JP3067568U - 方位指示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 方位を常に正確に指示できると共に、鉄塔上
でも使用できるよう小型、軽量にできる方位指示装置を
提供する。 【構成】 測定地点の経度および緯度を含む位置情報を
入力する位置情報入力手段１と、測定地点との相対位置
が既知の物体からの電磁波を検知して、物体の方向を検
出する方向検出手段２と、この方向検出手段２で検出し
た物体の方向および位置情報入力手段１から入力した測
定地点の位置情報に基づいて、物体の方位を演算する演
算手段３と、この演算手段３で演算した物体の方位に基
づいて、予め決められた方位を指示する指示手段４とを
有する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

この考案は、例えば、指向性を有するアンテナを設置する際に用いる方位指示 装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、移動無線基地局にアンテナを設置するにあたっては、アンテナの指向 性が電波の伝搬に影響を与えるため、その指向性の方向が予め決められた方向と なるように、正確に位置決めして設置する必要がある。そこで、従来は、先ず北 の方位を求め、それから規定された角度の方向に指向性を有するようにアンテナ を取り付けている。

【０００３】 ここで、北を求める方法としては、以下のような方法が知られている。 予め地図上で目標物を見つけて真北からの角度を求め、実際の設置にあたって は、トランシットで目標物を捕らえて、それから地図上で求めた角度をもとに真 北を求める方法。 ジャイロコンパスを用いる方法。 南中時の日時計による方法。 北極星を天測する方法。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記およびの方法では、大型な測定器であるトランシット を必要とするため、測定が大がかりになるという問題がある。また、トランシッ トを鉄塔上に設置する場合には、鉄塔が揺れるために使用できない。この場合、 従来は、鉄塔下、例えば鉄塔が建設されている建物の屋上で真北を求め、その方 向をマーキングし、そのマーキング線をもとに鉄塔上にアンテナを設置するよう にしているが、この場合には、屋上での真北のマーキング線を鉄塔上に正確に転 写することが困難なため、アンテナを、その指向性が所定の方位となるように設 置することができないという問題がある。

【０００５】 また、上記の方法では、測定地点における地球上の地磁気の誤差はある程度 修正できるが、測定地点の近傍に地磁気に影響を与えるもの、例えば、鉄道、地 下鉄、鉄橋、変電所、工場等があると、方位を正確に測定できず、やはりアンテ ナを正確に設置することができないという問題がある。

【０００６】 さらに、上記の方法では、測定地点における日の出、日の入り時刻を当日の 地域新聞等から調べて南中時を計算し、その南中時における太陽の方向とは逆方 向を真北とするため、南中時にしか方位を測定できず、また南中時に太陽が照っ ていることが必須となるために、効率が悪いという問題がある。

【０００７】 この考案は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、方位を常に 正確に指示できると共に、鉄塔上でも使用できるよう小型、軽量にできる方位指 示装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、この考案の方位指示装置は、 測定地点の経度および緯度を含む位置情報を入力する位置情報入力手段と、 前記測定地点との相対位置が既知の物体からの電磁波を検知して、前記物体の 方向を検出する方向検出手段と、 この方向検出手段で検出した前記物体の方向および前記位置情報入力手段から 入力した前記測定地点の位置情報に基づいて、前記物体の方位を演算する演算手 段と、 この演算手段で演算した前記物体の方位に基づいて、予め決められた方位を指 示する指示手段とを有することを特徴とするものである。

【０００９】 前記指示手段は、方向を指示する回動可能な指針と、前記演算手段で演算した 前記物体の方位に基づいて、前記指針を予め決められた方位に回動駆動する駆動 手段とを有するのが、予め決められた方位を容易に認識する点で好ましい。

【００１０】 前記入力手段は、前記測定地点の位置情報を手動入力する情報入力部を有する のが、測定地点の位置情報を任意の場所で入力できる点で好ましい。

【００１１】 前記入力手段は、衛星からの電波を受信して測定地点の経度および緯度を自動 的に算出する装置を有するのが、測定地点においてその位置情報を自動的に入力 する点で好ましい。

【００１２】 前記方向検出手段は、太陽からの光を受光して、太陽の方向を検出するよう構 成するのが、太陽が照っている任意の時刻に方位を指示できる点で好ましい。

【００１３】 前記方向検出手段は、所定の静止衛星からの電波を受信して、該静止衛星の方 向を検出するよう構成するのが、任意の時刻に方位を指示できる点で好ましい。

【００１４】

【考案の実施の形態】

図１は、この考案の方位指示装置の概念図を示すものである。この方位指示装 置は、位置情報入力手段１、方向検出手段２、演算手段３および指示手段４を有 する。位置情報入力手段１は、測定地点の経度および緯度を含む位置情報を入力 するもので、その入力した位置情報は演算手段３に供給する。また、方向検出手 段２は、測定地点との相対位置が既知の物体からの電磁波を検知して、物体の方 向を検出するもので、ここで検出した物体の方向は演算手段３に供給する。演算 手段３では、これら位置情報入力手段１から入力した測定地点の位置情報および 方向検出手段２で検出した物体の方向に基づいて物体の方位を演算し、その演算 結果を指示手段４に供給して、該指示手段４において予め決められた方位を指示 させる。

