DE1773831B2

DE1773831B2 - Vorrichtung zur anzeige von peilrichtungen an nach dem rueckstrahlverfahren arbeitenden ortungsgeraeten, insbesondere radargeraeten

Info

Publication number: DE1773831B2
Application number: DE19681773831
Authority: DE
Inventors: Carl Wilhelm Dr Dipl Phys Scheer Kurt Dipl Ing 2800 Bremen Busch
Original assignee: Fried Krupp GmbH, 4300 Essen
Priority date: 1968-07-12
Filing date: 1968-07-12
Publication date: 1973-04-12
Also published as: DE1773831A1; DE1773831C3; ES369152A1; DK121560B; US3648283A; GB1243439A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an nach dem Rückstrahlverfahren arbeitenden Ortungsgeräten, insbesondere Radargeräten auf Fahrzeugen, mit Panoramadarstellung auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre mit einem Peilstricherzeuger für einen oder mehrere, gleichzeitig dargebotene und verschiedenen, beliebig wählbaren Peilrichtungen zugeordnete Peilstriche.

Eine der wichtigsten Aufgaben von Radaranlagen, insbesondere von Schiflsradaranlagen, besteht darin, Kollisionen zu verhüten. Zur Feststellung einer Kollisionsgefahr ist es erforderlich, die Radarechos von Objekten, die als mögliche Kollisionsgegner in Frage kommen, ständig zu beobachten, um dadurch ihre Relativbewegung zum beobachtenden Fahrzeug festzustellen.

Es sind zur Erleichterung kollisionssicberer Navigation Radargeräte bekannt, die es gestatten, für aus gewählte, in der Panoramadarstellung angezeigte Objekte auch noch Vektoren zur graphischen Angabe von momentanen und extrapolierten Bewegungsparametern in die Darstellung einzublenden (vgl. britische

ίο Patentschrift 1 084 969). Derartige Darstellungen sind aber bei größerer Verkehrsdichte und insbesondere auch von nicht dafür besonders geschulten Personen nur recht schwer zu interpretieren. Außerdem sind solche Radargeräte wegen ihres großen schaltungs technischen Aufwands teuer und haben daher in der Handelsschiffahrt bisher auch keine bemerkenswerte Verbreitung finden können. Hierzu mag auch beigetragen haben, daß die Vielzahl unregelmäßig über den Bildschirm sich erstreckender Hilfslinien die Gesamtdarstellung der momentanen Ortungsgegebenheiten eher verwirrt als erleichtert, man denke nur an die Vielzahl darzubietender Objekte in dicht befahrenen Wasserstraßen oder an die zahlreichen im Radarbild auftauchenden Festzeichen bei Navigation in Küstennähe. Man hat sich daher bei der Standard-Radarausrüstung für die Handelsschiffahrt damit begnügt, eine Veränderung der Peilrichtungen vom eigenen Fahrzeug zu bestimmen als besonders kritisch ausgesuchten Radarechos zu beobachten, da eine gleichbleibende Peilrichtung, die sogenannte »stehende Peilung«, das wichtigste Indiz für einen Kollisionskurs ist.

Ferner sind schon automalische oder halbautomatische Kollisionswarngeräte beschrieben worden, die das Kriterium der »stehenden Peilung« beim Rückstrahlortungsverfahren auswerten. So beschreibt die ÜSA.-Patentschrift 3 113 211 eine Infrarot-Ortungsanlage, bei der eine Empfangsantenne doppelt so schnell rotiert wie ein rotierender Speicher. Die Peilwinkelinformation über ein erfaßtes Objekt wird in den Speicher eingeschrieben, und das Objekt wird nur dann auf der Kathodenstrahlröhre dargestellt, wenn es für die Ortungseinrichtung bei zwei aufeinanderfolgenden Umläufen der Empfangsantenne noch an derselben Stelle erscheint. Für schnell bewegliche Fahrzeuge, wie Flugzeuge, mag es von Vorteil sein, nur solche Objekte anzuzeigen, bei denen mit großer Sicherheit Kollision droht. Für sonstige Ortungszwecke ist es für Navigator jedoch von Nachteil, andere Ortungsinformationen vorenthalten zu bekommen, da er seine Navigationsentscheidungen u. a. auch an Echos mit nichtsteilender Peilung orientieren muß, beispielsweise beim Passieren von Feuerschiffen oder anderen Seezeichen. Die USA.-Patentschrift 3 267 470 beschreibt eine Darstellung von Rückstrahlortungsinformationen der Art, daß jedem auf der Kathodenstrahlröhre angezeigten Echo ein radial zum Bildschirmrand hin sich erstreckender Strich angehängt wird. Bei stehender Peilung bleibt dieser radiale Strich stehen und wird durch wiederholte Darstellung an derselben Stelle deutlich heller, bei nichtstehender Peilung entsteht eine Vielzahl schwächerer Radialstriche fächerartig nebeneinander. Auch diese Anzeigeform ist sinnvoll nur dort einsetzbar, wo nur relativ wenige und winkelmäßig erheblich gegeneinander versetzte einzelne Echos zur Anzeige gelangen. Bei einer Vielzahl darzustellender Echos mit stehender und nichtstehender Peilung ist

