(57)【要約】【課題】簡素な構成によって負荷を計測する。【解決手段】負荷計測装置２０は、負荷計測用のアンテナ２０４、基準アンテナとなるアンテナ２０１、２０２、２０３、および、演算部２２０を備える。アンテナ２０４は、構造物における負荷の計測対象位置に配置されている。アンテナ２０１、２０２、２０３は、構造物における負荷の計測対象位置と異なる複数位置にそれぞれ配置されている。演算部２２０は、アンテナ２０４と複数のアンテナ２０１、２０２、２０３とで受信した測位信号を用いて、アンテナ２０１、２０２、２０３を基準としたアンテナ２０４の相対位置の変化を用いて、負荷を算出する。【選択図】  図１
2018193797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物における負荷の計測対象位置に配置された負荷計測用アンテナと、
前記構造物における前記計測対象位置と異なる位置にそれぞれ配置された複数の基準アンテナと、
前記負荷計測用アンテナと前記複数の基準アンテナとで受信した測位信号を用いて、前記複数の基準アンテナを基準とした前記負荷計測用アンテナの相対位置の変化を用いて、負荷を算出する演算部と、
を備える、負荷計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の負荷計測装置であって、
前記演算部は、
前記負荷計測用アンテナと前記複数の基準アンテナとで受信した測位信号の搬送波位相を用いて、前記負荷計測用アンテナと前記複数の基準アンテナとを結ぶ計測用基線ベクトルを算出する計測用基線ベクトル算出部と、
前記構造物に前記負荷が加わる前の状態における前記負荷計測用アンテナと前記複数の基準アンテナとを結ぶ基準基線ベクトルと、前記計測用基線ベクトルの少なくとも１つと、を用いて、負荷を算出する負荷算出部と、
を備える、負荷計測装置。
【請求項３】
請求項２に記載の負荷計測装置であって、
前記複数の基準アンテナで受信した前記測位信号の搬送波位相を用いて、前記構造物の基準姿勢角を算出する基準姿勢角算出部を備え、
前記負荷算出部は、
前記構造物に前記負荷が加わる前の状態における前記基準基線ベクトルを、前記構造物に固有の座標系によって定義して記憶しており、
前記基準基線ベクトルと、前記基準姿勢角と、前記計測用基線ベクトルと、を用いて、前記負荷を算出する、
負荷計測装置。
【請求項４】
請求項３に記載の負荷計測装置であって、
前記負荷算出部は、
前記基準姿勢角を用いて、前記構造物に固有の座標系と、前記測位信号を用いた座標系との座標変換行列を算出し、
該座標変換行列を用いて、前記基準基線ベクトルと前記計測用基線ベクトルとの座標を一致させて、前記負荷を算出する、
負荷計測装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の負荷算出装置であって、
前記基準姿勢角算出部は、
前記複数の基準アンテナで受信した前記測位信号の搬送波位相を用いて、前記複数の基準アンテナを結ぶ前記測位信号を用いた座標系の第１基線ベクトルを算出し、
予め定義されている前記構造物に固有の座標系の第２基線ベクトルと前記第１基線ベクトルとを用いて、前記基準姿勢角を算出する、
負荷計測装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の負荷計測装置であって、
前記基準アンテナは、一直線上に並ばない少なくとも３箇所に配置されており、
前記負荷計測用アンテナは、各基準アンテナを結ぶ基線上とは異なる位置に配置されている、
負荷計測装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の負荷計測装置であって、
前記基準アンテナは、２個であり、
該２個の基準アンテナは、前記構造物の基準線に対して平行に配置されており、
前記負荷計測用アンテナは、前記２個の基準アンテナを結ぶ直線上に配置されている、
負荷計測装置。
【請求項８】
請求項１に記載の負荷計測装置であって、
前記複数の基準アンテナは、少なくとも３箇所に設置された基準アンテナであり、
前記演算部は、
前記少なくとも３箇所に配置された基準アンテナを含む平面の法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出部と、
前記負荷計測用アンテナで受信した測位信号を用いて、前記負荷計測用アンテナの配置位置を算出する負荷計測用アンテナ位置算出部と、
前記法線ベクトルと、前記負荷計測用アンテナの配置位置とを用いて、負荷を算出する負荷算出部と、
を備える、負荷計測装置。
【請求項９】
請求項８に記載の負荷計測装置であって、
前記法線ベクトル算出部は、
前記少なくとも３箇所に配置された基準アンテナで受信した測位信号を用いて、前記少なくとも３箇所に配置された基準アンテナの各配置位置を算出し、
前記少なくとも３箇所に配置された基準アンテナを含む平面の法線ベクトルを算出する、
負荷計測装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の負荷計測装置であって、
前記負荷は、前記構造物のたわみまたはひずみである、
負荷計測装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の負荷計測装置であって、
前記構造物は船体である、
負荷計測装置。
【請求項１２】
構造物における負荷の計測対象位置に配置された負荷計測用アンテナと、前記計測対象位置と異なる位置にそれぞれ配置された複数の基準アンテナとで測位信号を受信し、
前記測位信号を用いて、前記複数の基準アンテナを基準とした前記負荷計測用アンテナの相対位置の変化を用いて、負荷を算出する、
負荷計測方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の負荷計測方法であって、
前記負荷の算出では、
前記負荷計測用アンテナと前記複数の基準アンテナとで受信した測位信号の搬送波位相を用いて、前記負荷計測用アンテナと前記複数の基準アンテナとを結ぶ計測用基線ベクトルを算出し、
前記構造物に前記負荷が加わる前の状態における前記負荷計測用アンテナと前記複数の基準アンテナとを結ぶ基準基線ベクトルと、前記計測用基線ベクトルの少なくとも１つと、を用いて、負荷を算出する、