【００１５】 図２は、この考案の方位指示装置の一実施例を示す外観斜視図である。この実 施例は、測定地点で電磁波としての太陽光を検知して太陽の方向を検出し、その 太陽の方向と、太陽情報（均時差、赤緯）と、測定地点における経度、緯度とに 基づいて真北を指示させるようにしたもので、真北検出指示部１１および情報入 力部１２と、これら間を接続する接続ケーブル１３とを有する。

【００１６】 真北検出指示部１１には、図３ＡおよびＢにそれぞれ正面図および平面図をも 示すように、基台１５、およびこの基台１５に対して固定軸１６を中心に回動可 能に指示ドラム１７を設ける。指示ドラム１７には、その上面縁部に太陽光を検 出するためのスリット１８（例えば、幅０．５ｍｍ）を形成すると共に、回動中 心を中心として、上面から側面に亘って所定の角度毎、この実施例ではスリット １８と指示ドラム１７の回動中心とを結ぶ直線を含む６０°毎に、放射状に角度 線を形成し、それらの角度線のうち、スリット１８と指示ドラム１７の回転中心 とを結ぶ角度線上に、太陽（ＳＵＮ）の方向を示すための指標１９を設け、この 指標１９と１８０°離れた角度線上に、北（Ｎ）の方向を示すための指標２０を 設ける。また、指示ドラム１７には、その上面に、電源スイッチ２１、スタート スイッチ２２、ＬＥＤ２３、ブザー用の開口２４および接続ケーブル用のコネク タ２５を設ける。

【００１７】 情報入力部１２には、図４ＡおよびＢにそれぞれ平面図および背面図をも示す ように、上面に液晶表示器（ＬＣＤ）２６、所要の情報を入力するための１６キ ー２７およびスイッチ２８を設け、背面に接続ケーブル用のコネクタ２９を設け る。１６キー２７は、置数キー２７ａ、緯度キー２７ｂ、経度キー２７ｃ、時刻 キー２７ｄおよび設定キー２７ｅを有する。

【００１８】 図５は、図２に示す方位指示装置のブロック図を示すものである。真北検出指 示部１１は、太陽方向検知部３１、制御表示部３２、回転機構部３３、マイコン 部３４、インターフェース部３５および電源部３６を有する。また、情報入力部 １２は、操作表示部３７、マイコン部３８、インターフェース部３９および安定 化電源回路部４０を有する。

【００１９】 真北検出指示部１１において、太陽方向検知部３１は、スリット１８、受光素 子４１およびＡ／Ｄ変換回路４２を有し、太陽光をスリット１８を経て受光素子 ４１で受光し、その出力をＡ／Ｄ変換回路４２でデジタル信号に変換してマイコ ン部３４に供給するよう構成する。制御表示部３２は、ＬＥＤ２３、ブザー４３ および駆動回路４４を有し、マイコン部３４により駆動回路４４を介してＬＥＤ ２３およびブザー４３の駆動を制御するようにする。回転機構部３３は、歯車機 構４５、ステッピングモータ４６および駆動回路４７を有し、マイコン部３４に より駆動回路４７を介してステッピングモータ４６の駆動を制御し、このステッ ピングモータ４６により歯車機構４５を介して指示ドラム１７を、固定軸１６を 中心に０．５°ステップで回動させるようにする。

【００２０】 マイコン部３４は、各部の動作を制御するもので、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、 ＰＩＯおよび時計機能を有する。インターフェース部３５は、ＳＩＯ４８をもっ て構成し、このＳＩＯ４８を介してマイコン部３４と情報入力部１２との間でデ ータの授受を行うようにする。電源部３６は、電池４９および安定化電源回路５ ０を有し、この電源部３６から真北検出指示部１１内の各部に所要の電源を供給 すると共に、接続ケーブル１３を介して情報入力部１２の安定化電源回路部４０ に所要の電源を供給するようにする。

