DE1773700A1 - Navigationsanlage fuer Luftfahrzeuge - Google Patents

Navigationsanlage fuer Luftfahrzeuge

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DE1773700A1 DE19681773700 DE1773700A DE1773700A1 DE 1773700 A1 DE1773700 A1 DE 1773700A1 DE 19681773700 DE19681773700 DE 19681773700 DE 1773700 A DE1773700 A DE 1773700A DE 1773700 A1 DE1773700 A1 DE 1773700A1
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Description

ftt. W. G. WEIFFEt
»AMMTAMWJUTi
• MONCH CN 21
VItOIIE(STtAtM M
OLP
General Precision Systems, Inc, Tarrytown, Hew York, V.St.A.
Navigationsanlage für Luftfahrceuge
Die Erfindung besieht sich auf Navigationsanlagen für Luftfahrzeuge, welche Insbesondere sur Ersielung einer Navigation und einer Lagelnforaatlon für Flugzeuge geeignet ist. Die Erfindung besieht sich Insbesondere auf eine Anlag·» welche eine sehr genaue Besugsvertlkale für das genaue Arbeitender Hilfsgerlte liefert.
Von Navigationsanlagen für Plugseuge wird gewOhnlleb er-
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«artet, daft »le nicht nur sehr genaue Kurs- und Geschvindlgtaeitsdaten für Navigationszwecke, sondern euch ein· sehr genaue Besugsvertikale liefern. Der Auedruck "Besugsvertikale" und "vertikal· Betugsdaten", wie er hler verwendet wird, besieht »Ich auf da· Problem einer sehr genauen Beet!—11 ng der Orientierung, welche eine» genau vertikalen Vektor eat-•prloht. VIe welter unten ausfuhr11oh erlSutert, kann dieser bestirnt werden, indem ein Besugetisch vollstlndlg horlsontal gehalten wird« Solche Vertikaldaten sind oftmals für das genaue Arbeiten von Hilfegeraten, wie Luftbildkamera·, OeländeabBuchanlagen, Boabenslelgerflte und Feuerleitend erforderlich. Es hat sich herausgestellt, da* bei Anordnung der Vorrichtung, welche die genaue Besugsvertlkale erfordert, in Entfernung von der Navigationsanlage die von der Navigation·· anlage gelieferten Vertikaldaten nicht genau der Vertikalriohtung an der Stelle der Vorrichtung entsprechen. Die· beruht auf Faktoren, wie der raumlichen Verbiegung und Verformung des Flugseugrahnens zwischen der Stelle der Navigations· anlage und der Vorrichtung.
Um bei geringstaOglioheiB Kostenaufwand und geringeteBgliober Koaplislerthelt das Problee der Ungenaulgkelten der vertikalen Besugssignala an einer die Vertikaldaten verwertenden Vorrichtung Infolge der Kombination einer räumlichen Trennung der Quelle der Vertikaleignale von der übrigen Navigatlonaanlage
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ad.t Verbiegungen des Flug*eugrahmene tu aberwinden, wird allge«·in eine getrennte VertlkalenbeBUgsanordnufig vorgesehen, welche ao ausgebildet 1st, daft ale nahe der die Vertikaldaten verwertenden Vorrichtung angeordnet wird.
Insbesondere schafft die Erfindung eine ffavlgatlonsanltge für Luftfahrseuge alt einer Kursbesugsanordnung und einer Slgnalerseugungseinriohtung sur Erzeugung von Koordlnatenaesehvindlgkeltssignalen, welohe den geaessenen HoritontalgesohwindlgkeitskoBponenten des Fahrzeugs in swei aufeinander aenkrecht stehenden Richtungen entsprechen» sdt· elektrischen Schaltungen, welche die Kurebesugsanordming und die Signalerseugungseinrichtung Miteinander verbinden und in Verbindung daalt sur Erceugung von Signalen betltlgbar sind, die den Kur« und -die Geschwindigkeit des Fahrseugs angeben« gekennzeichnet durch mlndestena eine Vertlkalenbesugsanordnung but Ereeugung von Vertikalenbesuga&ignalen, welche in der Entfernung von der Kurebesugsanordnung und der Signaler-Beugungseinrlchtung an einer Stelle angeordnet ist, an der die vertikalen Besugsslgnale erforderlich sind, wobei die Vertlkalenbesugsanordnung eine Trtgheltsanlage sdt sugehdrlgen Schaltungen sur Bestisaama; einer genauen Vertikalen aufweist und wobei die cugehorlgen Schaltungen auf Kursbesugsslgnale von der Kursbesugsanordnung und auf Koordlnatengettchwlndlgkeltsslgnale von der Slgnalerseugungs-
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einrichtung cur Dämpfung und Korrektur» der Vertlkalentrflgheltsenlage ansprechen.
