DE1448597A1 - Traegheitsnavigationssystem - Google Patents

Description

Trägheitsnavigationssystem

Die Erfindung bezieht sich auf Trägheitsnavigationssysteme und betrifft insbesondere Trägheitsnavigationssysterne mit Kreiselteller, die in nur zwei Achsen stabilisiert sind.

Ss sind zwei grundlegende Ausführungen von Trägheitsnavigationssy stemen, nämlich beschleunigungsstabilisierte und Fädchensysteme bekannt. Die beschleunigungsstabilisierten Systeme besitzen einen stabilisierten Teller, auf welchem eine Scheibe in drei zueinander senkrechten Achsen ausgerichtet und stabilisiert ist. Zum Feststellen von Fehlern und zur Stabilisierung der Scheibe werden Kreisel verwendet. Im allgemeinen besitzen beschleunigungsstabilisierte Systeme komplizierte Kreiselteller und verhältnismäßig einfache Rechenwerke. Bei den Fädchensystemen hingegen entfallen die Kreiselteller vollständig." Die Kreisel und Beschleunigungsmesser sind unmittelbar an den tragenden Teilen des Fahrzeugs angeordnet. Die Rechenwerke sind aber wesentlich umfangreicher, um die erzeugten Signale in brauchbare Informationen umzuwandeln. Bei der vorliegenden Erfindung sind die Prinzipien der Fädohen- und der beschleunigungsstabilisierten Systeme miteinander vereinigt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung benutzt einen Kreiselteller mit-sur-einer Scheibe, die nur in zwei Achsen stabilisiert ist. Die eine, die sogenannte Z-Achse des Teller»,verharrt in einer bekannten Richtungseinstellung,

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während die anderen beiden Tellerachsen, nämlich, die Hauptaehse und die Querachse, bei den Fahrzeugbewegungen um die Z-Achse rotieren. Somit befinden sich die Haupt- und Querachse ständig in einer Ebene mit einer bekannten Richtungseinstellung, aber rotieren bei den Fahrzeugbewegungen in dieser Ebene. Auf diese Weise sind die Beschleunigungsmeßwerke des Tellers wirksam um die Haupt, und die Querachse stabilisiert und sind starr gegenüber der Z-Achse. Zur Fehleranzeige sind entweder einmal zwei oder zwei einzelne Freiheitsgrade der Kreisel zugelassen, um die Scheibe in der Haupt- und Querachse zu stabilisieren. Zusätzlich ist noch ein Freiheitsgrad vorgesehen, um die Winkelrotation um die Z-Achse zu messen. Die Beschleunigungsmeßwerke messen die Beschleunigung des Tellers in der Haupt- und der Querachse. Die von den Beschleunigungsmeßwerken und dem Kreisel zur Messung der Winkelrotation um die Z-Achse erzeugten Signale liefern die Eingabeinformation für das Trägheitsnavigationssystem. Das Bechenwerk zur Umformung dieser Signale in die gewünschten Navigationsdaten ist nicht wesentlich umfangreicher als die in den beschleunigungsstabilisierten Systemen verwendeten Eechenwerke, trotzdem das erfindungsgemäße System einen Teller mit einer Scheibe benützt, der in nur zwei Achsen stabilisiert ist, wobei der Teller beträchtlich einfacher als jene Kreiselteller ausgeführt ist, bei denen die Scheibe entsprechend den Forderungen der beschleunigungsstabilsierten Systeme in drei Achsen stabilisiert ist. Demgemäß erweist sich der erfindungsgemäße Kreiselteller gegenüber den bei beschleunigungsstabilisierten Systemen verwendeten Kreiseltellern bezüglich der Größenabmessungen, dem Gewicht und der Betriebssicherheit überlegen.

Darüber hinaus ist der Aufbau des Kreiseltellers wesentlich vereinfacht worden, ohne eine besondere Vergrößerung des Rechenwerks in Kauf nehmen zu müssen. Weiterhin kann der Kreiselteller kleiner und leichter gebaut werden, so daß eine spürbare Kostensenkung erreicht wird, ohne die Betriebssicherheit zu verringern. Ferner ist ein Trägheitsnavigationssystem mit einem Kreiselteller geschaffen, bei dem die Scheibe in nur zwei Achsen stabilisiert ist. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung

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ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen.

Pig. 1 zeigt eine Ausführungsform, in der die Z-Achse des Kreiseltellers fluchtend mit der Senkrechten ausgerichtet ist;

Pig. 2 zeigt das Schaltschema eines Rechenwerks der Vorrichtung naoh Pig. 1;

Pig« 3 zeigt ein weiteres Schaltschema eines Eechenwerks für die Vorrichtung nach Pig. 1;

Pig. 4- zeigt weitere Einzelheiten des Schaltschemas des Eechenwerks nach Pig« 3;

Pig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei die Z-Achse anfänglich mit der Senkrechten fluchtend und hierauf in einer festgelegten Eichtung in Bezug auf den Trägheitsraum verharrt, und Pig. 6 zeigt ein Schaltschema des Eechenwerks der Vorrichtung nach Pig· 5·

In der Vorrichtung-nach Pig· 1 ist die Scheibe mit der Bezugsziffer 11 bezeichnet. Die drei aufeinander senkrecht stehenden Achsen sind auf der Scheibe 11 eingetragen. Die Hauptachse und die Querachse liegen in der Papierebene, während die dritte Achse, die Z-Aohse, zur Papierebene senkrecht liegt. Während des Betriebes bedeutet die Z-Achse die Senkrechte. Die Scheibe 11 a ist mit den Zapfen 18 an dem Bing 16 drehbar aufgehängt, wobei sich die Zapfen 18 in Eichtung der Hauptachse erstrecken. Der Eing 16 ist über drehbar gelagerte Zapfen 20 am Pahrzeug 17 befestigt, wobei sich die Zapfen 20 senkrecht zu den Zapfen 18 eretrecken· Das Verstellelement 22 steuert die Drehung der Scheibe 11 gegenüber dem Bing 16 und das Verstellelement 24 steuert die Drehung des Einges 16 gegenüber dem Pahrzeug 17. Ein Hauptachsenkreisel 15 und ein Querachsenkreisel 13 sind auf der Scheibe 11 angeordnet, um die Ausrichtung der Z-Achse zu bewirken. Sobald sich die Scheibe 11 um die Hauptachse in bezug auf den Kreisel