【００２１】 なお、太陽方向検知部３１、制御表示部３２、回転機構部３３、マイコン部３ ４、インターフェース部３５および電源部３６は、指示ドラム１７に取り付けて 一体に回動するようにする。このため、回転機構部３３を構成する歯車機構４５ には、固定軸１６に固着して歯車を設けると共に、指示ドラム１７に取り付けた ステッピングモータ４６の出力軸にも歯車を固着して設け、これらの歯車を、ス テッピングモータ４６によって指示ドラム１７が０．５°ずつ回動するように、 直接または適当なギア機構を介して噛合させる。

【００２２】 情報入力部１２において、操作表示部３７は、ＬＣＤ２６、１６キー２７、駆 動回路５１および走査回路５２を有し、マイコン部３８により駆動回路５１を介 してＬＣＤ２６の駆動を制御すると共に、１６キー２７からの入力情報を走査回 路５２を介してマイコン部３８に入力するようにする。マイコン部３８は、各部 の動作を制御するもので、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＰＩＯを有する。イン ターフェース部３９は、ＳＩＯ５３をもって構成し、このＳＩＯ５３を介してマ イコン部３８と真北検出指示部１１との間でデータの授受を行うようにする。ま た、安定化電源回路部４０は、真北検出指示部１１の電源部３６からの電圧を所 定の電圧に変換して情報入力部１２の各部に供給するようにする。

【００２３】 図６は、真北検出指示部１１の具体的回路構成を示す図である。太陽光は、ス リット１８を介して受光素子４１で受光し、その出力をオペアンプ（ＴＬ０７１ ＣＰ）６１を有する増幅回路６２で増幅した後、Ａ／Ｄ変換用ＩＣ（ＭＡＸ１６ ０ＣＰＮ）６３を有するＡ／Ｄ変換回路４２でデジタル信号に変換して、マイコ ン部３４に供給する。マイコン部３４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＰＩＯおよびインタ ーフェース部３５を構成するＳＩＯ４８を内蔵するＣＰＵ（ＴＭＰ９０Ｐ８０２ ＡＰ）６４、情報入力部１２からの一日分の太陽情報および緯度、経度、時刻（ 年月日時分）のデータを格納するＲＡＭ（ＴＣ５５６４ＰＬ−１５）６５、時計 用ＩＣ（ＲＴＣ−６２４２１）６６、ラッチ用ＩＣ（７４ＨＣ５７３）６７、ア ドレスデコーダ（７４ＨＣ１３８）６８等を有する。

【００２４】 ラッチ用ＩＣ６７の出力は、駆動回路４４および４７を構成するドライバＩＣ （ＴＤ６２０８３ＡＰ）６９に供給し、このドライバＩＣ６９によりステッピン グモータ４６を駆動すると共に、ＬＥＤ２３およびブザー４３を駆動するように する。なお、ＣＰＵ６４には、その所定の端子にスタートスイッチ２２を接続す ると共に、情報入力部１２との間でデータの授受を行う端子には、信号のレベル を調整するためのインバータ（７４ＨＣ１４）７０を接続する。

【００２５】 また、電源部３６は、電池４９として、駆動用の電池７１（この実施例では、 ９ボルト）と、バックアップ用の電池７２（この実施例では、３ボルト）とを有 する。電池７１は、電源スイッチ２１を介してステッピングモータ４６に接続す ると共に、３端子レギュレータ（ＴＡ７８ＤＬ０５Ｐ）７３に接続する。また、 電池７１は、電源スイッチ２１を介して電圧監視用ＩＣ（Ｓ−８０５３ＡＬＲ） ７４に接続し、この電圧監視用ＩＣ７４の出力端子をＣＰＵ６４の所定の端子に 接続して、ＣＰＵ６４において電池７１の消耗を検知し、電池７１の出力電圧が ほぼ７ボルトとなったときに、ブザー４３を所定の間隔で数回動作させるように する。さらに、電池７１は、電源スイッチ２１および接続ケーブル１３を介して 情報入力部１２に接続するようにする。

【００２６】 ３端子レギュレータ７３の出力（５ボルト）は、Ａ／Ｄ変換用ＩＣ６３、ＣＰ Ｕ６４、ラッチ用ＩＣ６７、アドレスデコーダ６８、スタートスイッチ２２、Ｌ ＥＤ２３、ブザー４３等に供給すると共に、レギュレータＩＣ（ＭＡＸ６８０） ７５および安定化回路７６に供給する。レギュレータＩＣ７５では、入力電圧（ ５ボルト）からほぼ±１０ボルトの電圧を発生し、これらの電圧をオペアンプ６ １およびＡ／Ｄ変換回路４２に供給する。

