DE2743286C2

DE2743286C2 - Method and device for automatic direction finding

Info

Publication number: DE2743286C2
Application number: DE19772743286
Authority: DE
Inventors: Walter 6078 Neu-Isenburg Fiege; Peter Ing.(grad.) 6382 Friedrichsdorf Lohberg; Günter Dipl.-Ing. 6072 Dreieich Wicker
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Lohberg Peter Ing (grad) 6382 Friedrichsdorf
Priority date: 1977-09-27
Filing date: 1977-09-27
Publication date: 1984-06-28
Also published as: DE2743286A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Peilen durch Richtungs- und Seitenbestimmung, bei dem die Peilung durch eine vorgebbare Anzahl von Einzelpeilungen vorgenommen, das endgültige Ergebnis durch Mittelwertbildung verbessert und die Standardabweichung zur Beurteilung der Messung herangezogen wird, wobei während den Einzelpeilungen laufend der aktuelle Mittelwert und die Standardabweichung bestimmt werden. Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen automatischen Peiler nach Art eines Einkanalpeilers mit rotierender Rahmen- oder Ferritantenne zur Richtungsbestimmung und einer Stabantenne zur Seitenbestimmung. wobei ein Rechenwerk vorgesehen ist, in dem die Berechnungen von Mittelwert und Standardabweichung vorgenommen werden und eine Ziffernanzeige vorhanden ist.The invention relates to a method for direction finding by determining the direction and the side, in which the bearing is determined by a predeterminable number of individual bearings made, the final result improved by averaging and the standard deviation is used to assess the measurement, with the current one continuously during the individual bearings Mean and standard deviation are determined. The invention also relates to a automatic direction finder like a single-channel direction finder with rotating frame or ferrite antenna for direction determination and a rod antenna for lateral determination. an arithmetic unit is provided in which the Calculations of mean and standard deviation are made and a numeric display is available.

Der erfindungsgemäße automatische Peiler eignet sich insbesondere für den Einsatz im seemännischen Bereich, wo aus Sicherheitsgründen ein korrekt arbeitender Peiler verwendet werden muß, die Installation einer Sichifunkpeilanlagc aber zu aufwendig wäre, z. B. auf kleineren Motorschiffen, Yachten usw. Für diesen Zweck werden üblicherweise Handpeiler eingesetzt. Bei diesen Geräten verändert der Benutzer die Richtcharakteristik der Antenne manuell und kontrolliert gleichzeitig kontinuierlich über Kopfhörer, Anzeigeröhre, Zeigerinstrumente ο a. das jeweilige Meßkriterium, z. B. Maximum, Minimum, Phasendifferenz usw. Bekannte Geräte dieser Art sind der Drehrahmenpeiler, der Goniometerpeiler und der Umtastpeiler.The automatic direction finder according to the invention is particularly suitable for use in the nautical sector, where a correctly working direction finder must be used for safety reasons, the installation of a Sichifunkpeilanlagc would be too expensive, z. B. on Smaller motor ships, yachts, etc. For this purpose, hand-held direction finders are usually used. at With these devices, the user changes the directional characteristic of the antenna manually and at the same time continuously via headphones, display tube, pointer instruments ο a. the respective measurement criterion, z. B. Maximum, minimum, phase difference, etc. Known devices of this type are the rotating frame direction finder, the goniometer direction finder and the keying direction finder.

Bei der Drehrahmenpeilung verstellt der Benutzer über ein mechanisch gekoppeltes Handrad die Ebene einer Rahmenantenne solange, bis ihm vom Empfänger ein Amplitudenminimum angezeigt wird. Das Handrad ist mit einer Azimutskala versehen, so daß er die Empfangsrichtung in Winkclgradcn ablesen kann. Die angezeigte Richtung ist allerdings wegen der Doppelkreis-Charakteristik der Rahmenantenne doppeldeutig. Zur Seitenbestimmung bedient er deshalb einen Schalter und verkoppelt die Charakteristik des Rahmens mit derjenigen einer rundempfangenden Antenne zn der bekannten Kardioidc. Da das Minimum der Kardioide gegenüber dem vorherigen um W versetzt ist, muß der Benutzer erneut das Mancrad bedienen, um festzustellen, welches der zuvor gepeilten Minima höherer Pcilgüic für ihn Gültigkeit hat. Das Bedienen des Drehrahmenpeilers selz.t eine gewisse Übung voraus, um aufWith the rotating frame bearing, the user adjusts the level using a mechanically coupled handwheel a loop antenna until the receiver indicates an amplitude minimum. The handwheel is provided with an azimuth scale so that he can read off the receiving direction in angular degrees. The displayed However, the direction is ambiguous because of the double-circle characteristic of the loop antenna. To the To determine the side he operates a switch and couples the characteristics of the frame with those an omnidirectional antenna for the known Kardioidc. As the minimum compared to the cardioids is offset by W from the previous one, the user must operate the mancrad again to determine which of the previously targeted minima of higher pcilgüic has validity for him. Operating the rotating frame direction finder selz.t some practice ahead to get on

etwa ±2° genau peilen zu können und ist mit mehreren, zum Teil unbequemen Arbeitsgängen verbunden. Zur korrekten Seitenbestimmung müssen u. a. die Vorschriften in bezug auf die Drehrichtung des Handrads gegenüber der Bezugsrichtung des Peilers sehr genas.¹ beachtet werden.to be able to take a bearing of about ± 2 ° and is associated with several, sometimes uncomfortable work steps. For correct determination of the side, the regulations regarding the direction of rotation of the handwheel in relation to the reference direction of the direction finder must be very well established. ^{1 must be} observed.