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in Folge einer Fahrtrichtungsänderung zu drehen beginnt, erzeugt der Kreisel 15 ein Signal, das im Verstärker 26 verstärkt und auf das Verstellelement 24 gegeben wird. Das Verstellelement wird infolgedessen den Ring 15 auf den Zapfen 20 verdrehen und somit die Scheibe 11 um die Hauptachse gegenüber dem Fahrzeug 17 verstellen. Dabei wird der Ring 16 in eine zur Löschung des Ausgangssignals des Hauptachsenkreisels 15 erforderliche Richtung gedreht. In dieser Weise behält die Scheibe 11 ihre Richtung bei, ohne in bezug auf den Hauptachsenkreisel um die Hauptachse gedreht zu werden, während das Fahrzeug aeine Richtung ändert. Sobald sich die Scheibe 11 um die Querachse gegenüber der Querachse des Kreisels 13 in Folge einer Fahrtrichtungsänderung zu drehen beginnt, erzeugt nunmehr der Kreisel 13 ein Signal, welches zuerst dem Verstärker 28 und dann dem Verstellelement 22 zugeführt wird, das infolgedessen die Scheibe 11 um die Querachse in bezug auf den Ring 16 .in eine Richtung schwenkt, die erforderlich ist, um das Ausgangssignal des Querkreisels 13 zu löschen, so daß die Scheibe 11· in ihrer Ausrichtung verharrt, ohne um die Querachse in bezug auf den Kreisel 13 gedreht worden zu sein. Auf diese Weise behält die Z-Achse ihre lage gegenüber den Kreiseln 13 und 15 bei. Der Ring 16, die Ringzapfen 18 und 20 und die Drehversteller 22 und 24 setzen sich zu einer Steuervorrichtung zusammen, die die Z-Achse des Kreiseltellers in bezug auf das Fahrzeug festhält, so daß sich die Haupt- und die Querachse nicht um die Z-Achse in bezug auf das Fahrzeug verdrehen, sondern sich vielmehr mit dem Fahrzeug drehen, wenn das Fahrzeug bei Fahrtrich_ tungsänderungen um die Z-Achse rotiert. Somit ist die Scheibe 11 zwar um die Haupt- und die Querachse, doch nicht um die Z-Achse stabilisiert. Ein Querachsenbeschleunigungsmeßwerk 59 ist auf der Scheibe 11 angeordnet, um die Beschleunigung der Scheibe längs der Querachse zu messen. Das Meßwerk 59 erzeugt ein von der Beschleunigung abhängiges Signal, das in das Rechenwerk 21 eingegeben wird. Ebenso befindet sich.auf der Scheibe 11 ein Meßwerk 51, das die Beschleunigung der Scheibe längs der Hauptachse mißt und ein von dieser Beschleunigung abhängiges Signal erzeugt. Auch das Signal des Meßwerks 51 wird in das Rechenwerk

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eingegeben. Ferner iat ein Kreisel 67 auf der Scheibe angeordnet, um den Winkelbetrag zu messen, um den sich die Scheibe 11 um die Z-Achse dreht. Das von diesem Winkelbetrag abhängige Ausgangssignal des Kreisels 67 wird ebenfalls zum Rechenwerk 21 geführt. Das Rechenwerk 21 verarbeitet die von dem Beschleunigungsmeßwerk 59 der Querachse, dem Beschleunigungsmeßwerk 51 der Hauptachse und dem Kreisel 67 empfangenen Signale, um die gewünschten Fahrtändungsinformationen bereit zu stellen. Die Lage der Z-Achse ist mit der Senkrechten fluchtend ausgerichtet, wobei das Rechenwerk 21 mit dem Hauptaohsenkreisel und dem Querachsenkreisel rückgekoppelt ist, um diese Kreisel um die Haupt- und die Querachse zu drehen, so daß die Z-Achse mit der Senkrechten gemäß der Schuler'sehen Abstimmung ausgerichtet bleibt. μ

In dem in Pig. 2 gezeigten Rechenwerk ist die Schaltung zur Korrektur der Ausrichtung des Systems infolge der Erdumdrehung zur Erleichterung des Verständnisses nicht berücksichtigt. Hach Fig. 1 werden die Ausgangssignale der Meßwerke 51 und 59 in das Rechenwerk 21 zu einem Analysator 53 geführt, der außerdem ein von dem Hauptachsenwinkel^ abhängiges Signal erhält. Der Hauptachsenwinkel Ψ ist der Winkel zwischen der Hauptachse und Norden«. Der Analysator 53 erzeugt am Ausgang 55 ein Signal mit der Funktion Ah cos Ψ - Ach sin f. Darin bedeutet Ah die Beschleunigung auf der Hauptachse, die von dem Ausgangssignal des Heßwerkes 51 dargestellt wird und Ach die Beschleunigung auf der Querachse, die von dem Ausgangssignal des Meßwerkes 59 darge- I stellt wird. Deshalb repräsentiert das Signal auf dem Kanal 55 die nordwärts gerichtete Beschleunigungskomponente, die im folgenden mit An bezeichnet wird. Außerdem erzeugt der Analysator 53 auf dem Kanal 57 ein Signal von der Funktion Ah sin ψ + Ach cos Ψ. Dieses Signal stellt die ostwärts gerichtete Beschleunigungskomponente dar, die im folgenden mit Ae bezeichnet ist. Die Beschleunigungskomponente An und Ae können .durch die Gleichungen An = Vn + (Ve²/R)tanAj Ae = Ve - (Vn Ve/R) tan A ausgedrückt ' werden. Darin ist Vn das Differential der nordwärts gerichteten Geschwindigkeit, Vn die nordwärts gerichtete Geschwindigkeit, Ve das Differential der ostwärts gerichteten Geschwindigkeit, Ve

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die ostwärts gerichtete Geschwindigkeit, R der Radius der Erdkrümmung und A die geographische Breite. Das Ausgangssignal auf dem Kanal 55 wird zu einer Addierschaltung 61 geführt, in der das Signal mit dem von der Vervielfachungsschaltung 63 kommenden Signal kombiniert wird. Die Vervielfachungsschaltung 63 empfängt Signale mit der Funktion (Ve tan A )/R und von der Große Ve, so daß auf die Addierschaltung 61 ein Signal von der Punktion ρ · ι

(Ve tan A )/R gegeben wird. Von der VervieIfachungsschaltung 63 wird die Addierstufe 61 von einem Signal von solcher Polarität beaufschlagt, daß dieses Signal in der Addierstufe 61 von dem Signal auf Kanal 55 abgezogen wird. Dementaprechend stellt das Ausgangssignal der Addierstufe 61 die Größe Vn dar. Dieses Signal wird in der Integrierstufe 65 auf die Größe Vn, d.h. die nordwärts gerichtete Geseisrandigkeitsgröße integriert. Das Ausgangssignal Ae im Kanal 57 wird auf die Addierstufe 68 gegeben, welche ebenfalls ein Ausgangssignal von der Vervielfachungsstufe 69 erhält. Die Vervielfachungsstufe 69 empfängt somit Signale mit der Funktion (Ve tan A )/R und Vn, so daß im Ausgang der Stufe 69 ein Signal mit der Funktion (Vn Ve tan A )/R erscheint. Die Polarität dieses Ausgangssignals ist so gewählt, daß das Ausgangssignal und das Signal im Kanal 57 in der Stufe 68 addiert wird. Dementsprechend erzeugt die Addierstufe 68 ein Signal Ve, welches im Integrator 71 zu einem Signal Ve, d.h. der ostwärts gerichteten Geschwindigkeitsgröße integriert wird. Das Ausgangssignal Vn der Integratorstufe 65 wird auf die Vervielfachungsstufe 69 und das Ausgangssignal Ve der Integrierstufe 71 wird auf die Vervielfachungsstufe 63 gegeben. Der Ausgang der Integratorstufe 71 ist mit der Vervielfachungsstufe 73 verbunden, die noch zusätzlich ein Signal von der Große A erhält. Die Vervielfachungsschaltung 73 verarbeitet diese Signale in einer langentialf-unktion zu einem Wert mit der Funktion Ve tan A /R, welche auf die Vervielfachung sstufen 63 und 69 gegeben wird. Das Ausgangssignal des Kreisels 67» das den Winkelbetrag, um den die Scheibe 11 um die Z-Achse rotiert, darstellt, wird in die Addierstufe 70 eingegeben. Der Winkelbetrag wird mitCJa bezeichnet, wobei ^a Gleichung cya = Ψ -.(Ve/R) tan Λ gehorcht, in der ψ den Betrag der Winkel-