【００２７】 安定化回路７６は、定電圧ダイオード、トランジスタ等を有し、入力電圧が３ ．３ボルト以上のときは、トランジスタをオンにして入力電圧（５ボルト）を出 力し、入力電圧が３．３ボルト未満のときは、トランジスタをオフにして回路を 切断する。この安定化回路７６の出力端子は、バックアップ用の電池７２と並列 に接続すると共に、ＲＡＭ６５および時計用ＩＣ６６の電源端子に接続して、電 源スイッチ２１がオフのときは、バックアップ用の電池７２からＲＡＭ６５およ び時計用ＩＣ６６に電源を供給し、電源スイッチ２１がオンのときは、電池７１ から３端子レギュレータ７３および安定化回路７６を介して電源を供給するよう にする。なお、安定化回路７６とバックアップ用の電池７２との間には、逆流阻 止用ダイオード（この実施例では、順方向電圧が小さいショットキーダイオード ）７７を接続する。

【００２８】 また、３端子レギュレータ７３の出力は、電圧監視用ＩＣ（Ｓ−８０５３ＡＬ Ｒ）７８にも供給し、この電圧監視用ＩＣ７８の出力をＲＡＭ６５および時計用 ＩＣ６６の所定の端子に供給して、電源スイッチ２１がオン状態で、３端子レギ ュレータ７３の出力電圧が所定の電圧以下となったときに、ＲＡＭ６５および時 計用ＩＣ６６におけるデータの書き込みおよび読み出し動作を禁止するようにす る。

【００２９】 図７は、情報入力部１２の具体的回路構成を示す図である。１６キー２７およ び走査回路５２はキーボード８１をもって構成し、このキーボード８１を双方向 インターフェース（７４ＨＣ２４５）８２を介してマイコン部３８に接続する。 マイコン部３８は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＰＩＯおよびインターフェース部３９を構 成するＳＩＯ５３を内蔵するＣＰＵ（ＴＭＰ９０Ｐ８０２ＡＰ）８３、太陽情報 を格納するＲＯＭ（２７Ｃ２５６）８４等を有する。なお、この実施例では、太 陽情報として、各日において６時間毎の均時差および赤緯データを一年分格納す る。

【００３０】 マイコン部３８の出力は、ＬＣＤ２６および駆動回路５１を有するＬＣＤ回路 部（ＬＣＤＭ１６４１）８５に供給する。また、ＣＰＵ８３には、真北検出指示 部１１との間でデータの授受を行う端子に、信号のレベルを調整するためのイン バータ（７４ＨＣ１４）８６を接続する。

【００３１】 安定化電源回路部４０は、真北検出指示部１１からの電源電圧（９ボルト）を スイッチ２８を介して３端子レギュレータ（ＴＡ７８Ｌ０５）８７に供給し、こ こで５ボルトの電圧に変換して、各部に供給するようにする。

【００３２】 次に、この実施例の動作について説明する。 この実施例の方位指示装置は、初期処理、メイン処理、エラー処理を行うよう になっている。以下、各処理について説明する。

【００３３】 ＜初期処理＞ 初期処理では、電源スイッチ２１をオンにすることにより、真北検出指示部１ １の各部をイニシャライズすると共に、さらにスイッチ２８をオンにすることに より情報入力部１２の各部をイニシャライズする。その後、真北検出指示部１１ から、ＲＡＭ６５に格納されている緯度、経度のデータおよび時計用ＩＣ６６か らの時刻データを、ＣＰＵ６４および接続ケーブル１３を介して情報入力部１２ に送信してＣＰＵ８３に格納すると共に、情報入力部１２からは、真北検出指示 部１１からの時刻データに基づいて、対応する年月日の一日分の太陽情報をＲＯ Ｍ８４から読み出し、その太陽情報をＣＰＵ８３および接続ケーブル１３を介し て真北検出指示部１１に送信してＲＡＭ６５に格納する。

【００３４】 ＜メイン処理＞ メイン処理では、緯度、経度および時刻データの設定処理、真北の計測処理、 ステッピングモータ４６のモータ制御処理を行う。

【００３５】 設定処理 設定処理では、１６キー２７の操作により所望のデータをＬＣＤ２６に表示す ると共に、そのデータを必要に応じて変更設定する。例えば、緯度を設定する場 合には、緯度キー２７ｂを押すことにより、真北検出指示部１１から送信された 緯度データをＬＣＤ２６に表示し、その緯度データを置数キー２７ａの操作によ って所望の緯度データに変更した後、設定キー２７ｅを押すことにより、その変 更した緯度データを真北検出指示部１１に送信して、ＲＡＭ６５に格納する。

【００３６】 図８は、この場合の動作を示すフローチャートである。先ず、情報入力部１２ において、緯度キー２７ｂが押されたか否か、すなわち緯度キー２７ｂのキー入 力が有るか否か判定する。この判定は、ＣＰＵ８３において、例えば２０ｍｓ毎 のタイマ割り込みでキー入力を判定し、４０ｍｓ以上のキー入力があるときに、 キー入力有り、その他の場合には、キー入力無しと判定する。

