第１の角度測定手段を構成する振動ジャイロスコープの振動位置の変化をもたらすことができる。ステップ１２では、振動位置の変化が振動ジャイロスコープ上で実行される。
【００６７】
この変化によって、ある時間内において第２の角度測定手段から角度値が継続して与えられるか、又は異なる振動位置においてそのときに振動する第１の角度測定手段からの新たな角度値が与えられる。本発明においては、修正された第２の値を与えることができる時間については、制限されることはない。
【００６８】
ステップ１３では、第１及び第２の角度値は、最後の変化の間に指示された振動位置において振動する第１の角度測定手段によって与えられた第１の角度値を修正できるように、第１及び第２の角度値が、再度、同時に、考慮される。
【００６９】
図２は、本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムによって与えられた測定値の変化を示している。
【００７０】
角度値の変化は、測定方法のステップの間に経過された時間の関数として説明される。
【００７１】
ここで、時間Ｔ１ の前では、角度値は第１の角度測定手段によって与えられる。そのとき、時間Ｔ１ と時間Ｔ２ との間においては、第１の角度測定手段によって与えられた角度値、及び第２の角度測定手段によって与えられた角度値は、第２の角度測定手段によって与えられた値に基づいて与えられた修正された第２の角度値を得るために考慮される。
【００７２】
それゆえ、この期間は、システムによって、時間内にシステムによって与えられた角度値の整合性に使用される回復時間に相当している。
【００７３】
この回復期間が経過したときに、第１の角度測定手段の振動位置の変化が指示される。
【００７４】
実際の測定システムでは、そのときには、修正された第２の角度値を与える。
【００７５】
図３は、本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムを示している。
【００７６】
このシステムは、
第１の角度値を与える振動ジャイロスコープ３１と、
第２の角度値を与える第２の角度測定手段３２と、
ある時間内に得られた第１及び第２の角度値との比較に基づいて、第２の零基準角度を適用することによって、修正された第２の角度値を与えるように設計された、該第２の角度値を修正するユニットと、
他の時間内に得られた第１及び第２の角度値との比較に基づいて、第１の零基準角度を適用することによって、修正された第１の角度値を与えるように設計された、該第１の角度値を修正するユニットと、
を含んでいる。
【００７７】
第１及び第２の角度値を修正するユニットは、少なくとも第１の角度測定手段の振動位置の変化の間において使用される。
【００７８】
振動ジャイロスコープにおける複数の振動位置は、Ｋ個の異なった位置に相当している。整数Ｋは、最適な効果を達成するように選択することができる。ここで、本実施の形態の測定方法を適用することによる、種々の振動位置に連携する誤差を平均することによって与えられる性能改善は、Ｋ個の振動位置に亘る振動位置の絶え間ない変化にて結合される全体の測定期間を幾つかの測定時間に分割するだけ、精度の低下を招き得ることに注意すべきである。
【００７９】
システムの性能は、回復持続時間と振動位置の２つ変化の間で過ぎ去る時間との比を調整することによって改善される。その改善においては、種々の振動位置に連携する誤差を平均化することにより与えられる性能改善と、切り替え時において回復持続時間内における第１及び第２の角度値に存在するノイズに連携する誤差が導入されるという事実に連携する性能低下との間の兼ね合いを決定することが問題となる。
【００８０】
ジャイロスコープの測定システムは、Ｎ個の振動ジャイロスコープを含むことができる。Ｎは３以上の整数である。Ｎ個の振動ジャイロスコープは、複数の振動位置における各振動ジャイロスコープの振動位置に変化するように設計され、かつ上記複数の振動位置におけるそれぞれの振動位置での各測定軸に沿う角度値の各測定量を与えるように設計されている。この場合、第１の角度測定手段は、Ｎ個の振動ジャイロスコープのいずれか１つに相当することができる。その間、第２の角度測定手段自体は、システムのＮ−１個の他の振動ジャイロスコープに基づくいくつかのジャイロスコープに相当することができる。また、第１の角度測定手段は、第１の角度測定手段の測定軸に沿う角度測定量を与えるように設計され、かつ第２の零基準角度に関係している。
【００８１】
本発明では、実施の形態に限定されることなく、いくらかの異なった構成が例示として与えられる。
【００８２】
例えば、Ｎが３であるときには、３個の振動ジャイロスコープは２つずつが互いに同一平面上に存在しかつ非共通の直線からなる測定軸を持つことができる。
