DE1756619A1 - Vorrichtung zur Navigation von Fahrzeugen - Google Patents
Vorrichtung zur Navigation von FahrzeugenInfo
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Description
DR. I. M. MAAS DR. W. G. PFEIFFER t ATENTANWALTE
• MÖNCHEN II UNGEtERSTRASSE 2S
General Precision Systems Inc. Tarrytown, New York, Y.St.A.
Die Erfindung bealeht aiob allgemein auf »ine Vorrichtung
zur Navigation von Fahrzeugen und insbesondere auf ein«
In einem Flugzeug enthaltene, sogenannte Doppler~Trttghelte~
Ausglelohsanlage, bei welcher die Dopplerantenne und eine
kreise!stabilisierte Trägheit«plattfore an räumlich getrennten
Stellen innerhalb des F&hrseugt angeordnet sind.
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Bekanntlich sind cur Navigation dienende Doppier-Radaranlagen gewöhnlich so ausgebildet, daß «le drei
oder mehrere Bündel von Strahlungsenergie von ein·» Luftfahrzeug unter verschiedenen Winkeln bezüglich der
Ird· ausBtnden und einen Teil der Bnergie nach Reflexion
an der KrSe vleder tapfangen. Die Bewegung dee Fahrzeuge
bezüglich der BrSe bewirkt, daß die Frequenz tf»*r empfangenen
Bnerglo sich ändert, und durch Kessen und Vergleichen der
Prequenzvei'ftchiebungen der verschiedenen Strahlenbündel
kf.nn die Bodengeechwlndlgkelt und der Abtriftwinkel dee
Fahrzeuge bestimmt werden. Die Art dieses Reflexion«Vorganges
bewirkt, daß die Frequenz des zurückkehrenden Signals schnell und unregelmäßig schwankt und so zu großen
Fehlern bei der augenblicklichen Angabe der Bodengeschwlndlgkeit und des Abtriftwinkele führt. Trotzdem können
Doppleranlagen sehr genau sein, wenn die Daten Ober eine
Zeltspanne von beispielsweise mehreren Minuten gemlttelt
werden, und die Genauigkeit verschlechtert eich nicht mit
den Fortschreiten der Seit.
Andererseits weiten Trigheitsanlagen gewöhnlich eine kreiselstabilisierte,
horizontale Plattform auf, auf welcher Bindestens
zwei Beschleunigungsmesser tun Messen von Beschleunigungen in aufeinander senkrecht stehenden Richtungen in dir Ebene
der Plattform angebracht sind. Die so gemessenen Beschleunigungen
können integriert werden, um Geschwindigkeiten tu erhalten, welche ihrerseits so zerlegt werden können, da*
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J £.¥>. it.'1, H'
BADORfGINAt
sie Bodengeschwindigkeit und Abtriftwinkel angeben. Die
Genauigkeit solcher Anlagen hingt unter anderem von der horizontalen Auerichtung der Plattfor» ab, da die Beschleunigungsmesser
nicht zwischen Beschleunigungen aufgrund einer Bewegung de« Fahrzeugs relativ zur Erde und
einer auf der Schwerkraft beruhenden Beschleunigung unterscheiden können. Auch wenn die Plattform ursprünglich
genau horizontal angeordnet wird, weicht sie nach einer bestlernten Zelt infolge des unvermeidlichen, willkürlichen
AuBwanderns der zur Stabilisierung verwendeten Kreisel von dieser Lage ab. Daher haben Trägbeiteanlagen den Nachteil,
daß Ihre Genauigkeit im Verlauf der Zelt sieh schnell verschlechtert,
obwohl ihre augenblickliche oder kurzzeitige Genauigkeit ausgezeichnet 1st.
Es ist daher ersichtlich, daß Doppleranlagen und Trftgheltsanlagen
sich ergänzende Vorteile besitzen, d.h., die ersteren
haben eine ausgezeichnete langzeitige Genauigkeit, wlhrend die letzteren eine ausgezeichnete kurzzeitige Genauigkeit
haben. Mit anderen Worten, Doppleranlagen sind in Abhängigkeit von niederfrequenten Änderungen der Eingangsdaten,
jedoch nloht in Abhängigkeit von hochfrequenten Änderungen
sehr genau, wfihrend das umgekehrte von Tr&gheltsanlagen gilt,
welche auf hochfrequente Komponenten der Eingangsdaten gut ansprechen, jedoch beim Verfolgen von niederfrequenten Konpo-
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r.anten schlecht ansprechen» Ein weiterer Vergleich der
ewel Artan ergibt, daß beide Im Oberlappungsberelcb
Bif Ie ehe η hochfrequenten und niederfrequenten Elngfingen
ungenau sind und das ihre Ausginge, auoh wenn die zwei
getrennten Anlagen gleichzeitig verwendet werden» den gemeinsamen Nachteil einer geringen Genauigkeit In überlappungsborelch
aufweisen.
Durch Zueannenfaaeung Bweler Anlagen von Dopplertyp und
vom Trftgheltatyp su einer einheitlieben, integrierten
Anlage hat es eich jedoch ala mOglieh herausgestellt,
Oeschwlndigkelts-, Abtrift-, Längsachsen-, Queraeheen-
und Kuredaten mit groier augenblicklicher Genauigkeit
und bei allen Eingangsfrequensen au erhalten und diese
augenblickliche Genauigkeit wird unbegrenst aufrechterhalten. Von einer geeignet verbundenen Doppler-Trighelts-Ausgleichsanlage
kann daher gesagt werten, da£ sie besser
ist als jede der erwähnten« dieselbe bildenden Komponenten möglicherweise sein kann, was die Qualltlt der jeweiligen
Ausgangsleistungen betrifftt AuAerdea eraOgllcht die Susaanenfassung
beider Anlagen su einer einsigen kombinierten Anlage die Aufrichtung und Aufreohterbaltung einer stabilen
statischen Besugsvertikalen, von welober dauernd «it höchster
Genauigkeit eine Angabe der Vertikalrichtung gewonnen werden
kann, welohe allgemein von keiner der unabhlnglg voneinander
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wirksamen Komponentenanlagen geliefert werden kann. Beispiele
für solche kombinierte Doppler-Tr&gheitsanlagen sind in den ÖSA-Patentschrlften 2 914 763 und 3 028 592
beschrieben.
Da die Trfigh«itsplittform in einer Doppler-Trtgheitaanlage
in zweckmäßiger Welse eine iuÄeret genaue Bezügevertikale
liefert, 1st es möglich, eine Einrichtung zur Erzeugung eines Signale zur Darstellung des augenblicklichen M
Fahrzeugkurses beeügllch einer vorbestimmten Bezugsrichtung
su verwenden, wobei diese Einrichtung vorteilhafterweise ein Sternverfolgungsgerat aufweist. Dies ist ein höchst
erwünschtes Ergebnis, da Stemverfolgungsgeräte zur Erzielung
von Kursgenauigkeiten höchster Größenordnung geeignet sind, wenn sie mit anderen bekannten Kurs-Besugsvorrlchtungen
verglichen werden, wie beispielsweise einem Magnetkompaß. Trotzdem bringt die Verwendung eines Sternverfolgung*
ge rÄ te in einem Doppler-Trägheltseystem den
zusätzlichen Zwang zur direkten Befestigung des Verfolgung*- ™
geräte an oder nahe der Trlgheltsplattform mit sich, da
Jede räumliche Trennung »wischen diesen zwei Abtastgertten
leicht Auerichtungsfehler In den vertikalen Daten aufgrund
von Biegungen oder Verzerrungen des Fahrzeugrahmen· oder der Zelle de« Flugzeuge hervorrufen. Da die Genauigkeit
des Verfolgungsgerits durch die Genauigkeit der von der
Plattform gelieferten vertikalen Daten begrenzt wird, folgt
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daraus, dafi jeder Ausrichtungsfehler «wischen dem Verfolgung»
gerfit und der Plattform direkt als Kursfehler
und indirekt als Lagefehler an Ausgang der Anlage erscheint. Daher sind allgemein in Stern-Trägheits-Doppleranlagen
das Sternverfolgung gerit und die Trftgheltsplattform
innig Miteinander verbunden, und «war entweder in
Form eines einzigen Bauteils oder durch genügend nah· Anordnung, so da* die Möglichkeit der Erzeugung eines
Fehlers in der Übertragung der vertikalen Daten vermindert wird»
Da Jedooh SternVerfolgung«geräte die Sterne beobachten
nüssen, sind sie gewöhnlich auf dem oberen Teil des Rumpfes oder des Oeschoftes angeordnet, während Dopplerantennen
in typischer Welse am Boden angeordnet sind, so daß ein klares Blickfeld sur Erde erzielt wird. Bei
vielen Anwendungen 1st es darüber hinaus erwünscht, die Trägheitsplattfom nahe an anderen Anlagen im Fahrzeug
ansuordnen, beispielsweise an Qellndeabsuchgeräten, Oeländeaufnahme-Radargeräten, Bombardierunge-HiIfsgeräten
und dergleichen. Daher werden in den meisten Fällen das Stern-Trägheltsgerät einerseits und die Doppler-Radaranlage
andererseits im Fahrzeug vertikal getrennt angeordnet und erhalten, was wichtiger 1st, auch eine horizontale
Trennung.
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Unglücklicherweise wird durch diese räumlichen Trennungen
ein Auerichtungsproblem hervorgerufen, welches die Arbeitsweise der Anlage nachteilig beeinflussen wurde, wenn es
nicht ausgeglichen würde. Das Problem beruht auf der Tatsache, daß die Stem-Trägheitsanlage den Geschwlndlgkeitsvektor
des Fahrzeuge im Koordinatensystem der Trägheitsplattform mißt, während die Dcpplerradaranlage den gleichen
Qeachwindigkeitsvektor in ihrem Anterxienkoordlnatensystem
miete Un nun die Doppleraessungen in das Koordinatensystem
der Plattform umzurechnen, was für «in richtiges Arbeiten der Doppler-Trflgheitsverbindunge ι in der Stern-Trägheits-Doppleranlage
durchgeführt werden muß, muß die augenblickliche gegenseitige Orientierung uleser Koordinatensysteme
bekannt sein.
