DE1773831C3

DE1773831C3 - Vorrichtung zur Anzeige von Peilrichtungen an nach dem Rückstrahlverfahren arbeitenden Ortungsgeräten, insbesondere Radargeräten

Info

Publication number: DE1773831C3
Application number: DE1773831A
Authority: DE
Inventors: Carl Wilhelm Dr.Dipl.-Phys. Busch; Kurt Dipl.-Ing. Scheer
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1968-07-12
Filing date: 1968-07-12
Publication date: 1975-12-18
Also published as: US3648283A; DK121560B; GB1243439A; DE1773831A1; DE1773831B2; ES369152A1

Description

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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 Schiffsradaranlagen, 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 kolhsionssicherer Navigation Radargeräte bekannt, die es gestatten, für ausgewählte, in der Panoramadarstellung angezeigte Objekte auch noch Vektoren zur graphischen Angabe von momentanen und extrapolierten Bewegungsparametern in die Darstellung einzublenden (vgl. britische 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 schaltungstechnischen Aufwands teuer und haben daher in der Handelsschiffahrt bisher auch keine bemerkenswerte Verbreitung finden können. Hierzu mag auch beigetragen haben, daß die Vielzahl unregelmäßig übeiden Bildschirm sich erstreckender Hilfslinien die Gesamtdarstellung der momentanen Oiungsgegebenheiten 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 bcgnüct, 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 automatische oder halbautomatische Kollisionswarngeräte beschrieben worden, die das Kriterium der »stehenden Peilung« beim Rückstrahlortungsvcrfahren auswerten. So beschreibt die USA.-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 übungseinrichtung bei zwei aufeinanderfolgenden Umläufen der Empfangsuntcnne 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 den Navigator jedoch von Nachteil, andere Ortungsinformationen vorenthalten zu bekommen, da er seine Navigationsentscheidungen u. a. auch an Echos mit nichtstehender 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 cinsetzbar, wo nur relativ wenige und winkelmäßig erheblich gegeneinander versetzte einzelne Echos zur Anzeige gelangen. Bei einer Vielzahl darzustellender Echos mit stehender und nichtstchender Peilung ist

■ e Interpretation kaum noch möglich, weil durch T aufgefächerten Radiah iriche ein Zusammenlaufen benachbarter Echoanzeigen und ein Hellschrei-K des überwiegenden Teiles des Bildschirmes erf Igt Solange eine vollautomatische und selbstsiän- Ave Steuerung von Schiffen nicht möglich und der Finsriff von Hand in den Fahrtablauf unvermeidbar

t sollte dem Navigator die Möglichkeit belassen "!-'rden. selbst mit zu entscheiden, welche Radarechos für ihn besonders zu berücksichtigen sind.

Derartige Beobachtungen erfolgten bei Schiffsra-(jaraeräten bisher überwiegend in der Weise, daß die Seitenpeilung notiert oder auf einer transparenten Zeichenfläcbe über dem Radarschirm von Hand ein-

traaen _unj gegebenenfalls wieder gelöscht wurden. rWJs Verfahren ist aber, besonders für die Amven-

L/IC r\ ■ "O \rii 1-1

jekten zugeordneten Peilstriche durch eine Linie auswählbaren Strich-Punkt-Kombinationen kennzeichnen. Wird ein Peilstrich darüber hinaus nicht bis zum Rand des Schirmes einer Kathodenstrahlröhre ausgeschrieben, sondern nur bis zu dem betreffenden Objekt, dann liegt mit dem Auswandern des Objektes aus dem Ende des Peilstriches eine einfach zu interpretierende Information über die Veränderung des Abstandes zwischen dem beobachtenden Fahrzeug und dem beobachteten Objekt vor. Auch ist eine zeitliche Beeinflussung der Peilstriche möglich, indem z. B. länger anstehende Peilstriche in zunehmendem Maße schwächer oder vom Orte des beobachtenden Fahrzeuges her sich verkürzend geschrieben weiden. !:ine Vereinfachung der Bedienung ist darüber hinaus möglich, wenn man die Kombination des Einstellanzeigers mit der Kontaktscheibe für das Übertragen der Richtungs-Information auf den Speicher durch einen handelsüblichen Zielstift mit üchtemp-

führungsbeispiel \eranschaulichi. Es zeigt

Fig. 1 In schematischer Darstellung eine Vorrichtung nach der Erfindung.

F i g. 2 ein Beispiel für eine Panoramadarstellunu mit Peilstrichen auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre.

Der Kathodenstrahl der Kathodenstrahlröhre 1 erfährt in der üblichen Weise durch das synchron zur

dun° in Wasserstraßen mit größerer Verkehrsdichte, _zu umständlich und ungenau.

