DE2922415A1

DE2922415A1 - Navigationsgeraet fuer landfahrzeuge

Info

Publication number: DE2922415A1
Application number: DE19792922415
Authority: DE
Inventors: Karl Uwe Krogmann
Original assignee: Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Current assignee: Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Priority date: 1979-06-01
Filing date: 1979-06-01
Publication date: 1980-12-04
Also published as: DE2922415C2; FR2458054A2; FR2458054B2; GB2053471B; GB2053471A

Description

PATENTANWÄLTE Dipl.-Phys. JÜRGEN WEISSE . Dipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST

BÖKENBUSCH41 · D 5620 VELBERT 11-LANGENBERG Postfach 110386 · Telefon: (02127) 4019 · Telex: 8516895

Patentanmeldung Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, D-7770 Überlingen/Bodensee

Navigationsgerät für Landfahrzeuge

Zusatz zu Patent...(Patentanmeldung P 28 18 202.7)

Das Hauptpatent betrifft ein Navigationsgerät für Land-, Luft- und Seefahrzeuge, enthaltend eine Trägheitsmeßeinheit mit drehempfindlichen Trägheitssensoren, welche auf Drehbewegungen um fahrzeugfeste Achsen ansprechen, und Beschleunigungsmessern, welche auf Linearbeschleunigungen längs fahrzeugfester Achsen ansprechen, Geschwindigkeitssensoren, welche auf die Geschwindigkeitskomponenten des Fahrzeugs über Grund in Richtung vorgegebener, fahrzeugfester Achsen ansprechen, einen Transformationsparameter-Rechner, auf den die Signale der Trägheitsmeßeinheit aufgeschaltet sind und der zur Berechnung von Transformationsparametern zur Transformation von Vektorkomponenten von einem fahrzeugfesten Koordinatensystem in ein erdfestes Koordinatensystem eingerichtet ist, KorrekturSignalgeber, auf welche Transformationsparameter von dem Transformationsparameter-Rechner aufgeschaltet sind und deren Ausgangssignal die durch die Schwerkraft hervorgerufenen Anteile der an den Beschleunigungsmessern wirkenden Beschleunigungen wiedergeben und den Signalen der

030043^0-549

Beschleunigungsmesser zur Bildung von Translationsbeschleunigungssignalen überlagert sind, Integratoren, auf welche die Translationsbeschleunigungssignale aufgeschaltet sind und welche inertiale Geschwindigkeitssignale liefern, ein Optimalfilter, auf welches die inertialen Geschwindigkeitssignale und die Signale der Geschwindigkeitssensoren aufgeschaltet sind und welche unter Berücksichtigung dieser Signale optimierte Geschwindigkeitssignale bezogen auf fahrzeugfeste Koordinaten liefert, einen Koordinatentransformations-Rechner, dem die optimierten Geschwiridigkeitssignale und die Transformationsparameter von dem Transformationsparameter-Rechner zugeführt werden und der zur Transformation dieser Geschwindigkeitssignale in transformierte Geschwindigkeitssignale eingerichtet ist, die auf ein erdfestes Koordinatensystem bezogen sind, und einen Positionsrechner, auf den die transformierten Geschwindigkeitssignale aufgeschaltet sind und der zur Bildung von Positionssignalen eingerichtet ist, welche die Position des Fahrzeugs wiedergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Navigationsgerät für Landfahrzeuge mit einem einzigen Geschwindigkeitssensor, welcher auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Richtung der Fahrzeuglängsachse anspricht, ein möglichst einfach aufgebautes Optimalfilter zu schaffen, welches einen Schätzwert für den Fehler des Geschwindigkeitssensors liefert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Optimalfilter in folgender Weise aufgebaut ist:

(a) In einem ersten Summierpunkt wird die Differenz der in die Richtung der Fahrzeuglängsachse fallenden Komponente des inertialen Geschwindigkeitssignals und des Geschwindigkeitssignals von dem Geschwindigkeitssensor der Differenz eines ersten und eines zweiten Signals zur Bildung eines ersten Differenzsignals entgegengeschaltet, wobei das erste

03004.93/0549

• /IU ·

Signal einen Schätzwert für den Fehler des Längskomponentensignals der inertialen Geschwindigkeit und das zweite Signal einen Schätzwert für den Fehler des Geschwindigkeitssignals darstellt.