eine Interpretation kaum noch mögücnv weil· durch die aufgefächerten Hadiälstrichö
fen benachbarter Echoanzeigen

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Fahrzeuges^her sich
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neu.

ben des überwiegenden Teiles des BHdSöhirmes er-; Randj desnSbhinnes einer folgt. Solange eine vollautomatische und selbststan4 5 gesebrieben, SoMddrn nur

dige Steuerung von Schiffen nicht möglich und -der Eingriff von Hand in den Fahrtablauf UBvermbidba/ ist, sollte dem Navigator die'Möglichkeit-belassen

werden, selbst mit zu entscheiden, welche Radarechos für ihn besonders zu berücksichtigen sind: "^ >■'■'■■

Derartige Beobachtungen erfolgten-bei SchS6tsradargeräten bisher überwiegend in der Weise, daft die Seitenpeilung notiert oder' auf einer¹ transparenten Zeichenfläche über dem Radarschirm von Hand eingetragen und gegebenenfalls wieder gelöscht wurden; Dieses Verfahren ist aber, besonders für die Anwendung in Wasserstraßen mit größerer Verkehrsdichte, zu umständlich und ungenau. ■"' '^r''

In der britischen Patentschrift 1 086 487 wird eine

Vorrichtung beschrieben, bei der eine Peilrichtungs- 20 frndlicherSpitze eisern beobachtung durch einen elektronisch erzeugten Peil- in der Zeichnung ist die

strich auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre festgehalten wird. Dazu ist eine Einrichtung vorgesehen; die jeweils gerade in den Meßpausen zwischen¹ den einzelnen Lotperioden einen Peilstrich in von Hand vorgewählter Richtung auslöst. Soll die Relativbewegung mehrerer Objekte zum beobachtenden' Schiff gleichzeitig mit Hilfe je eines zugeordneten Pellstriches überwacht werden, so ist für jeden -von ihnen

Eine Vereinfaahang denBedieraing^sbäariittSrehma aos mögliehv wenn änanl die KönibinaiicailatßsnKnsteilanzeigers mit deriRoirtAt^efeeefiitaiafeBbBtt tragen der ^Richrurigs-lriförmatieftadf LrfenOSpeicgiei durch einen handelsüblicheri ZidBiiftqmfi.1iols*trB?fe

führungsbeJspielveranschaulixtha.'Sis /e'Uft/ '·
F i g. 1 in schematrseher DarsteMimg'eiae
tuns nach der Erfindung¹,·· ■ ν ^ m.n;'i>i οϊ
:- I ig. 2 ein Beispiel-für eine
mit Psilstuchen auf dem Schirm
strahlröhre.

Der Kathodenstrahl >c ,

fährt in der üblichen Weise'«durch jdasrsyatteon "»fr

eine der genannten Einrichtungen zur Auslösung des 30 Antenne 2 des .Qitung!3geTäffi^toßl-!Clie^RÖhT%Hacteö Peilstriches erforderlich. umlaufende Ablenksystem 3/«ihe Krdsasdsliiritun^ Wi;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,-eine Anzeige, de r momentätreh. Peil richtung sowie wirkend Vorrichtung der eingangs gekennzeichneten Art zu jedes Umlaufes eine viermalige· Radiateb}eaftuh£ Tat schaffen, die bei möglichst geringem gerätetectmi- Anzeige der Entfernung dohtefleknceitdeh fJbjefej sehen Aufwand und durch einfache Bedienung das 35 die in der PanoTämadäTsteiluhg auf dein Söhtrrrn4nier Setzen beliebig vieler und Löschen beliebig auswahl- KathOdenstrahlröhre 1 als- rjeltei Pufltoe-¹ tfrtchäitßft.