Die Signalerzeugungseinrichtung kann vorteilhafterweise aus einer Dopplerradaranlage bestehen und sum Zweck der Erlfiuterung wird daher die folgende Erflndungebesehrelbung in Zusammenhang mit einer Doppler-Trfigheits-Navigations·
anlage der in der Patentanmeldung ·
der Anmelderin beschriebenen Art ausgeführt.
Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise naher erläutert. Es zeigt
Figur 1 ein Schaltschema der K^rsbezugsanordnung und der Dopplerradaranlage mit den sugehOrigen Schaltungsteilen einer bevorzugten Ausfflhrungsform der erfindungsgemfifien Anlage und
Figur 2 ein Schaltschema einer Vertikalenbezugsanordnung und der zugehörigen Schaltung, welche einen Teil der bevorzugten Ausführungsform der erfinäungsgemfiJ&en Anlage umfaßt, der in einer von der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung getrennten Lage anzuordnen 1st.
Da die J.n Figur 1 gezeigte Anlage in der oben erwähnten
♦) DmtsjBhe Patentanmeldung "Vorrichtung βατ Irseogung von Mavigationsdaten für ein Fahrzeug", eingereicht M 10. Juni (USA 653,9TtJi
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Patentanmeldung der Anmelderln vollständig beschrieben ist, wird ea nicht für notwendig gehalten, hler die Beschreibung dieser Anlage vollständig su wiederholen. Bs wird vielmehr auf diese Patentanneldung Besug genonmen·
VIe oben angegeben, besieht sich die Erfindung darauf, eine Irgendwo Innerhalb des Flugzeugs angeordnete Vorrichtung mit einer extrem genauen, Ortlichen Besugsvertlkalen su bellefern. Mit den Ausdruck "Besugsvertlkale", wie er hier verwendet wird, wird ein Sats von Signalen gekennzeichnet, welche die Abweichung des Fahrseugs von einer genau horizontalem Lage angeben. Durch Anordnung der Quelle der Vertlkalenbesugssignale räumlich nahe der diese Signale benötigenden Vorrichtung wird gewährleistet, daA Faktoren, wie die Verbiegung der Struktur des Fahrseugs, keine schwerwiegende Ungenaulgke&t infolge einer Abweichung swlschen der wahren Vertikalen an der Stelle der Verwertung und an der Stelle der Brseugung der Signale hervorrufen.
Figur 2 selgt den Teil der Anlage, welcher den In der Entfernung von der Qbrlgen Doppler-Trlgheltsanlage, wie sie in Figur 1 geseigt 1st, angeordneten Yertlkalcnbesugsslgnalgenerator umfaßt. Mit den Block 124 ist schenatlsoh ein Gerät betelchnet, welches genaue Vertikalsignale erfordert. Dieses Gerät kann aus einer Luftbildkamera, einen Bonben-
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sielgerlt, einem Feuerleitgerät oder einer anderen Vorrichtung bestehen, welche genau eingestellt und stabilisiert werden
Die örtliche Quelle für genaue Vertikaleignale weist einen Trfigheitebesugstiseh 126 auf, welcher auf ein·» ringförmigen Schwenkrahmen 128 angebracht ist, der auf Stfltsen 130 schwenkbar gelagert ist, so daA eine Doppel-Schw^nkrahaenlagerung gebildet wird. Der Trtgheltstlsch 126 ist sehr genau in einer vollständig horizontalen Lage durch eine Trlgheltsanlage stabilisiert, welche gedampft und durch von der in Figur 1 dargestellten Popplerradaranlage 48 erseugte Dopplergeschwindlgkeltsslgnale abgestimmt 1st. Die genauen Vertikalenausgangsslgnale werden von drehbaren elektromagnetischen Generatoren 132 bfw. 13* geliefert, welche an den Schwenklagern des Tisches 126 an Schwenkrahmen 128 und an den Lagern des Schwenkrahmen· 128 an der StCtse 130 angeordnet sind. Diese elektrischen Vertikalensignal· werden durch die elektrischen Verbindungen 136 und 138 su der Vorrichtung 124 geleitet.
Der Tisch 126 wird in einer genau borlsontalen Lag· (wodurch eine genau· "Vertikale" erseugt wird) mittels eines Kreisels 140 mit swel Freiheitegraden gehalten, welchem «in Drehmoment in Abhängigkeit von Signal«! erteilt wird, dl· von den sugehOrlgen Schaltungen erteugt werden, wobei dl· Drehmomentsignale von diesen Schaltungen weitgehend auf Beschleunlgungs-
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signale« Ton einem swelachslgen Besehlenntgungsmaaaer 1*2 beruhen. Dl· Ausgengsslgnale de· Kreisels 1*0 werden Jewell β durch Verstärker IM btw. 1*6 veratflrkt und auf geeignete Servomotoren 1*8 bn, 150 gegeben, welche so Angeordnet elnd, da» sie die Platt for« 126 um die Jilekacbse und* die BolXach«« de« Fanrmewgs ein« te Ilen.
