(57)【要約】      （修正有）【課題】ジャイロスコープにおける強制及びピックオフ電極の位置ずれに伴う誤差を補償する。【解決手段】平面共振器１０４はその周囲に、約０度、４５度、９０度、１３５度の軸２０８、２１０、２１２、２１４に沿って、第１、第２、第３、第４半径方向グループに配列された複数の電極を備える。第１期間中、制御部は、第１半径方向電極グループに、平面共振器において駆動発振を誘起し、第３半径方向電極グループに、駆動発振を検知し、第２半径方向電極グループに、コリオリ力誘起発振を検知し、第４半径方向電極グループに、コリオリ力誘起発振を無効にするよう指令する。第２期間において、第２半径方向電極グループに、平面共振器内において駆動発振を誘起し、第４半径方向電極グループに、その駆動発振を検知し、第１半径方向電極グループに、コリオリ力誘起発振を検知し、第３半径方向電極グループに、コリオリ力誘起発振を無効にするよう指令。【選択図】図２
2010071985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面共振器用の制御部を備えた装置であって、
制御部は、平面共振器の周囲に、それぞれ、約０度、４５度、９０度、及び１３５度で、第１、第２、第３、及び第４軸に沿って、少なくとも第１、第２、第３、及び第４半径方向グループに配列された複数の電極に指令するよう構成されており、
制御部は、第１期間において、
第１半径方向電極グループに指令して、平面共振器において駆動発振を誘起し、
第３半径方向電極グループに指令して、平面共振器における駆動発振を検知し、
第２半径方向電極グループに指令して、コリオリ力誘起発振を検知し、
第４半径方向電極グループに指令して、コリオリ力誘起発振を無効にする
ように制御するよう構成されており、
制御部は、第１期間後の第２期間において、
第２半径方向電極グループに指令して、平面共振器において駆動発振を誘起し、
第４半径方向電極グループに指令して、平面共振器における駆動発振を検知し、
第１半径方向電極グループに指令して、コリオリ力誘起発振を検知し、
第３半径方向電極グループに指令して、コリオリ力誘起発振を無効にする
ように制御するよう構成されている
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
第１、第２、第３、及び第４半径方向電極グループの複数の電極は、平面共振器の中心支持部を中心として、１つおきの同心環に配列されており、
第１、第２、第３、及び第４軸は、平面共振器の直径に沿って延び、平面共振器の中心支持部をほぼ通過するよう構成されている
ことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、第１、第２、第３、及び第４半径方向電極グループは、平面共振器の中心支持部の対向側に、それぞれ、第１、第２、第３、及び第４軸に沿って電極を備えていることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、制御部は、第２期間後の第３期間において、
第１半径方向電極グループに指令して、平面共振器において駆動発振を誘起し、
第３半径方向電極グループに指令して、平面共振器における駆動発振を検知し、
第２半径方向電極グループに指令して、コリオリ力誘起発振を検知し、
第４半径方向電極グループに指令して、コリオリ力誘起発振を無効にする
ように制御するよう構成されていることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置において、制御部は、コリオリ力誘起発振に基づいて、平面共振器の角速度を判定するよう構成されていることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、複数の電極及び平面共振器は、第１ジャイロスコープの一部を構成しており、
第１期間は、第１ジャイロスコープの通常極性に対応し、第２期間は、第１ジャイロスコープの逆極性に対応し、
制御部は、第２ジャイロスコープの複数の電極に指令するように構成され、かつ、第１及び第２ジャイロは同じ検知軸を備えており、
制御部は、第１ジャイロスコープ及び第２ジャイロスコープを通常極性と逆極性との間で遷移させるために、複数の切換を実行するように制御するよう構成されている
