インターフェロメトリック・センシングシステム
一例示のナビゲーションシステムは、移動体の第１のセンサを有する、第１のロケーションにおけるマスタナビゲーションコンポーネントと、移動体の物理的変形により第１のロケーションに対する変位が可変である第２のロケーションにおける第２のセンサを有するスレーブナビゲーションコンポーネントとを使用する。静的ロケーションコンポーネント及び動的ロケーションコンポーネントが、第１のロケーションと第２のロケーションとの間の変位の静的情報及び動的情報を提供する。変形特性に基づくたわみモデルは、動的変位を計算する。誤差推定器が、変位情報に基づいて、スレーブナビゲーションコンポーネントのナビゲーション測定データの誤差を推定する。マスタナビゲーションコンポーネントは、求められた誤差に基づいて、スレーブナビゲーションコンポーネントのナビゲーション測定データを補正し、スレーブナビゲーションコンポーネントの補正されたナビゲーション測定データを、その座標系におけるナビゲーション測定データに変換し、補正されたナビゲーション測定データに基づく第２のセンサの出力を、第１のセンサの出力と結合して、結合結果にする。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
センシングシステムのマルチセンサは、移動体内に分散されて、１つ又は２つ以上の放射体、送信体、又は反射体、を共通に、たとえば共通ターゲットを観測することにより高度なデータ測定能力及びデータの解像度を提供する。共通ターゲットの一例には、移動体（輸送手段）、地上設置物、又は衛星が含まれる。干渉法等の技法により、マルチセンサは、共通ターゲットの１つ又は２つ以上のパラメータ、たとえば共通ターゲットのロケーション及び／又は形状を求める。マルチセンサが共通ターゲットのパラメータを決定する正確度は、マルチセンサのそれぞれのロケーションがどれだけ正確にわかるかに依存する。移動体は、基準座標系を基準としたその移動体の速度、位置、及び姿勢を提供する高性能ナビゲーションシステムを備える。このナビゲーションシステムは、移動体に搭載されるが、通常はセンサから物理的に分離されている。ナビゲーションシステムは、基準座標系を基準とした移動体のナビゲーションソリューション及び方位ソリューションを確立する。
【０００２】
センサの位置は、ナビゲーションシステムとセンサとの間の既知の静的で固定した距離、並びに、移動体のナビゲーションソリューション及び方位ソリューションに基づいて計算される。移動体が移動中である時、移動体は曲がる。移動体の湾曲によって、マスタナビゲーションシステムが表す位置と、センサが経験する位置との間に瞬間的な不一致が引き起こされる。マスタナビゲーションシステムが表す位置と、センサが経験する位置との間の相違は、「レバーアーム誤差（lever arm error）」である。マスタナビゲーションシステムとセンシングシステムとの間のレバーアームは、定格的には既知である。１つの欠点として、移動体の曲がりにより、マスタナビゲーションシステムの出力が定格レバーアームに基づいて補正されるセンシングシステムの速度、位置、及び方位に誤差が導入される。
【０００３】
レベルアーム誤差を低減するための１つの従来技術のソリューションは、より小さく、軽量で、より性能の低いナビゲーションシステムをセンシングシステムのセンサに使用することである。センサにおけるナビゲーションシステムは、センサを基準として、座標系におけるセンサの速度、位置、及び姿勢を決定する。さらに別の欠点として、センサにおけるナビゲーションシステムによって定義された座標系は、移動体のナビゲーションシステムによって定義された座標系と異なる場合がある。さらに別の欠点として、移動体の空間制約条件により、すべてのセンサにナビゲーションシステムを追加することが禁止される場合がある。すべてのセンサの位置を決定して、すべてのセンサから正確な測定値を得ることが望ましい。
【０００４】
したがって、移動体が移動している間、移動体におけるすべてのセンサの位置を正確に決定することが必要とされている。
【０００５】
本発明の例示的実施態様の特徴は、明細書本文、特許請求の範囲、及び添付図面から明らかになるであろう。
発明の詳細な説明
図１を参照すると、一例としての装置１００は、１つ又は２つ以上の移動体１０５、１つ又は２つ以上のマスタナビゲーションコンポーネント１１０、１つ又は２つ以上のフレキシュラル（たわみ）モデルコンポーネント１１２、１つ又は２つ以上の中間ロケーション決定コンポーネント１１４、１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０、１つ又は２つ以上のセンサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６、並びに１つ又は２つ以上の外部位置決めコンポーネント１５５及び１６０を備える。移動体１０５の一例には、自動車、戦車、飛行機、飛行船、又は宇宙船が含まれる。マスタナビゲーションコンポーネント１１０の一例には、移動体１０５の速度、位置、及び姿勢を提供する高性能ナビゲーションシステムが含まれる。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、加速度計及びジャイロスコープを使用して、移動体１０５の速度、位置、及び姿勢を決定する。たとえば、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、慣性航法システム（「ＩＮＳ」（Inertial Navigation System））を備える。
【０００６】
一例としてのスレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、センサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６の位置及び姿勢を決定するための１つ又は２つ以上の慣性センサ、たとえば３つの線形加速度計及び３つのジャイロスコープを備える。たとえば、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、当業者には理解されるように、１つ又は２つ以上の慣性測定ユニット（「ＩＭＵ」）を備える。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０、並びに、センサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６は、移動体１０５に配置される。たとえば、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０、並びに、センサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６は、飛行機の翼の端部に沿って配置される。センサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６には、１つ若しくは２つ以上の合成開口レーダ、１つ若しくは２つ以上の光センサ、又は１つ若しくは２つ以上の音響センサが含まれる。一例としてのセンサ１３５、１４０、１４５、及び１５０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０にそれぞれ関連付けられる。一例のセンサ１５２、１５４、及び１５６は、センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の１つ又は２つ以上のものの間に配置される。マスタナビゲーションコンポーネント１１０、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０、たわみモデルコンポーネント１１２、並びに中間ロケーション決定コンポーネント１１４は、本明細書で説明するように、例示的に記録可能データ記憶媒体１０１を備える。
【０００７】
たわみモデルコンポーネント１１２は、移動体１０５が移動している間、移動体１０５の構造のたわみ、すなわち曲がり（湾曲）を時間の関数として記述するモデルを備える。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０の位置の推定に基づいて、たわみモデルコンポーネント１１２は、移動体の構造に沿ったあらゆるポイントの相対変位を表す。たとえば、たわみモデルコンポーネント１１２は、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０との間の距離の、時間の関数としての１つ又は２つ以上のレバーアームパラメータ１９４を入力として取り込む。たわみモデルコンポーネント１１２は、移動中の移動体１０５の反応を記述する１つ又は２つ以上の方程式を備える。たとえば、たわみモデルコンポーネント１１２は、移動体１０５の構造の曲がりを時間の関数として記述する方程式を備える。たわみモデルコンポーネント１１２は、レバーアームパラメータ１９４をそれらの方程式に適用して、移動体１０５の構造に沿ったあらゆるセンサの相対変位を時間の関数として記述する方程式を生成する。一例では、たわみモデルコンポーネント１１２は、移動体１０５の構造の曲がりを時間の関数として記述する方程式でプログラミングされる。別の例では、たわみモデルコンポーネント１１２は、協動してセンサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の相互の変位を記述する１つ又は２つ以上のニューラルネットワークを使用する。たわみモデルコンポーネント１１２は、移動体１０５の構造に沿ったあらゆるセンサの相対変位を時間の関数として記述する方程式を出力１９１として提供する。
【０００８】
中間ロケーション決定コンポーネント１１４は、スレーブナビゲーションコンポーネントに関連付けられていないセンサ、たとえばセンサ１５２、１５４、及び１５６の位置を決定する。中間ロケーション決定コンポーネント１１４は、スレーブナビゲーションコンポーネントに関連付けられる１つ又は２つ以上のセンサとの関係で、センサの相対位置を決定する。中間ロケーション決定コンポーネント１１４は、センサの相対位置を、移動体１０５の構造に沿ったあらゆるセンサの相対変位を記述する方程式に適用して、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系を基準としたセンサの位置を生成する。一例としての外部位置決めコンポーネント１５５及び１６０には、全地球測位システム（「ＧＰＳ」）レシーバ及び重力高度計がそれぞれ含まれる。
【０００９】
マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、１つ又は２つ以上のセンサを使用して、移動体１０５のナビゲーション測定データを求める。移動体１０５のナビゲーション測定データの一例には、慣性測定データ、位置決め測定データ、対気速度測定データ、及び／又は気圧高度測定データが含まれる。一例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、１つ又は２つ以上の慣性センサを使用して、移動体１０５の慣性測定データを求める。別の例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、１つ又は２つ以上の気圧高度センサを使用して、移動体１０５の気圧高度測定データを求める。さらに別の例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、１つ又は２つ以上のＧＰＳユニットを使用して、移動体１０５のＧＰＳ測定値を求める。さらに別の例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、１つ又は２つ以上の対気速度センサを使用して、移動体１０５の対気速度測定値を求める。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、ナビゲーション測定データを使用して、基準座標系、たとえば地球を基準とした移動体１０５のロケーション／位置を記述する移動体１０５のナビゲーションソリューション及び方位ソリューションを求める。
【００１０】
マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、当業者によって理解されるように、移動体１０５のナビゲーション測定データに基づいて、基準座標系を基準とした座標系、たとえば第１の座標系を確立する。一例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、当業者によって十分理解されるように、外部位置決めコンポーネント１５５からのデータ、たとえばＧＰＳデータ、気圧高度、又は対気データを使用して、座標系を確立する。別の例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０からのナビゲーション測定データ、並びに、外部位置決めコンポーネント１５５及び１６０からの位置決め情報を使用して、移動体１０５の座標系を確立する。さらに別の例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０からのナビゲーション測定データを使用して、移動体１０５の、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系をさらに精緻化する。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、移動体１０５の座標系及びナビゲーション測定データを使用して、移動体１０５の方位を時間の関数として記述する。
【００１１】
マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、当業者によって理解されるように、移動体１０５のナビゲーション測定データに基づいて、基準座標系を基準とした座標系、たとえば第１の座標系を確立する。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、移動体１０５の座標系及びナビゲーション測定データを使用して、移動体１０５の方位を時間の関数として記述する。一例のマスタナビゲーションコンポーネント１１０は、当業者によって十分理解されるように、外部位置決めコンポーネント１５５からのデータ、たとえばＧＰＳデータ、気圧高度、又は対気データを使用して、座標系を確立する。装置１００の別の例示の実施の形態では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０からのナビゲーション測定データ、並びに、外部位置決めコンポーネント１５５及び１６０からの位置決め情報を使用して、移動体１０５の座標系を確立し、さらに精緻化する。
【００１２】
マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０と通信して、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系を基準としたセンサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の位置を記述する。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、時間の関数としての、センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の位置のナビゲーション測定データ、たとえばナビゲーション測定データをスレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０から得る。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０のナビゲーション測定データにおける１つ又は２つ以上の誤差を推定するための１つ又は２つ以上の誤差推定コンポーネント、たとえば１つ又は２つ以上のカルマンフィルタを備える。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０のナビゲーション測定データを誤差に基づいて補正する。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、出力１６５、１７０、１７５、及び１８０によって示すように、補正されたナビゲーション測定データをスレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０に提供する。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、補正されたナビゲーション測定データを使用して、センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０のナビゲーションパラメータ（たとえば、方位、位置、及び速度）の推定を改善する。
【００１３】
マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、当業者によって十分理解されるように、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０のナビゲーション測定データを、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０によって確立された座標系、たとえば１つ又は２つ以上の第２の座標から、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系、たとえば第１の座標系に変換する。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、マスタナビゲーションコンポーネント１１０のナビゲーションパラメータを出力１８２として提供する。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、出力１８４、１８６、１８８、及び１９０によって示すように、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系におけるセンサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の変換されたナビゲーションパラメータを提供する。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、座標基準系の方位を出力１９２として提供する。
【００１４】
マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１１５との間、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１２０との間、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１２５との間、及び、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１３０との間のレバーアームパラメータ１９４（すなわち、３次元距離ベクトルをモデル化するのに使用されるパラメータ）を推定する。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、レバーアームの推定を使用して、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系を基準としたセンサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の動的な動きを求める。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、レバーアームパラメータ１９４をたわみモデルコンポーネント１１２に提供する。
【００１５】
マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０によって提供された、時間の関数としての、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０のナビゲーション測定データを、マスタナビゲーションコンポーネント１１０のナビゲーション測定データと同期させる。一例では、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データと共にタイムスタンプを提供する。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、タイムスタンプによって示された時間（時刻）における、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データを、タイムスタンプによって示された時刻における、マスタナビゲーションコンポーネント１１０のナビゲーション測定データと比較する。別の例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０、並びに、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、同期クロック、たとえばクロック１６２で動作する。さらに別の例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０、並びに、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、タイミングパルスを使用して、マスタナビゲーションコンポーネント１１０のナビゲーション測定データを、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０のナビゲーション測定データと同期させる。
【００１６】
スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０のナビゲーションパラメータ（たとえば、方位、位置、及び速度）を決定する。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の方位、位置、及び／又は速度に基づいて、センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の出力を補償する。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、マスタナビゲーションコンポーネント１１０と通信して、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０のナビゲーション測定データをマスタナビゲーションコンポーネント１１０に提供する。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０の補正されたナビゲーション測定データをマスタナビゲーションコンポーネント１１０から受け取る。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０の補正されたナビゲーション測定データを使用して、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系を基準としたセンサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の位置を記述する。たとえば、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５の補正されたナビゲーション測定データを使用して、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系を基準としたセンサ１３５の動きを決定する。
【００１７】
装置１００の例示的な動作の実例を説明目的で提示することにする。
【００１８】
図２を参照すると、ステップ２０５において、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、移動体１０５の、時間の関数としてのナビゲーションソリューションを求める。ステップ２１０において、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、ナビゲーション測定データ、及び、外部位置決めコンポーネント１５５からのオプションのデータを使用して、地球を基準とした移動体１０５の座標系、たとえば第１の座標系を確立する。ステップ２１５において、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５によって確立された座標系、たとえば第２の座標系を基準としたナビゲーション測定データ、及び、タイムタグをセンサ１３５のスレーブナビゲーションコンポーネント１１５から受け取る。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、このタイムタグを使用して、タイムタグによって示された時刻における、マスタナビゲーションコンポーネント１１０のナビゲーション測定データを決定する。ステップ２２０において、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、タイムタグによって示された時刻における、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データを、タイムタグによって示された時刻における、マスタナビゲーションコンポーネント１１０のナビゲーション測定データと比較する。タイムタグによって示された時刻における、マスタナビゲーションコンポーネント１１０のナビゲーション測定データの一例には、本明細書で説明するように、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０との間の１つ又は２つ以上のレバーアームによって調整された、マスタナビゲーションコンポーネント１１０のナビゲーション測定データが含まれる。
【００１９】
ステップ２２５において、マスタナビゲーションコンポーネントは、カルマンフィルタを使用して、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５からのナビゲーション測定データの誤差を推定する。ステップ２３０において、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５からのナビゲーション測定データの誤差を補正する。ステップ２３５において、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５の補正されたナビゲーション測定データを、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５によって確立された座標系（たとえば第２の座標）から、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系（たとえば第１の座標系）に変換する。ステップ２４０において、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、第１の座標系における、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５の、補正され且つ変換されたナビゲーション測定データを使用して、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系における、センサ１３５のナビゲーションパラメータ、たとえば方位、位置、及び速度を提供する。
【００２０】
図３を参照すると、一例のマスタナビゲーションコンポーネント１１０は、１つ又は２つ以上の基準座標コンポーネント３０５並びに１つ又は２つ以上の剛性（rigid）レバーアームモデルコンポーネント３１０及び３４０を備える。基準座標コンポーネント３０５は、移動体１０５の座標系を確立する。剛性レバーアームモデルコンポーネント３１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５のベースライン静的位置を備える。剛性レバーアームモデルコンポーネント３１０は、ベースライン静的位置に基づいてスレーブナビゲーションコンポーネント１１５のベースライン静的レバーアームを求める。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５のベースライン静的レバーアームは、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１１５との間の３次元位置の距離、すなわちベクトルを備える。剛性レバーアームモデルコンポーネント３１０は、基準座標コンポーネント３０５と協動して、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５のベースライン静的レバーアームを、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系に投影し、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５の変換された静的レバーアームを求める。剛性レバーアームモデルコンポーネント３１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５の変換された静的レバーアームを出力３１６として加算ノード３１８へ送出する。
【００２１】
スレーブナビゲーションコンポーネント１１５は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データを求める。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データを出力として加算ノード３１８へ送出する。加算ノード３１８は、剛性レバーアームモデルコンポーネント３１０からの出力３１６を、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５からの出力３２０と結合して、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データを出力３２２として生成する。
【００２２】
基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データを含む出力３２２は、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４を使用することによって強化される。このインクリメンタル（増分）動的レバーアーム補正コンポーネント３２４は、移動中の移動体１０５の反応を記述するモデルを備える。インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４は、このモデルを使用して、移動中の移動体１０５の反応に関するスレーブナビゲーションコンポーネント１１５及び１２０の位置を提供する。たとえば、移動中、移動体１０５は、曲がりによって反応する。移動体１０５の曲がりは、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１１５との間のレバーアーム（すなわち、３次元距離ベクトル）を変える。移動体１０５が曲がると、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１１５との間のレバーアームは変化する。
【００２３】
インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４は、基準座標コンポーネント３０５からの出力３２６、及び、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５からの出力３２７を入力として受け取る。この出力３２６は、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を含む。出力３２７は、出力３２０と同様に、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データを含む。インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４は、出力３２６及び３２７を使用して、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５の動的レバーアームを求める。インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５の動的レバーアームを出力３２８として加算ノード３１８へ送出する。加算ノード３１８は、出力３１６、３２０、及び３２８を結合して、出力３２２を生成する。このように、加算ノード３１８は、移動中の移動体１０５の、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５のより正確なナビゲーション測定データを含むものとして出力３２２を生成する。インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４の出力３２８は、本明細書で解説するように、フィルタ３３０、たとえばカルマンフィルタを使用することによって、より高い正確度を得る。
【００２４】
フィルタ３３０は、加算ノード３１８からの出力３２２を入力として受け取る。フィルタ３３０は、所与のタイムスタンプの出力３２２（すなわち、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データ）を、その所与のタイムスタンプにおける基準座標コンポーネント３０５からのナビゲーション測定データと比較する。フィルタ３３０は、出力３２２の誤差を推定する。フィルタ３３０は、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５の補正されたナビゲーション測定データを、出力３３２として提供する。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５は、出力３３２を使用して、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたセンサ１３５の方位、位置、及び速度を求める。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５は、出力３３２を使用して、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５によって確立された座標系を調整する。加えて、フィルタ３３０は、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５の補正されたナビゲーション測定データを、出力３３４として、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４へ送出する。インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４は、出力３３４を使用して、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５の動的レバーアームである出力３２８を補正する。このように、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、及びフィルタ３３０は、協動して、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５の座標系を、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系と繰り返し位置合わせする。
【００２５】
スレーブナビゲーションコンポーネント１２０、センサ１４０、基準座標コンポーネント３０５、剛性レバーアームモデルコンポーネント３４０、加算ノード３４８、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３５４、並びに出力３４６、３５０、３５２、３５８、３５７、３６２、及び３６４は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、センサ１３５、基準座標コンポーネント３０５、剛性レバーアームモデルコンポーネント３１０、加算ノード３１８、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４、出力３１６、３２０、３２２、３２６、３２７、３２８、３３２、及び３３４と同様にして相互作用する。基準座標コンポーネント３０５、剛性レバーアームモデルコンポーネント３１０及び３１５、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４及び３５４、並びにフィルタ３３０は、本明細書で説明するように、例示的に１つ又は２つ以上の記録可能データ記憶媒体１０１を備える。
【００２６】
さらに図３を参照すると、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データを、出力３６６として、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３５４へ送出する。インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３５４は、出力３６６を使用して、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１２０の動的レバーアームの正確度を増大させる。スレーブナビゲーションコンポーネント１２０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１２０のナビゲーション測定データを、出力３６８として、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４へ送出する。インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４は、出力３６８を使用して、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５の動的レバーアームの正確度を増大させる。
【００２７】
図３を再び参照すると、フィルタ３３０は、マスタナビゲーションコンポーネント１１０並びにスレーブナビゲーションコンポーネント１１５及び１２０からナビゲーション測定データを入力として受け取る。フィルタ３３０は、基準座標コンポーネント３０５からの出力３７０、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５からの出力３２２、及びスレーブナビゲーションコンポーネント１２０からの出力３５２を入力として受け取る。フィルタ３３０は、出力３２２、３５２、及び３７０を使用して座標系を確立する。たとえば、フィルタ３３０は、当業者によって十分理解されるように、出力３２２、３５２、及び３７０を結合して座標系を確立する。フィルタ３３０は、基準座標コンポーネント３０５並びにスレーブナビゲーションコンポーネント１１５及び１２０から受信したナビゲーション測定データの誤差を推定し、それら誤差を補正する。
【００２８】
フィルタ３３０は、フィルタ３３０によって確立された座標系を基準とした、補正されたナビゲーション測定データを、出力３７２として、基準座標コンポーネント３０５へ送出する。基準座標コンポーネント３０５は、出力３７２を使用して、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を調整する。たとえば、基準座標コンポーネント３０５は、出力３７２を使用して、基準座標コンポーネント３０５によって確立されたベースライン座標系を調整する。フィルタ３３０及び基準座標コンポーネント３０５は、協動して、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系とフィルタ３３０によって確立された座標系とを位置合わせする。フィルタ３３０は、出力３３２、３３４、３６２、及び３６４、フィルタ３３０によって確立された座標系を基準とした、補正されたナビゲーション測定データをスレーブナビゲーションコンポーネント１１５及び１２０、並びに、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４及び３５４へ送出する。
【００２９】
図１及び図４を参照すると、たとえば、センサ１５２には、中間センサが含まれ、たとえば、センサ１５２は、センサ１３５と１４０との間に配置される。ステップ４０５において、中間ロケーション決定コンポーネント１１４は、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系を基準としたセンサ１３５及び１４０のロケーションを得る。ステップ４１０において、中間ロケーション決定コンポーネント１１４は、センサ１３５及び１４０を基準としたセンサ１５２の相対ロケーションを計算する。ステップ４１５において、中間ロケーション決定コンポーネント１１４は、センサ１５２の相対ロケーションを、移動体１０５の構造に沿ったあらゆるセンサの相対変位を記述する方程式に適用する。ステップ４２０において、中間ロケーション決定コンポーネント１１４は、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系におけるセンサ１５２のロケーションを得る。センサ１５２にロケーションが決定されると、センサ１５２によって得られた測定データは、時間の関数としてのセンサ１５２の動きを反映するように補償される。センサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６によって得られた測定情報を補償することによって、測定情報の質が改善される。当業者によって十分理解されるように、センサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６によって得られた、補償された測定情報の結合、たとえば、インターフェロメトリック（干渉利用）センシング処理及び干渉利用センシング技法を通じて複数のロケーションでセンサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６が受け取った信号の結合によって、より質の高い結果、たとえばより質の高い画像が生成される。
【００３０】
図１、図４、及び図５を参照すると、移動体１０５は、ナビゲーションネットワーク５０２を備える。このナビゲーションネットワーク５０２は、ナビゲーションネットワークハブ５１０、並びに、１つ又は２つ以上のナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２を備える。ナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２は、一例として、さまざまな正確度のナビゲーションコンポーネントを備える。たとえば、ナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、及び５２５は、マスタナビゲーションコンポーネント１１０と同様の高性能ナビゲーションシステムを備え、ナビゲーションコンポーネント５３０及び５３２は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び／又は１３０と同様の低性能ナビゲーションシステムを備える。ナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２は、ナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２のナビゲーション測定データを得る。ナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２は、協動して、センサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６のナビゲーションパラメータ（すなわち、方位、位置、及び速度）を求める。