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änderung ψ darstellt. Das Ausgangssignal der Vervielfachungsstufe 73 wird auf die Addierstufe geführt, wobei die Polarität so gewählt ist, daß die Ausgangssignale der Stufe 73 und des Kreisels 67 in der Addierstufe 70 zu dem Ausgangssignal V addiert werden. Dieses Ausgangssignal gelangt in eine Integratorstufe 75, die ein Signal von der Größe des gesamten Winkels, um den sich die Hauptachse während der Fahrzeuggewegung gedreht hat, erzeugt. Dieses Signal und das Signal, das den anfänglichen Winkel ^o der Hauptachse bei Beginn der Jährt darstellt, wird in der Addierstufe 77 addiert. Somit stellt das Ausgangssignal der Addierstufe 77 in jedem .Zeitpunkt den gerade gegenwärtigen Winkelt der Hauptaohse dar. Hierauf wird der Analysator 53 mit diesem Signal beaufsohlagt. Ebenso gelangt dieses Signal auch zu dem Analysator 79, der noch zusätzlich mit den Signalen Vn und Ve beaufschlagt wird. Hieraus erzeugt der Analysator 79 auf dem Kanal 81 ein Signal, welches dem Ausdruck Vn dos ψ' + Ve sin ψ und ein Signal auf dem Kanal 83, welches dem Ausdruck Ve cos Ϋ- Vn sin ψ proportional ist. Somit ist das Ausgangssignal auf Kanal 81 der Geschwindigkeit Vh auf der Hauptachse proportional, während das Signal auf Kanal 83 der Geschwindigkeit Veh auf der Querachse proportional ist. Dementsprechend können die Signale auf den Kanälen 81 und 83 auch durch die Größen KVh und K Veh dargestellt werden, wobei K ein vom Analysator 79 vorgegebene Konstante ist. Der Querkreisel 13 wird von dem Signal auf Kanal 81 und der Hauptkreisel 15 von dem Signal auf Kanal 83 beaufschlagt. Hieraus folgt, daß die Rotation des Querkreisels 13 um die Querachse der Größe des Signals 81 und die Rotation des Hauptkreisels 15 um die Hauptachse dem Signal 83 proportional ist. Die Konstante K hat die Größe 1/R, so daß die Drehung des Hauptkreisels 15 und des Querkreisels 13 schnell genug ist, um die Z-Achse bei der Fahrzeugbewegung über die gekrümmte Erdoberfläche auf der Senkrechten zu halten. Die Integratorstufen 65 und 85 sind miteinander verbunden, so daß die Stufe 85 einen Ausgang von der Größe der gesamten Breitenänderung erzeugt, wobei dieses Signal-mit der anfänglichen Breite Ao In einer Addierstufe 87 addiert wird. Dieses Signal stellt zu jedem Zeitpunkt die gegenwärtige geographische Breite Λ dar und wird in die Vervielfachungsstufe 73 eingegeben. Das Ausgangssignal /\ der Addierstufe 87 und das Signal Ve der Integratorstufe 71 wird einer Vervielfachungsstufe

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zugeführt, die einen Ausgang von der Größe Ve seo /\ erzeugt, wobei dieser Ausdruck der geographischen Längenänderung fi proportional ist. Naohdem dieses Signal die Integratorstufe 91 durchlaufen hat, repräsentiert es die Gesamtänderung der geographischen Bange und wird in einer Addierstufe 93 mit dem die anfängliche Länge jrfo darstellenden Signal kombiniert. Das Ausgangssignal der Addierstufe 93 stellt zu jedem Zeitpunkt die gegenwärtige Länge φ dar.

Dementsprechend vollführt die Schaltung nach Fig. 2 die zur Abstimmung des Systems nach Pig. 1 erforderlichen Rechen« funktionen und liefert darüber hinaus die gewünschten Navigationsdaten der geographischen Breite und Länge* Die'"'Korrektur der durch die Erddrehung auftretenden Fehler erfolgt in bekannter Weise.

Untey Umständen ist es unerwünscht, die Beschleunigungssignale unmittelbar in dem in Pig. 2 dargestellten Rechenwerk zu analysieren. In solchen Fällen erweist sich eine Schaltung wie in FIg, 3 dargestellt als vorteilhaft. Zur Erleichterung des Verständnisses ist auch in Hg. 3 die Vorrichtung zur Fehlerkorrektur der Erdrotation weggelassen. Nach Fig. 3 wird das Ausgangssignal Ah des Beschleunigungsmeßwerks 51 der Hauptachse der Addierstufe 101 zugeführt. Das Ausgangssignal des Meßwerks gehorcht der Gleichung Ah = Vh + Ψ Veh - (Veh Ve/R) tan Λ « Die Addierstufe 101 ist mit der Vervielfachungsatufe 103 verbunden, die ein Signal cja unmittelbar von dem Kreisel 67 und ein Signal Veh empfängt und Signal von der Größe des Produkts dieser beiden Signale für die Addierstufe 101 liefert. Wie bereits oben erwähnt, folgt das Ausgangssignal des Winkelkreisels der Gleichung coa = ψ - (Ve/R) tan A , so daß das von der Yervielfachungsschaltung 103 gelieferte Produkt die Gleichung ψ Veh - (Veh Ve/R) tan λ darstellt. Infolge der Polarität des Ausgangssignals der VervieIfachungsschaltung 103 wird dieses Signal von dem Ausgangssignal des Beschleunigungsmeßwerks 51 in der Addierstufe 101 abgezogen, so daß der Ausgang der Addierstufe ein Signal Vh, welches den Betrag der Geschwindigkeitsänderung der Hauptachse darstellt, erzeugt. Nach dem Durchlauf dieses Signals dureh die Inte-