(b) In einem zweiten Summierpunkt wird der in die Richtung der Fahrzeugquerachse fallenden Komponente des inertialen Geschwindigkeitssignals ein weiteres Signal zur Bildung eines zweiten Differenzsignals entgegengeschaltet, wobei dieses weitere Signal einen Schätzwert für den Fehler des Querkomponentensignals der inertialen Geschwindigkeit ist.

(c) In einem dritten Summierpunkt werden das mit einem Faktor multiplizierte erste Differenzsignal sowie ein Signal

^C32 ^dz - ^C33 ^dy
addiert und mittels eines Integrators zur Bildung eines

Signals AC₃₁ integriert, wobei

C₃₂, C₃₃ von dem Transformationsparameter-Rechner

gelieferte Elemente aus der letzten Zeile der Richtungskosinusmatrix für die Transformation aus einem fahrzeugfesten Koordinatensystem in ein erdfestes Koordinatensystem sind,

d , d die bekannte Driften der um Hoch- bzw. Querachse ζ y

empfindlichen Drehgeschwindigkeitssensoren sind und

ein Schätzwert für den Fehler des Elements der Richtungskosinusmatrix ist.

03004-940-549

(d) In einem vierten Summierpunkt werden das mit einem Faktor multiplizierte zweite Differenzsignal sowie ein Signal

^C33 ^dx " ^C31 ^dy

addiert und mittels eines Integrators zur Bildung eines Signals ^c₃₃ integriert, wobei

^C31' ^C33 ^{von dem Transformations}P^arameter~^Recnner

gelieferte Elemente aus der letzten Zeile der

Richtungskosinusmatrix für die Transformation aus einem fahrzeugfesten Koordinatensystem in ein erdfestes Koordinatensystem sind,

d , d die bekannten Driften der um die Längs- bzw. χ y

Querachse empfindlichen Drehgeschwindigkeits sensoren sind und

₃₂ ein Schätzwert für den Fehler des Elements C₃₂ d^er Richtungskosinusmatrix ist.

(e) In einem fünften Summierpunkt werden das mit der Erdbeschleunigung g multiplizierte Signal AC₃₁, das mit einem Faktor multiplizierte erste Differenzsignal sowie der bekannte Nullpunktfehler des in Fahrzeuglängsrichtung empfindlichen Beschleunigungsmessers addiert und mittels eines Integrators zur Bildung des Signals integriert, welches den Schätzwert für den Fehler des Längskomponentensignals der inertialen Geschwindigkeit darstellt.

(f) In einem sechsten Summierpunkt werden das Signal des in Fahrzeuglängsrichtung empfindlichen Beschleunigungsmessers und das mit der Erdbeschleunigung g multiplizierte, von dem Transformationsparameter-Rechner gelieferte Element C₃- aus der ersten Spalte und dritten Zeile der Richtungs-

030049/05A9

kosinusmatrix zur Bildung eines die Translationsbeschleunigung in Fahrzeuglängsrichtung wiedergebenden Signals addiert.

(g) Durch einen Integrator wird das mit einem Faktor multiplizierte erste Differenzsignal integriert zur Bildung eines Schätzwertes für den Fehler Ak des Skalenfaktors des Geschwindigkeitssensors.

(h) In einem siebenten Summierpunkt werden das mit einem Faktor multiplizierte erste Differenzsignal und das Produkt aus dem die Translationsbeschleunigung wiedergebenden Signals und dem Ausgangssignal des letzterwähnten Integrators addiert und mittels eines weiteren Integrators zur Bildung des Signals integriert, welches den Seihätzwert für den Fehler des Geschwindigkeitssignals des Geschwindigkeitssensors darstellt.