【００３１】
ナビゲーションネットワークハブ５１０は、一例としてナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２からナビゲーション測定データを受信する。ナビゲーションネットワークハブ５１０は、ナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２からのナビゲーション測定データを使用して、移動体１０５の座標系、たとえば第１の座標系を確立する。ナビゲーションネットワークハブ５１０は、ナビゲーションネットワークハブ５１０によって確立された座標系（すなわち、第１の座標系）を基準としたセンサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６の１つ又は２つ以上のナビゲーションパラメータ（すなわち、方位、位置、及び速度）を求める。ナビゲーションネットワークハブ５１０は、出力５８２、５８４、５８６、５８８、及び５９０によって示すように、ナビゲーションネットワークハブ５１０によって確立された座標系における、センサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６の変換されたナビゲーションパラメータ（すなわち、方位、速度、及び位置）を提供する。ナビゲーションネットワークハブ５１０は、ナビゲーションネットワークハブ５１０によって確立された座標系の方位を出力５９２として提供する。ナビゲーションネットワークハブ５１０は、レバーアームパラメータ５９４をたわみモデルコンポーネント１１２に提供する。たわみモデルコンポーネント１１２は、レバーアームパラメータ５９４を、移動中の移動体１０５の反応を記述する方程式に適用する。たわみモデルコンポーネント５９４は、ナビゲーションネットワークハブ５１０によって確立された座標系を基準とした、時間の関数としての、移動体１０５の構造に沿ったセンサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の相対変位を記述する方程式を出力５９１として提供する。
【００３２】
中間ロケーション決定コンポーネント５１４は、出力５８２、５８４、５８６、及び５９０、並びに出力５９１を使用して、中間センサ、たとえばセンサ１５２、１５４、及び１５６のナビゲーションパラメータを決定する。たとえば、出力５９１は、移動体１０５の曲がりを記述する。出力５８２、５８４、５８６、５８８、及び５９０は、センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０のナビゲーションパラメータを記述する。中間ロケーション決定コンポーネント５１４は、一例としてセンサ１５２、１５４、及び１５６のロケーションを備える。中間ロケーション決定コンポーネント５１４は、（出力５９４によって記述された）移動体１０５の曲がりを使用して、センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の間のナビゲーションパラメータを記述する方程式を求める。センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の間のナビゲーションパラメータを記述する方程式から、中間ロケーション決定コンポーネント５１４は、センサ１５２、１５４、及び１５６のロケーションを使用して、センサ１５２、１５４、及び１５６のナビゲーションパラメータを決定する。ナビゲーションネットワークハブ５１０、並びに、ナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２は、本明細書で説明するように、例示として１つ又は２つ以上の記録可能データ記憶媒体１０１を含む。
【００３３】
ナビゲーションネットワークハブ５１０、並びに、ナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、及び５３０は、例示としてネットワークバス５９５の１つ又は２つ以上を使用することによって通信する。一例では、ネットワークバス５９５には、高速伝送バスが含まれる。別の例では、ネットワークバス５９５には、イーサネット(登録商標)通信手段が含まれる。一例としてのナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、及び５３０は、ネットワークバス５９５を使用して、ナビゲーション測定データをナビゲーションネットワークハブ５１０へ送信する。一例では、ナビゲーションネットワークハブ５１０は、ネットワークバス５９５を使用して、補正されたナビゲーション測定データ５６５、５７０、５７５、及び５８０をナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、及び５３０へ送信する。別の例では、ナビゲーションネットワークハブ５１０は、ネットワークバス５９５を使用して、出力５８２、５８４、５８６、５８８、５９０、及び５９２を提供する。さらに別の例では、ナビゲーションネットワークハブ５１０は、ネットワークバス５９５を使用して、外部位置決めコンポーネント１５５及び１６０と通信する。ナビゲーションネットワークハブ５１０は、ネットワークバス５９５上で標準的なプロトコルを使用して、複数の外部コンポーネント、たとえばナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、及び５３０、外部位置決めコンポーネント１５５及び１６０、並びに１つ又は２つ以上の移動体コンピュータ（図示せず）に共通のインターフェースを提供する。
【００３４】
図１及び図６を参照すると、装置１００は、１つ又は２つ以上の移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８、１つ又は２つ以上のマスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６、１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネント６１８、６２０、６２２、及び６２４、１つ又は２つ以上のセンサ６２６、６２８、６３０、及び６３２、１つ又は２つ以上の共通伝送コンポーネント６３４、１つ又は２つ以上の通信リンク６３６、６３８、６４０、６４２、６４４、及び６４６、並びに１つ又は２つ以上の制御センター６５０を備える。移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８は、移動体通信リンク６３６、６３８、６４０、及び６４２を使用することによって通信する。移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８は、センター通信リンク６１１、６１３、６１５、及び６１７を使用することによって制御センター６５０と通信する。一例としての移動体通信リンク６３６、６３８、６４０、及び６４２、並びに、データリンク６１１、６１３、６１５、及び６１７には、衛星通信、戦術コマンドデータリンク（「ＴＣＤＬ」）、Ｌｉｎｋ１６、及びアドバンスト情報アーキテクチャ（「ＡＩＡ（Advanced Information Architecture）」）が含まれる。移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８は、図１の移動体１０５と同様のものである。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、図１のマスタナビゲーションコンポーネント１１０と同様のものである。スレーブナビゲーションコンポーネント６１８、６２０、６２２、及び６２４は、図１のスレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０と同様のものである。センサ６２６、６２８、６３０、及び６３２は、図１のセンサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６と同様のものである。
【００３５】
一例では、移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８には、共通ターゲット６３４を監視する１つ又は２つ以上の無人移動体、たとえば無人飛行機が含まれる。たとえば、共通ターゲット６３４には、衛星、地上の物体、移動体、電波放射体、又は音響放射体が含まれる。制御センター６５０は、移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８のセンサ６２６、６２８、６３０、及び６３２から測定データを得る。制御センター６５０は、干渉利用技法を使用して測定データを結合し、共通ターゲット６３４の高度化された表現を生成する。
【００３６】
マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、移動体通信リンク６３６、６３８、６４０、及び６４２を使用して、ナビゲーションネットワーク６０１を確立する。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、ナビゲーションネットワーク６０１を使用することによって通信し、移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８の基準座標系を基準とした座標系を確立する。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、タイムスタンプを使用して、ナビゲーションネットワーク６０１を使用することにより座標系を確立する。たとえば、マスタナビゲーションコンポーネント６１０は、マスタナビゲーションコンポーネント６１０のナビゲーション測定データにタイムスタンプを関連付ける。マスタナビゲーションコンポーネント６１０は、通信リンク６４２を使用して、マスタナビゲーションコンポーネント６１０のナビゲーション測定データを有するタイムスタンプをマスタナビゲーションコンポーネント６１４に提供する。マスタナビゲーションコンポーネント６１４は、タイムスタンプを使用して、タイムスタンプによって示された時刻におけるマスタナビゲーションコンポーネント６１０のナビゲーション測定データを、タイムスタンプによって示された時刻におけるマスタナビゲーションコンポーネント６１４のナビゲーション測定データと比較する。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、共通クロック、原子時計、又はＧＰＳ時刻の１つ又は２つ以上を使用して、測定データにタイムスタンプを付ける。
【００３７】
マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、基準座標系として地球を使用する。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８のナビゲーションソリューション及び方位ソリューションを求める。たとえば、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、それぞれ、移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８の座標系をそれぞれ確立する。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、基準座標系、たとえば地球を基準とした座標系を確立する。一例では、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６によって確立された座標系として基準座標系を使用する。別の例では、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、協動して、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６のそれぞれにより使用される共通座標系を確立する。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、この共通座標系を使用して、それらの個々のナビゲーションパラメータを共通座標系に置き換える。
【００３８】
センサ６２６、６２８、６３０、及び６３２は、信号上の測定データを共通ターゲット６３４から得る。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、その測定データを、スレーブナビゲーションコンポーネント６１８、６２０、６２２、及び６２４によって確立された座標系から、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６によって確立された座標系に変換する。移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８は、データリンク６１１、６１３、６１５、及び６１７を使用して、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６によって確立された座標系における信号上の測定データを制御センター６５０へ送信する。制御センター６５０は、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６によって確立された座標系における、センサ６２６、６２８、６３０、及び６３２からの測定データを使用して、移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８にわたり干渉利用センシングを実行する。たとえば、制御センター６５０は、干渉利用技法を使用して、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６によって確立された座標系を基準とした、センサ６２６、６２８、６３０、及び６３２により受信された信号間の位相差を計算する。位相差に基づいて、制御センター６３４は、共通ターゲット６３４の情報、たとえば方位、位置、速度、及び形状を求める。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６によって確立された座標系を使用することにより、制御センター６５０は、センサ６２６、６２８、６３０、及び６３２により受信された信号を正確な絶対位置に関係付ける。制御センター６５０は、正確な絶対位置を使用して、共通ターゲット６３４のジオロケーション又は位置を提供する。
【００３９】
一例としての装置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つ又は２つ以上のもの等の複数のコンポーネントを備える。多数のこのようなコンポーネントは、装置１００において結合することもできるし、分割することもできる。装置１００の一例示のコンポーネントは、当業者によって理解されるように、多数のプログラミング言語のいずれかにより記述又は実施された一組のコンピュータ命令又は一連のコンピュータ命令を使用し、且つ／又は、備える。
【００４０】
一例としての装置１００は、１つ又は２つ以上のコンピュータ可読信号保持媒体を使用する。コンピュータ可読信号保持媒体は、本発明の１つ又は２つ以上の実施の形態の１つ又は２つ以上の部分を実行するためのソフトウェア、ファームウェア、及び／又はアセンブリ言語を記憶する。装置１００のコンピュータ可読信号保持媒体の例には、マスタナビゲーションコンポーネント１１０、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０、たわみモデルコンポーネント１１２、中間ロケーション決定コンポーネント１１４、基準座標コンポーネント３０５、剛性レバーアームモデルコンポーネント３１０及び３１５、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４及び３５４、フィルタ３３０、ナビゲーションネットワークハブ５１０、並びにナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２の記録可能データ記憶媒体１０１が含まれる。一例の装置１００のコンピュータ可読信号保持媒体には、磁気データ記憶媒体、電気データ記憶媒体、光データ記憶媒体、生物学的データ記憶媒体、及び原子データ記憶媒体の１つ又は２つ以上のものが含まれる。たとえば、コンピュータ可読信号保持媒体には、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気テープ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、及び電子メモリが含まれる。別の例では、コンピュータ可読信号保持媒体には、装置１００を含むか又は装置１００と接続されたネットワーク上で送信される変調された搬送波信号が含まれる。このネットワークは、たとえば、電話網、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）、ワイドエリアネットワーク（「ＷＡＮ」）、インターネット、及び無線ネットワークの１つ又は２つ以上のものである。
【００４１】
本明細書で説明したステップ又は動作は、単なる例示にすぎない。本発明の精神から逸脱することなく、これらのステップ又はオペレーションに対する多くの変形形態が存在し得る。たとえば、ステップは異なる順序で実行することができ、ステップを追加、削除、又は変更することができる。
【００４２】
本明細書では、本発明の例示の実施態様を詳細に図示して説明してきたが、当業者には、本発明の精神から逸脱することなく、さまざまな変更、追加、代用等を行えることは明らかであり、したがって、これらの変更、追加、代用等は、特許請求の範囲に規定された本発明の範囲内に含まれるものと考える。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】１つ又は２つ以上の移動体、１つ又は２つ以上のマスタナビゲーションコンポーネント、１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネント、１つ又は２つ以上のセンサ、１つ又は２つ以上の外部位置決めコンポーネント、１つ又は２つ以上のたわみモデルコンポーネント、及び１つ又は２つ以上の中間ロケーション決定コンポーネントを備える装置の一実施態様を表す図である。
【図２】センサの補正されたナビゲーションパラメータを、図１の装置のマスタナビゲーションコンポーネントからスレーブナビゲーションコンポーネントへ提供するための一例示のプロセスフローを表す図である。
【図３】図１の装置のマスタナビゲーションコンポーネントの１つ又は２つ以上の基準座標コンポーネント及び１つ又は２つ以上の剛性レバーアームモデルコンポーネント、スレーブナビゲーションコンポーネント、センサ、外部位置決めコンポーネント、１つ又は２つ以上のインクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント、並びに１つ又は２つ以上のフィルタの一実施態様を表す図である。
【図４】図１の装置のセンサの相対位置を計算する一例示のプロセスフローを表す図である。
【図５】１つ又は２つ以上のナビゲーションネットワークを備える図１の装置を表す別の図である。
【図６】図５の装置のナビゲーションネットワークの別の実施態様を表す図である。
【背景技術】
【０００１】
センシングシステムのマルチセンサは、移動体内に分散されて、１つ又は２つ以上の放射体、送信体、又は反射体、を共通に、たとえば共通ターゲットを観測することにより高度なデータ測定能力及びデータの解像度を提供する。共通ターゲットの一例には、移動体（輸送手段）、地上設置物、又は衛星が含まれる。干渉法等の技法により、マルチセンサは、共通ターゲットの１つ又は２つ以上のパラメータ、たとえば共通ターゲットのロケーション及び／又は形状を求める。マルチセンサが共通ターゲットのパラメータを決定する正確度は、マルチセンサのそれぞれのロケーションがどれだけ正確にわかるかに依存する。移動体は、基準座標系を基準としたその移動体の速度、位置、及び姿勢を提供する高性能ナビゲーションシステムを備える。このナビゲーションシステムは、移動体に搭載されるが、通常はセンサから物理的に分離されている。ナビゲーションシステムは、基準座標系を基準とした移動体のナビゲーションソリューション及び方位ソリューションを確立する。
【０００２】
センサの位置は、ナビゲーションシステムとセンサとの間の既知の静的で固定した距離、並びに、移動体のナビゲーションソリューション及び方位ソリューションに基づいて計算される。移動体が移動中である時、移動体は曲がる。移動体の湾曲によって、マスタナビゲーションシステムが表す位置と、センサが経験する位置との間に瞬間的な不一致が引き起こされる。マスタナビゲーションシステムが表す位置と、センサが経験する位置との間の相違は、「レバーアーム誤差（lever arm error）」である。マスタナビゲーションシステムとセンシングシステムとの間のレバーアームは、定格的には既知である。１つの欠点として、移動体の曲がりにより、マスタナビゲーションシステムの出力が定格レバーアームに基づいて補正されるセンシングシステムの速度、位置、及び方位に誤差が導入される。
【０００３】
レベルアーム誤差を低減するための１つの従来技術のソリューションは、より小さく、軽量で、より性能の低いナビゲーションシステムをセンシングシステムのセンサに使用することである。センサにおけるナビゲーションシステムは、センサを基準として、座標系におけるセンサの速度、位置、及び姿勢を決定する。さらに別の欠点として、センサにおけるナビゲーションシステムによって定義された座標系は、移動体のナビゲーションシステムによって定義された座標系と異なる場合がある。さらに別の欠点として、移動体の空間制約条件により、すべてのセンサにナビゲーションシステムを追加することが禁止される場合がある。すべてのセンサの位置を決定して、すべてのセンサから正確な測定値を得ることが望ましい。
【０００４】
したがって、移動体が移動している間、移動体におけるすべてのセンサの位置を正確に決定することが必要とされている。
【０００５】