負荷計測方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の負荷計測方法であって、
前記複数の基準アンテナは、少なくとも３箇所に設置された基準アンテナであり、
前記負荷の算出では、
前記少なくとも３箇所に配置された基準アンテナを含む平面の法線ベクトルを算出し、
前記負荷計測用アンテナで受信した測位信号を用いて、前記負荷計測用アンテナの配置位置を算出し、
前記法線ベクトルと、前記負荷計測用アンテナの配置位置とを用いて、負荷を算出する、
負荷計測方法。
【請求項１５】
構造物における負荷の計測対象位置に配置された負荷計測用アンテナと、前記計測対象位置と異なる位置にそれぞれ配置された複数の基準アンテナとで測位信号を受信する処理と、
前記測位信号を用いて、前記複数の基準アンテナを基準とした前記負荷計測用アンテナの相対位置の変化を用いて、負荷を算出する処理と、
を演算装置に実行させる負荷計測プログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の負荷計測プログラムであって、
前記負荷を算出する処理では、
前記負荷計測用アンテナと前記複数の基準アンテナとで受信した測位信号の搬送波位相を用いて、前記負荷計測用アンテナと前記複数の基準アンテナとを結ぶ計測用基線ベクトルを算出する処理と、
前記構造物に前記負荷が加わる前の状態における前記負荷計測用アンテナと前記複数の基準アンテナとを結ぶ基準基線ベクトルと、前記計測用基線ベクトルの少なくとも１つと、を用いて、負荷を算出する処理と、
を演算装置に実行させる負荷計測プログラム。
【請求項１７】
請求項１５に記載の負荷計測プログラムであって、
前記負荷を算出する処理では、
前記複数の基準アンテナとして少なくとも３箇所に配置された基準アンテナを含む平面の法線ベクトルを算出する処理と、
前記負荷計測用アンテナで受信した測位信号を用いて、前記負荷計測用アンテナの配置位置を算出する処理と、
前記法線ベクトルと、前記負荷計測用アンテナの配置位置とを用いて、負荷を算出する処理と、
を演算装置に実行させる負荷計測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶、航空機等の大型移動体を含む大型構造物の負荷を計測する負荷計測装置、負荷計測方法、および、負荷計測プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
大型商船等の船舶においては、航海や荷物の積載等によって、船体は応力を受ける。この応力によって、船体には、例えば、たわみ、ひずみ等の負荷が生じる。このような負荷の蓄積は、安全航海および操船等に影響を及ぼす程の船体の特性変化や、船体損傷に繋がる可能性がある。したがって、船体への負荷を計測することが望まれている。【０００３】
このため、従来、船体負荷を計測するシステムが各種考案されている。例えば、非特許文献１には、光ファイバ等と高精度センサとを用いた船体負荷モニタリングシステムが記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】インターネット、http://dspace.dsto.defence.gov.au/dspace/bitstream/desto/10246/1/DSTO-TR-2818%20PR.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献１に記載の構成では、大規模な設置工事が必要となり、且つ、簡素な構成によって、負荷を計測することができない。【０００６】
なお、このような負荷は、船舶に限るものではなく、航空機等の大型移動体において重要である。また、このような負荷は、大型移動体に限らず、大型構造物にも生じる問題である。【０００７】
したがって、本発明の目的は、簡素な構成によって負荷を計測できる負荷計測装置、負荷計測方法、および、負荷計測プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の負荷計測装置は、負荷計測用アンテナ、基準アンテナ、および、演算部を備える。負荷計測用アンテナは、構造物における負荷の計測対象位置に配置されている。複数の基準アンテナは、構造物における負荷の計測対象位置と異なる位置にそれぞれ配置されている。演算部は、負荷計測用アンテナと複数の基準アンテナとで受信した測位信号を用いて、複数の基準アンテナを基準とした負荷計測用アンテナの相対位置の変化を用いて、負荷を算出する。【０００９】
この構成では、負荷計測用アンテナと複数の基準アンテナとで受信した測位信号を用いることで、計測対象位置の変位が算出され、この変位によって計測対象位置の負荷が算出される。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、簡素な構成によって負荷を計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る負荷計測装置の機能ブロック図であり、（Ｂ）は、演算部の機能ブロック図である。
【図２】（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る負荷計測装置のアンテナの配置を示す平面図であり、（Ｂ）は、当該アンテナの配置を示す側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る負荷計測方法の第１のフローチャートである。
【図４】負荷の算出のフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る負荷計測装置の演算部の第２機能ブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る負荷計測方法の第２のフローチャートである。
【図７】基準姿勢角の算出方法のフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る負荷計測装置の機能ブロック図である。
