DE10121205A1 - Globale Inertialortung mittels zeitbasierter Korrelation - Google Patents

Abstract

Die globale Präzisionsortung ist heute überwiegend mittels GPS üblich, weil autonome zeitbasierte Verfahren nicht für realisierbar gehalten werden. Zwar wurden bereits solche Verfahren beschrieben, die jedoch komplizierter sind als die hier vorgeschlagene Lösung. DOLLAR A Die lokale Bestimmung des Standortes erfolgt über lokale Zeitmessungen unter Berücksichtigung der modellierten Winkelgeschwindigkeiten simulierter Tagesdrehrung und (scheinbarer) Jahresdrehung der Erde in Bezug auf die Sonne in der Weise, dass durch zeitbasierte und zeitgeraffte Drehbewegungen einer computer-modellierten virtuellen Erde genau bekannte kodierte Referenzwinkel zeitbasiert solange systematisch verschoben werden, bis mittels Korrelation ihre Deckung mit dem gleich kodierten lokalen realen Standort erkannt wird und dieser so mit praktisch beliebiger Genauigkeit und völlig autonom bestimmt werden kann. Auch die Bestimmung der Höhe ist möglich. DOLLAR A Das vorgeschlagene Verfahren bietet auf einfachste Weise die völlig autonome digitale Ermittlung des genauen geographischen Standortes oberhalb, auf und unter der Erdoberfläche mit höchster Integrität und mit potenziell weit höherer Genauigkeit als bei GPS gegeben.

Description

Zur Navigation ist die Ortbestimmung seit altersher unabdingbar. Klassische Verfahren nutzen den Sextanten und den Chronometer zur Bestimmung von geographischer Breite und Länge in Verbindung mit auf Kompaßnord bezogenen Kursen. Die neuesten Verfahren zur genauen Ortsbestimmung stützen sich auf Satelliten und die Messung von Laufzeitdifferenzen kodierter breitbandiger Funksignale, die von ihnen gesendet werden.

Zur Bestimmung der geographischen Breite eines beliebigen Ortes auf der Erde gibt es unterschiedliche Verfahren. Eines davon wurde bereits von Eötvös vorgeschlagen (R. Eötvös: Experimenteller Nachweis der Schwereänderung, die ein auf normal geformter Erdoberfläche in östlicher und westlicher Richtung bewegter Körper durch diese Bewegung erleidet; Annalen der Physik, (4) 59, 1919, 743-752). Zweckmäßiger sind jedoch moderne optische Drehratensensoren (S. Ezekiel, H. J. Arditty: Fiber-Optic Rotation Sensors, Tutorial Review, 1982, S. 2-8), mit denen sich sowohl die Nordrichtung als auch die geographische Breite bestimmen lassen. Allerdings unterliegen auch diese Sensoren Driften, die zu vergleichsweise großen Meßfehlern führen.

Die Ortung mittels Satelliten ist inzwischen sowohl militärisch als auch zivil weit verbreitet und ihr Einsatz nimmt ständig zu (V. Zerbe, H. Keller, R. Blume: Systeme für die Satellitennavigation; ntz, 71997, S. 66-67). Wegen des großen Aufwandes für Installation und Betrieb eines Satellitennetzes gehören die vorhandenen Netze militärischen Dienst­ stellen (G. Schänzer: Navigation mit Satelliten und Atomuhren, FAZ, 09.10.1999, S. N3). Zivile Nutzer werden toleriert, erhalten aber keine Betriebsgarantie. Daher werden auch zivile Satellitennetze geplant. Galileo ist das Projekt der Europäischen Union, bei dem noch nach der Finanzierung gesucht wird, die bei mehreren Milliarden Euro liegen wird (Planungsunsicherheiten gefährden das Galileo-Projekt, FAZ, 24.04.01, S. 16). Man muß bei neuen zivilen Systemen davon ausgehen, daß ihre Nutzung nicht mehr kostenlos zugelassen wird. Es ist deshalb sinnvoll, nach Alternativen zur genauen globalen Eigenortung zu suchen, die keine Satelliten oder sonstigen Infrastrukturen benötigen.