【００８３】
Ｎが３であるときには、３個の振動ジャイロスコープは同じ平面内に位置し、その平面においては、それぞれの測定軸は、実質的に１２０度に等しい角度を形成している。
【００８４】
Ｎが４であるときには、４個の振動ジャイロスコープは、それぞれの測定軸が、正三角錐の中心から各頂点に向かう方向に向くように、空間に位置している。
【００８５】
Ｎが４であるときには、４個の振動ジャイロスコープは、３つずつでは同一平面上にはなく(noncoplanar)、かつ２つずつでは非共通の直線（noncolinear）からなる測定軸を持っている。
【００８６】
本発明の実施の形態においては、また、第２の角度測定手段は、複数の振動ジャイロスコープを含み、少なくとも１個の振動ジャイロスコープは振動位置に変化し、かつ角度値の測定を与えるように設計されているとすることができる。この少なくとも１個の振動ジャイロスコープが与える角度測定量は、望ましい測定軸に沿う角度値の第２の測定量に相当するように第２の角度測定手段における他のジャイロスコープによって与えられた角度値の線形な組み合わせであるとすることができる。
【００８７】
この場合、さらに、該測定方法においては、追加のステップを実行するようにすることができる。例えば、第２の角度測定手段における１つ以上の振動ジャイロスコープの振動位置を、現在の振動位置から複数の振動位置における他の振動位置へと変化させることができる。
【００８８】
第２の角度測定手段は、さらに、互いに振動位置を変化するように設計された振動ジャイロスコープからなるとすることができる。
【００８９】
第１の角度測定手段が振動ジャイロスコープであり、かつ第２の角度測定手段もまた振動ジャイロスコープであるとき、２つの振動ジャイロスコープはそれらの振動軸は共通の線として与えられる。
【００９０】
以下の節では、本願発明の、方位測定の参照を与える慣性ユニットにおける振動ジャイロスコープの校正（calibration）について説明する。
【００９１】
この目的を達成するために、少なくとも４個の同一直線上にはないジャイロスコープシステムでは、第４の振動ジャイロスコープの校正をしている間に、これら４個の振動ジャイロスコープのうちの３個によって与えられる測定量を使用する。
【００９２】
校正ステップでは、校正の間に振動ジャイロスコープの振動位置を変化させる。このように、少なくとも４個の振動ジャイロスコープのうちの１個が校正ステップにある間においては、少なくとも３個の他の振動ジャイロスコープによって与えられる測定量が、方位測定の参照を与えるために使用される。
【００９３】
さらに、正確には、校正操作は、種々の位置での振動、及び校正されるべき振動ジャイロスコープからの相当する測定量を取ることを含んでいる。そのとき、３個の他のジャイロスコープによって測定されるこれらの測定量から、支持部(bearer)の真の回転が十分に低減される。
【００９４】
本発明の実施の形態では、この操作は、全ての振動ジャイロスコープのために連続して繰り返される。
【００９５】
３個の振動ジャイロスコープは、従来の３つの直角線に基づいて方位測量され、４個の振動ジャイロスコープは、正三角錐の中心から各頂点に向かう方向（the trisector）に向く直線に基づいて方位測定される。
【００９６】
ここで、振動ジャイロスコープの構成は、以下の方法によって、さらに確実にされる。
【００９７】
校正中におけるジャイロスコープの測定量と、３個の他の振動ジャイロスコープを含む第２の角度測定手段の測定量との間に、異なるＤが計算される。この計算されたＤは、校正されるべき振動ジャイロスコープの振動位置を変化させる指示が適用されるときに、実行される。
【００９８】
Ｄは、位置変化を生成するために使用される倍率が、それ自体、正確に知られていない場合でさえも、正確に知られるように回転された振動による角度である。校正中においてジャイロスコープによって測定されたこの明瞭な回転は、ナビゲーションの計算から減じることができる。
【００９９】
この計算は、また、振動が与えられた位置から離れた位置においてその期間内に実行される。このように、変化位置への指示を適用することによって、振動位置は、ｋ個の位置に分割され、値Ｄはこれらｋ個の位置の各々のために記録される。このように、ジャイロスコープの測定誤差は、振動位置の関数として知られており、更新された誤差動向の調和のとれたモデルとなる。
【０１００】
この処置は、同じ３個のジャイロスコープがいつもナビゲーション、誤差モデルに関する更新を介して紹介された修正、及び、ナビゲーションに使用されるジャイロスコープで回避される一時的な切り替えに使用されることを意味する。
【０１０１】