B« wird bemerkt, da* der Ireleel 1*0, welcher für Eingang*- signale tat die Kars- (oder ftoll-)aohee und ua dl« Querimr«- (oder Xiek-)aohse empfindlieh l«t, durch «wel Kreisel mit einer Keiachee ersetst werden kenn. In gleicher Weise kann der Beechleunlgungeeeaeer 1Ü2 durch swel einachsige Beschlettnlgungs»«sser ereetst werden.
Der Beachlrrunlgtmgseesser 1*2 1st te angeordnet t deJI er Beschleunigungen A^ längs der Kursaohse sowie Beschleunigungen A43n längs der Querkursaehse durch Signale auf den entsprechenden Ausgancsleitungea 152 und 151 anselgt und ■iftt. Diese Signale werden auf einen Koordinatenwandler 156 gegeben, welcher auoerde» so angeschlossen 1st, da* er ein Kurssignal 8 auf einer Verbindung 5*A eapflngt. Dies ist das gleiche Kurasignal H4 welobes aa der Verelndumg 5* in Figur 1 tür Verfügung steht.
Der Koordinatenwandler 156 erzeugt aus de* Kurs- und de«
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QueWttirs-Besehleunigungeslgnal äquivalent· Mord- und OetbesetoletBUgung» signale, welche an den Ausgangsklessjen 158 tmd des K6ordinatenwandl«vs auftreten. Diese Signale werden
auf Schaltungen 162 bsi». I6I gegeben, wo tie integriert und «it entsprechenden Dopplersignalen verglichen werden, so deJ geeignet« Fehlereignale erseugt werden. Die resultierenden Felilerslgnale werden an Anschlüssen 166 und 168 auf einen Koordinatenwandler und eine Erddrehgeschwindigkeite-Korrektursehaltung 170 gegeben. Die Schaltung 170 wandelt die Fehler in Kurs- und Querkursfehler (»1t Rrddrehgeschwlndlgkelts-Korrekturen) vat und diese Fehlersignale werden Ober Verbindungen 172 und 17I auf die Drehmomenteinging« des Kreisels 1*0 gegeben. Bin Kursbesugssignal aus der Verbindung 5* der Kurab·- sugsslgnalquelle gealft Figur 1 wird, wie bei 5*B angedeutet, auf den Koordinatenwandler 170 gegeben.
Die Schaltungen 162 und 16H empfangen das Doppler-Mordgesehwindlgkeitsslgnal V^n bsw. das Doppler-Oetgesehwlndiglceltsslgnal VAm» wie bei 53A bsw. 51A angedeutet, τοη den Doppleranlagen-AusgangskleaoMn 53 und 51 in Figur 1. Innerhalb der Schaltung 162 wird das Hord-Bosehleunigungsasssersignal auf eine Addlerschaltung 176 gegeben, auf welche ein Coriolis-Korrekturfaktor τοη einer Coriolis-KorrekturechaItun« 178 ebenfalls gegeben wird. Das resultierende, verSndert· Beeebleunlgungssignal wird in einer Integratorseh&ltung 180 integriert,
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•ο Λ*Α ein der Nordgesohwlndlgkelt entsprechendes Signal T11 ertielt «ird. Dim«· Signal wird alt 4Um Doppler-»ordgesehwlndigkeltsslgnal V1n an dea Anschlui 53* In der Kowparatorsotuutung 182 verglichen. Die Differenz, welch* einen auf einer Sehwerkraftgr5&e Infolge einer nicht voll» •tändig genauen horisontalen Auerichtung der Plattfor« 126 beruhenden Fehler angibt, erscheint sodann an der Ausgang** kleie* 166 der Kcaparatorsehaltung 182 und der geaasten Schaltung 162· Das Fehlersignal wird auBerdea Ober ein geeignet·· Untersetserelement 181 tue Eingang des Integrator« 180 an der Addlersehaltung 176 !rückgekoppelt. Dadurch ergibt sich ein negatives Rückkopplung»- oder Däapfungsalgnal sur Aufrechterhaltung der Stabilität der Anlage und sur Korrektur dee Geschwindigkeit»eigna!· Vn. Das Oeschvlndlgkeltsslgnal Vn kann an der Kleene l8l sbgegeben und in eine« anderen Teil der Anlage wahlweise verwendet werden, wie nachfolgend beschrieben.
