DE2214556B2 - Navigations-Sender - Google Patents

Navigations-Sender

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DE2214556B2
DE2214556B2 DE2214556A DE2214556A DE2214556B2 DE 2214556 B2 DE2214556 B2 DE 2214556B2 DE 2214556 A DE2214556 A DE 2214556A DE 2214556 A DE2214556 A DE 2214556A DE 2214556 B2 DE2214556 B2 DE 2214556B2
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Wilfrid G. Nashua N.H. Dudevoir
Philip M. Windham N.H. Johnson
Richard M. Nashua N.H. Northrup
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Sanders Associates Inc Nashua NH
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Sanders Associates Inc Nashua NH
Sanders Associates Inc
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/04Control of altitude or depth
    • G05D1/06Rate of change of altitude or depth
    • G05D1/0607Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft
    • G05D1/0653Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing
    • G05D1/0676Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing specially adapted for landing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/70Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using electromagnetic waves other than radio waves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • B64D45/04Landing aids; Safety measures to prevent collision with earth's surface
    • B64D45/08Landing aids; Safety measures to prevent collision with earth's surface optical

Description

20
Die Erfindung betrifft einen Navigations-Semisr, der einen Beobachter an einem entfernten Ort in Einern bestimmten Raumsektor mit einer Anzeige des Winkels zwischen dessen Sichtlinie zum Sender und einer Referenz-Richtung durch den Sender versieht.
Solche Sender finden häufig in der Luftfahrt Anwendung, um dem Piloten bei dem Anfliegen einer Landebahn als Informationshilfe zu dienen. Zu diesem Zweck sind verschiedene Vorrichtungen vorgeschlagen worden. In einer Ausführung werden drei oder mehr fächerförmige Lichtstrahlen von unterschiedlichen Farben ausgesendet, aus denen der Pilot entweder mit bloßem Auge oder mittels verschiedener Empfänger feststellen kann, in welchem Farbstrahl er sich befindet. « Damit wird er informiert, ob er sich auf dem richtigen Weg befindet, oder ob er nach einer der beiden Seiten davon abgewichen ist. In anderen Systemen werden viele Lichter in schmalen Strahlen ausgesendet und so gerichtet, daß ra >r bestimmte Lichter sichtbar sind, wenn der Pilot sich auf seinem korrekten Flugweg befindet, wogegen andere Lichter sichtbar werden, wenn er von diesem Weg abweicht Vom Blickpunkt des Piloten aus wird ein einziges Licht sichtbar, das ihn nach einer oder der anderen Seite einer Bezugsrichtung lenkt, wenn er vom optimales) Weg abweicht. Vorliegende Erfindung baut in etwa auf einem derartigen System auf und stellt eine Verbesserung des in der US-PS 36 62 180 beschriebenen System dar. Dieses System besitzt eine zylindrische Maske, die mit durchlässigen und undurchlässigen Bereichen ausgebildet ist, welche einen Binär-Code, beispielsweise einen Gray-Code darstellen. Diese Maske rotiert um eine Lampe auf deren Achse derart, daß Segmente des Codes nach und nach mit Projektionslinsen derart zusammentreffen, daß diese Segmente nach und nach in den Raum projiziert werden. Ein Beobachter kann seine Winkelstellung zu einer durch das System verlaufenden Referenzebene feststellen, dadurch, daß er Folge und zeitlichen Ablauf der erhaltenen Lichtinipulse feststellt