Der Gonimeterpeiler arbeitet im Prinzip wie ein Drehrahmenpeiler und ist in ähnlichen Arbeitsgängen zu bedienen. Die Peilspannung wird jedoch übe^r einen unbeweglichen Kreuzrahmen gewonnen und dafür wird die Suchspule in an ihm nachgeschaltcten Goniometer gedreht.The gonimeter direction finder works like a rotating frame direction finder and can be operated in similar operations. The Peilspannung but gained practice ^r an immovable cross frame and for the search coil in nachgeschaltcten him goniometer is rotated.

Der Umtastpeiler verwendet eine aus Rahmen — und Stabantenne gebildete Kardioide. Durch periodisches Umpolen der Stabantennenspannung wird die Lage der Kardioide ständig um eine Symmetrieachse geklappt. Als Peilkriterium dient das Amplitudengleichgewicht der durch die Kardioiden gelieferten Spannungen, z. B. als zwii Leuchtbalken auf einer Anzeigeröhre. Da die Symmetrieachse senkrecht zur Rahmenebenc verläuft, sind beide Anzeigen gleich, wenn der Sender aus dieser Richtung einfällt. Dieser Peiler kann sowohl mit Drehrahmen als auch mit Kreuzrahmen und Goniometer betrieben werden.The toggle direction finder uses a frame - and Rod antenna formed cardioids. By periodically reversing the pole antenna voltage, the position of the Cardioids constantly folded around an axis of symmetry. The amplitude equilibrium serves as the bearing criterion the voltages delivered by the cardioids, e.g. B. as two light bars on a display tube. Since the The axis of symmetry runs perpendicular to the frame plane, both displays are the same when the transmitter is out of this Direction occurs. This direction finder can be operated with a rotating frame as well as with a cross frame and goniometer will.

In der Luftfahrt wird der Funkkompaß eingesetzt, dessen Funktionsweise derjenigen des Drehrahmensbzw. Goniometerpeilers ähnelt. Als Peilkriterium dient das Amplitudenminimum oder die Amplitudengleichheit. Mit einem aus dem Peilkriterium gewonnenen Analogsignal, z. B. eine Gleichspannung, wird über einen motorischen Antrieb die Antennenrichtung solange verändert, bis in der Nullage der Gleichgewichtszustand hergestellt ist. Die erreichte Winkelstellung kann der Benutzer an einem Zeigerinstrument ablesen. Dieses Gerät arbeitet jedoch nach einem anderen Prinzip. Nach einem aus DE-OS 25 OO 698 bekannten Verfahren wird eine größere Zahl Amplitudeninkremcnte von ca. 500 auf ihren azimutalen Speicherplätzen additiv eingespeichert. Erst danach wird eine Auswertung visuell oder per Rechner vorgenommen, in der DE-OS 24 20 194 wird ein Gerät zur Entfernungsmessung beschrieben, bei welchem eine Anzahl von Einzelmessungen vorgenommen, das endgültige Ergebnis durch Mittelwertbildung verbessert und die Standardabweichung zur Beurteilung der Messung herangezogen wird. Beide Methoden eignen sich jedoch nicht für eine Peilung im Seenotfall und bei starken Bootsschwankungen.The radio compass is used in aviation. Resembles goniometer direction finder. Serves as a bearing criterion the amplitude minimum or the amplitude equality. With one obtained from the bearing criterion Analog signal, e.g. B. a DC voltage, the antenna direction is via a motor drive as long changed until the equilibrium state is established in the zero position. The angular position reached can Read the user on a pointer instrument. However, this device works on a different principle. According to a method known from DE-OS 25 OO 698, a larger number of amplitude increments of approx. 500 stored additively in their azimuthal storage locations. Only then does an evaluation become visual or made by computer, in DE-OS 24 20 194 a device for distance measurement is described, in which a number of individual measurements are made, the final result by averaging improved and the standard deviation is used to assess the measurement. Both However, methods are not suitable for a bearing in the event of a distress at sea or in the event of severe boat fluctuations.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die einen automatisch ablaufenden Peilvorgang auch im Seenotfall ermöglicht. Nach Beendigung des Meßvorgangs soll dem Bcnul/.er das Peilergcbnis seitenrichtig digital in Winkelgraden angezeigt werden.The invention is therefore based on the object of a method and a device of the type mentioned at the beginning To develop a type that enables an automatic direction finding process even in the event of a distress at sea. To At the end of the measuring process, the bearing result should be displayed digitally in degrees of angle in the correct direction will.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aktuellen Mittelwerte und Standardabweichungen ab dem zweiten Peilwert aus den bis dahin als gültig anerkannten Peilwerten ermittelt werden, wobei als gültig diejenigen Peilwerte gelten, bei denen die ermittelte Standardabweichung einem vorgegebenen Sollwert entspricht, und daß die Anzahl der gültigen Peilwerte zusätzlich angezeigt wird. Die vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 erläutert. Der crfindungsgemäße Peiler ist in den Ansprüchen 5 bis 7 beschrieben. According to the invention, this object is achieved in that the current mean values and standard deviations from the second bearing value are determined from the bearing values recognized as valid up to then, with being valid those bearing values apply, for which the determined standard deviation corresponds to a specified target value and that the number of valid bearing values is also displayed. The advantageous embodiments of the method according to the invention are explained in the subclaims 2 to 4. The according to the invention Direction finder is described in claims 5-7.