Die Schaltung 16* 1st la wesentlichen gleich aufgebaut wie die Schaltung 162. Sie weist eine Addierschaltung 186, eine Coriolis-Korrekturschaltung 188, einen Integrator 190, welcher ein Oet-fleechwindigkeiteeignal T6 erseugt, und eine loaparatorsohaltung 192 tun Vergleichen von V0 alt de« Ost-Dopplergeschwlndlgkeltsslgnal Vde auf, so dat ein geeignetes Fehlersignal an dea Anschluß 168 erzeugt wird. Auch hier 1st eine stabilisierende Schaltung alt einem Ontersetsereleaent 19*
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▼orgtsehen, üb wenigsten» einen Teil des Auegangssignale als negatire Stablllslerungsrilekkopplung sur Addierschaltung 186 surOcksuleiten. Diese Rdckkopplungsschleife korrigiert das Qcsehttlndlgkeltsslgnal V# und dieses Oesohwlndlgkelteslgnal wird an einer Kiew» 191 ffir eine wahlweise Verwendung in der unten beschriebenen Welse abgegeben.
Es wird festgestellt, dae die Schaltungen 162 und 160 jeweils ähnlich* Merlosale besitzen wie die Schaltungen 76 und 104 in Figur l. .
Vorteilhafterweise wird die Berechnung der Peblersignale innerhalb der Schaltungen 162 und 16* in Nord« und Ostkoordinaten und nicht in Kurs- und Querkurs-Koordinaten vorgenommen. Durch umwandlung in Nord- und Ostkoordinaten lsi Koordinatenwandler 156, welcher die Berechnungen in die Nord- und Ostkoordinaten vornimmt, und durch darauf folgende abermalige Umwandlung in Kurs- und Querkurs-Drehmomentsignale la Wandler 170 wird die Anlage für die Xnderungsgeachwlndigkelt des Kurses unempfindlich. Wenn die ganse Arbeltsweise der Schaltungen In Kurs- und Querkurskoordlnaten durchgeführt wird, so wire es notwendig, eine Nessung und einen Ausgleich der Xnderungsgesohvlndlgkeit des Kurses vorcunehnen, um genaue Brddrehgesohwlndlg-
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ktits- und Coriolis-Korrekturen an der Anlag« ansubrlngen. Daraus würde sich «In· beträchtlich· xus&tsllehe Koapllsierthelt der Anlag· «rieben.
Infolge einer Verblegung des Flugseugrahmens 1« Aslmut können das an den Anschlüssen 5*A und 5*B empfangene Im· signal und die an den Anschlüssen 5IA und 53A von der in Figur 1 gezeigten Kursbesugsvorrichtwig empfangenen Dopplergeschwlndigkelten nicht genau auf den wahren Kurs an der in Figur 2 dargestellten Vertlkalenbesugsanordnung bezogen sein. Daher kann eine Winkelverschiebung der in Figur 2 gezeigten Vorrichtung la Aslmut b«sügllch der in Figur 1 geseigten Vorrichtung vorhanden sein« Die Kurssignale und die Dopplergeschwindlgkeitsßignale nüssen jedoch nicht vollständig genau auf die in Figur 2 gezeigte Vertikalenbesugaanordnung bezogen sein, damit genaue Vertlkalenausgangsslgnale erslelt werden. Bs ist ein bekanntes Merkaal ▼on durch Dopplergeschwindigkeit gedämpften Trägheits-Kavlgatlon»anlagen, daA Fehler in den Doppler-OeschwlndlgkttitsBMSsungen und dem Kurs die Genauigkeit der Vertikalenausgangssignale nicht kritisch beeinflussen. Dieses Merkmal solcher Anlagen (relative Unabhängigkeit der Genauigkeit von Vertikalensignalen von Kursfehlern) ermöglicht die rflumliehe Trennung einer sehr genauen Vertlkalenanlage von d4»r Kursbecugsanordnung, ohne daA die unabhängige Erzeugung
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genauer örtlicher Kurssignale erforderlich wird.
Za Verbindung Mit der Kursbesugsvorrlehtuiig geatl Figur 1 sind Vertlkalenslgnale für dl« horizontale Stabilisierung der Antermenplattfor« 12 durch Betätigung Λ·* Stabilieierengs- «otoren 2V und 26 erforderlich. Die an den Ausgang*kle««en 136 imd 138 der Vertlkalenbesugsanordnung verfügbaren Yertlkalenbesugsslgnale können als Ausrichtelgnale su dieses Zweck vrwdet werden· Daher kann die Ausrlehtungs-Mes>P Torrichtung 18 weggelassen werden und die AusgangskleMMni und 138 kQnnen alt den Motoren 24 bsw. 26 verbunden werden« Diese Ausgangseignale können nicht genau der wahren Vertikalen an der Plattform 12 entsprechen« und swar infolge von Faktoren, wie der Verbiegung des yiugseugrahaens bei wesentlicher rlue-1Icher Trennung «wischen den Anordnungen. Die Plattfor« 12 tau* jedoch nicht genau stabilisiert sein und daher spielt der sieh ergebende Fehler keine Rolle.
