DE1236806B

DE1236806B - Reference system for measuring devices and weapons on larger ships

Info

Publication number: DE1236806B
Application number: DE1964P0034160
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Albert Essmann
Original assignee: C Plath Fabrik nautischer Instrumente
Current assignee: C Plath Fabrik nautischer Instrumente
Priority date: 1964-04-29
Filing date: 1964-04-29
Publication date: 1967-03-16
Also published as: LU48492A1; BE663151A; NL6505409A

Description

Referenzanlage für Meßgeräte und Waffen auf größeren Schiffen Die Erfindung betrifft eine Referenzanlage für Lage und Azimut der Meßgeräte und/oder Waffen eines Schiffes mit einer Mehrzahl von über die Länge des Schiffes verteilten Referenzgeräten. Meßgeräte und Waffen, die an Bord von Schiffen eingesetzt werden, benötigen für ihre Funktion Referenzanlagen, die die Lage des wahren Lotes bzw. der wahren Horizontebene und der Azimutrichtung bezüglich eines geographischen Normals, z. B. der Nordrichtung, unabhängig von den Bewegungen des Schiffes anzeigen. Bereits seit langem werden für diesen Zweck Geräte eingesetzt, deren Arbeitsweise auf der Wirkung von Trägheitskräften beruht, z. B. Kreiselgeräte.Reference system for measuring devices and weapons on larger ships The invention relates to a reference system for the position and azimuth of the measuring devices and / or Weapons of a ship with a plurality of distributed over the length of the ship Reference devices. Measuring devices and weapons used on board ships, need reference systems for their function that show the position of the true perpendicular or the true horizon plane and the azimuth direction with respect to a geographic normal, z. B. the north, regardless of the movements of the ship. Already For a long time, devices have been used for this purpose whose mode of operation is based on the Effect of inertial forces is based, e.g. B. gyroscopes.

Ein Schiff auf bewegter See kann jedoch nicht als starrer Körper angesehen werden. Es erleidet unter dem Einfluß atmosphärischer, maritimer und sonstiger Einwirkungen elastische Verformungen. Meßgeräte oder Waffen werden daher bisher nur auf Referenzgeräte bezogen, die in ihrer Nähe angeordnet sind. Andernfalls entstehen insbesondere wegen der Verwindungen des Schiffskörpers 'um seine Längsachse unzulässig große Fehler.However, a ship on a rough sea cannot be regarded as a rigid body will. It suffers under the influence of atmospheric, maritime and other influences elastic deformations. Measuring devices or weapons are therefore so far only on reference devices related, which are arranged in their vicinity. Otherwise arise in particular because of the torsion of the hull 'around its longitudinal axis inadmissibly large errors.

In älteren Anordnungen benutzt man für jedes Meßgerät und/oder für jede Waffe ein gesondertes Referenzgerät. Es werden daher zahlreiche Geräte benötigt.In older arrangements one used for each measuring device and / or for each weapon has a separate reference device. Therefore, numerous devices are required.

In modernen Anordnungen wird das Schiff entlang seiner Längsachse in mehrere Abschnitte eingeteilt, denen je ein Referenzgerät zugeordnet ist. Alle Meß-und/oder Waffensysteme eines Abschnittes werden jeweils auf das zugehörige Referenzgerät bezogen. Die Zahl der benötigten Geräte ist dadurch kleiner als im ersten Fall und hängt von der Größe des Fahrzeuges ab.In modern arrangements, the ship is along its longitudinal axis divided into several sections, each of which is assigned a reference device. All Measurement and / or weapon systems of a section are each linked to the associated reference device based. The number of devices required is therefore smaller than in the first case and depends on the size of the vehicle.

Jedoch ist auch in diesem letzteren Fall noch eine Mehrzahl einzelner Geräte notwendig. Die dazu erforderlichen Anlagen werden außerordentlich aufwendig, wenn sie alle zur Verfügung stehenden Daten von Einflußgrößen, z. B. meteorologische, ozeanographische, optische, akustische Daten, Funk- und Radarbeobachtungen und taktische Forderungen so verarbeiten sollen, daß der optimale Einsatz von Meß- und/oder Waffensystemen gewährleistet ist.However, even in this latter case there is still a plurality of individual ones Devices necessary. The systems required for this are extremely complex, if they have all available data on influencing variables, e.g. B. meteorological, oceanographic, optical, acoustic data, radio and radar observations and tactical Requirements should process in such a way that the optimal use of measuring and / or weapon systems is guaranteed.