In dem erfindungsgemäßen Peiler werden eine drehbare Rahmen- oder Ferritantenne zur Richtungsbestimmung und cine Stabantenne für Seitenbestimmung verwendet. Die Peilantenne muß nach dem Starten des Peilvorgangs eine vorgcbbasc Anzahl von Umdrehungen, z. B. 20, ausführen. Zu diesem Zweck kann die Antenne durch einen kleinen Elektromotor angetrieben werden. Vorzugsweise wi,rd sie jedoch durch manuelles Abziehen einer Wickelschnur in Rotation versetzt. Die Antenne kann jedoch auch durch Hand gedreht werden.In the direction finder according to the invention, a rotatable frame or ferrite antenna is used to determine the direction and a rod antenna used for lateral determination. After starting the Bearing process a predetermined number of revolutions, z. B. 20, run. For this purpose, the antenna can be driven by a small electric motor will. However, it is preferably set in rotation by manually pulling off a winding cord. the However, the antenna can also be rotated by hand.

Bei jedem Anlcnnenumlauf wird elektronisch dasEvery time the plant is in circulation, this is done electronically

ίο Ampütudenniininium bestimmt. Danach werden der zugehörige Drehwinkel der Antenne als M;iß für den Azimut sowie die güllige Empfangsseite ermittelt.ίο Ampütudenniininium determined. Then the associated Angle of rotation of the antenna as M; iß for the azimuth and the valid receiving side is determined.

Aus den einzelnen, je nach Empfangsqualität mehr oder weniger unterschiedlichen Pcilergebnissen wird in einem elektronischen Rechenwerk der Mittelwert aller Ergebnisse IJi₁₁ gebildet, sowie die .Standardabweichung S₁, als Maß für die Schwankung der Einzelwerte berechnet. Nach dem letzten Umlauf wird dem Benutzer der mittlere Azimut sowie die Standardubweichung digital angezeigt. Eine technische Sicherheitsvorrichtung sorgt dafür, daß nur Umläufe mit eindeutigen Peilmessungen zur Ermittlung des Mittelwertes herangezogen werden. Der Benutzer kann sich deshalb zum Schluß die Zahl der gewerteten Umläufe und die letzte Standardabweichung anzeigen lassen um daraus zusätzliche Rückschlüsse auf die Güte der Empfangsqualität zu ziehen bzw. um die Verläßlichkeit der Peilung zu beurteilen. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Hierbei zeigt F i g. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Pcilcrs und The mean value of all results IJi _{11 is} formed in an electronic arithmetic unit from the individual Pcil results, which are more or less different depending on the reception quality, and the standard deviation S _{1 is} calculated as a measure of the fluctuation in the individual values. After the last cycle, the user is shown the mean azimuth and the standard deviation digitally. A technical safety device ensures that only revolutions with clear bearing measurements are used to determine the mean value. The user can therefore finally have the number of evaluated revolutions and the last standard deviation displayed in order to draw additional conclusions about the quality of the reception quality or to assess the reliability of the bearing. Further features and advantages of the invention are described in more detail with reference to the drawings. Here, FIG. 1 shows a block diagram of the Pcilcrs according to the invention and

F i g. 2 ein Schallbild, aus dem hervorgeht, wie aus dem Minimum der Peilspannung ein Steuersignal abgeleitetwird. F i g. 2 is a sound image showing how a control signal is derived from the minimum of the bearing voltage.

Wie das Blockschaltbild in F i g. 1 erkennen läßt, weist die Pcilvorrichtung eine Ferritantenne 2 und eine Stabantenne 3 auf, die mit dem Empfänger 1 verbunden ist. Die Ferritantenne kann durch einen kleinen Motor 4 in Umdrehungen versetzt werden.As the block diagram in FIG. 1 shows, the Pcilvorrichtung has a ferrite antenna 2 and a rod antenna 3, which is connected to the receiver 1. The ferrite antenna can be powered by a small 4 in Revolutions are offset.

In einer Winkeldiskriminaiorsiufe 5 wird der Azimut seitenrichtig auf elektronischem Wege ermittelt und in ein digitales Signal umgesetzt. Ein Rechenwert 6 summiert die gemessenen Werte'und berechnet laufend den Mittelwert l/i„ nach der FormelIn a Winkeleldiskriminaiorsiufe 5 the azimuth is correctly laterally determined electronically and converted into a digital signal. A calculated value 6 sums up the measured values and continuously calculates the mean value I / i " according to the formula

_ ι %_ ι%

sowie die Standardabweichung S„ nach der Formelas well as the standard deviation S " according to the formula