Die Dopplerradaranlage 18 ist betttlgbar, so da* sie augenblickliche Qesehwindigkeltssignale erseugt, welche Infolge des Einflusses von Pnregelwl>1gkelten la Gelände, Ober welches das Flugzeug fliegt und von welche« her die reflektierten Radareignale eapfangen werden, sieelloh rasch schwanken. Die augenblicklichen Gesehwlndigkeiteeignale können «war nicht besonders genau sein» der Mittelwert dieser Signal· ist jedoch gans genau. Bei Verwendung einer Mlttelungs« oder
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Filtersehaltung, welche höchst wirksam 1st, wird jedoch die Kompliziertheit der Schaltung erhöht und die Aneprechgeschwindlgkeit der Auegungesignal« der Doppleranlage auf augenbllekllehe Xnderungen in den Koordinatengeschwindigkeiten wird etwas verringert.
Die Dopplergesehwlndlglceltssignale werden in der erfindungsgemlAen Anlage nicht "gem!ttelf oder Merklich geglittet, wodurch die hohe Anspreehgssehwlndlgkelt auf augenblickliche Xnderungen In der ?ahrseuggesehwlndigkelt erhalten bleibt. Statt QltLttung oder Mittelung der -Dopplsrgesohirindlgkeitsslgn&le werden die Augenbilckswerte sub direkten Vergleich alt entsprechenden, von der Trtgheltsanlage abgeleiteten Geschwindigkeiten verwendet und dadurch werden Korrektur- und Dlmpfungsslgnale für diese von der Trägheiteanlage abgeleiteten Geschwindigkeiten erseugt« Da diese Korrektursignale nur Ober eine UntersetBungs-Dtmpfungssehaltung aufgegeben werden, bewirken die augenblickliehen Schwankungen des Korrektur- und Danpfungssignals keine merkliche Schwankung 1« resultierenden, korrigierten Tragheits-Oesohwindigkeitssign&l. Das Ergebnis der durch die Dlmpfungsschaltung aufgegebenen Korrekturen ist kuaulatlv und übt tatstchllch eine Mittelungewirkung aus» wobei Jedoeh die Kosten, die Kompllclerthelt und die Verringerung der Ansprechgeschwindigkeit vermieden werden, welohe sich aus einer Mittelung der Dopplersignale vor dem Vergleich mit
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den entsprechenden Trägheitι-Gesehwindlgkeiton ergeben würden. Das Ergebnis der Arbeit«weise dieser Anlage besteht darin, daft beispielsweise in Figur 2 ganaue und stabile Koordinaten-Qeaehwindlgkeitesignale VR und V0 an den Kienen 181 und 191 verfügbar sind. Diese Geschwindigkeitekoaponentensignale entsprechen den von der Trfighaitsaniage abgeleiteten Geschwindigkeiten, welche kumtiativ durch Pehlersignale korrigiert sind, die von den entsprechenden Koordinaten-Sk popplergesehwindigkeitssignalen abgeleitet sind. Da die Sesehwindigkeitekoraponentenaignale grundsätslich von der TrIgheitsanlage erzeugte Signale sind, sind sie wesentlich stabiler als die entsprechendem Dopplergeschwindlgkeitssignale. Sie können J«de2h in korrekter weise als "Doppler'-Oesehwlndigsignale bexeichnet werden, da sie durch Dopplersignale korrigiert sind.
Besttglioh Figur 1 wird die JUispreehgesehwindigkelt der Kreiselkoapaftschaltung 76 durch die Fehlerrfiekkopplung begrenzt, welche durch die Rfiekkopplungs-Untersetttreohaltung 96 er~ BÖglicht wird. Die Untersetsersohaltung 96 ltuft so ausgebildet sein, daft sie nur eine begrenzte Fehlerrüokkopplung gestattet, und zwar infolge der Tatsache, daft der Fehler*auf der Basis der rasch schwankenden Dcpplernordgesobwindigkelt an dat· llngangskleMM 80 berechnet wird. Die verhiltnisiatftig stabil« Geschwindigkeit Vn, welche an der Kleane I8I In Figur 2 auf-
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tritt» kann jedoch anstatt des Dopplergeschvlndigkeltssignals V^n auf dl· Eingang·kleone 80 der Schaltung 76 gegeben werden. Da Vn wesentlich stabiler 1st als Y^n, kann die Rüekkopplungs-Untersetsersehaltung 96 so eingestellt werden, daß sie die Rückkopplung eines wesentlich höheren Anteils des berechneten Fehlersignals gestattet, ohne daft su schnelle Schwankungen im augenblicklichen Betrieb der Schaltung oder eine Instabilität hervorgerufen wird. Infolgedessen wird die ilnsprechgesehwlndlgkeit der KrelselkoapaAsenaltung 76 wesentlich verbessert und dadurch wird eine schnellere Kreiselkcmp&ßsteuerung ersielt»
Bei dieser Ausführung«form kann das Signal V0 von der Klemme 191 der Schaltung 16H in Figur 2 ebenfalls statt des Doppler-Ostgeschwindigkeitssignals Vde auf die Elngangsklenne 111 der Schaltung 104 in Figur I gegeben werden. Die eugehOrige Rückkcpplungs-Untersetserschaltung Il4 kann sodann ebenfalls so eingestellt werden, da* sie ein schnelleres Korrekturansprechen in der Os^geschwlndlgkeltssohlelfe 104 bewirkt. Dadurch wird die Oasamtansprechgesehwindlgkelt der Kreisel- · koBpafianlage und der Kursbeeugsanordnung verbessert, wahrend gleichseitig die kombinierten Vorteile von Trägheit·- und Doppleraessung von Koordinatengeschwindigkeiten erhalten bleiben.