Die Anordnung der US-PS 36 62 180 mag für manche Anwcndungsfälle zufriedenstellend sein, weist jedoch in ihrer Anwendungsmöglichkeit bestimmte Beschränkungen iiuF. Beispielsweise führt die Tatsache, daß drehbare I eile für die Drehung Her Maske benötigt werden, nicht br> nur zu einer Beschränkung der Arbeitsgeschwindigkeit, sondern auch zu bedeuteten Nachteilen bezüglich Anfälligkeil und Lebensdauer. Andererseits sind der Bereich und die Anzahl der wirkungsvoll verwendbaren Auflösungs-Elemente durch die Größe und Leistung der Lichtquelle beschränkt, wobei letztere nur bis zu einem bestimmten Punkt in geeigneter Weise zunehmen kann. Dabei wird die Arbeitsgeschwindigkeit durch die Frequenz begrenzt, bei welcher Jie Lichtquelle bei irgendeiner gegebenen Spitzenleistung gepulst werden kann.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes richtungsbestimmendes Navigationssystem zu schaffen. Dabei soll der erfindungsgemäße Gegenstand im Verhältnis zu den bekannten Vorrichtungen geeignet sein, über einen größeren Bereich hin mit einer höheren Auflösung und bei einer höheren Geschwindigkeit zu arbeiten.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben. Der Sender weist also eine Vielzahl von Masken, Energiequellen und Projektionssysteme auf. Jede Maske stellt dabei ein Segment eines Codes dar. Die Energiequellen werde ; nacheinander erregt, so daß in den gleichen Raumsektor nacii und nach Muster projiziert werden, die durch diese Segmente festgelegt sind. Ein Beobachter innerhalb dieses Sektors bestimmt sein Winkelverhältnis zu einer Referenzebene, indem er Folge und Zeitverhalten der empfangenen Energieimpulse berücksichtigt. Die Verwendung einer Vielzahl von Energiequellen ermöglicht es, dieses System für eine größere Durchschnittsleistung auszulegen und damit größere Spitzenleistungen pro Impuls oder schnellere Informationsübertragungen zu erreichen. Auch ist die Verwendung einer größeren Zahl von Auflösungs-Elementen möglich.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt
F i g. I ein Diagramm zur grundsätzlichen Erklärung der Erfindung;
F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Codes zur Erklärung der Erfindung;
Fig.3 eine schematische Darstellung eines Senders gemäß der Erfindung;
Fig \ ein Diagramm einer Form des Binär-Codes, der für eine Verwendung im Sender nach F i g. 3 geeignet ist;
Fig.5 ein Blockschaltbild eines Empfängers, der im Zusammenhang mit dem Sender der Fig.3 verwendet werden kann; und
Fig.6 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 ist die Lage eines Senders 11 gezeigt, der seine Energie in einen bestimmten, durch die Linien 12 und 13 eingegrenzten Raumsektor richtet, so daß ein Beobachter auf irgendeinem Punkt P innerhalb des Sektors dessen Winkellage in bezug auf eine durch den Sender 11 verlaufende Referenz-Richtung 14 bestimmen kann. Diese Referenz-Richtung ist eine Ebene, die senkrecht zur Papierebene durch den Sender 11 verläuft, und sie kann irgendwo innerhalb oder außerhalb des Sektors errichtet werden, jedoch ist für darstellende Zwecke iLre Lage im Zentrum des Sektors gewählt worden. Die Fig. I kann entweder als Grundriß oder als ein Aufriß betrachtet werden, jedoch soll sie zum Zwecke der Beschreibung ais Grundriß angenommen werden, so daß der Winkel θ ein horizontaler Winkel ist, der zwischen zwei sich schneidenden Verlikalebcnen gemessen wird.