本発明の例示的実施態様の特徴は、明細書本文、特許請求の範囲、及び添付図面から明らかになるであろう。
発明の詳細な説明
図１を参照すると、一例としての装置１００は、１つ又は２つ以上の移動体１０５、１つ又は２つ以上のマスタナビゲーションコンポーネント１１０、１つ又は２つ以上のフレキシュラル（たわみ）モデルコンポーネント１１２、１つ又は２つ以上の中間ロケーション決定コンポーネント１１４、１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０、１つ又は２つ以上のセンサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６、並びに１つ又は２つ以上の外部位置決めコンポーネント１５５及び１６０を備える。移動体１０５の一例には、自動車、戦車、飛行機、飛行船、又は宇宙船が含まれる。マスタナビゲーションコンポーネント１１０の一例には、移動体１０５の速度、位置、及び姿勢を提供する高性能ナビゲーションシステムが含まれる。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、加速度計及びジャイロスコープを使用して、移動体１０５の速度、位置、及び姿勢を決定する。たとえば、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、慣性航法システム（「ＩＮＳ」（Inertial Navigation System））を備える。
【０００６】
一例としてのスレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、センサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６の位置及び姿勢を決定するための１つ又は２つ以上の慣性センサ、たとえば３つの線形加速度計及び３つのジャイロスコープを備える。たとえば、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、当業者には理解されるように、１つ又は２つ以上の慣性測定ユニット（「ＩＭＵ」）を備える。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０、並びに、センサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６は、移動体１０５に配置される。たとえば、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０、並びに、センサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６は、飛行機の翼の端部に沿って配置される。センサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６には、１つ若しくは２つ以上の合成開口レーダ、１つ若しくは２つ以上の光センサ、又は１つ若しくは２つ以上の音響センサが含まれる。一例としてのセンサ１３５、１４０、１４５、及び１５０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０にそれぞれ関連付けられる。一例のセンサ１５２、１５４、及び１５６は、センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の１つ又は２つ以上のものの間に配置される。マスタナビゲーションコンポーネント１１０、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０、たわみモデルコンポーネント１１２、並びに中間ロケーション決定コンポーネント１１４は、本明細書で説明するように、例示的に記録可能データ記憶媒体１０１を備える。
【０００７】
たわみモデルコンポーネント１１２は、移動体１０５が移動している間、移動体１０５の構造のたわみ、すなわち曲がり（湾曲）を時間の関数として記述するモデルを備える。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０の位置の推定に基づいて、たわみモデルコンポーネント１１２は、移動体の構造に沿ったあらゆるポイントの相対変位を表す。たとえば、たわみモデルコンポーネント１１２は、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０との間の距離の、時間の関数としての１つ又は２つ以上のレバーアームパラメータ１９４を入力として取り込む。たわみモデルコンポーネント１１２は、移動中の移動体１０５の反応を記述する１つ又は２つ以上の方程式を備える。たとえば、たわみモデルコンポーネント１１２は、移動体１０５の構造の曲がりを時間の関数として記述する方程式を備える。たわみモデルコンポーネント１１２は、レバーアームパラメータ１９４をそれらの方程式に適用して、移動体１０５の構造に沿ったあらゆるセンサの相対変位を時間の関数として記述する方程式を生成する。一例では、たわみモデルコンポーネント１１２は、移動体１０５の構造の曲がりを時間の関数として記述する方程式でプログラミングされる。別の例では、たわみモデルコンポーネント１１２は、協動してセンサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の相互の変位を記述する１つ又は２つ以上のニューラルネットワークを使用する。たわみモデルコンポーネント１１２は、移動体１０５の構造に沿ったあらゆるセンサの相対変位を時間の関数として記述する方程式を出力１９１として提供する。
【０００８】
中間ロケーション決定コンポーネント１１４は、スレーブナビゲーションコンポーネントに関連付けられていないセンサ、たとえばセンサ１５２、１５４、及び１５６の位置を決定する。中間ロケーション決定コンポーネント１１４は、スレーブナビゲーションコンポーネントに関連付けられる１つ又は２つ以上のセンサとの関係で、センサの相対位置を決定する。中間ロケーション決定コンポーネント１１４は、センサの相対位置を、移動体１０５の構造に沿ったあらゆるセンサの相対変位を記述する方程式に適用して、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系を基準としたセンサの位置を生成する。一例としての外部位置決めコンポーネント１５５及び１６０には、全地球測位システム（「ＧＰＳ」）レシーバ及び重力高度計がそれぞれ含まれる。
【０００９】
マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、１つ又は２つ以上のセンサを使用して、移動体１０５のナビゲーション測定データを求める。移動体１０５のナビゲーション測定データの一例には、慣性測定データ、位置決め測定データ、対気速度測定データ、及び／又は気圧高度測定データが含まれる。一例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、１つ又は２つ以上の慣性センサを使用して、移動体１０５の慣性測定データを求める。別の例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、１つ又は２つ以上の気圧高度センサを使用して、移動体１０５の気圧高度測定データを求める。さらに別の例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、１つ又は２つ以上のＧＰＳユニットを使用して、移動体１０５のＧＰＳ測定値を求める。さらに別の例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、１つ又は２つ以上の対気速度センサを使用して、移動体１０５の対気速度測定値を求める。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、ナビゲーション測定データを使用して、基準座標系、たとえば地球を基準とした移動体１０５のロケーション／位置を記述する移動体１０５のナビゲーションソリューション及び方位ソリューションを求める。
【００１０】
マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、当業者によって理解されるように、移動体１０５のナビゲーション測定データに基づいて、基準座標系を基準とした座標系、たとえば第１の座標系を確立する。一例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、当業者によって十分理解されるように、外部位置決めコンポーネント１５５からのデータ、たとえばＧＰＳデータ、気圧高度、又は対気データを使用して、座標系を確立する。別の例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０からのナビゲーション測定データ、並びに、外部位置決めコンポーネント１５５及び１６０からの位置決め情報を使用して、移動体１０５の座標系を確立する。さらに別の例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０からのナビゲーション測定データを使用して、移動体１０５の、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系をさらに精緻化する。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、移動体１０５の座標系及びナビゲーション測定データを使用して、移動体１０５の方位を時間の関数として記述する。
【００１１】
マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、当業者によって理解されるように、移動体１０５のナビゲーション測定データに基づいて、基準座標系を基準とした座標系、たとえば第１の座標系を確立する。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、移動体１０５の座標系及びナビゲーション測定データを使用して、移動体１０５の方位を時間の関数として記述する。一例のマスタナビゲーションコンポーネント１１０は、当業者によって十分理解されるように、外部位置決めコンポーネント１５５からのデータ、たとえばＧＰＳデータ、気圧高度、又は対気データを使用して、座標系を確立する。装置１００の別の例示の実施の形態では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０からのナビゲーション測定データ、並びに、外部位置決めコンポーネント１５５及び１６０からの位置決め情報を使用して、移動体１０５の座標系を確立し、さらに精緻化する。
【００１２】
マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０と通信して、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系を基準としたセンサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の位置を記述する。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、時間の関数としての、センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の位置のナビゲーション測定データ、たとえばナビゲーション測定データをスレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０から得る。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０のナビゲーション測定データにおける１つ又は２つ以上の誤差を推定するための１つ又は２つ以上の誤差推定コンポーネント、たとえば１つ又は２つ以上のカルマンフィルタを備える。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０のナビゲーション測定データを誤差に基づいて補正する。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、出力１６５、１７０、１７５、及び１８０によって示すように、補正されたナビゲーション測定データをスレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０に提供する。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、補正されたナビゲーション測定データを使用して、センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０のナビゲーションパラメータ（たとえば、方位、位置、及び速度）の推定を改善する。
【００１３】
マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、当業者によって十分理解されるように、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０のナビゲーション測定データを、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０によって確立された座標系、たとえば１つ又は２つ以上の第２の座標から、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系、たとえば第１の座標系に変換する。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、マスタナビゲーションコンポーネント１１０のナビゲーションパラメータを出力１８２として提供する。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、出力１８４、１８６、１８８、及び１９０によって示すように、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系におけるセンサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の変換されたナビゲーションパラメータを提供する。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、座標基準系の方位を出力１９２として提供する。
【００１４】
マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１１５との間、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１２０との間、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１２５との間、及び、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１３０との間のレバーアームパラメータ１９４（すなわち、３次元距離ベクトルをモデル化するのに使用されるパラメータ）を推定する。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、レバーアームの推定を使用して、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系を基準としたセンサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の動的な動きを求める。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、レバーアームパラメータ１９４をたわみモデルコンポーネント１１２に提供する。
【００１５】
マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０によって提供された、時間の関数としての、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０のナビゲーション測定データを、マスタナビゲーションコンポーネント１１０のナビゲーション測定データと同期させる。一例では、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データと共にタイムスタンプを提供する。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、タイムスタンプによって示された時間（時刻）における、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データを、タイムスタンプによって示された時刻における、マスタナビゲーションコンポーネント１１０のナビゲーション測定データと比較する。別の例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０、並びに、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、同期クロック、たとえばクロック１６２で動作する。さらに別の例では、マスタナビゲーションコンポーネント１１０、並びに、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、タイミングパルスを使用して、マスタナビゲーションコンポーネント１１０のナビゲーション測定データを、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０のナビゲーション測定データと同期させる。
【００１６】
スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０のナビゲーションパラメータ（たとえば、方位、位置、及び速度）を決定する。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の方位、位置、及び／又は速度に基づいて、センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の出力を補償する。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、マスタナビゲーションコンポーネント１１０と通信して、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０のナビゲーション測定データをマスタナビゲーションコンポーネント１１０に提供する。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０の補正されたナビゲーション測定データをマスタナビゲーションコンポーネント１１０から受け取る。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０の補正されたナビゲーション測定データを使用して、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系を基準としたセンサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の位置を記述する。たとえば、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５の補正されたナビゲーション測定データを使用して、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系を基準としたセンサ１３５の動きを決定する。
【００１７】
装置１００の例示的な動作の実例を説明目的で提示することにする。
【００１８】
図２を参照すると、ステップ２０５において、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、移動体１０５の、時間の関数としてのナビゲーションソリューションを求める。ステップ２１０において、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、ナビゲーション測定データ、及び、外部位置決めコンポーネント１５５からのオプションのデータを使用して、地球を基準とした移動体１０５の座標系、たとえば第１の座標系を確立する。ステップ２１５において、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５によって確立された座標系、たとえば第２の座標系を基準としたナビゲーション測定データ、及び、タイムタグをセンサ１３５のスレーブナビゲーションコンポーネント１１５から受け取る。マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、このタイムタグを使用して、タイムタグによって示された時刻における、マスタナビゲーションコンポーネント１１０のナビゲーション測定データを決定する。ステップ２２０において、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、タイムタグによって示された時刻における、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データを、タイムタグによって示された時刻における、マスタナビゲーションコンポーネント１１０のナビゲーション測定データと比較する。タイムタグによって示された時刻における、マスタナビゲーションコンポーネント１１０のナビゲーション測定データの一例には、本明細書で説明するように、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０との間の１つ又は２つ以上のレバーアームによって調整された、マスタナビゲーションコンポーネント１１０のナビゲーション測定データが含まれる。
【００１９】