Wenn sich das Fahrzeug auf dem Erdboden befindet, ist es möglich, diese Orientierung unter Anwendung bekannter optischer
Verfahren genau zu bestimmen. Wenn sich das Fahrzeug jedoch in der Luft befindet, ändert sich die Orientierung
schnell mit der Zeit in einer etwas zufälligen Weise, da
sich der Fahrzeugaufbau ständig biegt oder verzerrt, wenn Änderungen in den Belastungen der Bewaffnung oder des Brennstoffs,
der Außentemperatur und dem Außendruck und der Fahrzeuggeschwindigkeit und -höhe auftreten. Die durch diese
Schwankungen in der Orientierung hervorgerufenen Fehler
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treten in der Anlage als Fehler in Oesohwindigkeitsausgang
der Dopplerradaranlage auf. Insbesondere sind Änderungen der Orientierung us eine vertikale Achse äquivalent zu
Fehlern Im Doppler-Abtrlftwlnkel und Änderungen der Orientierung um horlsontale Achsen rufen Fehler in den alt des Mlekwlnkel
und des Rollwinkel vergleichbaren Oesehwlndlgkeltsausglngen hervor. Obwohl es sieh herausgestellt hat, dal
die Mick- und Rollfehler Wirkungen swelter Ordnung in den horisontalen Doppler-Oeschwlndlgkeltsausgiagen hervorrufen,
P welche so klein sind, daA sie vernachlässigt werden Manen,
sind doch die Abtriftwinkelfehler beträchtlich und «fiesen daher ausgeglichen werden.
Dementsprechend schafft die Erfindung eine Vorrichtung sur
Navigation von Fahrzeugen alt einer Trägheitseinrichtung sur Erzeugung von Signalen, welche die Bodengeschwlndlgkeitskonponenten
(ground speed velocity components) des Fahrzeuge längs einer ersten vorbestimmten Besugsrlohtung und
t längs einer zweiten, darauf senkrecht stehenden Richtung angeben, wobei die TMgheitselnriehtung eine Einrichtung sur
Erzeugung eines Signals aufweist, welches den augenblicklichen lure des Fahrzeugs in bezug auf die erste vorbestimmte
Besugsrlehtung darstellt, und mit einer getrennten Dopplerradareinrlohtung sur unabhängigen Erzeugung von
Signalen, welche die Bodenkursgesehwlndlgkelt (ground track
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velocity) und den Abtriftwinkel (drift angle) des Fahrzeugs angeben, gekennzeichnet durch einen Koordiiatenwandler,
welcher auf dae von der Trägheitseinrichtung erzeugt· Kurssignal und auf das von der Doppleranlage
erzeugte Abtriftwinkelsignal anspricht und das von der Doppleranlage erzeugte Bodenkursgeschwindigkeltssignal
so umwandelt, daft die Doppler-aesohwindigkeitskomponenten
längs der ersten vorbestimmten Richtung bzw. längs der
darauf senkrecht stehenden zweiten Richtung ersielt werden, ^j
durch einen Komparator, welcher auf die Doppler-Oeschwindigkeitakonponenten
und die erstgenannten, von der Trägheiteeinrichtung unabhängig erzeugten Bodengeschwindlgkeltekomponenten
anspricht und Fehlersignale erzeugt, die der Differenz zwischen diesen Komponenten entsprechen, eine
Einrichtung zur Rückkopplung dieser Jeweiligen Fehlersignale
auf die Trägheitsanlage zur Verwendung in derselben, eine Einrichtung zur automatischen Berechnung jedes in
die von der Doppleranlage erzeugten Oeschwlndigkeltskonpo- nenten
durch Unregelmäßigkeiten In der Ausrichtung zwischen
der Fahrzeuglängeachse an der Dopplerradaranlage bzw. der Trägheiteeinrichtung eingeführten Fehlers sowie durch eine
Einrichtung, welche auf die letztgenannte Einrichtung anspricht und ständig die genannten UnregeIMtftlgkelten In
der Ausrichtung ausgleicht.
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vorzugsweise einen üblichen Kurskreisel, auf, welcher
direkt an oder unmittelbar neben der Dopplerantenne befestigt lat und dessen Drehachse nur ungeffihr auf die
wahre Nordrichtung ausgerichtet let. Vie weiter unten naher erläutert, 1st der vom Kreisel swlachen der annähernden
waliren Nordrichtung und der Besugaachae der Dopplerantenne gemessene Winkel daher gleich der Silane
eines wahren, von der Stern-Trlgheltaplattforn erhaltenen
Kurswinkels, des Nordausrlchtungs-FehlerwinkelB dea Kreisels und des Entorientierungswlnkela zwischen der
Trägheiteachse und der Dopplerachse. Der Kreiaelauagang
wird sodann zu dem von der Dopplerradaranlage erhaltenen Abtriftwinkel addiert und der erhaltene Winkel wird von
der Koordlnatenwandlereihrichtung «ur umwandlung dea
Bodengeschwindigkeitsvektors dea Fahrseuga, welcher ebenfalls
aus der Doppleranlage erhalten wird, in Nord*- und Oatkonponenten verwendet. Die letsteren werden welter
durch den wahren Kurawlnkel abgeändert, welcher von der Stern~Trägheitsplattform erhalten wird, ao daA der auf
die Krelaelkuraachae besogene Querkursgeechwlndlgkeltsvektor
ersielt wird. Bine ähnliche Umwandlung der durch Trlgheltamessung
erhaltenen Horlsontalgeschwlndlgkelten ergibt die Querkurageechwindlgkeltakomponente
besflglleh der Achse der Trägheiteplattfore. Die swel umgewandelten Querkurageaehwindigkeitakomponenten
werden sodann durch die Einrichtung aur
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automatischen Berechnung Jedes In die mit der Doppleranlage
gesessenen Gesehwindigkeitskomponenten durch Unregelmäßigkeiten in der Fluchtung zwischen der Längsachse des Fahreeugfl
und der Dopplerradaranlage und der Trtgheitsplattfonn
eingeführten Fehlers algebraisch addiert, so da* ein Qeschvlndlgkeitsfehlerelgnftl
proportional sum Querausrlehtungs· fehler mischen der Trägheitsplattforra und der Kurskrelselachse
erseugt wird. Dieses Fehlersignal wird sodann Ober eine geschlossene Schleife sum Kurskreisel rückgekoppelt,
so daß eine Präsesslonabewegung seiner Drehachse hervorgerufen wird, bis der Ausrichtung«fehler abgeglichen 1st, In
welchem Zeltpunkt der Ausgang des Kurskreisels ein HaA für den wahren Kurs susätslioh des Orientierungsfehlers 1st.
Daher wird im stationären Zustand der Kurskreisel in die
wahre Nordrichtung nachgeführt, welche durch die Stern» Trägheitsplattform bestimmt wird, und die umgewandelten
Doppler-Geschwindlgkeitsausgänge geben keinen Orientierungsfehler infolge einer Biegung oder Verzerrung des Fahrseugs
wider.
Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Bs seigt
Figur 1 eine teilweise in Schrägansicht und teilweise In
Blockschaltform ausgeführte Schaltskisse der erfindungsgemäften Anlage und
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Figur 2 eine geometrische SkItM9 welch· die verschiedenen
bei die·«· System Yorko—enden Koordinaten Achsen darstellt.
Xn Figur 1 let allgemein bei IO eine stabilleierte Trägheit
«platt forn dargestellt. Die swel Stander 11, 12, welch·
als Teil d»s Rshmone des gesteuerten Fahrseugs betrachtet
werden können, tragen Jewells Io Drehlagern In einer Geraden
liegend« !teilen 13, 1*, dere gemeinsame Achse parallel rur
Ltngeachee des Fahrscugs verlauft. Die Welle 13 1st direkt
alt den Rotor einer Abttetvorrichtung 1$ gekoppelt, beispielsweise
eines Synohrongebera, dessen Stator as Ständer befestigt 1st. OlelebernaBen 1st die welle 1* direkt mit dem
Rotor eines Direhmomenterscugers 16 gekoppelt, welcher am
Stander 12 befestigt 1st. PIe Enden der Wellen 13 und U
tragen einen normalerweise borlsontalen tuAeren, ringförmigen
Schwenkrahmen 17, welcher um die Längsachse oder Rollachse
des Flugzeugs drehbar 1st, wobei In den Schwenkrahmen In
einer Oeraden liegende Wellen 16, 19 drehbar gelagert sind,
derem gemeinsame Aehse In besug auf die Quer- oder Nlckaehse
des Flugseugrahmens ausgerichtet 1st. Bin Ende der Welle 18
let direkt mit dem Rotor der Abtasteinrichtung 21 gekoppelt, wlh*end ein Bnde der Welle 19 direkt mit dem Rotor des
Motors 22 verbunden 1st. Die Abtasteinrichtung und der Rotor
sind Jeweils am ringförmigen Schwenkrahmen 17 befestigt. Die
anderen Bnden der Wellen 18, 19 tragen einen normalerweise
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vertikalen Inneren Schwenkrahmen 23» welcher in Figur 1
zwar abgebrochen dargestellt let, jedoch vorzugsweise
aus einen vollständigen Ring besteht und eine normalerweise vertikale Welle 24 enthält, welche in seinen oberen
und unteren Teil drehbar gelagert let. Die Well« 2k dient
auAer sur drehbaren Lagerung der Trlgheltsplattform 28
auch als gemeinsamer Rotor für einen Drehmomenterzeuger 25»
eine Abtasteinrichtung 26 und einen Koordinatenwandler 27» deren Statoren alle am Schwenkrahmen 23 befestigt sind.
