DE2062575A1

DE2062575A1 - Verfahren und Vorrichtung fur die Registrierung einer Schiffsposition

Info

Publication number: DE2062575A1
Application number: DE19702062575
Authority: DE
Inventors: Jerry Jay Lochridge Joe Cooper Houston Tex Jones (V St A )
Original assignee: Brown and Root Inc
Current assignee: Brown and Root Inc
Priority date: 1969-12-19
Filing date: 1970-12-18
Publication date: 1971-07-08
Also published as: US3725919A; NL7018087A; CA936610A; GB1302746A; GB1302747A

Description

Firma BROWN & ROOT, INC., Post Office 3ox J5, Houston,

Texas 77001, USA

Verfahren und Vorrichtung für die Registrierung einer

Schiffsposition

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Festlegung und Aufschreibung der IST-Position eines Schiffes relativ zu einem vorbestimmten Kurs in Echt-Zeit.

Mit dem immer stärkeren Anwachsen und Ausbreiten der Ölindustrie, hat sich eine zunehmende Nachfrage nach höchst/genauen Messungen und Registrierungen, im besonderen bei ablandigen Forschungen, Vermessungen, Bauten und Verlegungen von Rohrleitungen entwickelt. Diene Arbeitsgebiete bringen die Erforschung oder Kar-

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tierung des Meeresbodens an vorherbestimmten Örtlichkeiten oder eines vorherbestimmten Kurses mit sich, die Errichtung von Türmen und anderen Vorrichtungen an bestimmten Orten, oder das genaue Verlegen einer Rohrleitung entlang einer vorherbestimmten Route. In jedem Fall ist eine genaue Aufzeichnung des IST-Kurs-Verlaufes oder die genaue Lokalisierung der Vorrichtung oder der Forschungsstelle von großer Wichtigkeit.

Beim Verlegen von Rohrleitungen z.B. ist es notwendig, einem vorherbestimmten Rohrleitung sw eg mit extremer Genauigkeit zu folgen aufgrund des eng begrenzten Zulassungsbereiches des richtigen Weges auf irgendeiner Seite des Weges und aufgrund des Vorhandenseins von Hindernissen auf dem Meeresboden. Derartige Probleme erheben sich bei der Forderung nach sehr engen Toleranzen beim Verfolgen eines Kurses, welcher unregelmäßig variieren kann. Dazu wird eine genaue Aufzeichnung der IST-Position der Rohrleitung auf dem Meeresboden gefordert für die Arbeitsanerkennung, in welcher der Vertrag verlangt, daß spezifische Toleranzen eingehalten werden oder mit Rücksicht auf die Zukunft für das Orten der Rohrleitung und der mit ihr verbundenen Halterungen für Wartung und /oder Reparatur.

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Zuletzt lassen sich noch zwei Hauptprobleme bei der Festsetzung und Aui'schreibung einer Scuiffsposition darlegen, wie beispielsweise bei einem rohrverlegenden Schiff relativ zu einem gewünschten Kurs (Soll-Kirs) mit der zum gegenwärtigen Stand geforderten Genauigkeit. Die IST-Position des Schiffes muß sehr genau bestimmt werden und muß in eine schnell und ^enau regiatrierbare Form übertrafen werden, vorzugsweise mit nur kleinen oder gar Keinen Anstrengungen durch die Bedienungsperson. Dabei muß der resultierende Bildstreifen in einem ausreichend großen Maßstab beschrieben sein, um die darauf aufgetragene Information sinnvoll als eine Registrierung der Rohrleitungsposition zu machen.

Während der Entwicklung von noch genaueren Posfcitions-Festlegungssystemen ist die Festlegung der IST-Position des Schiffes auf See erleichtert worden, welcher aber Ungenauigkeiten oder Einschränkungen anhaftet, welche ernstlich deren Anwendung dort verhindern, wo extreme Genauigkeit verlangt wird. Akustische Systeme beispielsweise sind meist durch die Wassertiefe, in welcher sie verwen det werden,begrenzt und sind völlig in der Reichweite begrenzt. Radio-Navigations-Systeme sind, während sie das

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erforderliche Reichweitenvermögen für die meisten der obigen Anwendungen besitzen, begrenzt durch die Veränderung der atmosphärischen Bedingungen und durch die anhaftenden Ungenauigkeiten im Eichen. Eine weitere Schwierigkeit bei der Verwendung solcher Systeme von sehr küstenfernen Schiffen sind die Störungen, welche k aus der gegenseitigen Beeinflussung von Antenne und Hochbau des Schiffes entstehen.

Desweiteren sind bei den oben erwähnten Arten von Positions-Festlegungs-Systernen die Ausgangssignale, dort, wo sie vorgesehen sind, nicht direkt für das Schreiben brauchbar, insbesondere dort, wo der.Schreiber angeschlossen werden muß, um deutliche Informationen unmittelbar an eine Bedienungsperson oder Navigator zu befördern. Um der vorliegenden Forderung nach Genauigkeit und Geschwindigkeit zu begegnen, müßte so das Positions-Festlegungs- und Schreib-System fähig sein, Abweichungen aufgrund der System-Beschränkungen und -Ungenauigkeiten zu korrigieren, und müßte weiterhin fähig sein, Positionsinformationen in einen relativ zu einem gewünschten Kurs oder zu einer Position genauen Schreiber zu übertragen, um die geforderte Registrierung- und Navigations-Information zu geben.

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Wenn der Soll-Kurs vom Anfang bis zum Ende genau gerade ist, besteht noch das Problem der Pestsetzung der IST Position des Schiffes und das der Übertragung dieser Information in der gewünschten Form mit GenauigKeit und Schnellig keit. Der Papierstreifen jedoch Kann in einem sinnvollen MaiSstab leicht beschrieben werden, wenn ein relativ schmaler, langgestreckter Papierstreifen mit der Auftragung des gewünschten Kuses als eine gerade Linie in dessen Mitte verwendet wird. Wenn unter diesen idealfeen Bedingungen der Kurs niemals variiert, verbleibt er so in einem gleichen Abstand zu irgendeiner Seite des gewünschten Kurses auf dein Papierstreifen, in welchem die IST-Position ohne Abweichungen auf dem Papierstreifen aufgezeichnet werden kann.

Wenn jedoch der Soll-Kurs seine Richtung ändert, werden die Abstände von irgendeiner Seite des Soll-Kurses auf den Papierstreifen geschrieben und in manchen Fällen größere Ungleichheiten haben, und die Soll-Kurslinie uelt-ut läuft vom Papierstreifen ab. Dies kann natürlich ausgeglichen werden, durch die Verminderung des Maßstabsfaktors des Schreibers, um diese unerwünschten Ergebnisse zu verhindern. Eine Verminderung des MaiSstabsfaktors d«ii Schreibers kann jedoch zu einer höheren Unge-

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nauigkeit der Registrierung der Rohrleitungspositions führen. So wird der Papierstreifen höchst wirkungslos bei einer zukünftigen Ortung der Unterwasser-Rohrleitung oder der Vorrichtung oder der Forschungsstelle.

Beim Verlegen von Rohrleitungen tritt ebenso das Problern der Reproduzierbarkeit des IST-Kurses für eine spätere Information, beispielsweise zum Zweck der Wartung und/oder Reparatur auf. Eine Reproduzierbariceit des IST-Kurses, das heißt, das Vermögen, auf dem gleichen Kurs wir früher zu navigieren, ist ein außerordentliches Problera bei küstenfernen Bedingungen. Wenn beispielsweise Bojen entlang des vorbestimmten Kurses ausgelegt sind und diesen während des Baues der Rohrleitung gefolgt wird, können Kursveränderungen aufgrund der Verschiebung der Bojen ψ durch Wind und Strömungen erfolgen, ohne Rücksicht auf die Genauigkeit, mit welcher den 3ojen gefolgt wird. Solche Veränderungen sind nicht immer auf dem Schreiber der Rohrleitungsroute zu sehen. Wenn die Bojen im Normalfall bei der Vervollständigung des Baues der Rohrleitung weggenommen werden, kann die resultierende Registrierung nur eine allgemeine Anzeige der Position der Rohrleitung geben.

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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren und System für eine genaue und schnelle Festlegung und AufSchreibung der IST-Position eines küstenfernen Schiffes vorzusehen.

Ea ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren und bystew für eine genaue und schnelle Festsetzung und AufSchreibung der IST-Position eines eine Rohrleitung verlegenden Schiffes relativ zu einer gewünschten Rohrieitungsroute vorzusehen.

Es ist eine weitere- Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren und Sj st en; für die Korrektur und Übertragung einer Information einer Schiffsposition in einen genauen und brauchbaren Schreiber für eine IST-Position vorzusehen.