【図９】（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る負荷計測装置のアンテナの配置を示す平面図であり、（Ｂ）は、当該アンテナの配置を示す側面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る負荷計測装置の機能ブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る負荷計測装置のアンテナの配置を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の第１の実施形態に係る負荷算出装置、負荷算出方法、および、負荷算出プログラムについて、図を参照して説明する。
【００１３】
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る負荷計測装置の機能ブロック図であり、図１（Ｂ）は、演算部の機能ブロック図である。図２（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る負荷計測装置のアンテナの配置を示す平面図であり、図２（Ｂ）は、当該アンテナの配置を示す側面図である。
【００１４】
図１（Ａ）に示すように、負荷計測装置２０は、アンテナ２０１、２０２、２０３、２０４、受信部２１１、２１２、２１３、２１４、および、演算部２２０を備える。図１（Ｂ）に示すように、演算部２２０は、計測用基線ベクトル算出部２２１、負荷算出部２２２、および、基準基線ベクトル記憶部２２３を備える。受信部２１１、２１２、２１３、２１４、および、演算部２２０は、これらの機能を実行するプログラムが記憶された記憶デバイスと、該記憶デバイスに記憶されたプログラムを実行する演算素子（ＣＰＵ等）とによって実現される。
【００１５】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すように、アンテナ２０１、２０２、２０３、２０４は、船体１００における測位信号を受信可能な位置に配置されている。
【００１６】
アンテナ２０４は、船体１００における負荷の計測位置に配置されている。船体１００への負荷とは、例えば、船体１００のたわみ、および、船体１００のひずみの少なくとも一方である。アンテナ２０１、２０２、２０３は、船体１００における変形の生じ難い位置にそれぞれ配置されている。船体１００における変形の生じ難い位置とは、絶対的に変形の生じ難い位置であることが好ましいが、少なくとも負荷の計測位置と比較して相対的に変形の生じ難い位置であればよい。アンテナ２０１、２０２、２０３が、本発明の「基準アンテナ」に対応し、アンテナ２０４が、本発明の「負荷計測用アンテナ」に対応する。なお、本実施形態に示す配置は、一例であり、例えば、船首の変形による負荷を計測する場合には、負荷計測用アンテナは船首に配置し、複数の基準アンテナは船体の船首と異なる箇所に配置すればよい。すなわち、基準アンテナは、船体における負荷計測位置と異なる位置に配置されていればよい。
【００１７】
アンテナ２０１、２０２、２０３は、１個のアンテナが他の２個のアンテナを通る直線上に並ばない位置に配置されている。
【００１８】
例えば、図２（Ａ）、図２（Ｂ）の例であれば、アンテナ２０４は、船体１００における船首１０１と船尾１０２とを結ぶ方向の中間位置に配置されている。アンテナ２０１、２０２は、船体１００の船尾１０２に近い、操舵室１１０の上に配置されており、アンテナ２０３は、船体１００の船首１０１に近い位置に配置されている。
【００１９】
より具体的には、船体座標系（ＸＢ，ＹＢ，ＺＢ）を次のように定義する。ＸＢ方向は、船体１００の船首線に平行であって、船尾１０２から船首１０１に向かう方向である。ＹＢ方向は、船首線（ＸＢ方向）に直交し、左舷から右舷に向かう方向である。ＺＢは、船首線（ＸＢ方向）とＹＢ方向とに直交し、甲板側から船底側に向かう方向である。
【００２０】
船体座標系のＸＢ方向において、アンテナ２０１およびアンテナ２０２とアンテナ２０３とは異なる位置に配置されている。船体座標系のＹＢ方向において、アンテナ２０１とアンテナ２０２とアンテナ２０３とは異なる位置に配置されている。船体座標系ＺＢにおいて、アンテナ２０１およびアンテナ２０２とアンテナ２０３とは異なる位置に配置されている。船体座標系のＸＢ方向およびＹＢ方向において、アンテナ２０４は、アンテナ２０１とアンテナ２０２とアンテナ２０３と異なる位置に配置されている。
【００２１】
そして、アンテナ２０１とアンテナ２０２とを結ぶ線を基線ＢＬ１２とし、アンテナ２０２とアンテナ２０３とを結ぶ線を基線ＢＬ２３とし、アンテナ２０３とアンテナ２０１とを結ぶ線を基線ＢＬ３１とする。また、アンテナ２０１とアンテナ２０４とを結ぶ線を基線ＢＬ１４とし、アンテナ２０２とアンテナ２０４とを結ぶ線を基線ＢＬ２４とし、アンテナ２０３とアンテナ２０４とを結ぶ線を基線ＢＬ３４とする。
【００２２】
アンテナ２０１、２０２、２０３、２０４が上述の配置であることによって、基線ＢＬ１４、ＢＬ２４、ＢＬ３４は、基線ＢＬ１２、ＢＬ２３、ＢＬ３１に対して平行にならない。すなわち、基線ＢＬ１２、ＢＬ２３、ＢＬ３１からそれぞれに設定される基線ベクトル、および、基線ＢＬ１４、ＢＬ２４、ＢＬ３４からそれぞれに設定される基線ベクトルは、互いに独立した基線ベクトルである。
【００２３】
アンテナ２０１、２０２、２０３、２０４は、測位信号を受信し、それぞれ受信部２１１、２１２、２１３、２１４に出力する。測位信号とは、ＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）等のＧＮＳＳ（Ｇｒｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）の測位衛星から送信される信号であるり、測位衛星毎に固有のコードによって搬送波信号を変調した信号である。搬送波信号には、測位衛星の軌道情報等を含む航法メッセージが重畳されている。
【００２４】
受信部２１１は、アンテナ２０１で受信した測位信号を捕捉追尾し、コード位相および搬送波位相を計測する。受信部２１２は、アンテナ２０２で受信した測位信号を捕捉追尾し、コード位相および搬送波位相を計測する。受信部２１３は、アンテナ２０３で受信した測位信号を捕捉追尾し、コード位相および搬送波位相を計測する。受信部２１４は、アンテナ２０４で受信した測位信号を捕捉追尾し、コード位相および搬送波位相を計測する。