Die Plattform 28» welche senkrecht auf der Welle 2% steht» liegt daher normalerweise horisontal. Wenn nichts anderes
festgestellt wird» 1st anzunehmen, daA die Ausdrücke vertikal und horizontal nachfolgend stets auf eine örtliche Vertikale
bezogen sind, welche durch den Flugzeugrahmen und den Erdmittelpunkt geht.
Wie in Figur 1 schematisch dargestellt, sind auf der Trägheit
aplatt fore 28 mit dieser drehbar zwei Kreisel 31» 33» ein Beschleunigungsmesser 3* und ein 8temverfolgungsgertt
direkt befestigt.
Jeder Kreisel besteht vorsugswelse und beispielsweise aus
einem bekannten Integrierenden Meiechwlmmkrelael mit zwei
Achsen, dessen twei Abgriffsaohsen mit der Achse des zylindrischen
Geniuses zusammenfallen, während seine zwei Beftacbeen
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senkrecht tu den Drehachsen bn. den Abgriff each« en liegen.
Die Kreisel sprechen daher auf Drehnonente an, deren Konponen· ten ihre Kreiselseheiben ua Jede der Meßachsen su drehen
suchen, und sie sprechen auf solche Drehmomente durch Priseaslon un ihre entsprechenden Abgriffsaenaen an. Vie
aus Figur 1 ersichtlich, 1st der Kreisel 31 so angeordnet, dafi eine seiner Keftachsen parallel su einer Abmessung der
Plattfore 28 verläuft, während seine andere Heftachse senkrecht
su der ersten Achse und parallel sur anderen Abmessung der Plattfor« liegt. In Ähnlicher Velae lat der Kreisel
auf der Plattform so angeordnet, da* eine seiner Msftaohaen
senkrecht auf der Plattfor« oder parallel sur Welle 2* verläuft.
Die andere MeAaehse des Kreisels 33 1st tatsächlich
überflüssig und oat* nicht beachtet werden. Bs wird bemerkt, daa der Kreisel 33 durch einen einachsigen
Kreisel ersetst werden kann und daft swel getrennte einachsige
Kreisel an die Stelle des Kreisel 31 gesetit werden können, wobei die dargestellte Anordnung lediglich lsi
Interesse einer gedrängten Bauwelse bevorsugt wird.
Bekanntlich 1st jeder Kreisel nlt einer Abtastvorrichtung
an seiner Abgriffsaohse verseben» welche ein elektrisches
Signal erseugt, das das Zeltintegral der Drehgeschwindigkeit un die Neftachse angibt. Veiter 1st Jeder Kreisel nlt
einen Paar von Drehnonenterseugern versehen, welche die
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BAD
Aufgabe von Drehaoaenten auf i ede Ab griff säcke· eraOglicben.
Infolge seiner Anordnung tastet der Ir·iMl 31
Drehungen ua aufeinander senkrecht stehende Achsen In der Ebene der Platt fora ab und seine Abtastvorrichtung«!!
erzeugen daher Signale, wenn die Plattform 28 von der
horizontalen Lage abweicht oder kippt. In gleicher Weise tastet der Kreisel 33 Drehungen der Plattfor« 28 ua eine
vertikale Achse ab, welche senkrecht auf der Ebene der Plattform steht, und dadurch werden Fehlersignale der
Atlautlage erzeugt.
Wenn die Plattform anfänglich horizontal eingestellt wird, ist eine der MeAaohsen des Kreisels 31 auf eine geeignete
Bezugsrichtung, beispielsweise die wahre Hordriohtung, ausgerichtet
und seine andere KeAaehse 1st daher auf die wahre Ostrlchtung ausgerichtet. Offensichtlich kann statt
dessen Irgendeine x-y-Koordlnatenorientlerung la Trlgheitsraua
gewählt werden, wobei die Nord- und Ostrlchtung hier lediglich zum Zweck der Iriiuterung bevorzugt wird· Daher
aiftt der Kreisel 33 (der Asiautkrelsel) die Vinkelabweiohung
der Plattfora 28 oder den Kurs In bezug auf die wahre Nordrichtung.
Um eine fluAerste Genauigkeit la Kursdatenauegang der TrIgheltsplattfora
zu gewährleisten, 1st ein bekanntes Stern-
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BAD GFHGrtNAL
BAD GFHGrtNAL
Verfolgungsgerät 35 direkt auf dieser angebracht, wie
sehematiech angedeutet, und wird In einer geschlossenen
Schleife um den Azimutkreisel 33 verwendet. Da die baulichen
Einzelheiten von Sternverfolgungsgeräten bekannt sind und für ein Verständnis der vorliegenden Erfindung
weiter nicht erforderlich sind, werden ale nicht beschrieben.
Es genüge die Feststellung, daß durch optische Abtastung der Winkelbeziehungen zwischen seiner augenblicklichen
Lage und einem bekannten Sternhaufen und anschließendes
Vergleichen dieser Information mit in einer Digitalrechenanlage gespeicherten Daten das Sternverfolgungsgerät
in der Lage 1st, extrem genaue, fortlaufende Kursauagangsdaten
zu liefern, vorausgesetzt, daft eine gleichermaßen genaue Vertikalinformation zur Verfügung steht. Erfindungsgemäß
wird die vom Sternverfolgungsgerät erhaltene Kursinformation ständig mit der vom Azimutkreisel gelieferten
Kursinformation verglichen und Jedes ewisohen diesen
bestehende Fehlersignal auf den Kreisel zurückgekoppelt, um diesen ständig naohzuführen. Auf diese Welse kann gesagt
werden, daß das höchst genaue Sternverfolgungegerät ständig den weniger genauen Kreisel eicht. Die höchst genaue Kurslnformatlon,
welche von der kombinierten Stern-Trägheltsanlage
erhalten wird, kann sodann in andere* Teilen der Anlag·
verwendet werden.
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Kurs mit einen Kurswinkel Null gesteuert wird. Das bedeutet,
daß die Nord-Bezugsrichtung der Plattform und
die Längeachse des Flugzeuge parallel sind. Veiter werde
angenommen, daJfc im Augenblick keine Änderungen in RoIl-
und Nickwinkel vorkommen und daher die Plattform 28 horizontal bleibt. Nun werde angenommen, dafi das Fahrzeug seinen Kurs findert und die Plattform 28 sich mit dem
Flugzeug um die Hoch- oder Kursachse desselben dreht. Diese
Bewegung Qbt ein Drehmoment auf die Me&achse des Aximutkreisele
aus, wodurch der Kreisel veranla&t wird, um seine
AbgriffBachse su präzessieren. Die Abtasteinrichtung des
Kreisels tastet das Auagangedrehmoment ab und erzeugt ein
dazu proportionales Fehlersignal, welche« sodann auf den Servomotor 25 zurflckgekoppelt wird. Der letztere treibt
in Abhängigkeit davon die Welle 24 in der erforderlichen
Richtung an, un den Nordauerichtungsfehler des Azimutkreisels
und dadurch sein eigenes Drehmoment-Meftsignal zu Null zu
machen. In diesem Zeltpunkt 1st anzunehmen, dafi die Plattform wieder auf die wahre Nordrichtung ausgerichtet 1st«
Dies ist jedoch infolge der zufalligen Auswanderung des
Kreisels selten der Fall. Um diesen Auswanderungsfehler
des Kreisele auszuschalten, wird die Krelselkursinformation
durch die Abtasteinrichtung 26 weitergegeben und auf das Sternverfolgungsgerat 35 gegeben. Vorher hat da· Stemv·rfolgungagerät
die Kurswinkelinformation sehr genau gemessen
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BAD ORIGiNAl.
und gespeichert, als sieh die Plattform 28 von der
wahren Nordrichtung wegdrehte. Durch Vergleichen dieser Da-;on mit der vom Kreisel abgelesenen und von der Abtasteinrichtung
26 weitergegebenen Kurslnforaatlon
kann ein Fehlersignal im Sternverfolgungegertt erseugt
werden, welches der Auswanderungsgeschwindigkeit des
Krei&els entspricht. Dieses Fehlersignal wird sodann
durch den Drehmomenteingang des Kreisels rückgekoppelt,
um desssn Abgriffachs» eine entsprechende Prasesslon
zu erteilen und außerdem den Motor 25 su erregen, bis die von der Abtasteinrichtung 26 abgelesene Winkelinforme
tion gleich dem vom Sternverfolgungsgerit gemessenen
Kurswinkel 1st. Es wird daher festgestellt, daß die am Leiter 40 zur Verfügung stehende Information
für alle Absichten und Zwecke gleich den augenblicklichen wahren Kurs, gesehen von der Stern-Trtgheltsplattform,
ist. Diene sehr genaue Angabe wird durch die Servoanordnung '11 und die Drehung der Weile 42 der letsteren
weitergegeben und in anderen Teilen der Anlage verwendet, wie welter unten erläutert.
Um die Plattform 28 horizontal su halten, wird der Kreisel
im wesentlichen in der gleichen Welse verwendet wie der
Kreisel 33. D.h., der Kreisel 31 tastet Drehungen um solne Nord- bsw. Ost-Mefiachse ab und dl· entsprechenden
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Abtasteinrichtung«!! erseugen Fehlersignale, wenn die
Plattform 28 sich neigt. Diese Pehlerslgnale können jedoch
nicht direkt zur Ausrichtung der Plattform verwendet werden, da die Nordachse im allgemeinen nicht
parallel zur Längsachse des Plugxeugs verlauft. Statt dessen werden die Abtasteinrichtungen am Kreisel 31
mit den Rotorwicklungen eines bekannten induktiven Koordinatenwandlers 27 gekoppelt, dessen Rotor durch
die Welle 2k eingestellt wird, wie oben erläutert. Da dieser Koordinatenwandler zur Umwandlung der im
Nord-Ost-Koordinatensystem der Trftgheltspiattform erzeugten
Fehlereignale in entsprechende Feblerslgnale im Koordinatensystem des Flugzeugrahmens geeignet ist,
kann er geeignete Fehlersignale auf die Schwenkrahmen-Drehmomentenerzeuger
16 btw. 22 geben, um die Plattform auszurichten.