与えられた振動位置を乱す支持物が実質的に動く場合には、動向モデルの更新を中止し、後に延期することが好ましい。
【０１０２】
本発明の原則を、内部ユニット、及び該内部ユニットの振動ジャイロスコープの校正に適用することにより、ユニットの使用において、どんなときにも分かりやすい方法で校正を実行することができる。実際、そのようなジャイロスコープシステムは、振動ジャイロスコープの１つが校正ステップにある場合でさえも、方向参照を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムによる測定方法のメインステップを示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムによって与えられた測定値の変化を示す図である。
【図３】本発明の実施の一形態を示すものであって、ジャイロスコープシステムの構成を示すブロック図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、その振動位置を複数の振動位置の中で変化させ、かつ該複数の振動位置の１つの振動位置での、測定軸に沿う第１の測定角度を与えるように設計された第１の零基準角度を有する第１の角度測定手段としての振動ジャイロスコープと、
上記測定軸に沿う第２の測定角度を与えるように設計された第２の零基準角度を有する第２の角度測定手段とを含むジャイロスコープシステムによる測定方法であって、
上記第１の角度測定手段における振動位置の変化を実行するために、
（ａ）上記複数の振動位置における現在の振動位置にて振動する第１の角度測定手段によって第１の角度値を与えると同時に、第２の角度測定手段によって第２の角度値を与えると共に、
与えられた第１及び第２の角度値の比較に基づいて第２の零基準角度を適用することによって、修正された第２の角度値を推論する第１期間、
（ｂ）第１の角度測定手段の振動位置を、現在の振動位置から上記複数の振動位置における他の振動位置へ変化させる第２期間、
（ｃ）第１の角度測定手段によって第１の角度値を与えると同時に、第２の角度測定手段によって第２の角度値を与えると共に、
与えられた第１及び第２の角度値の比較に基づいて、第１の零基準角度を適用することによって、修正された第１の角度値を推論する第３期間、
を含むジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項２】
前記ジャイロスコープシステムは、
前記ステップ（ａ）の前及びその間、並びにステップ（ｃ）の後では、第１の角度測定手段によって角度値を与えると共に、
前記ステップ（ｂ）とステップ（ｃ）との間では、第２の角度測定手段によって角度値を与える請求項１記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項３】
前記ステップ（ａ）から（ｃ）に基づく第１の角度測定手段の振動位置の変化は、連続して数回繰り返される請求項１又は２記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項４】
前記ジャイロスコープシステムは、３以上の整数であるＮ個の振動ジャイロスコープを含み、
上記Ｎ個のジャイロスコープは、複数の振動位置におけるそれぞれのジャイロスコープ振動位置に変化するように設計され、かつ上記複数の振動位置の各振動位置において、それぞれの測定軸に沿うそれぞれの角度値の測定を与えるように設計されており、
第１の角度測定手段は、Ｎ個の振動ジャイロスコープのうちのいずれか１つに相当することができ、
第２の角度測定手段は、システムのＮ−１個における他のジャイロスコープのうちのいずれかに相当することができると共に、第１の角度測定手段の測定軸に沿った第２の零基準角度に対する角度測定量を与えるように設計されている請求項１記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項５】
少なくとも２つの前記測定軸は、垂直である請求項４記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項６】
前記Ｎは３であると共に、
３個の振動ジャイロスコープは、２つずつが互いに同一平面上に存在しかつ非共通の直線からなる測定軸を持っている請求項４記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項７】
前記Ｎは３であると共に、
３個の振動ジャイロスコープは、それぞれの測定軸の間の角度が実質的に１２０°に等しくなるように、同じ平面上に位置している請求項４記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項８】
前記Ｎは４であると共に、