Für die autonome Bestimmung des Meridians eines unbekannten eigenen Standortes sind unterschiedliche Verfahren bekannt. Es gibt seit etlichen Jahrzehnten leistungsfähige Verfahren zur Trägheitsnavigation mittels Kreiseln und Beschleu­ nigungsmessern. Diese weisen jedoch infolge von Kreiseldriften Fehler auf, deren Größe mit der Dauer eines Einsatzes zunimmt. Durch Stützung der Plattformen mit genauen Ortungswerten anderer Systeme wie etwa GPS ist es möglich, Driftfehler zu kompen­ sieren. Aber für den Regeleinsatz solcher Methoden etwa in der zivilen Luftfahrt reicht die Integrität der Satellitenverfahren bisher nicht aus. Zusätzlich werden damit auch die Kosten z. B. für Luftfahrtgesellschaften gesteigert.

Daher ist ein Verfahren zur autonomen Präzisionsortung dringend erforderlich, das genügend genau und kostengünstig ist sowie eine ausreichend hohe Integrität aufweist, d. h. nicht von zentralen Infrastrukturen mit unüberschaubarer Verfügbarkeit abhängt.

Es ist seit langem bekannt, dass sich allein mit Uhren keine Orte bestimmen lassen, da die Zeit nicht ortsabhängig ist. In der klassischen Physik mit ihren niedrigen Geschwindigkeiten spielt auch die Zeitdilation keine Rolle. Daher bietet es sich an, ein zeitbasiertes, ortsunabhängiges Referenzsignal zu schaffen, gegen das der ortsveränderliche lokale Standort gemessen wird.

Solche Verfahren wurde in mehreren Deutschen Patentanmeldungen, z. B. in 199 44 632.6 vorgeschlagen, die sich u. a. auf die Verwendung von Raumvektoren wie z. B. dem Lot in Verbindung mit hochgenauen Zeitmessungen stützt. Die Abstützung auf einen Lotsensor ist jedoch nachteilig, wenn der Standort einer hochdynamischen Plattform unabhängig von deren Lage festgestellt werden soll, so wie das bei der Ortung mit GPS möglich ist. Denn die Feststellung des jeweiligen Lotes erfordert bei solchen Plattformen einen vergleichsweise hohen Aufwand. Daher ist ein Verfahren notwendig, das ohne Raumvektoren wie Lot- oder Nordvektor auskommt. Ein solches Verfahren, das auf Zeitmessungen basiert, wurde bereits in der Deutschen Patentanmeldung 100 01 645.6 beschrieben. Dieses Verfahren ist jedoch vergleichsweise komplex und beruht auf der Auswertung inertialer Streckendifferenzen, womit ein hoher Speicher- und Prozessoraufwand verbunden ist.

Das hier vorgeschlagene Verfahren erlaubt, mittels der lokal verfügbaren genauen Weltzeit und bekannter, lokal gespeicherter Winkel- und Orte-Daten den Standort auf einfachste Weise und im Prinzip beliebig genau zu bestimmen. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen in der Autonomie der Standortbestimmung, ihrer hohen Genauig­ keit und ihrer herausragenden Integrität, bei gleichzeitiger Aufwandsenkung. Die Erfindung kann vorteilhaft ausgestaltet werden, wie es in den Patentansprüchen 2-12 angegeben ist. Grundlagen und Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Das Verfahren wird anhand der folgenden neun Bilder erläutert:

Bild 1 Zusammenhänge zwischen Ortszeiten (Winkel) und Zeit

Bild 2 Prinzipielle Verfahren zur inertialen zeitbasierten Ortsbestimmung

Bild 3 Bestimmung eines geometrischen Ortes durch Korrelation

Bild 4 Verfahren zur zeitbasierten globalen autonomen Meridianbestimmung

Bild 5 Lokale Darstellung (Ort P) der relativen inertialen Situation (Länge)

Bild 6 Verfahren zur zeitbasierten globalen autonomen Breiten-Bestimmung

Bild 7 Beispiel zur technischen Ausführung (Blockdiagramm)