28
Einstellung der Plattform/die oben beschriebene Vorrichtung dieselbe in dieser Lage zu halten sucht. Die Plattform würde jedoch unter Umstftnden infolge der Brdkrftauing, der Bewegung des Flugzeugs in bezug auf die Erde und der allen Kreiseln innewohnenden willkürlichen Auewanderunge geschwindigkeiten von der horizontalen Lage abweichen. Die Wirkung dieser Faktoren wird durch die restliche, unmittelbar nachfolgend zu beschreibende Torrichtung außerordentlich gering gemacht.
Einstellung der Plattform/die oben beschriebene Vorrichtung dieselbe in dieser Lage zu halten sucht. Die Plattform würde jedoch unter Umstftnden infolge der Brdkrftauing, der Bewegung des Flugzeugs in bezug auf die Erde und der allen Kreiseln innewohnenden willkürlichen Auewanderunge geschwindigkeiten von der horizontalen Lage abweichen. Die Wirkung dieser Faktoren wird durch die restliche, unmittelbar nachfolgend zu beschreibende Torrichtung außerordentlich gering gemacht.
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BAD ORIGINAL
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Es let zwar eine horizontal« Platt fore zur Erzeugung der
extrem genauen vertikalen BezugsInformation notwendig,
welche für das Sternverfolgungagerät 35 und die unter Umstanden In Verbindung mit der Doppler-Trägheit»anlage
im Fahrzeug verwendete Hilfsvorrichtung erforderlich ist. Der Hauptzweck für die Aufrechterhaltung der Ausrichtung
der Plattform besteht jedoch darin, eine Unterstützung
für den zweiachsigen Beschleunigungsmesser 3* zu schaffen, so <5aß er lediglich die Fahrzeugbeschleunigung
und nicht die Scbwerkraftbeschleunigung mißt. Da, wie
erläutert, die Funktion der Trfigheltsanlage in der Messung
der Geschwindigkeit durch Integrieren der Ausginge eines Beschleunigungsmessers besteht, 1st die zweiachsige Einheit
3" auf der Plattform 28 befestigt, so da* Ihre MeA-achsen
4ängs der wahren Nord- und wahren Ost-Bezugsrlohtung
ausgerichtet sind, welche durch die Wirkung des Steraverfolgungsgerlts
in der Servosohlelfe des Aslmutkrelsels ercfugt werden. Da zweiachsige Beschleunigungsmesser der
erfindungsgemä£ bevorzugten Art bekannt sind, genügt es
für die Erläuterung der vorliegenden Erfindung, wenn von diesen lediglieh aneommen wird, da£ der Beschleunigung·-
messer swel unipolare Auegangespannungen liefert, deren
Polaritäten und OröBen den gemessenen Betrag der Fahrzeugbeschleunigung
In der Mord- bzw. Ostriehtung darstellen.
Dementsprechend wird ständig eine Spannung proportional
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sur Beschleunigung in der Nordrichtung lings eines Schaltungaweges *3 auf eine Integr&torsohaltung HH
gegeben, deren Ausgang proportional sur Flugseuggesehwindigkeit in der Mordrlchtung V^1 1st. Diese
Spannung wird aodann durch eine Schleif· rückgekoppelt, welche den Leiter 45, den Susad.erpunkt W,
den Leiter 18, den Block 51 und den Leiter 50 enthält, und wird auf den Drehmoswnteingang des Kreisels 31
gegeben, so daß dl« Nordabgriffachse des ietsterer*
ständig leicht prfiseseiert, un die Plattform 28 hörtsontal
su halten, wenn das flugzeug Ober die gekröa»»
te Oberfläche der Erde gesteuert wird. Der Block 51 ist lnstrunentenaäAlg in bekannter Meise ausgerüstet, se
daft ein Untersetsungsfaktor gleich de« Brdradius erleugt
und ein weiterer Korrekturfaktor eingeführt wird, welcher notwendig 1st, da die Brdsi'fl—mg nahe dein Polen
sich von derjenigen nahe den Äquator unterscheidet.
In gleicher Welse wird die der Beschleunigung in der
Ostriebtung entsprechende Auegangsspannung tob Beschleunigungsmesser
JH längs des Leiter 53 sur Integratorschaltußg
52 gespeist, deren Ausgangsspannung der Geschwindigkeit
in der Ostrichtung V^ entspricht, Die
letstgenannte Spannung wird sodann durch eine Sohlelfe,
welche den Leiter 5*, den Susnlerpunkt 55, den Leiter 56,
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den Meek 57 (dessen Funktion gleich derjenigen dee
obigen Blocke 51 ist), den Summierpunkt 58 und den Leiter 59 enthält, sum Drehmomenteingang des freieeis
rückgekoppelt, um die Oetabgrlffaohse des letsteren in
Prtsesslen su versetsen und dadurch ständig für denselben
eine neu· Vullbesugslage alt einer Geschwindigkeit einzustellen,
welohe durch die sich ändernde Brilt ι Π—mg in
der Ostrichtung bestimmt wird. Da der Beschleunigung»-
■esser die Beschleunigung in besug auf den Trägheitsraua
mlAt, geben Jedoch seine integrierten Ausginge die Geschwindigkeit
in besug auf den Trägheitsraua an« Bs ist daher netig, eine Korrektur sua Ausgleich der Wirkung der
Winkelbewegung der Brde längs der Ost-Vestaehse anzubringen,
um die Bodengesohwlndlgkeit für die Navigation Ober die Brdoberfläohe su erhalten. Dieses Erfordernis
wird erfüllt, indem ein Xorrekturfaktor gleich der Brddrehungsgesohwindigkelt
besflglich des Fixsternhimmels in die Oetsehlelfe eingefOhrt wird, wie allgemein durch den
Pfeil 60 und den Summlerpunkt 58 angedeutet, und indem
Ausglelehswerte für Coriollsbesehleunlgungen in die Mord-
und Ostschleife eingefOhrt werden, wie allgemein durch die
Pfeile 6l biw· 62 angedeutet. Geeignete Schaltungen sur
Erzeugung und Lieferung der Korrektur für die Erddrehgescbwlndlgkelt
und der Ausgleiehswerte für die Coriollsbeechleunigungen
sind beispielsweise in der obengenannten
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BAD
BAD
Aus dem Gesagten ist xu entnehmen, daft eine reine
Trägheltsanlage genau« Ausgangsleistungen liefern kann,
welche die linear· horizontale Geschwindigkeit in der
Kord- und Ostrlehtung sowie «inen wahren Kurs angeben.
Außerdem erzeugt diese Anlage eine Angabe der wahren Yertlkalrlabtung, wie si· durch die horlsontale Ausrichtung
der Plattform 26 dargestellt wird und in der Praxis gemessen wird, indem die Komponenten der RoIl-
und Nickdaten von Schwenkrahmen tragenden Abnahmevorrichtungen 15 und 21 gewonnen werden« wobei diese Komponentenausgänge
schematisch an den Datenausgangsleitungen
btw. 30 angedeutet sind. In den bisherigen Ausführungen wurde jedoch nicht berücksichtigt» was geschieht, wann
ein Fehler in der Vertikalen vorhanden ist, d.h., wenn die Trägheitsplattform 28 nicht horizontal ausgerichtet
ist. Außerdem wurden die Wirkungen der Kreiselauewanderung,
des Beschleunigungsmesser-Rauschens, der Oerltefehler und
dergleichen nicht berücksichtigt. Bs 1st klar, daft ein
Fehler in der Vertikalen ein· Komponente der Schwerkraftbeschleunigung
hervorruft, welche im Beschleunigungsmesserausgang auftritt und nach der Integrierung su einem Fehler
in der Geschwindigkeit und infolgedessen su Fehlern in den
Drehmonentbetrlgen und dem Kurs des Kreisels führt. Gleioher-
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BAD ORiQtNAU
BAD ORiQtNAU
aasen führen Krelselauswanderung und Fehler in der Berechnung
der Brddrehgeschwindigkeit tu Fehlern in den DrehBonentbetrAgen bcw. der Bodengeachwlndlgkelt, wehrend
Beschleunlgungsaesserfehler die gleiche Wirkung wie ein«
Sehverkraftkoaponent· haben. Auch wenn anfänglich keine
Fehler vorhanden Bind, wirken die gerade beschriebenen Fehler oder Oeriusche als swangalfiuflge Funktionen, welche
Störungen verursachen, die durch Jede der Schleifen fortgepflanst werden und daduroh Fehler in der Vertikalen,
der Geschwindigkeit und djeu Eure hervorrufen. Durch Ableitung
der Differentialgleichungen, welche daa Verhalten einer Schleife beschreiben, welche einen Kreisel, einen
Beschleunigungsmesser und einen Integrator enthllt, wobei
dies· Schleife den obengenannten zwangsläufigen Funktionen
unterworfen ist, kann darüber hinaus leicht gezeigt werden, das die betreffenden Sohlelfen notwendigerweise ungedlapft
sind, d.h. Fehler, welche bei der Messung der Oeeebwlndlgkeit
und der Vertikalen In der Anlage auftreten, werden nicht herausgealttelt, sondern treten In Schwingung»fora
anf und bestehen in «nbestljeater weise bei einer konstanten
oharakterlstlscben Frequent. Venn nicht eine gewisse
Dsapfung Torgesehen wird, steigt die Amplitude dieser
Schwingungen ständig und erreioht lsi Verlauf der SsIt
allsfthlleh unsullssig hohe werte.
