JP2011511940A - 移動体の慣性ユニットを検査するための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

本発明の方法は、現実のナビゲーション環境における計算による移動体の軌道と、少なくとも１つの基準軌道とを比較することによって、角運動シミュレータ２に搭載されている移動体の慣性ユニット３を検査するハイブリッドシミュレーションを実施する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ナビゲーション装置の分野に関し、より詳細には、慣性ユニットに関する。

より詳細には、本発明は、運動シミュレータに搭載された移動体の慣性ユニットの検査に関する。

既知の方法において、慣性ユニットは、移動体（例えば、飛行機およびロケット）に取り付けられたナビゲーション装置の一部品であり、加速度計またはジャイロ（レートジャイロまたはフリージャイロ）のような計測機器を含む。慣性ユニットは、このような機器によって行われた計測を利用し、移動体に搭載されているコンピュータに、例えば、移動体の角速度および加速度に関する慣性情報を送信する。

移動体に搭載されているコンピュータは、上記の慣性データに基づいて移動体の３次元位置を概算し、概算結果に応じてこの移動体の操縦手段（例えば、操縦翼面、バルブなど）に指令または命令を送信し、移動体を定められた軌道に沿わせて目的地に案内する。

慣性ユニットに問題がある場合は、オンボードコンピュータは、不正確な慣性情報に基づいて移動体の３次元位置を概算することになる。すなわち、オンボードコンピュータは、各計算過程でエラーを起こし、操縦手段に誤った指令を送信することになる。その結果、移動体の真の軌道は、オンボードコンピュータによって概算された軌道とはかなり異なるようになる。このように、慣性ユニットに重大な問題があると、オンボードコンピュータによって送信される指令が完全に誤ったものとなり、移動体が不安定になるおそれがある。

慣性ユニットの機能を監視および検査するために、角運動シミュレータ（simulateurs de mouvements angulaires）を用いたハイブリッドシミュレーションがしばしば行われる。このようなハイブリッドシミュレーションでは、第１に現実のサブアセンブリ（例えば、慣性ユニット、角運動シミュレータ、移動体のオンボードコンピュータ、移動体のその他の要素など）が用いられ、さらに、その他のサブアセンブリの数学的モデル（例えば、大気の数学的モデルおよび地球の数学的モデルのような、推進力、または環境の要素に関するものなど）も用いられる。

このようなハイブリッドシミュレーションに導入される角運動シミュレータは、角度範囲、速度および加速度についての移動体の角運動を再現することができるが、並進運動を再現することはできない。従って、慣性ユニットの加速度計からオンボードコンピュータに供給された情報は、移動体の直線変位に関する情報を全く含んでおらず、不完全である。

現在のところ、この問題を軽減するために、考慮される加速度情報が異なる２種のハイブリッドシミュレーションの方法が存在する。

第１の方法においては、慣性ユニットの加速度計からの情報を、数学的モデルに由来する加速度情報に置き換える。第１の方法を用いると、慣性ユニットの加速度計による寄与がなくなるので、慣性ユニットから送信される加速度情報において現れ得るいかなる異常もハイブリッドシミュレーションにおいて検知されなくなってしまう。

第２の方法においては、慣性ユニットの加速度計からの情報を取得して、数学的モデルを用いて計算された並進運動を表す情報を上記の情報に付加する。しかし、第２の方法においては、慣性ユニットの加速度計に由来する情報は、シミュレーション実験室の座標系に相当する一固定点において計測される。従って、この情報は、地球の周囲の軌道に沿って移動体が実際に航行する際に、同一の物理的基点において加速度計が供給するはずである情報を完全に表したものとは言えない。例えば、実験室の固定点における重力場は不変であるが、地球の周囲を航行する移動体に搭載された慣性ユニットの加速度計によって検知される重力場は、経度と緯度に応じて変化する。従って、この差が、実験室の固定点において慣性ユニットを用いて行われる移動体の軌道計算を誤ったものとし、計算結果の解釈を困難にする。その結果、第２の方法を用いた場合には、慣性ユニットの加速度計の大まかな欠陥しか検出することができない。

同様に、慣性ユニットのジャイロからの情報も、地球の周囲を移動体が航行するときに指示するであろう情報を必ずしも表していない。ジャイロの軸について分解された地球の回転は、慣性ユニットが（実験室におけるハイブリッドシミュレーションに適用されるような）固定座標の一地点に配置されているか、地球の周囲を航行する移動体に搭載されているかによって異なる。このように、不完全な表現性の影響があるので、ハイブリッドシミュレーションを行って得られる結果の分析が複雑になる。従って、得るべき軌道とは差がある移動体の軌道が得られるおそれがあるが、この差がジャイロの情報の不完全な表現性に起因するものであるかどうかの確証はない。従って、慣性ユニットの指示が、慣性ユニットの製造元によって規定された公称値に対して許容範囲に収まっているか否かについては、ある方法でより完全な分析を実施しなければ判断できない。

本発明は、地球基準座標系における固定座標上の一地点に配置されている角運動シミュレータに搭載されている移動体の慣性ユニットを検査する検査方法であって、現実のナビゲーション環境における計算による移動体の軌道と少なくとも１つの基準軌道とを比較する、検査方法を提供する。本発明の検査方法は、計算による軌道を得るために、移動体を操縦する段階を含み、この段階は、複数の反復過程を含み、各々の反復過程は下記を含む。
・シミュレーションツールを用いて現実のナビゲーション環境における慣性ユニットをモデル化し、先行する反復過程における計算による操縦指令を取得するデータ取得工程。このデータ取得工程によって、下記を得る。
・計算による移動体の軌道の点。
・現実のナビゲーション環境における慣性ユニットによって供給されるはずの慣性データを表すシミュレーションの慣性データ。
・運動シミュレータによって実行される運動を表す運動指令。
・運動シミュレータによって運動が実行された後に、慣性ユニットが、この運動を表す実測の慣性データを供給する工程。
・運動シミュレータによって実際に実施された運動に関する運動データから、慣性ユニットによって供給される実測の慣性データを理論的にモデル化し、理論的な慣性データを供給する理論モデル化工程。
・理論的な慣性データによる実測の慣性データの理論モデル化を誤ったものにし得る少なくとも１つのエラーを補償する少なくとも１つの補償工程であって、理論モデル化工程の前に実行される少なくとも１つの補償工程。
・シミュレーションの慣性データ、理論的な慣性データ、および実測の慣性データから操縦指令を計算する工程。

対応する態様において、本発明はまた、地球基準座標系における固定座標上の一地点に配置されている角運動シミュレータに搭載されている移動体の慣性ユニットを検査する検査システムを提供する。このシステムは、現実のナビゲーション環境における計算による移動体の軌道と、少なくとも１つの基準軌道とを比較することによって慣性ユニットを検査する比較手段を含む。本発明によれば、このシステムは、計算による軌道を得るために、複数の反復過程を含む操縦段階の各反復過程の際に操作される手段をさらに含む。この手段は、下記を備える。
・現実のナビゲーション環境における慣性ユニットをモデル化し、先行する反復過程における計算による操縦指令を取得するシミュレーションツール。シミュレーションツールは下記を得るための手段を含む。
・計算による移動体の軌道の点。
・現実のナビゲーション環境における慣性ユニットによって供給されるはずの慣性データを表すシミュレーションの慣性データ。
・運動シミュレータによって実行される運動を表す運動指令。
・運動シミュレータによって運動が実行された後に、この運動を表し、慣性ユニットによって供給される実測の慣性データを得る手段。
・運動シミュレータによって実際に実施された運動に関する運動データから、慣性ユニットによって供給される実測の慣性データをモデル化し、理論的な慣性データを供給する、理論モデル化手段。
・理論的な慣性データによる実測の慣性データの理論モデル化を誤ったものにし得る少なくとも１つのエラーを補償する補償手段であって、理論モデル化手段の上流側に設けられた補償手段。
・シミュレーションの慣性データ、理論的な慣性データ、および実測の慣性データから操縦指令を計算する計算手段。

好ましい非限定的な態様によれば、本発明で考慮される慣性データは、加速度情報（例えば、加速度）およびジャイロ情報（例えば、回転速度）を含む。例えば、この情報は、慣性ユニットの基準座標系のＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸に相当する３要素の形で表現される。

これにより、特に、加速度に関する実測の慣性データが取り出される慣性ユニットの加速度計において発生し得る欠陥を検知することができる。

しかし、これらの前提は何ら限定されるものではない。本発明は、加速度情報（例えば、加速度）またはジャイロ情報、さらには、別の種類の慣性データ、すなわち、ジャイロおよび加速度計以外のセンサに対応する慣性データにも同様に適用される。さらに、考慮される慣性データの数は、要素の数とは異なっていてもよい（例えば、１つの要素のみが対象であってもよい）。