ステップ２２５において、マスタナビゲーションコンポーネントは、カルマンフィルタを使用して、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５からのナビゲーション測定データの誤差を推定する。ステップ２３０において、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５からのナビゲーション測定データの誤差を補正する。ステップ２３５において、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５の補正されたナビゲーション測定データを、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５によって確立された座標系（たとえば第２の座標）から、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系（たとえば第１の座標系）に変換する。ステップ２４０において、マスタナビゲーションコンポーネント１１０は、第１の座標系における、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５の、補正され且つ変換されたナビゲーション測定データを使用して、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系における、センサ１３５のナビゲーションパラメータ、たとえば方位、位置、及び速度を提供する。
【００２０】
図３を参照すると、一例のマスタナビゲーションコンポーネント１１０は、１つ又は２つ以上の基準座標コンポーネント３０５並びに１つ又は２つ以上の剛性（rigid）レバーアームモデルコンポーネント３１０及び３４０を備える。基準座標コンポーネント３０５は、移動体１０５の座標系を確立する。剛性レバーアームモデルコンポーネント３１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５のベースライン静的位置を備える。剛性レバーアームモデルコンポーネント３１０は、ベースライン静的位置に基づいてスレーブナビゲーションコンポーネント１１５のベースライン静的レバーアームを求める。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５のベースライン静的レバーアームは、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１１５との間の３次元位置の距離、すなわちベクトルを備える。剛性レバーアームモデルコンポーネント３１０は、基準座標コンポーネント３０５と協動して、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５のベースライン静的レバーアームを、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系に投影し、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５の変換された静的レバーアームを求める。剛性レバーアームモデルコンポーネント３１０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５の変換された静的レバーアームを出力３１６として加算ノード３１８へ送出する。
【００２１】
スレーブナビゲーションコンポーネント１１５は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データを求める。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データを出力として加算ノード３１８へ送出する。加算ノード３１８は、剛性レバーアームモデルコンポーネント３１０からの出力３１６を、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５からの出力３２０と結合して、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データを出力３２２として生成する。
【００２２】
基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データを含む出力３２２は、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４を使用することによって強化される。このインクリメンタル（増分）動的レバーアーム補正コンポーネント３２４は、移動中の移動体１０５の反応を記述するモデルを備える。インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４は、このモデルを使用して、移動中の移動体１０５の反応に関するスレーブナビゲーションコンポーネント１１５及び１２０の位置を提供する。たとえば、移動中、移動体１０５は、曲がりによって反応する。移動体１０５の曲がりは、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１１５との間のレバーアーム（すなわち、３次元距離ベクトル）を変える。移動体１０５が曲がると、マスタナビゲーションコンポーネント１１０とスレーブナビゲーションコンポーネント１１５との間のレバーアームは変化する。
【００２３】
インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４は、基準座標コンポーネント３０５からの出力３２６、及び、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５からの出力３２７を入力として受け取る。この出力３２６は、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を含む。出力３２７は、出力３２０と同様に、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データを含む。インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４は、出力３２６及び３２７を使用して、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５の動的レバーアームを求める。インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５の動的レバーアームを出力３２８として加算ノード３１８へ送出する。加算ノード３１８は、出力３１６、３２０、及び３２８を結合して、出力３２２を生成する。このように、加算ノード３１８は、移動中の移動体１０５の、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５のより正確なナビゲーション測定データを含むものとして出力３２２を生成する。インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４の出力３２８は、本明細書で解説するように、フィルタ３３０、たとえばカルマンフィルタを使用することによって、より高い正確度を得る。
【００２４】
フィルタ３３０は、加算ノード３１８からの出力３２２を入力として受け取る。フィルタ３３０は、所与のタイムスタンプの出力３２２（すなわち、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データ）を、その所与のタイムスタンプにおける基準座標コンポーネント３０５からのナビゲーション測定データと比較する。フィルタ３３０は、出力３２２の誤差を推定する。フィルタ３３０は、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５の補正されたナビゲーション測定データを、出力３３２として提供する。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５は、出力３３２を使用して、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたセンサ１３５の方位、位置、及び速度を求める。スレーブナビゲーションコンポーネント１１５は、出力３３２を使用して、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５によって確立された座標系を調整する。加えて、フィルタ３３０は、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５の補正されたナビゲーション測定データを、出力３３４として、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４へ送出する。インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４は、出力３３４を使用して、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５の動的レバーアームである出力３２８を補正する。このように、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、及びフィルタ３３０は、協動して、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５の座標系を、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系と繰り返し位置合わせする。
【００２５】
スレーブナビゲーションコンポーネント１２０、センサ１４０、基準座標コンポーネント３０５、剛性レバーアームモデルコンポーネント３４０、加算ノード３４８、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３５４、並びに出力３４６、３５０、３５２、３５８、３５７、３６２、及び３６４は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、センサ１３５、基準座標コンポーネント３０５、剛性レバーアームモデルコンポーネント３１０、加算ノード３１８、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４、出力３１６、３２０、３２２、３２６、３２７、３２８、３３２、及び３３４と同様にして相互作用する。基準座標コンポーネント３０５、剛性レバーアームモデルコンポーネント３１０及び３１５、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４及び３５４、並びにフィルタ３３０は、本明細書で説明するように、例示的に１つ又は２つ以上の記録可能データ記憶媒体１０１を備える。
【００２６】
さらに図３を参照すると、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５のナビゲーション測定データを、出力３６６として、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３５４へ送出する。インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３５４は、出力３６６を使用して、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１２０の動的レバーアームの正確度を増大させる。スレーブナビゲーションコンポーネント１２０は、スレーブナビゲーションコンポーネント１２０のナビゲーション測定データを、出力３６８として、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４へ送出する。インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４は、出力３６８を使用して、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を基準としたスレーブナビゲーションコンポーネント１１５の動的レバーアームの正確度を増大させる。
【００２７】
図３を再び参照すると、フィルタ３３０は、マスタナビゲーションコンポーネント１１０並びにスレーブナビゲーションコンポーネント１１５及び１２０からナビゲーション測定データを入力として受け取る。フィルタ３３０は、基準座標コンポーネント３０５からの出力３７０、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５からの出力３２２、及びスレーブナビゲーションコンポーネント１２０からの出力３５２を入力として受け取る。フィルタ３３０は、出力３２２、３５２、及び３７０を使用して座標系を確立する。たとえば、フィルタ３３０は、当業者によって十分理解されるように、出力３２２、３５２、及び３７０を結合して座標系を確立する。フィルタ３３０は、基準座標コンポーネント３０５並びにスレーブナビゲーションコンポーネント１１５及び１２０から受信したナビゲーション測定データの誤差を推定し、それら誤差を補正する。
【００２８】
フィルタ３３０は、フィルタ３３０によって確立された座標系を基準とした、補正されたナビゲーション測定データを、出力３７２として、基準座標コンポーネント３０５へ送出する。基準座標コンポーネント３０５は、出力３７２を使用して、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系を調整する。たとえば、基準座標コンポーネント３０５は、出力３７２を使用して、基準座標コンポーネント３０５によって確立されたベースライン座標系を調整する。フィルタ３３０及び基準座標コンポーネント３０５は、協動して、基準座標コンポーネント３０５によって確立された座標系とフィルタ３３０によって確立された座標系とを位置合わせする。フィルタ３３０は、出力３３２、３３４、３６２、及び３６４、フィルタ３３０によって確立された座標系を基準とした、補正されたナビゲーション測定データをスレーブナビゲーションコンポーネント１１５及び１２０、並びに、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４及び３５４へ送出する。
【００２９】
図１及び図４を参照すると、たとえば、センサ１５２には、中間センサが含まれ、たとえば、センサ１５２は、センサ１３５と１４０との間に配置される。ステップ４０５において、中間ロケーション決定コンポーネント１１４は、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系を基準としたセンサ１３５及び１４０のロケーションを得る。ステップ４１０において、中間ロケーション決定コンポーネント１１４は、センサ１３５及び１４０を基準としたセンサ１５２の相対ロケーションを計算する。ステップ４１５において、中間ロケーション決定コンポーネント１１４は、センサ１５２の相対ロケーションを、移動体１０５の構造に沿ったあらゆるセンサの相対変位を記述する方程式に適用する。ステップ４２０において、中間ロケーション決定コンポーネント１１４は、マスタナビゲーションコンポーネント１１０によって確立された座標系におけるセンサ１５２のロケーションを得る。センサ１５２にロケーションが決定されると、センサ１５２によって得られた測定データは、時間の関数としてのセンサ１５２の動きを反映するように補償される。センサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６によって得られた測定情報を補償することによって、測定情報の質が改善される。当業者によって十分理解されるように、センサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６によって得られた、補償された測定情報の結合、たとえば、インターフェロメトリック（干渉利用）センシング処理及び干渉利用センシング技法を通じて複数のロケーションでセンサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６が受け取った信号の結合によって、より質の高い結果、たとえばより質の高い画像が生成される。
【００３０】
図１、図４、及び図５を参照すると、移動体１０５は、ナビゲーションネットワーク５０２を備える。このナビゲーションネットワーク５０２は、ナビゲーションネットワークハブ５１０、並びに、１つ又は２つ以上のナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２を備える。ナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２は、一例として、さまざまな正確度のナビゲーションコンポーネントを備える。たとえば、ナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、及び５２５は、マスタナビゲーションコンポーネント１１０と同様の高性能ナビゲーションシステムを備え、ナビゲーションコンポーネント５３０及び５３２は、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び／又は１３０と同様の低性能ナビゲーションシステムを備える。ナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２は、ナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２のナビゲーション測定データを得る。ナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２は、協動して、センサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６のナビゲーションパラメータ（すなわち、方位、位置、及び速度）を求める。
【００３１】
ナビゲーションネットワークハブ５１０は、一例としてナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２からナビゲーション測定データを受信する。ナビゲーションネットワークハブ５１０は、ナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２からのナビゲーション測定データを使用して、移動体１０５の座標系、たとえば第１の座標系を確立する。ナビゲーションネットワークハブ５１０は、ナビゲーションネットワークハブ５１０によって確立された座標系（すなわち、第１の座標系）を基準としたセンサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６の１つ又は２つ以上のナビゲーションパラメータ（すなわち、方位、位置、及び速度）を求める。ナビゲーションネットワークハブ５１０は、出力５８２、５８４、５８６、５８８、及び５９０によって示すように、ナビゲーションネットワークハブ５１０によって確立された座標系における、センサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６の変換されたナビゲーションパラメータ（すなわち、方位、速度、及び位置）を提供する。ナビゲーションネットワークハブ５１０は、ナビゲーションネットワークハブ５１０によって確立された座標系の方位を出力５９２として提供する。ナビゲーションネットワークハブ５１０は、レバーアームパラメータ５９４をたわみモデルコンポーネント１１２に提供する。たわみモデルコンポーネント１１２は、レバーアームパラメータ５９４を、移動中の移動体１０５の反応を記述する方程式に適用する。たわみモデルコンポーネント５９４は、ナビゲーションネットワークハブ５１０によって確立された座標系を基準とした、時間の関数としての、移動体１０５の構造に沿ったセンサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の相対変位を記述する方程式を出力５９１として提供する。
【００３２】
中間ロケーション決定コンポーネント５１４は、出力５８２、５８４、５８６、及び５９０、並びに出力５９１を使用して、中間センサ、たとえばセンサ１５２、１５４、及び１５６のナビゲーションパラメータを決定する。たとえば、出力５９１は、移動体１０５の曲がりを記述する。出力５８２、５８４、５８６、５８８、及び５９０は、センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０のナビゲーションパラメータを記述する。中間ロケーション決定コンポーネント５１４は、一例としてセンサ１５２、１５４、及び１５６のロケーションを備える。中間ロケーション決定コンポーネント５１４は、（出力５９４によって記述された）移動体１０５の曲がりを使用して、センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の間のナビゲーションパラメータを記述する方程式を求める。センサ１３５、１４０、１４５、及び１５０の間のナビゲーションパラメータを記述する方程式から、中間ロケーション決定コンポーネント５１４は、センサ１５２、１５４、及び１５６のロケーションを使用して、センサ１５２、１５４、及び１５６のナビゲーションパラメータを決定する。ナビゲーションネットワークハブ５１０、並びに、ナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２は、本明細書で説明するように、例示として１つ又は２つ以上の記録可能データ記憶媒体１０１を含む。
【００３３】