Eo ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren und System für das Aufschreiben des IST-Kurses eines Schiffes relativ zu einem Soll-Kurs auf einem relativ schmalen, langgestreckten Papierstreifen vorzuseheil, ohne mit dem Soll-Kurs über die

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Grenzen des Papiastreifens hinauszugehen, unabhängig von der: verwendeten Maßstabsfaktor des Schreibers.

Es ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren und System für eine reproduzierbare Registrierung der Lage einer Unterwasser-Rohrleitung vor-" zusehen.

Es ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren und eine Vorrichtung vorzusehen für die Navigation eines Schiffes mit einer zu einem vorbestimmten Kurs relativen Genauigkeit.

Auf den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt und zwar zeigen:

Fig. 1 ein B'unktionsblockschaltbiid des gesamten Systems nach der Erfindung;

Fig. 2 ein Funktionsschaltbild des Teiles der Abstandsmessung nach dem in. Fig. 1 gezeigten System;

Fig. 3 ein Funktionsschaltbild des Rechnerteiles nach dem in Fig. 1 gezeigten System.

Fig. 4 ein Funktionsdiagramm der in Fig. 1 gezeig ten, bevorzugten Registriereinrichtung;

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Pig. 5 eine übliche Navigationskartej und

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bis 8 verschiedene Navigationskarten, welche

den Aufbau einer bevorzugten Navigationskarte darstellen, welche in Verbindung mit dem System nach Fig. 1 verwendet werden.

In Fig. 1 ist das Positionsregistrier-System nach der Erfindung in einem Funktions-Blockschaltbild dargestellt. Eine Mehrzahl von Antwortgeräten 2 können an vorherbestimmten ,geografischen örtlichkeiten vorgesehen werden, vorzugsweise an Küsten und vorzugsweise an im Verhältnis zum Meeresspiegel hocherhobenen Stellen. Das Schiff 3 kann mit einer Abfrageeinheit 4, einem Rechner 14 und einem Schreiber 18 ausgerüstet sein.

Die Abfrageeinheit 4 sendet in vorherbestimmten Intervallen, z.B. in 1-Sekunden-Intervallen, ein Signal aus, um jedes der Antwortgeräte an der Küste selektiv abzufragen. Beim Empfang des von der Abfrageeinheit ausgesandten Signals, wird das Antwortgerät 2 abgefragt und sendet ein Hochfrequenzsignal aus, vorzugsweise im MiKrowellenberelch, z.FJ. 3000 Megahertz, welches von einem Empfänger in der Abfrageeinheit 4 e4mpfangen wird.

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Die Abfrageeinheit 4 bestimmt den Abstand vom Schiff J zu jedem der Antwortgeräte 2 durch das Messen der Zeitdifferenzen zwischen der Aussendung des Abfragesignals und dem Empfang des Antwortsignals, z.B. durch eine gebräuchliche Impulszähl- oder Phasenvergleichs-Technik. Der so berechnete Abstand kann in der Abfrageb einheit 4 wiedergegeben werden und kann zusätzlich auf die Ausgangsklemmen 6 und 8 in einer codierten Form gegeben werden, welche für die Eingabe in einen Rechner geeignet ist, z.B. im binär codierten Dezimalsystem.

Die an den Ausgangsklemmen ö und 8 der Abfrageeinheit 4 auftretenden Abstandswerte können auf die Eingangsklemmen 10 und 12, bzw. auf einem Rechner 14 gegeben werden. Der Rechner 14 kann ein Universal-Digital-Rechner sein und kann z.B. über den Weg einer üblichen Eingangs/Ausgangs-Einheit 16 mit Daten gespeist werden, wie Koordinaten des Soll-Kurses, Werte über das atmosphärische Bgrectyaungsvermögen, Koordinaten des Antwortgerätes, Hohen-Informaton des Anwortgerates, Information über die Höhe der Schiffsantenne, Eichfaktoren des Abstands-Meßsystems und verschiedene Maßstabsfaktore und Kurvenschreiber-Informationen.

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Die Abstandswerte und die eingegebenen D.^ten können nun zum Rechnen verwendet werden und die Schiffsposition Kann in Echt-Zeit aufgeschrieben werden, wie später im einzelnen beschrieben wird.·

Der Rechner 14 kann programmiert werden, die Höheninforrnation der Antenne und der Antwortgeräte, die Information über das Brechungsverrnögen, die Information über die geografische Breite des Antwortgerätes und die Konstanten Eichwerte der Mikrowellen-Abstandsmessung zu benützen, um verbesserte Abstandswerte zu berechnen für die Ebene eines vorbestimmten .Navigations-Koordinatensystems, z.3. für die Horizontalebene, wenn das Lambert Conical Orthornorphic Projection System verwendet wird. Wenn die Navigationskoordinaten jedes der Antwortgeräte 2 bekannt sind, kann der Rechner 14 durch übliche Triangulations-Technik unter Verwendung der verbesserten Abstandswerte die Position des Schiffes J5 zu jeder Zeit relativ zu dem vorherbestimmten Navigations-Koordinatensystem berechnen.

Mit der ermittelten Position des Schiffes kann der Rechner 14 programmiert werden, auf der Grundlage der

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Kurswerte oder der Orientierungswerte von Gitterlinien, der Informationen über einen Maßstabsfaktor und der Information über den Schrittschreiber in Verbindung mit der errechneten Schiffsposition, um ein Steuersignal zu erzeugen, welches den Papierstreifen 20 und die Schreibstift" oder Markierungseinrichtung 26 eines digitalen k Inkrement-Schreibers 18 in die richtige Lage bringt.

In einem besonderen Beispiel, worin das Schiff Rohrleitungen verlegt, kann der Schreiber 18 mit einem Band oder einem länglichen Papierstreifen 20 versehen sein, welches mit vom Rechner geschriebenen Navigations-Gitterlinien 22 des vorherbestimmten Navigations-Koordinaten* Systems versehen ist, und eine vorher darauf geschriebene Soll-Kurslinie 24 stellt die gewünschte Rohrleitungs-Route dar. Wie oben beschrieben, werden die Signale für die Regelung des Schreibers, welche im Rechner 14 ersetzt werden, in den Schreiber 18 gegeben, um den Papierstreifen 20 und den Markierungs- oder Schreibstift 26 schrittweise in die richtige Lage zu bringen. Die IST-Pösition des Schiffes i-cann dabei relativ zu dem vorgeschriebenen Netzsystem 22 registriert werden, wobei eine genaue Aufnahme der Scniffs-Position vorgesehen ist, und

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und somit wird die Lage der Rohrleitung relativ zu dem gewünschten Rohrleitungsverlauf registriert.

Dazu Kann jede Abweichung zwischen den Koordinaten der IST-Position des Schiffes und des Soll-Kurses durch den Rechner 14 bestimmt werden und dazu verwendet werden, Signale für eine Kurskorrektur zu erreichften. Andererseits «cann die Bedienungsperson die Abweichung auf dem Papierstreifen beobachten und den Schiffskurs manuell korrigieren.

Das in Fig. 2 dargestellte Mikrowellen-Abstands- Mea syκtem, welches bei der Registriervorrichtung der ochiffsposition gemäß der Erfindung verwendet wird, vorzugsweise ein übliches Cubic-Autotape-Gerät DM40, hergestellt von der Cubic-Corp., besteht aus einer Mehrzahl von Antwortgeräten 2 und einer Abfrageeinheit 4.

Jedes der Antwortgeräte 2 kann mit einer Antenne ^O vergehen :;oin, weiche sowohl an änen Empfänger yi und an einen fender jj4 angekoppelt, ist, welche untereinander verbunden ;;ind, damit der 3 end er j$4 eine Antwort auf ein Signal von dem Empfänger j)2 von vorherbestimmter· B'requenz geben kann.

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'Die Abfrageeinheit 4 kann in ähnlicher Weise mit einem Sender 36 und einem Empfänger 38 ausgerüstet sein, wobei beide an eine Antenne 40 angekoppelt sind. Der Sender 36 kann ebenfalls mit den Eingangsklemmen 42 und der Abstandsrechner 46 bzw. 48 verbunden sein und deren Ausgangssignale können in ein Lesegerät 50 gegeben werden. Zugleich können die Ausgangssignale vom Empfänger ™ an die Eingänge 52 und 54 der Abstandsrechner.46 bzw. 48 gegeben werden.

Während des Betriebes wird der Sender in der Abfrageeinheit 4 auf dem Schiff 3 eingetastet und ein

Hochfrquenz-Signal, z.B. 3000MHz, wird zu den Abfragegeräten 2 gesendet. Zur gleichen Zeit wird der Tastpuls in den Abstandsrechner 46 und 48 gegeben. Das ausgesendete Signal wird von den Empfängern 32 der Antwortgeräte 2 h empfangen, wodurch jeder der Sender, die dadurch getastet werden.ein Mikrowellen-Signal aussendet, wobei jedes davon auf eine andere Art moduliert ist. Die Signale der Sender 34 werden von dem Empfänger 38 der Abfrageeinheit 4 empfangen und diese Signale, welche in unterschiedlicher Art moduliert sind, können getrennt werden und auf einen besonderen Abstandsrechner gegeben werden, welcher einem besonderen Antwortgerät 2 zugeordnet 1st.