In der britischen Patentschrift 1 086 487 wird eine

Vorrichtung beschrieben, bei der eine Peilrichtungs- 20 fmdlicher Spitze ersetzt.

beobachtung durch einen elektronisch erzeugten Peil- I_n der Zeichnunii ist die Erfindung an einen·. Ausstrich auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre festgehalten wird. Dazu ist eine Einrichtung vorgesehen,
die jeweils gerade in den Meßpausen zwischen den
einzelnen Lotperioden einen Peilstrich in von Hand 2s
voruewählter Richtung auslöst. Soll die Relativbewe?unt; mehrerer Objekte zum beobachtenden Schiff
gleichzeitig mit Hilfe je eines zugeordneten Peilstriches überwacht werden, so ist für jeden von ihnen
eine der genannten Einrichtungen zur Auslösung des 30 Antenne 2 des Ortungsgerätes um die Röhrenachse Peilstriches erforderlich. umlaufende Ablenksystem 3 eine Kreisablenkung zur

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeige der momentanen Peilrichtung sowie während Vorrichtung der eingangs gekennzeichneten Art zu jedes Umlaufes eine vielmalige Radialablenkung zur schaffen, die bei möglichst geringem gerätetechni- Anzeige der Entfernung der reflektierenden Objekte, sehen Aufwand und durch einfache Bedienung das 35 die in der Panoramadarstellung auf dem Schirm 4 der Setzen beliebig vieler und Löschen beliebig auswahl- Kathodenstrahlröhre 1 als heile Punkte erscheinen, barer Pcilslriche ermöglicht. so daß ihre Richtungen und Entfernungen zu dem in

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst der Mitte des Schirmes 4 liegenden Beobachtungsworden, daß zusätzlich als Peilstrichcrzeuger ein syn- pimkt erkennbar sind. Die Richtungen können an cliron mit der Antenne des Ortungsgerätes und dem 40 einer Winkelskala 5, die Entfernungen aus einer aus Ablenksystem der Kathodenstrahlröhre umlaufender konzentrischen Entfemungsringcn 6 bestehenden Speicher für beliebig viele Peilrichtungsmarkierungen Entfernungsskala abgelesen werden, vorgesehen ist, der bei jedem Umlauf je Peilrichtungs- Um die Peilrichtung von angezeigten Objekten

markierung einen, gegebenenfalls kennzeichcnbaren, durch Peilstriche kenntlich machen zu können, ist Peilstrich auslöst. Zur Anwahl der Richtung eines 45 eine Vorrichtung 7 vorgesehen, mit Hilfe derer sich setzenden oder zu löschenden Peilstriches wird beliebig viele Peilstriche auf dem Schirm 4 erzeugen

und selektiv auch wieder löschen lassen.

Die Vorrichtung 7 besteht im wesentlichen aus einem von Hand betätigbaren Markierungsgerät mit einem über den Gesamtwinkelbercich schwenkbaren Einstellzeiger 10 und einer synchron mit der Antenne 2 umlaufenden Kontaktscheibe 8 sowie aus einem ebenfalls synchron mit der Antenne 2 umlaufenden Speicher 9.

Zur besseren Veranschaulichung der Funktion der Vorrichtung 7 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel auf der Kontaktscheibe 8 je ein Schreib- und Löschkontakt 13 und 17, vorgesehen. Wird einer der

zweckmäßigerweise ein von Hand betätigbares Markierungsgerät vorgesehen, das einen über den Gesamtwinkelbcreich schwenkbaren Einstellzeiger aufweist. Bei jedem Umlauf der Antenne wird auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre ein Peilstrich in der 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 bei Drücken eines entsprechenden Bedienungsknopf der Übertragung der Information, der momentanen Winkelstellung des Einstellzeigcrs, auf den Speicher. Als Speicher ist dabei insbesondere ein MagnetLcht , g

mi „_Kv.^..w .„. - -ο--. Bedienungsknöpfe, die Setztastc 14 oder die Lösch-

schichtträger mit den in dieser Technik geläufigen 60 taste 18, betätigt, dann wird bei Durchlaufen des Mitteln zum Einschreiben, Auslesen und Löschen der Schreib- bzw. Löschkontaktes 13 bzw. 17, durch die Informationen geeignet. momentane Stellung des Einstellzeigers 10, eine zen-

Bei einer Vielzahl von zu beobachtenden Objekten tralc Steuereinheit 15 angesteuert; sie bewirkt das ist es wegen der Auswertung und der schnellen Über- Einschreiben bzw. das Löschen eines bereits bistesicht zweckdienlich, die gesetzten Peilstriche mit 65 henden Peilstriches auf dem Schirm 4 der Kathodenunterschiedlichen Kennungen zu versehen. So kann strahlröhre 1 in der Richtung, in die der von Hand man beispielsweise im Gegensatz zu der im Vollstrich schwenkbare Einstellzeiger 10 weist, sowie ein Einausgeführten Vorausanzeige die den einzelnen Ob- schreiben einer entsprechenden Peilrich'ungsmarkie-