Der Sender 11 kann mit elektromagnetischer oder akustischer Energie irgendeiner Frequenz mit einer für die Übertragung geeigneten Richtcharakteristik .irhri-
ten. Für die Darstellung ist die Energie des Lichtes gewählt worden. Das licht wird mit einer Reihe von Impulsen ausgesendet und beginnt vorzugsweise mit einem unkodierien Licht-Impuls als Startimpuls, der in den gesamten Sektor ausgesendet wird, um alle Beobachter zu informieren, daß nun kodierte Impulse folgen werden. Anschließend überträgt jeder Impuls ein räumlich kodiertes Muster, das einen Abschnitt eines Binär-Codes darstellt. In Γ ig. 2 sind drei vereinfachte Abschnitts-Codes oder Segment-Codes dargestellt. Der eVste kodierte Impuls überträgt ein Lichtmuster, das dem Segment 21 entspricht, das die gesamte linke Seite des Sektors erleuchtet und die rechte Seite im Dunklen läßt. Der nächste kodierte Impuls erleuchtet den Sektor in einem Muster, das durch das Segment 22 festgelegt ist und der dritte kodierte Impuls projiziert ein dem Segment 2.3 entsprechendes Muster. Jedes Muster ist in vertikaler Richtung gleichförmig und erstreckt sich in einem vertikal ausreichenden Winkel, so daß alle Lagen von Beobachtern umfaßt werden. Man sieht, daß das Impiilsmuster »hcll-dunkel-dunkcl« innerhalb der Auflösungsgrenzen der Vorrichtung für die Vertikalebcne einmalig ist, in der die Sichtlinic des Beobachters vom Punkt P zum Sender 11 liegt. Man sieht ebenfalls, daß der Winkel θ zwischen dieser Ebene und der Referenz-Richtung 14 durch das eindeutige Muster gemessen wird. Für irgendwelche besonderen Systeme kann das Muster derart geeicht werden, daß numerische Werte des Winkels θ wiedergegeben werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt, worin eine Vielzahl von Lichtquellen 31a. 31/>.31c.. .3Ingezeigt sind, beispielsweise Xenon-Blitzröhren; eine gleiche Anzahl von Kondensor-Linsen 32a. 326. 32c ... 32n sind /l.· Lichtübertragung von den Blitzröhren auf entsprechende Masken 33a, 336. 33c.. 33n derart angeordnet, daß sie diese gleichmäßig beleuchten. Die Maske 33a ist vollkommen durchscheinend (sie könnte auch weggelassen werden), während jede der anderen Masken durchlässige und nichtdurchlässige Bereiche besitzt, wie dies durch schraffierte und freie Flächen dargestellt ist, wobei jede als ein Segment eines Binär-Codes angeordnet ist. Linsen 34a, 346. 34c ... 34;7 sind so angeordnet, daß sie die durch die dazugehörenden Masken bestimmten Musterbilder in einen vorgeschriebenen Raumsektor projizieren. Die Winkel-Abmessungen dieses Sektors werden durch die Parameter der Linsen 34 bestimmt, von denen vorzugsweise jede bestimmte Einstell-Elemente besitzt, um sie optisch im wesentlichen untereinander identisch zu machen, so daß die verschiedenen Muster im wesentlichen in den gleichen Sektor projiziert werden. Nimmt man an. daß die Winkelbestimmung in horizontaler Richtung durchgeführt wird, werden die Masken und die dazugehörige Optik sehr geschlossen und direkt übereinander angeordnet, so daß der geringe Anteil der durch deren Versetzung hervorgerufenen Paralaxe in vertikaler Richtung erscheint und deshalb die Messung nicht beeinflußt. Bei den meisten Anwendungen sind die Versetzungen verglichen mit den Abmessungen des beleuchteten Sektors so gering, daß die Paralaxe vernachlässigbar ist, sogar wenn die Einheiten horizontal angeordnet wären.
Eine Leistungsversorgung und ein Impulserzeuger 35 sind zur Erregung der Röhren 31 vorgesehen, und zwar jede für sich in irgendeiner vorbestimmten Folge. Vorzugsweise wird der Röhre 31a als erste ein Impuls übertragen, so daß alle Beobachter in dem Sektor erfahren können, daß kodierte Impulse folgen werden.
nie Dauer der Impulse und die Zeit zwischen den Impulsen wird unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren gewählt, wie beispielsweise des Arbeitsgebietes und -bereiches. des zulässigen Maximums und der durchschnittlichen Leistung jeder Blitzröhre, der notwendigen Übcrtragiings-Oeschwindigkeit und -frequenz und der Art des Empfängers, der entweder das bloße menschliche Auge oder ein modernes Elekiruniksyslemsein kann.