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gratorstufe 105 stellt das Signal die Größe Vh dar. Der Ausgang des Beschleunigungsmeßwerks 59 der Querachse und die Vervielfachungsstufe 109 sind mit der Addierstufe 107 verbunden. Das Ausgangssignal Ach des Meßwerks 59 folgt der Gleichung Veh - ψ Vh + (Vh Ve/B tan A . Die Vervielfachungsstufe 109 wird von dem Signal cj a oder Ψ - (Ve/E) tan A des Winkelkreisels beaufschlagt und multipliziert dieses Signal mit der Größe Vh, die von der Integratorstufe 105 zugeführt wird. Das Produkt von der Größe Vh ψ - (Vh Ve/B) tan/( von der Vervielfachungsstufe 109 wird in die Addierstufe 107 eingegeben, wobei die Polarität so gewählt ist, daß das Produkt und das Ausgangssignal des Meßwerks 59 in der Addierstufe 107 zu einem Signal von der Größe Veh addiert werden. Die Integratorstufe 1-11 erzeugt hieraus ein Signal Veh. Die Ausgangssignale der Integrierstufen 105 und 111 werden in den Stufen 112 und 114 mit der Konstante K multipliziert und den Kreiseln und 15 zugeführt, die sich um die Quer- und die Hauptachse proportional den eingegebenen Signalen drehen. Ebenso wie bei dem Rechen werk nach Pig.2 werden die Konstanten K gleich dem Ausdruck 1/R gewählt, um eine Abstimmung nach Schuler vorzusehen, wobei die Z-Achse auf der Senkrechten gehalten ist. In der Addierstufe wird das Signal coa oder Ψ- (Ve/R) tan A des Winkelkreisels und ein

Signal (Ve/B) tan zu einem Ausgangssignal von der Größeyaddiert. Das Ausgangssignal der Addierstufe 115 wird einer Integrierstufe 117 zugeführt, die ein Signal von der Größe der gesamten Winkeländerung Ψ der Hauptachse erzeugt, worauf das Ausgangssignal der Integrierstufe 115 mit einem Signal, welches den anfänglichen Winkel ψο der Hauptachse darstellt, in einer Addierstufe 117 kombiniert wird, so daß die Addierstufe 117 zu jedem Zeitpunkt ein Ausgangssignal erzeugt, welches dem gegenwärtigen Haupt- aohsenwinkelψ entspricht. Dieses Signal wird der Analysierstufe 119 zugeführt, in die noch zusätzlich die von den Integrierstufen 105 und 111 stammenden Signale Vh und Veh eingegeben werden. Hieraus erzeugt die Stufe 119 ein Ausgangssignal auf dem Kanal 120 von der Punktion Vh cos Ψ - Veh sin Ψ und ein Signal auf dem Kanal 122 von der Punktion Vh sin ψ + Veh cos Ψ . Das Auegangssignal i« Kanal 120 stellt den nordwärts gerichteten Geechwindigkeitsbetrag Vn und das Signal in Kanal 122 den ost-

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wärts gerichteten G-eschwindigkeitsbetrag Ve dar. Da die nordwärts gerichtete Geschwindigkeit dem Betrag der geographischen Breitenänderung proportional ist, liefert die Integration desfSignals Vn in der Integrierstufe 121 einen Wert, der zur Darstellung der gesamten Breitenänderung benutzt werden kann. Das Ausgangssignal der Integrierstufe 121 und das Signal, das die anfängliche Breite Ap darstellt, wird in der Stufe 123 addiert, die somit ein Ausgangssignal liefert, welches zu jedem Zeitpunkt der gegenwärtigen Breite A entspricht. Dieses Signal A gelangt zu einer Vervielfachungsstufe 129, in die noch zusätzlich das Signal Ve, das auf dem Kanal 122 ansteht, eingegeben wird. Die VervieIfachungsschaltung 129 erzeugt ein Signal von der Funktion (Ve tan Λ )/R, wobei dieses Signal und das von dem Winkelkreisel 67 gelieferte Signal in der Stufe 113 addiert werden. Das Ausgangssignal Λ der Addierstufe 123 und das Signal Ve der Analysierstufe 119 wird der Vervielfachungsstufe 125 zugeführt, die hieraus ein Signal von der Punktion Ve sec A bereitstellt, das dem Betrag der längenänderung φ proportional ist und der Integrierstufe 127 zugeführt wird, um ein Signal zu erzeugen, welches dem Gesamtbetrag der geographischen Länge entspricht* Dieses Signal und der Betrag der anfänglichen länge /wird in der Stufe 131 addiert und repräsentiert sodann die geographische Jj'ange j6 . Demgemäß liefert die in Fig. 3 gezeigte Schaltung die zur Beaufschlagung der Kreisel 13 und 15 notwendigen Signale, um eine Abstimmung der Schaltung nach Schuler zu erreichen und um zu jedem Zeitpunkt die gewünschten Havigationsdaten, nämlich die gegenwärtige geographische Breite und länge zu liefern. In Fig. 4- ist das Blockschema des Rechenwerks nach Fig. 3 in weiteren Einzelheiten dargestellt,· wobei nunmehr die Schaltung zur Korrektur der Erdrotation mit einbezogen ist. Sämtliche in Fig. 4 dargestellten Integrierstufen 105t 111, 115, 121 und 127 sind geeignet, elektrische Signale aufzunehmen und mechanische Signale in der Form von Winkelverdrehungen ihrer Wellen zu erzeugen. Jede einzelne dieser Integrierstufen stellt ihre Welle in einer solchen Winkelstellung ein, die durch die von einer Bezugswinkelstellung gegenüber dem von dem Integral des Eingangssignals proportionalen Winkel defi-

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niert ist· Somit stellt die Winkelstellung der Welle der Stufe 105 die arBBe Vh und die Winkelstellung der Welle der Stufe 111 die Größeren.dar. Die Vervielfachungsstufen 103 und 109 enthalten'Po tentioaeter, die je ein mechanisches und ein elektrisches Signal rerarbeiten können. Das mechanische Eingangssignal verschiebt äeäFijewegiichen Kontakt des Potentiometers längs seines Widerstandes um einen dem Signal proportionalen Weg. Das elektrische Eingangssignal wird dem Potentiometerwiderstand zugeführt, eo daß das>'am beweglichen Kontakt abgegriffene Signal proportional dem Produkt der mechanischen und elektrischen Eingangssignale ist. Wie in ?ig. 4 gezeigt, sind die beweglichen Kontakte der Potentiometer von den Wellen der Integrierstufen . 105 und 111 angetrieben. Das elektrische Ausgangssignal des Winkelkreisels 6t wird auf die Potentiometerwiderstände geführt, so daB die Verrieifachungsstufen 103 und 109 Ausgangssignale ersseugen, 4|e die ■ Ö-rijilen cJbl Vh und c*»a Veh darstellen. Weitere

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Potentioaeter sind in der Schaltung nach Fig. 4 in derselben