Die dargestellten Schaltungen werden vorsugswelse durch
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Einrichtungen xur Korrektur von Fehlern, wie der Kreiselauswanderung, welche in Trlghelta&nlagen allgemein auftreten, ergänzt. Es wird bemerkt, daft diese und andere übliche Verfeinerungen vorzugsweise in der erfindungsgentten Anlage enthalten sind.
Die Kursbesugeelnriehtung gemäß Figur 1 wurde insbesondere in Verbindung mit der Lieferung der Kursslgnale auf den Leitungen 5*1 A und 55SB in Figur 2 beeehrleben. Dies diente jedoch lediglich der Erläuterung einer berersugten Ausführung»for« der Erfindung. Natürlich kann auch irgendeine andere bekannte und geeignete Kurgbesugaanordnung, wie beispielsweise ein Magnetkompaß oder ein Sternverfolgungsgerlt, statt dessen verwendet werden, ohne daß der Rahsten der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
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Claims (13)

  1. Patentansprüche
    Navigatlonaanlage far Luftfahrzeuge mit einer Kursbezugsanordnung und einer Signalerzeugungseinrichtung sur Erzeugung von Koordinatin-aeschwindlgkeltssignalen, welche den gemessenen Horlzontalgeschwlndlgkeltskomponenten des Fahrzeugs in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen entsprechen, mit elektrischen Schaltungen, welche die Kursbezugsauordnung und die Signalerzeugung··inrichtang miteinander verbinden und in Verbindung damit zur Erzeugung von Signalen betxtlgbar sind, die den Kurs und die Geschwindigkeit d·· Fahrzeugs angeben, gekennzeichnet durch mindestens eine Yertikalenbetugsanordnung (126, 132, 134 usw.) zur Erzeugung von Vertikalenbezugssignalen, welche in der Entfernung von der Kursbezugsanordnung (14, 16) und der Signalerzeugungseinrichtung (48, 52) an einer Stelle angeordnet 1st, an der die vertikalen Bezugssignal· erforderlich sind, wobei die Vertikalenbezug·anordnung eine Trigheltsanlage mit zugehörigen Schaltungen (Figur 2) sur Bestimmung einer genauen Tertikaien aufweist und wobei die zugehörigen Schaltungen (156, 162, 164) auf Kursbezug· signale (54a) von der Kursbesugsanordnung und auf
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    Krordlnatengeschwindigkeltsslgnale (V^, Vgn) von der Slgnalerseuguagaelnrlobtung sur DÄnpfung und Korrektur d«r Vertikalenträgheitsanlage ansprechen.
  2. 2. Nivlgationsanlage nach Anapruch 1, in welcher dia Signalerseugungaeinrlchtung «in« dl· Koordlnatangaaohwlndigkeitsaignale «rseugende Dopplerradaranlage aufwelat, dadurch gekennzeichnet, da* die VertikalenbeEUgaanordnung a) die Dopplergeschwindigkeitaaignal« in Nord- und Oatkoordinaten umwandelt und b) Korrektursignale in Grüften der Nord- und Ost-Koordinatenkorrekturen erseugt, um dadurch die Notwendigkeit des Anbringena von Korrekturen aufgrund der Kuroänderungsgeschwindigkeit zu verneiden.
  3. 3· Navigationeanlage nach Anapruch 2, dadurch gekennzeichnet, daJ die Trägheiteanlage für die Vertlkalenbesugaanordnung einen Trigheltsbexugstiach(126)nlt einer Zweischwenkraheen-Lagerung aufweist, wobei diese Lagerung aufeinender senkrecht
    stehende horicontale Achsen aufweist, welche «ι Flugseug festgelegt und τοη diese* unterstOtst sind und wobei die Anlage einen Wandler(170)aufweist, welcher auf die Kursbesugsanordnung sur Ossrandlung der Nord- und Oet-Korrektersignale in Kurs- und Querkurssignale anspricht, um eine Drefekorrektur um die Achsen der Zwelschwenkraheen-Lagerung ansubrlngen.