/i- 1/ i- 1

wobei η die Anzahl der von der Automatik als gültig erkannten Messungen ist und der Zahl der gewerteten Antennenumläufe entspricht. Die einzelnen berechneten Werte können durch den Schalter 7 ausgewählt werden und stehen in einer Ziffernanzeige 8 zur Verfügung, mit dci Jas endgültige Peilergcbnis sowie gegebenenfalls die letzte Suindardabweiehung und die Zahl der gewcrleten Peilumliiufc angezeigt werden können. Eine elektronische Ablautsteuerung 9 sorgt für das An- und Abschalten der verschiedenen Komponenten, die Über-where η is the number of measurements recognized as valid by the automatic system and corresponds to the number of antenna revolutions evaluated. The individual calculated values can be selected using the switch 7 and are available in a numerical display 8, with which the final bearing result and, if applicable, the last Suindard deviation and the number of bearings taken can be displayed. An electronic output control 9 ensures that the various components are switched on and off, the over-

nähme und Kontrolle der Meßdaten sowie dafür, daß eine vorgebbare Anzahl aufeinanderfolgender Rotationen der Antenne ausgeführt wird.took and control of the measurement data as well as ensuring that a predeterminable number of successive rotations the antenna is running.

Nach dem Starten des Peilers wird die Ferritantenne in Rotation versetzt. Mit der Drehachse synchron läuft ein Winkelkodierer 5. dessen Null-Grad-.Stcllung mit der Schiffsrichtiing und der Richtung der Minima des Antennendiagramms in definierter Beziehung sieht. Dieser Winkelkodierer kann aus einer Kodierscheibe bestehen, aber auch ein Generator sein, der in Abhängigkeit von dem Drehwinkel der Antenne ein analoges elektrisches Signal erzeugt, z. B. eine Sägezahnspannung, das anschließend in ein digitales gewandelt wird.After starting the direction finder, the ferrite antenna starts rotating. Runs synchronously with the axis of rotation an angle encoder 5. its zero degree .Stcllung with the ship direction and the direction of the minima of the Antenna diagram sees in a defined relationship. This angle encoder can consist of a coding disk exist, but also be a generator that, depending on the angle of rotation of the antenna, generates an analog electrical signal generated, e.g. B. a sawtooth voltage, which is then converted into a digital one.

Da die Antennenstellung vor dem Start zufällig ist. setzt die eigentliche Peilung erst in dem Augenblick ein. wenn der Winkelkodierer der Ablaufsteuerung den ersten Null-Grad-Durchgang signalisiert. Von diesem Augenblick an wird von der Winkeldiskriminatorstufe 5 elektronisch die Empfangsfeldstärke des auf den gewünschten Sender abgestimmten Empfängers kontrolliert und beim Durchlaufen des ersten Minimums ein Steuersignal abgeleitet, daß den Winkelkodierer veranlaßt, die Zahl des zugehörigen Drehwinkels in einem gesonderten Speicherregistcr abzulegen. Dieses Register wird im folgenden als Azimutregister bezeichnet.Because the antenna position before the start is random. the actual bearing does not start until that moment. when the sequence control's angle encoder is the first Zero degree passage signals. From this moment on, the angle discriminator level becomes 5 electronically controls the reception field strength of the receiver tuned to the desired transmitter and when the first minimum is passed, a control signal is derived that causes the angle encoder to to store the number of the associated angle of rotation in a separate memory register. This register is referred to as the azimuth register in the following.

Die Ablaufsteuerung sorgt dafür, daß in diesem Umlauf kein weiterer Minimumwert in das Azimutregislcr eingespeichert wird und schaltet beide Antennen dergestalt auf ilen I.ingang dos l-lmiiiiiiiRcrs. daß der IViliimlauf mit Kardioidcn Charakteristik fortgesetzt wird, to Das Minimum der Kardioide ist gegenüber dem Minimum der Ferritantenne oder des Peilrahmens aus elektrophysikalischen Gründen um 90' riehtungsversetzt. Die Antennen sind so gepoit. daß die Kardioide vorauseilt. J5The sequence control ensures that no further minimum value is entered in the azimuth register during this cycle is saved and switches both antennas to ilen I.ingang dos l-lmiiiiiiiRcrs. that the IViliimlauf with cardioid characteristics, the minimum of the cardioids is opposite the minimum the ferrite antenna or the DF frame offset by 90 'for electrophysical reasons. The antennas are so posed. that the cardioid is running ahead. J5

Diese Umschaltung dient dazu, die Seiienbcstimmung durchzuführen. Die Winkeldiskriminatorstufe kontrolliert zu dieseem Zweck erneut die Empfangsfeldstürkc bezüglich des Durchlaufens eines Minimums. Wird nach einer Vierteldrehung ab- und zuzüglich einer gewissen Toleranz nach Umschaltung auf die Kardioide erneut ein Minimum deteklicrt. entsteht wie zuvor ein Steuersigna!, das aber diesmal bewirkt, daß die Zahl 180 zu dem inhalt von dem Azimutregister addiert wird und das Ergebnis wiederum in dem A/imutregislcr zur Vcrfügung steht.This switch serves to adjust the balance perform. For this purpose, the angle discriminator stage controls the reception field door again regarding going through a minimum. Is reduced after a quarter turn plus a certain amount After switching to the cardioids, tolerance is again determined to be a minimum. a tax signal is created as before! But this time this causes the number 180 to be added to the content of the azimuth register and the result in turn is available in the output register.