so daß ihre RiclnungenJund^Ehtfefnutigen^u-derwiii der Mitte-des Schirmes 4 Uegihtteri^BiObJKifoUinp» punkt erkennbar sind. Die F

barer Peilstriche ermöglicht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelost
worden, daß zusätzlich als Peilstricherzeuger ein synchron mit der Antenne des Ortungsgerätes und dem 40 einer Wmkelskala 5. -die EntferrftirttrcHraus Ablenksystem der Kathodenstrahlröhre umlaufender konzentrischen' EtatfeTiWhgß&n$efcv:-6-'Ü>ei Speicher für beliebig viele Peilrichtungsmarkierungen EntfernungssfcalaabgQlesen.weiden.·>■-■'> π ,;fi-^ f vi vorgesehen ist, der bei jedem Umlaiu je Peilrichtungs- ' Um die Peilrioiitang'.voii.iar^iefeeigtörniiaijelocen markierung einen, gegebenenfalls kennzeicherrbareri, durch PeiLstriche-.Tierintlicrl· fiia<*äi -i&> kbnubn.niit Peilstrich "auslöst. Zur Anwahl der Richtung eines 45 eine Vorrichtung 7 vorgeseheOKimit-fMilteEdorerTSi«* zu setzenden oder zu löschenden Peilstriches wird -beliebig·, viele Peilstriohe xai dem f ' " " zweckmäßigerweise ein von Hand betätigbares Mar- und selektiv auch'Wiedeii'lösclieiJ " kierungsgerät vorgesehen, das einen über den Ge- Die· Vorrichtung 7. besteht'im·

samtwinkelbereich schwenkbaren Einstel!x«iger auf- einem λόιι Hand beiärigbaren

weist. Bei jedem Umlauf der Antenne wird auf dem 50 einem über den OsranttwinkÜ ^

Schirm der Kathodenstrahlröhre ein Peilstrich In der Einstellzeiger 10 und tin€i -s^mtoroff'tnic iäet] Richtung ausgelöst, in die der von Hand schwenkbare
Einstellzeiger momentan weist. Eine mit dem Speicher synchron umlaufende Kontaktscheibe für' einen
oder mehrere Setz- und/oder Löschkontakte dient S5
bei Drücken eines entsprechenden Bedienungsknopfes
der Übertragung der Information, der morheritanen
Winkelstellung des Einsteüzeigers, auf den Speicher.
Als Speicher ist dabei insbesondere' -ein "■ Mägnet-

schichtträger mit den in dieser Technik"¹ geläufigen &> -taste.18; betätigt,.¹'

Mitteln zum Einschreiben. Auslesen und Löschen der .Schreib- Idzw.'-Lösc. ._{t t}

Informationen geeignet. .. i^;'!j I momentane-5tellting^:des'Ei!HirelfoJ0ig{a^uO;ueiB&>2ßW-

Bei einer Vielzahl von zu beobachtende« Objekten -traie-: Steiie.Teinhdt.l5'4n^tcu&U>!^C^WaädpasS«s ist es wegen der Auswertung und de-r^chnelleri Ub(Sr- Einschreiben .bfcW-J'das LöscKeJinelti'esi-.beeeiie hetiesicht zweckdienlich, die gesetzten iPeilstriche mit 65 _;henden PeiksWictie^ aafddnviSchÜTmMddir * unterschiedlichen Kennungen zu -versehdnjnSxsrf ka%n ^tr-älilTöhiöt'.in-'ider-.RäcIituiigi'.dniaiETdfeT·^ man beispielsweise im Gegensatz zu deninbVtarHstrich
ausgeführten Vorausanzeige die den riHzelneri öb-

terme 2 umlauf enden r. Konratotifll«ib<3 aft- ^δ\«?<3 laus einem ebenfalls syncrmm mit der^Äaittiwrß
fenden Speifcher ^i'' · < "-'-' ^ ^f--

-. Zur liessei
.Vorriohtung'7 sind im-1
.spiel-"-auf-,der·

■Löscblrorätäkt:13-'u'hd!l.,-. —_Dr-Bedienungsknöpfe, die Sot2taisteii4'^::lodobrdiiiiaBdsc1il· ~ ■" · wirdüifoei^aiclilHufenVtdes

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rung auf !den-.rotierenden Speicher!), bzw. das Lör sehen, einer dort bereits befindlichen Information.
: Als Speicher 9 sei-ifn dargestellten Beispiel ein Magnetschiehtträger; verwandt, der. nut den in dieser Technik geläufigen Mitteln zum Einschreiben, Auslesen und Löschen der Informationen, Schreib-, Lösch- und Lesekopf 16, 19 und 20, ausgerüstet ist. ,Mit jedem Umlauf der Antenne! und damit des Speichers 9 wird die Peilrichtungsmarkierung über den Lesekopf 20 ausgelesen. Über die zentrale Steuereinheit 15 bewirkt sie eine Auslösung eines Hellsteuerimpulses für die Kathodenstrahlröhre 1, dessen Länge der Periode der Radialablenkung des Kathodenstrahles angepaßt ist, und damit das Schreiben eines Peilstriches P auf dem Schirm 4.