さらに、本発明の検査方法および検査システムによれば、移動体のために形成される軌道を現実の軌道にかなり近いものにすることができ、計測が実験室の固定点でなされることに起因する問題は発生しない。

本発明によれば、操縦指令を計算している間、特に（fortiori）、移動体の軌道を計算している間は、検査対象の慣性ユニットに由来する慣性情報、および、検査システムの理論モデル化手段およびシミュレーションツールによって計算された追加の情報が考慮される。従って、操縦指令および移動体の軌道を計算するために用いられるジャイロ情報および加速度情報は、移動体に搭載されている慣性ユニットが地球の周囲の軌道に沿って航行する際に供給するはずである情報を表す。

さらに、実測の慣性データの理論モデル化を誤ったものとし得るエラーは、理論的な慣性データによって補償されるので、慣性ユニットが検査される際には、慣性ユニットに関する問題のみが確実に検知され、理論的な慣性データによる実測の慣性データの表現性が悪いことに関する問題が除去される。

これにより、得られた軌道と基準軌道との比較による分析が簡易化され、専門家に結果の分析を依頼する必要がなくなる。すなわち、簡単かつ信頼性の高い方法で、検査対象の慣性ユニットが要求される特性を実際に有しているかを検査することができる。従って、慣性ユニットを検査する際の分析の質の観点および試験に要するコストの観点で改善が図られる。

有利には、各反復過程は、実時間で、移動体のクロックレートによって定められたクロックレートで行われる。すなわち、本発明の検査システムのシミュレーションツール、慣性ユニット、理論モデル化手段、補償手段、および計算手段は、実時間で、移動体のクロックレートによって定められたクロックレートで動作する。

本発明の特定の実施形態では、操縦指令は、Ｉ＝Ｔ２＋Ｒ−Ｔ１で規定される慣性データＩに応じて計算される。ただし、Ｔ２、ＲおよびＴ１はそれぞれシミュレーションの慣性データ、実測の慣性データ、および理論的な慣性データを示す。

従って、軌道における角度範囲が大きい過渡時においても、性能が低い運動シミュレータを用いることができる。Ｉ＝Ｔ２＋Ｒ−Ｔ１の法則があり、ＲおよびＴ１が運動シミュレータによって実際に実施された運動に依存するため、運動シミュレータが指令を正確には実行しない場合であっても、ＲとＴ１は同一となる。これにより、移動体は、より低コストで、正確な軌道に沿って航行できるようになる。

本発明の一側面から、少なくとも１つのエラーを補償する少なくとも１つの補償工程は、運動シミュレータの軸と対応する地球基準座標系の軸との間に存在する角度の差を補償するために、少なくとも１つの運動指令を補正する工程を含む。

同様の側面から、検査システムの少なくとも１つのエラーを補償する補償手段は、運動シミュレータの軸と対応する地球基準座標系の軸との間に存在する角度の差を補償するために、少なくとも１つの運動指令を補正する手段を含む。

従って、地球基準座標系（地理的な北、そのサイトにおける垂直線）に関する運動シミュレータの位置のエラーは補償される。これにより、運動シミュレータの位置が地球基準座標系に完全には対応していない、すなわち、実測の慣性データが理論的な慣性データに精度よくは一致していない（すなわち、実測の慣性データと理論的な慣性データとの間には無視できない差がある）ことに起因して生じる、計算による軌道の誤差を回避できる。

さらに、慣性ユニットの軸を運動シミュレータの軸に一致させることで、地球基準座標系で直接的に表現された位置情報（運動指令）によって、３次元で、慣性ユニットを配置させることができる。これにより、所望の配置が可能となり、慣性ユニットによって供給された実測の慣性データの写像を計算する際に、運動シミュレータによって実際に実施された運動に関する運動データが理論モデルにおいて直接的に用いられ得るようになる。すなわち、理論モデルにおいて、地球の寄与の計算の際に角度位置のエラーが取り込まれるのを回避できる。

このように、地球基準座標系に関連した運動シミュレータの位置のエラー（座標系間の角度の差）を制御すれば、（特に、慣性ユニットの位置の観点で）試験を連続かつ正確に実施でき、それにより、結果の信頼性を確保することができる。

本発明の別の側面によれば、少なくとも１つのエラーを補償する少なくとも１つの補償工程は、理論的な慣性データと実測の慣性データとの同期をとるように、運動シミュレータによって実際に実施された運動に関する運動データを理論モデル化工程に供給する前に、当該運動データの少なくとも一部に進み位相を与える工程を含む。

同様の側面から、少なくとも１つのエラーを補償する補償手段は、理論的な慣性データと実測の慣性データとの同期をとるように、運動シミュレータによって実際に実施された運動に関する運動データを理論モデル化手段に供給する前に、当該運動データの少なくとも一部に進み位相を与える手段を含む。

このようにすれば、本発明の検査システムの種々の要素が動作するレートに付随する時間オフセットが補償される。これにより、理論的な慣性データと実測の慣性データとの時間同期を確実にとることができる。この工程は、本発明の検査方法における反復過程を実時間で実施する場合には、特に重要である。

さらに、このようにすれば、操縦指令を計算するために用いられる実測の慣性データと理論的な慣性データの同期を確実にとることができ、検査方法における各反復過程の同期をとることができる。これにより、各反復過程において、移動体の軌道計算の全期間にわたって積算され、検査方法および検査システムにおいて計算される移動体の軌道に無視できない影響を及ぼし、計算による軌道の解釈を著しく困難にし得る計算誤差が生じるのを回避できる。

本検査方法はまた、本検査方法によって最後的に慣性ユニットが正常でないと判断された場合は、移動体の軌道を決定するために各反復過程で得られた実測の慣性データから求められた合計値と、移動体の軌道を決定するために各反復過程で得られた理論的な慣性データから求められた合計値とを比較する診断工程を含んでいてもよい。

同様に、本検査システムは、本検査システムによって慣性ユニットが正常でないと判断された場合のために、移動体の軌道を決定するために各反復過程で得られた実測の慣性データから求められた合計値と、移動体の軌道を決定するために各反復過程で得られた理論的な慣性データから求められた合計値とを比較するのに適した診断手段を含んでいてもよい。

このように、慣性情報の各要素（すなわち、慣性ユニットのジャイロ情報および加速度情報の両方の各軸の要素）の合計値を求めて比較することで、検査された慣性ユニットのいずれのチャネルが誤っているのかを診断することができる。

本発明の特定の実施形態では、検査方法は、運動シミュレータ固有の実行遅延を補償するように、各反復過程において、運動シミュレータに運動指令を供給する前に、この運動指令に進み位相を与える工程をさらに含む。

同様に、本発明の上記特定の実施形態では、検査システムは、運動シミュレータ固有の実行遅延を補償するように、運動シミュレータに運動指令が供給される前に、この運動指令に進み位相を与える手段をさらに含む。

このように、運動シミュレータの実行遅延を補償することができるので、慣性ユニットから供給された実測の慣性データの位相と、シミュレーションツールから供給されたシミュレーションの慣性データの位相とを同期させることができる。これにより、慣性ユニットによる表現性だけでなく、運動シミュレータに同時に搭載されている他のセンサ（追尾装置）による表現性も保証することができる。

有利には、運動指令のプロファイルは、実際に実施された運動データのプロファイルと同期しており、実際に実施された運動データの振幅と運動指令の振幅とが一致していることである。

上記によれば、運動指令は運動シミュレータによって実際に実施される運動に適したものになり、シミュレーションツールから送信される移動体の運動と同位相で慣性ユニットのシミュレーションを実施できる。このことは、運動シミュレータ上の慣性ユニットに設けられ、プロファイルの同期がとれていない場合にはサーボ制御システムにおいて遅延を発生させてしまい、それにより、他のセンサについての試験結果の解釈を困難とさせてしまうようなセンサには特に重要である。

本発明の特定の実施形態によれば、検査方法は、各反復過程において、データ取得工程の後であって、運動指令に進み位相を与える工程の前に、マスク工程をさらに含む。これにより、上記の運動の段階の少なくとも一部をマスクするように、マスク工程は運動指令を取得し、運動指令に進み位相を与える工程にマスクされた運動指令を供給する。

同様に、検査システムは、シミュレーションツールの下流側であって、運動指令に進み位相を与える手段の上流側に、マスク手段を含んでいてもよい。これにより、上記の運動の段階の少なくとも一部をマスクするように、マスク手段は運動指令を取得し、運動指令に進み位相を与える手段にマスクされた運動指令を供給する。