ナビゲーションネットワークハブ５１０、並びに、ナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、及び５３０は、例示としてネットワークバス５９５の１つ又は２つ以上を使用することによって通信する。一例では、ネットワークバス５９５には、高速伝送バスが含まれる。別の例では、ネットワークバス５９５には、イーサネット(登録商標)通信手段が含まれる。一例としてのナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、及び５３０は、ネットワークバス５９５を使用して、ナビゲーション測定データをナビゲーションネットワークハブ５１０へ送信する。一例では、ナビゲーションネットワークハブ５１０は、ネットワークバス５９５を使用して、補正されたナビゲーション測定データ５６５、５７０、５７５、及び５８０をナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、及び５３０へ送信する。別の例では、ナビゲーションネットワークハブ５１０は、ネットワークバス５９５を使用して、出力５８２、５８４、５８６、５８８、５９０、及び５９２を提供する。さらに別の例では、ナビゲーションネットワークハブ５１０は、ネットワークバス５９５を使用して、外部位置決めコンポーネント１５５及び１６０と通信する。ナビゲーションネットワークハブ５１０は、ネットワークバス５９５上で標準的なプロトコルを使用して、複数の外部コンポーネント、たとえばナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、及び５３０、外部位置決めコンポーネント１５５及び１６０、並びに１つ又は２つ以上の移動体コンピュータ（図示せず）に共通のインターフェースを提供する。
【００３４】
図１及び図６を参照すると、装置１００は、１つ又は２つ以上の移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８、１つ又は２つ以上のマスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６、１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネント６１８、６２０、６２２、及び６２４、１つ又は２つ以上のセンサ６２６、６２８、６３０、及び６３２、１つ又は２つ以上の共通伝送コンポーネント６３４、１つ又は２つ以上の通信リンク６３６、６３８、６４０、６４２、６４４、及び６４６、並びに１つ又は２つ以上の制御センター６５０を備える。移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８は、移動体通信リンク６３６、６３８、６４０、及び６４２を使用することによって通信する。移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８は、センター通信リンク６１１、６１３、６１５、及び６１７を使用することによって制御センター６５０と通信する。一例としての移動体通信リンク６３６、６３８、６４０、及び６４２、並びに、データリンク６１１、６１３、６１５、及び６１７には、衛星通信、戦術コマンドデータリンク（「ＴＣＤＬ」）、Ｌｉｎｋ１６、及びアドバンスト情報アーキテクチャ（「ＡＩＡ（Advanced Information Architecture）」）が含まれる。移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８は、図１の移動体１０５と同様のものである。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、図１のマスタナビゲーションコンポーネント１１０と同様のものである。スレーブナビゲーションコンポーネント６１８、６２０、６２２、及び６２４は、図１のスレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０と同様のものである。センサ６２６、６２８、６３０、及び６３２は、図１のセンサ１３５、１４０、１４５、１５０、１５２、１５４、及び１５６と同様のものである。
【００３５】
一例では、移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８には、共通ターゲット６３４を監視する１つ又は２つ以上の無人移動体、たとえば無人飛行機が含まれる。たとえば、共通ターゲット６３４には、衛星、地上の物体、移動体、電波放射体、又は音響放射体が含まれる。制御センター６５０は、移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８のセンサ６２６、６２８、６３０、及び６３２から測定データを得る。制御センター６５０は、干渉利用技法を使用して測定データを結合し、共通ターゲット６３４の高度化された表現を生成する。
【００３６】
マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、移動体通信リンク６３６、６３８、６４０、及び６４２を使用して、ナビゲーションネットワーク６０１を確立する。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、ナビゲーションネットワーク６０１を使用することによって通信し、移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８の基準座標系を基準とした座標系を確立する。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、タイムスタンプを使用して、ナビゲーションネットワーク６０１を使用することにより座標系を確立する。たとえば、マスタナビゲーションコンポーネント６１０は、マスタナビゲーションコンポーネント６１０のナビゲーション測定データにタイムスタンプを関連付ける。マスタナビゲーションコンポーネント６１０は、通信リンク６４２を使用して、マスタナビゲーションコンポーネント６１０のナビゲーション測定データを有するタイムスタンプをマスタナビゲーションコンポーネント６１４に提供する。マスタナビゲーションコンポーネント６１４は、タイムスタンプを使用して、タイムスタンプによって示された時刻におけるマスタナビゲーションコンポーネント６１０のナビゲーション測定データを、タイムスタンプによって示された時刻におけるマスタナビゲーションコンポーネント６１４のナビゲーション測定データと比較する。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、共通クロック、原子時計、又はＧＰＳ時刻の１つ又は２つ以上を使用して、測定データにタイムスタンプを付ける。
【００３７】
マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、基準座標系として地球を使用する。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８のナビゲーションソリューション及び方位ソリューションを求める。たとえば、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、それぞれ、移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８の座標系をそれぞれ確立する。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、基準座標系、たとえば地球を基準とした座標系を確立する。一例では、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６によって確立された座標系として基準座標系を使用する。別の例では、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、協動して、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６のそれぞれにより使用される共通座標系を確立する。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、この共通座標系を使用して、それらの個々のナビゲーションパラメータを共通座標系に置き換える。
【００３８】
センサ６２６、６２８、６３０、及び６３２は、信号上の測定データを共通ターゲット６３４から得る。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６は、その測定データを、スレーブナビゲーションコンポーネント６１８、６２０、６２２、及び６２４によって確立された座標系から、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６によって確立された座標系に変換する。移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８は、データリンク６１１、６１３、６１５、及び６１７を使用して、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６によって確立された座標系における信号上の測定データを制御センター６５０へ送信する。制御センター６５０は、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６によって確立された座標系における、センサ６２６、６２８、６３０、及び６３２からの測定データを使用して、移動体６０２、６０４、６０６、及び６０８にわたり干渉利用センシングを実行する。たとえば、制御センター６５０は、干渉利用技法を使用して、マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６によって確立された座標系を基準とした、センサ６２６、６２８、６３０、及び６３２により受信された信号間の位相差を計算する。位相差に基づいて、制御センター６３４は、共通ターゲット６３４の情報、たとえば方位、位置、速度、及び形状を求める。マスタナビゲーションコンポーネント６１０、６１２、６１４、及び６１６によって確立された座標系を使用することにより、制御センター６５０は、センサ６２６、６２８、６３０、及び６３２により受信された信号を正確な絶対位置に関係付ける。制御センター６５０は、正確な絶対位置を使用して、共通ターゲット６３４のジオロケーション又は位置を提供する。
【００３９】
一例としての装置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つ又は２つ以上のもの等の複数のコンポーネントを備える。多数のこのようなコンポーネントは、装置１００において結合することもできるし、分割することもできる。装置１００の一例示のコンポーネントは、当業者によって理解されるように、多数のプログラミング言語のいずれかにより記述又は実施された一組のコンピュータ命令又は一連のコンピュータ命令を使用し、且つ／又は、備える。
【００４０】
一例としての装置１００は、１つ又は２つ以上のコンピュータ可読信号保持媒体を使用する。コンピュータ可読信号保持媒体は、本発明の１つ又は２つ以上の実施の形態の１つ又は２つ以上の部分を実行するためのソフトウェア、ファームウェア、及び／又はアセンブリ言語を記憶する。装置１００のコンピュータ可読信号保持媒体の例には、マスタナビゲーションコンポーネント１１０、スレーブナビゲーションコンポーネント１１５、１２０、１２５、及び１３０、たわみモデルコンポーネント１１２、中間ロケーション決定コンポーネント１１４、基準座標コンポーネント３０５、剛性レバーアームモデルコンポーネント３１０及び３１５、インクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント３２４及び３５４、フィルタ３３０、ナビゲーションネットワークハブ５１０、並びにナビゲーションコンポーネント５１５、５２０、５２５、５３０、及び５３２の記録可能データ記憶媒体１０１が含まれる。一例の装置１００のコンピュータ可読信号保持媒体には、磁気データ記憶媒体、電気データ記憶媒体、光データ記憶媒体、生物学的データ記憶媒体、及び原子データ記憶媒体の１つ又は２つ以上のものが含まれる。たとえば、コンピュータ可読信号保持媒体には、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気テープ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、及び電子メモリが含まれる。別の例では、コンピュータ可読信号保持媒体には、装置１００を含むか又は装置１００と接続されたネットワーク上で送信される変調された搬送波信号が含まれる。このネットワークは、たとえば、電話網、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）、ワイドエリアネットワーク（「ＷＡＮ」）、インターネット、及び無線ネットワークの１つ又は２つ以上のものである。
【００４１】
本明細書で説明したステップ又は動作は、単なる例示にすぎない。本発明の精神から逸脱することなく、これらのステップ又はオペレーションに対する多くの変形形態が存在し得る。たとえば、ステップは異なる順序で実行することができ、ステップを追加、削除、又は変更することができる。
【００４２】
本明細書では、本発明の例示の実施態様を詳細に図示して説明してきたが、当業者には、本発明の精神から逸脱することなく、さまざまな変更、追加、代用等を行えることは明らかであり、したがって、これらの変更、追加、代用等は、特許請求の範囲に規定された本発明の範囲内に含まれるものと考える。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】１つ又は２つ以上の移動体、１つ又は２つ以上のマスタナビゲーションコンポーネント、１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネント、１つ又は２つ以上のセンサ、１つ又は２つ以上の外部位置決めコンポーネント、１つ又は２つ以上のたわみモデルコンポーネント、及び１つ又は２つ以上の中間ロケーション決定コンポーネントを備える装置の一実施態様を表す図である。
【図２】センサの補正されたナビゲーションパラメータを、図１の装置のマスタナビゲーションコンポーネントからスレーブナビゲーションコンポーネントへ提供するための一例示のプロセスフローを表す図である。
【図３】図１の装置のマスタナビゲーションコンポーネントの１つ又は２つ以上の基準座標コンポーネント及び１つ又は２つ以上の剛性レバーアームモデルコンポーネント、スレーブナビゲーションコンポーネント、センサ、外部位置決めコンポーネント、１つ又は２つ以上のインクリメンタル動的レバーアーム補正コンポーネント、並びに１つ又は２つ以上のフィルタの一実施態様を表す図である。
【図４】図１の装置のセンサの相対位置を計算する一例示のプロセスフローを表す図である。
【図５】１つ又は２つ以上のナビゲーションネットワークを備える図１の装置を表す別の図である。
【図６】図５の装置のナビゲーションネットワークの別の実施態様を表す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動中の移動体の第１の座標系を確立するマスタナビゲーションコンポーネントと、
前記移動体の１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントであって、１つ又は２つ以上の第２の座標系における、該１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントのナビゲーション測定データを決定する、１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントと
を備え、
前記１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントは、前記１つ又は２つ以上の第２の座標系における、該１つ又は２つ以上のスレーブコンポーネントの前記ナビゲーション測定データを前記マスタナビゲーションコンポーネントに提供し、
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記１つ又は２つ以上の第２の座標系における、前記１つ又は２つ以上のスレーブコンポーネントの前記ナビゲーション測定データを、前記第１の座標系における、前記マスタナビゲーションコンポーネントのナビゲーション測定データと比較し、
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記１つ又は２つ以上の第２の座標系における、前記１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データを、前記第１の座標系における、前記１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントのナビゲーション測定データに変換し、
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記第１の座標系における、前記１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データを使用して、１つ又は２つ以上のロケーションにおける前記移動体の１つ又は２つ以上のセンサの、前記第１の座標系における１つ又は２つ以上のナビゲーションパラメータを決定し、
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記１つ又は２つ以上のロケーションにおける前記移動体の前記１つ又は２つ以上のセンサからデータを受け取る、
装置。
【請求項２】
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記移動体の前記１つ又は２つ以上のセンサの、前記第１の座標系における前記１つ又は２つ以上のナビゲーションパラメータを使用して、前記１つ又は２つ以上のセンサから受信された前記データを、前記第１の座標系を基準として結合する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、カルマンフィルタを使用することによって、前記１つ又は２つ以上の第２の座標系における、前記１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの誤差を推定する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記１つ又は２つ以上の第２の座標系における、前記１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの誤差を推定する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、移動体の第１のロケーションに配置され、前記スレーブナビゲーションコンポーネントの第１のものは、その移動体の第２のロケーションに配置され、前記第１の座標系及び前記第２の座標系は、前記第１のロケーション及び前記第２のロケーションにそれぞれ関連付けられている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記マスタナビゲーションコンポーネントに結合される静的ロケーションコンポーネントをさらに備え、該静的ロケーションコンポーネントは、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間の距離の静的情報を提供し、前記マスタナビゲーションコンポーネントは、該静的距離情報に基づいて、前記第２のロケーションにおける前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの前記誤差を推定する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記マスタナビゲーションコンポーネントに結合されるたわみモデルコンポーネントをさらに備え、該たわみロケーションコンポーネントは、前記第１のロケーションを基準とした前記第２のロケーションの前記変位の動的情報を提供し、前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントと前記マスタナビゲーションコンポーネントとの間の前記変位は、前記第１のロケーションを基準とした前記第２のロケーションの物理的偏差により可変であり、前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記変位情報に基づいて、前記第２のロケーションにおける、前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの前記誤差を推定する、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記マスタナビゲーションコンポーネントに結合されるたわみモデルコンポーネントをさらに備え、該たわみモデルコンポーネントは、前記静的距離情報に少なくとも部分的に基づいて、前記第１のロケーションを基準とした前記第２のロケーションの変位の動的情報を提供し、前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントと前記マスタナビゲーションコンポーネントとの間の前記変位は、前記第１のロケーションを基準とした前記第２のロケーションの物理的偏差により可変であり、前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記変位情報に基づいて、前記第２のロケーションにおける、前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの前記誤差を推定する、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記変位情報に基づいて、前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データを補正する、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記静的ロケーションコンポーネント及び前記たわみモデルコンポーネントから入力を受け取る加算素子をさらに備え、該加算素子は、前記第１の座標系を基準とした、前記第２の座標系の前記ナビゲーション測定データの誤差の推定を前記マスタナビゲーションコンポーネントに提供するフィルタに出力を提供する、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記マスタナビゲーションコンポーネント及び前記スレーブナビゲーションコンポーネントは、それぞれ、マスタナビゲーション測定データ及びスレーブナビゲーション測定データを時刻情報で符号化する時刻同期コンポーネントを含み、前記変位情報に基づいて、前記第２のロケーションにおける前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの前記誤差を推定する際に、実質的に同じ時刻におけるマスタ測定データ及びスレーブ測定データを利用できるようにする、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントに関する前記変位情報を前記たわみモデルコンポーネントから受け取る中間ロケーション決定コンポーネントと、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間にある第３のロケーションに配置される中間センサとをさらに備え、前記中間ロケーション決定コンポーネントは、前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記変位情報と、前記第１のロケーション及び前記第２のロケーションに対する前記第３のロケーションの空間関係とに基づいて、前記中間センサの変位を決定する、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