Die Winkeltoleranz im 180-Bereich nach dem ersten empfangenen Minimum, innerhalb der noch ein Steuersignal zur Scitenkorrcktur ausgelöst wird, kann auf einen Festwert eingestellt werden./.. B. auf 180" ±20. κιThe angular tolerance in the 180 range after the first received minimum, within which a control signal for Scitenkorrcktur is triggered, can be on a Fixed value can be set./ .. B. to 180 "± 20. Κι

Sollte im Einzelfall, z. B. verursacht durch eine plötzliche starke Bootsschwankung, ein diskreter Peiiwcrl mit extremer Winkelabweichung von dem bisherigen Mittelwert die Toleranzgrenze der Kardioide überschreiten, und wird dadurch die Seite einmal nicht richtig erkannt. so geht dieser Peilumlauf weder in die Mittelwertbildung ein, noch wird er als gültiger Lauf gezählt. Hierzu wird die laufende Berechnung von Mittelwert und Standardabweichung ausgenutzt. Zu diesem Zweck werden im Rechenwerk stets der bis dahin letzte Mittelwert und die bis dahin letzte Standardabweichung gespeichert. Überschreitet eine neubcrechnctc Standardabweichung einen vorgegebenen Wert. z. B. 50 . so werden der neue Mittelwert und die neue Standardabwcichting nicht übernommen, sondern die bisherigen Werte t>i behalten ihre Gültigkeit. Werden auf diese Weise sehr viele oder sogar alle Peilumläufc nicht gewertet, so kann der Benutzer daraus den Schluß ziehen, daß das Mcßcrgcbnis nicht verläßlich ist.Should in individual cases, e.g. B. caused by a sudden strong boat sway, a discrete level with extreme angular deviation from the previous mean Exceed the tolerance limit of the cardioids, and as a result, the page is not recognized correctly. so this bearing circulation is neither included in the averaging nor is it counted as a valid run. The ongoing calculation of mean value and standard deviation is used for this purpose. To this end the last mean value and the last standard deviation up to that point are always saved in the arithmetic unit. If a recalculated standard deviation exceeds a specified value. z. B. 50. be like that the new mean and the new standard deviation not taken over, but the previous values t> i remain valid. If very many or even all of the bearing circulations are not counted in this way, then it can the user will conclude that the result is not reliable.

Bei Messungen im NuIl-Grad-Bereich kann es vorkommen, daß sich bei Beginn des Umlaufs das Minimum im negativen Winkeibcrcich, z. B. —5° = 355°, befindet, und deshalb von den Peilern nicht erkannt werden kann. Während gegen Ende des Umlaufs infolge einer Bootsschwankung das Minimum im positiven Winkelbereich, z.B. +5" auftritt und deshalb vom Peiler wiederum nicht erkannt werden kann. Deshalb sorgt die Ablaufsteuerung dafür, daß ein Pcilumlauf ebenfalls weder in die Mittelwertbildung eingeht, noch als gültiger Lauf gezählt wird, wenn im betreffenden Umlauf kein Minimum registriert wird.With measurements in the zero degree range, it can happen that that at the beginning of the revolution the minimum is in a negative angle, e.g. B. -5 ° = 355 °, is located, and therefore cannot be recognized by the direction finders. While towards the end of the revolution the minimum in the positive angular range as a result of a boat sway, E.g. +5 "occurs and therefore cannot be recognized by the direction finder. This is why the sequence control takes care of it for the fact that a Pcil circulation is neither included in the averaging nor as a valid run is counted if no minimum is registered in the relevant circulation.

Ein Konirollmechanismus schaltet die Fehler aus, die daraus resultieren, daß bei Messungen im Null-Grad-Bereich negative Abweichungen als Werte im 350° bis 360°-Bereich erkannt werden und bei der anschließenden Mittelwertbildung im Rechenwerk zu fehlerhaften Ergenissen führen können.A control mechanism eliminates the errors that This results in negative deviations from measurements in the zero degree range than values in the 350 ° to 360 ° range can be recognized and incorrect in the subsequent averaging in the arithmetic unit Can lead to results.

In einem zweiten, mit dem Azimutregister identischen Register wird jeweils der letzte in das Rechenwerk übernommene Peilwert abgespeichert. Dieses Register wird im folgenden als »vorhergehendes Azimutregister« bezeichnet.In a second, identical to the azimuth register The last bearing value transferred to the arithmetic unit is stored in the register. This register is referred to in the following as "previous azimuth register".

Vor der Übernahme des in dem Azimutregister gespeicherten gegenwärtigen Peilwerts in das Rechenwerk veranlaßt die Ablaufsteuerung einen Vergleich der Hunderterstellen zwischen dem vorhergehenden A/imiitregislcr und dem Azimutrcgister. Ergibt sich einc Absoliildiffercnz von 3, entstein ein Steuersignal, das bewirkt, daß die Zahl 360 von dem Inhalt des Azimutregisters substrahiert wird und das Ergebnis dann erst dem Rechenwerk zugeführt wird, z. B. wenn das vorhergehende Azimutregister gleich 003,5° und das Azimutregister gleich 359,0° ist.Before the current bearing value stored in the azimuth register is transferred to the arithmetic unit causes the sequence control to compare the hundreds between the previous one A / imiitregislcr and the azimuth register. If a c Absolute difference of 3, pits a control signal that causes the number 360 from the contents of the azimuth register is subtracted and the result is only then fed to the arithmetic unit, e.g. B. if the previous one The azimuth register is 003.5 ° and the azimuth register is 359.0 °.