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eine* reinen Trttgheltsanlage entstehenden Schwingungen
gedlsqpft oder sogar vollständig musgelOeeht werden können,
Indeai eine luftere, unabhängige QeschwindigkeltssMAeinriohtung
verwendet wird, wie sie durch eine Dopplerrftdar»
anlage gebildet wird. Die swel Qesehwlndlgkeltsasssuaesn
können sodann verglichen und ihre Differens sur Icvrektur
der Trägheit»anlage verwendet werden.
Zur BrlAuterung werde vorübergehend angenossNtt, da£ statt
der innerhalb des in Figur 1 gestriohelten Reehteoks 100
geseigten Vorrichtung eine bekannte Dopplerradaranlage vorhanden wire, welche sur von der Trlgheltsanlage unabhängigen
Brseugung von Ausgangsdaten geeignet 1st, die den Kessungen der linearen Horizontalgeschwindigkeit in
Richtung des Bodenkursee (ground track) VQT und de» Abtriftwinkel
(drift angle)t ^ des Fahrseugs entsprechen.
Veiter sei angenossMn, dag kein Ausrichtung»fehler infolge
einer Biegung des Flugeeugrahaens swisoben der Bestigsmchse
der Trigheiteplattfoni und der Besugsnohse der Dopplerantenne
vorhanden sei. Durch algebraische Additicr des wahren
Kurswinkels, welcher durch die Asisnatabtast- oder AbnahsiS"
einrichtung der Trigheiteplattfoni erhalten wird, stm Ab»
trlftwinkel, welcher von DopplerenpfAnger erhalten wird,
kann nun die resultierende Qesaatkurswinkel-Inforaation verwendet werden, um den Dopplergesohwindkeltsausgang in eine
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BAD OBiGINAt,
lfordkoaponente V^p und eine Oetkoaponente Vgn usdiuwandeln
und dadurch die Ton der Doppleranlage gemessene Bodenkursgesehwlndlgkelt
sum Besugskoordlnatensystem der Trigheitsplattform
in Beslehung su setsen. Die umgewandelten Dopplergesehwindigkeitekomponenten
kennen nun Ober Leiter 61 bsw· 65 auf dl· Trägheitsanlage gegeben und direkt mit
den τοη der Trtgheltsanlage erseugten Oesohwindlgkeltskomponenten
in der Mord- bsw. Ostrichtung Tergllohen werden. Die daraus erhaltenen Oesohwlndigkeitefehlersignale werden
P sodann sur Abstimmung und Dampfung Jeder Schleife Terwendet,
bevor sie su ihren entsprechenden Krelsel-Drehmomentbetrlgen
addiert werden.
Insbesondere werden die unabhängig gemessenen Dopplergeschwlndigkeltskomponenten
algebraisch su den entsprechenden, τοη der Trlgbeltsanlage erseugten Geschwindigkeiten
in SummierTorriehtungen 66 bsw. 67 addiert, so da* Pehlersignale
Δ Vn, ΔνΒ in den Leitungen 70 bsw. 71 erseugt
^ werden. Diese Fehlereignale, welche die augenblickliche Differenz swisehen den mit der Trtgheltsanlage gemessenen
und den mit der Doppleranlage gemessenen Oeschwindlgkeltekomponenten
wiedergeben, werden sodann durch die Mord·· bsw.
Ost-Trlgheltssohlelfe surOokgekoppelt, um die Mord- und
Ostabgriffachse im Kreisel 31 absugleiohen, bis die genannten, ""fhhfnglg gemessenen OesehwlmUgksltskomponenten
gl«loh sind. Olelchseltig werden die Dlfferensslgnale sur
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BAD
Dämpfung um jeden Integrator rückgekoppelt. Venn dies
In einen stationären Zustand geschieht, wird die allmähliche
Entstehung von Fehlern in der Trägheitsanlage verhindert und die Trägheitaplattfor« wird ständig in
ihrer horizontalen Bezugslage gehalten.
In einer geschlossenen Schleife, in der die Erzeugung Ton Fehlersignalen Kräfte eur Rückführung der Anlage
in den Gleichgewichtszustand hervorzurufen sucht, bewirken
dl» Fehlereignale, daß die Anlage Ober die Oleichgewlchtsetellung
hinausschießt und un diese Stellung mit einer Schwingungsfrequenz oder -periode schwingt, welche
von den Eigenschaften der Anlage abhingt. Eine verbundene Doppler-Trägheitsanlage stellt keine Ausnahm» dar. Tatsächlich
hat sich herausgestellt, dal ein optimaler Betrieb einer solchen Anlage sich einstellt, wenn die Eigenschaften
der Qeschwlndlgkeltsfehler-Rackkopplungsschlelfen
so gewählt sind, daft Jede Schleife «it der sogenannten Schuler-Frequenz oder mit einer Perlode von etwa 81 Minuten
schwingt.
Dementsprechend ist die Nord-Oesohwindlgkeitsfehlerschleife,
welche den Beschleunigungsmesser 34, den Integrator M, die
Summierpunkte 66 und 46, den Leiter W, den Block 51, den
Leiter 50 und den Kreisel 31 enthält, mit einer geeigneten,
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BADOfBGINAt.
BADOfBGINAt.
allgemein durch den Block 72 beselchneten und sweekmäAlgerweise
mit dem griechischen Buchstaben Alpha versehenen Dämpfungseinetellanordnung versehen, so daA diese Sohlelfe
auf eine Periode von etwa 8* Minuten eingestellt werden kann·
Da die· die Blgenschwlngungsperlode der Sohlelfe verändert,
wird es Abstimmung genannt.
Zn gleicher weise 1st die Ost-Oesohwindigkeitsfehlersohlelf·,
welche den Beschleunigungsmesser 3*» den Integrator 52, den
Leiter 63« die Summierpunkte 67 und 55, den Block 57, den 8ummierpunkt 58, den Leiter 59 und den Kreisel 31 enthält,
mit einer geeigneten Alpha-Däopfungseinstellanordnung 73
versehen, so das sie in genau der gleichen weise nach Schuler abgestimmt werden kann.
Da eine gewisse Form von Dämpfung von einer äuäeren Oesehwindlgkeltsquelle
erforderlieh 1st, werden bekannte Regel-Mekkopplungssehlelfen
verwendet, um die Fehlersignale Ayn,
£ffg auf den Eingang Jedes Oeschwindlgkeltsintegrators M
und 52 su geben. Zn der llordsohlelfe wird die richtige Dämpfung
von einer allgemein durch den Block 75 dargestellten Dämpfung·-
•inatellanordnung erseugt und sweckmäälgerwelse durch den griechischen Buchstaben Oamna gekeimseiehnot. Vie in Figur
geselgt, wird diese Fehlerregelunge-Dämpfung von der Leitung
genommen und negativ in den Integrator M Ober den Summier-
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BAD
BAD
punkt 77 rückgekoppelt.
In entsprechender weise 1st ein· Fahlerregelungs-Rilclckopplung·-
schleife In der Ostsehleif· un den Integrator 52 vorgesehen,
«•leb· dl· Leitung 71, die 0aa»a^D8iDpfunge«intt«llanordnung
und am Soaarierpunkt 78 unfaAt.
Wenn daher dl· Wirkungsweise einer Doppler-Trlgheita-ttarigatlonsanlage
lusaaaengefaftt wird, lftftt sieh feststellen,
dal die Dopplerradaranlage unabhängig von der Trtghelteanlage
Keaaungen der Bodenkuregeechwindigkeit und dea Abtriftwinkela
liefert· Die eretere wird in Nord- und Ostkuatponenten
«erlegt und kontinuierlich alt der Nord- und 0»tkomponente
der Gesohwindigkeit Tergliohen, welche von der Trägheit·anlage
geaessen werden. Die erhaltenen Fehlersignai» »erden
sodann eur Trtgheitsplattfom rflokgekoppelt, \m stftndlg den
Trägheits-Oeschwindigkelteauegang in besug auf den Oesohwindlgkeltaauegang
der Radaranlag· aussuglelohen und dadurch die
PlattΓοη* unabhängig το« Fortachreiten der Seit horiiontal
ausgerichtet iu halten.
Xn der obigen Beschreibung einer Doppler-Trtgbelte*nl*g·
«ife eine« Sternverfolgungegerlt sur Srsielung genauer Kursausging«
wurde anfenoMMn, dal kein Orientierungsfehler
swisohen der Stern-Trlgheltsplattfor« und der Dopplerantenne
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BAD ORIGINAL
BAD ORIGINAL
vorband·!) ist. Beim Blnbau solcher Anlagen In LuTtfahrtaug·
lat ·β Jedooh, wi· oben «rwthnt, oftmal· notwendig,
die Plattform und dl· Antenne rtumlloh su trennen. ÜB
Flug ergeben »loh daraus unabinderiloh Verbiegungen des Plugseugrahmens, woduroh ein· willkürlich schwankende Bntorlentlerung
swlsehen der Betugaaeh·· der Stern-?rlgh«lt·-
plattfom und der Besugaaehae der Dopplerantenne hervorgerufen
wird, waa wiederum su einer Terftlaohung der Dopplergeaohwindlgkeltaauagänge
Insbesondere In Abtrift- oder Querkararlehtung
führt.
Ub diese· Problem genauer su erllutern, wird nunmehr auf
Figur 2 besug genommen.