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Weise wie die ftrrielfaohungestufen 103 und 109 angeordnet. Diese zusätzlichen Potentiometer werden zur Erzeugung der Korrektursignale dtr Erdumdrehung benutzt. Die Stufen 112 und 114 umfassen Potentiometerι welche die mechanischen Ausgangssignale der Integrierstufen 105 und 111 in elektrische Signale von der Größe K Vh und K-Veh umwandeln, die zu den Kreiseln 13 und 15 über die Ad&Lerstufen 205 un& 207 gegeben werden, so daß hierdurch Korrektureignale »uf die Ausgangssignale der Stufen 112 und 114 gegeben werdeiTj u* ifilie Ausrichtung der Kreisel 13 und 15 für die Erdrotation *u korrigieren. Sin weiteres Potentiometer 206 ist zur Umwandlung des mechanischen Ausgangssignals der Integrierstufe 105 in ei» elektilsches Signal von der Größe Vh vorgesehen, welches der Aftalysieretufe 119 zugeführt wird. Außerdem ist ein Potentiometer 208 vorgesehen, das das mechanische Ausgangssignal der Integrierstufe 111 in ein elektrisches Signal Veh umwandelt, mit welchem die Analysierstufe 119 beaufschlagt wird. Die Addierstufen 101, 107f 113, 205 und 207 sind elektrische Analogaddierstufen, die alle ein Ausgangssignal erzeugen, welches der algebraischen Summe der Eingangssignale entspricht. Die Addierstufen

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117» 123 und 131 sind dagegen mechanische Differentialstufen, deren jede zwei Eingangswellen und analog eine Ausgangswelle besitzt. Jede dieser Differentialstufen wird ihre Ausgangswelle auf eine Winkelstufe einstellen, die von einem Bezugspunkt um einen Winkel entfernt ist, der gleich der Summe der WinkeIverschiebun-■gen der Eingangswellen diesbezüglicher Bezugspunkte entfernt ist* Somit sind die Addierstufen 117, 123 und 131 zum Empfang mechanischer Eingangssignale und zur Erzeugung mechanischer Ausgangssignale geeignet. Die Vervielfachungsstufe 129 besitzt ein Potentiometer, das seinen beweglichen Kontakt um einen Betrag verschiebt, der proportional dem mechanischen Eingangssignal entsprechenden Winkel ist, Der Potentiometerwiderständ ist in einer solchen Weise verteilt, daß bei Zuführung einer Spannung auf den Widerstand die vom beweglichen Kontakt abgegriffene Spannung dem langens des Winkels, der dem mechanischen Eingangssignal entspricht, proportional ist. Die erfindungsgemäße "Vorrichtung benützt weiterhin Potentiometer mit Sekant-, Sinus- und Cosinusfunktionen, die in der gleichen Weise wie das !Tangens-Potentiometer arbeiten, jedoch mit der Ausnahme, daß ihre Widerstände in einer solchen Weise angebracht sind, um Ausgangssignale zu erzeugen, die proportional dem Sekants-, dem Sinus- und dem Cosinus der Winkel sind, die aen mechanischen EingangsSignalen entsprechen. Ein mechanisches EingangssignalΛ wird dem Potentiometer der Vervielfachungsstufe 129 zugeführt, in dem der bewegliche Potentiometerkontakt von der Ausgangswelle des Differentials der Addierstufe 123 angetrieben wird» Das Ausgangssignal Ve der Analysierstufe 119 auf Kanal 122 wird dem Potentiometerwiderstand der Vervielfachungsstufe 129 zugeführt, wobei das von dem beweglichen Kontakt abgegriffene Signal proportional dem Ausdruck Ve tan/ ist, bzw, den Ausdruck (Ve/H) tan/*f darstellt» Die Vervielfachungsstufe 125 besitzt ein Potentiometer mit Sekantsfunktion, welches ein dem Sekants des dem mechanischen lingangssignal entsprechenden Winkel proportionales Ausgangssignal erzeugt* Der bewegliche Kontakt des zu der Vervielfaehungsstufe 125 gehörigen Potentiometers wird von der Ausgangswelle des Differentials der Addierstufe 123 angetrieben und somit das mechanische Ausgangssignal /fder Addierstufe 123 auf das Potentiometer übertragen.

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Der Potentiometerwiderstand der Vervielfachungsstufe 125 wird von dem elektrischen Signal Ye auf dem Kanal 122 beauf schlagt; so daß das Ausgangssignal der Vervielfachungsstufe der Größe tf proportional ist. Das mechanische AusgangssignalA der Addierstufe 123 wird in das Cosinus-Potentiometer 211 eingegeben, welches ein dem Cosinus des dem mechanischen Signal entsprechenden Winkel proportionales Ausgangssignal erzeugt. Das Ausgangssignal des Potentiometers 211 ist von der Größe &je cos A , wobei die Widerstände eines Sinus-Potentiometers 213 und eines Cosinus-Potentiometers 215 mit diesem Signal beaufschlagt werden. Das mechanische Auegangasignal Ψ der Addierstufe 117 wird den Potentiometern 213 und 215 zugeführt. Somit erzeugt das Potentiometer 213 ein dem Ausdruck tje oos λ ein Ψ und das Potentiometer 215 ein dem Ausdruck cje cos A cos Ψ proportionales Signal. Die Polarität ist so gewählt, daß das Ausgangssignal des Sinus-Potentiometers 213 vom Ausgangssignal der Stufe 112 der Addierstufe 205 abgezogen wird· Somit liefert das Ausgangssignal des Potentiometers 213 die Korrektur der Erdumdrehung für die Ausrichtung des Kreisels 13. Die Polarität des Ausgangssignals des Potentiometers 215 ist so gewählt, daß dieses Ausgangssignal in der Addierstufe 207 und das Ausgangssignal der Stufe 114 addiert werden. Somit liefert das Ausgangssignal des Potentiometers 215 die Korrektur der Erdrotation für den Kreisel 15.