上記によれば、移動体の角度範囲が運動シミュレータによって許容された範囲を超える軌道を辿ることができる。

本発明の特徴によれば、マスクされた運動指令の少なくとも一部は、マスク工程に内在し、かつ運動指令から独立した関係に依存する。

これにより、角度範囲が限定された運動シミュレータを使用する場合であっても、移動体を、複数のループまたは回路を巡る軌道に沿わせることができる。

本発明の特定の実施形態によれば、検査方法は、複数の反復過程を備える初期化段階をさらに含む。この初期化段階の各反復過程は下記を含む。
・シミュレーションツールを用いて下記を得るデータ取得工程。
・計算による移動体の軌道の点。
・現実のナビゲーション環境における慣性ユニットによって供給されるはずの慣性データを表すシミュレーションの慣性データ。
・運動シミュレータによって実行される運動を表す運動指令。
・上記の検査方法の以下の工程、すなわち、実測の慣性データを供給する工程、理論モデル化工程、補償工程、および操縦段階を計算する工程。

このような初期段階は、例えば、十分な速度というような、移動体を操縦するための特定条件が満たされていないことが理由で、移動体が操縦されていない段階に特に対応している。

本発明の他の特徴や利点は、添付の図面を参照しながら非限定的実施形態として以下に各々記載している。

図１は、移動体の慣性ユニットを検査するための本発明の検査システムの第１の実施形態を示す図である。 図２は、慣性ユニットを支持する運動シミュレータの３軸テーブルの一例を示す図である。 図３Ａは、図１に示す検査システムの特定の実施形態において実施される工程であって、移動体の軌道を生成するための本発明の検査方法の操縦段階の各反復過程において実施される主な工程を示すフローチャートである。 図３Ｂは、特定の実施形態における操縦段階の前に実施され得る初期化段階における種々の反復過程において実施される主な工程を示すフローチャートである。 図４は、図１に示す検査システムの特定の実施形態によって得られる移動体の軌道に基づいて慣性ユニットが正常であるか否かを判断するために、本発明の検査方法において実施される主な工程を示すフローチャートである。 図５は、移動体の慣性ユニットを検査するための本発明の検査システムの第２の実施形態を示す図である。 図６は、移動体の慣性ユニットを検査するための本発明の検査システムの第３の実施形態を示す図である。 図７は、移動体の軌道の一例を示す概略図である。

下記の種々の実施形態において、考慮される慣性データ（すなわち、実測の慣性データＲ、シミュレーションの慣性データＴ２、理論的な慣性データＴ１および慣性データＩ）は、加速度情報およびジャイロ情報を含み、慣性ユニットのＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の３成分の形でそれぞれ表現される。

しかし、これらの条件はなんら限定されるものではない。本発明は、加速度情報のみを含む慣性データに対しても、ジャイロ情報のみを含む慣性データに対しても、または、ジャイロおよび加速度計以外のセンサに対応する他の慣性データを含む慣性データに対しても、同様に適用可能である。

さらに、変形例においては、慣性データは、異なる数の成分の形で表現され得る（例えば、１つの成分のみが対象であってもよい）。

上記のように、本発明は、地球基準座標系における固定座標上の一地点に配置されている角運動シミュレータに搭載されている移動体の慣性ユニットの検査方法および検査システムに関する。検査は、現実のナビゲーション環境における計算による移動体の軌道と、少なくとも１つの予め定められた基準軌道とを比較することによって実施される。

移動体の軌道は、現実のサブアセンブリ（例えば、移動体に搭載されるコンピュータ、移動体の慣性ユニットおよび角運動シミュレータ）と、移動体の数値モデル（例えば、推進力、燃料消費および慣性ユニット）と、周辺環境（例えば、大気および地球の効果）の全てを利用したハイブリッドシミュレーションアーキテクチャを使用して計算される。

本実施形態では、軌道は、地球基準座標系の３軸（経度、緯度および高度）によって各々が規定された複数の点から構成される。

軌道を計算するための検査システムによって実施されるハイブリッドシミュレーションは、移動体に搭載されているコンピュータによって生成される操縦指令によってこの移動体が操縦される、少なくとも１つの“操縦”段階を備える。操縦段階の前の準備段階すなわち“初期化”段階および（例えば、出航後の移動体の速度が不十分であることが理由で）移動体が操縦されずに移動している間は、後述のようにシミュレーションの初期と考えてもよい。

本発明の検査方法の操縦段階は、上記のハイブリッドシミュレーションアーキテクチャを使用して実施され、閉ループ、実時間で実施される複数の反復過程を含む。反復過程の各々によれば、点を得て、移動体の計算による軌道を得ることができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明による検査システム１の第１の特定の実施形態を示す図であり、上記のハイブリッドシミュレーションアーキテクチャを実装するものである。

検査システム１は、デジタルコントロールボックス２２によって制御され、検査対象である移動体の実物の慣性ユニット３を収容する、“３軸（3 axes）テーブル”２１を有する、角運動シミュレータ２を含む。慣性ユニット３を収容するのに適した“３軸テーブル”の一例を図２に示す。このようなテーブルは、当業者には知られたものであるため、詳細な説明は割愛する。

変形例においては、角運動シミュレータは、例えば“５軸”タイプのテーブルのような、他のタイプのテーブルを含んでいてもよい。

角運動シミュレータ２によれば、ロール軸Ａ１、ピッチ軸Ａ２およびヨー軸Ａ３についての角運動を実施することができ、軸Ａ１、軸Ａ２および軸Ａ３についての角運動を、慣性ユニット３に受けさせることができる。より正確には、このような角運動は、コントロールボックス２２から取得したデジタル運動指令Ａ’に応じて、テーブル２１によって慣性ユニット３に与えられる。これらの運動指令Ａ’は下記を含む。
・角度位置。
・角速度。
・角加速度。
各々は、運動シミュレータ２の異なる軸（ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸）にそれぞれ対応する３成分の形で表現される。

本実施形態においては、デジタルコントロールボックス２２は、運動シミュレータ２の“３軸テーブル”２１によって慣性ユニット３に供給されたデジタル指令を監視することができるスクリーン（図示せず）を有する。

慣性ユニット３は、ジャイロ（レートジャイロまたはフリージャイロ）および加速度計（図示せず）のような計測ツールを含むので、運動シミュレータ２によって与えられた運動であって、運動指令Ａ’に対応する運動に応じて、実測の慣性データＲ（実測のジャイロおよび加速度情報）を供給することができる。

なお、慣性ユニット３は、それ自体が運動シミュレータ２に搭載されていてもよいし、移動体に含まれていてもよいし（図１には示していない）、移動体の少なくとも一部であってもよい。

角運動シミュレータ２はまた、例えば本実施形態では、理論モデルＭ１およびシミュレーションツール（すなわちシミュレータ）Ｍ２などのハイブリッドシミュレーションアーキテクチャにおけるデジタルモデル化要素を実装するのに用いられた少なくとも１つのコンピュータデバイスすなわちコンピュータ４に接続されている。

理論モデルＭ１は、運動シミュレータ２に配置されている慣性ユニット３による（すなわち、運動シミュレータ２が配置されている実験室の固定座標における）実測の慣性データの理論による写像（本発明の理論的な慣性データに相当）Ｔ１を提供する。換言すると、理論モデルＭ１によって提供される理論的な慣性データは、慣性ユニット３が完全であれば、慣性ユニット３が固定座標点において計測するはずの慣性データである。

理論モデルＭ１は、運動シミュレータ２によって実施される角運動に関連する効果と、慣性ユニット３に作用する物理現象の数学的なモデル（地球の回転または局所重力のような地球の効果をモデル化した理論的な表現）とに基づいて、理論による写像Ｔ１を計算する。特に、理論モデルＭ１は、運動シミュレータ２によって慣性ユニット３に与えられる角度位置、速度および加速度を示す運動データＤ’を利用する。

シミュレーションツールＭ２は、慣性ユニットにおいて（例えば、局所重力、地球の回転速度などの）地球の局所的効果を考慮しながら現実のナビゲーション環境、すなわち地球の周囲のナビゲーション環境、における慣性ユニット３をモデル化する。知られているように、このようなシミュレーションツールは、（特に、飛行理論のモデルおよび慣性ユニット３の仕様に基づく公称特性（許容範囲の中心）を示す慣性ユニットのモデルなどの）移動体を構成する要素および周辺環境の数学的なモデルに依存する。

本実施形態によれば、操縦段階において、シミュレーションツールＭ２は、操縦指令Ｐから下記のデータを計算する。
・現実のナビゲーション環境における移動体の軌道の点Ｘ。
・慣性ユニット３が、上記の軌道の点に関する環境において送信するはずである慣性データを示すシミュレーションの慣性データＴ２。
・運動シミュレータ２に送信され、上記の軌道の点における慣性ユニット３に与えられる運動を表す運動指令Ａ。