Die Dopplerradaranlage mißt genau den Bodengesohvlndlgkeltsvektor
de· Fahrseugs besdglleh einer Koordlnatenbmugsaeh··
an seiner Antenne. Daher erseugt die Radaranlag· Im Zuaammenhang
mit Figur 2 eine brauchbare Auegangsinformation elnsohlleAlloh
der Bodenkursgeeohwlndlgkelt Y^ und des Abtriftwinkels
cJ D> wobei angenommen wird, daA dl· Antennenbesugsaehse
mit der Längsachse dee Flugseugrahmens In der Befestigungsstellung
der Antenne lusammenftllt. In gleloher
Velee mlAt die Stern-Trsgheltsanlage die Nord- und Oetkomponente
von Tq^, nlmlioh VMj und V11, besQglloh der Ltagsaohse
des Flugseugrahmens In der Befestigungsstelle der
Stern-Tr&gheltaplattforn. Idaalerwelee sollte nun In Abwesenheit
einer Verbiegung des Flugxeugrahmens "in Plug"
die Besugsaehse der Pl&ttforn und die Besugsachse der Antenne
sueajBMnfallen. Unter tatsächlichen Plugbedingungen
«erden Jedoch» wie erwfihnt» diese Achsen ständig in besug
aufeinander entorientiert. Daher 1st in Figur 2 der Winkel Δη so gewählt, da£ er den Winkelfehler zwischen den betreffenden
Achsen darstellt, wobei beaerkt wird, da* AH
selten eine feste Vinkelabweichung bedeutet, sondern sich ständig in einer schnell und willkürlich schwankenden Velse
ändert.
Bs wird daran erinnert, daft der Doppler-Gesohwlndlgkeltsauagang
VOT durch den Oesamtkurswinkel
8WaHr * D
wiedergegeben wird, wobei HVahp gleich des höchst genauen,
von der Stern-Tragheltsplattfora erhaltenen Kurswinkel und
4ρ ein voB Dopplereapfanger erhaltenes genaues Mai des Ab·
triftwinkele darstellt. Wenn diese Oamandlung in Anwesenheit
des Orientierungsfehlers Δ H versucht wird, haben die
resultierenden Geschwindigkeitskojsponenten Vgp und V^0 beträcht
Hohe Wlnkel-Uanrandlungs fehler besttglieh der wahren
Vordrlchtung besw. der wahren Ostriohtung, wie aus Figur 2 deutlich su sehen.
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BAD
Bs ist daher offensichtlich, dal bei der Möglichkeit
einer konstanten Berechnung des Orientierungsfehlers Δ H
dessen zugehöriges Fehlersignal !■ umwandlungsverfahren
entsprechend verwendet werden kann, üb unverfllechte
Qesehwindigkeltskoaponenten V^ und Vg0 su erseugen.
Infolge der sieh schnell ändernden und willkflrllehen
Natur der in der Praxis auftretenden Biegungsart·» hat es sich jedoch «la unpraktisch erwiesen, £X direkt su
■essen.
Brflndungegeaa» wird vielmehr ein sehr indirektes Berechnung»
verfahren vorgeschlagen, welches sur Entwicklung von geeigneten und ausreichenden Einrichtungen sur wirk«
saoen Befreiung von Stern-Doppler-Trflgheltsanlagen von
den unerwünschten Wirkungen fflhrt, welohe durch Bntorientierungen
swischen der Stern-Trtgheltsplattfora und
der Dopplerantenne erseugt werden. Diese Einrichtungen sind sobeamtisoh in de« gestrichelten Rechteck 100 in
Figur 1 dargestellt.
Zn dieser Figur 1st eine bekannte Dopplerradaranlage «it
ein·« Scnder-Eapflnger 80 und einer Antenne 81 dargestellt.
Der Sendcreapftnger liefert Mikrowellenenergie sur Antenne, welche sodann die Energie sur Erde in Fom
einer Mehrzahl von Strahlenbflndeln abstrahlt. Infolge
009818/1013 BAD ORIQIKAi.
der Relativbewegung zwischen der Erde und dec Pahrzeug
wird der von der Erde reflektierte und von der Antenne
und vom Empfänger aufgenommen® Anteil dar Energie der
bekannten Doppler-Frequenzverschiebung unterworfen. Diese
Information wird sodann in der Frequentnachführanordnung
dea Empfängers verarbeitet, so daß zwei Ausgangesignale erhalten werden, deren erstes die Bodenkursgeschwindigkeit
Yqj, und deren «weite» ein Pehlerslgnal darstellt,
welches der Abweichung der Antennenausrichtung vor Bodenkurs
entspricht. Dieses letztere Fehlersignal kann auf einen nicht gezeigten Ar.iaut-Servonechanlsicus gegeben
werden, um die Antenne bezüglich das Bodenkurses «Isder
auszurichten, in welchen Fall ein den Abtriftwinkel J^
dea Fahrzeugs anzeigender Ausgang von der Welle rf·» Servomotor»
abgenoonen werden kann. Diese Abtriftwinkelinformation
kann sodann durch einen normalen Synchron-U»former
in Spannungeinformatlon umgewandelt werden. In Figur 1 1st
gezeigt, daA der Doppler-Senderempflnger 80 zwei Ausgangsleltungen
82 und 83 aufweist, um Jeweils die der Bodenkursgeschwindlgkeit
bzw. dem Abtriftwinkel entsprechenden Informationen verfügbar zu machen.
Om die wlnkelentorlentlerung der Bezugsachse der Antenne
bezüglich der Bezug»ach»· der Trägheltsplattfora auszugleichen,
wird erfindungsgemlA ein verhÄltnlsmtlig billiger,
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BAD ORlQiNAt
BAD ORlQiNAt
bekannter, einachsiger Kurskreisel räumlich genügend
nahe an der Dopplerantenne angeordnet, so da* die Winkelentorientierungen der Antennenbesugsaohse besaglieh
der Besugaaehse der Trägheitsplattform direkt auf daa äu*ere Gehäuse des Kreisels Obertragen werden. Zur
bequemeren Darstellung ist daher der Kurskreisel 85 direkt auf der Oberseite der Dopplerantenne mittels einer
gemeinsamen Trägerplatte 86 angeordnet, wobei die He*-
aehse 88 des Kreisels normal zur Antennenebene verläuft, wie dargestellt. Mit anderen Worten, wenn daa Fahrzeug,
horizontal liegt, so ist die MeAachse parallel zu eimer Örtlichen Vertikalen, welche durch das Fahrzeug und durch
den Erdmittelpunkt verläuft. Es 1st natürlich klar, da* sich die Antenne im Azimut bezüglich der Platte 86 frei
drehen kann, wobei die letztere am Fahrzeugrahmen befestigt 1st. Veiter können die an den Leitungen 29 und
auftretenden Roll- und Nickdaten» wenn gewünscht, verwendet werden, um nicht gezeigte Drehmomenterzeuger für den
Antennensohwenkrahmen anzutreiben, wie beispielsweise in der Patentanmeldung G LV <Q&<i der anmelderin beschrieben,
so da* die Trägerplatte 86 in der MiOk* und Rollebene stabil!
alert wird und dadurch sowohl die Antenne als auch der Kreisel in einer horisontalen Lage gehalten werden. Vor
dem Start, wenn sieh das Fahrzeug auf dem Boden befindet, wird der Kurskreisel nur etwa auf die wahre Hordrlohtung
a. 94> <t*Uf%/ir
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•Ingastellt. Das bedeutet, da* die Rullprftsesslons- oder
Besugslage der Krelseldrehaohse grob in dl· wahr· Mordrichtung
weist, wie schematiech durch dft· Syatool R* In
Figur 2 angedeutet. Soweit die Nullfehler-Besugsstellung
des AsiautkreiseIs auf der Stern-Tr&gheitsplattfoni stets
genau auf die wahre Kordrichtung ausgerichtet 1st, 1st
d&e Drehachse des Kurskreisels ua einen Winkel gegen dl·
Bezugsachse der Tr&gheltsplattforn infolge ihres eigenen
Nordausrichtungsfehlere verdreht, welcher unter (fastenden
durch die unvermeidliche willkürliche Auswanderung des
Kurskreisels noch verstärkt wird, wenn er nicht ausgeglichen
wird. Dieser Fehler 1st in Figur 2 durch den Winkel ^^graphlsch dargestellt.
Wihrend der Anfsngsstufen des Fluges nlfit die Abtasteinrichtung
an Kurskreisel verschiedene Drehnoaente, welche die Abgriffachse des Kreisels In Prlsession su versetsen
suchen, und es werden entsprechend Fehlersignale erseugt. Dieses Fehlersignal 1st in Jedem gegebenen Seitpunkt gleich
der Suane des wahren Kurswinkels (By9J^x,), der Nordausrlohtung
des Kreisels und/oder des Abtriftfehlers (Δ+) und
des Bntorlentierungswlnkels (ΔΗ). Dies 1st so, well der
Kurskreisel 85 auf der Trägerplatte 86 befestigt ist und dadurch direkt den BiegungastOrungen der Dopplerantenne
besOglloh der Stem-Trigheltsplattfora folgt.
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BAD ORIGINAL
BAD ORIGINAL
Da· Ausgangsfehlerslgnal de· Kurskreisels wird sodann
Ober den Schaltungeweg 87 geleitet« bis ee in der SussdLereinrichtung
89 su der Abtrlftwinkellnfonsatlon auf der
Auegangs leitung 83 addiert wird. Der Ausgang der Stnemlerelnrlehtung
89» welcher den Oesantkurawinkel swisoben
dea Oesehwlndlgkeitsvektor V0^ und der ungefihren wahren
Nordrichtung Nf entspricht.
wird sodann In die Drehung einer Welle 91 Ober den Servomechanism» 92 fflr die Umwandlung des Bodenkursgesehwlndlgkeltsslgnals
VQT auf der Leitung 82 umgewandelt.