Bild 8 Zur Herstellung der realen inertialen Situationsdarstellung

Bild 9 Zur Bestimmung von Geschwindigkeit und Höhe

In Bild 1a ist verdeutlicht der Unterschied zwischen Zeit und Ortszeit von Meridianen auf der Erde. Die Ortzeit der Meridiane ändert sich ständig mit der Zeit wegen der Drehung der Erde. Für jeden Zeitpunkt t_x innerhalb der Periode T_j eines Jahresumlaufs läßt sich die Ortszeit jedes Meridians der Erde präzise angeben. Es ist also auch bekannt, welche Meridiane zu diesem Zeitpunkt auf der Bahnkurve liegen und welcher Meridian in Richtung Sonne zeigt, also praktisch orthogonal zur Bahnkurve liegt. In dieser inertialen Sicht ist auch der Standortmeridian des Punktes P genau definiert. Am Standort P, in der lokalen Sicht, gilt das jedoch zunächst nicht, da dort zwar der Zeitpunkt t_x bekannt ist, nicht aber die Lage der Bahnkurve oder der Verbin­ dungslinie Erde-Sonne in Bezug auf den Standortmeridian, d. h. des Meridians von P.

Im - nicht maßstäblichen und anstelle des richtigen Sinusverlaufs unzutreffende Dreieckskurven verwendenden! - Bild 1b ist skizziert die inertiale Abhängigkeit aller Breitenkreise von der Zeit. Während des Jahresumlaufs ändert sich - geozentrisch ausgedrückt - der Sonnenstand um ±27,5° bezogen auf die Drehachse der Erde bzw. ihre Äquatorebene. Hierdurch ergibt sich eine über der Zeit t_x während während des Jahresumlaufs der Erde inertial genau definierte und zeitbasiert bekannte Bezugsbreite, die sich in vergleichbarer Weise benutzen lässt zur Bestimmung der Breite des unbekannten Standortes P wie z. B. der Meridian von Greewich als Bezugsgrösse für die Bestimmung der Länge von P. In Bild 1b ist - willkürlich - der Südpol als Bezugsbreite gewählt. Prinzipiell könnten auch der Äquator oder jeder beliebige andere Breitenkreis als Bezug gewählt werden. Je nach Jahreszeit verschieben sich alle Breitenkreise gegenüber der Bahnebene und in Richtung der Sonne während eines Jahresumlauf der Erde um ±27,5°. Die Bahnebene der Erde wird als inertiale Referenz verwendet. Damit hat man auch für die Breite einen zeitabhängigen Präzisionszusammenhang, vergleichbar den Meridianen in Bild 1a.

In Bild 2 ist skizziert, welche beiden prinzipiellen Verfahren zur zeitbasierten Bestimmung des Standortes von P vorhanden sind. Beide Verfahren sind prinzipiell gleichwertig. Die Auswahl richtet sich nach der jeweiligen Aufgabe und dem mit deren Lösung verbundenen technischen Aufwand.

Bei dem Verfahren A wird zum beliebigen echten Zeitpunkt t_x eine Modellzeit eingeführt und zeitgerafft solange verändert, bis der Bezugsort P₀ auf den unbekannten Meridianwertes für P₀, nun deckungsgleich mit P, mit dem Meridianwert von P₀ zum Zeitpunkt t_x liefert direkt die Länge von P bezogen auf P₀.

Bei Verfahren B wird die bekannte Ortszeit von P₀ zu einem beliebigen Zeitpunkt t_x zeitgerafft solange verändert, bis P₀ auf P trifft. Wiederum ergibt die Differenz der beiden Meridianwerte für P₀ - dem zum Zeitpunkt t_x und dem zum Zeitpunkt t_y der Winkelkoinzidenz - die geographische Länge von P bezogen auf P₀.

In Bild 3 ist skizziert, wie Verfahren B praktisch durchgeführt wird. Dazu wird der eigene Standort P mit einem beliebigen geeigneten Code A versehen, dessen Bitzahl von der gewünschten Winkelauflösung des 2π-Bereichs des Erdumfangs und von der Zahl der Sicherungsbits bestimmt wird. 20 bis 30 bit sind eine sinnvolle Länge. Dieser Code A ist standortspezifisch und wird nicht geändert. Er ist auch nicht zeitabhängig. Er wirkt praktisch als Marke für den noch unbekannten Standortmeridian. Gegenüber dem eigenen eigenen Standort wird der Bezugsmeridian P₀ der virtuellen Erde im lokalen Computer zeitgerafft verändert. P₀ ist in gleicher Weise mit Code A kodiert wie P. Alle übrigen Winkel des 2π-Rahmens sind mit einem Code B kodiert und ergeben daher kein Koinzidenzsignal mit dem Code A des realen eigenen Standortes.