(i) In einem achten Summierpunkt werden das mit der Erdbeschleunigung g multiplizierte Signal nc,,; das mit einem Faktor multiplizierte zweite Differenzsignal sowie der bekannte Nullpunktfehler des in Fahrzeuglängsrichtung empfindlichen Beschleunigungsmessers addiert und mittels eines Integrators zur Bildung des Signals integriert, welches den Schätzwert für den Fehler des Querkomponentensignals der inertialen Geschwindigkeit darstellt.

(j) Das dem Schätzwert für den Fehler des Geschwindigkeitssignals entsprechende Signal wird von dem Geschwindigkeitssignal subtrahiert.

Eine weitere Ausgestaltung ist Gegenstand des Patentanspruch 2.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:

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Fig. 1 ist ein Blockdiagramm und veranschaulicht das Gesamtsystem eines Navigationsgerätes.

Fig. 2 ist eine schematisch perspektivische Darstellung des Fahrzeugs und veranschaulicht den Aufbau und die Anordnung der verschiedenen Fühler.

Fig. 3 veranschaulicht die gegenseitige Lage des fahrzeugfesten und des erdfesten Koordinatensystems.

Fig. 4 zeigt im einzelnen den Aufbau der Trägheitsmeßeinheit."

Fig. 5 zeigt den Aufbau des Rechners für die Transformationsparameter .

Fig. 6 zeigt das Optimalfilter zur Erzeugung eines Schätzwertes für den Fehler des Geschwindigkeitssignals.

Fig. 7 zeigt den Koordinatentransformationsrechner.

Fig. 8 veranschaulicht die Geometrie für die Bestimmung der Fahrzeugposition aus den Geschwindigkeitskomponenten mittels des Positionsrechners.

Fig. 9 veranschaulicht die Gewinnung des Höhensignals.

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Das Navigationssystem enthält Magnetfeldsensoren 10,12,14 für

FF F

die Komponenten G , G , G„ des Erdmagnetfeldes. Die Magnetfeldsensoren sind sog. "Fluxgates". Diese Magnetfeldsensoren 10,12 und 14 sind so an dem Fahrzeug 16 (Figur 2) angeordnet, daß sie auf die Komponenten des Erdmagnetfeldes längs der

F F

Fahrzeuglängsachse χ , der Fahrzeugquerachse y bzw. der

F
Fahrzeughochachse ζ ansprechen. Sie liefern somit die Komponenten des Erdmagnetfeldes in einem fahrzeugfesten Koordinatensystem. In Figur 1 sind die Magnetfeldsensoren 10,12,14 durch den Block 18 dargestellt.

Es sind ferner Fühler für die Drehgeschwindigkeiten w , w ,

F FF F^X

w„ um die fahrzeugfesten Koordinatenachsen χ , y , ζ vorgesehen. Diese sind in dem Blockdiagramm von Figur 1 durch die Fühler 20,22 und 24 dargestellt. In der Praxis werden die Fühler 22 und 24 von einem zweiachsigen Wendekreisel 26 (Figur 2) gebildet. Dieser Wendekreisel 26 kann nach Art der DE-OS 2 741 274 aufgebaut sein. In der dargestellten Lage des Wendekreisels 26 ist die Drallachse H parallel zur Fahrzeug-

F
längsachse χ . Die beiden Eingangsachsen 28 und 30 sind

F F

parallel zur Fahrzeugquerachse y bzw. Fahrzeughochachse ζ . Der dritte Fühler 20 ist, ein Drehbeschleunigungsmesser 32 mit einem nachgeschalteten Integrator 34 (Figur 4). Der Wendekreisel 26 ist in einem fahrzeugfesten Rahmen 36 um die zur Fahrzeugquerachse parallele Eingangsachse 28 verschwenkbar gelagert. Er kann durch einen Stellmotor 38 aus einer Betriebsstellung "Nordung", bei welcher die Drallachse H senkrecht steht, um in die dargestellte Betriebsstellung "Kurs-Lage-Referenzgerät" verschwenkt werden, wie das in der DE-OS 2 741 274 beschrieben ist. Die Bewegung des Stellmotors 38 wird durch einen Winkelgeber 40 überwacht.