Die Anzahl der optischen Einheiten, das heißt der Anordnungen aus Lichtquelle 31, Kondensor-Linse 32, Maske 33 und Projektions-I.insensystem 34 hängt von der gewünschten Auflösung und dem verwendeten Code ab. Fin geeigneter Code ist der abgewandelte (jray-Codc nach F i g. 4. der ein völlig freies Segment 40 und soviel kodierte Segmente besitzt, wie gewünscht werden, wobei für Darstcllungszwccke sechs Segmente 41 bis 46 gewählt sind. Dieser Code, obwohl er nicht der einzig anwendbare ist. ist insbesondere geeignet, da beim Wechsel von einem Sektor Bereich in den nächsten nur ein einziger Übergang erfolgt und dieser Übergang erfolgt in der niedrigstwertigen Stelle. Für den in F i j:. 4 dargestellten Code müßten sieben optische Einheiten verwendet werden, einer für den Anfangs-Impuls und sechs für die kodierten Impulse. Die sieben Masken 33a bis 33^r sind dann gemäß den Mustern der Segmente 40 bis 46 ausgebildet. Insgesamt stellen sie den gesamten Code dar. Dieser Code teilt den Sektor in vierundsechzig winkclmäßig sich unterscheidende Teile. Die Winkelbreite des Sektors und jeden Teiles kann durch geeignete Wahl der Projektions-Linsen 34 gewählt werden.
Im Betrieb regen die Leislungsversorgung und der Impulsgeber 35 jede Lichtquelle in einem vorbestimmten Zyklus an. beispielsweise in der in F i g. 3 gezeigten Reihenfolge. Es könnten dabei die Länge jedes Impulses und der Zeitraum zwischen den Impulsen genügend lang gewählt werden, so daß ein Beobachter diese mit seinem bloßen Auge wahrnehmen und seine Winkel-Abweichung von der Referenz-Richtung bestimmen könnte. Jedoch wird im vorliegenden Fall angenommen, daß die Erfindung vielmehr in solchen Anwendungen Verwendung findet, die für eine schnellere Betriebsweise eine elektronische Aufnahme und Dekodierung vorsehen.
Die Fig. 5 zeigt im Blockschaltbild einen geeigneten Empfänger. Eine Linse 51 sammelt die ankommende Energie und fokussiert diese auf ein spektral geeignetes, fotoelektrisches Detektor-Element 52. Der elektrische Ausgang des Detektors 52 wird über einen Verstärker 53 an einen Speicher 54 gegeben, der die Anwesenheit oder Abwesenheit der Energie in jedem Zeitraum, in welchem Impulse erwartet werden können, aufzeichnet. Der Speicher 54 muß selbstverständlich danach ausgerüstet und eingestellt sein, sich der durch den Impulsgeber 35 festgelegten Impulsfolge und -dauer anzupassen. Die Ausgänge des Speichers 54 sind mit einem Dekoder 55 verbunden, in dem die binärkodierte Information in eine analoge oder digitale Information umgewandelt werden kann, welche eine Anzeige des numerischen Wertes des Winkels θ darstellt, der zwischen der Sichtlinie vom Beobachter zum Sender und der Referenz-Richtung liegt Jede geeignete Ablesevorrichtung kann verwendet werden; für die Darstellung ist ein einfaches Anzeigeinstrument 56 gewählt worden.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 6 dargestellt, worin ein Rahmenträger 61 gezeigt ist, bei welchem auf einem Mittelteil zwei
Lichtquellen 62 und 63. beispielsweise Xenon-Blitzröhren, angebracht sind. Diese Lichtquellen sind mit Reflektoren 64 und 65 versehen, damit die Lichtenergien in den Konder.jor-Linsen 66 und 67 konzentriert werden, die auf dem Vorderteil des Rahmenträgers 61 angebracht sind. F.ine Hochspannungs-Ansteuerungsvorrichtung Ö8 ist in der Nähe des rückwärtigen Teiles des Rarr-enträgers untergebracht, unmittelbar hinter den Lichtquellen 62 und 63.