Man kann erkennen, daß der Start einer Winkelverschiebung zum Zeitpunkt t_x zur Lageveränderung des Punktes P₀ mit seinem Code A innerhalb des 2π-Rahmens führt. Δ ist der jeweilige Winkel von P₀ zur Sonnenrichtung auf der virtuellen Erde. Der Winkel berechnet werden. Koinzidiert P₀ mit P, dann ist zu diesem Zeitpunkt t_y der entsprechende Winkel Δ_y ebenfalls genau bekannt und entspricht damit der Länge von P bezogen auf den Mittagsmeridian wegen dann P₀ = P. Die echte Länge ϑ von P bezogen auf P₀ erhält man aus der Beziehung ϑ = Δ_y - Δ_x.

In Bild 4 ist skizziert, wie aus lokaler Sicht mit der lokalen Zeit t_x die Länge des eigenen Standortes P ermittelt wird. Es zeigt die Sonne 1 und die Bahnkurve der Erde 2, die virtuelle Modellerde 3, den mit einem beliebigen Kode A kodierten Bezugsmeridian P₀, den noch unbekannten Standortmeridian P, der ebenfalls mit dem Kode A markiert ist, den Mittagsmeridian P_x, der zu jedem Zeitpunkt t_x genau bekannt und eindeutig ist, und den bekannten Winkel Δ_x zwischen Mittagsmeridian P_x und Bezugsmeridian P₀, der sich mit t_x ständig in bekannter streng exakter Weise ändert.

Das Verfahren zu seiner Auffindung besteht darin, daß mittels einer simulierten Winkelverschiebung der virtuellen Bezugsmeridians P₀ mit einer simulierten Winkel­ geschwindigkeit, die einem möglichst hohen Vielfachen der Winkelgeschwindigkeit ω_e der Erde entspricht, solange verschoben wird, bis er mit dem Code A der noch unbekannten Länge von P koinzidiert. Der zu diesem Koinzidenzzeitpunkt t_y vorhandene Mittags­ meridian P_x, ist gleich Δ_y. Die Länge von P bezogen auf P₀ erhält man durch Bildung der Differenz der beiden Δ-Werte, also ist die geographische Länge von P wie schon angegeben: ϑ = Δ_y - Δ_x.

Es kann im Übrigen auch vorteilhaft sein, anstelle des Bezugsmeridians von Greenwich einen Zielmeridian als Bezug einzugeben, so daß der Längenabstand des unbekannten Standort zu einem Zielmeridian nach obiger Gleichung direkt angegeben wird.

In Bild 5a ist in Polarkoordinaten verdeutlicht, wie sich die relative inertiale Situation mit der gemessenen Länge anzeigen läßt. Für die virtuelle Erde 1 lassen sich die Richtung der Sonne S, die Bahnkurve B der Erde sowie die Meridiane P_x, P₀ und P zum Zeitpunkt t_x angeben. Über einen längeren Zeitraum gesehen bewegen sich P und P₀ bei festem Punkt P mit dann ebenfalls fester Meridiandifferenz ϑ gegenüber der festen Sonnenrichtung. Bei beweglichem P, etwa einem Flugzeug oder Auto, verändert sich natürlich die auf P₀ bezogene Länge von P kontinuierlich.

Es ist hier erneut zu betonen, dass diese inertiale Darstellung eine relative ist. Die dargestellten Kordinaten haben keinerlei Beziehung zu den echten räumlichen Werten. Eine solche Beziehung kann man allerdings herstellen, wenn man echte Raumvektoren misst wie Lot oder Nord und die relative Darstellung mit den echten Raumvektoren verküpft.