Es sind weiterhin zwei fahrzeugfeste Beschleunigungsmesser 42 und 44 vorgesehen. Die Eingangsachse 46 des Beschleunigungsmessers 42 ist parallel zur Fahrzeuglängsachse χ . Die Eingangsachse des Beschleunigungsmessers 44 ist parallel zur Fahrzeugquerachse y .

03ÖIH9/0549

— 8 —

Die Fühler 20,22,24 und 42,44 bilden zusammen die "Trägheitsmeßeinheit" 50.

Als weiterer Fühler ist ein Geschwindigkeitsgeber 52 vorgesehen, der, wie in Figur 2 angedeutet, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 16 in Richtung der Fahrzeuglängsachse mißt.

Die Messungen erfolgen in einem fahrzeugfesten Koordinaten-

FF F system mit den Koordinatenachsen χ , y und ζ . Für die Navigation werden jedoch der Kurswinkel und die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem erdfesten Koordinatensystem mit den Koordinaten x^R (Nord), y^R (Ost) und z^R (Vertikale) benötigt. Das Verhältnis der Koordinatensysteme zueinander ist aus Figur 3 ersichtlich: Die vertikale Ebene 54 der Fahrzeuglängsachse χ bildet mit der χ ζ -Ebene den wahren Kurswinkel Φ . In

der Ebene 54 ist die Fahrzeuglängsachse χ um den Nickwinkel * gegen die Schnittlinie 56 der Ebene 54 und der

RR F

horizontalen χ y -Ebene geneigt. Die Koordinatenachsen y und

ζ sind um die so liegende Fahrzeuglängsachse um den Rollwinkel T verdreht.

Ein in dem fahrzeugfesten Koordinatensystem gemessener Vektor wird in das erdfeste Koordinatensystem mittels eine "Richtungskosinusmatrix"

(D

c*c<l>; -sie?+ ; sis?

+s <P s * c Φ ; +c φ s *

c θ s Φ ; c SP c ψ + -sip οφ

+S T S θ S φ ; +C ψ S *

-S* ; sic* ; cTc*

transformiert. Dabei ist aus Raumgründen "sin" abgekürzt durch "s" und "cos" abgekürzt durch "c". Die Lagewinkel «·, Φ und Ψ hängen mit den Elementen der Richtungskosinusmatrix nach folgenden Beziehungen zusammen:

030049/0549

(2) * = - arc sin C₃₁

^C21

(3) Ψ = arctan ^—

^C32

(4) <P = arctan

^C33

Die Schwerebeschleunigung wird im erdfesten Koordinatensystem durch einen Vektor

R
(5) g^K

dargestellt, während die Erddrehung durch einen Vektor

(6) -Ö^R= 0

-Q

s
gegeben ist, wobei

(7) Q_a = Q„ sin* und

(8) Q_c = Q_E cos Φ

ist, wenn Q _ die Drehgeschwindigkeit der Erde und $ die

Ei

geographische Breite ist.

Die Signale G , G und G der Magnetfeldsensoren 10,12,14 (Block 18) werden auf eine Rechnereinheit 58 gegeben, der außerdem die Elemente C₃₁, C₃₂* C₃₃ der letzten Zeile der Richtungskosinusmatrix zugeführt werden, die sich in noch zu beschreibender Weise ergeben. Ferner erhält die Rechnereinheit 58 ein Signal DEV, welches die durch das Fahrzeug hervorgerufene Abweichung der magnetischen Feldlinien (Deviation)

0300-4 9C/95A9

wiedergibt. Die Rechnereinheit 58 liefert ein Signal, welches den Magnetkurswinkel Ψ „ zwischen der Schnittlinie 56 in Figur 3 und der durch die Richtung der magnetischen Kraftlinien gegebenen Nordrichtung (magnetisch Nord) wiedergibt.

T? T? T?