【００３７】 緯度キー２７ｂのキー入力があった場合には、ＣＰＵ８３のＲＡＭに格納され ている真北検出指示部１１からの緯度データをＬＣＤ２６に表示し、そのデータ を置数キー２７ａの操作により所望のデータに変更表示する。その後、設定キー ２７ｅのキー入力が有るか否かを、同様の方法で判定し、キー入力が有った場合 には、その変更したデータを真北検出指示部１１に送信して、ＲＡＭ６５に格納 する。

【００３８】 なお、経度データおよび時刻データについても、同様にしてデータの変更設定 行うが、時刻データの変更設定の場合には、変更した時刻データの他に、その変 更した時刻データに対応する一日分の太陽情報もＲＯＭ８４から読み出して真北 検出指示部１１に送信する。

【００３９】 計測処理 計測処理では、先ず、スタートスイッチ２２の押下によりステッピングモータ ４６を駆動して指示ドラム１７を０．５°ずつ回動させ、その各回動位置におい てスリット１８を介して受光素子４１で受光した太陽光の測定データを取り込む 。次に、各回動位置で取り込んだ測定データに基づいて太陽の方向を検出した後 、その検出した太陽の方向と、ＲＡＭ６５に格納されている現在時刻に対応する 太陽情報（均時差、赤緯）および測定地点における経度、緯度とに基づいてＣＰ Ｕ６４で真北を演算し、その真北の方向に指示ドラム１７の指標２０を位置させ る。

【００４０】 図９は、この計測処理の一例の動作を示すフローチャートである。この実施例 では、指示ドラム１７を時計方向に１８０°回動させて、３６０点の太陽光のデ ータを得、そのデータに基づいて太陽の方向を検知する。このため、スタートス イッチ２２を押下するのに先立ち、指示ドラム１７を手動で任意の方向に回動さ せ、スリット１８がほぼ太陽の方向を中心として、時計方向に１８０°回動し得 るように指示ドラム１７を位置決めする。その後、スタートスイッチ２２を押下 して、計測処理を開始する。

【００４１】 先ず、スタートスイッチ２２の押下により、ＣＰＵ６４は、内蔵のカウンタを クリアし、ドライバＩＣ６９を介してステッピングモータ４６を駆動すると共に 、ＬＥＤ２３を点灯させる。その後、ステッピングモータ４６が０．５°回動す る毎に、Ａ／Ｄ変換用ＩＣ６３を起動して、オペアンプ６１の出力を８ビットの デジタルデータに変換し、その測定データをＣＰＵ６４内のＲＡＭに格納すると 共に、カウンタをインクリメントする。この動作を、カウンタが３６０に達する まで、すなわち指示ドラム１７が１８０°回動するまで繰り返して、３６０点の 測定データを得る。

【００４２】 次に、３６０点の測定データをもとに、太陽の方向を検出する。この太陽方向 検出においては、先ず、取り込んだ３６０点の測定データと所定の閾値とを比較 し、図１０Ａに示すように、閾値を越える測定データが連続して３点あれば、そ の中点の位置（回動角）を太陽の方向として検出する。また、図１０Ｂに示すよ うに、閾値を越える測定データが４点以上ある場合には、乱反射により太陽位置 を特定できないものとしてエラー処理を行うと共に、図１０Ｃに示すように、閾 値を越える測定データが無い場合には、光量不足で太陽位置を特定できないもの としてエラー処理を行う。

【００４３】 太陽方向を検出したら、指示ドラム１７をステッピングモータ４６により反時 計方向に回動させて、太陽方向の測定データを得た回動角の位置に指標１９を位 置決め保持し、その状態でＣＰＵ６４において真北の演算処理を行う。この演算 処理においては、太陽の方位角を演算して真北を求める。このため、先ず、時計 用ＩＣ６６からの現在時刻（ＬＴ）と、ＲＡＭ６５に格納されている対応する均 時差（Ｅ）とに基づいて、世界時の視太陽時（ＡＴ）を求める。ここで、視太陽 時（ＡＴ）は、測定地点が日本の場合には、下記（１）式により求める。

【数１】 ＡＴ＝（ＬＴ−９）＋Ｅ （１）

【００４４】 次に、視太陽時（ＡＴ）と、ＲＡＭ６５に格納されている測定点の経度（λ） とに基づいて、太陽の時角（ｔ）を求める。この時角（ｔ）は、測定時刻が午前 の場合は、下記（２）式で、午後の場合は、下記（３）式でそれぞれ求める。