理論モデルＭ１およびシミュレーションツールＭ２は、ソフトウエアの形であり、例えば、コンピュータ４の読み出し専用メモリまたは不揮発性メモリに格納される。

検査システム１はまた、移動体のオンボードコンピュータ５を含む。オンボードコンピュータ５は、慣性ユニット３に第１に接続され、コンピュータ４に第２に接続されている。オンボードコンピュータ５は、特に、慣性データＩに基づいて移動体の操縦および誘導を実施する。オンボードコンピュータ５には、移動体の操縦機能を機能させる転回指令（すなわち操縦指令）であって、移動体の特徴に適合する転回指令を生成する操縦モジュール５１が設けられている（例えば、操縦翼面の向きを変えたり、バルブを開ける指令を出したりする）。“操縦”モジュール５１は、先の指令が達成されたタイミングを判断するように、慣性データＩに基づいて実時間で動作する自動機能であり、必要に応じて、軌道の設定点（a ce point de trajectoire）に応じて、出力されるべき次の指令のレベルを調整する。

一般的に、移動体に搭載されるコンピュータは、移動体の慣性ユニットのジャイロおよび加速度計に由来する慣性データから操縦指令を管理する。本発明の検査システム１によれば、オンボードコンピュータ５において、操縦指令Ｐを決定するために用いられる数値データＩは、以下でより詳細に説明するように、実測の慣性データＲ、シミュレーションの慣性データＴ２および理論的な慣性データＴ１に依存する。

なお、コンピュータ４、運動シミュレータ２、オンボードコンピュータ５および慣性ユニット３の間の各接続は、電気ケーブルもしくは光ケーブルによるものでもよく、無線によるものでもよく、またはその他の手段によるものであってもよい。

以下では、図３Ａを参照して、慣性ユニット３に関連付けられた移動体の軌道の点を求めるための、検査システム１による本発明の検査方法の操縦段階の各反復過程で実施される主な工程を説明する。

[操縦段階における反復過程の実行]
上記のように、本発明の検査方法の操縦段階における各反復過程ｉは、検査システム１の異なるエンティティによって、実時間で、移動体のクロックレートによって定められたクロックレートで実施される。より正確には、各反復過程において、計算、および移動体に搭載されているコンピュータ５、シミュレータＭ２、理論モデルＭ１、角運動シミュレータ２および慣性ユニット３の間でのデータの交換は、移動体によって実施される処理のクロックの実周波数で、有利には上記の周波数に対応する間隔よりも短い間隔で実施される。

反復過程ｉの際に、デジタルシミュレーションツールＭ２は、反復過程ｉ−１において慣性データＩに基づいてオンボードコンピュータ５により生成された操縦指令Ｐを取得すると（ステップＥ１０）、現実のナビゲーション環境における移動体の軌道の点Ｘを生成する（ステップＥ２０）。この目的のために、シミュレーションツールＭ２は、現実のナビゲーション環境において、操縦指令Ｐに対応し得る飛行理論モデルを用いて、移動体の現実の位置、すなわち移動体の経度、緯度および高度（すなわち軌道上の点）を計算する。本発明の検査方法の操縦段階の各反復過程において点Ｘが生成されるたびに、この軌道の点Ｘが移動体の軌道に追加される（ステップ３０）。

シミュレータＭ２はまた、ステップＥ２０において、実時間で下記を提供する。
・現実のナビゲーション環境で、すなわち、移動体が地球の周囲を航行する際に、計算された軌道の新しい点Ｘに対して慣性ユニット３によって計測されるはずの慣性データを表すシミュレーションの慣性データＴ２。
・操縦指令Ｐに応じて運動シミュレータ２によって実施されるべき運動を示すデジタル運動指令Ａ（軌道上の新点Ｘに到達するために移動体によって実施される必要のある運動）。これらの運動指令Ａは、特に、飛行理論モデルに基づいて計算され、運動シミュレータ２の軸に与えられるべき角度位置、角速度および角加速度を含む。変形例においては、デジタルシミュレーションツールＭ２によって供給される運動指令Ａは、これらすべての値を必ずしも含んでいなくてもよい。例えば、運動指令Ａは、角度位置のみを含んでいてもよく、角度位置および角速度のみを含んでいてもよい。この変形例では、運動指令は、“３軸テーブル”２１を用いて、角度位置、速度および加速度の全てが運動シミュレータ２の各軸に使用できるように、当業者に知られた方法（例えば、角加速度を得るために角速度を微分する）で、デジタルコントロールボックス２２によって連続的に加えられる。

その後、運動指令Ａは、シミュレーションツールＭ２によって運動シミュレータ２に伝送される。

運動シミュレータ２によって運動指令Ａが取得されると（ステップＥ４０）、少なくとも一部の運動指令Ａが、デジタルコントロールボックス２２によって補正される（ステップＥ５０）。この補正の目的は、運動シミュレータ２の軸（それぞれ、ロール軸、ピッチ軸およびヨー軸）と地球基準座標系の対応する軸との間に存在する角度の差（換言するとバイアス）αＲ、αＴおよびαＬを補償することである。

この補正を実施するために、デジタルコントロールボックス２２は、運動指令Ａの一部に角度の差αＲ、αＴおよびαＬの値を導入する補償手段Ｃ１を含む。より正確には、補償手段Ｃ１によって、運動指令Ａに含まれた角度位置の対応する成分から、数値αＲ、αＴおよびαＬが減算される。これにより、運動シミュレータ２の種々の軸に与えられる角度位置は、運動シミュレータ２の軸と地球基準座標系の対応する軸の間に存在する角度の差分（すなわち、地理的な北と運動シミュレータのヨー軸、そのサイトでの垂直線と運動シミュレータのピッチ軸、そのサイトでの垂直線と運動シミュレータのロール軸）を考慮したものとなる。

角度の差αＲ、αＴおよびαＬは、本発明の検査方法の前の、後述のパラメータ設定段階において求められることが好ましい。

上記によれば、運動指令Ａの角度の補正後に得られた運動指令Ａ’は、地球基準座標系で直接的に表現されたものとなる。これらの指令Ａ’は、慣性ユニット３に対応する運動を与えるように、デジタルコントロールボックス２２によって、運動シミュレータ２の３軸テーブル２１に送信される（ステップＥ６０）。

運動シミュレータ２によって与えられた運動に応じて、慣性ユニット３は、実測の慣性データＲを供給する（ステップＥ７０）。上記のように、実測の慣性データＲは、慣性ユニット３のジャイロおよび加速度計に由来する。

さらに、同時に、慣性ユニット３上で運動シミュレータ２によって実際に実施された運動データＤは、理論モデルＭ１に供給するために、運動シミュレータ２によってコンピュータ４に伝送される（ステップＥ８０）。この運動データＤは、具体的には、運動シミュレータ２に配置されている角度センサによって計測される。

理論モデルＭ１に供給される前に、運動データＤは、進み位相τが与えられるように、コンピュータ４の手段Ｃ２によって処理される（ステップＥ９０）。この進み位相τは、理論モデルＭ１によって生成される理論的な慣性データＴ１と慣性ユニット３によって提供された実測の慣性データＲの間の時間同期を保証するものである。これは、検査方法の各々の反復過程で実施される。

本実施形態では、この進み位相は、適切なアルゴリズムを用いることによって、運動データＤに含まれる角度位置および角速度の種々の成分に対して、手段Ｃ２によって各成分に個別に与えられる。このアルゴリズムは、現在の反復過程ｉとＮ周期前の反復過程（例えば、反復過程ｉ−１および反復過程ｉ−２）における運動データＤに含まれる、角度位置および角速度の成分に関する値、さらには反復過程間（例えば反復過程ｉと反復過程ｉ−２の間）の角度位置または角速度に関する平均増加率を特に使用する。このようなアルゴリズムは当業者には知られたものであり、詳細な説明は割愛する。

他の実施形態における変形例では、加速度に対して進み位相τを与えてもよい。

手段Ｃ２によって与えられる進み位相τは、後述のように、有利には、本発明の方法における予備的なパラメータ設定段階において決定される。

手段Ｃ２から出力されて得られた運動データＤ’は、この運動データに基づいて理論的な慣性データＴ１を求めるために、理論モデルＭ１に送信される（ステップＥ１００）。

上記のように、理論的な慣性データＴ１を生成するために、理論モデルＭ１は、実験室に相当する固定座標の一地点に配置された完全な慣性ユニットに作用する物理現象をモデル化した数学的モデルを有する。