【００２５】
受信部２１１、２１２、２１３、２１４は、予め設定した時間間隔でコード位相および搬送波位相を計測する。受信部２１１、２１２、２１３、２１４は、計測した搬送波位相を計測時刻とともに、演算部２２０に出力する。なお、受信部２１１、２１２、２１３、２１４は、コード位相を演算部２２０に出力してもよく、コード位相から得られたコード擬似距離またはコード擬似距離による測位結果を演算部２２０に出力してもよい。
【００２６】
演算部２２０は、計測用基線ベクトル算出部２２１、負荷算出部２２２、および、基準基線ベクトル記憶部２２３を備える。
【００２７】
計測用基線ベクトル算出部２２１は、受信部２１１、２１２、２１３、２１４から入力される搬送波位相の搬送波位相差を用いて、既知の方法によって計測用基線ベクトルを算出する。計測用基線ベクトルＸＸｎ１４は、アンテナ２０１とアンテナ２０４とを結ぶ基線ＢＬ１４に対応する基線ベクトルであり、計測用基線ベクトルＸＸｎ２４は、アンテナ２０２とアンテナ２０４とを結ぶ基線ＢＬ２４に対応する基線ベクトルであり、計測用基線ベクトルＸＸｎ３４は、アンテナ２０３とアンテナ２０４とを結ぶ基線ＢＬ３４に対応する基線ベクトルである。これらの計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４は、ＮＥＤ座標系（局地水平座標系）で算出される。
【００２８】
また、これらの計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４は、搬送波位相の計測周期に合わせた時間間隔で、それぞれ経時的に順次算出される。したがって、船体１００の負荷の状態に応じて、計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４は決定される。
【００２９】
計測用基線ベクトル算出部２２１は、計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４を負荷算出部２２２に出力する。
【００３０】
基準基線ベクトル記憶部２２３は、基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４、ＸＸｂｏ２４、ＸＸｂｏ３４を記憶している。基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４は、上述の計測用基線ベクトルＸＸｎ１４と同じ基線ＢＬ１４に対応しており、基準基線ベクトルＸＸｂｏ２４は、上述の計測用基線ベクトルＸＸｎ２４と同じ基線ＢＬ２４に対応しており、基準基線ベクトルＸＸｂｏ３４は、上述の計測用基線ベクトルＸＸｎ３４と同じ基線ＢＬ３４に対応している。
【００３１】
基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４、ＸＸｂｏ２４、ＸＸｂｏ３４は、負荷、より具体的には、今回の計測対象の負荷が係る前の船体１００の状態に応じた基線ベクトルである。基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４、ＸＸｂｏ２４、ＸＸｂｏ３４は、船体座標系で設定されており、船体１００の設計寸法、船体１００に対する各種の測量によって予め設定されている。
【００３２】
負荷算出部２２２は、計測用基線ベクトルＸＸｎ１４と基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４との比較結果、計測用基線ベクトルＸＸｎ２４と基準基線ベクトルＸＸｂｏ２４との比較結果、および、計測用基線ベクトルＸＸｎ３４と基準基線ベクトルＸＸｂｏ３４とを比較結果を用いて、負荷を算出する。
【００３３】
この際、計測用基線ベクトルと基準基線ベクトルは座標系が異なる。しかしながら、後述の方法等を用いて、これらの座標系を一致させる、もしくは、これらの座標系が一致すること（船首方位と北方位が同じ場合）で、負荷算出部２２２は、計測用基線ベクトルと基準基線ベクトルとの比較結果を算出できる。さらに、これらの座標系が一致するように基準基線ベクトル記憶部２２３に記憶する基準基線ベクトルをＮＥＤ座標系の全てのパターンを記憶することでも、負荷算出部２２２は、計測用基線ベクトルと基準基線ベクトルとの比較結果を算出できる。
【００３４】
具体的には、負荷算出部２２２は、上述の各比較結果から、アンテナ２０４の位置におけるＸＢ方向の変位ｕ、ＹＢ方向の変位ｖ、および、ＺＢ方向の変位ｗを算出する。
【００３５】
例えば、負荷算出部２２２は、計測用基線ベクトルＸＸｎ１４と基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４との各成分の差分を変位ｕ１，ｖ１，ｗ１とし、計測用基線ベクトルＸＸｎ２４と基準基線ベクトルＸＸｂｏ２４との各成分の差分を変位ｕ２，ｖ２，ｗ２とし、計測用基線ベクトルＸＸｎ３４と基準基線ベクトルＸＸｂｏ３４との各成分の差分を変位ｕ３，ｖ３，ｗ３として算出する。負荷算出部２２２は、変位ｕ１，ｕ２，ｕ３の重み付け平均を変位ｕとし、変位ｖ１，ｖ２，ｖ３の重み付け平均を変位ｖとし、変位ｗ１，ｗ２，ｗ３の重み付け平均を変位ｗとして算出する。この際、平均処理の重みは、変位の算出に用いる測位衛星数、衛星配置（ＤＯＰ）等で変化する誤差分散によって決定させる。
【００３６】
なお、本実施形態では、３個ある計測用基線ベクトルと基準基線ベクトルとの比較結果から、変位ｕ，ｖ，ｗを算出する態様を示したが、基準基線ベクトルと少なくとも１個の計測用基線ベクトルとの比較結果から変位ｕ，ｖ，ｗを算出してもよい。
【００３７】
負荷算出部２２２は、ＺＢ方向の変位ｗをたわみδｚとする。
【００３８】
負荷算出部２２２は、ＸＢ方向の変位ｕを用いて、ＸＢ方向の直ひずみεｘを次式から算出する。
【００３９】
εｘ＝ｄｕ／ｄｘ
負荷算出部２２２は、ＸＢ方向の変位ｕとＹＢ方向の変位ｖとを用いて、ＸＢ−ＹＢ平面のせん断ひずみγｘｙを次式から算出する。
【００４０】
γｘｙ＝δｖ／δｘ＋δｕ／δｙ
さらに、負荷算出部２２２は、ＺＢ方向の変位ｗを用いて、たわみ角θを次式から算出する。
【００４１】
θ＝ｄｗ／ｄｘ