Diese Nachteile werden durch die erfindungsgemäße Anlage vermieden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Referenzgeräte an einen gemeinsamen Rechner angeschlossen sind, der die Anzeigedifferenzen zur Ermittlung von Lage und Azimut an beliebigen Orten des Schiffes, insbesondere an den Aufstellungsorten von Meßgeräten und Waffen auswertet.These disadvantages are avoided by the system according to the invention, which is characterized in that the reference devices are connected to a common computer are connected, the display differences for determining the position and azimuth at any location on the ship, in particular at the locations where measuring devices are installed and evaluates weapons.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage ist nur ein einziger Rechner notwendig. Wie aus F i g. 1 ersiehtlieh ist, wird an drei Punkten, die vorzugsweise an den beiden Enden und in der Mitte des Fahrzeuges liegen, je ein Referenzgerät 2 angeordnet, das in diesen Punkten die Lage und Richtung des Schiffskörpers z. B. gegen die wahre Horizontalebene und gegen geographisch Nord mißt. Die gemessenen Werte werden dem Rechner 3 zugeleitet. Derselbe ermittelt aus ihrer Abweichung gegeneinander den Verbiegungs-und Verdrehungszustand des Schiffskörpers. Am Ausgang des Rechners steht für jeden Ort 4 auf dem Fahrzeug, der z. B. für die Aufstellung eines Meßgerätes oder einer Waffe von Bedeutung ist, seine elastische Verschiebung aus der Normallage in jedem Zeitpunkt zur Verfügung. Es ist daher nicht mehr notwendig, jeder Waffe oder jedem Abschnitt des Schiffes ein besonderes Referenzgerät zuzuordnen. überdies liegen alle Verschiebungswerte im Rechner vor und können unmittelbar in der Gesamtanlage weiterverarbeitet werden.In the system according to the invention, only a single computer is necessary. As shown in FIG. 1 can be seen, a reference device 2 is arranged at three points, which are preferably at the two ends and in the middle of the vehicle, which in these points the position and direction of the hull z. B. measures against the true horizontal plane and against geographical north. The measured values are sent to the computer 3. The same determines the state of bending and twisting of the hull from their deviation from one another. At the output of the computer there is 4 for each place on the vehicle, which z. B. for the installation of a measuring device or a weapon is important, its elastic displacement from the normal position is available at any time. It is therefore no longer necessary to assign a special reference device to each weapon or each section of the ship. In addition, all shift values are available in the computer and can be further processed directly in the overall system.

Bei biegesteifen Schiffen kann es gegebenenfalls genügen, wenn nur ein Referenzgerät für Lage und Azimut verwendet wird, während die übrigen Referenzgeräte lediglich zur Lagemessung dienen. Es ist dabei vorausgesetzt, daß keine oder praktisch keine inneren Verbiegungen auftreten. Beispielsweise braucht nur ein mittleres Gerät eine Meßmöglichkeit für Horizontlage und Kurs zu enthalten, die beiden an den Enden angeordneten Geräte dagegen nur eine Meßmöglichkeit für die Horizcntlage.In the case of rigid ships, it may be sufficient if only one reference device is used for position and azimuth, while the remaining reference devices serve only for position measurement. It is assumed that no or practical no internal bending occurs. For example, only needs a medium device to include a way to measure horizon position and course, both at the ends arranged devices, however, only one possibility for measuring the horizontal position.

In den meisten Fällen erweist sich die Anordnung von drei Referenzgeräten als die vorteilhafteste Lösung. Bei kleineren Schiffen genügen gegebenenfalls zwei Geräte; bei größeren kann sich die Anwendung von einer größeren Zahl von Geräten empfehlen.In most cases, the arrangement of three reference devices turns out to be as the most beneficial Solution. In the case of smaller ships, this may be sufficient two devices; larger ones can result in a larger number of devices being used recommend.

Sofern bei bekannten metereologischen und ozeanographischenVerhältnissen die Bewegungen des Schiffskörpers periodisch erfolgen, ist überdies eine Vorausberechnung der Verschiebungen möglich.Provided that the meteorological and oceanographic conditions are known the movements of the hull take place periodically, is also a precalculation of the shifts possible.

Für den Fall einer nicht biegesteifen Schiffskonstruktion zeigt F i g. 2 ein Beispiel für das Zusammenwirken einer aus drei Referenzgeräten 2 und einem zentralen Rechner 3 bestehenden Referenzanlage und einem Meßgerät 5 sowie einer Waffe 6.In the case of a ship construction that is not rigid, FIG. 2 shows an example of the interaction of a reference system consisting of three reference devices 2 and a central computer 3 and a measuring device 5 and a weapon 6.

Der Schiffskörper 1 ist durch äußere Einflüsse in seiner Längsachse verbogen (zur Veranschaulichung stark übertrieben dargestellt).The hull 1 is in its longitudinal axis due to external influences bent (shown greatly exaggerated for clarity).

Die Verformung wird durch die drei Referenzgeräte 2 ermittelt. An Hand der im Rechner 3 gespeicherten Aufstellungsorte des Meßgerätes 5 und der Waffe 6 und der von den Referenzgeräten 2 ermittelten Verformungswerte bestimmt der Rechner 3 den momentanen Winkel?, um den die Richtkreise des Meßgerätes 5 und der Waffe 6 infolge der Verbiegung des Schiffskörpers 1 voneinander abweichen. Der momentane Winkel ? steht als Korrekturgröße zur exakten Ausrichtung der Waffe 6 im Rechner zu jedem Zeitpunkt zur Verfügung.The deformation is determined by the three reference devices 2. Using the locations of the measuring device 5 and the weapon 6 stored in the computer 3 and the deformation values determined by the reference devices 2, the computer 3 determines the instantaneous angle? differ. The current angle? is available as a correction variable for the exact alignment of the weapon 6 in the computer at any time.

Claims

Claims: 1. Reference system for position and azimuth of the measuring devices and / or weapons of a ship with a plurality of over the length of the ship distributed reference devices, denoting that the reference devices are connected to a common computer, which shows the display differences and for determining the position and azimuth at any location on the ship, in particular . Evaluates at the installation sites of measuring devices and weapons.

2. Plant according to claim 1, characterized in that only one reference device for rigid ships Position and azimuth is used and the other reference devices only for position measurement to serve.

3. Plant according to claim 1 or 2, characterized by three reference devices.

4. Plant according to claim 1 to 3, characterized in that with the help of the computer from the measurement results of the reference devices and the elastic constants of the hull in addition to the current state of deflection, the future movement of the person of interest Puff area of the vehicle is calculated in advance.