Ein Paar von Masken 71 und 72, oder Fadenkreuze. sind am rückwärtigen Ende eines anderen Rphmenträgers 73 in einer derartigen Lage angebracht, daß sie durch das Licht von den Linsen 66 und 67 beleuchtet w orden. Die Quelle 62. der Reflektor 64. die Linse 66 und die Miiske 71 liegen genau über der Quelle b3, dem Reflektor 65, der Linse 67 und der Maske 72. Die rechte Hälfte der Maske 71 (von der Lichtquelle aus gesehen) ist durchlässig, während die linke Hälfte undurchlässig ist. Umgekehrt ist die rechte Hälfte der Maske 72 undurchlässig, während die linke Hälfte durchlässig ist. Das bedeutet, daß die Muster auf den beiden Fadenkreuzen Spiegelbilder voneinander darstellen. In jedem Fall ist die Teilung zwischen den Hälften eine scharfe, gerade Linie. Ein Paar Projektionslinsen 74 und 75 sind am vorderen Ende des Rahmenträgers 73 angebracht, und zwar derart, daß sie die Bilder der Masken 71 und 72 im wesentlichen in den gleichen Raumsektor projizieren. Die Lage der Masken ist normalerweise so eingestellt, daß sich die beiden Teilungslinien überlagern, so daß die obere optische Einheit (Ouelle, Reflektor. Maske und Linse) das rechts von einer scharfen, durch die Mitte des Sektors verlaufenden Linie liegende Feld erleuchtet, während die untere optische Einheit das Feld zur Linken der gleichen Linie erleuchtet.
Hilfslinsen 76 und 77 sind zur Fokussierung den Linsen 74 und 75 beigegeben, wie nachstehend erklärt wird. Die Linsen 76 und 77 sind auf einem Hilfsgestell 78 angebracht, das wiederum gleitbar in den Schienen 81 und 82 gehaltert ist und sich darin auf die Linsen 74 und 75 zu und davon wegbewegen kann. Die Schienen 81 und 82 sind an dem Rahmenträger 73 befestigt. Das Hilfsgestell 78 besitzt eine Zahnstange 83. die mit einem Ritzel 84 zusammenarbeitet, das drehbar im Rahmenträger 73 angebracht ist und einen Einstellknopf 85 aufweist. Die Linsen 74 und 76 bilden ein erstes Projektions-Linsensystem, während die Linsen 75 und 77 ein zweites derartiges System bilden.
Bei einer normalen Verwendung sind die beiden Rahmenträger 61 und 73 zusammengebracht und miteinander verbunden. Sie werden durch ein Gehäuse umschlossen, daß aus einem Vorderteil 91 und einem Rückteil 92 besteht. Eine externe Leistungs- und Impuls-Versorgung 93 ist durch ein durch das Rückteil 92 eintretende Kabel 94 mit der Ansteuerungsvorrichtung 68 und den Lichtquellen 62 und 63 verbunden.
im Betrieb werden die beiden Lampen abwechselnd gemäß einem Code angesteuert, beispielsweise erhält die obere Lampe einen einzelnen Impuls und die untere Lampe einen Doppelimpuls. Somit ist die visuelle Dekodierung schnell und einfach, ob mit dem menschlichen Auge oder mit einer elektrooptischen Einrichtung. Ein Beobachter auf der rechten Seite der Mittellinie (gesehen von der Projektionsvorrichtung) wird einen Einzelblitz sehen, während ein Beobachter auf der linken Seite einen Doppelblitz sehen wird. Er kann die Trennlinien finden, wenn er nach den Lagen sucht, in denen entweder der Einzel- oder der Doppel-Blitz
gerade /u verschwinden beginnt. Der Mittelteil, in dem der Einzel- und Doppel-Blitz sichtbar sind, kann durch die Einstellung der Masken 71 und 72 breit oder schmal gewählt werden, um sich damit den verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten entsprechend anzupassen. Bei Anwendungsfällen, bei denen eine hohe Genauigkeit in der Lokalisierung gewünscht wird, wird der Mittelteil schmal gehalten und eine elektrooptische Wahrnehmung verwendet, um die relativen Amplituden des Einzel- und Doppel-Blitzes zu messen. Für bestimmte Anwendungen wie beispielsweise die Steuerung in einer Kanal-Navigation können die Masken derart eingestellt werden, daß die Teilungslinien seitlich leicht voneinander versetzt sind, so daß die obere und untere Einheit in der Mitte des Fikles einen gemeinsamen, schmalen Sektor erleuchten. Auf diese Weise werden drei scharf definierte Sektoren erzeugt, wobei der Mittelsektor den sicheren Navigationskanal definiert.