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bein Empfang von den Öirrnalen von den Empfängern 38 können die A'ostandsrechner 46 und 48 durch übliche Phasenvergleichstechnik das Zeitintervall f eststell-en vom .Ausgehen des gesendeten Signales durch den Sender J>6 bis zum Empfang eines übertragenen Teilsignales aus den Antwortgeräten 2. Dieses Zeitintervall kann durch eine zweckmäßige Konstante dividiert werden, welche sich auf die Portpflanzungsgeschwindigkeit von Mikrowellen-Energiä in der Atmosphäre bezieht, um die unkorrigierten Schrägabstände von der Abfrageeinheit 4 zu jedem der Antwortgeräte 2 vorzusehen»

Die unkorrigierten Schrägabständen können dann optisch in der Anzeige 56 der Leseeinheit 50 dargestellt werden und können zusätzlich als codierte Ausgangssignale, z.B. im binär codierten Dezimalsystem, an einen geeigneten Ausgangsstecker po gegeben werden.

Der Rechner 14 kann jede geeignete und allgemein übliche Form eines Universal-Digital-Rechners haben, und in einer üblichen Art programmiert werden, um die gewünschten Echtzeit-Funktionen zu erfüllen. Das Hewlett Packard Modell Nr. 2115 A z.B. ist mit zufriedenstellenden Erfolgen verwendet worden.

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Die von dem Rechner viunschgernäß erfüllten Punktionen sehließen die Korrektur der Antwortgerät-Abstände, die Berechnung der IS^rI>Position des bchiffeb in einem vorheruestirnmten Navigations-Koordinateri-05 stein von den korrigierten Abstünden und die Berechnung und Erzeugung der Sehreiber-Koinrriando-Signale ein. Dazu kann es wünschens-' wert sein, manche Abstandsweite in jedem vorherbestimmten " * Intervall zu lesen, und übliche Ungenau!gkeitB-Kontrollen und Kittelwerts-jiestimniungen oder Glättungsvorgärige durchzuführen, um eine grünere Zuverlässigkeit unc. Genauigkeit der Abstandswerte zu erhalten. Uk das Verständnis dieser in Fig* 5 gezeigten Funktionen zu erleichtern, wei'den nachher gleiche Bezeichnungen verwendet, u:n die Reehnersignale und die physikalischen Größen, welche die Signale darstellen* zu kennzeichnen.

h In Fig. 3 können die Abstände R 1 und R 2 vorn

Schiff zu den Antwortgeräten über eine gebräuchliche Kopplungselektroniii 100 auf die Eingangs-Stecker 10 und 12 des Rechners 14 gegeben werden. Von der Kopplungselektroriik 100 wird verlangt, daß die logischen Si.iiulhöhen der Hbfrageeinhei't 4 im Einklang mit den für den Rechner 14 erforderlichen logischen Signalhöhen stehen.

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Wenn z.B. das Hewlett Packard-Modell Nr. 2115 A als Rechner und das Cubic Autotape Mikrowellen-Abstandü-Meßsystem, Modell DM4O, verwendet wird, ist es notwendig, die positiven ό Volt-Logik-Ausgangsslgnale des Abäcandsmeßsysterns in negative 4 Volt-Logik-Signale umzuwandeln, welche der Rechner fordert. So eine Kopplungselektronik ist durchaus üblich, in dieser Art gut bekannt und kann beispielsxveise aus einer Diodenmatrix oder einer Transistor-Wandler-Schal tun·: bestehen, welche an der geeigneten ■Versorgungsspannung liegt.

Das Rechnerpi^gramrn und andere einscüägige Daten können den Rechner 14 über eine gebräuchliche Eingangs/ Aucgangs-Einheit (nicht gezeigt), beispielsweise ein Hewlett Packard Fernschreiber, Modell HP 2752 A, speisen. Der Fernschreiber ist besonders geeignet, wenn das Programm und die Daten- von einem Lochstreifen in den Rechner 14 gegeben und in einem Rechner-Gedächtnis gespeichert werden oder umgekehrt in ein Gedächtnis nach Bedarf durch den Rechner 14 eingegeben werden, um Teilaufgaben zu erfüllen. Dies kann den während einer Teiloperation notwendigen Raum im Rechenspeicher beträchtlich vermindern, ζ.13. während des Registrierens der IST-Position des Schiffes relativ

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zu einem Teil-Kursabschnitt, wenn nur jene auf die besondere Operation bezogene Information in dem Gedächtnis gespeichert werden muß.

Dazu kann der Rechner 14 programmiert wenden, das Ausdrucken des Abstandes oder anderer Informationen für besondere Punkte entlang des IST-Kurses zu befehl%en. Beim Verlegen von Rohrleitungen z.B. kann es vorteilhaft sein, die Abstände zu jedem der Antwortgeräte zu registrieren, wenn immer ein Rohr oder eine Halterung für die Leitung verlegt wird.

Diese Abstandsinformation ist natürlich durch die Lage-Koordinaten, welche auf dem Papierstreifen eingetragen sind und durch die bekannten Koordinaten der Antwortgeräte, welche nicht auf dem Papier erscheinen, erhältlich. Jedoch W kann das Ablesen der Koordinaten vom Papierstreifen eine Interpolation mit sich bringen und daher kann keine äußerste Genauigkeit vorgesehen werden, welche für eine einer besonderen Halterung genaue Lokalisierung gefordert wird. Mit einer direkt ablesbaren Registrierung der Abstände zu jedem der Antwortgeräte von einer besonderen Haltung aus, kann ein Reparatur- oder Wartungsschiff, welches

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ίΤ,ΐχ, Abstandsrnefo'.-jeräten aus.gerüstet ist, die Halterung mit Genauigkeit orten. ■

Die erste Funktion durch den Rechner wird die ivorre.itur der Aostände R 1 und R 2 bei Abweichungen aufgrund des LrechaungsVermögens der Atmosphäre sein. Ebenso Können die Eichfaktorendes Kiicrowellen-Abstandssystems einstellbar ausgebildet werden. Da die Abstände R 1 und R 2 in Wirklichkeit schräge Abstände sind, ist es ebenfalls wünschenswert, die Aostände R 1 und R 2 auf eine einzige Horizontal-Rcferens-Ebene zu korrigieren.

ein Verständnis für die gesamte Arbeitsweise des Rechners zu erleichtern, sind die Glieder* welche die verschiedenen Reclienfunk'tionen verrichten, getrennt, worden, kennen aber in Wirklichkeit durch eine einzige Vorrichtung verrichtet werden. Der Abstandskorrekturrechner 102 beinhaltet eine üignalinformation,welche die unkorrigierten Abstände R 1 und R 2 ciirakterisiert, das Brechungsvermögen der Atmosphäre REFRA, die Eichfaktoren T1C und T2C der Antwortgeräte, die Höheninformation der Antwortgeräte im Bezug auf den Meeresspiegel T1H und T2H, die Höheninformation der Schiffsantenne 3AH und die seitliche Entfernung der beiden Antwortgeräte XLAT1 und XLAT2.

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Die Abstände R 1 und R 2 können sodann für eine größere Genauigkeit durch den Eichfaktor REPRA korrigiert werden, damit bei beiden Abständen R 1 und R 2 Abweichungen aufgrund der möglichen Veränderungen des Brechungsvermögens in der Atmosphäre von einem vorherbestimmten Standardwert aus korrigiert werden. Die Eich-

* faktoren T1C bzw. T2C werden verwendet, um die Abstände R1 bzw. R2 bezüglich Jeder Abweichung, welche durch die entsprechenden Antwortgeräte hervorgerufen werden, zu korrigieren. Wenn dazu die vom Rechner 14 für die Peststellung der Schiffsposition verlangten Abstandswerte innerhalb der Referenzebene des gewählten Navigationskoordinatensystems gemessen werden müssen, können für eine weitere Korrektur die Signale T1H, T2H und BAH verwendet werden für die Höhenunterschiede zwischen dem Antwortgerät und der Schiffsantenne. Die Signale XLAT1 und XLAT2 werden für die Korrektur irgendeiner Höhenabweichung aufgrund der Erdkrümmung eines Antwortgerätes verwendet.

Jede der oben angeführten Korrekturen kann in einer in der Navigation und in der Entfernungsmeßtechnik bekannten Art durchgeführt werden und kann durcb/sine geträüchliche Programmrechnertechnik im Rechner 14 erreicht werden.