ことを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、角速度は、第１ジャイロスコープ及び第２ジャイロスコープの角速度であり、
制御部は、第１及び第２ジャイロスコープから出力を受け取るカルマン・フィルタを用いることによって、角速度を判定するように構成されている
ことを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７記載の装置において、
制御部は、第１及び第２ジャイロスコープのそれぞれの極性が、
第１期間中、通常及び通常、
第２期間中、逆及び通常、
第３期間中、逆及び逆、
第４期間中、通常及び逆
となるように、複数の切換を行うように構成されており、
制御部は、バイアス信号のための補償で平面共振器の角速度を判定するために、第１、第２、第３、及び第４期間に取り込んだ第１及び第２ジャイロスコープからの出力の測定値を用いるように構成されている
ことを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項８記載の装置において、制御部は、所定のセットアップ時間後の第１、第２、第３、及び第４期間中に、第１及び第２ジャイロスコープからの出力を測定するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項９記載の装置において、第１、第２、第３、及び第４期間の持続期間は、第１及び第２ジャイロスコープの自然積分時間に基づいていることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の装置において、
制御部は、複数のジャイロスコープと通信可能に接続されており、複数のジャイロスコープは第１及び第２ジャイロスコープを含み、複数のジャイロスコープは同じ検知軸を備えており、
制御部は、総当たり手順によって、複数のジャイロスコープの複数の切換を行うように構成されている
ことを特徴とする装置。
【請求項１２】
平面共振器を制御する方法であって、平面共振器の周囲にそれぞれ、０度、４５度、９０度、及び１３５度で、第１、第２、第３、及び第４半径方向電極グループが第１、第２、第３、及び第４軸に沿って配列されている、方法において、
第１時間期間中に、第１半径方向電極グループに、平面共振器において駆動発振を誘起するように指令するステップと、
第１時間期間中に、第３半径方向電極グループに、平面共振器における駆動発振を検知するように指令するステップと、
第１時間期間中に、第２半径方向電極グループに、コリオリ力誘発発振を検知するように指令するステップと、
第１時間期間中に、第４半径方向電極グループに、コリオリ力誘発発振を無効にするように指令するステップと、
第１時間期間後の第２時間期間中に、第２半径方向電極グループに、平面共振器において駆動発振を誘起するように指令するステップと、
第２時間期間中に、第４半径方向電極グループに、平面共振器における駆動発振を検知するように指令するステップと、
第２時間期間中に、第１半径方向電極グループに、コリオリ力誘発発振を検知するように指令するステップと、
第２時間期間中に、第３半径方向電極グループに、コリオリ力誘発発振を無効にするように指令するステップと
を備えていることを特徴とする方法方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法において、該方法はさらに、
第２期間後の第３期間中に、第１半径方向電極グループに、平面共振器において駆動発振を誘起するように指令するステップと、
第３期間中に、第３半径方向電極グループに、平面共振器における駆動発振を検知するように指令するステップと、
第３期間中に、第２半径方向電極グループに、コリオリ力誘起発振を検知するように指令するステップと、
第３期間中に、第４半径方向電極グループに、コリオリ力誘起発振を無効にするように指令するステップと
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の方法において、該方法はさらに、
コリオリ力誘起発振に基づいて、平面共振器の角速度を判定するステップ
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１２記載の方法において、平面共振器が第１ジャイロスコープに備えられており、該方法はさらに、