ナビゲーション測定データを生成し、移動体の第１のロケーションにおける第１の座標系を確立するマスタナビゲーションコンポーネントと、
ナビゲーション測定データを生成し、前記第１のロケーションと前記移動体の第２のロケーションとの間の距離が前記移動体の物理的変形により可変である前記第２のロケーションにおける第２の座標系を確立するスレーブナビゲーションコンポーネントと、
前記マスタナビゲーションコンポーネントに結合されるたわみモデルコンポーネントであって、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間の変位の動的情報を提供する、たわみモデルコンポーネントと
を備え、
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記マスタナビゲーションコンポーネントによって生成される前記ナビゲーション測定データと、前記たわみモデルコンポーネントによって提供される前記動的距離情報とに基づいて、前記スレーブナビゲーションコンポーネントによって生成される前記ナビゲーション測定データの誤差を推定する誤差推定器を含み、
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記誤差推定器によって求められた前記誤差に基づいて、前記スレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データを補正し、
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記スレーブナビゲーションコンポーネントの前記補正されたナビゲーション測定データを、前記第１の座標系におけるナビゲーション測定データに変換し、
第１のセンサ及び第２のセンサが、それぞれセンサデータを生成し、前記第１のロケーション及び前記第２のロケーションにそれぞれ配置され、
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記スレーブナビゲーションコンポーネントの前記補正されたナビゲーション測定データに基づく、前記第２のセンサからのセンサデータを、前記マスタナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データに基づく、前記第１のセンサからの前記センサデータと結合して、その結果として、結合されたセンサデータがもたらされる、
ナビゲーションシステム。
【請求項１４】
前記マスタナビゲーションコンポーネントに結合される静的ロケーションコンポーネントをさらに備え、該静的ロケーションコンポーネントは、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間の前記変位の静的情報を提供し、前記たわみモデルコンポーネントは、前記静的変位情報を入力として受け取る、請求項１３に記載のナビゲーションシステム。
【請求項１５】
前記静的ロケーションコンポーネント及び前記たわみモデルコンポーネントから入力を受け取る加算素子をさらに備え、該加算素子は、前記第１の座標系を基準とした、前記第２の座標系の前記ナビゲーション測定データの誤差の推定を前記マスタナビゲーションコンポーネントに提供するフィルタに出力を提供する、請求項１４に記載のナビゲーションシステム。
【請求項１６】
前記マスタナビゲーションコンポーネント及び前記スレーブナビゲーションコンポーネントは、それぞれ、マスタナビゲーション測定データ及びスレーブナビゲーション測定データを時刻情報で符号化する時刻同期コンポーネントを含み、前記変位情報に基づいて、前記第２のロケーションにおける前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの前記誤差を推定する際に、実質的に同じ時刻におけるマスタ測定データ及びスレーブ測定データを利用できるようにする、請求項１３に記載のナビゲーションシステム。
【請求項１７】
前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間にある第３のロケーションに配置される中間センサと、前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントに関する前記変位情報を前記たわみモデルコンポーネントから受け取る中間ロケーション決定コンポーネントとをさらに備え、該中間ロケーション決定コンポーネントは、前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントに関する前記変位情報と、前記第１のロケーション及び前記第２のロケーションの少なくとも一方に対する前記第３のロケーションの変位との関係に基づいて、前記中間センサの変位を決定する、請求項１３に記載のナビゲーションシステム。
【請求項１８】
センサデータを結合するための方法であって、
移動体において第１のセンサの第１のロケーションにおける第１の座標系でマスタナビゲーション測定データを生成するステップと、
前記移動体において第２のセンサの第２のロケーションにおける第２の座標系でスレーブナビゲーション測定データを生成するステップであって、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間の変位は、前記移動体の物理的変形により可変である、ステップと、
前記移動体の前記物理的変形による、前記第１のロケーションを基準とした前記第２のロケーションの前記変位を表すたわみモデルを記憶するステップと、
前記たわみモデルに基づいて、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間の前記変位の動的情報を求めるステップと、
前記マスタナビゲーション測定データ及び前記動的変位情報に基づいて、前記スレーブナビゲーション測定データの誤差を推定するステップと、
前記推定された誤差に基づいて、前記スレーブナビゲーション測定データを補正するステップと、
前記補正されたスレーブナビゲーション測定データを、前記第１の座標系におけるナビゲーション測定データに変換するステップと、
前記第１のセンサ及び前記第２のセンサがそれぞれセンサデータを生成するステップと、
前記スレーブナビゲーションコンポーネントの前記補正されたナビゲーション測定データに基づく、前記第２のセンサからのセンサデータを、前記マスタナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データに基づく、前記第１のセンサからの前記センサデータと結合するステップであって、その結果、結合されたセンサデータを生成する、ステップと、
を含む方法。
【請求項１９】
センサデータは、インターフェロメトリックに結合される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間の距離の静的情報を生成することをさらに含み、前記誤差を推定するステップは、前記静的情報及び前記動的変位情報に基づいて、前記スレーブナビゲーション測定データの誤差を推定する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
中間センサが、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間にある第３のロケーションに配置され、さらに、前記第２のロケーションの前記変位情報と、前記第１のロケーション及び前記第２のロケーションの少なくとも一方に対する前記第３のロケーションの距離との関係に基づいて、前記中間センサの変位を求めるステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記動的変位情報に基づいて、前記第２のロケーションにおける前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの前記誤差を推定する際に、実質的に同じ時刻のマスタ測定データ及びスレーブ測定データが使用されるように、マスタナビゲーション測定データ及びスレーブナビゲーション測定データを時刻情報で符号化するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記結合されたセンサデータを生成する際に、実質的に同じ時刻のセンサデータが使用されるように、前記センサデータを時刻情報で符号化するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記ステップのすべては、第１の移動体で実行され、さらに、該第１の移動体で実行された該ステップを第２の移動体で実行し、その結果として、該第２の移動体に関連付けられるセンサデータがさらに結合され、前記第１の移動体の前記結合されたセンサデータを、前記第２の移動体の前記さらに結合されたセンサデータと結合し、それによって、前記第１の移動体及び前記第２の移動体から行われた測定によって得られる、結果のセンサデータを生成する、ことを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の移動体及び前記第２の移動体からのデータは、共通座標系を基準とする、請求項２５に記載の方法。
【請求項２６】
センサデータを結合するための方法であって、
移動体において第１のロケーションにおける第１の座標系でマスタナビゲーション測定データを生成するステップと、
前記移動体において２つ以上のセンサからセンサデータを生成するステップと、
前記移動体においてセンサの１つ又は２つ以上の第２のロケーションにおける１つ又は２つ以上の第２の座標系で一組又は二組以上のスレーブナビゲーション測定データを生成するステップであって、前記第１のロケーションと前記１つ又は２つ以上の第２のロケーションとの間の変位は、前記移動体の物理的変形により可変である、ステップと、
前記移動体の前記物理的変形による、前記第１のロケーションを基準とした前記１つ又は２つ以上の第２のロケーションの前記変位を表すたわみモデルを記憶するステップと、
前記たわみモデルに基づいて、前記第１のロケーションと前記１つ又は２つ以上の第２のロケーションとの間の前記変位の動的情報を求めるステップと、
前記マスタナビゲーション測定データ及び前記動的変位情報に基づいて、前記スレーブナビゲーション測定データの誤差を推定するステップと、
前記推定された誤差に基づいて、前記スレーブナビゲーション測定データを補正するステップと、
前記補正されたスレーブナビゲーション測定データを、前記第１の座標系におけるナビゲーション測定データに変換するステップと、
前記１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントの補正されたナビゲーション測定データから決定されたナビゲーションパラメータに基づいて、前記２つ以上のセンサからのセンサデータを結合するステップと、
を含む方法。
【請求項２７】
前記センサデータは、インターフェロメトリックに結合される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１のロケーションと前記１つ又は２つ以上の第２のロケーションとの間の距離の静的情報を生成することをさらに含み、前記誤差を推定するステップは、前記静的情報及び前記動的変位情報に基づいて、前記スレーブナビゲーション測定データの誤差を推定する、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
１つ又は２つ以上の中間センサが、１つ又は２つ以上の第３のロケーションに配置され、さらに、前記１つ又は２つ以上の第２のロケーションの前記変位情報と、前記第１のロケーション及び前記第２のロケーションの少なくとも一方に対する前記１つ又は２つ以上の第３のロケーションの距離との関係に基づいて、前記１つ又は２つ以上の中間センサの変位を決定するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記動的変位情報に基づいて、前記第２のロケーションにおける前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの前記誤差を推定する際に、実質的に同じ時刻のマスタ測定データ及びスレーブ測定データが使用されるように、マスタナビゲーション測定データ及びスレーブナビゲーション測定データを時刻情報で符号化するステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記静的変位情報に基づいて、前記第２のロケーションにおける前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの前記誤差を推定する際に、実質的に同じ時刻のマスタ測定データ及びスレーブ測定データが使用されるように、マスタナビゲーション測定データ及びスレーブナビゲーション測定データを時刻情報で符号化するステップをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記結合されたセンサデータを生成する際に、実質的に同じ時刻のセンサデータが使用されるように、前記センサデータを時刻情報で符号化するステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３３】
前記ステップのすべては、第１の移動体で実行され、前記方法は、該第１の移動体で実行された該ステップを第２の移動体で実行し、その結果として、該第２の移動体に関連付けられるセンサデータがさらに結合され、前記第１の移動体の前記結合されたセンサデータを、前記第２の移動体の前記さらに結合されたセンサデータと結合し、それによって、前記第１の移動体及び前記第２の移動体から行われた測定によって得られる、結果のセンサデータを生成する、ことをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記ステップのすべては、第１の移動体及び第２の移動体で実行され、前記方法は、該第１の移動体及び該第２の移動体で実行されたステップを、１つ又は２つ以上の追加された移動体で実行し、その結果として、前記第１の移動体、前記第２の移動体、及び前記１つ又は２つ以上の追加された移動体に関連付けられるセンサデータがさらに結合され、それによって、前記第１の移動体、前記第２の移動体、及び前記１つ又は２つ以上の追加された移動体から行われた測定によって得られる、結果のセンサデータを生成する、ことをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１の移動体、前記第２の移動体、及び前記１つ又は２つ以上の追加された移動体からのデータは、共通座標系を基準とする、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
複数の移動体からのセンサデータを結合するための方法であって、
少なくとも１つの移動体において第１のロケーションにおける第１の座標系でマスタナビゲーション測定データを生成するステップと、
各移動体において１つ又は２つ以上のセンサからセンサデータを生成するステップと、
前記移動体の物理的変形による、前記第１のロケーションを基準とした前記１つ又は２つ以上のセンサのロケーションの変位を表すたわみモデルを記憶するステップと、
前記たわみモデルに基づいて、前記第１のロケーションと１つ又は２つ以上の第２のロケーションとの間の前記変位の動的情報を求めるステップと、
前記マスタナビゲーション測定データ及び前記動的変位情報に基づいて、前記センサロケーションのそれぞれについて、前記ナビゲーション測定データの誤差を推定するステップと、
移動体間で通信し、それによって、共通基準座標系を確立する、ステップと、
前記共通基準系におけるセンサロケーションを決定するステップと、
センサデータ及びセンサロケーションデータを中央処理システムへ通信するステップと、
前記１つ又は２つ以上の移動体の前記１つ又は２つ以上のセンサからのセンサデータを結合するステップと、
を含む方法。
【請求項３７】
センサデータは、インターフェロメトリックに結合される、請求項３６に記載の方法。
【請求項１】
移動中の移動体の第１の座標系を確立するマスタナビゲーションコンポーネントと、
前記移動体の１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントであって、１つ又は２つ以上の第２の座標系における、該１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントのナビゲーション測定データを決定する、１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントと
を備え、
前記１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントは、前記１つ又は２つ以上の第２の座標系における、該１つ又は２つ以上のスレーブコンポーネントの前記ナビゲーション測定データを前記マスタナビゲーションコンポーネントに提供し、
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記１つ又は２つ以上の第２の座標系における、前記１つ又は２つ以上のスレーブコンポーネントの前記ナビゲーション測定データを、前記第１の座標系における、前記マスタナビゲーションコンポーネントのナビゲーション測定データと比較し、
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記１つ又は２つ以上の第２の座標系における、前記１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データを、前記第１の座標系における、前記１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントのナビゲーション測定データに変換し、
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記第１の座標系における、前記１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データを使用して、１つ又は２つ以上のロケーションにおける前記移動体の１つ又は２つ以上のセンサの、前記第１の座標系における１つ又は２つ以上のナビゲーションパラメータを決定し、
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記１つ又は２つ以上のロケーションにおける前記移動体の前記１つ又は２つ以上のセンサからデータを受け取る、
装置。
【請求項２】