ここで述べる例では、理論モデルＭ１によって用いられる数学的モデルは、理論的なジャイロの慣性データＧ₁および理論的な加速度の慣性データＡ₁を求める下記の方程式に依存する。慣性データＧ₁および慣性データＡ₁は、理論的な慣性データＴ１に含まれ、理論的なセンサの軸に与えられる。
Ｇ₁＝Ω_T＋ω
Ａ₁＝Γ_R＋２×Ω_T∧Ｖ_R−ｇ
・Ω_Tは、慣性ユニットの基準座標における、地球の瞬時の回転速度である。
・ωは、慣性ユニットの基準座標における、運動シミュレータ２によって実施された回転の速度であって、運動シミュレータ２によって供給された運動データに由来する回転の速度である。
・Γ_Rは、慣性ユニットの基準座標に理論的に与えられた、地球に相対的な加速度である。
・Ｖ_Rは、慣性ユニットの基準座標に理論的に与えられた、地球に相対的な速度である。
・ｇは、慣性ユニットの基準座標で表現された局所重力場である。
Ｇ₁、Ａ₁、Ω_T、ω、Γ_R、Ｖ_Rおよびｇは、すべてベクトルである。

理論的な慣性データＴ１は、運動シミュレータ２に搭載されている慣性ユニット３による実測の慣性データ、すなわち実験室の固定座標の一地点において計測された慣性データを表しているものと仮定する。進み位相τが手段Ｃ２によって与えられるので、理論モデルＴ１によって供給された（ステップＥ１１０）理論的な慣性データＴ１と慣性ユニットによって供給された（ステップＥ７０）実測の慣性データＲとは同期している。

上記のように、角度補償手段Ｃ１および進み位相付与手段Ｃ２は、本発明において、理論的な慣性データＴ１による実測の慣性データＲの理論モデル化を誤ったものにし得るエラーを補償する手段である。このような補償手段は、有利には、慣性データＴ１によって実測の慣性データＲに関する良好な表現性を保証するように、理論モデルＭ１の上流側に実装される。

反復過程ｉで生成された、（慣性ユニット３によって供給された）実測の慣性データＲ、（理論モデルＭ１によって供給された）理論的な慣性データＴ１および（シミュレータＭ２によって供給された）シミュレーションの慣性データＴ２は、下記のように定められた慣性データＩを求める（ステップＥ１２０）ために引き続いて使用される。
Ｉ＝Ｒ＋Ｔ２−Ｔ１

これを実行するために、図１に示すように、先に説明した例のコンピュータ４およびオンボードコンピュータ５にそれぞれに配置された、当業者には知られた算術演算手段４１および５２が使用される。従って、まず、算術演算手段４１が差分Ｔ２−Ｔ１を求め、次に算術演算手段５２が、この差分を慣性データＲに加算する。

変形例においては、手段４１および５２は、コンピュータ４、オンボードコンピュータ５または図１には示していない他の機器（例えば、他のコンピュータ）に位置していてもよい。さらに、上記のようにＩを計算することができるのであれば、他の処理を実施してもよい。

固定点において計測されるはずの慣性ユニット３の計測値を表す理論値Ｔ１を計算し、ＲからＴ１を減算し、シミュレーションの慣性データＴ２（地球の周囲を航行する際に移動体に搭載されている慣性ユニットによって実施された計測結果を表す）の寄与を加算することによって、実際の軌道が得られる。なお、ＲからＴ１を減算することによって、慣性ユニット３による寄与が、η（η＝｜Ｒ−Ｔ１｜）の範囲内まで取り除かれる。ηは、慣性ユニット３が不完全度が大きくなるにつれて増加する。

操縦指令Ｐは、その後、軌道の設定点におけるオンボードコンピュータ５によって、慣性データＩに応じて、軌道の設定点から計算される（ステップＥ１３０）。

この操縦指令Ｐは、反復過程ｉ＋１の際にシミュレータＭ２に供給される。その後、ステップＥ１０〜ステップＥ１３０が、移動体の軌道を生成するように、操縦段階における各反復過程において繰り返される。

軌道の設定点を全て通過すると、反復過程が終了する。これにより、検査システム１によって生成される（特に、操縦段階の各反復過程においてシミュレーションツールＭ２によって生成された軌道の点Ｘに基づく）、計算による移動体の軌道が形成される。

この方法で得られた移動体の軌道は、その後、慣性ユニット３を検査するために、コンピュータ４の検査手段４２によって、予め定められた少なくとも１つの基準軌道と比較される。この検査段階は、後に行ってもよく、反復過程の最後に行ってもよく、引き続いて行ってもよい。

変形例では、検査は、例えば他のコンピュータのような、コンピュータ４以外の機器に含まれた検査手段によって実施されてもよい。

[検査段階]
以下では、図４を参照して、コンピュータ４のコンピュータ検査手段４２によって実施される慣性ユニット３の検査段階について説明する。

本実施形態では、検査システム１によって計算された移動体の軌道は、１束の基準軌道と比較される。より正確には、検査工程Ｆ１０において、検査システム１によって生成された軌道が、基準軌道の束の範囲内に収まっているか否かが判定される。

基準軌道の束は、後述のように、本発明の検査方法に先行する予備的なパラメータ設定段階において求められることが好ましい。

変形例においては、検査システム１によって生成された軌道を１束の基準軌道とではなく１つの基準軌道と比較してもよい。

さらに、検査工程Ｆ１０において移動体の計算による軌道と基準軌道との比較は、例えば、検知したい慣性ユニットの欠陥に応じて、１つまたは複数の軌道の成分に対して実施されてもよい。

検査工程Ｆ１０において、検査システム１によって生成された移動体の軌道が基準軌道の束の範囲内に収まっていると判定された場合は、慣性ユニット３は正常であるとみなす（ステップＦ２０）。これは、慣性ユニット３が完全な慣性ユニットの性能と比較して許容範囲内の性能を有し、慣性ユニット３が製造時の要求を満たしていることを意味する。このような状況では、慣性ユニット３は、公称通りではない特性を有しているかもしれないが、これらの特性は、慣性ユニット３の仕様に定められた許容範囲に収まっているとみなす。

他方、このユニットが正常ではないと判定された場合には（ステップＦ３０）、重大な欠陥があるということである。この場合は、オンボードコンピュータ５が目標に到達したと認識したとしても、移動体は軌道の設定点によって設定された目標に到達していない（なお、オンボードコンピュータによって概算された軌道は、軌道の設定点に関連している）。

このような状況では、検査手段４２は、有利には、慣性ユニット３の誤ったチャネルを特定する、すなわち、最初に慣性ユニット３が、加速度計とジャイロの計測値のいずれに関する欠陥を有しているのかまたは両方に関する欠陥を有しているのかを特定し、次にいずれの軸（Ｘ軸および／またはＹ軸および／またはＺ軸）が欠陥に関与しているのかを特定するように、診断工程（ステップＦ４０）を実施する。

この診断工程を可能にするために、理論的な慣性データＴ１の値および実測の慣性データＲの値が、移動体の軌道を生成するために実施される各反復過程ｉにおいてメモリに格納される。

操縦段階の各反復過程ｉの際に、慣性データの成分の各々（すなわち、種々の軸の加速度およびジャイロのデータ）に関して格納されたこれらの値Ｒおよび値Ｔ１に基づき、これらの値は、反復過程１から反復過程ｉにわたって積算される（ステップＦ４１）。従って、ジャイロおよび加速度のデータが３軸に関して表現されるとすると、１２個の異なる合計値、すなわち
・実測の慣性データＲの６つの合計値。
・理論的な慣性データＴ１の６つの合計値。
が各反復過程で積算される。

このようにして、慣性データのジャイロの項目と加速度の項目の各々および軸の各々について、全反復過程の合計値の曲線が得られる（ステップＦ４１）。

ステップＦ４２では、慣性データの各々の軸および各々の項目について、Ｔ１について得られた積算曲線とＲについて得られた積算曲線との偏差と、“許容”範囲とを比較することにより、慣性データのいずれの項目に誤りがあるのか、すなわち慣性ユニット３のいずれの計測チャネルに誤りがあるのかを特定することができる。

慣性データの特定の軸の特定の項目について、その特定の軸および項目についてＴ１に適用した積算曲線とＲに適用した積算曲線との間に許容範囲を超える差が見出された場合は、慣性ユニット３の慣性データのその特定の軸のその特定の項目が誤っているとみなす（ステップＦ４３）。

慣性データの各軸および／または各項目の許容範囲は異なってもよい。

検査工程では、診断は、実測の慣性データおよび理論的な慣性データの一部に対して実施されてもよい。すなわち、求められた合計値は特定の要素のみに関するものであってもよく、一部の反復過程に関するものであってもよい。