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Die vom Abstands-Korrektur-Rechner 102 korrigierten Abstandssignale RC1 und RC2 werden sodann im Rechner 14 für die Festlegung der Koordinaten der IST-Position des Schiffes verwendet. Diese Punktion wird im Rechner 14 in einem Punktions-Abschnitt erreicht, wie er im Schiffspositions-Bechner 104 dargestellt ist. Der Schiffspositionsrechner 104 ist in Verbindung mit den korrigierten Abstandswerten RC1 und RC2, mit den Nord-Koordinaten T1N und T2N und den Ost-Koordinaten T1E und T2E der Antwortgeräte versehen. Diese Daten können dann für die Festlegung der durch eine übliche Triangulationstechnik mit Rücksicht auf das voherbestimmte Navigation-Koordinatensystem verwendet werden.

Die Koordinaten U und ν der IST-Position des Schiffes aus dem Schiffspositionsrechner 104 können sodann zum Rechnen und Erzeugen von Sehreiber-KommandoSignalen für den Betrieb des Markierungs- oder Schreibstiftes 26 und des Papierstreifens 20 des in Pig. 1 gezeigten digitalen Inkrement-Sohreibers 18 verwendet werden. Diese letztere Punktion wird innerhalb des Rechners 14 durch einen Rechner und Generator für ein Schreiberkommandosignal 106 erreicht, in welchem im Anschluß an die Schiffspositionskoordinaten u und ν eingegeben wird; der Maflstabsfaktor in

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Seitrichtung SSP, der Maßstabsfaktor in Vorwärtsrichtung PSP, der Sehreibvorschub PSTßP, die Gittergröße auf dem. Papierstreifen, die Ostkoordinaten CEI und CEO an den Anfangs- bzw. Endpunkten eines vorbestimmten Abschnittes oder Schenkels des Soll-Kurses und die Nordkoordinaten CN1 und CNO der Anfangs- bzw. Endpunkte des gleichen ge- W wünschten Kursstückes.

Die Ausrechnung kann auf unterschiedlichen Wegen bewerkstelligt werden, abhängend von der Art, in welcher der Papierstreifen vorbereitet ist. Der Papierstreifen kann beispielweise mit Gitterlinien des vorherbestimmten Navigationskoordinaten-Systems versehen sein, worauf die besondere Winkelorientierung relativ zu einer Referenzlinie auf dem Papierstreifen registriert werden, beik spielsweise der Mittellinie oder einer Randlinie des Papierstreifens. Der Soll-Kurs, d.h. die vorherbestimmte Rohrleitungsroute wird sodann relativ zu den Gitterlinien aufgetragen, wobei darauf eine grafische Ansicht des gewünschten Kurses vorgesehen ist, wie er auf jedem Papierstreifen erscheinen würde.

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Wenn die Gitterlinien in dieser Art aufgetragen sind, braucht der Rechner nur mit Informationen versehen zu werden, wie'den Koordinaten des Anfangspunktes des Soll-Kurses und der Winkelorientierung der Gitterlinien auf dem Papierstreifen relativ zu der X-und Y-Achse des Schreibers, d.h. zu der Achse, welche senkrecht auf die Längsachse des Schreibers steht, bzw. zu der Achse welche parallel zur Längsachse des Schreibers verläuft. Sind diese Informationen gegeben und sind die Koordinaten u und ν der IST-Position des Schiffes errechnet, kann der Rechner die Abstände und RicMungen relativ zur X- und Y-Achse des Schreibers aus den Koordinaten des Anfangspunktes des Soll-Kurses oder aus irgendwelchen andern vorherbestimmten Koordinaten, und zu den Koordinaten der IST-Position des Schiffes bestimmten.

Diese Berechnungen werden natürlich unter Anwendung der trigonometrischen Rechentechnik angestellt.

Sind einmal die Abstände zwischen den Koordinaten des Anfangspunktes des Soll-Kurses und den errechneten Koordinaten der IST-Position des Schiffes entlang der X- und Y-Achsen des Schreibers bestimmt worden, kann die IST-Position des Schiffes bestimmt werden. Die Maßstabsfaktoren SSF, PSP und GS, welche bei der Vorbereitung des

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Papierstreifens benützt werden und ebenso der Abstand,, in weichern sich der Schreibstift und der Papierstreifen für einen Schreibschritt oder ein Inkrement PSTEP bewegt, können als Informationen in dem Rechner 14 gespeist werden und der Rechner 14 berechnet die Anzahl der Pulse, welche an dem Schreib™ stift-Schritt-Motor 200 und dem Papier-Schritfc-Motor 202 des digitalen Inkrementschreibers 18 angewendet werden müssen, um den Schreibstift in eine geeignete X-und Y-Stellung auf dem Papier zu bringen,

Wird beispielsweise vorausgesetzt, daß der Rechner die Koordinaten der IST-Position des Schiffes berechnet hat, als dieses sich zwei Meter entfernt vom Beginn des Soll-Kurses entlang der Y-Achse des Schreibers und einen Meter vom Beginn des Soll-Kurses entlang der X-Achse des Schreibers befand. Wird weiterhin angenommen, daß der Maßstabsfaktor zur Seite SSF und der Maßstabsfaktor in Vorwärtsrichtung FSP beide gleich sind, z.B., daß 2,5 cm gleiche* 5 rn entsprechen und daß der PSTEP des Schreibers gleich 0,25 mm ist, d.h. 100 Impulse entsprechen 2,5 cm. Der Rechner 14 erzeugt somit ein Y-Signal von 40 Pulsen und ein X-Signal von 20 Pulsen der geforderten Polarität., um den Schreibstift bzw. den Papierstrelfen den richtigen Platz zu geben, so daß sich der Schreibstift in der berechneten X-Y-Position befindet.

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Nachdem die Schiffsposition auf diese Weise aufgetragen worden ist, wird eine neue Schiffsposition nach einem bestimmten Zeitintervall berechnet oaer nachdem das Schiff sich von der zuletzt aufgeschriebenen Position einen bestimmten Weg entfernt hat. Wenn die Koordinaten der letztaufgeschriebenen Position im R^chengedächtnis gespeichert sind, kann die Berechnung der Abstände zu den nachfolgend berechneten Koordinaten der IST-Position des Schiffes entlang der X-und Y-Achse des Schreibers in vorbestimmten Intervallen fortgesetzt werden, bis das Ende des gewünschten Kurses erreicht worden ist.

Ein gebräuchlicher Papierstreifen ist in der obigen Beschreibung verwendet worden, um das Verständnis für einen Rechner und Generator für Schreiber-Kommando-Sigriale 1Oo zu erleichtern. Der Papierstreifen jedoch, welcher in der bevorzugten AuofUhrungsform der Erfindung verwendet wird and der· im folgenden genauer beschrieben wird, ist vorzugsweise durch Aufteilung des Soll-Kurses in eine Mehrzahl /on in wesentlichen, geradlinigen Abschnitten und Schreib-.Ai-eckeri-Abi.obnLtteri hergestellt, als eine im wesentlichen α i/'crigohendo gerade Linie, parallel zur Längsachse des Papiers. Die Gitterlinien des vorherbestimmten Navigations-Koordiriaterisyuteins werden sodann relativ zu jedem Abschnitt

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des Soll-Kurses aufgeschrieben. Erscheint der gewünschte Kurs als eine' in einer Richtung gehende Linie auf dem Papierstreifen, d.h. als eine Linie ohne Kursveränderung, kann sich die Orientierung der Gitterlinien relativ zu einer vorherbestimmten R..ferenzlinie auf dem Papier für jeden neuen SoIL-Kursabschnitt verändern, vorausgesetzt^ daß jeder Abschnitt ™ einen Richtungswechsel des Soll-Kurses darstellt.

Die S ehr eiber·-Kommando signale X und Y, welche im Schreiber-Kommando-Signal-Rechner und - Generator 106 erzeugt werden,-werden nun auf den Eingang 108 bzw. 110 des Digitalschreibers 18 gegeben, um einen Schreibstift-Schrittrnotor 200 und einen Papiervorschub-Schrittniotor zu betrüben, um den Schreibstift relativ auf dem Papier in die richtige Lare za den Koordinaten der IST-Position |f des Schiffes auf clei.i Papier zi\ bringen. Zusätzlich dünnen die Kommando-Signale PENUP und PENDN auf den Eingang 112 des Digital-Rechners 18 gegeben werden, um eine Schreibstift-Regelung 203 zu betreiben, welche den Schreibstift vom Papier abhebt, wenn dieses in Bewegung ist, und welche den Schreibstift in die SchreibpoBition absenkt, wie nachiÖLgend beschrieben wird.