【数２】 ｔ（午前の場合）＝１８０°−（ＡＴ×１５°＋λ） （２） ｔ（午後の場合）＝（ＡＴ×１５°＋λ）−１８０° （３）

【００４５】 次に、太陽の時角（ｔ）、ＲＡＭ６５に格納されている測定点の緯度（φ）お よび太陽の赤緯（δ）に基づいて、下記（４）式から太陽の高度角（ｈ）を求め る。なお、赤緯（δ）は、太陽が北半球にあれば＋の符号、南半球にあれば−の 符号となる。

【数３】 ｈ＝ sin^−１（ sinφ・ sinδ＋ cosφ・ cosδ・ cosｔ） （４）

【００４６】 次に、太陽の高度角（ｈ）、測定点の緯度（φ）および太陽の赤緯（δ）に基 づいて、下記（５）式から太陽の方位角（Ｚ）を求める。

【数４】 Ｚ＝ cos^−１｛ sinδ／（ cosφ・ cosｈ− tanφ・ tanｈ）｝ （５）

【００４７】 以上のようにして、太陽の方位角（Ｚ）を求めたら、その方位角（Ｚ）から真 北を求める。すなわち、測定時刻が午前の場合には、指標１９が位置する太陽の 方向に対して、反時計方向にＺ回動した方向を真北とし、測定時刻が午後の場合 には、指標１９が位置する太陽の方向に対して、反時計方向に（３６０−Ｚ）° 回動した方向を真北とする。

【００４８】 その後、上記の方位角（Ｚ）に応じて、ステッピングモータ４６により指示ド ラム１７を回動させて、指標２０を真北の方向に位置決めし、その状態を所定時 間保持する。なお、指標２０を真北の方向に位置決めした時点で、ブザー４３を 駆動して観測者に測定終了を通知し、その位置決め保持状態を解除した時点で、 ブザー４３の駆動を解除すると共に、ＬＥＤ２３を消灯する。

【００４９】 以上の計算例を下表に示す。

【表１】

【００５０】 上記の計算例１の場合には、指標１９が位置する太陽の方向から、反時計回り に、１１６．７３７°の位置が真北となる。ここで、指標１９と、北を指示する 指標２０とは、１８０°の位置関係にあるので、指標１９が位置する太陽の方向 から、指示ドラム１７を例えば時計方向に（１８０−１１６．７３７）°、すな わち６３°または６３．５°回動させて、指標２０を真北に位置させる。また、 計算例２の場合には、測定時刻が午後であるから、指標１９が位置する太陽の方 向から、反時計回りに、（３６０−１１３．９２４＝２４６．０７６）°の位置 が真北となる。したがって、この場合には、指標１９が位置する太陽の方向から 、指示ドラム１７を例えば反時計方向に（２４６．０７６−１８０）°、すなわ ち６６°回動させて、指標２０を真北に位置させる。

【００５１】 同様にして、計算例３の場合には、指標１９が位置する太陽の方向から、指示 ドラム１７を例えば時計方向に（１８０−１１４．８２）°、すなわち６５°回 動させて、指標２０を真北に位置させ、計算例４の場合には、指標１９が位置す る太陽の方向から、指示ドラム１７を例えば反時計方向に（３６０−１１２−１ ８０）°、すなわち６８°回動させて、指標２０を真北に位置させる。

【００５２】 モータ制御処理 モータ制御処理では、ステッピングモータ４６を、自由モード、動作モードお よび保持モードの３つのモードで制御する。自由モードは、動作モードおよび保 持モード以外の状態で、指示ドラム１７を手動で自由に回動可能とするもので、 この自由モードで、上述したように、真北の測定開始に先立って、スリット１８ がほぼ太陽の方向を中心として、時計方向に１８０°回動し得るように、指示ド ラム１７を手動で任意の方向に回動して位置決めする。

【００５３】 動作モードでは、太陽方向を検出するため、受光素子４１からの測定データの 取り込みに同期して、指示ドラム１７を時計方向に１８０°回転させると共に、 太陽方向の検出後、その検出した太陽の方向に指標１９を位置決めするために、 指示ドラム１７を反時計方向に回動させる。また、真北の演算処理後、指標１９ が位置する太陽の方向から、指示ドラム１７を時計方向または反時計方向に回動 させて、指標２０を真北に位置決めする。

【００５４】 保持モードは、指標１９を太陽の方向に位置決めした状態、および指標２０を 真北に位置決めした状態で、指示ドラム１７を固定するもので、このモードでは 、消費電力が最小となるように、数ｍｓ単位でステッピングモータ４６の保持と 解除を行う。