４個の振動ジャイロスコープは、それぞれの測定軸が、正三角錐の中心から各頂点に向かう方向に向くように、空間に位置している請求項４記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項９】
前記Ｎは４であると共に、
４個の振動ジャイロスコープは、３つずつでは同一平面上にはなく、かつ２つずつでは非共通の直線からなる測定軸を有している請求項４記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項１０】
前記複数の振動位置における各振動位置は、３６０度を整数にて区分した角度値にて連続的に分割されている請求項１〜９のいずれか１項に記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項１１】
前記複数の振動位置における各振動位置は、０と２πラジアンとの間で使用される振動位置を割り当てるように決定されている請求項１〜１０のいずれか１項に記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項１２】
第１及び第２の修正された角度値、又は第１若しくは第２のいずれか一方の修正された角度値を、倍率より得る請求項１〜１１のいずれか１項に記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項１３】
その振動位置を複数の振動位置の中で変化させ、かつ該複数の振動位置における１つの振動位置での、測定軸に沿う第１の測定角度を与えるように設計された第１の零基準角度を有する第１の角度測定手段としての振動ジャイロスコープと、
複数の振動位置における１つの振動位置に変化し、該複数の振動位置における１つの振動位置での、上記測定軸に沿う第２の測定角度を与えるように設計された第２の零基準角度を有する第２の角度測定手段とを含み、
さらに、
一定時間内に得られた第１及び第２の角度値の比較に基づいて、第２の零基準角度を適用することによって修正された第２の角度値を与えるように設計された、該第２の角度値を修正するユニットと、
他の一定時間内に得られた第１及び第２の角度値の比較に基づいて、第１の零基準角度を適用することによって、修正された第１の角度値を与えるように設計された、該第１の角度値を修正するユニットと、
を含み、
上記第１及び第２の角度値を修正するユニットは、少なくとも第１の角度測定手段の振動位置が変化する間に使用されるジャイロスコープの測定システム。
【請求項１４】
前記角度値は、第１の角度測定手段の振動位置が変化する間に、第１の角度測定手段と第２の角度測定手段とによって、交互に与えられる請求項１３記載のジャイロスコープの測定システム。
【請求項１５】
３以上の整数からなるＮ個の振動ジャイロスコープを含み、
Ｎ個の振動ジャイロスコープは、複数の振動位置における各振動ジャイロスコープの振動位置に変化するように設計され、かつ上記複数の振動位置におけるそれぞれの振動位置での各測定軸に沿う角度値の各測定量を与えるように設計されており、
上記Ｎ個の振動ジャイロスコープのいずれか１つが第１の角度測定手段に相当し、
システムのＮ−１個の他の振動ジャイロスコープに基づくいくつかのジャイロスコープが第２の角度測定手段に相当し、
上記第１の角度測定手段は、第１の角度測定手段の測定軸に沿った第２の零基準角度に対する角度測定量を与えるように設計されている請求項１３又は１４記載のジャイロスコープの測定システム。
【請求項１６】
前記Ｎは３であると共に、
３個の振動ジャイロスコープは、２つずつが互いに同一平面上に存在しかつ非共通の直線からなる測定軸を持っている請求項１５記載のジャイロスコープの測定システム。
【請求項１７】
前記Ｎは３であると共に、
３個の振動ジャイロスコープは、それぞれの測定軸の間の角度が実質的に１２０°に等しくなるように、同じ平面上に位置している請求項１５記載のジャイロスコープの測定システム。
【請求項１８】
前記Ｎは４であると共に、
４個の振動ジャイロスコープは、それぞれの測定軸が、正三角錐の中心から各頂点に向かう方向に向くように、空間に位置している請求項１５記載のジャイロスコープの測定システム。
【請求項１９】
前記Ｎは４であると共に、
４個の振動ジャイロスコープは、３つずつでは同一平面上にはなく、かつ２つずつでは非共通の直線からなる測定軸を有している請求項１５記載のジャイロスコープの測定システム。
【請求項１】
少なくとも、その振動位置を複数の振動位置の中で変化させ、かつ該複数の振動位置の１つの振動位置での、測定軸に沿う第１の測定角度を与えるように設計された第１の零基準角度を有する第１の角度測定手段としての振動ジャイロスコープと、
