-
Navigationsverfahren für einen Fahrzeugverband Die Erfindung betrifft
ein Navigationsverfahren für eine Fahrzeugverband, bei dem wenigstens eines der
Fahrzeuge al Beobachtungsfahrzeug ausgebildet ist, das mittels einer Radaranlage
mit bewegter Antennenkeule, insbesondere Palsdoppler radaranlage, Ziele ausmacht,
bei dem weiterhin jedes Fahrzeug des Verbands mit einer autonomen Navigationsanlage
zur fortlaufenden Anzeige des Standorts versehen ist und bei dem von dem oder den
Beobachtungsfahrzeugen zu den anderen Fahrzou'on Daten übermittelt werden, die die
Standorte der ermittelten Azide enthalten.
-
Ein derartiger Fahrzeugverband kann z.B. ein Panzerverband sein und
die auszumachenden Ziele können tieffliegende Flugzeuge oder auch andere Fahrzeuge
sein. Die Übermittlung der Zielkoordinaten vom Beobachtungsfahrzeug zu den Panzern
soll hierbei z.B. die Bekämpfung der ausgemachten Ziele ermöglichen.
-
Die von den einzelnen Fahrzeugen mitgeführten autonomen Navigationsanlagen
bekannter Bauart ermitteln den Standort des einzelnen Fahrzeugs. Diese Standortanzeige
ist auch bei sehr
genau arbeitenden Anlagen mit einem Fehler behaftet,
der in der Regel mit der zurückgelegten Wegstrecke zunimmt. ie Genauigkeit der Standortanzeige
reicht dabei zwar zur Navigation des Fahrzeugs aus, jedoch macht sich der Fehler
bei der Bekämpfung der gegnerischen Ziele unangenehm bemerkbar, die tatsächliche
relative Position vom BeobachtungsSahrzeilg und dem einzelnen Panzer stimmt daher
nicht mit der sich aus den Koordinatenwerten der beiden Fahrzeuge ergebenden rechnerischen
relativen Position überein, so daß sich bei Übermittlung der Zielkoordinaten für
den einzelnen Panzer ein falsches Bild über die relative Position zwischen Panzer-urAd
Ziel ergibt.
-
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, unter Vermeidung
eines wesentlichen Aufwands eine Möglichkeit zu schaffen, damit sich der Fehler
der einzelnen Navigationsanlagen bei der Bekämpfung der Ziele nicht nachteilig auswirkt.
-
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die von einem durch die Radarkeule
eines Beobachtungsfahrzeugs erfaßten Fahrzeuge des Verbands zum Beobachtungsfahrzeug
zurückkommenden Signale dazu benutzt werden, die relative Position des erfaßten
FLrzeugs zum Beobachtungsfahrzeug zu ermitteln und daß aus den Standortkoordinaten
des Beobachtungsfahrzeugs und der relativen Position des erfaßten Fahrzeugs zum
Beobachtungsfahrzeug Daten gewonnen werden, die zur Korrektur der Anzeige d autonomen
Navigationsanzeige des erfaßten Fahrzeugs benutzt werden.
-
Die Erfindung wird somit darin gesehen, daß einmal die rel.-ltive
Lage eines Beobachtungsftrzeugs zu den übrigen Fahrzeugen ermittelt wird, daß zum
andern jedoch hierfür sowieso schon vorhandene Mittel ausgenutzt werden.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird davon ausgegangen, daß die
z.B. über eine rundum bewegte Keule abgegebenen Signale des Radargeräts hin und
wieder auch die einzelnen Fahrzeuge des Verbands treffen und somit von Zeit zu Zeit
die durch die autonome Navigationsanlage ermittelten Positionswerte korrigiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt somit eine Stützung der Navigationsanlage
der Fahrzeuge dar. Die autonomen Navigationsanlagen sind vorhanden, um auch dem
nicht im Verband fahrenden Fahrzeug eine Navigation zu ermöglichel!. Sie werden
im vorliegenden Anwendungsfall jedoch ebenfalls benötigt, da durch das Radargerät
allein, z.B. wegen der Struktur des Geländes (Abdeckung) nicht sichergestellt ist,
daß die relativen Positionen jederzeit ermittelt werden können. In den nicht allzulangen
Zeitabständen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stützungsvorgängen ist die Genauigkeit
der autonomen Navigationsanlagen ausreichend.