【００５５】 ＜エラー処理＞ エラー処理では、そのエラーの発生状態に応じて、ブザー４３を駆動する。例 えば、真北検出指示部１１において、ＣＰＵ６４が電池７１の消耗を検知した場 合には、ブザー４３を５秒間隔で数回駆動する。また、真北の演算において、情 報入力部１２から取り込んだ太陽情報の日付と、現在の日付とが一致していない 場合には、ブザー４３を２秒間隔で数回駆動する。その他、緯度、経度、時刻の データ入力ミスや、太陽方向が検出されなかった場合等に、ブザー４３を数秒間 駆動する。

【００５６】 次に、この実施例の方位指示装置の具体的使用方法として、移動無線基地局の アンテナの取り付け工事に用いる場合について説明する。移動無線基地局にアン テナを設置するにあたっては、上述したように、アンテナの指向性が電波の伝搬 に影響を与えるため、その指向性の方向が予め決められた方向となるように、正 確に位置決めして設置する必要がある。そこで、先ず、設置場所または他の場所 において、真北検出指示部１１および情報入力部１２を接続ケーブル１３で接続 し、電源スイッチ２１およびスイッチ２８をオンにして、情報入力部１２から設 置場所の緯度および経度データを入力すると共に、必要に応じて時刻データを修 正する。所要のデータを入力した後は、スイッチ２８および電源スイッチ２１を オフにすると共に、接続ケーブル１３を取り外して、真北検出指示部１１と情報 入力部１２とを分離する。

【００５７】 その後、真北検出指示部１１をアンテナの設置場所に置き、スリット１８がほ ぼ太陽の方向を中心として、時計方向に１８０°回動し得るように、指示ドラム １７を手動で任意の方向に回動して位置決めしてから、電源スイッチ２１をオン にすると共に、スタートスイッチ２２を押下して、真北の測定を行わせる。測定 が終了し、ブザー４３によって指標２０が真北に位置決めされたのを確認したら 、電源スイッチ２１をオフにし、設置場所に真北の方向をマーキングすると共に 、その真北の方向を基準に、指示ドラム１７に形成した角度線を用いてアンテナ の取り付け方位をマーキングする。その後、真北検出指示部１１をアンテナ設置 場所から撤去して、アンテナの設置工事を行う。

【００５８】 この実施例によれば、測定地点において、太陽光から太陽の方向を検出し、そ の方向と、均時差、赤緯の太陽情報および測定地点の緯度、経度の位置情報とに 基づいて太陽の方位を検出して真北を指示させるようにしたので、地磁気が影響 を受ける場所でも、常に正確な真北を知ることができる。また、真北検出指示部 １１は、例えば、指示ドラム１７の直径が１５０ｍｍ以下、高さが５０ｍｍ以下 と小型・軽量にできるので、アンテナを鉄塔上に設置する場合でも、鉄塔上に容 易に載置して使用することができる。また、太陽が照っている任意の時間に測定 できるので、アンテナ設置工事に用いる場合等において、工事の進行に影響を及 ぼすこともない。

【００５９】 なお、この考案は、上述した実施例にのみ限定されるものではなく、幾多の変 形または変更が可能である。例えば、上述した実施例では、真北検出指示部１１ と情報入力部１２とを別体としたが、これらは一体に形成することもできる。ま た、図６では、情報入力部１２からのデータをＣＰＵ６４とは別個のＲＡＭ６５ に格納するようにしたが、このＲＡＭ６５はＣＰＵ６４の内蔵ＲＡＭで代用する ようにすることもできる。さらに、指示ドラム１７の回動ピッチは、０．５°に 限らず、要求される真北の指示精度に応じて、任意に設定することができる。

【００６０】 また、上述した実施例では、真北を指示するようにしたが、アンテナ設置工事 におけるように、アンテナの指向性の方向が予め決められている場合には、その 所望の方位情報をも入力して、指標を直接、所望の方位に位置決めするよう構成 することもできる。また、指示ドラム１７を回動させることなく、例えば、同一 基板に受光素子アレイを円弧状に設けると共に、ＬＣＤ等の表示素子を設け、受 光素子アレイを走査して、その出力に基づいて太陽の方向を検出し、その検出し た太陽の方向と、太陽情報および緯度、経度のデータとに基づいて、表示素子上 に真北や所望の方位を矢印等で表示するよう構成することもできる。

【００６１】 さらに、上述した実施例では、測定地点の緯度、経度のデータを手動で入力す るようにしたが、衛星からの電波を受信して測定地点の経度および緯度を自動的 に算出する装置（ＧＰＳ）を設け、これにより測定地点において、その緯度、経 度のデータを自動的に入力するよう構成することもできる。このようにすれば、 測定地点の緯度、経度のデータ入力操作を省略できるので、操作がより簡単にな る。