In Einbeziehung des Betrages der Erdrotation kann das Aus« gangssignal des Winkelkreisels 67 in der Form oja. = ψ - (Ve/S) tan A- Cw>e ein A wiedergegeben werden. Das mechanische Ausgangssignal von der Größe der gegenwärtigen Breite A der Addierstufe 123 wird dem Sinus-Potentiometer 217 zugeführt, welches ein Ausgangssignal cjb sin Λ erzeugt, das den Ausgangssignalen des Winkelkreisels 67 und der Vervielfachungsstufe 129 in der Addierstufe 113 mit einer solchen Polarität addiert wird, daß der von der Erdumdrehung herrührende Anteil des Ausgangssignals des Winkelkreisels 67 gelöscht wird und das Ausgangssignal der Addierstufe 113 lediglich die Größe Ϋ wiedergibt. Unter Berücksichtigung der Erdrotation wird das Ausgangssignal des Beschleunigungsmeßwerks 51 der Hauptachse durch die Gleichung Ah = Vh - Veh ( ψ - (Ve/R tan A - 2 we sin/( und das Ausgangssignal des Beschleunigungs-

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meßwerks 59 der Querachse durch die Gleichung Ach = Veh + Vh (Ψ - (Ve/R tan Λ - 2 cue sin A ausgedrückt. Da coa=^- (Ve/R) tan A - oje sin λ können die Ausdrücke für Ah und Ach wie folgt geschrieben werden:

Ah = Vh - o^a Veh + Veh cje sin/( Ach = Veh + cua Vh - Vh oje sin/(

"Um. deshalb die Ausgangssignale der Addierstufen 101 und 107 gleich den Größen Vh und Veh zu machen, müssen die Signale Veh cce sin/f und Vh oje sin/i mit den Ausgangssignalen der Beschleunigungsmeßwerke 51 und 59 in den Addierstufen 101 und 107 kombiniert werden, so daß die entsprechenden Anteile in den Ausgangssignalen der Meßwerke 51 und 59 gelöscht werden. Dementsprechend wird das "mechanische Ausgangssignal der Addierstufe 123 auf das Sinus-Potentiometer 219 geführt, welches ein Ausgangssignal cue sinA erzeugt, worauf dieses Signal in den Potentiometern 221 und 225 mit den mechanischen AusgangsSignalen der Integrierstufen 105 und 111 multipliziert wird. Demzufolge erzeugt das Potentiometer 221 ein Signal von der Funktion Vh oje sinA und das Potentiometer 223 ein Signal von der Punktion we Veh sin Λ . Die Ausgangssignale des Potentiometers 221 und des Meßwerks für. die Querachse werden in der Addierstufe 107 mittels einer bestimmten Polarität· miteinander addiert, um den Signalanteil Vh We sinA zu eliminieren. Ebenfalls werden die Ausgangssignale des Potentiometers 223 und des Meßwerks 51 für die Hauptachse in der Addierstufe bei einer bestimmten Polarität voneinander abgezogen, um den Signalanteil Veh cje sin A zu eliminieren.

Die in Fig. 5 gezeigte Anordnung stellt eine Kompaßscheibe dar, welche zwar anfänglich, doch nicht fortwährend mit der Senkrechten fluchtend ausgerichtet ist. Ein solches System liefert Navigationsdaten mit zufriedenstellender Genauigkeit über einen verhältnismäßig schmalen Teil der Erdoberfläche. Nach Fig. weist die Scheibe 301 drei aufeinander senkrecht stehende Achsen auf/ Zwei Achsen, nämlich die Hauptachse und die Querachse sind in Fig. 5 'dargestellt, während die zu den beiden Achsen senkrecht stehende dritte Z-Achse beim Betrieb der Anordnung anfänglieh mit · der Senkrechten fluchtend ausgerichtet ist.

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Die Scheibe 301 ist mit Hilfe von Zapfen auf dem Rahmen 303 des Fahrzeuge befestigt und ist gegenüber dem Kompaßring 302 mit Hilfe einer Achse 304, welche mit der Querachse fluchtet, schwenkbar angeordnet. Der Ring 302 ist gegenüber dem Fahrzeugrahmen 303 mittels der Zapfen 305 senkrecht zu der Achse 304 schwenkbar aufgehängt. Ein Verstellelement 306 steuert das Verschwenken der Scheibe 301 auf der Achse 304 gegenüber dem Kompaßring 302, während ein Verstellelement 308 das Verschwenken des Ringes 302 auf der Achse 305 gegenüber dem Fahrzeugrahmen 303 steuert. Hauptachsenkreisel 307 und ein Querachsenkreisel 309 sind auf der. Scheibe 301 zur Aufrechterhaltung der fluchtenden Ausrichtung der Z-AGhse befestigt. Wird infolge von Fahrzeugbewegungen die Scheibe 301 gegenüber dem Kreisel 307 um die Hauptachse verschwenkt, so erzeugt der Kreisel 307 ein Signal, das den Verstärker 310 durchläuft und dem Verstellelement 308 zugeführt wird, welches hierauf den Ring 302 auf der Achse 305 verschwenkt und somit die Scheibe 301 in bezug auf den Fahrzeugrahmen 303 um die Hauptachse verdreht. Die Verdrehung des Ringes 302 erfolgt in einer solchen Richtung, daß das Ausgangssignal des Hauptachsenkreisels 307 gelöscht wird, so daß auf diese Weise die Scheibe 301 gegenüber dem Hauptachsenkreisel bei den Fahrzeugbewegungen um die Hauptachse nicht gedreht wird. Sobald die Scheibe 301 in Folge -von Fahrzeugbewegungen gegenüber dem Querachsenkreisel 309 um die Querachse zu rotieren beginnt, erzeugt der Kreisel 309 ein Signal, das den Verstärker 312 durchläuft und dem Verstellelement 306 zugeführt wird, welches hierauf die Scheibe 301 auf der Achse 304 um die Querachse gegenüber dem Ring 302 in einer Richtung verschwenkt, die das Ausgangssignal des Querachsenkreisels 309 eliminiert, so daß auf diese Weise die Z-Achse in fluchtender Ausrichtung mit den Kreiseln 307 und 309 verharrt. Der Ring 302, die Achsen 304 und 305 und die Verstellelemente 306 und 308 ergeben eine Steuervorrichtung, die die dcheibe gegenüber dem Fahrzeugrahmen um die Z-Achse festhält, so aaß die Haupt- und die Querachse gegenüber dem Fahrzeugrahmen um die Z-A.bhse nicht verschwenkt werden, sondern vielmehr mit den Fahrzeugrahmen mitgehen, wennder Fahrzeugrahmen um die Z-Achse bei

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Fahrzeugbewegungen verschwenkt wird. Dementsprechend wird die Scheibe 301 um die Quer- und die Hauptachse, jedoch nicht um die Z-Aehse, stabilisiert. Auf der Scheibe 301 ist ein Beechleunigungs meßwerk 311 für die Querachse angeordnet, um die Beschleunigung der Scheibe längs der Querachse zu messen, wobei das Meßwerk 311 ein von dem Beschleunigungswert abhängiges Signal erzeugt, welches zu dem Rechenwerk 313 geführt wird. Außerdem ist auf der Scheibe 301 das Meßwerk 315 angebracht, um die Beschleunigung der Scheibe 301 längs der Hauptachse zu messen, wobei ein von dieser Beschleunigung abhängiges Ausgangssignal erzeugt wird, welches ebenfalls auf das Rechenwerk 313 gegeben wird. Ein Winkelkreisel 31.7 befindet sich zusätzlich auf der Scheibe 301, um den Betrag zu messen, um welchen die Scheibe um die Z-Achse rotiert und um ein von diesem Betrag abhängiges Ausgangssignal zu erzeugen, welches dem Rechenwerk 313 zugeführt wird. Das Rechenwerk 313 verarbeitet die erwähnten ihm zugeführten Signale, um die gewünschten Kavigationsdaten zu liefern, wobei aber keine vom Rechenwerk stammenden Signale auf den Hauptachsenkreisel und den Querachsenkreisel wie nach der Vorrichtung gemäß Fig. 1 rückgekoppelt sind, .da das Fluchten der Z-Achse mit der Senkrechten in der Vorrichtung nach Fig. 5 nicht aufrechterhalten wird .