-
Wenn die einzelnen Fahrzeuge ihre durch ihre Navigationsanlage ermittelten
Positionskoordinaten zum Beobachtungsfahrzeug über Funk übermitteln, ist es beim
Beobachtungsfahrzeug möglich, ein von dem-einzelnen Fahrzeug reflektiertes Radarsignal
dem richtigen Fahrzeug zuzuordnen. Günstiger, jedoch mit einem etwås erhöhten Aufwand
verbunden ist eine Lösung, bei der bei den einzelnen Fahrzeugen je ein Transponder
vorgesehen ist, der bei Eintreffen eines Radarsignals ein mit einer Kennung versehenes
Signal an das BeobachtungsSahrzeug zurücksendet. Auch durch dieses Signal läßt sich
Richtung und Abstand des betreffenden Fahrzeugs vom Beobachtungsfahrzeug,also die
relative Position der Fahrzeuge zueinander ermitteln.
-
Sind z.B. zur Erhöhung der Genauigkeit und zur Erhöhung der Sicherheit
(Ausfall) dem Fahrzeugverband zwei oder noch mehr Beobachtungsfahrzeuge zugeordnet,
so stützen diese irre autonomen Navigationsanlagen gegenseitig mit Hilfe der durch
die
Radargeräte ermitteltenEelativwerte, so daß praktisch bei allen Beobachtungsfahrzeugen
von der richtigen relativen Position der Beobachtungsfahrzeuge zueinander ausgegangen
wird.
-
Oben wurde erwähnt, daß aus der durch die autonome Navigationsanlage
des Beobachtungsfahrzeugs undder mittels des Radargeräts ermittelten relativen Lage
der beiden Fahrzeuge zueinander Daten gewonnen werden, die zur Korrektur der Anzeige
der autonomen Navigationsanlage des erfaßten Fahrzeugs benutzt werden. Diese Daten
können zur Korrektur zum erfaßten Fahrzeug übermittelt werden und dort z.B. eine
automatische Korrektur bewirken. Wenn jedoch die relative Position des erfaßten
Fahrzeugs zum zu bekämpfenden Ziel beim Beobachtungsfahrzeug errechnet wird, und
diese errechneten Werte übertragen werden,ist die Übermittlung der Korrekturdaten
nicht notwendig, vielmehr genügt es dannßdie vom erfaßten Fahrzeug zum Beobachtungsfahrzeug
übermittelte Standortkoordinaten beim Beobachtungsfahrzeug zu korrigieren.
-
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es
zeigen Fig. 1 ein schematisches Ausführungsbeispiel zu Erklärung des erfindungsgemäßen
Navigationsverfahrens Fig. 2a ein beispielhaftes Blockschaltbild der vom Beobachtungsfahrzeug
mitzuSührender Navigationsanlage und Fig. 2b ein beispielhaftes Blockschaltbild
einer Anlage für die anderen Fahrzeuge.
-
Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Figur 1 besteht der Fahrzeugverband
der Einfachheit halber lediglich aus zwei Fahrzeugen, dem Beobachtungsfahrzeug 1
und dem hierzu sich im Abstand r1 und unter dem Winkel g1 befindlichen Fahrzeug
2. Wegen der Fehler der autonomen Navigationsanlagen in den Fahrzeugen 1 und 2 ergibt
sich aus dem Vergleich der Standortkoordinaten der beiden Fahrzeuge ein scheinbarer
Standort 2a des Fahrzeugs 2 relativ zu dem Fahrzeug 1.
-
Das Beobachtungsfahrzeug 1 führt zum Ausmachen von Zielen ein Pulsdopplerradargerät
mit. Mit Hilfe dieses Radargeräts wird im Abstand r2 und unter dem Winkel g2-ein
bewegtes Ziel 3 ausgemacht. Würde nun lediglich unter Benutzung der Positionswerte
der autonomen Navigationsanlagen der beiden Fahrzeuge und der ermittelten Lage des
Ziels 3 zum Beobachtungsfahrzeug 1 die relative Lage des Ziels 3 zum Fahrzeug 2
berechnet, so würden sich hieraus -bezogen auf die scheinbare Position 2a ein Abstand
r3 und ein Winkel g3 gegen Nord ergeben. Für das Fahrzeug 2 wird hierdurch ein Ziel
am Ort 3a ( im Abstand r3 und unter Winkel g3) vorgestäuscht.