Die Rahmenträger 61 und 73 können auf einfache Weise miteinander verbunden und voneinander getrennt werden. Der hintere Teil 92 des Gehäuses und der Rahmcnträger 61 können abgenommen und durch ein Okular ersetzt werden, das allgemein die Bezugsziffer 101 trägt. Das Okular 101 besteht grundsätzlich aus einem rechtwinkligen Hilfsrahmen 102, auf welchem Feinsehrohre 103 und 104 zur Betrachtung der Fadenkreuze 71 und 72 angebracht sind. Zwei Phiolen 105 und 106 sind auf zwei benachbarten, rechtwinklig zueinander stehenden Teilen des Rahmens 102 angebracht. In Anwendung werden die Feinsehrohre zunächst auf die Fadenkreuze fokussiert und sodann werden die Linsen 76 und 77 mittels des Knopfes 85 eingestellt, um das BiM des Blickfeldes auf den Fadenkreuzen zu fokussieren. So wirken die Projektionslinsen 74, 75, 76 und 77 wie Objektivlinsen eines Fernrohr-Paares, das der Bedienungsperson ermöglicht, ein Bild eines Blickfeldes zu sehen, das in scharfen Trennungslinien der Fadenkreuze übereinander gelagert ist. Die Fadenkreuze können somit derart eingestellt werden, daß die beiden Trennungslinien in Ausfluchtung stehen oder getrennt sind, je nach dem besonderem Anwendungsfall.
Ein Modell einer besonderen, oben beschriebenen Ausführungsform verwendet ein Gehäuse mit den äußeren Abmessungen von annähernd
7.5 χ 8,7 χ 35 cm (ausgenommen die Leistungsversorgung). Wenn eine elektronische Aufnahme verwendet wird, hat sich bei diesem Modell ein Nutzbereich von mehr als drei Kilometern und eine Winkelgenauigkeit von besser als 10 Bogensekunden ergeben.
Die ^usführungsformen der Fi g. 3 und 6 können zur Richtungsbestimmung in mehr als einer Ebene und/oder zur Überstreichung von mehr als einem Sektor einfach dadurch verwendet werden, daß zusätzliche Sender in geeigneter Ausrichtung vorgesehen werden. Beide Ausführungsformen sind unter Verwendung von Masken beschrieben worden, die aus abwechselnd angeordneten durchlässigen und undurchlässigen Bereichen bestehen und die bevorzugte Anordnung in vorliegenden Ausführungen darstellen. Jedoch würde der Grundgedanke unverändert bleiben, wenn andere Arten von Masken verwendet werden würden, beispielsweise mit auf die einfallende Energie unterschiedlich ansprechenden Bereichen. Zusätzlich zu den Masken mit durchlässigen und nichtdurchlässigen Bereichen können auch Masken mit reflektierenden und absorbierenden oder mit reflektierenden und durchlässigen Bereichen
verwendet werden. Die Hauptsache ist. daß die Masken geeignet sind, Muster zu bestimmen, in denen die Energie entweder vorhanden oder nicht vorhanden ist.