このように、負荷計測装置２０は、船体１００に生じるたわみ、ひずみ等の負荷を、測位信号を用いた簡素な構成によって算出できる。また、測位信号の搬送波位相を用いることによって、負荷を高精度に算出できる。
【００４２】
上述の説明では、演算部２２０の処理を各機能部に分けて実行する態様を示したが、演算部２２０で実行する負荷計測の方法およびプログラムは、次に示すフローチャートに沿っていればよい。
【００４３】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る負荷計測方法の第１のフローチャートである。図４は、負荷の算出のフローチャートである。
【００４４】
図３に示すように、演算部２２０は、複数の基準アンテナ（アンテナ２０１、２０２、２０３）と負荷計測用アンテナ（アンテナ２０４）とを結ぶ計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４を、測位信号を用いて算出する（Ｓ１０１）。より具体的には、演算部２２０は、測位信号のアンテナ間での搬送波位相差を用いて、計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４を算出する。
【００４５】
次に、演算部２２０は、負荷の無い状態での複数の基準アンテナ（アンテナ２０１、２０２、２０３）と負荷計測用アンテナ（アンテナ２０４）とを結ぶ基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４、ＸＸｂｏ２４、ＸＸｂｏ３４を読み出す（Ｓ１０２）。
【００４６】
次に、演算部２２０は、計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４と、基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４、ＸＸｂｏ２４、ＸＸｂｏ３４とを用いて、上述の方法によって負荷を算出する（Ｓ１０３）。
【００４７】
具体的には、図４に示すように、演算部２２０は、計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４と、基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４、ＸＸｂｏ２４、ＸＸｂｏ３４との差分を、船体座標（ＸＢ，ＹＢ，ＺＢ）系の成分毎に算出する（Ｓ２４１）。
【００４８】
演算部２２０は、上述のように、ＺＢ成分からたわみδｚを算出する（Ｓ２４２）。演算部２２０は、上述のように、ＸＢ成分から直ひずみεｘを算出し、ＸＢ成分とＹＢ成分とからせん断ひずみγｘｙを算出する（Ｓ２４３）。
【００４９】
上述の説明では、計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４の座標系と、基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４、ＸＸｂｏ２４、ＸＸｂｏ３４の座標系とを一致する、または、単純に一致させることができる態様で記載している。しかしながら、座標系を一致させる具体的な方法の一例として、次に示す構成および方法を用いればよい。
【００５０】
図５は、計測用基線ベクトルがＮＥＤ座標系であり、基準基線ベクトルが船体座標系である態様における負荷計測装置の演算部の機能ブロック図である。
【００５１】
図５に示すように、演算部２２０Ａは、計測用基線ベクトル算出部２２１、負荷算出部２２２Ａ、基準基線ベクトル記憶部２２３Ａ、および、基準姿勢角算出部２２４を備える。計測用基線ベクトル算出部２２１は、上述の図１（Ｂ）に示した計測用基線ベクトル算出部２２１と同様であり、ＮＥＤ座標系の計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４を算出して、負荷算出部２２２Ａに出力する。
【００５２】
基準基線ベクトル記憶部２２３Ａは、上述の基準基線ベクトル記憶部２２３と同様に、船体座標系の基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４、ＸＸｂｏ２４、ＸＸｂｏ３４を記憶している。さらに、基準基線ベクトル記憶部２２３Ａは、基準基線ベクトルＸＸｂｏ１２、ＸＸｂｏ２３、ＸＸｂｏ３１を記憶している。基準基線ベクトルＸＸｂｏ１２は、図２の基線ＢＬ１２に対応しており、基準基線ベクトルＸＸｂｏ２３は、図２の基線ＢＬ２３に対応しており、基準基線ベクトルＸＸｂｏ３１は、図２の基線ＢＬ３１に対応している。
【００５３】
基準基線ベクトルＸＸｂｏ１２、ＸＸｂｏ２３、ＸＸｂｏ３１は、負荷、より具体的には、今回の計測対象の負荷が係る前の船体１００の状態に応じた基線ベクトルである。基準基線ベクトルＸＸｂｏ１２、ＸＸｂｏ２３、ＸＸｂｏ３１は、船体座標系で設定されており、船体１００の設計寸法、船体１００に対する各種の測量によって予め設定されている。
【００５４】
基準姿勢角算出部２２４には、受信部２１１、２１２、２１３から搬送波位相が入力されている。基準姿勢角算出部２２４は、受信部２１１、２１２、２１３からの搬送波位相に基づくアンテナ２０１、２０２、２０３間の搬送波位相差を算出する。基準姿勢角算出部２２４は、この搬送波位相差から既知の方法を用いて、姿勢角算出用の基線ベクトルＸＸｎ１２、ＸＸｎ２３、ＸＸｎ３１を算出する。姿勢角算出用の基線ベクトルＸＸｎ１２は、アンテナ２０１とアンテナ２０２とを結ぶ基線ＢＬ１２に対応する基線ベクトルである。姿勢角算出用の基線ベクトルＸＸｎ２３は、アンテナ２０２とアンテナ２０３とを結ぶ基線ＢＬ２３に対応する基線ベクトルである。姿勢角算出用の基線ベクトルＸＸｎ３１は、アンテナ２０３とアンテナ２０１とを結ぶ基線ＢＬ３１に対応する基線ベクトルである。姿勢角算出用の基線ベクトルＸＸｎ１２、ＸＸｎ２３、ＸＸｎ３１は、ＮＥＤ座標系で算出される。
【００５５】
基準姿勢角算出部２２４は、姿勢角算出用の基線ベクトルＸＸｎ１２、ＸＸｎ２３、ＸＸｎ３１と、基準基線ベクトルＸＸｂｏ１２、ＸＸｂｏ２３、ＸＸｂｏ３１とから、基準姿勢角（φｓ，θｓ，ψｓ）を算出する。
【００５６】