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Wie oben beschrieben wurde, ist es möglich, bchreiber-Kornrriandosignale solange zu berechnen und erzeugen, wie die Orientierung der Gitterlinien zu der X- und Y-Achse des Schreibers und die dazugehörigen Maßstabsfaktoren als Informationen in den Rechner eingegeben werden. Bei der Verwendung des bevorzugten Papierstreifens nach der Erfindung, wird der Rechner mit den Koordinaten der Anfangs- und Endpunkte des ersten Soll-Kursabachnittes versehen, d.h. mit CEI bzw. CNI, die Ost bzw. NordKoordinaten des Anfanges des Soll-Kursabschnittes und CEO bzw. CNO, die Ost bzw. Nordkoordinaten des Endes des Soll-Kursabschnittes. Wenn die Koordinaten von zwei Punkten auf dem Soll-Kursabschnitt in den Rechner14 gegeben werden, kann die Orientierung der Gitterlinien auf dem Papier relativ zu demSoll-Kursabschnitt berechnet werden unter Verwendung einer üblichen trigonometrischen Technik.

Wenn des weiteren der Soll-Kursabschnitt oder wenigstens die Anfang- und Endpunkte des Soll-Kursabschnittes in einer parallelen Linie zu der Y-Achse des Schreibers liegen, ist die Orientierung der Gitterlinien relativ zur Y-Achse des Schreibers die gleiche, wie die Orientierung der Gitterlinie relativ zu einer Linie, die zwischen den

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Anfangs- und Endkoordinaten des Soll-Kursabschnittes gezogen ist. Der Rechner 1-4 stellt somit die Orientierung der Gitterlinien relativ zu den Achsen des Schreibers fest und kann die XST-Position des Schiffes aufgrund ihrer Koordinaten schreiben. Wenn "jedoch das Ende eines Soll-Kursabschnittes erreicht ist, muß der Rechner mit einer neuen Abschnittsinformation versehen werden, um die Orientierung ψ der Git'terlinien für den nächsten Soll-Kursabschnitt relativ zu dem früheren Soll-Kursabschnitt zu berechnen, und um in der Regiestrieraufgabe fofeufahren.

Eine feststellung, daß das Schiff das Ende eines Soll-Kursabschnittes erreicht hat, kann automatisch durch einen Vergleich der Koordinaten der letzt geschriebenen Schiffsposition mit den Koordinaten des Endes der SoIl-Schiffsposition erreicht werden oder manuell durch die fe Bedienungsperson.

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Somit kann die Bedienungsperson bei dem Ende irgendeines Soll-Kursabschnittes den Schreibstift des Schreibers an den Beginn des neuen Soll-Kursabschnittes setzen und die KoouäLiiaten des neuen Soll-Kursabschnittes in den Rechner 3Λ eingeben. Der oben beschriebene Vorgang kann sodann für jede Anzahl von Soll-Kursabschnitten wiederholt werden, bis das Ende des gewünschten Kurses erreicht ist.

Unter Hinzufügung zu dem obigen kann der Schreiber-Kommandosignal-Rechner und -Generator■106 Schreibstift-Kornmando-Signale PENUP und PENDN vorsehen, Vielehe den Schreibstift heben und senken. Beispielsweise wird vor der Anwendung der Schreibstift- und Papier-Kommando-Signale X und £ für don Schreiber 18 der Rechner 14 programmiert, ein ΙΓ&ΐυΡ-Signal vorzusehen für den Eingang 112 üoi' 'Jchreibntiftregelung 20^, urn den Schreibstift anzuheben.Nachdem der Schreibstift und der Papierstreifen bowegt \iov'".!n sind, damit der Schreibstift in einer Lage für olno n<j j.· Anzahl von IST-Positions-Koordinaten des Schiffes 1st, kann- der Rechner 14 programmLert werden, ein PiStIPN-Si.;nal an nnn Eingang;; 112 des Schreibers l'ö zu liefern, v/olciios dar Schrcsibstiftregelung 203 befiehlt, '•iorj ','jhfoi." 'Xl''I für¹ da:: .'.chroiben abzusenken. Die Programmierung des Rechners V\ für die PElJUP- und 1-¹ENjjH- "ig-

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nale entspricht dem Stand der Technik und kann durch irgendeine gebräuchliche Art bewirkt v/erden.

Wenn der Schreibstift für die Schreibposition gesenkt wird, wird der Schrelber-Kommandosignal-Plechner und -Generator 106 ebenso ein vorherbestimmte Signalfolge liefern, um den Schreibstift und das Papier in

. einer vorherbestimmten Art zu bewegen, urn dabei ein

besonderes Symbol für die Koordinaten der IST-Position des Schiffes zu schreiben. Beispielsweise kann die Folge derart sein, daß ein X zu den rechnenden Koordinaten geschrieben wird, bis die Koordinaten einer Halterung erreicht v/erden.

. Zu dem Ausdrücken der Abstände zu den Antwortgeräten durch den Fernschreiber, wie oben beschrieben, kann an diesem Punkt der Schreiber-Kommando--™ signal-Rechner und -Generator 106 eine- unterschiedliche Signalfolge liefern. So wird ein zu den Koordinaten der Halterungsstelle unterschiedliches Symbol geschrieben, um die Halterungs-Stelle auf dem Papierstreifen zu einem späteren Zeitpunkt heraus zu finden.

Während der Rechner in die oben beschriebenen Funktionskomponenten aufgeteilt worden, ist, um das Ver-

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i-tiindnin seiner Arbeitsweise zu erleichtern, ist der Rechner 1Λ. vorzugsweise ein einziger digitaler Univerrsalrechner, in welchem bei geeigneter Programmierung die obigen Resultate erreicht werden. Die Informationseingabe in den Rechner 14, mit Ausnahme der Abstandsinformatlon, kann über irgendeine übliche uSingangsvorrichtung erfolgen, wie 'z.B. ein Lochkartenleser, MagnetbandIeser oder etwas ähnliches, wie oben beschrieben. Diese Informationen können im Rechnergedächtnis oder auf einem Magnetband gespeichert werden für eine spätere Abfrage, wenn diese für einen besonderen Zweck benötigt wird.

Die Abfrage und der Gebrauch der Information bei den oben beschriebenen Berechnungen können natürlich durch jeden geeigneten Programmrechner mit einer Anpassung für die Erfüllung oben beschriebener Funktionen gesteuert werden. Derartige Programme liegen innerhalb des Bereiches eines erfahrenen Programmierers, welcher die obige Funktionsbeschreibung der Arbeitsweise des Rechners und dessen Anschlußgeräte kennt und der die Kenntnis eines Fachmanns auf dem Gebiet der Feststellung und Regiestrierung von Havigationspos'itionen besitzt.

Der Schreiber nach der Erfindung ist vorzugseise ein digitaler Inkrementsehreiber mit einem horizontalen

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Tisch oder einer Platte ·212> welche eine feste planare Oberfläche besitzt, über welche das ausgedehnte Band oder der Papierstreifen 210 vorrücken, kann, beispielsweise das Schreibermodell DPl-I, hergestellt von Houston Instruments. In Fig. 4, wo der verwendete Schreiber nach der Erfindung funktionsmäßig dargestellt 1st, werden die Schreiber-Kommändo-Signale X und Y über die Eingangsklemmen 108 und 110 an die Schrittmotore 200 bzw. 202 gegeben. Der Schrittmotor 200 bzw. 202 kann in üblicher Viei.se an eine Schreibstiftantriebsvorrichtung. 204 angeschlossen sein bzw. an die Vorschubvorrichtung 206 für das Band oder den Papierstreifen. Die Drehbewegung des Motors 2pO wird in eine Linearbewegung des Schreibstiftes 208 entlang der X-Achse des Schreibers.umgewandelt, d.h* entlang der Linie, welche,senkrecht zur Längsachse des Schreibers verläuft. Ähnlich wird die Drehbewegung des Motors in eine Linearbewegung des Papieres 210 entlang.der Y-Achse des Schreibers umgewandelt, d.h. entlang der P Linie, welche parallel zu Längsachse des Schreibers verläuft.

Eine Handsteuerung des Schreibers 214 kann ebenso mit den Eingangsklemmen 108 und 110 des Schreibers verbunden werden, um eine Handsteuerung von diesem vorzusehen i - .

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Im Betrieb kann der Schreibstift 208 geeignet an den Anfang des Soll-Kursabschnittes während des Betriebes mittels der Handsteuerung des Schreibers 214 gebracht werden. Die Bedienungsperson betätigt sodann einen Schalter, und gibt das Zeichen, daß sich der Schreibstift 208 in der Anfangsposition eines besonderen, gewünschten Ivursabschnlttes befindet, und beginnt mit dem Positionsschreibprogramm des Rechners 14.