[パラメータ設定段階]
上記のように、パラメータ設定段階では、検査方法において使用される、特に下記を含む数種類のパラメータが求められる。
・運動シミュレータ２の軸と地球基準座標系の対応する軸との間に存在する角度の差を補償するために、ステップＥ５０において補償手段Ｃ１によって与えられる角バイアスαＲ、αＴおよびαＬ。
・コンピュータ４の手段Ｃ２によって与えられる進み位相τ。
・慣性ユニット３を検査する段階において使用される基準軌道の束。

このパラメータ設定段階は、本発明の検査方法の上流側で実施される。

角バイアスαＲ、αＴおよびαＬを求めるために、パラメータ設定段階において下記の連続する処理を実施する。
１）最初に、機械的基準Ｒｅｆ１を３軸テーブル２１に設置する。この機械的基準Ｒｅｆ１を用いて角度の差αＲ、αＴおよびαＬを特定するための治具０１を、正確であり、知られておりかつ再現性がある方法で、３軸テーブル２１に配置する。この治具０１は、治具０１の設計によって、基準Ｒｅｆ１に対して調整された２つの高精度の水準器を有する。これら２つの水準器は、第１に角度の差αＲ（ロールバイアス）を特定し、第２に角度の差αＴ（ピッチバイアス）を特定する。治具０１はまた、角度の差αＬ（ヨーバイアス）を特定するための観測に用いられる他の基準Ｒｅｆ２を有する。
２）最初は、３軸テーブル２１は、標準位置（すなわち、デジタル指令で操作されていないときに、３軸テーブル２１が自然にとる位置）をとるが、デジタルコントロールボックス２２および逐次近似を使用して、高精度の水準器の計測値の両方が同時にできるだけ水平を示すように、２つの高精度の水準器によって検出される角バイアスを補償する。これにより、デジタルコントロールボックス２２のスクリーンから、３軸テーブル２１を直接的に読み取ることによって、ロールバイアスαＲおよびピッチバイアスαＴについての値が得られる。
３）ヨーバイアスαＬの値を特定するために、経緯儀に取り付けられている北測定器を用いることができる。北測定器を用いて地理的な北を見つけた後に、経緯儀の照準を治具０１の基準Ｒｅｆ２に向ける。その後、経緯儀の照準を、第１にデジタルコントロールボックス２２を用い、第２に経緯儀を用いて、逐次近似により、基準Ｒｅｆ２に合わせる。調整が遂行されたら（または、このような方法で少なくとも最善の調整を行った後は）、地理的な北の位置から基準Ｒｅｆ２に照準を最適に調整した位置に経緯儀の照準を変位させて生成されたバイアスと、ヨー軸のテーブル２１のデジタル指令において生成されたバイアス（デジタルコントロールボックス２２のスクリーンから読み取れる値）とを積算して、ヨーバイアスαＬについての値が得られる。

さらに、反復過程においては、検査対象の慣性ユニット３を、知られており、正確でありかつ再現性がある方法で、運動シミュレータ２の軸に相対的に位置決めするように、目盛Ｒｅｆ１を用いてインデックスされた第２の治具０２を用いる。

これらの種々の操作を行い、ステップＥ５０においてデジタル指令Ａに角度の差αＲ、αＴおよびαＬを与えることにより、運動シミュレータ２の軸と地球基準座標系の軸（そのサイトでの垂直線、地理的な北）とが精度よく合致し、慣性ユニット３の基準軸の位置の正確な把握が保証される。基準Ｒｅｆ１、治具０２の設計および運動シミュレータ固有の位置決めの性能によって、３次元位置の再現性が保証される。

補償手段Ｃ２によって与えられる進み位相τを概算するために、第１に実測の慣性データＲ、第２に理論的な慣性データＭ１を得るために必要な処理時間が考慮される。一例として、下記の仮定を用いる。
・検査システム１の各エンティティにおいて、データが、クロック間隔（Ｔｅとする）ごとに入力／出力される。
・運動シミュレータが運動データＤを供給するステップＥ８０と、慣性ユニット３が実測の慣性データＲを供給するステップＥ７０との同期はとれている。
・δｅは、実測の慣性データＲが移動体のオンボードコンピュータ５に送られる際の遅延（すなわち、慣性ユニット３が計測値を作成してから、この計測値が移動体のオンボードコンピュータ５に送られるまでの経過時間に相当する遅延）を示す。
・δｐは、運動シミュレータ２によって運動が実際に実施されてから、運動データＤを得るまでの遅延（すなわち、運動データＤが生成されてから、理論モデルＭ１によって利用できるようになるまでの経過時間に相当する遅延）を示す。
・オンボードコンピュータ５が、理論モデルＭ１によって計算された、進み位相を含んだ理論的な慣性データＴ１を得るのに、クロック間隔Ｔｅが必要である（ステップＥ９０〜ステップＥ１１０参照）。

そして、手段Ｃ２によって与えられる進み位相τは下記のように規定される。
τ＝Ｔｅ＋δｅ−δｐ

慣性ユニット３の検査の段階において用いられる基準軌道の束を決定するために、慣性ユニット３の種々の許容値（これら種々の許容値は、通常、慣性ユニットの製造元によって規定され、例えば、バイアス、スケールファクタ、不平衡などのような慣性ユニットの種々の特性が特定される）を考慮しながら、完全なデジタルシミュレータが従来の方法で利用される。このデジタルシミュレータは、移動体が、現実のナビゲーション環境におけるこの移動体の軌道に沿わせて航行させることを可能にする。

この目的のために、デジタルシミュレータは、（特に、オンボードコンピュータ、慣性ユニットなどの）移動体の現実の装置の構成要素の全てのモデルを含み、さらに、周辺環境のモデルを含む。簡略化のために、デジタルシミュレータが本発明の検査方法において特に用いられるシミュレータＭ２を有していてもよく、シミュレータＭ２には、それにおいてモデル化されるオンボードコンピュータが存在していてもよい。

軌道の束を決定するために、慣性ユニットの種々の特性がそれぞれの許容範囲に収められるように調整しながら、ハイブリッドシミュレーションに適用された実装にするように、デジタルシミュレータを用いていくつかの軌道を引く。慣性ユニットの特性を公称値とするための直線変位による加速度の寄与を処理することは除く。この方法で得られた軌道の集合は、基準軌道の束となる。

[初期化段階]
上記のように、検査システム１によって実施されるハイブリッドシミュレーションは、移動体がオンボードコンピュータ５によって操縦されていない間において、操縦段階の予備段階としての、いわゆる“初期化”段階を含んでいてもよい。換言すると、オンボードコンピュータ５は操縦指令Ｐを生成するが、これらは移動体の操縦には反映されない。

この初期化段階は、特に、検査システム１の要素の電源を入れると直ちに（すなわち、ハイブリッドシミュレーションが始まると）始まり、移動体が操縦段階に移行できるようになるために必要な条件が満たされるまで続くようにすればよい。このような条件は、予め定められていてもよく、例えば、移動体の速度がある閾値を超えることを確認することなどを含んでいてもよい。

操縦段階と同様に、初期化段階は、検査システム１の要素によって実時間で実行される開ループの複数の反復過程を含む。反復過程の各々は、図３Ｂのように実施される。

初期化段階において実施される反復過程は、操縦段階において実施される反復過程とは、オンボードコンピュータ５によって生成された操縦指令ＰがシミュレーションツールＭ２に送信されない点で異なる（図１において、シミュレーションツールＭ２に向けられている操縦指令を示す矢印が破線であるのはこのためである）。

その結果、シミュレーションツールＭ２は、初期化段階のステップＥ２０’において、移動体のオンボードコンピュータ５によって生成された運動指令を用いずに、移動体が発射台にある際または移動体が操縦されずに運動している際にシミュレートされた運動に応じて、移動体の軌道の点Ｘ’、シミュレーションの慣性データＴ２および運動指令Ａを生成する。

初期化段階において実施されるステップＥ３０〜Ｅ１３０は、図３Ａを参照して説明した操縦段階のステップＥ３０〜Ｅ１３０と同様である。

特に、ステップＥ１３０においては、移動体のオンボードコンピュータ５は、移動体の位置を求め、移動体の誘導および操縦に備えるために、慣性データＩ＝Ｔ２＋Ｒ−Ｔ１を考慮する。

初期化段階において用いられるパラメータ（すなわち、角バイアスαＲ、αＴおよびαＬ、および、進み位相τ）は、操縦段階において用いられるパラメータと同様であり、パラメータ設定段階で求められる。

初期化段階を実施するとき、移動体の計算による軌道として、第１に初期化段階で求められる点Ｘ’によって、第２に操縦段階で求められる点Ｘによって、形成される軌道が考慮される。その結果、検査段階において考慮される基準軌道は、また、必然的に、両方の段階を反映する。慣性ユニットの検査および診断は、軌道の全部または一部に関するものであってもよい（例えば、操縦段階のみに対応する軌道の一部に関するものであってもよく、両方の段階に基づいて形成される“完全な”軌道に関するものであってもよい）。

