DE2609083B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Nordrichtung - Google Patents

Description

Fs ist auch nicht etwa möglich, die Verstellung ir Abhängigkeil von dem in jedem Zeitpunkt gemessener Kreiselrichtnuimcnt so lange vorzunehmen, bis da> gemessene Kreiselnchtmoment schließlich zu null wird also gewissermaßen die Sinuskurve stetig nachzufahren bis sie durch null gehl. In dem Augenblick nämlich, ir welchem die Kreiselaufhängung verdreht wird.geht dei Meßwert verloren. Fin Meßwert für die Abweichung von N< -<t steht crsl wieder /ur Verfügung, wenn sich der Kreisel bei erneut stillstehender Kreiselaufhängung wieder in seine Gleichgewichtslage eingestellt hai.

Statt eines an einem Band aufgehängten Kreisel· kann auch ein Kreisel verwende' werden, der auf einet ständig horizontal gehaltenen Plattform angeordnet ist.

Fs ist eine Vorrichtung /ur Bestimmung dci Nordrichlung mittels eines Meridiankreisels bekannt der nicht nach Nord wirausgerichtet ist (US-PS 32 Ob 8b4). Bei dieser bekannten Vorrichtung ist der Kreisel mit seiner Drallachse im wesentlichen in der Osl-Wesl-Richlung ausgerichtet. Fine Abweichung von einer Nullagc wird mitlcls eines Abgriffes abgegriffen und über einen Verstärker an einem An/eigeinstrument angezeigt. Auf einen Drehmomenterzeuger wird ein mittels eines Stellknopfes einstellbarer Strom gegeben, der ein dem Kreiselrichtmomcnt entgegenwirkendes Moment auf den Kreisel ausübt. Der auf den Drehmomenterzeuger gegebene Strom wird so gewählt, daß das Kreiselrichtmomcnt kompensiert wird und die Anzeige an dem Anzeigeinstrument null ist. Dieser Strom wird über den Spannungsabfall an einem Meßwiderstand gemessen und angezeigt. Der angezeigte Meßwert wird durch Einstellung eines Potent! .»meters in einen Analogrechner eingegeben. Anschließend erfolgt eine Verdrehung des Kreisels um einen vorgegebenen Winkel, und das diesem neuen Winkel zugeordnete Kreiselrichtmoment wird in der beschriebenen Weise ebenfalls durch ein Gegenmoment kompensiert und der dazu erforderliche Strom gemessen. Der so erhaltene zweite Meßwert wird über ein zweites Potentiometer in den Analogrechner eingegeben, der so aufgebaut ist, daß er aus den beiden eingegebenen Meßwerten die Abweichung der Kreiseldrallachse von der wahren Nordrichtung liefert. Die bekannte Anordnung erfordert Einstellvorgänge und die Übertragung von Meßwerten auf einen Analogrechner. Der erhaltene Meßwert ist als Differenz zweier großer Meßwerte mit einer siarken Ungenauigkeit behaftet. Es ist zu beachten, daß die Änderung des Sinus mit dem Winkel im Bereich von 90° extrem klein isl.

Auch ist das Kieiselriehtmoment von der geographischen Breite abhängig, die in den Analogrechner eingegeben werden muß.

Der F.rfindunf," liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Nordrichtung /u schaffen, welche keiner Vorausrichtung der Kreisddrallachse bedürfen und eine schnelle und eindeutige Ausrichtung der Kreiscldrallachse nach Nord gestatten.

Das Verfahren nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

(a) Umwandeln des dem Sinus des Ablagewinkels proportionalen Signals in einen zugeordneten Winkelwert φ^<90° und Speicherung dieses Winkelwertes,

(b) Prüfung, ob der Winkel φ» kleiner (Fall I) oder größer (KaII II) als ein vorgegebener Grenzwinkel ψ c, ist,

(ι;) mi rail ί riüfuiig, uu üci AulägCwii'ikci ψι, kleiner oder größer als 90° ist und Verdrehung der Krciseldrallachse in Nordrichtung aufgrund dieser Prüfung,

(d) im Fall Il Verdrehung der Kreiseldrallachse um den Grenzwinkel <pc. und Wiederholung der vorhergehenden Verfahrensschritte.

Das Verfahren kann in der Weise durchgeführt werden, daß zur Prüfung, ob der Ablagewinkel kleiner oder größer als 90" ist, das Vorzeichen des Kreiselrichtmoments eines zweiten Kreisels bestimmt wird, dessen Kreiscldrallachse ebenfalls horizontal gehalten wird und um 90° um eine vertikale Achse gegen die Kreiseldrallachse des Meridiankreisels versetzt ist.

Wenn kein zweiter Kreisel zur Verfügung steht, kann so vorgegangen werden, daß die Prüfung, ob der Ablagewinkel kleiner oder größer als 90° ist, und die Verdrehung der Kreiseldrallachse in die Nordrichtung folgende Verfahrensschritte umfaßt:

(α) Verdrehung der Kreiseldrallachse um den sich aus dem Kreiselrichtmoment ergebenden Winkel φ*<90°.

(β) Prüfung, ob das Kreiselrichtmoment nach der Verdrehung null oder größer als der vorhergehende Wert ist,

(γ) im ersteren Falle Beendigung des Nachstellvorganges.

(ό) im letzteren Falle Verdrehung der Kreiseldrallachse um den Winkel 180° — 2 φ* oder φα, je nachdem, ob |2 φ*| größer oder kleiner φα ist.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geht aus von einer Vorrichtung, enthaltend einen Meridiankreisel mit horizontal gehaltener Kreiseldrallachse auf den ein dem Sinus des Winkels zwischen Kreiseldrallachse und Nordrichtung proportionales Kreiselrichtmoment wirkt, welches durch ein entgegengesetzt gleiches Kompensationsmoment kompensierbar ist, einen Speicher zum Speichern der Größe viss Kompensationsmomentes, eine Nachstelleinrichtung, mittels derer der Meridiankreisel um eine vertikale Achse um einen der gespeicherten Größe zugeordneten Winkel verdrehbar ist, und ein Steuerwerk, durch welches ein neuer Meß- und Nachstellvorgang einleitbar ist, wenn nach der Winkelverdrehung noch ein Kreiselrichtmoment auf den Meridiankreisel wirksam ist.