-
Wird dagegen mit Hilfe des gleichen Radargeräts, das zum Ausmachen
der Ziele dient und gegebenenfalls einem im Fahrzeug 2 mitgeführten Transponder
auch die relative Lage des Fahrzeugs 2 zum Beobachtungsfahrzeug 5 bestimmt (r1 g1)
und werden diese ermittelten Daten dazu benutzt, die von der autonomen Navigationsanlage
des Fahrzeugs 2 ausgegebenen Standortwerte dahingehend zu korrigieren, daß die Differenzen
der Standortwerte der Fahrzeuge 1 und 2 der tatsächlichen relativen Lage der Fahrzeuge
zueinander entsprechen, so erhält man bei der Berechnung der relativen Lage des
Fahrzeugs 2 zum Ziel 3 die Werte r4, t4 (oder entspredende Werte in kartesischen
Koordinaten)> die den tatsächlichen Verhältnissen entspreehen.
-
Die Figur 2 der Zeichnung zeigt schematisch den Aufbau einer möglichen
Ausführungsform der Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
zwar gibt Figur 2a den Aufbau beim Beobachtungsfahrzeug 1 und Figur 2h den Aufbau
bei einem der anderen Fahrzeuge 2 des Verbands wieder.
-
Das Pulsdopplerradargerät bestehend aus der schwenkbaren Antenne 4,
dem Radarsender 5, dem Empfänger 6 und gegebenenfalls einem Anzeigegerät 7, liefert
die ermittelten Winkel werte und Abstände der Ziele und der erfaßten Fahrzeuge des
eigenen Verbands an einen Rechner 8. Dieser erhält über den Empfänger 9 die von
den autonomen Anlagen angezeigten Positionswerte der anderen Fahrzeuge des Verbands
und von der autonomen Navigationsanlage 10 des Beobachtungsfahrzeugs dessen Positionswerte
zugeführt. Der Rechner ermittelt aus den übertragenen Positionswerten der anderen
Fahrzeuge und den vom Radargerät ermittelten Abständen und Winkelwerten der Verbandsfahrzeuge
für *Anzeige in jedem Fahrzeug einen Korrekturwert, der über den Sender 11 ru den
einzelnen Fahrzeugen übermittelt wird. Uber den Sender 11 werden auch die ermittelten
Koordinaten des Ziels entweder als kartesische Koordinaten oder bereits für jedes
Fahrzeug in Form eines Abstands und Winkelwerts übertragen.
-
Da es sich hier um die Verarbeitung redundanter Positionsdaten handelt,
wird man vorteilhafterweise den Rechner hierzu heranziehen, eine optimale Stützung
vorzunehmen. Ein ent- -sprechendes rekursive Rechenverfahren ist unter der Bezeichnung
Kalmanfilter bekannt und kann hier angewendet werden.
-
*die
Die einzelnen, nicht der Beobachtung dienenden
Fahrzeuge 2 des Verbands sind, wie Figur 2b zeigtjmit einem Transponder 1 versehen,
der ein, unter Umständen mit einer Kennung versehenes, Signal abgibt, wenn die Radarkeule
das Fahrzeug trifft.
-
Die autonome Navigationsanlage des Fahrzeugs ist mit 13 bezeichnet.
Die von dieser Anlage ermittelten Positionswerte werden mittels des Senders 14 zum
Beobachtungsfahrzeug übermittelt. ueber den Empfänger 15 wird einmal der Korrekturwert
für die Anzeige der autonomen Navigationsanlage empfangen und der Navigationsanlage
zugeführt, zum andern jedoch auch die Koordinaten des Ziels bzw. die die relative
Lage des Fahrzeugs 2 zum Ziel 3 wiedergebenden Daten, die im Glied 16 angezeigt
werden.
-
-Patent an sprüche-