第１ジャイロスコープを第１期間から第２期間に遷移させるために、第１の切換を行うステップと、
第１及び第２ジャイロの自己較正を実行するために、第１期間中における第１ジャイロスコープ及び第２ジャイロスコープからの測定値を処理し、第２期間中における第１ジャイロスコープ及び第２ジャイロスコープからの測定値を処理するステップと
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法において、第２の切換を行うステップは、第１の切換から所定の期間後に実行されることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法において、該方法はさらに、
総当たり手順によって、複数のジャイロスコープを遷移させるために複数の切換を行うステップを備えており、
複数のジャイロスコープは、第１及び第２ジャイロスコープからなり、複数の切換は、所定の期間だけ離れていることを特徴とする方法。
【請求項１８】
ジャイロスコープの平面共振器を制御する方法であって、
第１期間中に、ジャイロスコープの複数の電極に、
ジャイロスコープの平面共振器の第１直交軸集合に沿って駆動発振を誘起しかつ検知し、
平面共振器の第２直交軸集合に沿ってコリオリ力誘起発振を検知しかつ無効にする
ように指令するステップであって、第１直交軸集合は第２直交軸集合から４５度ずれている、ステップと、
第２期間中に、ジャイロスコープの複数の電極に、
第２直交軸集合に沿って駆動発振を誘起しかつ検知し、
第２直交軸集合に沿ってコリオリ力誘起発振を検知しかつ無効にする
ように指令するステップと
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法において、第１ジャイロスコープが平面共振器を備えており、該方法はさらに、
第１ジャイロスコープを第１期間から第２期間に遷移させるために、第１の切換を行うステップと、
第１及び第２ジャイロの自己較正を実行するために、第１期間中における第１ジャイロスコープ及び第２ジャイロスコープからの測定値を処理し、第２期間中における第１ジャイロスコープ及び第２ジャイロスコープからの測定値を処理するステップと
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法において、
該方法はさらに、総当たり手順によって、複数のジャイロスコープを遷移させるために複数の切換を行うステップを備えており、
複数のジャイロスコープは、第１及び第２ジャイロスコープであって、複数の切換は、所定の期間だけ分離されている
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、ジャイロスコープに関し、更に特定すれば、ジャイロスコープの自己較正に関する。
【背景技術】
【０００２】
現状では、ジャイロ及び加速度計のバイアス、倍率、及び位置合わせの較正は、最終的な容認検査においてシステム・レベルで温度に関して行われている。熱モデルを生成し、システムのプロセッサに格納する。熱モデルを用いて、ジャイロの出力信号を温度変動に対して補正する。熱モデルに対する残余誤差及び経時的不安定性から、慣性系の最終的な性能限界を判断する。
E.J. Loper and D.D. Lynch ("Hemispherical Resonator Gyro: Status Report and Test Results"（半球状共振ジャイロ）、 National Technical Meeting of the Institute of Navigation, 17-19 January 1984 at San Diego, CA)（非特許文献１）は、バイアス・ドリフトを平均化するために共振器のパターン角度を設定し直す方法を開示している。Hayworth（NASA TECH BRIEF Vol. 27, 10 for October 2003 - JPL NEW TECHNOLOGY REPORT NPO-30449）（非特許文献２）は、駆動及び検知ピックオフ電極の駆動及び検知強制電極(drive and sense forcer electrodes)との相互交換を開示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】E.J. Loper and D.D. Lynch、"Hemispherical Resonator Gyro: Status Report and Test Results"（半球状共振ジャイロ）