Sie kann gekennzeichnet sein durch

(a) einen zweiten Kreisel, dessen Drallachse ebenfalls horizontal gehalten und gegen die Drallachse des Meridiankrcisels um 90" um eine vertikale Achse versetzt ist und dessen dem Kosinus des Winkels zwischen Drallachse des Meridiankreisels und Nordrichtung proportionales Kreiselrichtmornent ebenfalls durch ein diesem entgegengesetzt gleiches Kompensationsmoment kompensiert wird,

(b) einen Vorzeichenspeicher, in welchem das Vorzeichen des Kompensationsmomentes des zweiten

ίο Kreisels gespeichert wird,

(c) einen Arcussinus-Funktionsgeber, dem der Ausgang des Speichers zugeführt wird und dessen Ausgang dem sich aus dem gespeicherten Sinus ergebenden Winkel |f/>*| < + 90° entspricht,

(d) einen Grenzwinkel-Signalgeber, der ein Steuersignal liefert, welches einem festen Grenzwinkel ψτ, entspricht,

(e) eine (180° -Ig^D-Schaltungsanordnung, welcher der AusganE des Arcussinus-Funktionsgebers zu-

m geführt wird und welche einen Ausgang 180° — |φ*|

liefert,

(f) einen Grenzwinkel-Komparator zur Unterscheidung von \ψι\<ψα und |φ*|>φ&-, der von dem Ausgang des Speichers beaufschlagt ist,

(g) und eine gesteuerte Torschaltung, an welcher der Arcussinus-Funktionsgeber, der Grenzwert-Signalgeber und die (180° -!<p*|)-Schaltungsanordnung anliegen und welche von dem Ausgang des Vorzeichenspeichers und des Grenzwinkelkomparators derart gesteuert ist, daß

bei positiven Vorzeichen des Kosinus und |φ*|<Φο der Ausgang des Arcussinus-Funktionsgebers,

bei negativem Vorzeichen des Kosinus und J5 |ςρ*|<φσ der Ausgang der (180° -|gp*|)-Schal-

tungund

bei \φι\ > φα der Ausgang des Grenzwinkel-Signalgebers,

über die Torschaltung auf die Nachstelleinrichtung aufgeschaltet ist.

Der zweite Kreisel liefert ein Signal, das dem Kosinus des Winkels zwischen Drallachse des Meridiankreisels und Nordrichtung proportional ist. Da das Vorzeichen des Kosinus sich beim Durchgang durch 90° ändert, kann aus den Signalen beider Kreisel eindeutig die Abweichung zwischen der Drallachse des Meridiankreisels und der Nordrichtung bestimmt werden. Da zur Erzielung einer solchen Eindeutigkeit nur das Vorzei-

_M chen des von dem zweiten Kreisel gelieferten Signal erforderlich ist, kann für den zweiten Kreisel ein Kreisel geringerer Güte verwendet werden, der beispielsweise auch ein stärker verrauschtes Signal liefern kann. Durch die Torschaltung wird je nach dem Vorzeichen des Kosinus der Ausgang des Arcussinus-Funktionsgebers also ein dem Winkel g;*<90° proportionales Signal oder ein Signa! proportional 180° -|φ*| auf die Nachstelleinrichtung geschaltet, sofern |φ*| kleiner als ein Grenzwinkel φβ ist. Wenn der Winkel einen bestimmten

J₀ Grenzwinkel, z. B. 60° überschreitet, also in dem Bereich um 90° herum liegt in welchem der Sinus nur nach einer sehr sehr flachen Funktion vom Winkel abhängt und daher die Bestimmung des Winkels aus dem Sinus ungenau wird, erfolgt eine Nachstellung zunächst um diesen Grenzwinkel. Daran anschließend wird der Meß- und N achstell Vorgang wiederholt. Wenn der Grenzwinkel φ_σ=60° ist, bringt eine Versteüung um den Grenzwinkel die Kreiseldrallachse aus dem Bereich 90° ±30° mit Sicherheit heraus, so daß

anschließend der Winkel zwischen Kreiseldrallachsc und Nord sauber gemessen und die Kreiseldrallachse um diesen Winkel in die Nordrichtung eingedreht wird. Eine Unsicherheit über das Vorzeichen des Kosinus, die bei stark verrauschtem Kosinus-Signal im Bereich von 90^c auftreten könnte, spielt keine Rolle, da dieser Bereich sowieso gesondert behandelt wird.
Eine andere Musführung ist gekennzeichnet durch

(a) einen Arcussinus-Funktionsgeber, dem der Ausgang des Speichers zugeführt wird und dessen Ausgang dem sich aus dem gespeicherten Sinus ergebenden Winkel φ* < 90" entspricht,

(b) einen Grenzwinkel-Signalgeber, der ein Steuersignal liefert, welches einem festen Gren/.winke! φα entspricht,

(c) eine (180° -I^D-Schaltungsanordnung, welcher der Ausgang des Arcussinus-Funktionsgebers zugeführt wird und welche einen Ausgang 180" -|φ*| liefert,

(d) einen Grenzwinkel-Komparator zur Unterscheidung von \q>t\<q>a und \φι,\>φο, der von dem Ausgang des Speichers beaufschlagt ist,

(e) einen qp* = 0-Komparator, der von dem Ausgang des Speichers beaufschlagt ist und bei |φ*| <φα ein »L«-Signal auf jeweils einen von zwei Eingängen des Steuerwerkes gibt, je nachdem, ob der Ausgang des Speichers null oder größer als der vorhergehende Wert ist,

(f) eine gesteuerte Torschaltung, an welcher der Arcussinus-Funktionsgeber, der Grenzwinkel-Signalgeber und die (180° -|g>*|)-Schaltungsanordnung anliegen und welche von dem Ausgang des Grenzwinkel-Komparators und dem Steuerwerk so gesteuert ist, daß

bei |φ*|<φο für einen ersten Stellvorgang der Ausgang des Arcussinus-Funktionsgebers,
bei |φ*|>φο für einen ersten Stellvorgang der Ausgang des Grenzwinkel-Signalgebers und
wenn nach dem ersten Stellvorgang φι_ίΦθ ist, für einen zweiten Stellvorgang der Ausgang der(180°-|g>*|)-Schaltung

über die Torschaltung auf die Nachstelleinrichtung aufgeschaltet ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt den Verlauf des Kreiselrichtmoments in Abhängigkeit von dem Winkel zwischen Kreiseldrallachse des Meridiankreisels und Nord sowie die drei verschiedenen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterschiedlich behandelten Winkelbereiche;

F i g. 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung der Nordrichtung;

Fig.3 zeigt eine Darstellung ähnlich Fig. 1 für eine andere Ausführungsform der Erfindung;

Fig.4 zeigt schematisch den Aufbau dieser anderen Ausführungsform.