In Abhängigkeit von der Drehung der Helle 91 «erlegt
der Koordinatenwandler 93 den Bodenkursgeeohvlndigkeltseingang VQT In eine Hordkoeponente Vg* und eine Oetkoaponente
Vg*. Wie aus Figur 2 ersiehtlieh, enthalten diese
Komponenten Oowandlungsfehler, welche eine Funktion der
Ausrichtung des Kurskreisels oder des Abtriftfehlere Δ ^
sind und daher nicht direkt alt den fiber die Leiter 61
bsw. 65 unabhängig erhaltenen Trlgheltskoaponenten Yn
bsw. Vg1 verglichen werden können.
Statt dessen werden Vn' und V1* Ober Leitungen 95 bsw.96
su eines swelten Koordinatenwandler 97 geleitet, In welche*
009818/1013
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eine Koordinatendrehung um den wahren Kurswinkel bewirkt
wird, der von der Trägheiteplattform erhalten und Ober
die Servoanordnung 4l und die Drehung der Welle 42 weitergeleitet
wird. Wie aus Figur 2 ereichtlieh, wird durch
diese Unwandlung eine Querkurs-Oeschwlndlgkeltskoaponente
) und eine Kursgeschwlndlgkeitskonponent· (V^') von
bezüglich der Beeugs&uhee des Kurskreisel· erseugt*
Gleichzeitig werden die durch die Trigheitaanlnge ereirugten
Geschwindigkeiten VNI und V£I Ober Leitungen 98 und 99 auf
einen dritten Wandler 101 gegeben, weIcherals Wlnkelei?*-
gang ebenfalls die wahre Kursinformatlon an der sieh drehen
den Welle 42 erhfllt. Infolgedessen werden die Koordinaten
der TrSgheitsgeschwindlgkeiten In Kurskonponenten (V^)
und Querkurskonponenten (VCH) besflgllch der Betugsachse
der Stern-TrHgheitsplattfona gedroht.
Di· Querkurs-Oesehwindlgkeitskonponent· V^» aus den Wandler
101 wird sodann Ober die Leitung 102 su einer algebraischen
Sunmlervorrichtung 105 gegeben, wo si· von der Querkurs-Geschwindlgkeltskonponente
VCT* subtrahiert wird, die
vom Wandler 97 über dl· Leitung 103 »rhalten wird.
Aus Figur 2 ist ersichtlich, daA der Winkelfi sehr klein
1st. Daher kann angenommen werden, daA da· in Leiter 106
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BAD ORIGINAL
BAD ORIGINAL
auftretende Differensslgnal dem Querkurs-Oesohwlndigkeitsfehler
«wischen dem Kurskreisel und der Stern-Trägheit·- plattform entspricht und im wesentlichen gleich
*0*
1st. Mit anderen Worten, das letitgenannte Fehlersignal
1st eine Funktion des Ausrlohtfehler· des Kurskreisels
besflglleh der Stern-Trtgheltsplattform. Da darüber hinaus
die letEtere stets auf die wahre Nordrichtung ausgerichtet
1st, kann das Signal in der Leitung 106 sue Drehmoaentelngang des Kurskreisels rückgekoppelt werden, um die Abgriff
achse dieses Kreisels in Prlsesslon tu versetzen, bis
sie ebenfalls auf die wahre Nordrichtung ausgerichtet ist. In Abhängigkeit davon 1st der Ausriehtfehler des Kurskreisel«
ausganges Null und die darin enthaltene Information gibt
lediglich den wahren Kurswinkel und den Entorientierungswlnkel
ΔΗ wieder. Infolgedessen entspricht die in den Wandler 93 durch Drehung der Welle 91 gegebene Winkelinformation
nunmehr dem Kurswinkel
Wahr D
und daher entsprechen die an den Leitern 64 bsw. 65 auftretenden
Ausgänge den genau längs der wahren Nordrichtung bsw. wahren Ostriohtung serlegten Dopplergeschwlndigkeltekomponenten
V^ und Vg^. Diese Komponenten kOnnen sodann
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bad
bad
für einen direkten Vergleich mit V^ bsw. Vg1 but
Trägheitsanlage rückgekoppelt werden, wie oben erläutert .
Allgemein 1st der Kurskreisel 85 in einer geschlossenen
Schleife enthalten, welche den Summierpunkt 89, die drei Wandler 93, 97 und 101 und den Summierpunkt 105
enthält. Solange daher kein Fehlersignal auf der Leitung 106 vorhanden ist, bleibt die Schleife im Gleichgewicht.
Wenn jedoch innerhalb der Schleife eine Störung auftritt, so wird das Fehlersignal VQT ·ΔΫ ereeugt und sucht die
Schleife in das Gleichgewicht surückzubrIngen. Anfänglich
tritt diese Störung in Form des ursprünglichen Nordausrichtungsfehlers
des Kurskreisels auf, wenn der Kreisel annähernd auf die wahre Nordrichtung ausgerichtet ist.
Sodann, wenn die Anlage im stationären Zustand arbeitet, beruhen alle Störungen, welche in der Schleife auftreten,
lediglich auf der willkürlichen Auswanderung des Kurskreisels, In jedem Fall ist das dynamische Ansprechen der geschlossenen
Schleife so, daß diese Störungen sofort ausgeschaltet werden und die Schleife ins Gleichgewicht zurückgebracht wird. Die
Dämpfungseinstelleinrichtung, welche schematisch durch den Block 107 dargestellt 1st, ist vorgesehen, um die richtige
Dämpfung und Stabilität des Ansprechens der Schleife zu
gewährleisten.
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BAD
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Venn man die Arbeitswelse der beschriebenen Vorrichtung
zusammenfaßt, kann es eine Hilfe sein» sich nochmals kurz auf Figur 2 tu beziehen.
Bs sei angenommen, dafi sich das Fahrzeug seit kurser Zelt In der Luft befindet und die Anlage für den normalen Betrieb
eingeschaltet worden 1st. Da der Riohtungskreisel ursprünglich direkt auf der Dopplerantenne angebracht und
nur annlhernd auf die wahre Nordrichtung ausgerichtet war, geben seine Lagefehler-Auegangsdaten unmittelbar die algebraische
Summe des wahren Kurses Ry8I1x, des Fahrzeugs (gemessen
durch die Stern-Trtghoitsplattform), des Orientierung*·
fehlere Δ H und seines eigenen Nordausriehtungsfehlere &Ϋ
wieder.
fehler V«- »ΔΫ zwlsehen dem Kreisel und der Trlgheltsplatt-
wlrd sodann
form/roe Kreiselausgang abgenommen. Indem nun dieses Signal in den Drehmomenterzeuger des Kreisels zur Erzeugung einer entsprechenden Frisesslon von dessen Abgrlffsaohse rückgekoppelt wird, wird die Kreiseldrehachse auf die Besugsachse der Stern-Tragheltsplattform su gedreht, bis beide Achsen miteinander in Fluent sind. In diesem Seitpunkt 1st der Wordausriehtungs-Fehleranteil Im Krelselausgang gelöscht, der Fehlereingang aus dem Drehmomenterzeuger des Kreisels 1st su Mull gemacht und der Kreisel ist auf die wahre Mord-
form/roe Kreiselausgang abgenommen. Indem nun dieses Signal in den Drehmomenterzeuger des Kreisels zur Erzeugung einer entsprechenden Frisesslon von dessen Abgrlffsaohse rückgekoppelt wird, wird die Kreiseldrehachse auf die Besugsachse der Stern-Tragheltsplattform su gedreht, bis beide Achsen miteinander in Fluent sind. In diesem Seitpunkt 1st der Wordausriehtungs-Fehleranteil Im Krelselausgang gelöscht, der Fehlereingang aus dem Drehmomenterzeuger des Kreisels 1st su Mull gemacht und der Kreisel ist auf die wahre Mord-
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BAD ORIQ(NAL
BAD ORIQ(NAL
richtung avsgerlchtet. Darüber hinaus enthält der Ausgang
des Kurskreisels nuneebr lediglich ein MaA für den wahren
Kurswinkel susitslleh des Orientierungsfehlers AR und
kann daher für eine korrekte Zerlegung der von der Doppleranlage erhaltenen Bodenkurs-Qesehwlndlgkeltslnformatlon
In wahre Kord- und wahre Ostkomponenten verwendet werden·
SohlleAlloh wird trots der verhXltnissdUlg groben Genauigkeit
des Kurskreisels dessin Drehachse dynamisch in die wahre Vordrlohtung nachgerührt, welche durch die Stero-Trigheitsplattform
beetlent wird, da jede Auswanderung des
Kreisels, welohe diese Ausrichtung su unterbrechen sucht,
eine Pehlerkomponenta in Ausgang des letetereη erseu&t*
welehe die Ausrichtung wiederheraustellen sucht.
Es wird daher beaerkt, daA, wenn aloh die Kurskreiselsohlelfe
lsi Oleichgewlebt befindet, die Kreis&ldrebaehse
Im Raum parallel sm Besugsaehse der Stern-Trlgheltsplattfom
ausgerichtet 1st und in dieser Lage verbleibt, obwohl die Besugsaehse der Antenne sich besfiglieh dlstr
gleichen Aehse in sehneil und sufAllig sehwankender Welse
dauernd entorientiert. Da welter der Kurskreisel besflglleh
der Antennenbesugsaehse rlumlioh festliegt und dieser dleht benachbart iat, so MiAt die KreiselaeAaehse
die Störungen der letzteren dynaadseh und verfolgt dieselben.
"Xntapreehend erseugt die Abtastvorrichtung des Kreisels
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BAD ORIGINAL1
BAD ORIGINAL1
•in· brauchbare Auagangisp&rmung, welche stlndlg dl· augenbllokllohe
Größe und Richtung de· Orientlerungafehler· Δ Β
sowie «in außerordentlich genau·· MaA für den augenblicklichen
Kur· HWahr de· Fahrseuga wiedergibt.