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記移動体の前記１つ又は２つ以上のセンサの、前記第１の座標系における前記１つ又は２つ以上のナビゲーションパラメータを使用して、前記１つ又は２つ以上のセンサから受信された前記データを、前記第１の座標系を基準として結合する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、カルマンフィルタを使用することによって、前記１つ又は２つ以上の第２の座標系における、前記１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの誤差を推定する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記１つ又は２つ以上の第２の座標系における、前記１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの誤差を推定する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、移動体の第１のロケーションに配置され、前記スレーブナビゲーションコンポーネントの第１のものは、その移動体の第２のロケーションに配置され、前記第１の座標系及び前記第２の座標系は、前記第１のロケーション及び前記第２のロケーションにそれぞれ関連付けられている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記マスタナビゲーションコンポーネントに結合される静的ロケーションコンポーネントをさらに備え、該静的ロケーションコンポーネントは、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間の距離の静的情報を提供し、前記マスタナビゲーションコンポーネントは、該静的距離情報に基づいて、前記第２のロケーションにおける前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの前記誤差を推定する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記マスタナビゲーションコンポーネントに結合されるたわみモデルコンポーネントをさらに備え、該たわみロケーションコンポーネントは、前記第１のロケーションを基準とした前記第２のロケーションの前記変位の動的情報を提供し、前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントと前記マスタナビゲーションコンポーネントとの間の前記変位は、前記第１のロケーションを基準とした前記第２のロケーションの物理的偏差により可変であり、前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記変位情報に基づいて、前記第２のロケーションにおける、前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの前記誤差を推定する、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記マスタナビゲーションコンポーネントに結合されるたわみモデルコンポーネントをさらに備え、該たわみモデルコンポーネントは、前記静的距離情報に少なくとも部分的に基づいて、前記第１のロケーションを基準とした前記第２のロケーションの変位の動的情報を提供し、前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントと前記マスタナビゲーションコンポーネントとの間の前記変位は、前記第１のロケーションを基準とした前記第２のロケーションの物理的偏差により可変であり、前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記変位情報に基づいて、前記第２のロケーションにおける、前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの前記誤差を推定する、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記変位情報に基づいて、前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データを補正する、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記静的ロケーションコンポーネント及び前記たわみモデルコンポーネントから入力を受け取る加算素子をさらに備え、該加算素子は、前記第１の座標系を基準とした、前記第２の座標系の前記ナビゲーション測定データの誤差の推定を前記マスタナビゲーションコンポーネントに提供するフィルタに出力を提供する、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記マスタナビゲーションコンポーネント及び前記スレーブナビゲーションコンポーネントは、それぞれ、マスタナビゲーション測定データ及びスレーブナビゲーション測定データを時刻情報で符号化する時刻同期コンポーネントを含み、前記変位情報に基づいて、前記第２のロケーションにおける前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの前記誤差を推定する際に、実質的に同じ時刻におけるマスタ測定データ及びスレーブ測定データを利用できるようにする、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントに関する前記変位情報を前記たわみモデルコンポーネントから受け取る中間ロケーション決定コンポーネントと、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間にある第３のロケーションに配置される中間センサとをさらに備え、前記中間ロケーション決定コンポーネントは、前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記変位情報と、前記第１のロケーション及び前記第２のロケーションに対する前記第３のロケーションの空間関係とに基づいて、前記中間センサの変位を決定する、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
ナビゲーション測定データを生成し、移動体の第１のロケーションにおける第１の座標系を確立するマスタナビゲーションコンポーネントと、
ナビゲーション測定データを生成し、前記第１のロケーションと前記移動体の第２のロケーションとの間の距離が前記移動体の物理的変形により可変である前記第２のロケーションにおける第２の座標系を確立するスレーブナビゲーションコンポーネントと、
前記マスタナビゲーションコンポーネントに結合されるたわみモデルコンポーネントであって、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間の変位の動的情報を提供する、たわみモデルコンポーネントと
を備え、
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記マスタナビゲーションコンポーネントによって生成される前記ナビゲーション測定データと、前記たわみモデルコンポーネントによって提供される前記動的距離情報とに基づいて、前記スレーブナビゲーションコンポーネントによって生成される前記ナビゲーション測定データの誤差を推定する誤差推定器を含み、
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記誤差推定器によって求められた前記誤差に基づいて、前記スレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データを補正し、
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記スレーブナビゲーションコンポーネントの前記補正されたナビゲーション測定データを、前記第１の座標系におけるナビゲーション測定データに変換し、
第１のセンサ及び第２のセンサが、それぞれセンサデータを生成し、前記第１のロケーション及び前記第２のロケーションにそれぞれ配置され、
前記マスタナビゲーションコンポーネントは、前記スレーブナビゲーションコンポーネントの前記補正されたナビゲーション測定データに基づく、前記第２のセンサからのセンサデータを、前記マスタナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データに基づく、前記第１のセンサからの前記センサデータと結合して、その結果として、結合されたセンサデータがもたらされる、
ナビゲーションシステム。
【請求項１４】
前記マスタナビゲーションコンポーネントに結合される静的ロケーションコンポーネントをさらに備え、該静的ロケーションコンポーネントは、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間の前記変位の静的情報を提供し、前記たわみモデルコンポーネントは、前記静的変位情報を入力として受け取る、請求項１３に記載のナビゲーションシステム。
【請求項１５】
前記静的ロケーションコンポーネント及び前記たわみモデルコンポーネントから入力を受け取る加算素子をさらに備え、該加算素子は、前記第１の座標系を基準とした、前記第２の座標系の前記ナビゲーション測定データの誤差の推定を前記マスタナビゲーションコンポーネントに提供するフィルタに出力を提供する、請求項１４に記載のナビゲーションシステム。
【請求項１６】
前記マスタナビゲーションコンポーネント及び前記スレーブナビゲーションコンポーネントは、それぞれ、マスタナビゲーション測定データ及びスレーブナビゲーション測定データを時刻情報で符号化する時刻同期コンポーネントを含み、前記変位情報に基づいて、前記第２のロケーションにおける前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの前記誤差を推定する際に、実質的に同じ時刻におけるマスタ測定データ及びスレーブ測定データを利用できるようにする、請求項１３に記載のナビゲーションシステム。
【請求項１７】
前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間にある第３のロケーションに配置される中間センサと、前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントに関する前記変位情報を前記たわみモデルコンポーネントから受け取る中間ロケーション決定コンポーネントとをさらに備え、該中間ロケーション決定コンポーネントは、前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントに関する前記変位情報と、前記第１のロケーション及び前記第２のロケーションの少なくとも一方に対する前記第３のロケーションの変位との関係に基づいて、前記中間センサの変位を決定する、請求項１３に記載のナビゲーションシステム。
【請求項１８】
センサデータを結合するための方法であって、
移動体において第１のセンサの第１のロケーションにおける第１の座標系でマスタナビゲーション測定データを生成するステップと、
前記移動体において第２のセンサの第２のロケーションにおける第２の座標系でスレーブナビゲーション測定データを生成するステップであって、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間の変位は、前記移動体の物理的変形により可変である、ステップと、
前記移動体の前記物理的変形による、前記第１のロケーションを基準とした前記第２のロケーションの前記変位を表すたわみモデルを記憶するステップと、
前記たわみモデルに基づいて、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間の前記変位の動的情報を求めるステップと、
前記マスタナビゲーション測定データ及び前記動的変位情報に基づいて、前記スレーブナビゲーション測定データの誤差を推定するステップと、
前記推定された誤差に基づいて、前記スレーブナビゲーション測定データを補正するステップと、
前記補正されたスレーブナビゲーション測定データを、前記第１の座標系におけるナビゲーション測定データに変換するステップと、
前記第１のセンサ及び前記第２のセンサがそれぞれセンサデータを生成するステップと、
前記スレーブナビゲーションコンポーネントの前記補正されたナビゲーション測定データに基づく、前記第２のセンサからのセンサデータを、前記マスタナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データに基づく、前記第１のセンサからの前記センサデータと結合するステップであって、その結果、結合されたセンサデータを生成する、ステップと、
を含む方法。
【請求項１９】
センサデータは、インターフェロメトリックに結合される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間の距離の静的情報を生成することをさらに含み、前記誤差を推定するステップは、前記静的情報及び前記動的変位情報に基づいて、前記スレーブナビゲーション測定データの誤差を推定する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
中間センサが、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションとの間にある第３のロケーションに配置され、さらに、前記第２のロケーションの前記変位情報と、前記第１のロケーション及び前記第２のロケーションの少なくとも一方に対する前記第３のロケーションの距離との関係に基づいて、前記中間センサの変位を求めるステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記動的変位情報に基づいて、前記第２のロケーションにおける前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの前記誤差を推定する際に、実質的に同じ時刻のマスタ測定データ及びスレーブ測定データが使用されるように、マスタナビゲーション測定データ及びスレーブナビゲーション測定データを時刻情報で符号化するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記結合されたセンサデータを生成する際に、実質的に同じ時刻のセンサデータが使用されるように、前記センサデータを時刻情報で符号化するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記ステップのすべては、第１の移動体で実行され、さらに、該第１の移動体で実行された該ステップを第２の移動体で実行し、その結果として、該第２の移動体に関連付けられるセンサデータがさらに結合され、前記第１の移動体の前記結合されたセンサデータを、前記第２の移動体の前記さらに結合されたセンサデータと結合し、それによって、前記第１の移動体及び前記第２の移動体から行われた測定によって得られる、結果のセンサデータを生成する、ことを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の移動体及び前記第２の移動体からのデータは、共通座標系を基準とする、請求項２５に記載の方法。
【請求項２６】
センサデータを結合するための方法であって、
移動体において第１のロケーションにおける第１の座標系でマスタナビゲーション測定データを生成するステップと、
前記移動体において２つ以上のセンサからセンサデータを生成するステップと、
前記移動体においてセンサの１つ又は２つ以上の第２のロケーションにおける１つ又は２つ以上の第２の座標系で一組又は二組以上のスレーブナビゲーション測定データを生成するステップであって、前記第１のロケーションと前記１つ又は２つ以上の第２のロケーションとの間の変位は、前記移動体の物理的変形により可変である、ステップと、
前記移動体の前記物理的変形による、前記第１のロケーションを基準とした前記１つ又は２つ以上の第２のロケーションの前記変位を表すたわみモデルを記憶するステップと、
前記たわみモデルに基づいて、前記第１のロケーションと前記１つ又は２つ以上の第２のロケーションとの間の前記変位の動的情報を求めるステップと、
前記マスタナビゲーション測定データ及び前記動的変位情報に基づいて、前記スレーブナビゲーション測定データの誤差を推定するステップと、
前記推定された誤差に基づいて、前記スレーブナビゲーション測定データを補正するステップと、
前記補正されたスレーブナビゲーション測定データを、前記第１の座標系におけるナビゲーション測定データに変換するステップと、
前記１つ又は２つ以上のスレーブナビゲーションコンポーネントの補正されたナビゲーション測定データから決定されたナビゲーションパラメータに基づいて、前記２つ以上のセンサからのセンサデータを結合するステップと、
を含む方法。
【請求項２７】
前記センサデータは、インターフェロメトリックに結合される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１のロケーションと前記１つ又は２つ以上の第２のロケーションとの間の距離の静的情報を生成することをさらに含み、前記誤差を推定するステップは、前記静的情報及び前記動的変位情報に基づいて、前記スレーブナビゲーション測定データの誤差を推定する、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
１つ又は２つ以上の中間センサが、１つ又は２つ以上の第３のロケーションに配置され、さらに、前記１つ又は２つ以上の第２のロケーションの前記変位情報と、前記第１のロケーション及び前記第２のロケーションの少なくとも一方に対する前記１つ又は２つ以上の第３のロケーションの距離との関係に基づいて、前記１つ又は２つ以上の中間センサの変位を決定するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記動的変位情報に基づいて、前記第２のロケーションにおける前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの前記誤差を推定する際に、実質的に同じ時刻のマスタ測定データ及びスレーブ測定データが使用されるように、マスタナビゲーション測定データ及びスレーブナビゲーション測定データを時刻情報で符号化するステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記静的変位情報に基づいて、前記第２のロケーションにおける前記第１のスレーブナビゲーションコンポーネントの前記ナビゲーション測定データの前記誤差を推定する際に、実質的に同じ時刻のマスタ測定データ及びスレーブ測定データが使用されるように、マスタナビゲーション測定データ及びスレーブナビゲーション測定データを時刻情報で符号化するステップをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記結合されたセンサデータを生成する際に、実質的に同じ時刻のセンサデータが使用されるように、前記センサデータを時刻情報で符号化するステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３３】
前記ステップのすべては、第１の移動体で実行され、前記方法は、該第１の移動体で実行された該ステップを第２の移動体で実行し、その結果として、該第２の移動体に関連付けられるセンサデータがさらに結合され、前記第１の移動体の前記結合されたセンサデータを、前記第２の移動体の前記さらに結合されたセンサデータと結合し、それによって、前記第１の移動体及び前記第２の移動体から行われた測定によって得られる、結果のセンサデータを生成する、ことをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記ステップのすべては、第１の移動体及び第２の移動体で実行され、前記方法は、該第１の移動体及び該第２の移動体で実行されたステップを、１つ又は２つ以上の追加された移動体で実行し、その結果として、前記第１の移動体、前記第２の移動体、及び前記１つ又は２つ以上の追加された移動体に関連付けられるセンサデータがさらに結合され、それによって、前記第１の移動体、前記第２の移動体、及び前記１つ又は２つ以上の追加された移動体から行われた測定によって得られる、結果のセンサデータを生成する、ことをさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１の移動体、前記第２の移動体、及び前記１つ又は２つ以上の追加された移動体からのデータは、共通座標系を基準とする、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
複数の移動体からのセンサデータを結合するための方法であって、
少なくとも１つの移動体において第１のロケーションにおける第１の座標系でマスタナビゲーション測定データを生成するステップと、
各移動体において１つ又は２つ以上のセンサからセンサデータを生成するステップと、
前記移動体の物理的変形による、前記第１のロケーションを基準とした前記１つ又は２つ以上のセンサのロケーションの変位を表すたわみモデルを記憶するステップと、
前記たわみモデルに基づいて、前記第１のロケーションと１つ又は２つ以上の第２のロケーションとの間の前記変位の動的情報を求めるステップと、
前記マスタナビゲーション測定データ及び前記動的変位情報に基づいて、前記センサロケーションのそれぞれについて、前記ナビゲーション測定データの誤差を推定するステップと、
移動体間で通信し、それによって、共通基準座標系を確立する、ステップと、
前記共通基準系におけるセンサロケーションを決定するステップと、
センサデータ及びセンサロケーションデータを中央処理システムへ通信するステップと、
前記１つ又は２つ以上の移動体の前記１つ又は２つ以上のセンサからのセンサデータを結合するステップと、
を含む方法。
【請求項３７】
センサデータは、インターフェロメトリックに結合される、請求項３６に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００７−５３８２３１（Ｐ２００７−５３８２３１Ａ）
【公表日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１３２３６（Ｐ２００７−５１３２３６）
【出願日】平成１７年５月９日（２００５．５．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１６０００
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０８３２６７
【国際公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【出願人】（５０３１２３１５２）ノースロップ・グラマン・コーポレーション (31)
【氏名又は名称原語表記】ＮＯＲＴＨＲＯＰ ＧＲＵＭＭＡＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月９日（２００５．５．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１６０００
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０８３２６７
【国際公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【出願人】（５０３１２３１５２）ノースロップ・グラマン・コーポレーション (31)
【氏名又は名称原語表記】ＮＯＲＴＨＲＯＰ ＧＲＵＭＭＡＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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