Die Signale w , w , w von den Fühlern 20,22,24, welche im fahrzeugfesten Koordinatensystem die Drehgeschwindigkeiten gegenüber dem mertialen Raum wiedergeben, werden in den Summierpunkten 60,62,64 durch Signale T , T , T von einer Rechnereinheit 66 hinsichtlich der Komponenten der Erddrehung und der Transportrate, d.h. der durch die Bewegung des Fahrzeugs auf der Erdoberfläche hervorgerufenen Drehgeschwindigkeiten kompensiert, so daß sich die Drehgeschwindig-F FF

keiten ω , ω , φ des Fahrzeugs gegenüber der Erde ergeben, χ y ζ

FF F
Diese Signale ω ,ωγ und ω werden zusammen mit den Beschleu-

^X F F ^Z
nigungssignalen A , A von den Beschleunigungsmessern 42 bzw. 44 und dem Geschwindigkeitssignal ν des Geschwindigkeits-

Ji

gebers 52 einer Rechnereinheit 68 zugeführt. Diese Rechnereinheit 68 liefert die Elemente C₃₁, C₃₃, C₃₃ der Richtungskosinusmatrix C_ sowie inertiale Geschwindigkeitssignale v_T und

Die Rechnereinheit 66 erhält die Elemente C₃₁, C₃₃, C₃₃ der Richtungskosinusmatrix C_p von der Rechnereinheit 68, die Winkelfunktionen sin Φ und cos ψ des wahren Kurswinkels Ψ sowie zur Berücksichtigung der Transportrate die Komponenten ν und

R ^X

ν der Fahrzeuggeschwindigkeit im erdfesten Koordinatensystem.

Eine Rechnereinheit 70 erhält die Elemente C₃₁, C₃₃₇ C₃₃ von der Rechnereinheit 68 sowie die kompensierten Drehgeschwindig-TjI TJI TTl

keiten , , und den Magnetkurswinkel Φ_Μ von der Rechnereinheit 58. Sie liefert daraus die Winkelfunktionen sin Ψ und cos Φ des wahren Kurswinkels Φ . Diese sind auf die Rechnereinheit 66 und auf eine Rechnereinheit 72 geschaltet.

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- 11 -

- γ-

Die Rechnereinheit 72 erhält, wie gesagt, die Winkelfunktionen sin Ψ und cos ψ des Kurswinkels Ψ von der Rechnereinheit 70, ferner das Element C₃₁ = sin * der Richtungskosinusmatrix C„ von der Rechnereinheit 68 und einen korrigierten Geschwindig-

RRR keitsmeßwert. Sie liefert daraus die Komponenten ν , ν , ν

Ji. j£ it

der Fahrzeuggeschwindigkeit in dem erdfesten Koordinatensystem. Die horizontalen Geschwindigkeitskomponenten ν werden, wie

Ji

gesagt, der Rechnereinheit 66 zugeführt. Außerdem werden die RR R

Komponenten ν , ν und ν einem Positionsrechner 74 zugeführt, χ y ζ

in den weiterhin eine Referenzhöhe h eingegeben wird. Der Positionsrechner 74 liefert die Position des Fahrzeugs nach geographischer Länge λ und Breite $ sowie der Höhe h.

F
Das Geschwindigkeitssignal ν von dem Geschwindigkeitsgeber

ist auf eine Rechnereinheit 76 geschaltet, welcher außerdem die

F F inertialen Geschwindigkeitssignale v_T und v_T zugeführt werden. Die Rechnereinheit 76 liefert einen Schätzwert Δν für

F den Fehler des Geschwindigkeitssignals ν . Mit diesem Schätz-

Λ F F

wert Av wird das Geschwindigkeitssignal ν in einem

X X

Summierpunkt 78 korrigiert. Das so korrigierte Geschwindigkeitssignal wird, wie erwähnt, der Rechnereinheit 72 zugeführt.

Die Rechnereinheit 68 ist in Figur 5 im einzelnen dargestellt.