Die Darstellung der Länge von P in kartesischen anstatt in Polarkoordinaten zeigt Bild 5b. Mann kann entweder P₀ als Bezug wählen, dann bewegt sich bei bewegtem Punkt P dieser in Bezug auf P₀. Oder man wählt P als Bezug, dann bewegt sich P₀ bei bewegtem Punkt P in Bezug auf diesen.

Wegen der extrem schnellen Einzelmessungen ergibt sich kein Verfahrensunterschied zwischen der Ortung von festen Punkten für z. B. geodätische Zwecke und der von beweglichen Punkten, etwa Fahrzeuge oder Flugzeuge. Der einzige sinnvolle Unterschied liegt in der technischen Ausführung. Die für geodätische Zwecke erforderliche Ortsauflösung ist im allgemeinen viel höher als die für schnelle Fahrzeuge und Flugzeuge noch nutzbare.

Bild 6 verdeutlicht die Anwendung des zur Längenbestimmung beschriebenen Verfahrens für die zeitbasierte globale autonome Breitenbestimmung. Zum Zeitpunkt t_x habe die Sonne gegenüber der Äquatorebene der Erde eine positive Verschiebung nach Nord von Φ_x = 13,75°. Das entspricht etwa der Jahreszeit Anfang Mai. Die mit Code A kodierte Breite 0° (hier dem Südpol zugeordnet) startet nun mit hoher, beliebig wählbarer Winkelgeschwindigkeit, zu der eine zwangsläufige, konstante Umlaufperiode T_B gehört, den 2π-Umlauf, der einem simulierten Umfahren des auf die Sonne zeigenden Meridians entspricht. Alle anderen Breitenwerte des 2π-Bereiches sind mit einem anderen Code B kodiert Der Ausgangswinkelwert Φ_x vergrößert sich entsprechend in genau bekannter Weise. Trifft nun der kodierte Südpol auf den realen Ortskode von P, dann ergibt sich ein Koinzidenzsignal. Das während dieses Zeitpunktes, der t_z genannt sei, angezeigte Winkelwert Φ_z ist auch die Breite des Punktes P, wegen P = P_SP zum Zeitpunkt t_z. Im skizzierten Beispiel befindet sich der Punkt P am Nordpol. Die auf den Äquator bezogene Breite des Punktes P erhält man, wenn man den Winkel Φ_x vom Winkel Φ_z subtrahiert und vom Ergebnis weitere 90° abzieht, also im Beispiel Φ_P = (193,75° - 13,75°) - 90° = 90°.

Das erläuterte Verfahren entspricht einer virtuellen Drehung der Erde um eine senkrecht zur Mittagsmeridianebene liegende Achse.

Es kann auch vorteilhaft sein, anstelle des Bezugsbreitenkreises Äquator einen beliebigen anderen Breitenkreis als Bezug einzugeben, so daß der Abstand des unbekannten Standortes zum Zielbreitenkreis ohne weitere Rechnung direkt angegeben wird.

Bild 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Umsetzung des vorgeschlagenen Ortungs­ verfahrens in einem digitalen Gerät als Blockschaltbild. Es besteht aus dem Rechner 1 mit integrierter genauer Uhr 2 und ebenfalls integrierter Winkel-Datenbak 7, den elektronischen Winkelkodierern 3 für die Länge, 4 für die Breite und 5 für den zu bestimmenden Standort, dem Korrelator 6, dem Bedien- und Anzeigeteil 8 und dem Kompass 9. Als Anzeige ist eine numerische in Länge und Breite dargestellt, die natürlich in jede andere übliche in bekannter Weise umgerechnet werden kann.

In Bild 8 ist die Bedeutung der Verwendung eines für die reine Ortung an sich nicht notwendigen Kompasses zusammenfassend dargestellt. Der Kompass dient der Verküpfung der vom Ortungsgerät 1 gelieferten relativen inertialen Darstellung 2 mit einem echten Raumvektor 3 (Nord) und bietet dann kontinuierlich die reale inertiale Situation; die reale Richtung zur Sonne von P aus oder die Bahnkurve der Erde sind dann direkt auffindbar.