In Fig. 6 ist das Schaltschema des Rechenwerks 313 dargestellt. Das Ausgangssignal des Meßwerks 315 für die Hauptachse soll mit der Funktion Ah = Vh + ψ Veh - Gh und der Ausgang des Meßwerks 311 für die Querachse mit der Funktion Ach = Veh - Y Vh - Geh dargestellt werden. Das Ausgangssignal oua des Winkelkreiseis 317 soll gleicht gesetzt werden. Die Komponenten Gh und Geh in den Ausgangssignalen der Meßwerke 315 und 311 stellen Schwerkraftkomponenten dar, welche von den Meßwerken 311 und 315 gemessen werden, wenn sich das Fahrzeug von seinem Startpunkt fortbewegt und die Z-Achse nicht mehr fluchtend mit der Senkrechten ausgerichtet ist. Die Addierstufe 401 empfängt das Ausgangssignal von dem Meßwerk 315 der Hauptachse, ein Signal Ψ Veh von der Vervielfachungsstufe 403 und ein Signal der von dem Meßwerk 315 gemessenen Schwerkraftkomponente Gh von der Analysierstufe 405.

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Säbel ist die Polarität des von der Vervielfaciiungssohaltung gelieferten Signals so gewählt, daß dieses Signal von dem Ausgangssignal des Meßwerks 315 abgezogen wird, während die Polarität des von der Analysierstufe 405 kommenden Signals Gh so gewählt ist, daß dieses Signal zu dem Ausgangssignal des Meßwerks 315 hinzuaddiert wird. Damit stellt das Ausgangssignal der Addierstufe 401 die Größe fh dar, welche in die Integrierstufe 407 zur Erzeugung des Signals 7h gelangt. Die Addierstufe 409 empfängt in gleicher Weise die Ausgangssignale des Meßwerks 311 für die Querachse, ein Signal Ψ Vh von der Vervielfachungsstufe 411 und ein Signal Geh von der Analysierstufe 405, wobei die Polarität der Signale der Vervielfachungsstufe 411 so gewählt ist, daß dieses Signal zu dem Signal des Meßwerks 311 hinzuaddiert wird, während die Polarität des von der Analysierstufe 405 stammenden Signals so gewählt ist, daß dieses Signal zu dem Ausgangssignal des Meßwerks 311 hinzuaddiert wird. Somit stellt das Ausgangssignal der Addierstufe 409 die Größe "$ch dar, die der Integrierstufe 413 zugeführt wird, welche ein Ausgangssignal Veh erzeugt, das ebenso wie das Ausgangssignal Ψ des Winkelkreisels 317 in die Vervielfachungsstufe 403 eingegeben wird. Diese Stufe 403 multipliziert die beiden Signale und das Produkt ψ Veh wird der Addierstüfe 401 zugeführt. Die Vervielfachungsstufe 411 wird sowohl mit dem Ausgangssignal der Integrierstufe 407 als auch mit dem Signal des Winkelkreisels 317 beaufschlagt. Auch die Vervielfachungsstufe 411 bildet das Produkt Ψ Vh dieser beiden Signale, das hierauf der Addierstufe 409 zugeführt wird. Das Ausgangssignal Y des Winkelkreisels 317 gelangt in die Integrierstufe 415» in der ein Ausgangssignal erzeugt wird, das den gesamten Betrag der Winkeländerung der Hauptachse darstellt. In einer Addierstufe 417 werden das Signal der Integrierstufe 415 und das Signal ^Po, das den anfänglichen Winkel der Hauptachse bei Beginn der Eechenoperation darstellt, addiert und ein dem Hauptachsenwinkel f entsprechendes Signal erzeugt. In der Vorrichtung nach den Pig. 5 und 6 ist der Hauptachsenwinkel als der Winkel zwischen der X Koordinate eines auf der Erdoberfläche befindlichen Koordinatennetzes und der Hauptachse definiert.

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Die Analysierstufen 405 und 419 sind von dem Ausgangssignal der Addierstufe 417 beaufschlagt, wobei die letzte Stufe noch mit den Ausgangssignalen Vh und Veh der Integrierstufen 407 und 413 beaufschlagt sind. Dementsprechend erzeugt die Stufe 419 auf ihrem Ausgangskanal 421 ein Signal von der Funktion Vh cos Y Veh sin Y , die gleich dem Ifiert Vx, nämlich der Geschwindigkeitskomponente auf den X Koordinaten gleichgesetzt wird. Außerdem erzeugt- die Stufe 419 auf dem Ausgangssignal 423 ein Signal mit der Funktion Vh sin Y + Veh cos Y , welche dem Wert Vy, d.h. der Geschwindigkeitskomponente auf den Y Koordinaten gleichgesetzt wird. Das Ausgangssignal Vx im Kanal 421 gelangt in die Integrierstufe 425, welche ein Ausgangssignal erzeugt, das den Abstand X auf den X Koordinaten vom Startpunkt aus darstellt, während das Signal Vy auf dem Kanal 423 in die Integrierstufe 427 gelangt, die ein Ausgangssignal erzeugt, das den Abstand Y, der auf den Y Koordinaten vom Startpunkt aus zurückgelegt wurde, darstellt. Die Ausgangssignale X und Y der Integrierstufen 425 und 427 werden der Analysierstufe 405 zugeführt, die auf ihrem Ausgangssignal 429 ein der Funktion X cos ψ + Y sin Y proportionales Signal erzeugt und auf ihrem Ausgangskanal 431 ein der Funktion Y cos Ψ - X sin ψ proportionales Signal. In den schmalen Feldern über denen die Vorrichtung arbeiten soll, ist der Wert Sh annähernd proportional der Funktion X cos V + Y sin Y . Die Analysierstufe 405 liefert auf den Kanal 429 einen Maßstabsfaktor, so daß dieses Signal den Wert Gh darstellt. Das Signal auf Kanal 429 ist das von der Analysierstufe 405 herrührende Signal, das in die Addierstufe 401 eingegeben wurde. Die Größe Geh ist in guter Annäherung proportional der Funktion Y cos Y-X sin V Auch das Ausgangssignal der Analysierstufe 405 auf dem Kanal 431 wird mit einem passenden Maßstabsfaktor versehen, um den Wert Geh darzustellen. Dieses Ausgangsignal auf dem Kanal 431 ist das von der Analysierstufe 405 auf die Addierstufe 409 eingegebene Signal. Somit liefert.das Rechenwerk 313 die gewünschten Navigationsdaten der Abstände X und Y, die von dem Fahrzeug von dem Startpunkt aus, in dem die Z-Achse noch mit der Senkrechten fluchtend ausgerichtet war, zurückgelegt wurden. Soll das Fahr-