概略的には、姿勢角算出用の基線ベクトルＸＸｎ１２、ＸＸｎ２３、ＸＸｎ３１からなる１個の姿勢角算出用の基線ベクトルをＸＸｎｓとし、基準基線ベクトルＸＸｂｏ１２、ＸＸｂｏ２３、ＸＸｂｏ３１からなる１個の基準基線ベクトルをＸＸｂｓとする。また、船体座標系をＮＥＤ座標系に変換する変換行列をＣｂｎとする。変換行例Ｃｂｎは、既知の直交三軸座標間の座標変換式を用いて、基準姿勢角（φｓ，θｓ，ψｓ）によって設定できる。
【００５７】
この場合、次式が成り立つ。
【００５８】
ＸＸｂｓ＝Ｃｂｎ・ＸＸｎｓ      −（式Ａ）
この式において、姿勢角算出用の基線ベクトルＸＸｎｓは、搬送波位相を用いた計測値であり、基準基線ベクトルＸＸｂｓは既知数である。
【００５９】
したがって、基準姿勢角算出部２２４は、これら姿勢角算出用の基線ベクトルＸＸｎｓと基準基線ベクトルＸＸｂｓとを、式Ａに代入することによって、変換行例Ｃｂｎの各要素を算出でき、基準姿勢角（φｓ，θｓ，ψｓ）を算出する。
【００６０】
基準姿勢角算出部２２４は、基準姿勢角（φｓ，θｓ，ψｓ）、もしくは、基準姿勢角（φｓ，θｓ，ψｓ）によって設定された変換行例Ｃｂｎを、負荷算出部２２２Ａに出力する。
【００６１】
負荷算出部２２２Ａは、ＮＥＤ座標系の計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４と、船体座標系の基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４、ＸＸｂｏ２４、ＸＸｂｏ３４と、基準姿勢角（φｓ，θｓ，ψｓ）もしくは変換行例Ｃｂｎとを用いて、負荷を算出する。すなわち、負荷算出部２２２Ａは、ＮＥＤ座標系の計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４を変換行例Ｃｂｎによって船体座標系に変換した基線ベクトルＸＸｎｂ１４、ＸＸｎｂ２４、ＸＸｎｂ３４と、船体座標系の基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４、ＸＸｂｏ２４、ＸＸｂｏ３４とを用いて、負荷を算出する。各負荷（たわみδｚ、直ひずみεｘ、せん断ひずみγｘｙ、たわみ角θ）の算出方法は上述の通りであり、説明は省略する。
【００６２】
このように、図５に示す構成を用いることによって、ＮＥＤ座標系で得られた計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４と、船体座標系の基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４、ＸＸｂｏ２４、ＸＸｂｏ３４とを、船体座標系において比較でき、負荷を算出できる。
【００６３】
上述の説明では、演算部２２０Ａの処理を各機能部に分けて実行する態様を示したが、演算部２２０Ａで実行する負荷計測の方法およびプログラムは、次に示すフローチャートに沿っていればよい。
【００６４】
図６は、本発明の第１の実施形態に係る負荷計測方法の第２のフローチャートである。図７は、基準姿勢角の算出のフローチャートである。
【００６５】
図６に示すように、演算部２２０Ａは、複数の基準アンテナ（アンテナ２０１、２０２、２０３）で受信した測位信号を用いて、上述のように基準姿勢角（φｓ，θｓ，ψｓ）を算出する（Ｓ２０１）。
【００６６】
より具体的には、図７に示すように、演算部２２０Ａは、複数の基準アンテナ（アンテナ２０１、２０２、２０３）で受信した測位信号のアンテナ間での搬送波位相差を用いて、複数の基準アンテナ（アンテナ２０１、２０２、２０３）をそれぞれに結ぶ姿勢角算出用の基線ベクトルＸＸｎ１２、ＸＸｎ２３、ＸＸｎ３１を算出する（Ｓ２１１）。演算部２２０Ａは、負荷の無い状態での複数の基準アンテナ（アンテナ２０１、２０２、２０３）を結ぶ基準基線ベクトルＸＸｂｏ１２、ＸＸｂｏ２３、ＸＸｂｏ３１を読み出す（Ｓ２１２２）。演算部２２０Ａは、上述の方法によって、姿勢角算出用の基線ベクトルＸＸｎ１２、ＸＸｎ２３、ＸＸｎ３１と基準基線ベクトルＸＸｂｏ１２、ＸＸｂｏ２３、ＸＸｂｏ３１とから、基準姿勢角（φｓ，θｓ，ψｓ）を算出する（Ｓ２１３）。
【００６７】
図６に示すように、演算部２２０Ａは、複数の基準アンテナ（アンテナ２０１、２０２、２０３）と負荷計測用アンテナ（アンテナ２０４）とを結ぶ計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４を、測位信号を用いて算出する（Ｓ２０２）。より具体的には、演算部２２０Ａは、測位信号のアンテナ間での搬送波位相差を用いて、計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４を算出する。
【００６８】
次に、演算部２２０Ａは、負荷の無い状態での複数の基準アンテナ（アンテナ２０１、２０２、２０３）と負荷計測用アンテナ（アンテナ２０４）とを結ぶ基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４、ＸＸｂｏ２４、ＸＸｂｏ３４を読み出す（Ｓ２０３）。
【００６９】
次に、演算部２２０Ａは、計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４と、基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４、ＸＸｂｏ２４、ＸＸｂｏ３４と、基準姿勢角（φｓ，θｓ，ψｓ）と、を用いて、上述の方法によって負荷を算出する（Ｓ２０４）。
【００７０】
次に、第２の実施形態に係る負荷算出装置、負荷算出方法、および、負荷算出プログラムについて、図を参照して説明する。
【００７１】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る負荷計測装置の機能ブロック図である。図９（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る負荷計測装置のアンテナの配置を示す平面図であり、図９（Ｂ）は、当該アンテナの配置を示す側面図である。
【００７２】
図８、図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示すように、第２の実施形態に係る負荷計測装置２０Ｂは、第１の実施形態に係る負荷計測装置２０に対して、船体１００へのアンテナの配置個数、配置パターンにおいて異なる。また、負荷計測装置２０Ｂは、このアンテナの配置個数、配置パターンの相違に応じた処理を行う。なお、演算部２２０の機能ブロックは図５と同様であり、各機能部における処理が異なる。