Auf einer Plattform 10 ist ein Meridiankreisel 12 angeordnet. Mit 14 ist die Drallachse des Meridiankreisels 12 bezeichnet. Auf der Plattform 10 ist ein zweiter Kreisel 16 angeordnet, dessen Drallachse 18 senkrecht zur Drallachse des Meridiankreisels 12 verläuft. Die Plattform 10 ist horizontal angeordnet und um eine vertikale Achse verdrehbar.

Das Ausgangssignal des Meridiankreisels 14 liegt an einem Analog-Digital-Wandler 20 an. Der Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 20 ist mit einem Speicher 22 verbunden und wird bei Erscheinen eines Steuersignals, das von einem Steuerwerk 23 über eine Leitung 24 auf

*> den Speicher 22 gegeben wird, in den Speicher 22 übernommen.

Das Ausgangssignal des Kreisels 16 liegt an einem Komparator 25 an, dessen Ausgang abhängig vom Vorzeichen des Signals einen von zwei Zuständen annimmt. Der Ausgang des Komparators 24 ist mit einem Vorzeichenspeichcr 26 verbunden und ist auf einen Befehl des Steuerwerks 23, der über die Leitung 24 übertragen wird, in den Vorzeichenspeicher 26 einlesbar. Das auf die Kreisel 12 und 16 wirksame Kreisclrichtmomcnt wird jeweils durch ein Gegenmoment kompensiert, beispielsweise indem die Abwei chung des Kreisels von einer Nullage mittels eines Abgriffs erfaßt und das Abgriffsignal hochverstärkt auf ^D H f^ t^ I 1 i"|lo I tlAm f^ F^ w f^ e*^rw 4%t ■ fw η ρ* β ύ rtc^ t% rt I t η t irr t ■ ι e% \f* r% *■» ·* ^* ■ *^ uiii«<·· u-. ν·····ν···«Ίΐττ-· a.^.u£\,i £,<_.)i_f IUHVi i.i t, fii.rv.irvi V. 111 um eine vertikale Achse wirksames Gegenmoment auf den Kreisel 12 ausübt. Das dem Drehmomenterzeuger zugeführte Signal bildet dann gleichzeitig das Ausgangssignal des jeweiligen Kreisels. Dieses Ausgangssignal ist bei dem Meridiankreisel 12 proportional dem Sinus des Winkels zwischen Kreiseldrallachse und Nordrichtung bzw. zwischen Kreiseleingangsachse und Ostrichtung. Dieser Winkel wird nachstehend mit φ* bezeichnet. Das Ausgangssignal des Kreisels 16, dessen Drallachse 18 senkrecht zur Drallachse 14 des Kreisels 12 angeordnet ist, ist dabei proportional cos φ*.

In dem Speicher 22 ist sin φ* in digitaler Form gespeichert. Der Ausgang des Speichers 22 wird einem Arcussinus-Funktionsgeber in Gestalt eines Festwertspeichers 28 zugeführt, an dessen Adresseneingang der in dem Digitalspeicher 22 gespeicherte Wert anliegt. Der Ausgang des Arcussinus-Funktionsgebers 28 entspricht dem sich aus dem gespeicherten Sinus ergebenden Winkel -90° <φ*< +90°. Der Festwertspeicher 28 liefert außerdem ein vom Vorzeichen des Kompensationsmoments des Meridiankreisels 12 abhängiges Vorzeichen-Ausgangssignal an e>em Ausgang 30.

Das Vorzeichen-Ausgangssignal vom Ausgang 30 steuert über eine Steuerleitung 32 einen Schalter 34, über welchen ein Stellmotor 36 je nach dem Vorzeichen-Ausgangssignai an eine positive oder negative Versorgungsspannung anlegbar ist. Die Plattform 10 ist durch den Stellmotor 36 in einer von der Polarität der Versorgungsspannung abhängigen Richtung verdrehbar. Der Ausgang des Festwertspeichers 28 liegt an einer Schaltungsanordnung 38 an, welcher einen Digitalausgang 180° -|<p*| liefert. Mit 40 ist schließlich ein Grenzwertsignalgeber bezeichnet, der einen Digitalwert entsprechend einem festen Winkel von 60° abgibt.

Von dem Ausgang des Vorzeichenspeichers 26, des Arcussinus-Fu iktionsgebers 28 und des Grenzwertsignalgebers 40 ist über eine Logikschaltung 42 der Setzeinganj eines Zählers 44 ansteuerbar. Auf einen Setzbefehl, der über eine Leitung 46 von dem Steuerwerk 22 auf den Zähler 46 gegeben wird, wird der Zähler entweder auf φ*<90° oder 180° -|<p*| oder auf 60° gesetzt Die Logikschaltung 42 arbeitet so, daß

bei positiven Vorzeichen des Kosinus und |φ*| <φο der Ausgang des Arcussinus-Funktionsgebers,

bei negativen Vorzeichen des Kosinus und lcpj] <<j?c der Ausgang der Schaltung 38 und
bei |φ*| ><pc der Ausgang des Grenzwinkel-Signalgebers 40

in dem Zähler 44 gesetzt wird. Der Zähler 44 ist ein abwarts/.ählcnder Zähler. Mil der Plattform 10 ist ein Impulsgenerator 48 gekoppelt, der zusammen mit der Plattform von dem Stellmotor 36 angetrieben wird. Dieser Impulsgenerator 48 erzeugt Impulse, die jeder ' einem bestimmten Winkelinkremcnt entsprechen. Diese Impulse werden über Leitung 50 auf den Zählcingang des Zählers 44 gegeben und zählen diesen leer. Im Stromkreis des Moiors 36 sitzt ein Schalter 52, der von einem Flip-Flop 54 gesteuert ist. Das Flip-Flop 54 wird '" von dem Steuerwerk 23 über eine Leitung 56 gesetzt und von einem Ausgang 58 des Zählers 44 zurückgesetzt. Der Ausgang 58 erhält einen Impuls in dem Augenblick, wo der Zähler lecrgezählt ist. Auf diese Weise wird die Plattform 10 um einen Winkel verdreht, ^Γι der dem in dem Zähler 44 gesetzten Digitalwert entspricht. Der Ausgang 58 gibt den Impuls auch auf das Steuerwerk 23, um die Beendigung des NachstellvorgitngcS //ü .Signalisieren.