【非特許文献２】Hayworth, NASA TECH BRIEF Vol. 27, 10 for October 2003 - JPL NEW TECHNOLOGY REPORT NPO-30449
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来技術文献の手法では、強制及びピックオフ電極の位置ずれに伴う誤差が生ずる。本発明は、このような従来例の問題点を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、一実施態様において、装置を包括的に含む。この装置は、平面共振器の周囲に、それぞれ、約０度、４５度、９０度、及び１３５度で、第１、第２、第３、及び第４軸に沿って、少なくとも第１、第２、第３、及び第４半径方向グループに配列された複数の電極に指令する（すなわち、信号を供給する）ように構成されている制御部を備えている。第１期間中、制御部は、第１半径方向電極グループに、平面共振器において駆動発振を誘起し、第３半径方向電極グループに、駆動発振を検知し、第２半径方向電極グループに、コリオリ力誘起発振を検知し、第４半径方向電極グループに、コリオリ力誘起発振を無効にするように指令するように構成されている。第１期間後の第２期間において、制御部は、第２半径方向電極グループに、平面共振器内において駆動発振を誘起し、第４半径方向電極グループに、駆動発振を検知し、第１半径方向電極グループに、コリオリ力誘起発振を検知し、第３半径方向電極グループに、コリオリ力誘起発振を無効にするように指令するように構成されている。
【０００６】
本発明の別の実施態様は、方法を包括的に含む。該方法においては、第１期間中に、第１半径方向電極グループに、平面共振器において駆動発振を誘起するように指令し、第３半径方向電極グループに、駆動発振を検知するように指令し、第２半径方向電極グループに、コリオリ力誘起発振を検知するように指令し、第４半径方向電極グループに、コリオリ力誘起発振を無効にするように指令する。第１期間後の第２期間中に、第２半径方向電極グループに、平面共振器において駆動発振を誘起するように指令し、第４半径方向電極グループに、駆動発振を検知するように指令し、第１半径方向電極グループに、コリオリ力誘起発振を検知するように指令し、第３半径方向電極グループに、コリオリ力誘起発振を無効にするように指令する。第１、第２、第３、及び第４半径方向電極グループは、平面共振器の周囲に、それぞれ、約０度、４５度、９０度、及び１３５度で第１、第２、第３、及び第４軸に沿って配列されている。
【０００７】
本発明の更に別の実施態様は、方法を包括的に含む。第１期間中に、ジャイロスコープの複数の電極に、ジャイロスコープの平面共振器の第１直交軸集合に沿って駆動発振を誘起し検知し、平面共振器の第２直交軸集合に沿ってコリオリ力誘起発振を検知し無効にするように指令する。第１直交軸集合は第２直交軸集合から４５度ずれている。第２期間中に、ジャイロスコープの複数の電極に、第２直交軸集合に沿って駆動発振を誘起し検知し、第２直交軸集合に沿ってコリオリ力誘起発振を検知し無効にするように指令する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】コリオリ振動性ジャイロ（ＣＶＧ）を構成する装置の一実施態様の上面図であり、ＣＶＧの共振器を示す図である。
【図２】図１の装置の上面図であり、共振器を有するＣＶＧの電極を更に示す図である。
【図３】図１の装置の上面図であり、ＣＶＧ及び制御部の基礎を更に示す図である。