【００７３】
図８に示すように、負荷計測装置２０Ｂは、アンテナ２０１Ｂ、２０２Ｂ、２０４Ｂ、受信部２１１、２１２、２１４、および、演算部２２０を備える。アンテナ２０１Ｂは、受信した測位信号を受信部２１１に出力し、アンテナ２０２Ｂは、受信した測位信号を受信部２１２出力し、アンテナ２０４Ｂは、受信した測位信号を受信部２１４に出力する。
【００７４】
図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示すように、アンテナ２０１Ｂ、２０２Ｂ、２０４Ｂは、船体１００における測位信号を受信可能な位置に配置されている。
【００７５】
アンテナ２０４Ｂは、船体１００における負荷の計測位置に配置されている。アンテナ２０１Ｂ、２０２Ｂは、船体１００における変形の生じ難い位置にそれぞれ配置されている。アンテナ２０１Ｂ、２０２Ｂが、本発明の「基準アンテナ」に対応し、アンテナ２０４Ｂが、本発明の「負荷計測用アンテナ」に対応する。
【００７６】
アンテナ２０１Ｂ、２０２Ｂは、船体１００の船首線、言い換えれば、船首１０１と船尾１０２とを結ぶ方向に平行に配置されている。アンテナ２０４Ｂは、アンテナ２０１Ｂとアンテナ２０２Ｂとを通る直線上に配置されている。
【００７７】
例えば、図９（Ａ）、図９（Ｂ）の例であれば、アンテナ２０４Ｂは、船体１００における船首１０１と船尾１０２とを結ぶ方向の中間位置に配置されている。アンテナ２０１Ｂは、船体１００の船尾１０２に近い位置に配置されており、アンテナ２０２Ｂは、船体１００の船首１０１に近い位置に配置されている。そして、アンテナ２０１Ｂ、２０２Ｂ、２０４Ｂは、船体１００の船首線に平行な１つの直線上に配置されている。
【００７８】
この構成では、アンテナ２０１Ｂとアンテナ２０２Ｂとを結ぶ基線ＢＬ１２Ｂ、アンテナ２０１Ｂとアンテナ２０４Ｂとを結ぶ基線ＢＬ１４Ｂ、および、アンテナ２０２Ｂとアンテナ２０４Ｂとを結ぶ基線ＢＬ２４Ｂは、船首線に平行である。したがって、アンテナ２０１Ｂとアンテナ２０２Ｂとを結ぶ基準基線ベクトルＸＸｂｏ１２は、ＹＢ成分およびＺＢ成分が０となり、ＸＢ成分のみとなる。
【００７９】
演算部２２０は、上述のように、アンテナ２０１Ｂとアンテナ２０２Ｂで受信した測位信号の搬送波位相差を用いて、姿勢角算出用の基線ベクトルＸＸｎ１２を算出する。演算部２２０は、この姿勢角算出用の基線ベクトルＸＸｎ１２と基準基線ベクトルＸＸｂｏ１２とを用いて、上述のように、基準姿勢角におけるピッチ角θｓおよびヘディング角φｓを算出する。
【００８０】
演算部２２０は、基準姿勢角におけるロール角ψｓを適宜設定する。例えば、演算部２２０は、ロール角ψｓを０と設定する。もしくは、各アンテナ２０１Ｂ、２０２Ｂが近接する複数のアンテナを備える態様であれば、演算部２２０は、近接する複数のアンテナを用いた既知の姿勢角算出方法を用いてロール角ψｓを算出して、設定する。
【００８１】
演算部２２０は、第１の実施形態に示す方法と同様に、アンテナ２０１Ｂとアンテナ２０４Ｂとを結ぶＮＥＤ座標系の計測用基線ベクトルＸＸｎ１４と、アンテナ２０２Ｂとアンテナ２０４Ｂとを結ぶＮＥＤ座標系の計測用基線ベクトルＸＸｎ２４とを算出する。また、演算部２２０は、第１の実施形態に示す方法と同様に、アンテナ２０１Ｂとアンテナ２０４Ｂとを結ぶ船体座標系の基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４と、アンテナ２０２Ｂとアンテナ２０４Ｂとを結ぶ船体座標系の基準基線ベクトルＸＸｂｏ２４とを記憶している。
【００８２】
演算部２２０は、ＮＥＤ座標系の計測用基線ベクトルＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４と、船体座標系の基準基線ベクトルＸＸｂｏ１４、ＸＸｂｏ２４と、基準姿勢角（φｓ，θｓ，ψｓ）もしくは基準姿勢角で決定される変換行例Ｃｂｎとを用いて、第１の実施形態と同様の方法を適用し、負荷におけるたわみδｚを算出する。
【００８３】
このような構成によって、基準アンテナの個数を２個にでき、たわみを計測する構成を簡素化できる。
【００８４】
次に、第３の実施形態に係る負荷算出装置、負荷算出方法、および、負荷算出プログラムについて、図を参照して説明する。
【００８５】
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る負荷計測装置の機能ブロック図である。図１１は、本発明の第３の実施形態に係る負荷計測装置のアンテナの配置を示す側面図である。
【００８６】
図１０、図１１に示すように、第３の実施形態に係る負荷計測装置は、演算部２２０Ｃの構成において、第１の実施形態に係る負荷計測装置２０と異なる。第３の実施形態に係る負荷計測装置の他の構成は、負荷計測装置２０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
【００８７】
演算部２２０Ｃは、法線ベクトル算出部２２５、負荷計測用アンテナ位置算出部２２６、および、負荷算出部２２７を備える。法線ベクトル算出部２２５には、受信部２１１、２１２、２１３からコード位相および搬送波位相が入力される。負荷計測用アンテナ位置算出部２２６には、受信部２１４からコード位相および搬送波位相が入力される。
【００８８】
法線ベクトル算出部２２５は、受信部２１１、２１２、２１３から入力されたコード位相または搬送波位相を用いて、船体１００の基準点に対するアンテナ２０１の相対位置座標Ｐ１、アンテナ２０２の相対位置座標Ｐ２、および、アンテナ２０３の相対位置座標Ｐ３を算出する。これら相対位置座標Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、三次元座標であり、ＥＣＥＦ座標系（地球中心・地球固定直交座標系）、ＮＥＤ座標系等、いずれの座標系であってもよい。基準点は、船体１００のいずれの位置であってもよく、例えば、アンテナ２０１の位置、アンテナ２０２の位置、または、アンテナ２０３の位置であってもよい。
【００８９】