In Bild 9 ist skizziert, wie das angegebene Ortungsverfahren auch zur Bestimmung der auf die Erdoberfläche der Erde 1 bezogenen Geschwindigkeit und der Flughöhe verwendet werden. Die Geschwindigkeit bezogen auf die Erdoberfläche ergibt sich aus der bekannten Beziehung v = Rω = R(Aϑ² + ΔΦ²)^1/2/Δt Die Winkeldifferenzen Δϑ und ΔΦ ergeben sich aus den Ortungsergebnissen an den Punkten P₁ und P₂, die im zeitlichen Abstand von Δt angefallen sind.

Die Höhe für feste Ortungspunkte auf der Erdoberfläche kann man aus digitalen 3D-Karten entnehmen, die man lokal mit sich führen kann.

Für Flugzeuge ist die Höhenbestimmung möglich, wenn man die Geschwindigkeit v kennt. Deren Integration über der Zeit ergibt den zurückgelegten Weg, aus dem sich unter Berücksichtigung des zugehörigen Winkels α = (Δϑ² + ΔΦ²)^1/2 ein Radius r ergibt. Zieht man von diesem den bekannten Erdradius an dieser Stelle ab, dann erhält man die Höhe über Grund. Es gilt also h = r - R = (v.Δt/(Δϑ² + ΔΦ²)^1/2) - R. Damit bietet das beschriebene Verfahren die Möglichkeit zur dreidimensionalen zeitbasierten Ortung.

Es gibt noch eine andere Methode der Höhenmessung, bei der man ohne Kenntnis der Geschwindigkeit auskommt und bei der die für die Längen- und Breitenbestimmung benutzte Methode der Korrelation von zwei Größen verwendet wird. Wie in Bild 9 skizziert ist, erhält man die Höhe h über h' aus den Winkel α und der Strecke a nach der aus der Literatur bekannten Beziehung h' = (a/2)tg(α/4 und h = h'/cos(α/2). Dazu muß man jedoch wiederum den eigen Standort mit einem festen Code A kodieren.

Außerdem wird die virtuelle Höhe h als Funktion vom Winkel α ebenfalls kodiert. Die Höhe Null (NN) erhält den Code A, alle anderen Höhen des abzudeckenden Höhenbereiches den Code B. Man beginnt am gemessenen Punkt P1, der nur nach Länge und Breite, aber nicht der Höhe nach bekannt ist, mit dem Suchbetrieb in Position 0 bei der Höhe NN mit dem Winkel α = 0° (bei Senken unterhalb NN kann man auch mit negativen Höhen arbeiten). Dazu wird in kleinen Winkelschritten, aber mit sehr hoher Winkelgeschwindigkeit α innerhalb des Grosskreises 1 vergrößert dargestellt ist außerdem der Zwischenschritt der Position I der virtuellen Position P I mit dem Winkel α₁ und die Endposition mit dem virtuellen Punkt P II mit dem Winkel α₂. Die direkte Verbindungsgerade zwischen P1 und PI ist die Kreissehne a₁, die zwischen P1 und PII ist die Kreissehne a₂. Aus a₁ und α₁ kann man h'₁ und daraus h₁ bestimmen. Da die reale Höhe des Messobjektes als Höher angenommen ist als h₁, ergibt sich noch keine # Koinzidenz und der Suchvorgang wird fortgesetzt. Erst am virtuellen Punkt PII ergibt sich mit a₂ und α₂ über h'₂ die dick skizzierte echte Höhe des Punktes P1, die durch Korrelation des Codes A der veränderten virtuellen Referenzhöhe und des Codes A der realen Höhe des eigenen Standortes erkannt wird. Bei diesem Verfahren wird letztlich die Sichtbegrenzung durch die Erdkrümmung als Mittel der Höhenbestimmung der eigenen Position benutzt, jedoch in Verbindung mit einer virtuellen Erde und der gleichen Kodierung einer Suchhöhe und der realen Position.

Die Ortung selbst erfolgt ohne jegliche mechanische Teile und stützt sich auf reine Elektronik, die sich in kleinsten Volumina unterbringen läßt. Im Gegensatz zu den dynamischen, d. h. mit Kräften arbeitenden Verfahren der Trägheitsnavigation ist die globale Inertialortung mittels zeitbasierter Korrelation ein kinematisches Verfahren, das nicht auf der Ausnutzung von Kräften, sondern von Bewegungen beruht (was nebenbei auch für GPS zutrifft).