Das spätere Rechenergebnis ψ,, wird auf sein Vorzeichen hin überprüft. Ist das Ergebnis eine negative Zahl, entsteht ein Steuersignal, das bewirkt, daß die Zahl 360 zu dem Ergebnis addiert wird, bevor es zur Anzeige gelangt.The subsequent calculation result ψ ,, is checked for its sign. If the result is a negative number, a control signal is generated which causes the number 360 to be added to the result before it is displayed.

Die überprüften Einzelwerte werden in das Rechenwerk übernommen.The checked individual values are transferred to the arithmetic unit.

Vom zweiten Wert an veranlaßt die Ablaufsteuerung, das mit jedem eingehenden Meßwert erneut der Mittelwert und die .Standardabweichung aus allen bisher übernommenen Werten berechnet werden, die zuvor beschriebene Kontrolle des Wertes der Standardabweichung erfolgt und nach dem n-ten Umlauf die Antennenrotation beendet und das Ergebnis Ip_n angezeigt wird.From the second value on, the sequence control causes the mean value and the standard deviation to be recalculated from all previously accepted values with each incoming measured value, the previously described control of the value of the standard deviation takes place and after the nth cycle the antenna rotation ends and the result Ip _n is displayed.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zunächst die vorgegebene Anzahl von Umläufen allein mit der Peilantenne ausgeführt. Infolge der Doppelkreischarakteristik der Antenne fallen auf diese Weise zwei Peilwerte pro Umlauf an, die zunächst als in den beiden ersten Quadranten befinldich gewertet werden. Aus diesen Werten wird mit dem gleichen Mechanismus wie zuvor laufend der Mittelwert und die Standardabweichung berechnet. Anschließend schaltet die Ablaufsteuerung auf Betrieb mit Kardioide um und läßt einige wenige Umläufe zur Seitenbestimmung durchführen. Der Mechanismus hierbei entspricht dem zuvor erläuterten, wobei die kardioiden Umläufe ebenfalls den beschriebenen Sicherheitsvorkehrungen zur Unterdrückung nicht eindeutiger Umläufe unterliegen. Wenn das Ergebnis zeigt, daß das kardioide Minimum eine Vierteldrehung nach dem ersten Doppelkreisminimum auftrat, nach dem zweiten jedoch nicht, wird ausAccording to one embodiment of the present invention, the predetermined number of Circulations carried out solely with the DF antenna. As a result of the double-circle characteristic of the antenna, they are noticeable In this way, two bearing values per cycle are displayed, which are initially assessed as being in the first two quadrants will. Using the same mechanism as before, these values are continuously converted into the mean value and the Standard deviation calculated. The sequence control then switches to operation with cardioids and lets make a few rounds to determine the side. The mechanism here corresponds to that previously explained, with the cardioid circuits also following the safety precautions described Subject to suppression of ambiguous circulations. If the result shows that the cardioid minimum a quarter turn after the first double circle minimum occurred, but not after the second, turns off

dem karioiden Minimum ein Steuersignal abgeleitet. Das Steuersignal bewirkt in diesem Fall, daß die Zahl 180 zu dem Endergebnis der Mittelwertbildung aller Messungen mit Doppelkreischarakteristik addiert wird, wonach dem Benutzer der seitenrichtige Peilwinkel angezeigt wird.a control signal derived from the caroid minimum. In this case, the control signal causes the number 180 is added to the final result of the averaging of all measurements with double circle characteristics, after which the correct bearing angle is displayed to the user.

Der Empfangsteil des erfindungsgemäßen Peilers ist vorzugsweise so automatisiert, daß abgeleitet aus der Empfangsfeldstärke der Stabantenne diejenige der Ferritantenne in der Weise nachgeregelt wird, daß Betrag und Phase beider Antennensignale sich sowohl bei Betrieb mit Doppelkreischarakteristik als auch mit Kardioide zu optimalen Diagrammen ergänzen. Die Ablaufsteuerung kann getrennt vom Rechenwerk aus herkömmlichen digitalelektronischen Bauteilen aufgebaut werden oder in Mikroprozessortechnik unter Verwendung einfachster Mikroprozessoren realisiert werden. Es bietet sich jedoch ebenfalls an, Rechenwerk und Ablaufsteuerung gemeinsam in Mikroprozessortechnik auszuführen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird als Rechenwerk ein elektronischer Taschenrechner verwendet, der unter anderem alle Statistikfunktionen der benötigten Art sowie trigonometrische Funktionen und Koordinatentransformationen zu berechnen in der Lage ist.The receiving part of the direction finder according to the invention is preferably automated so that derived from the Received field strength of the rod antenna that of the ferrite antenna is readjusted in such a way that amount and phase of both antenna signals are different both when operating with double-circle characteristics and with cardioids add to optimal diagrams. The sequence control can be separated from the arithmetic unit from conventional digital electronic components are built or in microprocessor technology using very simple microprocessors can be realized. However, it is also possible to have arithmetic unit and sequence control to be carried out together in microprocessor technology. According to an advantageous embodiment of the invention, an electronic arithmetic unit is used as the arithmetic unit Pocket calculator used, which among other things, all statistical functions of the required kind as well as trigonometric Is able to calculate functions and coordinate transformations.