Wenn die notwendigen Informationen noch nicht im Computergedächtnis sind, können diese nun in den Rechner gegeben werden und eine erste Anzahl von Abstandswerten kann gleicherweise erhalten werden. Der Rechner 14 kann sodann die Anzahl der Pulse berechnen, welche auf den Schrittmotor 200 und 202 des Schreibers gegeben werden muß, um den Schreibstift 208 in die berechnete IST-Position des Schiffes auf dem Papier zu bringen. ^;

Eine erste Gruppe von Impulsen, welche sich in Anzahl auf die Entfernung vorliegender Schreibntift-Pcxiition zu der X-Koordinate der Schiffsposition auf fiorn rapier 210 bezieht, wird auf den Motor 200 geijohon, um aon SchroLbntift auf die X-Koordinate dor IST-Po:;ltion dor; Schiffen zu bewegen. Eine zweite Gruppe von

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Impulsen, welche sich in Anzahl auf den Abstand vorliegender Schreibstiftposition zu der errechneten Y-Koordinate oder IST/Position des Schiffes auf dem Papier 210 bezieht, kann auf den Motor 202 gegeben werden, um das Papier 210 vorwärts zu bewegen, so daß der Schreibstift 208 direkt über der errechneten Y-Koordinate der IST-Position- des Schiffes ist. Wenn der Schreibstift in der geeigneten Position ist, kann zusätzlich ein Schreiber-Ko.mrnando-Slgnal auf die Schrittmotore und 202 gegeben werden, um ein vorher bestimmtes Symbol zu diesem Punkt auf dem Streifen 210 zu schreiben.

Obgleich in Fig. 4 nicht gezeigt, kann der Rechner lA ebenso ein PENUP-Signal geben, um den Schreibstift 208 während seiner Einstellung und der des Papiers 210 anzuheben, und ein PENDN-Signal, um den Schreibstift 208 zu senken, damit der Schreibvorgang bewerkstelligt wird.

'Jährend der Inkrement-Schreiber der Schiffsposition beim Schreibsystem gemäß der Erfindung bevorzugt ist, ist es zu verstehen, daß jeder andere geeignete Inkrement-Schreiber, welcher ein Band oder einen länglichen Papierstreifen verwendet, "entweder ■ zick-zack-gefaltet oder in Rollen, zufriedenstellend ^:;-"

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verwendet weraan kann.

,/ie oben "^esohrieben kann das verwendete rapier iii: Zusammenhang mit dor ^rfinüun-5 in üblicher Art vorbereitet sein für das schreiben von Gitterlinien eine ^ vorherbestimmten Navigations-Koordinaten-.Systems auf diener? relativ zu einer vorherbestimmten Referenzlinie. Diese rieferenzlinie kann die Iiitte!linie oder eine Jcitenlinie den Tapleres sein., wie in Pie· 5 CQ-

In Pig. 5 genügt ein Papierstreifen J>OQ> mit vorher auf diesem aufgetragenen Gitterlinien der Handregistrieruns eines IST-Kurses eines ochiffee relativ zu einen vorher geschriebenen doll-IIur:.· 504. Wegen der geforderten Genauigkeit und der mit sich Gebrachten jlntfernun^en, ist es jedoch unvorteilhaft ein solch dargestelltes Papier zu verwenden, aufgrund der schwer zu handhabenden Größe. Die ideale Lr.surig ist es natürlich, den gewünschten Kurs 304 auf äirirelativ schmales, langgestrecktes Papier J5O6 zu schreiben, wie es andeutungsweise gezeigt ist. v'enn jedoch der Soll-Kurs ~$0h sich sprunghaft in seiner Richtung verändert, ist es unmöglich den Soll-Kurs 5⁰^ innerhalb der Grenzen des Papierstreifens 306 zu schreiben, solange an den für die Genauigkeit notwendigen Maßstabsfaktoren festgehalten wird. Eine Vorbereitung des Papierstreifens wie

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sie im Nachstehenden besehrieben ist, sieht eine- ausgezeichnete Lösung dieses Problems vor.

In Fig. 6 wird ein bevorzugter Papierstreifen gemäß der Erfindung dadurch geschaffen, daß zuerst der gewünschte Kurs 304 in eine Mehrzahl von Abschnitten 308, 310 und 312 von mehr oder weniger geraden Linien aufgeteilt wird. Wie in Fig. 7 gezeigt, wird jeder Abschnitt in einer Snde-an-Ende-Beziehung auf einen· länglichen Papierstreifen geschrieben, wie eine im wesentlichen durchgehende, gerade Linie 308,310, 312 parallel zu der Längsachse dec Papierstreifens 3H· Die Orientierung der Gitterlinien 302 relativ zu jedem der Abschnitte 308i310 und 312 des gewünschten Kurses ist festgehalten und damit ist die Orientierung der Gitterlinien jedes Abschnittes relativ zu einer vorausbestimmten Referenzlinie auf dem Papierstreifen 311 im wesentlichen so variabel, wie der Soll-Kurs wechselt.

Während jeder der Abschnitte 3°8, 310 und 312 sich im Idealfall als gerade Linien darstellen, welche zwischen den Koordinaten des Anfangs 316 des Abschnittes 308 und den Koordinaten des Endes 318 des Abschnittes 308 verlaufen, haben die Abschnitte des Soll-Kurses 304 in Wirklichkeit manche Krümmung, wie in Fig. b dargestellt.

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Ss ist beispielsweise beim e Verlegen von Rohrleitungen wünschenswert, scharfe Krümmungen in den Rohrleitungen wegen der extremen mechanischen Beanspruchung, welche somit auftreten könnten, zu vermeiden. In diesem Fall wird der Soll-Kurs 304 in eine Anzahl von kleinen Abschnitten unterteilt, um die Krümmung jedes Abschnittes zu vermindern. Somit kann bei Verwendung kleinerer Abschnitte jeder praktische Kurs in im wesentlichen gerade Abschnitte unterteilt werden.

Der Papierstreifen gemäß der Erfindung kann in folgender ./eise beschrieben werden. Der Soll-Kurs 304 wird in eine Vielzahl von Abschnitten aufgeteilt, wie oben beschrieben, und die Koordinaten des Anfangs und dea Endes von jedem Abschnitt werden sodann als Jingangslnformation in den Rechner 14 gegeben« Die B .--dienungsperson kann sodann den Gehreibstift auf dem digitalen InkrernoritTohreiber näherungsweise in die Mitto do:.; Ji-indan oder des länglichen Papierstreifens, welcher, auf diesem angeordnet ir;t, aufsetzen, wonach er r:ii.t oinom I-rogramm für¹ darj 'Ichreiben den ernten /Ybr;ohrii';i;u,^r: ho^irmt. Ih-c Rechner wird dann, worm din Koordinator! dor Anfan.^f:- und -iri'lpunkte doc ernten Al — .'!!■um; tto:: /orv/ondot worden, dlo Länge der; ersten Abschnittes

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festlegen und die Anzahl der Impulse festlegen,welche auf den Papiervorschubs-Schrittmotor gegeben werden müssen, um eine Maßstabslinie der geforderten Länge auf das Papier zu ziehen. Eine.Linie, welche'den ersten Abschnitt des Soll-Kurse^ repräsentiert, wird sodann beim VJeitervorrücken des Papieres gezogen und das Papier kehrt danach in seine Anfangsposition zurück.

Der Rechner legt sodann die Orientierung der Gitterlinien relativ zu dem ersten Abschnitt des Soll-Kurses fest. Die Gitterlinien werden sodann gezogen und nach der Vervollständigung der letzten Gitterlinie wird der Schreibstift automatisch oder durch die Bedienungsperson in die Lage der Koordinaten des Anfanges des·nächsten Soll-Kursabschnittes· gebracht, wobei sich der Vorgang wiederholt, unter Verwendung der Informationskoordinaten für den nächsten Abschnitt des Soll-Kurses. Die Gitterlinien brauchn nicht v/irklich auf das Papier' gesogen zu werden, ausgenommen bei einer manuellen Verwirklichung der Schiffsposition durch die Bedienungsperson oder um das spätere Ablesen von dem Papier zu erleichtern.

Die Kursinforma tieren, welche bei der Vorbereitung dor. Papieres JIl verwendet- wurden, können natürlich im Rochengedächtnin gespeichert werden für den späteren Ge-

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brauch beim Gehreiben der IST-Position des Schiffes, oder sie können andererseits auf Lochkarten oder einem E.üid ,-respeichert werden. Darüberhinaus ist wohl ersichtlich, daß der Schreibbefehl der Soll-Kurslinie mit dem der Gitterlinie vertauscht werden kann, wenn dieses gewünscht wird.

Die Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden-, ohne vom ,Sinn oder dem wesentlichen Charakter dieser Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Ausführungsform mui3 daher mit Rücksicht auf das Darstellende und nicht auf das Einschränkende betrachtet werden, das Ziel der Erfindung, wird in den anhängenden Ansprüchen mehr noch, al? in den vorhergegangenen Beschreibungen aufgezeigt und alle Veränderungen, welche sinncemäß innerhalb des Bereiches der Unteransprüche liegen, sind daher beabsichtigt-, um darin umfaßt au werden.