法線ベクトル算出部２２５は、相対位置座標Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を用いて、アンテナ２０１、２０２、２０３を含む基準平面ＰＬ１２３の法線ベクトルＮＶ１２３を算出する。法線ベクトルＮＶ１２３の三成分は、既知の相対位置座標Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の外積演算によって算出される。法線ベクトル算出部２２５は、法線ベクトルＮＶ１２３の三成分を、それぞれの絶対値で除算することによって単位ベクトル化する。法線ベクトル算出部２２５は、法線ベクトルＮＶ１２３の三成分の単位ベクトルを、負荷算出部２２７に出力する。
【００９０】
負荷計測用アンテナ位置算出部２２６は、受信部２１４から入力されたコード位相または搬送波位相を用いて、船体１００の基準点に対するアンテナ２０４の相対位置座標Ｐ４を算出する。アンテナ２０４の相対位置座標Ｐ４に対する基準点は、アンテナ２０１、２０２、２０３の相対位置座標Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の基準点と同じである。また、相対位置座標Ｐ４は、相対位置座標Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と同じ座標系で算出されている。負荷計測用アンテナ位置算出部２２６は、相対位置座標Ｐ４を負荷算出部２２７に出力する。
【００９１】
負荷算出部２２７は、法線ベクトルＮＶ１２３と相対位置座標Ｐ４との内積演算を行って、アンテナ２０１、２０２、２０３を含む基準平面ＰＬ１２３とアンテナ２０４との距離を算出する。この距離は、船体１００に対する負荷によるたわみに依存する。
【００９２】
したがって、このような構成および処理を行うことによって、位置が固定された基準平面ＰＬ１２３と、負荷によって位置が変動するアンテナ２０４との距離を算出でき、この距離を負荷指標値として利用できる。
【００９３】
また、本実施形態の構成および方法を用いることによって、第１、第２の実施形態に示すような基準姿勢角を用いた座標変換を行う必要がない。したがって、船体１００に対する負荷を、簡素な処理で算出できる。なお、船体の基準点に対するアンテナの相対座標、つまり、アンテナ配置位置と、上述の距離と、を用いて、船体１００のたわみに相当する負荷指標値δｚｚを算出できる。
【００９４】
上述の説明では、演算部２２０Ｃの処理を各機能部に分けて実行する態様を示したが、演算部２２０Ｃで実行する負荷計測の方法およびプログラムは、次に示すフローチャートに沿っていればよい。図１２は、本発明の第３の実施形態に係る負荷計測方法のフローチャートである。
【００９５】
図１２に示すように、演算部２２０Ｃは、特定の基準点に対する３個の基準アンテナ（アンテナ２０１、２０２、２０３）の相対位置座標Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を、測位信号を用いて算出する（Ｓ３０１）。
【００９６】
演算部２２０Ｃは、３個の基準アンテナ（アンテナ２０１、２０２、２０３）を含む基準平面の法線ベクトルＮＶ１２３を、相対位置座標Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を用いた上述の方法によって算出する（Ｓ３０２）。
【００９７】
演算部２２０Ｃは、特定の基準点に対する負荷計測用アンテナ（アンテナ２０４）の相対位置座標Ｐ４を、測位信号を用いて算出する（Ｓ３０３）。
【００９８】
演算部２２０Ｃは、法線ベクトル１２３と相対位置座標Ｐ４とを用いて、上述の方向によって、負荷指標値δｚｚを算出する（Ｓ３０４）。
【００９９】
なお、本実施形態では、基準平面を１個設定する態様を示したが、複数の基準平面を設定し、複数の基準平面とアンテナ２０４との位置から負荷を算出してもよい。この場合、設定する基準平面の数に応じて、基準アンテナを４個以上設置すればよい。
【０１００】
また、上述の説明では、船舶を例に説明するが、航空機等の大型移動体や、たわみやひずみが生じる大型の構造体にも適用することができる。しかしながら、大型移動体のような位置が変化するものにおいて、本願発明の構成および処理は有効である。
【０１０１】
また、上述の構成および処理のみでなく、次の概念からなる構成および処理を用いても、簡素な構成および処理に依って負荷を算出できる。船体における負荷の計測対象位置に負荷計測用アンテナを配置し、船体における負荷の計測対象位置よりも変形し難い複数位置に複数の基準アンテナを配置する。負荷計測用アンテナと複数の基準アンテナのそれぞれで測位信号を受信する。演算部は、測位信号を用いて、複数の基準アンテナを基準とした負荷計測用アンテナの相対位置の変化に依存する指標を算出し、当該指標を用いて負荷を算出する。
【符号の説明】
【０１０２】
２０、２０Ｂ：負荷計測装置
１００：船体
１０１：船首
１０２：船尾
１１０：操舵室
１２３：法線ベクトル
２０１、２０１Ｂ、２０２、２０２Ｂ、２０３、２０４、２０４Ｂ：アンテナ
２１１、２１２、２１３、２１４：受信部
２２０、２２０Ａ、２２０Ｃ：演算部
２２１：計測用基線ベクトル算出部
２２２、２２２Ａ、２２７：負荷算出部
２２３、２２３Ａ：基準基線ベクトル記憶部
２２４：基準姿勢角算出部
２２５：法線ベクトル算出部
２２６：負荷計測用アンテナ位置算出部
ＢＬ１２、ＢＬ１２Ｂ、ＢＬ１４、ＢＬ１４Ｂ、ＢＬ２３、ＢＬ２４、ＢＬ２４Ｂ、ＢＬ３１、ＢＬ３４：基線
ＮＶ１２３：法線ベクトル
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４：相対位置座標
ＰＬ１２３：基準平面
ＸＸｂｏ１２、ＸＸｂｏ１４、ＸＸｂｏ２３、ＸＸｂｏ２４、ＸＸｂｏ３１、ＸＸｂｏ３４、ＸＸｂｓ：基準基線ベクトル
ＸＸｎ１４、ＸＸｎ２４、ＸＸｎ３４：計測用基線ベクトル
ＸＸｎ１２、ＸＸｎ２３、ＸＸｎ３１：姿勢角算出用の基線ベクトル
ＸＸｎｂ１４：基線ベクトル
ＸＸｎｓ：基線ベクトル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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