【００６２】 また、上述した実施例では、電磁波として、測定地点との相対位置が既知の太 陽からの光を検知して、太陽の方向を検出するようにしたが、所定の静止衛星も 地球との相対的位置が既知であるので、測定地点において静止衛星からの電波を 走査して受信し、その受信電界強度に基づいて静止衛星の方向を検知して、その 検知した方向と測定地点の緯度、経度等の位置情報とに基づいて静止衛星の方位 を演算し、その演算結果に基づいて予め決められた方位を指示するよう構成する こともできる。このように構成すれば、任意の時刻に方位を指示することができ る。

【００６３】 さらにまた、この考案にかかる方位指示装置は、上述したアンテナ設置工事に 限らず、種々の工事等に有効に用いることができる。

【００６４】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、測定地点との相対位置が既知の物体からの 電磁波を検知して物体の方向を検出し、その検出した物体の方向および測定地点 における位置情報に基づいて物体の方位を演算し、その物体の方位に基づいて予 め決められた方位を指示するようにしたので、方位を常に正確に指示することが できると共に、構成も簡単で小型、軽量にできるので、例えばアンテナの設置工 事に用いる場合には、鉄塔上でも使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この考案の方位指示装置の概念図である。

【図２】 この考案の方位指示装置の一実施例を示す外
観斜視図である。

【図３】 図２に示す真北検出指示部の正面図および平
面図である。

【図４】 同じく、情報入力部の平面図および背面図で
ある。

【図５】 図２に示す方位指示装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】 図５に示す真北検出指示部の具体的回路構成
を示す図である。

【図７】 同じく、情報入力部の具体的回路構成を示す
図である。

【図８】 図２に示す方位指示装置の設定処理動作を示
すフローチャートである。

【図９】 同じく、計測処理動作の一例を示すフローチ
ャートである。

【図１０】 図９における太陽方向の検出動作を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１ 位置情報入力手段 ２ 方向検出手段 ３ 演算手段 ４ 指示手段 １１ 真北検出指示部 １２ 情報入力部 １３ 接続ケーブル １５ 基台 １６ 固定軸 １７ 指示ドラム １８ スリット １９，２０ 指標 ２１ 電源スイッチ ２２ スタートスイッチ ２３ ＬＥＤ ２４ ブザー用開口 ２５ コネクタ ２６ 液晶表示器（ＬＣＤ） ２７ １６キー ２８ スイッチ ２９ コネクタ ３１ 太陽方向検知部 ３２ 制御表示部 ３３ 回転機構部 ３４ マイコン部 ３５ インターフェース部 ３６ 電源部 ３７ 操作表示部 ３８ マイコン部 ３９ インターフェース部 ４０ 安定化電源回路部 ４１ 受光素子 ４２ Ａ／Ｄ変換回路 ４３ ブザー ４４ 駆動回路 ４５ 歯車機構 ４６ ステッピングモータ ４７ 駆動回路 ４８ ＳＩＯ ４９ 電池 ５０ 安定化電源回路 ５１ 駆動回路 ５２ 走査回路 ５３ ＳＩＯ

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定地点の経度および緯度を含む位置情
   報を入力する位置情報入力手段と、 前記測定地点との相対位置が既知の物体からの電磁波を
   検知して、前記物体の方向を検出する方向検出手段と、 この方向検出手段で検出した前記物体の方向および前記
   位置情報入力手段から入力した前記測定地点の位置情報
   に基づいて、前記物体の方位を演算する演算手段と、 この演算手段で演算した前記物体の方位に基づいて、予
   め決められた方位を指示する指示手段とを有することを
   特徴とする方位指示装置。
2. 【請求項２】 前記指示手段は、方向を指示する回動可
   能な指針と、前記演算手段で演算した前記物体の方位に
   基づいて、前記指針を予め決められた方位に回動駆動す
   る駆動手段とを有することを特徴とする請求項１記載の
   方位指示装置。
3. 【請求項３】 前記入力手段は、前記測定地点の位置情
   報を手動入力する情報入力部を有することを特徴とする
   請求項１または２記載の方位指示装置。
4. 【請求項４】 前記入力手段は、衛星からの電波を受信
   して測定地点の経度および緯度を自動的に算出する装置
   を有することを特徴とする請求項１または２記載の方位
   指示装置。
5. 【請求項５】 前記方向検出手段は、太陽からの光を受
   光して、太陽の方向を検出するよう構成したことを特徴
   とする請求項１〜４のいずれか記載の方位指示装置。
6. 【請求項６】 前記方向検出手段は、所定の静止衛星か
   らの電波を受信して、該静止衛星の方向を検出するよう
   構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載
   の方位指示装置。