（第２の実施形態）
図５を参照して、本発明の第２の実施形態を以下で説明する。本実施形態の検査システム（符号１’）は、シミュレータＭ２で生成された運動指令Ａに、この運動指令Ａが運動シミュレータ２に供給される前に進み位相φを与える手段４３をさらに含む。手段４３は、この例では、コンピュータ４に含まれる。

検査システム１’の他の要素およびそれらが動作する方法は、上記の第１の実施形態の検査システム１に含まれる要素と同様であり、それらには同一符号を付している（図１、２、３Ａ、３Ｂおよび４参照）。

進み位相φは、ここでは詳細な記載を省略している好適な知られたアルゴリズムを用いて、各反復過程において、手段４３によって運動指令Ａに与えられる。（例えば、上記の補償手段Ｃ２によって用いられているアルゴリズムと同様のアルゴリズムを用いる）。このアルゴリズムは、運動指令の振幅に歪みを導入しないように、すなわち、運動指令Ａと運動データＤの振幅が一致することを保証するように注意したものである。

この進み位相φは、運動シミュレータ２に内在する処理遅延を補償する。進み位相φは、有利には、シミュレーションツールＭ２によって送信される運動指令Ａのが、運動データＤのプロファイルに同期したプロファイルを示すように選択され得る。

このように、慣性ユニット３のシミュレーションは、移動体の角運動との同期がとられており、それにより、慣性ユニット３による計測および運動シミュレータ２に同時に搭載されている他のセンサによる計測の表現性が保証される。

（第３の実施形態）
図６を参照して、本発明の第３の実施形態を以下で説明する。本実施形態の検査システム（符号１”）は、マスク手段４４をさらに含む。本実施形態では、マスク手段４４は、シミュレーションツールＭ２の下流側かつ進み位相を与えるための手段４３の上流側に実装される。

検査システム１”の他の要素およびそれらが動作する方法は、上記の第１の実施形態の検査システム１および第２の実施形態の検査システム１’に含まれる要素と同様であり、それらには同一符号を付している（図１、２、３Ａ、３Ｂ、４および５参照）。

このように、マスク手段４４は、シミュレーションツールＭ２から実時間で運動指令Ａが与えられ、移動体の運動段階の少なくとも一部をマスクすることを目的として、手段４３にマスクされた運動指令を供給する。

運動シミュレータ２によって許容された範囲よりも大きな角運動の範囲の軌道に沿って移動体が航行するように、進み位相を与える手段４３は、その後、運動シミュレータ２に、マスクされた運動指令を考慮に入れた運動指令を供給する。

従って、マスク手段４４において意図的に操作された運動シミュレータ２の角運動またはこの運動の停止は、実測の慣性データＲおよび理論的な慣性データＴ１によって考慮に入れられるが、運動指令Ｐには影響を及ぼさない。方程式Ｉ＝Ｔ２−Ｔ１＋Ｒを考えると、慣性データＩは、マスク手段４４によって操作された運動シミュレータ２の角運動または停止によって影響されない。

さらに、マスク手段４４においてモニタリングを実施することによって、運動シミュレータ２のハードウエア隣接部またはソフトウエア隣接部に到達する前に、角運動指令を制限することができる。

なお、理論モデルＭ１、シミュレータＭ２、進み位相を与える手段４３およびマスク手段４４は、全て図６のコンピュータ４に含まれていてもよい。

検査システム１”の適用について説明するために、図７を参照して、障害物を周回する軌道に沿って航行する移動体について考える。

ヨー軸の角運動について±１００度の能力を有する（２００度の角度範囲に対応している）運動シミュレータ２を用いた場合であっても、２７０度の角度範囲を示す軌道に沿って航行させることができる。従って、この例では、移動体７１は、障害物７５を周回しながら、始点７３から終点７４に至る角度範囲２７０度の軌道７２に沿って航行することができる。

軌道７２に沿って航行している際に、運動シミュレータ２の１つの軸についての角度位置を変更することができる。例えば、運動シミュレータ２のヨー軸Ａ３は、移動体７１のヨー軸とは無関係に操縦され得る。

有利には、マスクされた運動指令の少なくとも一部は、マスク手段４４の内部の関係に依存し得る。具体的に、内部の関係は、運動指令Ａとは独立している。従って、マスク手段４４から運動シミュレータ２にシミュレーションツールＭ２に由来する運動指令Ａとは無関係の運動指令を送ることができる。これにより、制限された角度範囲を示す運動シミュレータ２を用いる場合であっても、移動体７１を、複数のループを含む軌道に沿って航行させることができる。

さらに、軌道は、運動シミュレータ２によって許容されたダイナミックレンジよりも広いダイナミックレンジを示してもよい。

例えば、過渡時において、運動指令Ａが、運動シミュレータ２によって生成され得る速度指令よりも大きな速度指令を有する場合は、運動シミュレータ２によって実際に実施される運動に関する運動データＤの特性は、運動指令Ａによって表わされる特性よりも小さい。従って、この変換された運動が、実測の慣性データＲおよび理論的な慣性データＴ１に考慮される。しかし、例えば、方程式Ｉ＝Ｔ２−Ｔ１＋Ｒにより、慣性データＩは、運動の変換に影響されない。従って、運動シミュレータ２が性能に劣るため、軌道が追従されなくなる。

本発明はまた、通信ネットワークからダウンロード可能なコンピュータプログラムを提供する。このプログラムは、コンピュータ４において実行されるときに、本発明の検査システムの工程を実行するためのプログラムコード命令を含む。このコンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に格納され、マイクロプロセッサーにより実行可能であってもよい。

プログラムは、いずれのプログラム言語で使用してもよく、ソースコードの形式、オブジェクトコードの形式、一部をコンパイルした形式のようなソースコードとオブジェクトコードの中間の形式、または、他の所望の形式であってもよい。

本発明はまた、上記のような、コンピュータプログラムの命令を含むコンピュータ読み取り可能な情報媒体を提供する。

この情報媒体は、プログラムを格納可能などのようなデバイスであってもよい。媒体の例としては、、コンパクトディスク（ＣＤ）ＲＯＭまたは超小型電子回路ＲＯＭなどの読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）のような格納手段、または、フロッピーディスクまたはハードディスクのような磁気記録手段を挙げることができる。

Claims (21)