Der Grundgedanke dieser Ausführung ist, daß neben der statistischen Auswertung der Peilergebnissc das Rechenwerk gleichzeitig für nautische Berechnungen ausgenutzt werden kann bzw. dem Anwender der Vorteil verschafft werden kann, mit dem Peilwinkel gleich weiterrechnen zu können oder sofern der Rechner programmierbar ist, automatisch Berechnungen durchführen zu lassen.The basic idea of this embodiment is that in addition to the statistical evaluation of the Peilergebnissc the arithmetic unit can be used at the same time for nautical calculations or the advantage for the user can be provided to be able to continue calculating with the bearing angle or if the computer is programmable is to have calculations performed automatically.

In F i g. 1 wird in einem Prinzipschaltbild gezeigt, welche Methode bei einer mit konstanter Winkelgeschwindigkeit rotierenden Antennen angewendet wird, aus dem Minimum der Peilspannung ein Steuersignal abzuleiten. In Fig. 1 is shown in a schematic diagram, which Method is used with an antenna rotating at a constant angular velocity to derive a control signal from the minimum of the DF voltage.

Am Ausgang des HF-Teils 1 kann eine der Empfangsfeldstärke proportionale Spannung Ua abgegriffen werden, die ihren Wert gemäß der Doppelkreischarakteristik der Ferritantenne ais Funktion des Drehwinkels λ ändert,2. Das erste Minimum ^entspricht dem Winkelwert, der in das Azimutregister übernommen werden muß. In einer Winkelstufe 3 wird die Spannungsfunktion Ua (cc) invertiert und steht am Ausgang der Winkclstufc als U (<*), 4, zur Verfügung. Es folgt nun eine Kettenschaltung aus η gleichstrukturierten Stufen, von denen eine, anhand von Schaltung 5, in ihrer Wirkungsweise stellvertretend für die übrigen beschrieben werden soll.At the output of the HF part 1, a voltage Ua proportional to the received field strength can be tapped, which changes its value according to the double-circle characteristic of the ferrite antenna as a function of the angle of rotation λ , 2. The first minimum ^ corresponds to the angle value that must be transferred to the azimuth register. In an angle stage 3, the voltage function Ua (cc) is inverted and is available at the output of the angle stage as U (<*), 4. There now follows a chain circuit composed of η identically structured stages, one of which, with reference to circuit 5, will be described in its mode of operation as a representative of the others.

Das einlaufende Signal gelangt zunächst auf die Siebschaltung R₁;, RtU Ci, die in ihrer Ladekonstanten genau auf die Winkelgeschwindigkeit der rotierenden Antenne abgestimmt ist, so daß am Eingang des Verstärkers Vi der in Kurve 6 gezeigte Spannungsablauf entsteht. Wichtig ist hierbei, daß so dimensioniert wird, daß das Spannungsmaximum nach der Siebung weiterhin genau mit dem Winkel φ übereinstimmt. Der Widerstand /?2i ist als Potentiometer ausgeführt Mit dem Abgriff wird eine Schwellspannung Us eingestellt, bei deren Erreichen der Verstärker Vi das verbleibende Signal hoch verstärkt Als Ergebnis liefert die Stufe einen um φ symmetrischen Impuls, wobei hochfrequente Anteile, Rauschen, Störungen usw. im Bereich um ψ infolge der vorhergehenden Siebschaltung unterdrückt werden. Durch weitere analog wirkende Stufen kann bei geeignetem Einstellen von Us und geschicktem Dimensionieren der Siebschaltungen mit dieser Methode ein genügend schmaler Sehaltimpuls 7 erzeugt werden, um die Lage von ^'elektronisch genau zu markieren.The incoming signal first reaches the filter circuit R ₁ ;, RtU Ci, the charge constant of which is precisely matched to the angular velocity of the rotating antenna, so that the voltage sequence shown in curve 6 occurs at the input of the amplifier Vi. It is important here that it is dimensioned in such a way that the stress maximum after the sieving continues to correspond exactly to the angle φ . The resistance /? 2i is designed as a potentiometer with the tap of a threshold voltage Us is set which, when reached, the amplifier Vi the remaining signal highly amplified as a result, the stage provides a pulse to φ symmetrical, said high frequency components, noise, interference, etc., in Area around ψ can be suppressed as a result of the previous filter switching. With suitable setting of Us and skilful dimensioning of the filter circuits, a sufficiently narrow stop pulse 7 can be generated with this method through further steps which act analogously in order to mark the position of ^ 'electronically precisely.

Die Methode hat den Vorteil, daß, sofern die Rotationsgeschwindigkeii der Antenne konstant gehalten wird, nach einmaligem justieren stets einwandfrei das Minimum ermittelbar ist. Empfangsstörungen und Rauschen, die üblicherweise gerade im Feldstärkeminimum als besonders störend empfunden werden, üben hier nur einen nahezu vernachlässigbaren Einfluß aus.The method has the advantage that, provided that the rotational speed the antenna is kept constant, after one adjustment it is always flawless Minimum can be determined. Reception interference and noise, which is usually just in the field strength minimum are perceived as particularly annoying, exert an almost negligible influence here.