Die Torschaltung 42 enthält eine erste UN D-Schal- -'" lung 60, an >iercn einem F.ingang der bei positiven Vorzeichen im Zustand »L« befindliche Ausgang 62 des Vorzeichenspeichers 26 anliegt. An dem anderen Eingang der UND-Schaltung 60 liegt der Winkelwertausgang 64 des Festwertspeichers 28. Der Ausgang der -'"> ersten UND-Schaltung 60 liegt an einem Eingang einer zweiten UND-Schaltung 66 an. Der andere Eingang der UND-Schaltung 66 ist über einen Inverter 68 mit einem Ausgang eines Grenzwinkel-Korvparators 70 verbunden. Der Grenzwinkel-Komparator liegt am Ausgang '" des Speichers 22 an und liefert »L«-Signal, wenn |φ*|>60° ist. Der Ausgang der UND-Schaltung 66 liegt an einer ODER-Schaltung 72, deren Ausgang mit dem Setzeingang des Zählers 44 verbunden ist. Eine dritte UND-Schaltung 74 liegt mit einem ersten Eingang an ^!l dem bei negativem Vorzeichen im Zustand »L« befindlichen Ausgang 76 des Vorzeichenspeichers 26 an. Der zweite Eingang der UND-Schaltung 74 ist mit dem Ausgang der Schaltungsanordnung 38 verbunden. An dem dritten Eingang der UND-Schaltung 74 liegt der "·' Ausgang des Inverters 68 also der invertierte Ausgang des Grenzwinkel-Komparators 70 an. Die Torschaltung enthält weiterhin eine vierte UND-Schaltung 78. An einem Eingang der UND-Schaltung 78 liegt der Ausgang des Grenzwinkel-Komparators 70 und an dem •⁾"⁾ anderen Eingang der UND-Schaltung 78 liegt der Ausgang des Grenzwinkel-Signalgebers 40 an. Die Ausgänge der dritten und vierten UND-Schaltung 74 bzw. 78 liegen ebenfalls an je einem Eingang der ODER-Schal.ung 72 an. Die UND-Schaltungen und die ™ ODER-Schaltungen sind hier der einfachhalber als einfache UND-Glieder bzw. als ODER-Glied dargestellt. In der Praxis ist für jede Stelle der Digitalsignale ein UND- bzw. ODER-Glied vorgesehen.

Ist das Vorzeichen des Kosinus positiv, dann liegt am " Ausgang 62 das SignaJ »L«. Die UND-Schaltung 60 schaltet daher den Ausgang des Arcussinus-Funktionsgebers 28 auf den einen Eingang der U N D-Schaltung 66. Wenn |φ*|<60° der Ausgang des Grenzwinkel-Komparators 70 also »0« und der invertierte Ausgang am Inverter 68 demnach »L« ist, wird der Winkel φ* < 90° in dem Zähler 44 gesetzt. Die UND-Schaltung 74 ist dabei von dem Ausgang 76 des Vorzeichenspeichers 26 her und die UND-Schaltung 78 ist von dem Ausgang des Grenzwinkel-Komparatcrs 70 her gesperrt. Ist das ^b5 Vorzeichen des Kosinus negativ, dann liegt »L«-Signal am Ausgang 76 und »0«-Signai am Ausgang 62.

Die UND-Schaltung 60 ist also gesperrt. Dafür liegt das Signal »L« an einem Eingang der UND-Schaltung 74. Wenn |(/n| < 60' ist, dann ist auch der dritte Eingang der UND-Schaltung 74 im Zustand »L«, so daß der Ausgang der Schaltungsanordnung 38 im Zähler 44 gesetzt wird. Ist dagegen |r/>*|>60⁰, dann sine¹ über den Inverter 68 die beiden UND-Schaltungen 66 und 74 gesperrt und es wird über die UND-Schaltung 78 der Wert 60" von dem Grenzwinkel-Signalgeber 40 im Zähler 44 gesetzt.

Das Steuerwerk 23 steuert den Ablauf des Vorganges. Zunächst wird über einen Ausgang 80 die Messung des Winkels i/u eingeleitet. Nach Beendigung der Messung, wenn also der Meridiankreisel 12 und der zweite Kreisel 15 definierte Signale liefert, werden diese so erhaltenen Signale einschließlich des Vorzeichens des Kosinus in die Digitalspeicher 22 und 26 gespeichert. Kurz daraui wird der durch die Logikschaltung 42 ausgewählte Wert durch einen über Leitung 46 gegebenen Befehl im /.(iiMci" 44 gcNci/-i uiiu uanii uuci uie ueiiuiig 56 utri Nachstcllvorgang eingeleitet. Über eine Leitung 82 wird schließlich dem Steuerwerk 23 signalisiert, ob durch diesen Nachstcllvorgang die Kreiseldrallachse nach Nord ausgerichtet werden kann oder ob (im Falle |(/ia|>60") ein zweiter Meß- und Nachstellvorgang der beschriebenen Art erforderlich sein wird. Dieser zweite Meß- und Nachstellvorgang wird nach Auftreten eines Impulses am Ausgang 58 des Zählers 44 eingeleitet und enthält die vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung sei nochmals anhand der Darstellung in F i g. I erläutert. Dem Winkel 0° entspricht der Zustand, in welchem die Drallachse nach Nord ausgerichtet ist. Beiderseits dieser Lage ergeben sich Kreiselrichtmomente, welche die Drallachse in Nordrichtung zu bewegen trachten und dem Sinus des Winkels zwischen Drallachse und Nordrichlung proportional sind. Diese Kreiselrichtmomente, die auf den Meridiankreisel 12 wirken. bestimmen mit ihrem Vorzeichen am Ausgang 30 (F i g. 2) die Drehrichtung, nv* welcher der Motor 36 die Plattform 10 nachdreht. In dem Bereich I ist das Vorzeichen des Kosinus positiv. In dem Bereich III ist das Vorzeichen des Kosinus negativ und dementsprechend erfolgt eine Nachdrehung der Plattform ι -itweder um den Winkel q\<bO' oder um den Winkel 180° — |g>A.|. In dem Bereich II ist der Sinus nur nach einer sehr flachen Funktion von dem Winkel qi, abhängig, die Messung des Winkels ψί aus dem Sinus daher mit einer großen Unsicherheit behaftet. Wenn daher der Winkel sich in diesem Bereich befindet, erfolgt die Verdrehung der Plattform um den festen Betrag 60". Dadurch wird der Winkel auf jeden Fall aus dem Bereich Il in den Bereich I gebracht, so daß bei dem nächsten Meß- und Nachstellvorgang eine genaue Bestimmung des Winkels und die Nachdrehung in die Nullage erfolgen kann. Dadurch, daß der Bereich um 90" für die genaue Winkelmessung gewissermaßen »ausgeklammert« ist. ist ein Rauschen des Signals von dem zweiten Kreisel 16 unkritisch, welches in der Nähe von 90° Unsicherheiten hinsichtlich des Vorzeichens der Kosinusfunktion mit sich bringen könnten. Bei negativen Winkeln erfolgt die Nachstellung gesteuert von dem Ausgang 30 in umgekehrter Richtung. Auch hier sind die drei Bereiche Γ, ΙΓ und III vorhanden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 und 4 ist ein Meridiankreisel 81 auf einer um eine vertikale Achse drehbar und mit horizontaler Drallachse 83 auf einer Plattform 84 angeordnet. Die Drallachse 83 bildet mit der Nordrichtung einen Winkel φ. Das dem Sinus des