An Stelle der selektiven Löschung eines bestimmten Peilstriches durch Anwahl mittels des Einstellzeigers 10 und betätigen der Löschtaste 18 kann auch der gesamte Speicher 9 durch Ansteuern eines Löschgenerators 22 mittels eines Löschschalters 21 gelöscht werden. Der Speicher 9 für die periodische Ansteuerung der Aufhellimpulse zum Schreiben der Peilst: .ehe P kann in vielfacher Weise abgewandelt werden. So können zur Speicherung elektrostatischer Verfahren, Laufzeit- oder Digitalspeicher eingesetzt werden. Die Exaktheit des Einschreibens und Loschens von Peilrichtungsmarkierungen kann man durch Verwendung von Koinzidenzgattern verbessern. Der zentralen Steuereinheit 15 können Schaltungen zur Kennung einzelner Peilstriche, beispielsweise durch Helligkeitsmodulation zur Erzeugung von Linien auswählbarer Strich-Pi'nkt-Kombinationen, der Mustergenerator 23. zugeschaltet sein. Ein Zeitgeber 24 diene zur Überlagerung zeitlicher Informationen, ζ. B. durch zeitliche Beeinflussung der Peilstriche; so kann er beispielsweise im Zusammenwirken mit der zentralen Steuereinheit 15 bewirken, daß ein ursprünglich voll ausgeschriebener Peilstrich in zunehmenden Maße unterbrochen oder von seinem Ursprung, dem Orte des beobachtenden Fahrzeuges her. fortschreitend gelöscht wird. Zur einfacheren Beobachtung der Änderung der Entfernung zu einem interessierenden Objekt kann man Mittel vorsehen, den durch das Objekt Z verlaufenden Peilstrich P nicht bis an das Ende des Schirmes 4. sondern nur bis an das Objekt Z auszuschreiben. Mit dem Auswandern ties Objektes aus dem Ende des ihm zugeschriebenen Peilstriches liegt so eine einfach zu interpretierende Information über die Veränderung des Abstandes zwischen dem beobachtenden Fahrzeug und dem beobachtenden Objekt vor.

F i g. 2 zeigt am Beispiel einer Relativ-Darstellung. wie eine Radarsituation mit einer Vorrichtung nach der Erfindung auf dem Schirm 4 der Kathodenstrahlröhre 1 dargestellt sein kann. In der Regel werden die vorausliegenden Objekte Z, von Interesse sein, durch die strahlenförmig Peilstriche P, gelegt werden. Ein weiterer Strahl P_n. zeigt die Vorausrichtung des beobachtenden Fahrzeuges Z₀ an. In der Darstellung wurde von der Kennung der Peilstriche durch unterschiedliche Muster Gebrauch gemacht. Außerdem wurden die Peilstriche P₁ nur bis zum jeweiligen beobachteten Objekt Ζ,, nicht bis zum Rand des Schirsies 4 ausgeschrieben. Zum Zeitpunkt des Setzens der peilstriche P, befanden sich die Objekte Z₁ an Orten, <üe in der Darstellung am Ende des jeweiligen Peiletriches gestrichelt angedeutet sind. Die nach Ablauf einer bestimmten Zeit bestehende Situation ist durch die Lage der schwarzen Punkte gekennzeichnet Daraus ist ersichtlich, daß die Objekte Z₁, Z₂ und Z₄ sich: zwar dem beobachtenden Fahrzeug nähern, daß für sie aber.-keine »stehende Peilung«, also keine Kollisionsgefahr besteht. Außerdem läßt sich dem verkürzten Peilstrich P₄ entnehmen, daß dieser schon vor relativ langer Zeit gesetzt wurde, also zunehmend uninteressant wird. Da die Objekte Z₁ und Z₄ bereits querab vom beobachtenden Fahrzeug liegen, wird

ίο man die ihnen zugeordneten Peilstriche P₁ und P₄ selektiv löschen, um die Panoramadarstellung von überflüssigen Anzeigen zu befreien. Hingegen liegt bezüglich des Objektes Z₃ stehende Peilung bei sich verringerndem Abstand vor. Die zugehörige Peilrichtung ist also weiterhin besonders zu beobachten und gegebenenfalls ist der Kurs des beobachtenden Fahrzeuges so zu verändern, daß keine Kollisionsgefahr mehr besteht.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebene Ausführungsform; so läßt sie sich beispielsweise durch einen in F i g. 1 dargestellten, von Hand setzbaren Zielstift 25 mit lichtempfindlicher Spitze ergänzen. Er wird auf dem Bildschirm 4 direkt auf den Lichtpunkt des Objektes Z gehalten, zu dem ein Peilstrich P gesetzt werden soll; je nach Ausführung der zentralen Steuereinheit 15 genügt schon das Aufleuchten des Leuchtpunktes zum Einschreiben der Peilrichtungsmarkierung in den Speicher 9 oder eine zusätzliche Setztaste 26 ist von Hand zu betätigen.