【図４】図１の装置の少なくとも２つのＣＶＧを有する慣性ナビゲーション・ユニットを構成する装置の一実施態様の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照すると、例示したの装置１００は、コリオリ振動性ジャイロスコープ１０２（ＣＶＧ）、例えば、クラスＩＩ  ＣＶＧ、ディスク共振ジャイロ（ＤＲＧ）、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ジャイロ、半球状共振ジャイロ（ＨＲＧ）、又はリング共振ジャイロを備えている。ディスク共振ジャイロの一例は、Shcheglov et al.によって米国特許第７，０４０，１６３号において開示されている。その開示内容は、ここで引用したことにより本願にも含まれるものとする。ＣＶＧ１０２は、面内発振(in-plane oscillation)に合わせて構成されている、例えば、ディスク、短型シリンダ、又はその他の平面的外形に合わせて構成されている共振器１０４を備えている。一例では、共振器１０４は複数のスロットを備えている。一例では、スロットは、同心円円周セグメントから形成されている。図１に示す実施態様では、スロットは、「リング」内部にある隣接するスロットが約４５度離れるように配列されている。この実施態様では、スロットは、半径方向グループ１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６、１２８、１３０、１３２、１３４、及び１３６の中に配列されている。例えば、半径方向グループ１０６は３つのスロット１３８を備えており、半径方向グループ１０８は３つのスロット１４０を備えている。図１の実施態様では、半径方向グループの中にあるスロットは、１つ置きの同心円内に配列されている。一例では、共振器１０４は、中央支持部１４２によって基礎３０４（図３）に結合されている。共振器１０４は、単結晶シリコン（１１１結晶方位）及び溶融シリカ（クオーツ）のような、種々の材料に製作することができる。当業者には、代替材料も明白であろう。
【００１０】
図２に移ると、共振器１０４における複数のスロットが、共振器１０４内にある共振軸に沿って形成されている。共振器１０４の共振軸２０８、２１０、２１２、及び２１４が、図２に示されている。一例では、ＣＶＧ１０２は複数の電極２０２を備えている。一例では、複数の電極２０２は、共振器１０４のスロットの中に配置されている。更に別の例では、電極２０２はピラーによって基礎３０４に結合されているが、物理的に共振器１０４には接触していない。これは、当業者には明白であろう。図２の実施態様では、各スロットは２つの電極を備えている。例えば、半径方向グループ１１０の最外側スロットは、外側電極２０４及び内側電極２０６を備えている。代替実施態様では、個々のスロットは、０個の電極、１個の電極、複数の電極、及び単一又は多重エレメント電極の異なる構成を備えることができる。一例では、複数の電極２０２は、（１）共振器１０４に駆動発振を誘起するため、（２）共振器１０４の駆動発振を検知するため、（３）コリオリ誘起発振を検知するため、及び／又は（４）コリオリ誘起共振を無効にするため、の内の１つ以上に合わせて構成されている。
【００１１】
次に、図３を参照する。一例における複数の電極２０２は、複数の半径方向領域３０８、３１０、３１２、及び３１４に配列されており、隣接する領域は約４５度離れており、それぞれは、軸２０８、２１０、２１２、及び２１４を中心とする。例えば、半径方向領域３０８は、スロット１３８の中に電極を備えている。更に別の例では、半径方向領域３０８は、隣接するスロットの中にある電極の一部、例えば、スロット１４０の左側にある電極又は電極の一部を備えており、電極は細分割されているか又は多重エレメント電極である。一例では、制御部３０２が通信可能に電極２０２と接続されている。一例では、制御部３０２は、電極２０２との間で信号を送受信するように構成されており、これにより、駆動発振を駆動及び検知し、また、コリオリ誘起発振を無効化及び検知する。一例では、制御部３０２は、本明細書において記載するような、記録可能データ記憶媒体のインスタンス(instance)を備えている。
【００１２】
一例では、制御部３０２は、本明細書に記載するように、ジャイロの駆動モード及び検知モードを逆転することにより、ＣＶＧ１０２に対するジャイロ・バイアスの自己較正を可能にするように構成されている。この自己較正を備えた実施態様では、例えば、カルマン・フィルタ（図示せず）の使用により、ジャイロ・バイアスを連続的に測定し、除去する。２つ以上のジャイロ検知エレメントを利用する別の実施形態では、ジャイロ・バイアスの自己較正は、動的動作条件の下で行うことができる。これによって、以前では熱モデルの経時的なヒステリシスや不安定性のために補償できなかった誤差を、低減又は解消することが可能となる。