Ablagewinkels q> proportionale Kreiselrichtmoment w ird in der im Zusammenhang mit F i g. 2 angedeuteten Weise durch ein Gegenmoment kompensiert, so daß die gesamte Meridiankreiselanordnung 86 ein Signal analog sin ψ liefert. Dieses Signal wird auf einen Analog-Digital-Wandler 88 gegeben. Der digitale Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 88 wird auf einem Befehl, der über Leitung 90 von einem Steurwerk 92 gegeben wird, in einen digitalen Speicher 94 eingelesen. Der Ausgang des Speichers 94 liegt an dem Adresseneingang eines als Arcussinus-Funktionsgeber 96 wirkenden Festwertspeichers. Der Festwertspeicher 96 liefert in digitaler Form einen Winkelwert, der einem dem Sinus zugeordneten Winkel gu<90° entspricht. Der Festwertspeicher % liefert ferner an einem Vorzeichenausgang 98 ein Signal nach Maßgabe des Vorzeichens des Winkels φ.

Der Ausgang qp* des Festwertspeichers % liegt an einer (180^c — |g>i|)-Schaltungsanordnung 100 an, welche einen digitalen Ausgang 180° — |φ*| liefert. Dabei ist g>* der den einzelnen Meß- und Nachstellvorgängen (M= 1, 2 ...) zugeordnete Wert des Winkels der sich aus dem Sinus erg'bt und kleiner als 90" ist. Der Ausgang des Speichers 94 beaufschlagt weiter einen Grenzwiukel-Komparator 102, der feststellt, ob |φ*| kleiner oder größer als ein Grenzwinkel g>c=60° ist. Ein Grenzwinkel-Signalgeber 104 stellt diesen Grenzwinkel φα in digitaler Form dar. Es ist weiterhin ein φ*=0-Komparator 105 vorhanden. Dieser prüft, ob der im Speicher 94 gespeicherte Winkel null oder größer als der vorhergehende Wert ist. Der <j)i = 0-Komparator 104 ist mit dem Speicher 94 verbunden. Er erhält ferner über einen Inverter 108 das invertierte Ausgangssignal des Grenzwinkel-Komparators 102. Er liefert ein »L«-Signal auf einen von zwei Eingängen 110, 112 des Steuerwerks 92, je nachdem, ob φ*=0 oder φ» > φ*- \ ist.

Eine Nachstellvorrichtung enthält einen abwärtszählenden Zähler 114 mit einem Setzeingang 116. Eine Torschaltung 118 ist von dem Grenzwinkel-Komparator 102 und einem ersten und zweiten Ausgang 120,122 des Steuerwerks 92 gesteuert. Sie schaltet entweder den Ausgang des Festwertspeichers 96, den Ausgang der (180° - |<)p*|)-Schaltung 100 oder den Ausgang des Grenzwinkel-Signalgebers 104 auf den Setzeingang 116 des Zählers 114. Durch das Steuerwerk 92 wird über einen Ausgang 120 ein Flip-Flop 122 gesetzt. Das Flip-Flop 122 schließt einen Schalter 124. Über den Schalter 124 wird ein Stellmotor 126 an eine Versorguiigsspannung gelegt, deren Polarität über einen Schalter 128 von dem Vorzeichen-Ausgang 98 des Festwertspeichers % bestimmt ist. Diese Polarität bestimmt auch die Drehrichtung des Motors 126. Der Motor 126 verdreht die Plattform 84, um die Drallachse 83 des Meridiankreisels 81 in die Nordrichtung zu bringen. Mit der Plattform 84 wird ein Impulsgenerator 130 angetrieben. Die Impulse des Impulsgenerators 130 werden abwärtszählend auf den Zähler 114 gegeben. Wenn der Zählerstand des Zählers 114 durch null geht, gibt der Zähler 114 einen Impuls an einem Ausgang 132 ab. Dieser Impuls setzt das Flip-Flop 122 zurück und schaltet damit den Stellmotor 126 ab. Der Drehwinkel der Plattform 84 ist daher proportional der im Zähler 114 gesetzten Zahl.

Die Torschaltung 118 weist eine erste UND-Schaltung 134 auf. An einem ersten Eingang der UND-Schaltung 134 liegl der Ausgang 120 des Steuerwerks 92. An einem zweiten Eingang der UND-Schaltung 134 liegl der Ausgang des Festwertspeichers 96. An einem dritter Eingang der UND-Schaltung liegt der durch den Inverter 108 invertierte Ausgang des Grenzwinkel-

ϊ Komparator* 1OZ Die Torschaltung 118 weist eine zweite UND-Schaltung 136 auf. An einem erster Eingang der UND-Schaltung 136 liegt der Ausgang 122 des Steuerwerks 9Z An einem zweiten Eingang der UN D-Schaltung 136 liegt der Ausgang der (180° - |φ_λ|)- Schiiliungsanordnung 100. An einem dritten Eingang der UND-Schaltung 136 liegt der durch den Inverter 108 invertierte Ausgang des Grenzwinkel-Komparators 102. Die Torschaltung 118 enthält ferner eine dritte UND-Schaltung 138. An einem Eingang der UND

ti Schaltung liegt der Ausgang des Grenzwinkel-Komparators 102 und an dem anderen Eingang liegt der Grenzwinkel-Signalgeber 104. Die Ausgänge der drei UND-Schaltungen 134, 136 und 138 sind über eine ODER-Schaltung 140 mit dem Setzeingang 116 des Zählers 114 verbunden. Die Ausgänge 120 und 122 des Steuerwerks 92 geben über ein ODER Glied 142 einer Setzbefehi auf den Zähler Ü4, durch welchen die am Setzeingang 116 anliegende Zahl im Zähler 114 gesetzt wird.