Claims (12)

1. Verfahren zur globalen autonomen Bestimmung des zunächst unbekannten eigenen Standortes mittels zeitbasierter Korrelation, dadurch gekennzeichnet dass für die Bestimmung der geographischen Länge eines unbekannten Standortes P auf der Erde der noch unbekannte Meridian des eigenen Standortes P mit einem beliebigen, der gewählten Winkelauflösung entsprechenden Code A markiert wird, indem der Code A auf einer Linie bzw. Fläche aufgebracht wird, die kleiner ist als die gewünschte Winkelauflösung für die reale Erde, dass in einem Rechner mit integrierter genauer Weltzeituhr und einem ebenfalls integrierten Datenspeicher eine virtuelle Erde modelliert wird, in der als Funktion der Weltzeit t zu jedem beliebigen Zeitpunkt t_x bekannt ist welcher Winkel Δ_x sich zwischen einem beliebig wählbaren, ebenfalls mit dem Code A markierten Bezugsmeridian, wie beispielsweise dem 0°-Meridian von Greenwich, und dem Meridan befindet, in dessen Ebene zu diesem Zeitpunkt t_x die Verbindungslinie Sonne-Mittelpunkt der Erde liegt, und dass alle anderen Meridiane des 2π. Meridianbereiches der virtuellen Erde mit einem Code B markiert sind, der keinerlei Korrelation mit dem Code A bewirkt, dass zum Zeitpunkt t_x eine stark zeitgeraffte Drehung der virtuellen Erde eingeleitet wird mit einem Suchvorgang, bei dem der Winkel mit einer so hohen Winkelgeschwindigkeit verändert wird, dass demgegenüber die Position der realen Erde mit dem eigenen Standort P als quasistationär betrachtet werden kann, dass der schnelle Suchvorgang abgeschlossen ist, wenn nach einer vom Meridian von P abhängigen Zeit Δt zu einem Zeitpunkt t_y das Zusammentreffen des Codes A des bewegten Bezugsmeridians P₀ mit dem Code A des unbekannten Punktes P auf der realen Erde in einem Korrelator zu einem Korrelationssignal führt, das einen Winkel Δ_y zwischen dem dann wegen P₀ = P nicht mehr unbekannten Standortmeridian und dem momentanen, zu Δ_y gehörigen Mittagsmeridian definiert, und dass sich die gesuchte Länge des Punktes P ergibt aus der Beziehung ϑ_P = Δ_y - Δ_x.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß für die Bestimmung der Breite eines unbekannten Standortes P auf der Erde der noch unbekannte eigene Standort P mit einem beliebigen, der gewählten Winkelauflösung entsprechenden Code A markiert wird, indem der Code A auf einer Linie bzw. Fläche aufgebracht wird, die kleiner ist als die gewünschte Winkelauflösung für die reale Erde, dass in einem Rechner mit integrierter genauer Weltzeituhr und einem ebenfalls integrierten Datenspeicher eine virtuelle Erde modelliert wird, in der als Funktion der Weltzeit t zu jedem beliebigen Zeitpunkt t_x bekannt ist, welcher Winkel Δ_x sich zwischen einer beliebig wählbaren, ebenfalls mit dem Code A markierten Bezugsbreite wie beispielsweise dem mit 0° angenommenen Südpol und dem Meridan befindet, in dessen Ebene zu diesem Zeitpunkt t_x die Verbindungslinie Sonne-Mittelpunkt der Erde liegt und dass alle anderen Breiten des 2π-Breitenbereiches der virtuellen Erde mit einem Code B markiert sind, der keinerlei Korrelation mit dem Code A bewirkt, dass zum Zeitpunkt t_x eine stark zeitgeraffte Drehung der virtuellen Erde um eine zur Mittagsmeridianebene zu diesem Zeitpunkt orthogonalen Drehachse eingeleitet wird mit einem Suchvorgang, bei dem der Winkel Δ_u, mit einer so hohen Winkelgeschwindigkeit verändert wird, dass demgegenüber die Position der realen Erde mit dem eigenen Standort P als quasistationär betrachtet werden kann, dass der schnelle Suchvorgang abgeschlossen ist, wenn nach einer Zeit Δt zu einem Zeitpunkt t₂ das Zusammentreffen des Codes A der bewegten Bezugsbreite P₀ mit dem Code A des unbekannten Punktes P auf der realen Erde in einem Korrelator zu einem Korrelationssignal führt, das einen Winkel Δ_v zwischen der dann wegen P₀ = P nicht mehr unbekannten Standortbreite und dem momentanen, zu Δ_u, gehörigen Mittagsmeridian definiert, und dass sich die gesuchte Breite des Punktes P ergibt aus der Beziehung Φ_P = Δ_u - Δ_v.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet daß die Höhe eines Messobjektes über Grund an einem Ortungspunkten bestimmt wird durch kodieren der Höhe h = h'/cos α = Null (NN) mit dem Code A, mit dem auch der lokale Standort kodiert ist, dass der übrige abzudeckende Höhenbereich kodiert ist mit dem Kode B, der mit dem Code A keine Korrelation aufweist, dass ausgehend vom Punkt P in einem schnellen Suchlauf ein fiktiver Punkt P' auf einem Grosskreis mit hoher Winkelgeschwindigkeit des Winkels α zwischen den beiden von den Punkten P und P' zum Erdmittelpunkt führenden Erdradien mit hoher Winkelgeschwindigkeit verschoben wird, dass dabei die Höhe h über h' ständig berechnet und vertikal über Punkt P solange virtuell verschoben wird, bis der Code A der Bezugshöhe NN mit dem Code A des realen Standortes ein Korrelationssignal ergibt, das die Höhe des Punktes P über NN definiert, die der virtuellen vertikalen Verschiebung der Bezugshöhe über dem auf der Erdoberfläche abgebildeten Punkt P zum realen Punkt P als Funktion des Winkels α entspricht.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet daß die Zeitpunkte t_x in beliebigen regelmässigen oder unregelmässigen Zeitab­ ständen aufeinanderfolgen können und dass jeder einzelne Zeitpunkt die genauen Werte für Länge, Breite und Höhe liefert.