【００１３】
クラスＩＩ  ＣＶＧは、駆動軸及び検知軸を容易に相互交換することができる点において、他に類例を見ない。駆動軸及び検知軸を逆にすると、ジャイロの倍率極性は逆になるが、ジャイロ・バイアスの極性は不変のままである。これによって、入力レートの極性を逆にしたときの従来の較正の間と全く同じように、ジャイロ・バイアスの観察が可能になる。通常及び逆極性モードのジャイロ出力の処理は、米国特許第７，１０３，４７７号に記載されているように、入力レートを相殺しバイアス信号を倍増するために用いることができる。
【００１４】
説明の目的のために、装置１００の例示的な操作を説明する。一例では、ＣＶＧ１０２は「閉ループ」モードで動作する。第１期間中、制御部３０２は、半径方向領域３０８に、例えば、軸２０８に沿って駆動発振を平面共振器１０４の中に誘起するように指令する（例えば、その中にある電極２０２に指令する）。更に別の例では、制御部３０２は、半径方向領域３０８に対向し軸２０８に沿った半径方向領域にも、駆動発振を誘起するように指令する（例えば、半径方向グループ１２２ならびに半径方向グループ１２０及び１２４内部の電極２０２）。制御部３０２は、半径方向領域３１２に、平面共振器１０４における駆動発振を検知するように指令する。例えば、制御部３０２は、軸２１２に沿った電極２０２からのフィードバックを用いて、駆動発振の周波数、振幅、位相、又はその他の特性を規制する。
【００１５】
駆動発振とＣＶＧ１０２の角速度との組み合わせにより、例えば、軸２１０に沿った、平面共振器１０４におけるコリオリ力誘起発振が生ずる。一例では、制御部３０２は、半径方向領域３１０に、コリオリ力誘起発振を検知するように指令する（例えば、その中にある電極２０２に指令する）。更に別の例では、制御部は、半径方向領域３１０に対向し軸２１０に沿った半径方向領域にも、コリオリ力誘起発振を検知するように指令する。一例では、制御部３０２は、本明細書において説明するように、半径方向領域３１０における電極２０２からのフィードバックを用いて、ＣＶＧ１０２の角速度を判定する。別の例では、制御部３０２は、例えば、力再均衡モードで半径方向グループ３１４（例えば、軸２１４に沿った）に、コリオリ力誘起発振を無効にするように指令する。これは、当業者にはよく理解されるであろう。
【００１６】
一例では、制御部３０２は、ＣＶＧ１０２の切換時間を判定するように構成されている。別の例では、切換時間は所定値すなわち所定の持続期間であり、例えば、５秒、１分、５分、又はその他の適当な持続期間である。第１期間の持続期間が切換時間に達したときに、制御部３０２はＣＶＧ１０２の切換を実行する。第１期間中、軸２０８は波腹(anti-nodal)駆動軸からなり、軸２１０は節(nodal)ピックオフ軸からなり、軸２１２は波腹ピックオフ軸から成り、軸２１４は節駆動軸から成る。図２及び図３に示すように、波腹軸２０８及び２１２（例えば、駆動軸）は直交しており、節軸２１０及び２１４（検知軸）は直交しており、駆動軸及び検知軸は４５度ずれている。
【００１７】
切換時には、制御部３０２は、ＣＶＧ１０２の波腹軸及び節軸を相互交換し、相互交換した軸を用いて第２期間を開始する。これは、当業者にはよく理解されるであろう。第２期間中、制御部３０２は、半径方向領域３１０に、例えば、軸２１０に沿って、平面共振器１０４に駆動発振を誘起するように指令する（例えば、その中にある電極２０２に信号を供給する）。更に別の例では、制御部３０２は、半径方向領域３１０に対向し軸２１０に沿った半径方向領域にも、駆動発振を誘起するように指令する（例えば、半径方向グループ１２６ならびに半径方向グループ１２４及び１２８の一部の中にある電極２０２に信号を供給する）。制御部３０２は、半径方向領域３１４に、平面共振器１０４における駆動発振を検知するように指令する。例えば、制御部３０２は、軸２１４に沿った電極２０２からのフィードバックを用いて、駆動発振の周波数、振幅、位相、又はその他の特性を制御する。
【００１８】