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rung auf den rotierenden Speicher 9, bzw. das Lö- die Lage der schwarzen Punkte gekennzeichnet,

sehen einer dort bereits befindlichen Information. Daraus ist ersichtlich, daß die Objekte Z₁, Z₂ und Z₄

Als Speicher 9 sei im dargestellten Beispiel ein sich zwar dem beobachtenden Fahrzeug nähern, daß

Magnetschichtträger verwandt, der mit den in dieser für sie aber keine »stehende Peilung«, also keine

Technik geläufigen Mitteln zum Einschreiben. Aus- 5 Kollisionsgefahr besteht. Außerdem laßt sich dem

lesen und Löschen der Informationen, Schreib-, verkürzten Peilstrich P₄ entnehmen, daß dieser schon

Lösch- und Lesekopf 16, 19 und 20, ausgerüstet ist. vor relativ langer Zeit gesetzt wurde, also zunehmend

Mit jedem Umlauf der Antenne 2 und damit des uninteressant wird. Da die Objekte Z₁ und Z₁ bereits

Speichers 9 wird die Peilrichtungsmarkierung über querab vom beobachtenden Fahrzeug liegen, wird

den Lesekopf 20 ausgelesen. Über die zentrale Steuer- io man die ihnen zugeordneten Peilstriche P₁ und l\

einheit 15 bewirkt sie eine Auslösung eines Heil- selektiv löschen, um die Panoramadarstellung von

Steuerimpulses für die Kathodenstrahlröhre 1, dessen überflüssigen Anzeigen zu befreien. Hingegen liegt

Länge der Periode der Radialablenkung des Katho- bezüglich des Objektes Z₁ stehende Peilung bei sieh

denstrahles angepaßt ist, und damit das Schreiben verringerndem Abstand vor. Die zugehörige Peilrich-

eines Peilstriches P auf dem Schirm 4. 15 tung ist also weiterhin besonders zu beobachten und

An Stelle der selektiven Löschung eines bestimm- gegebenenfalls ist der Kurs des beobachtenden Fahrten Peilstriches durch Anwahl mittels des Einsteü- zeuges so zu verändern, daß keine Kollisionsgefahr zeigers 10 und betätigen der Löschtaste 18 kann auch mehr besteht.

der gesamte Speicher 9 durch Ansteuern eines Lösch- Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die bcgenerators 22 mittels eines Löschschalters 21 gelöscht 20 schriebene Ausführungsform; so läßt sie sich beiwerden. Der Speicher 9 für die periodische Anstelle- spielsweise durch einen in Fig. 1 dargestellten, von rung der Aufhellimpulse zum Schreiben der Peil- Hand setzbaren Zielstift 25 mit lichtempfindlicher striche P kann in vielfacher Weise abgewandelt wer- Spitze ergänzen. Er wird auf dem Bildschirm 4 direkt den. So können zur Speicherung elektrostatische auf den Lichtpunkt des Objektes Z gehalten, zu dem Verfahren, Laufzeit- oder Digitalspeicher eingesetzt 25 ein Peilstrich P gesetzt werden soll; je nach Ausfühwerden. Die Exaktheit des Einschreibeiis und Lö- rung der zentralen Steuereinheit 15 genügt schon das schens von Peilrichtungsmarkierungen kann man Aufleuchten des Leuchtpunktes zum Einschreiben der durch Verwendung von Koinzidenzgattern verbessern. Peilrichtungsmarkierung in den Speicher 9 oder eine Der zentralen Steuereinheit 15 können Schaltungen zusätzliche Setztaste 26 ist von Hand zu betätigen, zur Kennung einzelner Peilstriche, beispielsweise 30 Bei Verwendung von Magnetschicht-Spcicherverfahdurch Helligkeitsmodulation zur Erzeugung von ren für den Speicher 9 kann man an Stelle der beLinien auswählbarer Strich-Punkt-Kombinationer., schriebenen getrennten Schreib- und Leseköpfe 16. der Mustergenerator 23, zugeschaltet sein. Ein Zeit- 20 den in dieser Technik üblichen sogenannten geber 24 diene zur Überlagerung zeitlicher Informa- Kombikopf verwenden, denn das gleichzeitige Fintionen, z. B. durch zeitliche Beeinflussung der Peil- 35 schreiben und Auslesen einer Peilrichtuncsrnarkiestriche: so kann er beispielsweise im Zusammenwir- rung kommt nicht vor. Dementsprechend genügt an ken mit der zentralen Steuereinheit 15 bewirken, daß Stelle der getrennten Schreib- und Löschkontaktc 13. ein ursprünglich voll ausgeschriebener Peilstrich in 17 auch ein gemeinsamer Kontakt, da nur entweder zunehmenden Maße unterbrochen oder von seinem die Setz- oder die Löschtaste 14 oder 18 betätigt Ursprung, dem Orte des beobachtenden Fahrzeuges 40 wird.