上記測定軸に沿う第２の測定角度を与えるように設計された第２の零基準角度を有する第２の角度測定手段とを含むジャイロスコープシステムによる測定方法であって、
上記第１の角度測定手段における振動位置の変化を実行するために、
（ａ）上記複数の振動位置における現在の振動位置にて振動する第１の角度測定手段によって第１の角度値を与えると同時に、第２の角度測定手段によって第２の角度値を与えると共に、
与えられた第１及び第２の角度値の比較に基づいて第２の零基準角度を適用することによって、修正された第２の角度値を推論する第１期間、
（ｂ）第１の角度測定手段の振動位置を、現在の振動位置から上記複数の振動位置における他の振動位置へ変化させる第２期間、
（ｃ）第１の角度測定手段によって第１の角度値を与えると同時に、第２の角度測定手段によって第２の角度値を与えると共に、
与えられた第１及び第２の角度値の比較に基づいて、第１の零基準角度を適用することによって、修正された第１の角度値を推論する第３期間、
を含むジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項２】
前記ジャイロスコープシステムは、
前記ステップ（ａ）の前及びその間、並びにステップ（ｃ）の後では、第１の角度測定手段によって角度値を与えると共に、
前記ステップ（ｂ）とステップ（ｃ）との間では、第２の角度測定手段によって角度値を与える請求項１記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項３】
前記ステップ（ａ）から（ｃ）に基づく第１の角度測定手段の振動位置の変化は、連続して数回繰り返される請求項１又は２記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項４】
前記ジャイロスコープシステムは、３以上の整数であるＮ個の振動ジャイロスコープを含み、
上記Ｎ個のジャイロスコープは、複数の振動位置におけるそれぞれのジャイロスコープ振動位置に変化するように設計され、かつ上記複数の振動位置の各振動位置において、それぞれの測定軸に沿うそれぞれの角度値の測定を与えるように設計されており、
第１の角度測定手段は、Ｎ個の振動ジャイロスコープのうちのいずれか１つに相当することができ、
第２の角度測定手段は、システムのＮ−１個における他のジャイロスコープのうちのいずれかに相当することができると共に、第１の角度測定手段の測定軸に沿った第２の零基準角度に対する角度測定量を与えるように設計されている請求項１記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項５】
少なくとも２つの前記測定軸は、垂直である請求項４記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項６】
前記Ｎは３であると共に、
３個の振動ジャイロスコープは、２つずつが互いに同一平面上に存在しかつ非共通の直線からなる測定軸を持っている請求項４記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項７】
前記Ｎは３であると共に、
３個の振動ジャイロスコープは、それぞれの測定軸の間の角度が実質的に１２０°に等しくなるように、同じ平面上に位置している請求項４記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項８】
前記Ｎは４であると共に、
４個の振動ジャイロスコープは、それぞれの測定軸が、正三角錐の中心から各頂点に向かう方向に向くように、空間に位置している請求項４記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項９】
前記Ｎは４であると共に、
４個の振動ジャイロスコープは、３つずつでは同一平面上にはなく、かつ２つずつでは非共通の直線からなる測定軸を有している請求項４記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項１０】
前記複数の振動位置における各振動位置は、３６０度を整数にて区分した角度値にて連続的に分割されている請求項１〜９のいずれか１項に記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項１１】
前記複数の振動位置における各振動位置は、０と２πラジアンとの間で使用される振動位置を割り当てるように決定されている請求項１〜１０のいずれか１項に記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項１２】
第１及び第２の修正された角度値、又は第１若しくは第２のいずれか一方の修正された角度値を、倍率より得る請求項１〜１１のいずれか１項に記載のジャイロスコープシステムによる測定方法。