相互交換された軸により、駆動発振とＣＶＧ１０２の角速度との組み合わせから、軸２０８に沿って平面共振器１０４においてコリオリ力誘起発振が生ずる。一例では、制御部３０２は半径方向領域３０８に、コリオリ力誘起発振を検知するように指令する（例えば、その中にある電極２０２に指令する）。更に別の例では、制御部は、半径方向領域３０８と対向し軸２０８に沿った半径方向領域にも、コリオリ力誘起発振を検知するように指令する。一例では、制御部３０２は半径方向領域３０８の中にある電極２０２からのフィードバックを用いて、本明細書に記載するように、ＣＶＧ１０２の角速度を判定する。別の例では、制御部３０２は、半径方向グループ３１２（例えば、軸２１２に沿った）に、例えば、力再均衡モードにおいて、コリオリ力誘起発振を無効にするように指令する。
【００１９】
一例では、制御部３０２はＣＶＧ１０２の倍率の極性を逆にするための切換を行うが、ＣＶＧ１０２のバイアスは不変のままである。これによって、ＣＶＧ１０２のバイアスを観察することが可能になる。通常の極性モード（例えば、第１期間におけるＣＶＧ）の出力を逆極性モード（例えば、第２期間におけるＣＶＧ）の出力を用いて処理することにより、角速度を相殺し、バイアスを倍増する。一例では、制御部３０２は第１ＣＶＧから通常の極性で、そして第２ＣＶＧから逆の極性で、同時に測定値を取り込む。制御部３０２は、波腹駆動電極（軸２０８）を節ピックオフ電極（軸２１０）と相互交換し、そして、波腹ピックオフ電極（軸２１２）を節駆動電極（軸２１４）と相互交換することによって、電極２０２の位置ずれによる誤差を回避する。
【００２０】
次に、図４を参照する。一例の慣性ナビゲーション・システム４０２は、制御部４０４と、少なくとも２つのジャイロスコープ、例えば、ＣＶＧ４０６、４０８、４１０、及び４１２を備えている。ＣＶＧ４０６、４０８、４１０、及び４１２は、ＣＶＧ１０２に類似しているものである。更に別の例では、少なくとも２つのジャイロスコープは、四面体形状とした４つのジャイロスコープで構成されている。制御部４０４は、制御部３０２に類似したものであり、複数のＣＶＧ４０６、４０８、４１０、及び４１２と通信可能に接続されている。一例において、制御部４０４は、少なくとも２つのジャイロスコープからの出力を処理するために、カルマン・フィルタ（図示せず）を備えている。出力処理の例は、米国特許第７，１０３，４７７号に記載されている。その開示内容は、ここで引用したことにより、本願にも含まれるものとする。ＣＶＧからのバイアス誤差信号は、２つの状態すなわち通常状態及び逆状態を有し、これらは検知したＣＶＧ入力値とバイアス誤差信号との間の符号関係に対応する。例えば、「＋」関係は、バイアス信号を検知入力信号に加算することを表し、「−」関係は、検知入力信号からバイアス信号を減算することを表す。「通常」関係は、実施する誤差補正の形式にしたがって「＋」又は「−」関係のいずれにもなる可能性がある。「逆」関係は、通常関係とは逆の符号を表す。この例では、通常及び逆は、それぞれ、「＋」及び「−」関係に対応する。
【００２１】
一例では、少なくとも２つのジャイロスコープは、同じ検知軸を用いて（例えば、平行なそれぞれの中心支持部１４２を用いて）構成されている。一例では、制御部４０４は、少なくとも２つのジャイロスコープの電極に、該ジャイロスコープが交互のバイアス極性を有するようにするための信号を供給する。これに応じて、制御部４０４は、第１ジャイロスコープの出力を通常極性モードで（例えば、第１期間中）処理し、第２ジャイロスコープの出力を逆極性モードで（例えば、第２時間間隔中）処理することができる。第１及び第２ジャイロスコープは同じ検知軸を備えているので、角速度は相殺され、バイアスは倍増する。一例では、制御部４０４は、ジャイロスコープのバイアスを測定し除去することによって、慣性ナビゲーション・システム４０２の自己較正を実行する。代替実施態様では、少なくとも２つの共振器を有する１つのジャイロスコープを、２つの別個のジャイロスコープの代わりに用い、この場合、少なくとも２つの共振器は交番極性を有する。更に別の実施態様では、１つの共振器を有する１つのジャイロスコープを、例えば、ジャイロコンパスの実施態様において用いることができる。
【００２２】