1. 角運動シミュレータ（２）に搭載されている移動体の慣性ユニット（３）の検査方法であって、前記運動シミュレータが、地球基準座標系の固定座標の一地点に配置され、前記検査（Ｆ１０）が、現実のナビゲーション環境における計算による前記移動体の軌道と少なくとも１つの基準軌道とを比較することによって実施され、
   当該方法が、前記計算による軌道を得るために、前記移動体を操縦する段階を含み、前記段階が複数の反復過程を含み、各反復過程が下記を含む、検査方法。
   ・シミュレーションツール（Ｍ２）を用いて前記現実のナビゲーション環境における前記慣性ユニットをモデル化し、先行する前記反復過程における計算による操縦指令（Ｐ）を取得し、下記を得る、データ取得工程（Ｅ２０）
   ・前記計算による前記移動体の軌道の点（Ｘ）
   ・前記現実のナビゲーション環境における前記慣性ユニットによって供給されるはずの慣性データを表すシミュレーションの慣性データ（Ｔ２）
   ・前記運動シミュレータによって実行される運動を表す運動指令（Ａ）
   ・前記運動シミュレータ（２）によって前記運動が実行された後に、前記慣性ユニット（３）が、前記運動を表す実測の慣性データ（Ｒ）を供給する工程（Ｅ７０）
   ・前記運動シミュレータによって実際に実施された前記運動に関する運動データ（Ｄ’）から、前記慣性ユニットによって供給される前記実測の慣性データを理論的にモデル化し、理論的な慣性データ（Ｔ１）を供給する理論モデル化工程（Ｅ１００）
   ・前記理論的な慣性データによる前記実測の慣性データの前記理論モデル化を誤ったものにし得る少なくとも１つのエラーの少なくとも１つの補償工程（Ｅ５０，Ｅ９０）であって、前記理論モデル化工程（Ｅ１００）の前に実行される少なくとも１つの補償工程（Ｅ５０，Ｅ９０）
   ・前記シミュレーションの慣性データ（Ｔ２）、前記理論的な慣性データ（Ｔ１）、および前記実測の慣性データ（Ｒ）から操縦指令（Ｐ）を計算する工程（Ｅ１３０）
2. 各反復過程は、実時間で、前記移動体のクロックレートによって定められたクロックレートで行われる、請求項１に記載の検査方法。
3. 少なくとも１つのエラーを補償する少なくとも１つの前記補償工程は、前記運動シミュレータ（２）の軸と、対応する前記地球基準座標系の軸との間に存在する角度の差を補償するために、少なくとも１つの前記運動指令（Ａ）を補正する工程（Ｅ５０）を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 少なくとも１つのエラーを補償する少なくとも１つの前記補償工程は、前記理論的な慣性データ（Ｔ１）と前記実測の慣性データ（Ｒ）との同期をとるように、前記運動シミュレータ（２）によって実際に実施された前記運動に関する前記運動データ（Ｄ）を前記理論モデル化工程（Ｅ１００）に供給する前に、前記運動データ（Ｄ）の少なくとも一部に進み位相を与える工程（Ｅ９０）を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. Ｔ２、ＲおよびＴ１がそれぞれ前記シミュレーションの慣性データ、前記実測の慣性データ、および前記理論的な慣性データを示すとしたときに、前記操縦指令（Ｐ）が、Ｉ＝Ｔ２＋Ｒ−Ｔ１で規定される慣性データＩに応じて計算されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記検査（Ｆ１０）によって最終的に前記慣性ユニット（３）が正常でないと判断された場合（Ｆ３０）は、前記移動体の前記軌道を決定するために各反復過程で得られた前記実測の慣性データ（Ｒ）から求められた合計値と、前記移動体の前記軌道を決定するための各反復過程で得られた前記理論的な慣性データ（Ｔ１）から求められた合計値とを比較する診断工程（Ｆ４０）をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記運動シミュレータ（２）固有の実行遅延を補償するように、各反復過程において、前記運動シミュレータ（２）に前記運動指令（Ａ）を供給する前に、前記運動指令（Ａ）に進み位相を与える工程をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記運動指令（Ａ）のプロファイルが、実際に実施された前記運動データ（Ｄ）のプロファイルと同期していて、実際に実施された前記運動データ（Ｄ）の振幅と前記運動指令（Ａ）の振幅とが一致している、請求項７に記載の方法。
9. 各反復過程において、前記データ取得工程（Ｅ２０）の後であって、前記運動指令（Ａ）に進み位相を与える工程の前に、マスク工程をさらに含み、前記運動の前記段階の少なくとも一部をマスクするように、当該マスク工程が前記運動指令（Ａ）を取得し、前記運動指令に進み位相を与える工程にマスクされた運動指令を供給する、請求項８に記載の方法。
10. マスクされた前記運動指令の少なくとも一部が、前記マスク工程に内在し、かつ前記運動指令から独立した関係に依存する、請求項９に記載の方法。
11. 複数の反復過程を備える初期化段階をさらに含み、当該初期化段階の各反復過程は下記を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
    ・前記シミュレーションツール（Ｍ２）を用いて下記を得るデータ取得工程（Ｅ２０’）
    ・前記計算による前記移動体の軌道の点（Ｘ’）
    ・前記現実のナビゲーション環境における前記慣性ユニットによって供給されるはずの慣性データを表すシミュレーションの慣性データ（Ｔ２）
    ・前記運動シミュレータによって実行される運動を表す運動指令（Ａ）
    ・請求項１〜１０のいずれか一項による検査方法の工程である、前記実測の慣性データを供給する工程（Ｅ７０）、前記理論モデル化工程（Ｅ１００）、前記補償工程（Ｅ５０，Ｅ９０）、および前記操縦段階を計算する工程（Ｅ１３０）
12. 角運動シミュレータ（２）に搭載されている移動体の慣性ユニット（３）を検査する検査システム（１，１’，１”）であって、前記運動シミュレータが地球基準座標系における固定座標の一地点に配置され、当該システムが現実のナビゲーション環境における計算による前記移動体の軌道と、少なくとも１つの基準軌道とを比較することによって前記慣性ユニットを検査する比較手段（４２）を含み、
    当該システムが、前記計算による軌道を得るために、複数の反復過程を含む操縦段階の各反復過程の際に下記を得るために操作される手段をさらに含む、検査システム。
    ・前記現実のナビゲーション環境における前記慣性ユニットをモデル化し、先行する前記反復過程における計算による操縦指令（Ｐ）を取得するシミュレーションツール（Ｍ２）であって、下記を得るための手段を含むシミュレーションツール。
    ・前記計算による前記移動体の軌道の点（Ｘ）
    ・前記現実のナビゲーション環境における前記慣性ユニットによって供給されるはずの慣性データを表すシミュレーションの慣性データ（Ｔ２）
    ・前記運動シミュレータ（２）によって実行される運動を表す運動指令（Ａ）
    ・前記運動シミュレータ（２）によって前記運動が実行された後に、前記運動を表し、前記慣性ユニットによって供給される実測の慣性データを得る手段（３）
    ・前記運動シミュレータ（２）によって実際に実施された前記運動に関する運動データ（Ｄ’）から、前記慣性ユニットによって供給される前記実測の慣性データをモデル化し、理論的な慣性データ（Ｔ１）を供給する、理論モデル化手段（Ｍ１）
    ・前記理論的な慣性データ（Ｔ１）による前記実測の慣性データ（Ｒ）の前記理論モデル化を誤ったものにし得る少なくとも１つのエラーを補償する補償手段（Ｃ１，Ｃ２）であって、前記理論モデル化手段（Ｍ１）の上流側に設けられた補償手段（Ｃ１，Ｃ２）
    ・前記シミュレーションの慣性データ（Ｔ２）、前記理論的な慣性データ（Ｔ１）、および前記実測の慣性データ（Ｒ）から操縦指令を計算する計算手段（５）
13. 前記シミュレーションツール（Ｍ２）、各慣性ユニット（３）、前記理論モデル化手段（Ｍ１）、前記補償手段（Ｃ１，Ｃ２）、および前記計算手段（５）が、実時間で、前記移動体のクロックレートで定められたクロックレートで動作する、請求項１２に記載の検査システム（１，１’，１”）。
14. 前記補償手段は、前記運動シミュレータ（２）の軸と、対応する前記地球基準座標系の軸との間に存在する角度の差を補償するために、少なくとも１つの前記運動指令（Ａ）を補正する手段（Ｃ１）を含む、請求項１２または１３に記載の検査システム（１，１’，１”）。
15. 前記補償手段は、前記理論的な慣性データ（Ｔ１）と前記実測の慣性データ（Ｒ）との同期をとるように、前記運動シミュレータ（２）によって実際に実施された前記運動に関する前記運動データ（Ｄ）を前記理論モデル化手段（Ｍ１）に供給する前に、前記運動データ（Ｄ）の少なくとも一部に進み位相を与える手段（Ｃ２）を含む、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の検査システム（１，１’，１”）。
16. Ｔ２、ＲおよびＴ１がそれぞれシミュレーションの慣性データ、前記実測の慣性データ、および前記理論的な慣性データを示すとしたときに、前記計算手段（５）が、Ｉ＝Ｔ２＋Ｒ−Ｔ１で規定される慣性データＩに応じて前記操縦指令（Ｐ）を計算する、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の検査システム（１，１’，１”）。
17. 当該検査システム（１，１’，１”）によって前記慣性ユニット（３）が正常でないと判断された場合に、前記移動体の前記軌道を決定するために各反復過程で得られた前記実測の慣性データから求められた合計値と、前記移動体の前記軌道を決定するために各反復過程で得られた前記理論的な慣性データから求められた合計値とを比較するのに適した診断手段（４２）を含む、請求項１６に記載の検査システム（１，１’，１”）。
18. 前記運動シミュレータ（２）固有の実行遅延を補償するように、前記運動シミュレータ（２）に前記運動指令（Ａ）を供給する前に、前記運動指令（Ａ）に進み位相を与える手段（４３）をさらに含む、請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の検査システム（１，１’，１”）。
19. 前記運動指令（Ａ）のプロファイルが、実際に実施された前記運動データ（Ｄ）のプロファイルと同期していて、実際に実施された前記運動データ（Ｄ）の振幅と前記運動指令（Ａ）の振幅とは一致している、請求項１８に記載の検査システム（１，１’，１”）。
20. 前記シミュレーションツールの下流側であって、前記運動指令に進み位相を与える手段（４３）の上流側に、マスク手段（４４）をさらに含み、前記運動の前記段階の少なくとも一部をマスクするように、当該マスク手段が前記運動指令（Ａ）を取得し、前記運動指令（Ａ）に進み位相を与える手段（４３）にマスクされた運動指令を供給する、請求項１９に記載の検査システム（１，１’，１”）。
21. マスクされた前記運動指令の少なくとも一部が、前記マスク手段に内在し、かつ前記運動指令（Ａ）から独立した関係に依存する、請求項２０に記載の検査システム。

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