5. Verfahren nach Ansprüchen 14, dadurch gekennzeichnet daß die Standorte fester und beweglicher Meßträger in gleicher Weise bestimmt werden, indem durch die Wahl einer sehr hohen Winkelgeschwindigkeit für die jeweilige zeitgeraffte Suchphase eine quasistationäre reale Situation herbeigeführt wird, in der durch Blitzsimulation der Standort unabhängig vom eigenen Bewe­ gungszustand ermittelbar ist.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet daß die Meridian- und Breitenbestimmung mit einem Computer erfolgt, der mit einem der gewünschten Ortungsgenauigkeit und -auflösung angepassten genauen Uhr und einem Taktgeber sehr hoher Taktfrequenz ausgestattet ist.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet daß die Geschwindigkeit eines Messobjektes über Grund aus mehreren Ortungspunkten unter Berückichtigung der Zeit mit bekannten Formeln der Differenzen- oder Differentialrechnung berechnet wird.

8. Verfahren nach Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet daß anstelle des Nullmeridians von Greenwich ein beliebiger anderer Meridian als Bezugsmeridian P₀ gewählt wird.

9. Verfahren nach Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet daß anstelle des Südpols ein beliebiger anderer Breitenkreis, etwa der Äquator, als Bezugsbreitenkreis gewählt wird.

10. Verfahren nach Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet daß inertiale Raumvektoren wie Nord oder Lot aus mehreren zeitlich nacheinander bestimmten Ortungspunkten berechnet und bezogen auf das die Eigenortung durchführende Objekt angegeben werden.

11. Verfahren nach Ansprüchen 1-10, dadurch gekennzeichnet daß die Zeiteichung der lokalen Uhr gelegentlich über Funksignale erfolgt, die von Zeitsendern ausgestrahlt werden.

12. Verfahren nach Ansprüchen 1-11, dadurch gekennzeichnet daß mit mindestens vier orthogonal zueinander in festen Abständen voneinander angeordneten Ortungseinrichtungen die Funktion von Drehratensensoren erbracht wird.