方向的横摇(roll) (530);参考轴垂直于移动方向且平行于地球表面的纵摇(Pitch) (520);以及参考轴垂直于移动方向且垂直于地球表面的偏航(yaw) (510)。
[0069]在本发明的各种实施例中，旋转台(100)可围绕参考轴旋转，所述参考轴处于垂直于地球表面的方向上或处于从地球表面稍微倾斜的方向上。然而，为便于说明，假定旋转台(100)围绕在垂直于地球表面的方向上的参考轴旋转。因此，旋转台(100)的姿态(500)仅受偏航(yaw) (510)影响且并不受横摇(roll) (530)或纵摇(pitch) (520)影响。
[0070]因为假定旋转台(100)并不围绕偏航(yaw) (510)轴或横摇(roll) (530)轴旋转，所以偏航和横摇分量是0。因此，可导出旋转台(100)的姿态(500)。
[0071]当旋转台(100)的所导出姿态(500)在点P(330)处施加到如图4中所解释的角速率等式(400)时，可根据旋转台(100)的姿态估计角速率￠00)。
[0072]然而，由角速率传感器(210)根据旋转台(100)的姿态所感测的所感测值(600)包含X轴角速率分量(610)、Y轴角速率分量(620)和Ζ轴角速率分量(630)。在估计方位角时，可使用X轴角速率分量(610)和Υ轴角速率分量(620)中的至少一个。
[0073]总而言之，基于旋转台(100)的姿态，角速率传感器(210)可感测用于估计方位角的角速率。
[0074]图7为用以说明表示根据图6中显示的结果具有任意方位角的旋转台中的角速率传感器测得的X轴角速率分量的等式的视图。
[0075]同时，根据本发明的一个实施例，角速率传感器(210)并非高灵敏度的高价传感器，而是低灵敏度的低价传感器。因此，假定本发明的角速率传感器(210)包含某一程度的误差。因此，图7中的角速率的等式(700)反映角速率传感器(210)的输出的误差(710)。
[0076]在图7中，由角速率传感器(210)测得的值、地球旋转的角速度和玮度为已知的，而角速率传感器的输出的误差(710)和方位角为未知的。因此，可使用依据不同方位角表达的两个不同等式估计误差(710)和方位角。
[0077]因此，如图8中所显示，当旋转台(100)旋转α度(800)以旋转角速率传感器(210)时，可获得两个不同等式(810，820)。旋转之前的角速率等式(810)和旋转之后的角速率等式(820)可组合以计算误差和方位角两者。
[0078]换句话说，方位角估计单元(270)可通过使用等式(810)和等式(820)估计方位角，其中依据以下各项表达等式(810):由角速率传感器(210)感测的角速率、地球旋转的角速度、主体的玮度位置、角速率传感器(210)首次进行旋转之前的状态中的方位角，以及角速率传感器(210)的输出的第一误差；且依据以下各项表达等式(820):由角速率传感器(210)感测的角速率、地球旋转的角速度、主体的玮度、角速率传感器(210)首次进行旋转之后的状态中的方位角，以及角速率传感器(210)的输出中的第一误差。在等式(810)和等式(820)中，角速率传感器(210)首次进行旋转之前的状态中的方位角、角速率传感器首次进行旋转之后的状态中的方位角以及角速率传感器的输出的第一误差理解为未知的。
[0079]在本发明的各种实施例中，可理解，角速率传感器在旋转之前处于静止状态。然而，在旋转之后，角速率传感器可处于静止状态或处于旋转运动中。举例来说，在图8中，旋转之前的角速率等式(810)可为可在角速率传感器处于静止状态时应用的等式，而旋转之后的角速率等式(820)可为不仅可在旋转完成之后的静止状态中应用并且可在角速率传感器正旋转时的状态中应用的等式。
[0080]如果针对其中角速率传感器正旋转的情况应用角速率等式(820)，那么由角速率传感器的旋转造成的角速率以及地球旋转的角速度可反映在等式(820)中。
[0081]总而言之，可使用在旋转之前应用的角速率等式(810)和在旋转之后应用的多个角速率等式(820)来估计方位角。因此，有可能在角速率传感器正旋转时实时估计方位角。
[0082]同时，如果玮度也是未知的，那么方位角估计单元(270)可通过将经由角速率传感器(210)的进一步旋转导出的第三等式(未示出)应用到第一等式和第二等式而估计方位角。换句话说，如果角速率传感器首次进行旋转之前的状态中的方位角、玮度和第一误差是未知的，那么角速率传感器可旋转两倍以导出第一、第二和第三等式，可经由所述第一、第二和第三等式估计所述方位角。
[0083]第三等式可包含以下各项:由角速率传感器(210)感测的角速率、地球旋转的角速度、主体的玮度、角速率传感器(210)第二次进行旋转之后的状态中的方位角，以及角速率传感器的输出的第一误差。
[0084]同时，根据本发明，缩放因子(scale factor)和浮动偏移(drift bias)可包含在误差分量中。举例来说，误差可由为缩放因子的第一误差和为浮动偏移的第二误差构成。
[0085]因此，如果所述误差由多个不同误差分量构成，那么所涉及的数学等式的数目可取决于误差分量的数目而变化。换句话说，如果第一误差为缩放因子且第二误差为浮动偏移，那么将角速率传感器旋转三倍使得能够导出四个数学等式，其允许估计方位角。
[0086]图7和图8是说明使用X轴角速率分量估计方位角的过程的视图。然而，如上所述，Y轴角速率分量也可用于估计方位角。使用Y轴角速率分量估计方位角的过程类似于使用X轴角速率分量的过程，且因此本文省略对其进一步解释。
[0087]在其中使用X轴和Y轴角速率分量两者的情况中，可基于所感测的角速率的平均值或卡尔曼滤波技术来估计方位角，如上文所描述。
[0088]虽然至此已在旋转台(100)正围绕处于与地球表面垂直的方向上的轴旋转的假设下提供描述，但应了解，有可能在其中旋转台(100)正围绕处于与地球表面成倾斜角度的轴旋转的情况下估计方位角。
[0089]可在旋转台与地球表面所成的角度，即，横摇(530)的值和纵摇(520)的值为已知的情况下估计方位角。
[0090]图9为阐释根据本发明的其它实施例导出旋转台的姿态的视图。图9显示在不仅偏航(510)的值并且横摇(530)的值和纵摇(520)的值都为非“0”的情况下的姿态(900)。
[0091]并且，图10为显示根据图9中的姿态(900)测得的角速率的视图。如图10中所显示，由角速率传感器(210)测得的值(1000)包括X轴角速率分量(1010)、Y轴角速率分量(1020)和Z轴角速率分量(1030)。在估计方位角时，可使用X轴角速率分量(1010)和Y轴角速率分量(1020)中的至少一个。
[0092]如同其中旋转台(100)垂直于地球表面的情况，可由角速率传感器(210)根据旋转台(100)的姿态感测角速率。通过使用所述角速率，可估计方位角。上文已经提供此方面的描述，且因此省略所述描述。
[0093]上文中，已经经由如上文结合附图所提供的详细描述而阐述本发明的实施例。然而，相关领域的技术人员将容易了解，本发