her, fortschreitend gelöscht wird. Zur einfacheren Um mit einer geringen Anzahl von Unterschied-Beobachtung der Änderung der Entfernung zu einem liehen Strich-Punkt-Kombinationen für die Kennung interessierenden Objekt kann man Mittel vorsehen, verschiedener benachbarter Peilstriche auskommen den durch das Objekt Z verlaufenden Peilstrich P zu können, wird man zweckmäßig den Schirm 4 der nicht bis an das Ende des Schirmes 4, sondern nur 45 Kathodenstrahlröhre 1 in verschiedene Sektoren bis an das Objekt Z auszuschreiben. Mit dem Aus- unterteilen, innerhalb derer diese Kombinationen wandern des Objektes aus dem Ende des ihm züge sich wiederholen können, wenn nur gewährleistet schriebenen Peilstriches liegt so eine einfach zu inter- bleibt, daß zwei benachbarte Peilstriche nicht die pretierende Information über die Veränderung des gleiche Kennung erhalten.

Abstandes zwischen dem beobachtenden Fahrzeug 50 Die Vorrichtung ist neben der Anwendung bei

und dem beobachtenden Objekt vor. relativer Panoramadarstellung besonders vorteilhaft

F i g. 2 zeigt am Beispiel einer Relativ-Darstellung, in Verbindung mit dem Verfahren der Kursradar-

wie eine Radarsituation mit einer Vorrichtung nach Darstellung oder dem True-Motion-Verfahren ein-

der Erfindung auf dem Schirm 4 der Kathodenstrahl- setzbar,
röhre 1 dargestellt sein kann. In der Regel werden 55

die vorausliegenden Objekte Z, von Interesse sein, Zusammenstellung der benutzten Bezugszeichen,

durch die strahlenförmig Peilstriche P₁ gelegt werden. P Peilslrich

Ein weiterer Strahl P₀, zeigt die Vorausrichtung des Z Objekt
beobachtenden Fahrzeuges Z₀ an. In der Darstellung 1 Kathodenstrahlröhre
wurde von der Kennung der Peilstriche durch unter- 60 2 Antenne

schiedliche Muster Gebrauch gemacht. Außerdem 3 Ablenksystem

wurden die Peilstriche P₁- nur bis zum jeweiligen be- 4 Schirm

obachteten Objekt Z,, nicht bis zum Rand des Schir- 5 Winkelskala

mes 4 ausgeschrieben. Zum Zeitpunkt des Setzens der 6 Entfernungsringe
Peilstriche P,- befanden sich die Objekte Z_; an Orten, 65 7 Vorrichtung

die in der Darstellung am Ende des jeweiligen Peil- 8 Kontaktscheibe

Striches gestrichelt angedeutet sind. Die nach Ablauf 9 Speicher

einer bestimmten Zeit bestehende Situation ist durch 10 Einstellzeiger

11 Radialablenkung

12 Richtungsskala

13 Schreibkontakt

14 Setztaste

15 Zentrale Steuereinheit

16 Schreibkopf

17 Löschkontakt

18 Löschtaste

l 773 831

19 Löschkopf

20 Lesekopf

21 Löschschaltei

22 Löschgenerator 23 Mustergenerator

24 Zeitgeber

25 Zielstift

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 Kathodensirahlröhre mit einem Peilstricherzeuger für einen oder mehrers, gleichzeitig dargebotene und verschiedenen, beliebig wählbaren Peilrichtungen zügeordnete Peilstriche, dad urchgekenn zeichnet, daß zusätzlich als Peilstricherzeuger ein synchron-mit der Antenne (2) des Ortungsgerätes und dem Ablenksystem (3) der Kathodenstrahlröhre umlaufender Speicher (9) für beliebig viele Peilrichtungsmarkierungen vorgesehen ist, der bei jedem Umlauf je Peürichtungsmarkierung einen, gegebenenfalls kennzeicbenbaren, 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 Löschknntakte (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 gckennzeichnet, daß als von Hand betätigbares Markierungsgerät ein an sich bekannter, auf den Lichtpunkt des Objektes auf dem Schirm (4) der Kathodenstrahlröhre (1) setzbarer Zielslift (25) mit lichtempfindlicher Spitze vorgesehen ist.