Über Ausgänge 144,146 des Steuerwerks 92 wird der Meßvorgang eingeleitet bzw. der gemessene Winkel in dem Speicher 94 gespeichert. Über einen Eingang 14t wird das Steuerwerk 92 von dem Ausgangsimpuls des Zählers 114 nach Beendigung jedes Nachstellvorganges zurückgestellt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Über die Ausgänge 144 und 146 wird die Messung des Kreiselrichtmoments und die Speicherung des Winkels φι eingeleitet. Wegen der Zweideutigkeil der Arcussinus-Funktion kann zu einem gemessener Kreiselrichtmoment z. B. sowohl der Punkt P\ (Fig.3] als auch der Punkt P₂ gehören. Es wird zunächst dei Meridiankreisel mit seiner Drallachse um den Winkel

to φ,<90° verdreht, der sich aus dem gespeicherter Kreiselrichtmoment ergibt. Befindet sich im Zeitpunkl der ersten Messung die Kreiseldrallachse in dem Punkt P\ (F i g. 3), also im Bereich I₁ so führt diese Verdrehung die Kreiseldrallachse 83 genau in die Nordrichtung. Bei

«5 der zweiten Messung wird das Kreiselrichtmoment null und der φ» =0-Komparator 105 gibt ein »L«-Signal aul den Eingang 110 des Steuerwerks 92, wodurch der MeQ und Nachstellvorgang beendet wird. Liegt dagegen im Zeitpunkt der Messung die Kreiseldrallachse 83 im Punkt P₂. d.h. unter einem Winkel von 180°-φι zui Nordrichtung, so bringt eine Verdrehung um φι die Kreiseldrallachse in den Punkt P% d. h. unter einer Winkel 180° -2 φι zur Nordrichtung. Das Kreiselrichtmoment steigt daher gegenüber dem vorherigen Wert an, was von den φ* = 0-Komparator 105 festgestellt wird. Wenn gleichzeitig |2 qpi|<qpcist, Pj also im Bereich III liegt, dann führt eine Verdrehung um 180° —2 φι die Kreiseldrallachse in die Nordrichtung. Wird |2φι|>φο d. h. liegt die Kreiseldrallachse nach der erster

μ» Verdrehung etwa im Punkte Pj im Bereich II, dann erfolgt zunächst eine Verdrehung um den festen Winkel φο = 60". Das bringt die Kreiseldrallachse mit Sicherheil in den Bereich I, so daß bei einem dritten MeD- und Nachstellvorgang in der beschriebenen Weise die Nordrichtung erreicht wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bestimmung der Nordrichtung mittels eines Meridiankreisels mit horizontal gehaltener Kreiseldrallachse, bei welchem das Kreiselrichtmoment des Meridiankreisels durch ein Gei'enmoment kompensiert wird, und bei welchem ein di^rn Gegenmoment und damit dem Sinus des Ablagewinkels von Nord proportionales Signal gespeichert, und der Meridiankreisel um einen sich aus dem gespeicherten Signal ergebenden Winkel nachgedreh·. wird und diese Verfahrensschritte wiederholt werden, wenn sich die Drallachse des Meridhnkreisels dann noch nicht in der Nordrichtung befindet, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

(a) Umwandeln des dem Sinus des Ablagewinkels proportionalen Signals in einen zugeordneten Winkeü-Aert <p*<90° und Speicherung dieses Winkclwertcs,

(b) Prüfung, ob der Winkel φ* kleiner (Fall i) oder größer (Fall II) als ein vorgegebener Grenzwinkel φ« ist,

(c) Im Fall I Prüfung, ob der Ablagewinkel qi_k kleiner oder größer als 90° ist und Verdrehung der Kreiseldrallachse in Nordrichtung aufgrund dieser Prüfung,

(d) im Fall II, Verdrehung der Kreiseldrallachse um den Grenzwinkel <pc und Wiederholung der ^Jo vorherge¹ ^.nden Verfahrensschritle.

2. Verfahren nach Aispruci 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Prüfung, ob der Ablagewinkel kleiner oder größer als 90^c ist, £ s Vorzeichen des Kreiselrichtmoments eines zweiten Kreisels bestimmt wird, dessen Kreiseldrallachse ebenfalls horizontal gehalten wird und um 90° um eine vertikale Achse gegen die Kreiseldrallachse des Meridiankreisels versetzt ist.

3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfung, ob der Ablagewinkel kleiner oder größer als 90° ist und die Verdrehung der Kreiseldrallachse in die Nordrichtung folgende Verfahrensschritte umfaßt:

(λ) Verdrehung der Kreiseldrallachse um den sich aus dem Kreiselrichtmoment ergebenden Winkel φι, < 90°,

{β) Prüfung, ob das Kreiselrichtmoment nach der Verdrehung null oder größer als der vorhergehende Wert ist,

(γ) im ersteren Falle Beendigung des Nachstellvorganges,

(ό) im letzteren Falle Verdrehung der Kreiseldrallachse um den Winkel 180°-2 φ* oder φ_(;, je nachdem, ob \2 φ*| größer oder kleiner φ<ν ist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, enthaltend einen Meridiankreisel mit horizontal gehaltener Kreiseldrallachse, auf den ein dem Sirius des Winkels zwischen Kreiseldrallachse und Nordrichtung proportionales Kreiselrichtmoment wirkt, welches durch ein entgegengesetzt gleiches Kompensationsmoment kompensierbar ist, einen Speicher zum Speichern der Größe des fi5 Kompensationsmomentes, eine Nachstelleinrichtung, mittels derer der Meridiankreisel um eine vertikale Achse um einen der gespeicherten Größe

55 zugeordneten Winkel verdrehbar ist, und ein Steuerwerk, durch welches ein neuer MeU- und Nachstellvorgang einldtbar ist, wenn nach der Winkelverdrehung noch ein Kreiselrichtmoment auf den Meridiankreisel wirksam ist, gekennzeichnet durch:

(a) einen zweiten Kreisel (16), dessen Drallachse (18; ebenfalls horizontal gehalten und getjen die Drallachse(14) dts Meridiankreisels (£2) um 90^c um eine vertikale Achse versetzt ist und dessen dem Kosinus des Winkels zwischen Drallachse (14) des Meridiankreisels (12) und Nordrichtung proportionales Kreiselrichtmoment ebenfalls durch ein diesem entgegengesetzt gleiches Kompensationsmoment kompensiert wird,

(b) einen Vorzeichenspeicher (26), in welchem das Vorzeichen des Kompensationsmomentes des zweiten Kreisels (16) gespeichert wird,

(c) einen Arcussinus-Funktionsgeber (28), dem der Ausgang des Speichers (20) zugeführt wird und dessen Ausgang (54) dem sich aus dem gespeicherten Sinus ergebenden Winkel |φ*|< +90° entspricht,

(d) einen Gre.izwinkel-Signalgeber (40), der ein Steuersignal liefert, welches einem festen Grenzwinkel <pcentspricht,