ίο Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dem Benutzer sich in den eigentlichen Peilvorgang nicht einzubc/.ichen. Er kann sich deshalb voll auf die Kurshaltung konzentrieren und kann mühelos in Verbindung mit der Peilung allein den Kompaß beobachten und ablesen. Dies stellt einen zusätzlichen Vorteil gegenüber der bekannten Drchrahmenpeilung dar. Bei der Drehrahmenpcilung ist es zweckmäßig, daß zwei Personen zusammenarbeiten. Die erste nimmt die Seitenpeilung vor und gibt bei Erkennen des Minimums einem zweiten, dem Rudergänger, ein Zeichen, daß dieser zur selben Zeit den Kompaß abliest. Hinzu kommt, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung für den Benutzer die Seitenbeslimmung entfällt. Im Gegensatz hierzu bei der Drchrahmenpeilung muß sich der Benutzer einen komplizierten mehrstufigen Handlungsablauf, Drehrichtungen und Bezugspunkte merken. Aufgrund der vermehrten Anzahl von Messungen und anschließender Mittelung wird die erfindungsgemäße Peilung wesentlich genauer durchgeführt, als bei einer einzelnen Handpeilung, besonders bei schlechten Wetterbedingungen.ίο The inventive method enables that Users do not have to sign in to the actual DF process. He can therefore concentrate fully on maintaining the course and can communicate effortlessly Observe and read the compass with the bearing alone. This contrasts with an additional benefit the well-known drilling frame bearing. In the rotating frame bearing it is appropriate that two people work together. The first takes the side bearing and when the minimum is recognized gives a second, the helmsman, a sign that this is the same Time to read the compass. In addition, according to the method according to the invention with the inventive There is no device for the user to define the side. In contrast to this with the horizontal bearing the user has to follow a complicated multi-stage course of action, directions of rotation and Note reference points. Due to the increased number of measurements and subsequent averaging, the bearing according to the invention carried out much more precisely than with a single hand bearing, especially in bad weather conditions.

Durch mehrfaches Starten des Peilers kann die Zahl der Einzelmessungen beliebig erhöht werden. An der Veränderung der Standardabweichung ist erkenntlich, ob unter den bestehenden Meßbedingungen noch höhere Genauigkeit erreichbar ist. Im Gegensatz zu den herkömmlichen, automatischen Peilern wird dem Benutzer des erfindungsgemäßen Peilers eine »stehende« Anzeige angeboten, d. h. er braucht aus keiner schwankenden oder wechselnden Anzeige den Peilwert abzuschätzen.The number of individual measurements can be increased as required by starting the direction finder several times. At the The change in the standard deviation can be seen as to whether even higher under the existing measurement conditions Accuracy is achievable. In contrast to the conventional, automatic direction finders, the user the direction finder according to the invention offered a "standing" display, d. H. he doesn't need any swaying or changing display to estimate the bearing value.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method for bearing by determining the direction and the side, in which the bearing is determined by a predeterminable Number of individual bearings made, the final result by averaging improved and the standard deviation is used to assess the measurement, with the current mean value and the standard deviation are continuously determined during the individual bearings are characterized in that the current mean values and standard deviations are determined from the bearing values recognized as valid up to that point from the second bearing value, with as those bearing values are valid for which the determined Standard deviation corresponds to a given target value, and that the number of valid Bearing values is also displayed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Kmpfangsfeld strength for each revolution an antenna with double-circle characteristics electronically to pass through mini-places controlled and, when passing through the minimum positions, control signals are derived that cause that the angle value is stored which corresponds to the first following the zero degree position Minimum heard, and that afterwards the bearing circulation with cardioid characterislik until the beginning of a new one Bearing circulation is continued and during this phase with renewed detection of a minimum the number 180 is added to the previously stored value.

3. The method according to claim 1 or 3, characterized in that initially the predetermined number r> of revolutions is carried out solely with the frame or ferrite antenna to determine the direction and then carried out a few cycles with cardioid characteristics to determine the side will.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the hundreds digits of the present bearing and the previous azimuth to the absolute difference. 3 compared and due this criterion converted negative bearing angles into positive and vice versa before averaging will.

5. Automatic direction finder like a single-channel direction finder with rotating frame or ferrite antenna for determining the direction and a rod antenna for determining the side, for carrying out the procedure according to claim 1 to 4 wherein an arithmetic unit is provided in which the calculations of Mean and standard deviation are made and a numeric display is present, thereby characterized in that it has an angle measuring device, the zero-degree position of which is defined in Reference to the minimum direction of the DF antenna diagram is brought and the temporal Synchronism with the angular speed of the rotating antenna wi at any point in time the angle of rotation al * to call up coded signal gestatiel and dall an electronic Ahlaiilsteiicriim: \ present is the daliir sorgi. that a predeterminable number of consecutive Rotations of the antenna are carried out (15 is carried out and that the numerical display next to the final bearing result also the last standard deviation and the number of valid Pciluni runs

indicates.

6. Direction finder according to claim 5, characterized in that the arithmetic unit and the numeric display are used at the same time to a manually operable calculating machine and for this purpose corresponding input keypad is available on the direction finder.

7. Direction finder according to claim 5 or 6, characterized in that the electronic marking of the Peilminimums an alternating chain of filter circuits and amplifiers is provided, wherein the onset of the reinforcements can be specified via thresholds, and the loading constants of the screen soundings on the angular speed of the rotating Antenna tuned, and that narrow, harmonic-free switching pulses for use can be generated as control pulses.