Aus dem Vorangegangenen wird klar ersichtlich, daß ein verbessertes System zur Richtungsbestimmung vorgesehen ist. Der momentane numerische Wert der Winkelabweichung wird bestimmt. Es müssen keine bewegten Teile verwendet werden. Die Verwendung einer Vielzahl sun Lampen ermöglicht eine entspre-
10
chende Zunahme der durchschnittlich ausgesendeten Leistung, wenn d\j Leistungsgrenze durch die zulässige Wärmeableitung der Lichtquelle dargestellt wird. Ein größeres durchschnittliches Leistungsvermögen kann für eine schnellere Informationsrate, eine größere Anzahl von Auflösungs-Elementen, eine größere Spitzenleistung pro Impuls, oder für eine Kombination dieser Merkmale verwendet werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (20)

Patentansprüche;
1. Navigations-Sender, der einen Beobachter an einem entfernten Ort in einem bestimmten Raumsektor mit einer Anzeige des Winkels zwischen dessen Sichtlinie zum Sender und einer Referenz-Richtung durch den Sender versieht, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Energiequellen (31a ... 31/7Jt eine gleiche Anzahl von Masken (33a ... 33/7,1 mit jeweils unterschiedlichen Mustern von abwechselnd angeordneten Bereichen, die unterschiedliche Wirkung auf die von den Energiequellen (31a... 3 InJ aus einfallende Energie besitzen, wobei jede Maske so angeordnet ist, daß sie von einer Energiequelle (33a... 33n) bestrahlbar ist, und wobei die Bereiche auf den Masken (33a... 33n) so angeordnet sind, daß jedes Muster ein Segment (40 ... 46) eines Codes darstellt, während die Muster aller Masken (33a ... 33n) zusammen einen vollständiger? Anzeigecode Ober die Abweichung von der Reftrsnz-Richtung darstellen, eine gleiche Anzahl von Projektions-Elementen (34a... 3An) zur Projizierung der Strahlung der einzelnen Energiequellen (31a ... 3In) in dem durch die jeweilige Maske (33a... 33n)definierten Muster in den Sektor (40... 46) und eine Einrichtung (35) zur pulsierenden Ansteuerung der Energiequellen (31a... 3in)gemäß einem bestimmten Zyklus, wodurch die Folge und Zeit der an irgendeinem Ort innerhalb des Sektors (40... 46) erhaltenen Energie-Impulse eine Anzeige für diesen Winkel (β) darstellen.
2. Sender nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequellen (31a... 31 π) Lichtquellen und die Projcktions-Eleme.ite (34a... 34n) optische Elemente sind.
3. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest drei Energiequellen (31a, 3ib, 3IcJt drei Masken (33a, 33fr, 33c) und drei Projektions-Elemente (34a, 34b, 34c) vorgesehen sind.
4. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muster auf den Masken (33a ... 33n) Bereiche aufweisen, welche entweder durchlässig oder undurchlässig für die Energie der Energiequellen (31a... 31/7jsind.
5. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Masken durch jeweils zwei Elemente (31a, 316; 33a, 33b; 34a, 34b) gebildet ist und daß jede Maske (33a, 33b) zwei gleiche Bereiche besitzt, einen durchlässigen und einen undurchlässig gen Bereich, die durch eine scharfe, gerade Linie getrennt sind.
6. Sender nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche dieser Masken (33a, 33b) Musterbilder darstellen, welche Spiegelbilder voneinander sind.
7. Sender nach einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektions-Elemente (34a... 34n) Projektionslinsen sind.
8. Sender nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich- «J net, daß jeder Maske (33a... Hin) eine Kondensor-Linse (32a... 32n;vorgeschaltet ist.
9. Sender nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß in einer aus Lichtquelle (31«;, Kondensor-Linse (32a;, Maske (33a/ und Projektions-Linse (34a; « bestehenden Einheit die Maske (33//^ völlig durchlässig ist.