Bei Verwendung von Magnetschieht-Speicherverfahrers für den Speicher 9 kann man an Stelle der beschriebenen getrennten Schreib- und Leseköpfe 16. 20 den in dieser Technik üblichen sogenannten Kombikopf verwenden, denn das gleichzeitige Ein-

schreiben und Auslesen einer Peiirichtvngsmarkierung kommt nicht vor. Dementsprechend genügt an. Stelle dor getrennten Schreib- und Löschkontakte 13, 17 auch ein gemeinsamer Kontakt, da nur entweder die Setz- oder die Löschtaste 14 oder 18 betätigt wird.

Um mit einer geringen Anzahl von unterschiedlichen Strich-Punkt-Kombinationen für die Kennung verschiedener benachbarter Pcilstriche auskorn™«¹'! zu können, wird man zweckmäßig den Schirm 4 der Kathodenstrahlröhre 1 in verschiedene Sektoren unterteilen, innerhalb derer diese Kombinationen sich wiederholen können, wenn nur gewährleistet bleibt, daß zwei benachbarte Peilstriche nicht die gleiche Kennung erhalten.

Die ^ ornehtung ist neben der Anwendung bei relativer Panoramadarstellung besonders vorteilhaft in Verbindung mit dem Verfahren der Kursradar-Darstellung oder dem True-Motion-Verfahren ein setzbar.

Zusammenstellung der benutzten Bezugszeichen.

P Pcilstrich

Z Objekt

1 Kathodenstrahlröhre

2 Antenne

3 Ablenksystem

4 Schirm

5 Winkelskala

6 Entfernungsringe
7 Vorrichtung

8 Kontaktscheibe

9 Speicher

10 Einstellzeigcr

11 Radialablenkung

12 Richtungsskala

13 Schreibkontakt

14 Setztaste

15 Zentrale Steuereinheit

16 Schreibkopf

17 Löschkontakt 1Ä Löschtaste

1 773 83	1
19	Löschkopf
20	Lesekopf
21	Löschschaltei
22	Löschgenerator
5 23	Mustergenerator
24	Zeitgeber
25	Zielsiirt
26	Zusätzliche Setztaste

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung an nach dem Rückstrahlverfahren arbeitenden Ortungsgeräten, insbesondere Radargeräten auf Fahrzeugen, mit Panoramadarstellung auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre mit einem Peilstricherzeuger für einen oder mehrere, gleichzeitig dargebotene und verschiedenen, beliebig wählbaren Peilrichtungen zugeordnete Peilstriche, dadurchgekennzeichnet, daß zusätzlich als Peilstricherzeuger ein synchron mit der Antenne (2) des Ortungsgerätes und dem Ablenksystem (3) dei Kathodenstrahlröhre umlaufender Speicher (9) für beliebig viele Peilrichtungsmarkierungen vorgesehen ist, der bei jedem Umlauf je Peilrichtungsmarkierung einen, gegebenenfalls kennzeichenbaren, Peilstrich auslöst.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von Hand betätigbares Markierungsgerät vorgesehen ist, das einen über den Gesamtwinkelbereich schwenkbaren Einstellzeiger (10) und eine mit dem Speicher (9) synchron umlaufende Kontaktscheibe (8) für einen oder mehrere Schreib- und/oder Löschkontakte (13,17) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (9) als Magnetschichtträger ausgebildet ist, dem an sich bekannte Mittel zum Einschreiben, Auslesen und Löschen der Peilrichtungsmarkierungen zugeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Mittel zur Kennung der Peilstriche durch unterschiedliche Intensitätsmodulation.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensitätsmodulation zur Anzeige einer Entfernungsinformation benutzt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensitätsmodulation zur Anzeige einer Zeitinformation benutzt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als von Hand betätigbares Markierungsgerät ein an sich bekannter, auf den Lichtpunkt des Objektes auf dem Schirm (4) der Kathodenstrahlröhre (1) setzbarer Zielstift (25) mit lichtempfindlicher Spitze vorgesehen ist.