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Claims

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PATENT ANANS PRÜCHE

Verfahren zur Feststellung der Schiffsposition- relativ zu einem vorherbestimmten küstenfernen Kurs, dadurch gekennzeichnet, daß Schreibeinriehtungen (18) auf einem küstenfernen Schiff vorgesehen sind, wobei diese Schreibeinrichtung eine bewegliche Markierungsvorrichtung (2β) besitzt,

daß eine bewegliche Papierstreifen-Einlchtung (20) in diesem.Schreiber (18) vorgesehen ist, bestehend aus einem auf dieser Papiereinrichtung vorgeschriebenen Kurs (3O4) in Form einer Mehrzahl von im wesentlichen aneinandergrenzenden Abschnitten (3O8, 310) von einem küstenfernen Soll-Kurs eines Schiffes, wobei diese Kursabsehnitte (308, J10) in einer FoI-ge entlang eines Teiles dieser Papierstreifenvorrichtung (20) angeordnet sind, und aus einer Vielzahl von Abschnitten von Gitterlinien (302), welche getrennt.zu zumindest einigen dieser Kursabsehnitte (308, 310) ausgerichtet sind (Fig.7)* wobei zumindest einer dieser Gitterlinienabschnitte (Fig.7). mit mindestens einem dieser gewünschten Kursabschnitte (3>O8) verbunden ist und in einer Richtung relativ zu der Papierstreifenvorrichtung unterschiedlieh zu einen anderen, benachbarten Gitterlinienabschnitt ausgerichtet ist, und wobei diese

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unterschiedlichen Ausrichtungen (Pig.7) der einen und der anderen Gitterlinienabschnitte dazu dienen, die Breite dieses Teiles der Papierstreifenvorrichtung mit dem auf ihr vorgeschriebenen einen Kursabschnitt (JO8) und des •anderen, zugehörigen Kursabschnittes(3IO) mit dem anderen Gitterlinienabschnitt zu vermindern,

daß diese Papierstreifenvorrichtung (20) und die Markierungsvorrichtung (26) so bewegt werden, daß diese Markierungsvorrichtung (26) auf der Papierstreifenvorrichtung (20) in eine Lage entsprechend den Koordinaten der IST-Position des Schiffes in jede von diesen einen oder anderen, unterschiedlich ausgerichteten Gitterlinienabschnitten gebracht werden

und daß das Schiff, wie durch die Einstellung dieser MaMerungsvorriehtung (26) auf der Papierstreifenvorrichtung (20) festgelegt, ir.i üezug auf den vorgeschriebenen Soll-Kurs gesteuert wird, um die äie IST-Position des Schiffes möglichst mit dem vorgeschriebenen Kurs in Koinzidenz zu bringen..
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dato die Papierstreifenvorrichtung (20) eine Längsachse besitzt and sich entlang dieser bewegt

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und daß der Soll-Kurs sich auf eine vorherbestimmte, unter Wasser liegende Rohrleitungsroute bezieht und auf der Papierstreifenvorrichtung (20) vorgeschrieben ist, in Form einer Vielzahl von im wesentlichen zusammenhängenden, geraden Linien, wobei die Soll-Kursabschnitte (308, 310) im wesentlichen parallel zu einer Längsachse der Papierstrei-. fenvorrichtung und nahezu in deren Mitte verlaufen.

3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegung der Abstände von demSchiff zu einer Vielzahl von bekannten geografischen Orten, welche von diesem Schiff entfernt sind, damit erreicht wird, daß Mikrowellen-Antwortgeräte (2) auf jedem dieser bekannten geografischen Orte für die Übertragung von elektromagnetischer Wellenenergie bei einer vorherbestimmten Mikrowellenfrequenz, wenn sie abgefragt werden, vorgesehen sind, daß die Antwortgeräte (2) von diesem Schiff aus in vorherbestimmten Intervallen abgefragt werden (36), daß auf dem Schiff die von den Antwortgeräten (2) ausgesendete Energie empfangen wird (38) und daß entsprechend zu der empfangenen Energie der Abstand zu jedem dieser Antwortgeräte (2) bestimmt wird,

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dai3 Kommando signale für einen Digitalschreiber errechnet und erzeugt werden, wobei dies dadurch geschieht, daß Vorrichtungen (104, 106) für die Speicherung von Daten vorgesehen sind, welche Informationen beinhalten, die sich auf die unterschiedlichen Ausrichtungen der einen oder anderen Gitterlinienabschnitte, auf die Festsetzung der Abstände zu jedem der Antwortgeräte, bestimmt durch die Abstandsfestlegungsorgane, und auf die geografischen Orte beziehen, daß entsprechend zu den gespeicherten Informationen die Koordinaten (104) des Schiffes in einem vorherbestimmten Navigations-Koordinatensystern berechnet werden und daß entsprechend zu den gespeicherten Informationen und zu den berechneten Koordinaten Kommando-Signale (106) im Digitalschreiber erzeugt werden,

dai3 in der Schreiber-Vorrichtung (18) ein digitaler Inkrement-Schreiber (200) auf derr.Schiff vorgesehen ist, welcher in der Lage ist, entsprechend zu den Kommandosignalen des Digitalschreibers Steuersignale für die Markierungseinrichtung zu erzeugen,

daß die Papierstreifenvorrichtung eine Längsachse besitzt und diese Papierstreifenvorrichtung sich längs dieser Achse bewegt

und daß entsprechend zu den Steuersignalen der

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Markierungseinrichtung diese Markierungseinrichtung auf der Papierstreifenvorrichtung in die Lage der berechneten Koordinaten des Schiffes gebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet,

^ daß die Papierstreifenvorrichtung durch eine Papiervor-

Schreibevorrichtung vorgeschrieben worden ist, wobei diskrete Papierstreifenabschnitte (Fig. 7) vorgesehen sind, wobei die Ausrichtung der Gitterlinien (302) eines vorherbestimmten Navigations-Koordinatensystems relativ zu den Abschnitten (308, 310) des Soll-Kurses feägelegt wird, wobei ein Kursabschnitt (308) auf einem Papierstreifenabschnitt geschrieben wird, wobei ein Gitterlinienabschnitt (Fig.7) des Koordinatensystems auf einen Papierstreifenabschnitt, benachbart zu dem einen Kursabschnitt, in Verbindung mit der Festlegung der Ausrichtung der Gitterlinien relativ zu den Abschnitten des Soll-Kurses geschrieben wird, wobei der andere Kursabschnitt (3*Ό) auf einen anderen-Papierstreifenabschnitt geschrieben wird, in dem dieser andere Kursabsehnitt (310) im wesentlichen in Verbindung steht mit dem in Längsrichtung jedoch versetzten einen Kursabsehnitt (308), wobei der andere Gitterlinienabschnitt (Fig.7) auf den anderen Papierstreifenabschnitten-,

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benachbart zu dem anderen Kursabschnitt (j)1O), in Verbindung mit der Festsetzung der Ausrichtung der Gitterlinien relativ zu den Abschnitten des Soll-Kurses geschrieben wird und wobei der eine oder andere Gitterlinienabschnitt so geschrieben wird, daß deren verschiedene Ausrichtung (Fig. 7) auf dem Papierstreifen vorgesehen wird.

5« Vorrichtung zur Bestimmung der Schiffsposition relativ zu einem vorherbestimmten, küstenfernen Kurs, gekennzeichnet durch eine Schreibereinrichtung (18) _vrrhit \ einer beweglichen Markierungseinrichtung (2β)_;

durch eine bewegliche Papierstreifeneinrichtung (20) in diesem Schreibet*, die aufgebaut ist aus.einem auf dieser Papier einrichtung vorgeschriebenen Kurs (j5O4) in Form einer Mehrzahl von im wesentlichen aneinandergrenj^zenden Abschnitten Οθ8, 510) von einem küstenfernen Soll-Kurs eines ^chiffes, wobei diese Kursabschnitte (508, >10) in einer Folge entlang eines Teiles dieser Papiersfcreifenvorrichtung (20) angeordnet sind, und aus einer Vielzahl von Abschnitten von Gitterlinien (Fig.7), welche getrennt zu zumindest einigen dieser Kursabschnitten ausgerichtet sind (Fig.7), wobei zumindest einer dieser Gitterlinienabsehnitte (Pig.·7) mit mindestens

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einem dieser Soll-Kursabschnitte (JO8) verbunden ist und

in einer Richtung relativ zu der Papierstreifenvorrichtung unterschiedlich zu einem anderen, benachbarten Gitterlinienabschnitt ausgerichtet ist, und wobei diese unterschiedlichen Ausrichtungen (Fig.7) der einen und der anderen Gitterlinienabschnitte dazu dienen, die Breite dieses Teiles