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zeug über eine längere Zeitspanne betrieben werden, dann können zusätzliche Korrektursignale eingeführt werden, um den Einfluß der Erdrotation in derselben Art und Weise wie bei bekannten Yorrichtungen auszuschalten.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1J Kreiselnavxgationsanordnung mit einer Kreiselscheibe mit aufeinander senkrecht stehender Haupt-, Quer- und Z-Achse, gekennzeichnet durch auf der Kreiselscheibe befindliche Kreisel, die der Drehung der Scheibe um die Haupt- und Querachse gegenüber dem vom Kreisel vorgegebenen Trägheitsbezugspunkt entsprechende Signale erzeugen, durch Yerstellelemente zwischen der Scheibe und einem fahrzeugrahmen, die entsprechend den Kreiselsignalen die Lage der Scheibe zur Haupt- und Querachse gegenüber dem \ Trägheitsbezugspunkt unverändert halten und die Winkelabweichung \ der Scheibe um die Z-Achse gegenüber dem Fahrzeugrahmen fest- \ halten, durch ein auf der Scheibe befindliches HauptaGhsen-Be-, schleunigungsmeßwerk, das ein der Beschleunigung der Scheibe längs der Hauptachse entsprechendes Signal erzeugt, durch ein auf <^er Scheibe befindliches Querachsen-Beschleunigungsmeßwerk, das ein der Beschleunigung der Scheibe längs der Querachse entsprechendes Signal erzeugt, durch einen auf der Scheibe befindlichen WinkCLmeßkreisel, der ein dem Betrag der Winkeldrehung der Scheibe um die Z-Achse entsprechendes Signal erzeugt, und durch ein Rechenwerk, das entsprechend den von den Beschleunigungsmeßwerken U2^d dem Winkelmeßkreisel gelieferten Signalen den Trägheitsbezugspunkt so einstellt, daß die Z-Achse mit der Senkrechten fluchtend ausgerichtet ist, wobei das Rechenwerk zusätzlich diese Signal^ zu Havigationsdaten verarbeitet.

   2. Kreiselanofdnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreiselssheibe nur um die Haupt- und Querachse stabilisiert ist. \

   3. Kreiselanordnung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenwerk eine Analysierstufe enthält, die die Signale der Beschleunigungsmeßvfcsrke und des Winkelmeßkreisels empfängt und aus den Signalen dei; Beschleunigungsmeßwerke zusammen mit dem Winkel zwischen der Hauptachse und der Hordrichtung ein die nordwärts- und ein die ostwärts-gerichtete Besohleunigungskompo-

   \
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   nente darstellendes erstes und zweites Signal erzeugt, daß in einer ersten Addierstufe das erste Signal und ein Eingangssignal zu einem Ausgangssignal addiert werden, das in einer ersten Integrierstufe zu einem die nordwärts gerichtete Geschwindigkeitskomponente darstellenden Signal Vn integriert wird, daß in einer zweiten Addierstufe das zweite Signal und ein Eingangssignal zu einem Ausgangssignal addiert werden, das in einer zweiten Integrierstufe zu einem die ostwärts gerichtete Geschwindigkeitskomponente darstellenden Signal Ve integriert wird, und daß eine weitere Schaltstufe aus den AusgangsSignalen der Integrierstufen für die erste Addierstufe ein Signal von der Funktion (SFe. tan/\ )/R und für die zweite Addierstufe ein Signal von der Funktion (Ve Vn tan A )/R bereitstellt, wobei A die gegenwärtige geographische Breite und R der Erdradius ist.

   4·. Kreiselanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Addierstufe das Ausgangssignal des ersten Beschleunigungsmeßwerks und ein Eingangssignal zu einem Ausgangssignal addiert werden, das in einer ersten Integrierstufe asu einem die Geschwindigkeitskomponente Vh auf der Hauptachse darstellenden Signal integriert wird, daß in einer zweiten Addierstufe das Ausgangssignal des zweiten BeBchleunigungsmeßwerks und ein Eingangssignal zu einem Ausgangssignal addiert werden, das in einer zweiten Integrierstufe zu einem die Geschwindigkeitskomponente Veh auf der Querachse darstellenden Signal integriert' wird, und daß eine Schaltstufe aus den Ausgangssignalen des Winkelmeßkreisels und der zweiten Integrierstufe für die erste Addierstufe ein Signal von der Größe des Produktes aus Veh mal dem Winkel der Scheibendrehung um die Z-Achse bereitstellt, und eine weitere Schaltstufe aus den Ausgangssignalen des Winkelmeßkreisels und der ersten Integrierstufe für die zweite Addierstufe ein Signal von der Größe des Produktes aus Vh mal dem Winkel der Scheibendrehung um die Z-Achse bereitstellt.

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   5o Kreiselanordnung nach, den Ansprüchen 1 bis 4, daduröh gekennzeichnet, daß in einer Schaltstufe aus den Ausgangssignalen der ersten und zweiten Integrierstufe ein Signal (Ve tan A )/R erzeugt wird, das in einer dritten Addierstufe mit dem Ausgangssignal des Winkelmeßkreisels zu einem Signal addiert wird, das in einer dritten Integrierstufe zu einem dem Hauptachsenwinkel zwischen der Hauptachse und der UOrdriohtung proportionalen Signal integriert, und der Analysierstufe zugeführt wird, daß in einer weiteren Schaltstufe aus dem Ausgangssignal der zweiten Integrierstufe und dem Signal (Ve tan/( )/R ein Signal (Ve tan/[ ) /R erzeugt wird, das der ersten Addierstufe zugeführt wird, und in einer zusätzlichen Schaltstufe aus dem Ausgangesignal der ersten Integrierstufe und dem Signal (Ve tan /{ )/R ein Signal (Ve Vn tan A )/R erzeugt wird, das der zweiten Addierstufe zugeführt wird.

   6. Kreiselanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Schaltstufe aus den AusgangsSignalen der ersten, zweiten und dritten Integrierstufe ein Signal (Ve tanA)/R erzeugt wird, das der dritten Addierstufe zugeführt wird.

   7. Kreiselanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Integrierstufe aus dem Ausgangssignal des Winkelmeßkreisels ein den Hauptachsenwinkel zwischen der Hauptachse und einer X Koordinate eines Koordinatennetzes auf der Brdoberfläche darstellendes Signal erzeugt wird und in einer Schaltstufe aus den Ausgangssignalen der ersten, zweiten und dritten Integrierstufe ein der ersten Addierstufe zugeführtes Signal, das die von dem ersten Beschleunigungsmeßwerk gemessene Schwerkraftkomponente darstellt, und ein der zweiten Addierstufe zugeführtes Signal, das die von dem zweiten Beschleunigungsmeßwerk gemessene Schwerkfaftkomponente darstellt, erzeugt wird.

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