10. Sender nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lichtquelle (3\a) durch die Einrichtung (35) zur pulsierenden Ansteuerung der Lichtquellen vor den anderen Lichtquellen (31 b ... 3in)erregbar ist
11. Sender nach Anspruch 1, der einen Beobachter an einem entfernten Ort in einem bestimmten Raumsektor mit einer Anzeige seiner Seitenabweichung v&n einer Referenz-Ebene durch den Sender versieht, gekennzeichnet durch einen ersten (6 i) und zweiten Rahmenträger (73), die lösbar miteinander verbunden sind, eine erste (62) und zweite Lichtquelle (63), die untereinander in dem ersten Rahmenträger (61) angeordnet sind, eine erste (71) und zweite Maske (72), die untereinander in dem zweiten Rahmenträger (73) angeordnet sind, wobei jede zwei gleiche, durch eine scharfe und gerade Linie getrennte Bereiche besitzt, wovon der eine für das Licht aus den Quellen (62, 63) durchlässig, der andere undurchlässig ist, und wobei diese Masken (71,72) in annähernder Ausfluchtung der Trennlinien zueinander angeordnet sind, Elemente (64,65,66,67) auf dem ersten Rahmenträger (61) zur konzentrierten Lichtübertragung von der ersten (62) und zweiten Lichtquelle (63) auf die erste (71) bzw. zweite Maske (72), erste (74) und zweite Projektions-Linsensysteme (75) auf dem zweiten Rahmenträger (73) zur Projektion des durch die erste bzw. zweite Maske definierten Lichtmusters in den Raumsektor und Mittel (68, 93) zur impulsmäßigen Ansteuerung der Lichtquellen nacheinander gemäß einem unterscheidenden Code, so daß die Lage eines Beobachters in dem Sektor in bezug auf die Referenz-Ebene aufgrund des erhaltenen Codes bestimmbar ist.
IZ Sender nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein zweiteiliges Gehäuse (92,91), wobei jeder Teil einen der Rahmenträger (61,73) umschließt und die Vorrichtung an diesen befestigt ist.
13. Sender nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zu- konzentrierten Lichtübertragung aus einem ersten und zweiten Reflektor (64, 65) und aus einer ersten und zweiten Linse (66,67) bestehen und in ihrer Anordnung mit der ersten bzw. zweiten Lichtquelle (62, 63) entsprechend zusammenarbeiten.
13. Sender nach Anspruch It, dadurch gekennzeichnet, daß das Projektions-Linsensystem Elemente (76,77) zur Einstellung der Fokussierung besitzt.
15. Sender nach Anspruch It, dadurch gekennzeichnet, daß ansteHc des ersten Rahmenträgers (61) ein Okular (101) wahlweise an dem zweiten Rahmenträger (73) anbringbar ist.
16. Sender nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Okular (10t) ein erstes (103) und zweites Feinsehrohr (104) zur gleichzeitigen Betrachtung der Fadenkreuze und des Bildes des Raumsektors besitzt.
17. Sender nach einem der Ansprüche Il bis 16, gekennzeichnet durch einen Hilfsrahmen (101) und ein erstes (103) und ein zweites am Hilfsrahmen befestigtes Feinsehrohr (104), wobei durch Elemente am ersten und zweiten Rahmenträger (6f, 73) und am Hilfsrahmen (101) entweder der erste Rahmenträger (61) oder der Hilfsrahmen (101) am zweiten Rahmenträger (73) befestigbar ist. so daß in der Zusammenstellung aus erstem Rahmenträger und zweitem Rahmenträger das Quellenlicht in konzentrierter Weise auf die Masken (71,72) übertragbar ist und das durch diese Masken definierte Lichtmuster
in den Raumsektor projizierbar ist, und daß in der Zusammenstellung aus Hilfsrahmen und zweitem Rahmenträger di'j Vorrichtung im zweiten Rahmenträger durch einen Beobachter betrachtbar und einstellbar ist.
18. Sender nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Projektions-Linsensystem Elemente zur Einstellung der Fokussierung besitzt
19. Sender räch Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (62 und 63) durch die Leistungsversorgung und den Impulsgeber (93) nacheinander gemäß einem bestimmten Code impulsmäßig ansteuerbar sind.
20. Sender nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß am Rahmen (102) des Hilfsrahmen (101) eine erste (105) und zweite Phiole (106) rechtwinklig angebracht sind.
DE2214556A 1971-05-24 1972-03-24 Navigations-Sender Expired DE2214556C3 (de)

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GB1392491A (en) 1975-04-30
DE2214556C3 (de) 1981-12-17
AU3874272A (en) 1973-08-09
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