【請求項１３】
その振動位置を複数の振動位置の中で変化させ、かつ該複数の振動位置における１つの振動位置での、測定軸に沿う第１の測定角度を与えるように設計された第１の零基準角度を有する第１の角度測定手段としての振動ジャイロスコープと、
複数の振動位置における１つの振動位置に変化し、該複数の振動位置における１つの振動位置での、上記測定軸に沿う第２の測定角度を与えるように設計された第２の零基準角度を有する第２の角度測定手段とを含み、
さらに、
一定時間内に得られた第１及び第２の角度値の比較に基づいて、第２の零基準角度を適用することによって修正された第２の角度値を与えるように設計された、該第２の角度値を修正するユニットと、
他の一定時間内に得られた第１及び第２の角度値の比較に基づいて、第１の零基準角度を適用することによって、修正された第１の角度値を与えるように設計された、該第１の角度値を修正するユニットと、
を含み、
上記第１及び第２の角度値を修正するユニットは、少なくとも第１の角度測定手段の振動位置が変化する間に使用されるジャイロスコープの測定システム。
【請求項１４】
前記角度値は、第１の角度測定手段の振動位置が変化する間に、第１の角度測定手段と第２の角度測定手段とによって、交互に与えられる請求項１３記載のジャイロスコープの測定システム。
【請求項１５】
３以上の整数からなるＮ個の振動ジャイロスコープを含み、
Ｎ個の振動ジャイロスコープは、複数の振動位置における各振動ジャイロスコープの振動位置に変化するように設計され、かつ上記複数の振動位置におけるそれぞれの振動位置での各測定軸に沿う角度値の各測定量を与えるように設計されており、
上記Ｎ個の振動ジャイロスコープのいずれか１つが第１の角度測定手段に相当し、
システムのＮ−１個の他の振動ジャイロスコープに基づくいくつかのジャイロスコープが第２の角度測定手段に相当し、
上記第１の角度測定手段は、第１の角度測定手段の測定軸に沿った第２の零基準角度に対する角度測定量を与えるように設計されている請求項１３又は１４記載のジャイロスコープの測定システム。
【請求項１６】
前記Ｎは３であると共に、
３個の振動ジャイロスコープは、２つずつが互いに同一平面上に存在しかつ非共通の直線からなる測定軸を持っている請求項１５記載のジャイロスコープの測定システム。
【請求項１７】
前記Ｎは３であると共に、
３個の振動ジャイロスコープは、それぞれの測定軸の間の角度が実質的に１２０°に等しくなるように、同じ平面上に位置している請求項１５記載のジャイロスコープの測定システム。
【請求項１８】
前記Ｎは４であると共に、
４個の振動ジャイロスコープは、それぞれの測定軸が、正三角錐の中心から各頂点に向かう方向に向くように、空間に位置している請求項１５記載のジャイロスコープの測定システム。
【請求項１９】
前記Ｎは４であると共に、
４個の振動ジャイロスコープは、３つずつでは同一平面上にはなく、かつ２つずつでは非共通の直線からなる測定軸を有している請求項１５記載のジャイロスコープの測定システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２０１１−５０６９９１（Ｐ２０１１−５０６９９１Ａ）
【公表日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３８７８１（Ｐ２０１０−５３８７８１）
【出願日】平成２０年１２月１９日（２００８．１２．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０６８１２３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０８３５１９
【国際公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【出願人】（５０６０１０１５０）サジェム デファンス セキュリテ (14)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１９日（２００８．１２．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０６８１２３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０８３５１９
【国際公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【出願人】（５０６０１０１５０）サジェム デファンス セキュリテ (14)
【Ｆターム（参考）】
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