一例では、制御部４０４は、少なくとも２つの期間中、少なくとも２つのジャイロスコープからの出力の測定値を得る。別の例では、制御部４０４は４つの期間中に出力の測定値を得る。期間毎に、バイアス信号の１つを通常状態及び逆状態の間で連続的に変化させる。一例では、第１及び第２ＣＶＧに対して、４つの一意の組み合わせの中で連続的に変化させる。つまり、第１及び第２ＣＶＧ双方に対して通常極性、第１ＣＶＧに対して逆極性で第２ＣＶＧに対して通常極性、第１及び第２ＣＶＧ双方に対して逆極性、更に第１ＣＶＧに対して通常極性で第２ＣＶＧに対して逆極性とする。
【００２３】
一例では、制御部４０４は、切換後のＣＶＧの安定化を考慮して、所定のセットアップ時間後に測定値を取り込む。２つの期間中に得られた情報は、自己較正プロセスの一部として利用する。これにより、連続変化のレートが最大レートを定め、該最大レートにおける新たな較正情報を計算することができる。図１に示すような状態の４つの組み合わせ全てにわたって連続的に変化することが望ましいこともあるが、２つの時間間隔で２つのバイアス信号の一方の符号を変化させれば、バイアス誤差の計算を行うには十分な情報が得られることは、当業者にはよく理解されるであろう。
【００２４】
一例では、制御部４０４は、少なくとも２つのジャイロスコープについて切換時間を決定する。一例では、制御部４０４は、所定の期間、例えば、ジャイロスコープの自然積分時間(native integration time)だけ分離されるように切換時間を選択する。一例では、制御部４０４は少なくとも２つのジャイロの切換を総当たり技法によって実行する。例えば、制御部４０４は、ＣＶＧ４０６、ＣＶＧ４０８、ＣＶＧ４１０、ＣＶＧ４１２、ＣＶＧ４０６、ＣＶＧ４０８等の順に、ジャイロスコープの切換を実行する。
【００２５】
一例では、装置１００は、電子コンポーネント、ハードウェア・コンポーネント、及びコンピュータ・ソフトウェア・コンポーネントの１又は複数のコンポーネントを備えている。装置１００において、このような複数のコンポーネントを組み合わせることもでき、分割することもできる。装置１００のコンポーネントの一例は、プログラミング言語のいずれかで書かれた又はそれによって実装された１組及び／又は一連のコンピュータ命令を用いている。
【００２６】
一例では、装置１００は１つ以上のコンピュータ読み取り可能な信号記憶媒体を備えている。コンピュータ読み取り可能な信号記憶媒体は、本発明の実施態様の適宜の機能部分を実行するソフトウェア、ファームウェア、及び／又はアセンブリ言語を格納する。装置１００に合ったコンピュータ読み取り可能な信号記憶媒体の例には、制御部３０２の記録可能データ記憶媒体３０６が含まれる。一例では、装置１００に合ったコンピュータ読み取り可能な信号記憶媒体は、磁気、電気、光学、生物、及び原子データ記憶媒体の内１つ以上を含む。例えば、コンピュータ読み取り可能な信号記憶媒体は、フロッピ・ディスク、磁気テープ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ハード・ディスク・ドライブ、及び電子メモリを含む。
【００２７】
本明細書において記載したステップ又は動作は、単なる一例に過ぎない。本発明の主旨から逸脱することなく、これらのステップ又は動作には多くの変形があることは明らかであろう。例えば、前述のステップは、異なる順序で実行してもよく、あるいはステップを追加、削除、又は修正してもよい。
以上、本発明の実施形態例について詳しく図示し説明したが、本発明の主旨から逸脱することなく、種々の修正、追加、交換等を行うことができることは明白であり、したがってこれらは、以下の特許請求の範囲に定める本発明の範囲に該当するものとする。
【符号の説明】
【００２８】
１００    装置
１０２    コリオリ振動性ジャイロスコープ（ＣＶＧ）
１０４    共振器
１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６、１２８、１３０、１３２、１３４、１３６    半径方向グループ
１３８、１４０    スロット
２０２    電極
２０８、２１０、２１２、２１４    共振軸
３０８、３１０、３１２、３１４    半径方向領域
４０２    慣性ナビゲーション・システム
４０４    制御部
４０６、４０８、４１０、４１２    ジャイロスコープ
【図１】
2010071985.tif 000003
【図２】
2010071985.tif 000004
【図３】
2010071985.tif 000005
【図４】
2010071985.tif 000006