(e) eine (180° - |(p*|)-SchaItungsanordnung (38), welcher der Ausgang (64) des Arcussinus-Funktionsgebers (28) zugeführt wird und welche einen Ausgang 180" — |φ*| liefert,

(f) einen Grenzwinkcl-Komparator zur Unterscheidung von |ψΛ|<|φ<·;| und |φ*|>φ<·,\ der von dem Ausgang des Speichers (22) beaufschlagt ist,

(g) und eine gesteuerte Torschaltung (42). an welcher der Arcussinus-Funktionsgeber (28), der Grenzwinkel-Signalgeber (40) und die (180° — |<p*|)-Schaltungsanordnung (38) anliegen und welche von den Ausgingen des Vorzeichenspeichers (26) und des Grenzwinkel-Komparators (70) derart gesteuert ist, daß

bei positivem Vorzeichen des Kosinus und |φ*|<φ<·; der Ausgang des Arcussinus-Funktionsgebers (28),

bei negativem Vorzeichen des Kosinus und |φ*|<φ₍; der Ausgang der (180° -|φ*|)-Schaltung(38)und

bei |<ρ*|>φ(7 der Ausgang des Grenzwinkel-Signalgcbers (40)

über die Torschaltung (42) auf die Nachstelleinrichtung (44,48,36) aufgeschaltet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Kompcnsalionsmoment des Meridiankrcisels (12) analoges elektrisches Signal einem Analog-Digital-Wandler (20) zugeführt wird und dessen Ausgang auf einen Befehl von dem Steuerwerk (23) in einen Digitalspeicher (22) einlesbar ist und daß der Arcussinus-Funktionsgeber (28) ein Festwertspeicher ist, an dessen Adresscneingang der in dem Digitalspeicher (22) gespeicherte Wert anliegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Festwertspeicher (28) ein vom Vorzeichen des Kompensationsmomentes des Meridiankreisels (12) abhängiges Vorzeichen-Ausgangssignal (30) abgibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn-

zeichnet, daß ein dem Kumpensaiionsmomeni des /weilen Kreisels (16) analoges elektrisches Signal einem Komparator (24) zugeführt wird, dessen Ausgang abhängig vom Vor/eichen des Signals einen von zwei Zuständen annimmt, und daß der Ausgang des Komparators (24) auf den Befehl des Steuerwerkes (23) in den Vorzeichenspeicher (26) einlesbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meridiankreisel (12) und der zweite Kreisel (16) auf einer um eine vertikale Achse drehbaren Plattform (10) angeordnet sind, welche durch einen Stellmotor (36) der Nachstelleinrichtung in einer durch das Voreeichen-Ausgangssignal (30) des Festwertspeichers (28) gegebenen Richtung verstellbar ist, daß ein abwärtszählender Zähler (44) über die Torschaltung (42) auf den digitalen Ausgangswert des Arcussinus-Funktionsgebers (28), den Wert des Steuersignals von dem Grenzwinkel-Signalgeber (40) oder den Ausgangswert der (180° - IroiO-Schaltiingsanordnung (38) auf einen Befehl des Steuerwerkes (23) setzbar und durch Impulse leerzählbar ist, die von einem mit der Plattform (10) durch den Stellmotor (36) angetriebenen Impulsgenerator (48) erzeugt werden, und daß der Stellmotor (36) durch ein Signal von dem Steuerwerk (23) einschaltbar und durch ein bei Leerzählung des Zählers (44) abgegebenes Signal abschaltbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung (42) eine erste UND-Schaltung (60) enthält, an deren einem Eingang der bei positivem Vorzeichen im Zustand »L« befindliche Ausgang des Vorzeichenspeichers (26) und an deren anderem Eingang der Winkelwcrt-Ausgang des Festwertspeichers (28) anliegt, daß der Ausgang der ersten UND-Schaltung (60) an einem Eingang einer zweiten UND-Schaltung (66) anliegt. deren anderer Eingang über einen Inverter (68) mit dem Ausgang des Grenzwinkel-Komparators (70) verbunden ist. daß die Torschaltung eine dritte UND-Schaltung (74) enthält, an deren erstem Eingang der bei negativem Vorzeichen im Zustand »L« befindliche Ausgang (76) des Vorzeichenspcichcrs (26), an deren zweitem Eingang der Ausgang der (180° -Ιφ*!)-Schaltungsanordnung (38) und an deren drittem Eingang der invertierte Ausgang des Grenzwinkel-Komparators (70) anliegt, daß die Torschaltung (42) eine vierte UND-Schaltung (78) enthält, an deren einer.? Eingang der Ausgang des Grenzwinkel-Komparators (70) und an deren anderem Eingang der Ausjang des Gren/.winkel-Signalgehers (40) anliegt, und daß die Ausgänge der zweiten, der dritten und der vierten UND-Schaltung (66, 74 bzw. 78) an den Eingängen einer ODER-Schaltung (72) anliegen, deren Ausgang mit dem Setzeingang des Zählers (44) verbunden ist.

10. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 3, enthaltend einen Meridiankreisel mit horizontal gehaltener Kreiseldrallachsc, auf den ein dem Sinus des Winkels zwischen Kreiseldrallachse und Nordrichtung proportionales Kreiselrichtmoment wirkt, welches durch ein entgegengesetzt gleiches Kompensationsmoment kompensierbar ist, einen Speicher zum Speichern der Größe des Kompensationsmomenlcs, eine Nachstelleinrichtung, mittels derer der Meridiankreisel um eine vertikale Achse um einen der gespeicherten Größe

zugeordneten Winkel verdrehbur ist, und ein Steuerwerk, durch welches ein neuer MeU- und Nachslcllvorgang einleitbar ist. wenn nach der Winkelverdrehung noch ein Kreisclrichtmoment auf den Meridiankreisel wirksam ist,
gekennzeichnet durch

(a) einen Arcussinus-Funktionsgeber, dem der Ausgang des Speichers zugeführt wird und dessen Ausgang dem sich aus den; gespeicherten Sinus ergebenden Winkel </a <90 e>iispricht,

(b) einen Grenzwinkel-Signaigeber, der ein Sieuersignal liefert, welches einem festen Grenzwinkel (/Jf,-entspricht,

(c) eine (180 — \ψί\)-Schaltungsanordnung, welcher der Ausgang des Arcussinus-Funktionsgebers zugeführt wird und welche einen Ausgang 180^r'-|r/a| liefen.