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  4. 4» Navlgfttionsanlage naoh Anspruch 2 oder 3· dadurch gekenn* «•lehnet, daJt «le eine vertlkalstabllialerte Dopplerrader-Aiitennenplattfoni alt einer daran befestigten Dopplerredarantenne (10) aufweist.
  5. 5. Ha*igetionsanlag· nach Anspruch 4« dadurch gekennselchnet, 4a& die Vertikalensignale aus der Vertikalenanordnung sur Steuerung der Stabilisierung der Antenne aufgegeben -werden.
  6. 6. Navigationsanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn- »•lohnet, da£ die Kursbesugsanordnung einen TrAgheltsbesugstlech (1*.) aufweist, welcher auf der Antennenplattfom angebracht und von dieser gestOttt 1st.
  7. 7· Mavigatlonsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daA der Kurebesugstlsoh (1*), welcher an der Antennenplattfom (12) angebracht let, eine Xweischwenkraheen-Lagerung (30) aufweist, welche um die vertikale und die Ostaohse schwenkbar einstellbar 1st, wobei die elektrischen Schaltungen (52, 54), welche die Kursbesugsanordnung und die Slgnalerseugungselnrlchtuag alteInander verbinden, eine Ausgleichsschaltung (104) aur Krscuguog elektrischer lorrektureo für die Xlppong der KvtrsbesMgaawordnong um die Mordaehae aufweisen.
  8. 8. Navigationsanlag« naoh Anspruch 7, dadurch gekemselchoet,
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    ie -
    daft ein Mord- und Ostachaen-Besohleunlgungs—nr (42) auf den Kursbecugstlaeh (14) angeordnet 1st, wob·! die dl· Iwebeeugeanordnung und dl« Slgnalerseugangaelnrlchtung niteinander verbindenden elektrischen Schaltungen •Ine KreiselkoapaAsohaltung aufweiten» welche Signal· von de« NorüachBttn-Beachleunlgungemesaer enpfAngt, dl· Kreiselkonpafisehaltung eine Integratomchaltung (77) sub Integrieren des Nordachsen-Besehleunlgungwaeaavralgnala (42) und eine Komparatoraehaltung (78) tue Terglelchen dea Integrierten NoxMJaehsen-Beechleunigungeeeeeereignale mit einen Nordachsen-Qesohwindlgkeitssignal aufweist, un dadurch ein Pehlersignal fflr die KreiselkonpaBsteuerung su erhalten, die die Kursbesugsanordnung und die Signalerseugungselnriohtung miteinander verbindenden elektrischen Schaltungen eine Ausgleichsschaltung (104) aufweisen, un Signale ve* Ostachsen-Bescbleunlgungsnesser so enpfangan, dl· Ausgleichsschaltung eine Einrichtung (108) tun Integrieren des Signals aus den Ostaohsen-Beschleunlgungsneeser und «Ine swelte Konparatorschaltung (110) aufweist, welche das integriert· Ostaohsen-Besehleunlgunganesserslgnal »it einen Oetacbsen-Oesobwindigkeltsslgnal verglelobt, un dadurch ein Pehlersignal tun Ausgleich der arbeit·«·!·· der Kursbesugsanordnung bei Kippung un dl· Nordaehte tu erhalten, *md wobei die Krelselkoapaftschaltung und dl· Ausgleichsschaltung jeweils eine Unteneettunge-Rtlckkopplunge-
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    schaltung (96, 11*) auf«·!»«!!« welche Jedes der culetst genannten Pehlereignale auf dia Einging« dar Jeweiligen Integratorsehaltungen tür Stabilisierung und Korrektur derselben rflckkoppelt.
    φ-
  9. 9. Xavlgatlonftanlage nach einem dar Anaprflcha 3 bla 8, dadurch gekennzeichnet, daß aln aratar und ««altar Kralaal (1*0) und aln erater und «weiter Beschleunigungsmesser (142) auf dam Trägheltabesugatlaeh dar VartlkalanbeKUgaanordnung angeordnet eind, Beeehlaunlgungsmaaaarachaltungen (156, 162, 164) Signale tob ersten und «weiten Beschleunigungsmesser empfangen und Kursalgnale von der Kurabesugaanordnung und Oeachwlndlgkeltaalgnale τοη dar Signalereeugungseinrichtung eopfangen und ao betfttlgbar alnd, daA sie Drehaomentalgnala fOr den ersten und «weiten Kreisel «ur Ausrichtung daa TrIg- - heitabasugatlaehaa erseugea.