Au· de» Vorangehenden geht hervor, daß die Erfindung eine
geeignete und befriedigende Einrichtung tür liehung einer Trägheits-Doppleranlag· durch Berechnen und Ausgleichen de·
Orientierung·fehlere schafft, weicherauf Verbiegungen und
Verserrungen des Trlgerfahrseugs "im Flug" beruht· Durch
Verwendung eines bekannten Kurskreisel·, welcher auf oder nahe der Dopplerantenne angebracht 1st, in Verbindung Mit
Üblichen Koordinatenwandlern, SerYOBechanlsmn und dergleichen,
wie oben beschrieben, wurden die Gesaatkosten
der Anlage außerordentlich niedrig gehalten, ohne dal dl·
Genauigkeit der Qesaatanlage aufgeopfert wurde. Die Erfindung
wurde swar Insbesondere in Verbindung alt einer Doppler-Trlgheitaanlage
«it einen Sternverfolgungsgerit «uv Brsielung
von genauen Kursausgingen besehrieben. Dies ist Jedoch lediglich eine bevorsugte AusfOhrungsfom der Erfindung.
Offensichtlich kann der Brfindungsgedanke auoh
auf Jede Doppler-Trägheltsanlage angewendet werden, bei
der eine räuuliche Trennung swlschen der Trtgheitsplattfora
und der Dopplerantenne su Orientierungsfehlern der erläuterten Art führt. Beispielsweise kann dl· in der
Patentanmeldung G- ?fH*$+fl9V Angelder in
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„: Λ .'■ ;:;"r.·;·*■"
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beschriebenen Kurebetugarorrlchtung an die Stelle dea hler
beaehrlebenen Sternverfolgungagerltea geaetst werden, ohne
daft der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlaaaen wird.
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Claims (11)
1. Vorrichtung sur Navigation von Fahrzeugen alt einer
Trägheltaelnrlchtung sur Erzeugung von Signalen« welche
die Bodengeechvindlgkeitskonponenten (ground speed
velocity components) des Fahrzeuge längs einer ernten vorbestimmten Bezugsrichtung und llnga einer «weiten,
darauf senkrecht stehenden Richtung angeben, wobei die Trägheitseinrlehtung eine Blnrlohtung sur Erzeugung
eines Signale aufweist, weIoheβ den augenblicklichen
Kurt des Fahrzeuge In bezug auf die erste vorbeitlaste
Bezugarlchtung darstellt, und mit einer getrennten Dopplerradarelnrlcbtung sur unabhängigen Erzeugung
von Signalen, welche die Bodenkursgeschwindigkeit (ground track velocity) und den Abtriftwinkel (drift angle)
dea Fahrzeuge angeben, gekennzeichnet durch einen Koordinatenwandler (93, 97j 101), welcher auf das von der
Trfgheltselnrlchtiuig erzeugte Kurselgnal und auf das
von der Doppleranlage erzeugte Abtriftwinkelsignal (4n)
anspricht und das von der Doppleranlage erseugte Bodenkurageschwlndlgkelteslgnal
(VQT) so umandelt, da* die
Doppler-Oesohwlndlgkeltskoaponenten längs der ersten
vorbestimmten Richtung (N) bsw. längs der darauf senk-
009818/1013
recht stehenden zweiten Richtung (E) erzielt werden,
durch einen Komparator (661 67), welcher auf die Doppler-Qeschwlndigkeitekomponenten
und die erstgenannten, von der Trögheitseinrichtung (10, 3Ό unabhängig erzeugten
Bodengeschwindlgkeltskomponenten anspricht und Fehlersignale
erzeugt, die der Different zwischen diesen Komponenten entsprechen, eine Einrichtung (50, 53 usw.) sur Rückkopplung
dieser Jeweiligen Fehlereignale auf die Trägheitsanlage zur Verwendung Inderselben, eine Einrichtung . M
(105) zur automatischen Berechnung Jedes in die von der Doppleranlage erzeugten Qeschwindlgkeltskomponenten durch
Unregelmäßigkeiten in der Ausrichtung zwischen der Fahrzeuglängsachse an der Dopplerradaranlage (81) bzw. der
Trägheitseinrichtung eingeführten Fehlers sowie durch eine Einrichtung (85), welche auf die letztgenannte Einrichtung
anspricht und ständig die genannten Unregelmäßigkeiten in der Ausrichtung ausgleicht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichseinrichtung fOr die Unregelmäßigkeiten
In der Ausrichtung einen Kreisel (85) mit einer nachgeführten Bezugsachse, welcher räumlich genügend
nahe an der Dopplerradaranlage (81) angeordnet 1st, so daß er ständig ein Fehlersignal entsprechend der
Summe des Winkels zwischen der Längsachse des Fahrzeugs
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BAD ORiQlNAt
BAD ORiQlNAt
an der Trlghelteanlage und der ersten vorbestimmten Bezugsrichtung und des Winkels zwischen der Längsachse
des Fahrzeuge an der Dopplerradaranlage und der Trägheit eanlage erzeugt, aowle eine Einrichtung zur
Haltung der nachgeführten Bezug·achse des Kreisels
In genauer Ausrichtung mit der ersten vorbestimmten Bezugsrichtung aufweist.
3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kreisel (85) aus einem einachsigen Kurskreisel besteht, dessen Meßachse parallel zu einer Örtlichen
Vertikalen ausgerichtet ist, welche durch den Kreisel und den Erdmittelpunkt verläuft.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsanlage eine kreiselstabilisierte Plattform (28) einschließlich
eines Sternverfolgungsgeräts (3$) zur Aufrechterhaltung der Azimutlage der Plattform in genauer Ausrichtung
mit der ersten vorbestimmten Besugsriohtung (N) aufweist.
5· Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, daß die erste vorbeetlmmte
Bezugsrichtung und die swelte Richtung die wahr· Kord-
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richtung be«, dl· wahr« Ostrichtung sind und da* dl«
Trlgheitsanlage und die Dopplerradaranlage innerhalb
des Fahrzeug« in Entfernung voneinander angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet
durch eine auf den Kreisel und die Dopplerradar-Meieinrichtung
ansprechende Einrichtung zur Erseugung ron Geschwindigkeitssignalen, welche in ungefähre wahre Nord-
und wahre Ostkomponenten serlegt sind, wobei diese letztgenannte Einrichtung eine Suaamiereinrichtung (89) «um Addieren
eines Ausgangssignals des Kreisels zu den von der Doppleranlage erzeugten Abtriftwinkelsignal zur Erzielung eines
Gesamtkurswinkelsignala aufweist, wobei das Gesamtkurswinkelsignal
auf den Xoordinatenwandler (93, 97) zusannen mit den von der Doppleranlage erzeugten Bodenkursgeschwindigkeit
ssignal gegeben wird, um das letztgenannte Signal einer Koordinatendrehung um den gesamten Kurswinkel
zu unterziehen und· wahre Nord- bzw. wahre Ostkomponenten
zu erzeugen, wenn das Ausgangssignal dea Kreisels durch das Fehlersignal vollständig korrigiert ist.
7* Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daft
der Koordinatenwandler einen ersten Wandler (97), welcher auf das annähernde wahre Ostkomponenten-Qesehwindigkeitssignal
und auf das von der Trägheitsanlage erzeugte Kurs-
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BAD ORlGIMAt
BAD ORlGIMAt
signal cur Erseugung eine· ersten Querkurs-Oesehwlndlgkeitssignals
(V9Qf) besügllch des Kreisele anspricht,
und einen «weiten Wandler (101)aufweist, welcher auf das Ton der Trägheittanlage erseugte wahre Oetkomponenten-Oesebwindlgkeitssignal
und das von der TTigheltsanlage
erseugte Kurssignal sur Erseugung eines «weiten Querkura-Oasohwindigkeltseignals
besflglioh der Trlgheitsanlage anspricht» wobei das erste und sweite Querkurs-Oesohwlndlgkeitsslgnal
in einer Summlerelnrlohtung algebraisoh addiert werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennseiehnet,
da£ das Ausgangssignal des Kreisels der augenblicklichen Winke!verschiebung swisohen der Dopplerradaranlage und
der genauen wahren Nordrichtung entspricht, wenn die Fehlersignale das Ausgangsslgnal des Kreisels vollständig korrigieren.
9. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 5 bis 8, dadurch ge* ·
kenneelchnet, da* die Trlgheitsanlage eine Plattform (28)(
Kreisel (31, 33) sur Stabilisierung dieser Plattform bezüglich einem rechtwinkligen drelaohslgen Besugssystem, dessen
eine Achse stets parallel su einer örtlichen Vertikalen bleibt, welohe durch die Plattform und den Erdmittelpunkt
verläuft, einen Beschleunigungsmesser (3*), welcher auf der
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Plattform befestigt und sur Messung von Beschleunigungen
des Pabrseugs längs Richtungen geeignet ist, die durch
swei von der genannten Achse verschiedene Achsen de« rechtwinkligen Achsensjrstems definiert werden, und Integrator«
inr ich tungen (IH1 52) aufweist, welche auf den
Beschleunigungsmesser ansprechen und Signale erzeugen, die den Pahrseuggesehwlndigkeltskoaponenten lings den
durch die swei genannten senkrechten Achsen bestimmten Richtungen entsprechen, wobei die Geschwindigkeit·-
komponenten sur kontinuierlichen Korrektur des Kreisels auf diesen rückgekoppelt werden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennseichnet, daß die Einrichtung sur Erzeugung eines dem augenblicklichen
Kurs des Fahrseugs entsprechenden Signals drehbar auf der Plattform angeordnet ist, wobei die •Kurssignale
auf den Kreisel tür Stabilisierung der Plattform sur zusätzlichen Korrektur desselben rflckgekoppelt
werden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Rflekkopplungsschaltung, auf welche die wahren
Nord- und wahren Ost-Fehlersignale sur susfttsllehen Korrektur der Einstellung der Plattform gegeben werden.
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Applications Claiming Priority (1)
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