" der ^apierstreifenvorrichtung mit dem auf ihr vorgeschriebenen einen Kursabschnitt (3308) und des anderen zugehörigen Kursabschnittes (310) mit dem anderen Gitterlinienabschnitt zu vermindein,

und durch Einrichtungen (202, 200) in dieser Schreibereinrichtung (18) für die Bewegung der Papiereinrichtung (20) und der Markierungseinrichtung (2b), um diese Markierungseinrichtung (26) auf der Papierstreißeneinrichtung (20) in eine Lage entsprechend den Koordinaten

h der IST-Position des Schiffes in jede von diesen einen oder anderen, unterschiedlich ausgerichteten Gitterlinienabschnitten zu bringen.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Papierstreifen-Einrichtung eine Längsachse besitzt und sich entlang diener bewegen kann,

und daß der Soll-Kurs sich auf eine vorherbestimmte, unter Wasser liegende Rohrleitungsroute besieht und auf der Papierstreifen-iiinrichtung vorgeschrieben ist, in Form einer Vielzahl von im wesentlichen ausammenilängenden, geraden Linien, wobei die Soll-Kursabschnitte im wesentlichen parallel zu einer Längsachse der Fapierstreifeneinrichung und nahezu in deren Mitte verlaufen.

7. Vorrichung nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung Abstandsfestlegungsvorrichtungen far die Bestimmung der Abstände von dem Schiff zu einer Vielzahl von bekannten geografischen Orten, welche von diesem Schiff entfernt sind, besitzt, wobei diese Abstandsfestlegungsvorrichtung besteht aus Mikrowellen-Antwortgeräte (2) auf jedem dieser bekannten geografischen Orte für die Übertragung von elektromagnetischer V.⁷ellenenergie bei einer vorherbestimmten Mikrowellen-Frequenz, wenn sie abgefragt werden, aus 'Einrichtungen (36) auf cieseu Schiff, welche diese

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BAD ORlGlNAU

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Antwortgeräte (2) In vorherbestimmten Intervallen abfragen, aus Einrichtungen (38) ^auf diesem Schiff, Vielehe die von diesen Antwortgeräten ausgesendete Energie empfangen , und aus Einrichtungen (46) ,-"(48) auf diesem Schiff,- Vielehe entsprechend zu der empfangenen Energie die Abstände zu jedem dieser Antwortgeräte bestimmen,

daß diese Vorrichtung eine digitale Eechenein-

W richtung (l4) auf dem Schiff besitzt, für die Berechnung, und Erzeugung von Kommandosignale für den Digital-Schreiber, wobei diese digitale Recheneinrichtung besteht aus Einrichtungen (104, 106) für die Speicherung von Daten, welche Informationen beinhalten, die sich auf die unterschiedlichen Ausrichtungen der einen oder anderen Gitterlinienabschnitte , auf die Festsetzung der Abstände zu jedem der Antwortgeräte, bestimmt durch die Abstandsfestlegungsorgane, und auf die geografischen Orte be- L·. ziehen, aus Einrichungen. (lO4), Vielehe entsprechend zu

diesen gespeicherten Informationen die Koordinaten des Schiffes in einem vorherbestimmten Navigations-Koordinatensystern berechnen, und aus Vorrichtungen (106), welche entsprechend zu den gespeicherten Informationen und zu den berechneten Koordinaten Kommandosignale für den Digital-Schreiber erzeugen,

daß in der ochreibereinrichtung'(l8) eine digitale Inkrement-Schreibereinrlchtung (200) auf diesem Schiff

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vorgesehen ist, Vielehe in der Lage ist entsprechend zu den Kommandosignalen des Digital-Schrelbers Steuersignale für die Markierungsvorrichtung zu erzeugen,

daß diese Papierstreifenvorrichtung (20) eine Längsachse besitzt und in der Lage ist, sich entlang dieser zu bewegen,

und daß" diese Vorrichtungen (202,200) für die Bewegung der Papierstreifenvorrichtung und der Markierungsvorrichtung aus Vorrichtungen(202) besteht für die Bewegung dieser Papierstreifenvorrichtung entlang einer Linie parallel zu deren Längsachse, und aus Vorrichtungen (204), welche entsprechend zu den Steuersignalen der Markierungsvorrichtung diese Markierungsvorrichtung (26) auf dem Papierstreifen in die Lage der berechneten Koordinaten dieses Schiffes bringt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7'> dadurch gekennzeichnet, daß mit dieser eine Papiervorschreibevorrichtung verbunden ist, die dazu in der Lage ist, den Soll-Kurs vorzuschreiben, wobei diese Papiervorschreibevorrichtung, besteht aus diskreten Papierstreifenabschnitten (lig.7)i aus Vorrichtungen (l4)> welche die Ausrichtung der Gitterlinien (3>O2) eines vorherbestimmten llavigationskoordinatensystems relativ zu den Abschnitten des Soll-Kurses festlegen, aus Vorrichtungen (14) , (P^C), welche den einen Kursabschnitt (j50Ö) auf einem

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Papierstreifenabschnitt schreiben, aus Vorrichtungen (l4, 2β), welche den einen Gitterlinienabschnitt (Pig7) des Koordinatensystems auf einem Papierstreifenabschnitt, benachbart zu dem einen Kursabschnitt, in Verbindung mit der Anwendung dieser Vorrichtungen (14) für die Festlegung der Ausrichtung der Gitterlinien relativ zu den Abschnitten des Soll-Kurses schreiben, aus Vorrichtungen (14, 26) , welche den anderen Kurs- ψ abschnitt (;D) auf einen anderen Papierstreifenabschnitt schreiben, in dem dieser andere Kursabschnitt

S-/

(310) im wesentlichen in Verbindung steht mit dem in Längsrichtung jedoch versetzten einen Kursabschnitt

(508) , und aus Vorrichtungen (l4,26), .welche den anderen Gitterlinienabschnitt (Fig. 7)' auf den anderen Papierstreifenabschnitt , benachbart zu dem anderen Kursabschnitt (jUO), in Verbindung mit der Anwendung dieser Vorrichtungen (14) für die Festsetzung der ^ Ausrichtung, der Gitterlinien relativ zu den Abschnitten des Soll-Kurses schreiben, wobei, der eine oder der andere Gitterlinienabschnitt eine unterschiedliche Ausrichtung (Fig» 7) ^aui> der Papiervorrichtung besitzt.

9. Verfahren zum küstenfernen Verlegen einer Rohrleitung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schiff in der

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Lage ist, an einer küsterifernen örtlichkeit eine Rohrleitung unter V/asser zu verlegen, daß dieses Schiff eine rositionsschreibeinrichtung (18) mit eich führt, welche einen vorgeschriebenen Kurs (j5O4) mit sich führt, der sich auf eine gewünschte Lage dieser Rohrleitung bezieht, daß auf dem Schiff eine küstenferne IST-Position des Schiffes während des Verlegens der Rohrleitung unterhalb der Oberfläche festgelegt wird (l,2,4,l6,l4), daß auf dem Schiff eine Anzeige (26) der küctenfernen IST-Position des Schiffes relativ zuüern vorgeschriebenen Kurs (J04) vorhanden ist, und daß in Verbindung mit dieser Anzeige auf dem Schiff das Schiff die Verlegung der Rohrleitung derart steuert um die IST-Position des Schiffes möglichst mit dem vorgeschriebenen Kurs (304) in Koinzidenz zu bringen.

10. Vorrichtung für das küstenferne Verlegen einer Rohrleitung, gekennzeichnet durch ein Schiff, welches in der Lage ist, an einer küstenfernen örtlichkeit eine Rohrleitung unter V/asser zu verlegen, durch eine Positions-Schreibeinrichtung (lO), welche auf dem Schiff mitgeführt wird und Vielehe einen vorgeschriebenen Kurs (JO¹+) beinhaltet, der sich auf eine gevriihschte Position der Rohrleitung bezieht, durch eine IST-Positicns-

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Bestimmungsvorrichtung (1,2,16,4,14), welche von dem Schiff mitgeführt wird und welche in der Lage ist, eine küstenferne IST-Position des Schiffes während des Verlegens der Rohrleitung unter der Wasseroberfläche zu bestimmen, und durch Anzeigevorrichtungen (26) auf dem Schiff,die in. der Lage sind die IST-Position des Schiffes relativ zu dem vorgeschriebenen K^rs (304) anzuzeigen, .wobei dieses Schiff in der P Lage ist, in Verbindung mit der Anwendung dieser. Anzeigevorrichtung, diese Rohrleitung derart zu steuern, so daß die IST-Position.des Schiffes möglichst mit dem vorgeschriebenen Kurs (JO4) in Koinzidenz gebracht wird.

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