  10. 10. Navlgatlonsanlage nach Anaprueh 9· gekenn«elchnet durch ein« Ausrlohtanordnung fttr dan Trigheltabeeugstisch «dt Blnatelleotoren (l48, 150) sub Drehen d«a Tlsohes Jeweils ua ««al Achsen dar Xwelaeteankraiusa«-La#arungen für dan Tla«h, welohe ao angeschlossen elnd, daA sla In Abhlngigkelt von Attaganeaalgnalen aus dan «wel Kralaeln (1*0) arbeiten·
  11. 11. Navlgatlonsanlage nach Anspruoh 9 oder 10, dadurch gekeao- «eichnet, da» der erste und «weite Kralaal «u eine· elnal^en
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    Kreisel «It avei Freiheitegraden susaasMngefaJt sind, welcher auf Drehablenkungcn in Jeder der swel Achsen anspricht, und da» der «rot· und streit« Beeohleunlgimgsw eine« elnalgen »welaohelgen Bosohlouni gunga-■nta«mangsfait sind·
  12. 12. kavitation—ni ly naeh eine« dar Anaprttehe 9 bla 11, dadurch gekenneelchnet, dal die mit dar Kurabasugaan« Ordnung Tarbundana Dopplerradaranlaga einen Koordinatenwandler (52) tür Braaugung von Doppler-Äord- und Dopplar-Oat-Koordlnatangaaahwindlgkaltan aufweist« daj dia Basehlaunlgungaaaaaarachaltung dar Vartikalanbaaugaan-Ordnung einen Koordinatenwandler (156) aufweist, welobar in Abhängigkeit von Besohleunlgungsaaaaer-Ausgangaslgnalen dar Vertlkalenbesugsanordnung und von de« Kurssignal aue der Kurabesugaanordnung arbeitet, so daJ Kord- und Oat-Beschleunigungssignale erseugt werden, daa Blnrlohtungan (100, 190), walena einen Tall dar genannten sugehOrlgen Sohaltungan bilden, am Integrieren der Nord· und Oat· Beschleunigungseignale vorgesehen sind, Elnrlontangen·(112, 186), welche ebenfalla einen Teil aar eagen9rlge· Selialtiiagen bilden, t«i Targlelalien der Integriertes» Signale alt da« PoaüleiP»lBmtateBBimHflretf> m* ey Oaf»
    larvelctuvaignalen vorgeaenen sind, und da« der waadXar (ITO) die Koordinaten dar Nord- und Oet-KorrekturalgiMle ae «■»
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    wandelt, daft ale dan Koordinaten dar Ewelaohwenkrahmen-Lagerung dee Tische· (126) entsprechen, um dem eraten und zweiten Kreisel zur Ausrichtung des Tisches (126) ein geeignetes Drehmoment ca erteilen.
  13. 13. Navigation· aiii age naoh Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daft die Nord- und Ost-Korrektursignale fiber Untersetter -Rdckkopp lunge schaltungen (184, 191I)t welche einen Teil der zugehörigen Schaltungen bilden, zu den Eingingen der Nord- und Ost-Integratorschaltungen rückgekoppelt werden, um dadurch die Ausgänge derselben so zu korrigieren, daß sie dopplerkorrlgierte und stabilisierte Nord- und Ost-Trfigheitsgeschwindigkelten erzeugen.
    1*. Navigationsanlage nach Anspruch 8 und 13, dadurch gekennzeichnet, daft die integrierten Nord- und Ostachsen-Beechleunigungsnessersignale anstatt mit den Doppler-Nord- und Ost-Geachwindlgkeltaaignalen mit dopplerkorrlglerten Nord- und Ost-TrAghelte-Oeschwlndlgkeiteslgnalen verglichen werden.
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DE1773700A 1967-07-19 1968-06-25 Vorrichtung zur Erzeugung einer sehr genauen Bezugsvertikalen an einem von der Navigationsanlage entfernten Ort in einem Flugzeug Expired DE1773700C3 (de)

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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4070674A (en) * 1973-10-17 1978-01-24 The Singer Company Doppler heading attitude reference system
FR2511146B1 (fr) * 1981-08-07 1986-07-25 British Aerospace Instrument de navigation
US5093649A (en) * 1990-08-28 1992-03-03 The Boeing Company Bessel beam radar system using sequential spatial modulation
CN106057250B (zh) * 2016-07-05 2018-07-24 昆明理工大学 一种二自由度微定位平台

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2914763A (en) * 1953-11-05 1959-11-24 Gen Precision Lab Inc Doppler-inertial navigation data system
US2908902A (en) * 1954-02-17 1959-10-13 Gen Precision Lab Inc World-wide navigational system
US3140482A (en) * 1954-06-07 1964-07-07 North American Aviation Inc System providing error rate damping of an autonavigator
US3028592A (en) * 1957-06-27 1962-04-03 Gen Precision Inc Doppler inertial navigation data system
US3131390A (en) * 1959-07-31 1964-04-28 Ryan Aeronautical Co Doppler-inertial ground velocity indicator
US3068706A (en) * 1960-02-19 1962-12-18 Honeywell Regulator Co Control apparatus
US3167763A (en) * 1960-05-05 1965-01-26 Lear Siegler Inc Vertical sensor

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