(d) einen Grenzwinkei-Komparator /ur Unterscheidung von \ψί\<φα und |'·.,>(;>,■„ der von dem Ausgang des Speichers beaussr hiagt ist,

(e) einen φ* = 0-Komparator, der von dem Ausgang des Speichers beaufschlagt ist und bei \'fk\< <Pk ι ein »L«-Signal auf jeweils einen von zv/ei Eingängen des Steuerwerks gibt, je nachdem, ob der Ausgang des Speichers null oder größer als der vorhergehende Wert ist.

(f) eine gesteuerte Torschaltung, an welcher der Arcussinus-Funkiionsgeber. der Grenzwinkel-Signaigeber und die (180' - jr/A|)-Schal!ungsanordnung anliegen und welche von dem Ausgang des Grenzwinkel-Komparators und dem Steuerwerk so gesteuert ist, daß

bei \<pt\<<f!(, für einen ersten Stellvorgang der Ausgang des Arcussinus-Funktionsgebers,

bei |(/<;|>f/Y; für einen ersten .Stellvorgang der Ausgang des Grenzwinkel-oigna'gebers und

wenn nach dem ersten Stellvorgang </ά#0 ist, für einen zweiten Stellvorgang der Ausgang der (180° -|<j't|)-Sehaltung
über die Torschaltung auf die Nachstelleinrichtung aufgeschaltet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Kompensationsmoment des Meridiankrcisels analoges elektrisches Signal einem Analog-Digital-Wandler zugeführt wird, und dessen Ausgang auf einen Befehl von dem Steuerwerk in einevi Digitalspeicher einlesbar ist und daß der Arcussinus-Funktionsgeber ein Festwertspeicher ist, an dessen Adressencingang der in dem Digitalspeicher gespeicherte Wert anliegt.

12. Vorrichtung nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß der Festwertspeicher ein vom Vorzeichen des Kompensationsmomentes des Meridiankreisels abhängiges Vorzeichen-Ausgangssignal abgibt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Meridiankreisel auf einer um eine vertikale Achse drehbaren Plattform angeordnet ist, welche durch einen Stellmotor der Nachstelleinrichtung in einer di'rch das Vorzeichen-Ausgangssignal de· Festwertspeichers gegebenen Richtung verstellbar ist, daß ein abwärtszählender Zähler auf einen ersten Befehl des Steuerwerkes über die Torschaltung auf den digitalen Ausgangs-

wert des Arcussiniis-I unklionsgchers oiler ilen Weil des Steuersignals von dem Grenzwinkel Signalgeber sei/bar und durch Impulse leer/ählbar ist. die von einem durch den Stellmotor angetriebenen Impulsgenerator er/etigl werden, daß der Stellmotor durch ein Signal von dem Steuerwerk einschaltbar und durch ein bei l.eer/ählung des Zählers abgegebenes Signal abschallbar ist und daß nach erneuter Messung und Speicherung des Kreiselrichlmoments auf einen bei (/i^O gegebenen /weilen Befehl des Steuerwerks der Zähler auf ilen Ausgangswert der (IHO -1</ (|)Schallungsaiiordnung set/bar und der Stellmotor erneut einschallbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13. dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung eine erste UND-Schaltung enthält, an deren erstem Fingang ein den besagten ersten Befehl führender Ausgang

Ausgang des Festwertspeichers und an dessen drittem Eingang der durch einen Inverter invertierte Ausgang des Grenzwinkel-Komparators anliegt. daß die Torschaltung eine zweite UND-Schaltung enthält, an deren erstem Fingang ein ilen besagten /weilen Befehl führender Ausgang des Steuerwerks, an deren /weitem Fingang der Ausgang der (180' -1(/n|)-Schaltung und an deren drittem Eingang der durch den Inverter invertierte Ausgang des Grenzwinkcl-Komparators anliegt, daß die Torschallung weiterhin eine drille UND-Schaltung enthält, an deren einem Eingang der Ausgang des Grenzwinkcl-Komparators und an deren anderem Fingang der Ausgang des Gren/winkel-Signalgebers liegt, und daß die Ausgänge der drei UND-Schaltungen über eine ODER-Schaltung auf den Setzeingang des Zählers geschaltet sind und der Zähler über ein ODER-Glied einen Set/bcfchl von jedem der besagten Ausgänge des Steuerwerks erhall.

Die Frfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Nordrichtung mittels eines Meridiankreisels mit horizontal gehaltener Kreiseldrallachse, bei welchem das Krcisclrichtmoment des Meridiankreiscls durch ein Gegenmoment kompensiert wird, und bei welchem ein dem Gegenmoment und damit dem Sinus des Ablagewinkels von Nord proportionales Signal gespeichert, und der Mrridiankreisel um einen sich aus dem gespeicherten Signal ergebenden Winkel nachgedreht wird und diese Verfahrensschritte wiederholt werden, wenn sich die Drallachse des Meridiankreisels dann noch nicht in der Nordrichtung befindet.

Die Erfindung betrifft weiterhin Vorrichtungen zur Ausübung dieses Verfahrens.

Durch die DE-OS 21 24 357 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Nordrichtung mittels eines Meridiankreisel-Gerätes bekannt, bei welchem das Kreiselrichtmoment eines bandaufgehängten Kreisels durch ein Gegenmoment kompensiert wird. Dieses Gegenmoment wird durch ein von der Auslenkung des Kreisels aus der Bandnuüage abhängiges Abgriffsignal erzeugt. Das für die Kompensation des Kreiselrichtmomentes erforderliche Abgriffsignai wird bei feststehender Kreiselaufhängung nach Einstellung des Kreisels gespeichert. Anschließend wird der Kreisel um einen sich uns dem gespeicherten Abgriffsignal als Abweichung von Nord ergebenden Winkel nachgedrehl. Zm genauen schnellen Bestimmung der Nordrichlunj. können diese Vcrfnhrcnssehrilte wiederholt werden, si daß eine Bestimmung der Nordrichlung durch eil lleralionsverfahien erfolgt. Die bekannte Anordnung geht davon aus. daß der Kreisel mit seiner Drallachsi ungefähr schon nach Nord vorausgerichlet ist, so dal; nur noch kleine Winkelfehler /u korrigieren sind. Fine solche Vorausrichlung ist bei manchen Anwendunger nicht möglich oder unerwünscht. Wenn jedoch die ursprüngliche Richtung der Dralhichse des Meridian kreiseis /ur Nordrichlung beliebig ist. dann ist aus den Kreiselrichtmoment kein eindeutiger Schluß auf dii Ablage der Kreiseldrallachse von der Nordrichlunj: möglich. Das Kreiselrichlnionicnt hängt nämlich von Sinus des Winkels /wischen Nordrichlung und Kreisel drallachse ab. Zu einem vorgegebenen Wert des Sinn·