Wie durch den Block 80 dargestellt ist, erzeugt die Rechnereinheit 68 Signale

(10) C₃₂

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- 12 -

-γί-

aus den - in noch zu beschreibender Weise rückgeführten - EIe-

TJ

menten aus der letzten Zeile der Richtungskosinusmatrix C-, und

F den bei 60,62,64 kompensierten Drehgeschwindigkeiten ω ,

FF ^x '

ω , ω von den Fühlern 20,22,24. Die so erhaltenen Signale C₃₁ und C₃₂ werden durch Integratoren 82 bzw. 84 zeitlich integriert, um Signale C₃- bzw. C₃₂ zu erhalten. Die Anfangswerte C₃₁(0) und C₃₂(O) für die Integration werden nach Art der DE-OS 2 741 274 gewonnen oder nach der Lehre der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung "Gerät zur automatischen . Bestimmung der Nordrichtung in einem Fahrzeug".

TJ

Da die Matrix C„ orthonormal ist, gilt

(11) c₃₁ ² ₊ c₃₂ ² + C₃₃ ² = 1

(12) C₃₃ = +V 1 - C₃₁ ² - C₃₂ ²

d.h. das dritte Element C₃₃ ergibt sich aus den beiden anderen. Wie durch den Block 86 dargestellt ist, wird nach Gleichung (12) aus den Ausgangssignalen der Integratoren 82 und 84 ein das Element C₃₃ darstellendes Signal erzeugt. So stehen für die Signalverarbeitung gemäß den Gleichungen (9) und (10) in Block 80 die Elemente C₃₁, C₃₂ und C₃₃ zur Verfügung, die außerdem, wie in Fig. 1 dargestellt ist, den Rechnereinheiten 66, 70 und z.T. 72 zugeführt werden.

Die Elemente C₃₁, C₃₂, C₃₃ der Richtungskosinusmatrix, wie sie allein aus den Winkelgeschwindigkeiten ^{ω F}, ^wF und ω^ρ erhalten werden, sind einer Drift unterworfen. Eine solche Drift kann zu unzulässigen Fehlern führen, wenn nicht sehr hohe Anforderungen an den Kreisel und die sonstigen Bauelemente gestellt werden. Aus diesem Grunde erfolgt eine Stützung dieser

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- 13 -

-Vi-

F F Werte unter Ausnutzung der Signale A und A der Beschleunigungs-

F Y

messer 42,44 und des Signals ν von dem Geschwindigkeitsgeber

Das Signal C₃₁ vom Ausgang des Integrators 82 ist multipliziert mit der Erdbeschleunigung g, die durch den Block 98 dargestellt

F
ist, dem Signal & von dem Beschleunigungsmesser 42 in dem Summierpunkt 100 überlagert. Auf den Summierpunkt 100 ist ein weiteres Signal geschaltet, wie noch erläutert wird. Das Signal

F
A des Beschleunigungsmessers 42 und die überlagerten Signale im Summierpunkt 100 werden durch einen Integrator 102 zeitlich integriert. Es wird so ein inertiales, d.h. aus dem Beschleunigungssignal A unter Berücksichtigung des Schwerebeschleunigungs-

F anteils erhaltenes Geschwindigkeitssignal V₃. erhalten, welches der Rechnereinheit 76 zugeführt wird (Figur 1) Dem inertialen

F
Geschwindigkeitssignal v_ wird in einem Summierpunkt 104 das

Geschwindigkeitssignal ν von dem Geschwindigkeitsgeber 52 mit

Jt

entgegengesetztem Vorzeichen zur Bildung eines Differenzsignals überlagert. Das Differenzsignal bildet multipliziert mit einem zeitabhängigen Faktor K (t), der durch den Block 106 darge-

F stellt ist, das besagte weitere, dem Signal A des Beschleunigungsmessers 42 im Summierpunkt 100 überlagerte Signal. Weiterhin

t
ist das Differenzsignal dem C₃₁-Signal mit einem zeitabhängigen Faktor K (t), dargestellt durch den Block 108, in einem Summierpunkt 110 überlagert. Das im Summierpunkt 110 gebildete Signal wird durch den Integrator 82 integriert.

In ähnlicher Weise ist das Signal C₃₂ vom Ausgang des Integrators 84 multipliziert mit der Erdbeschleunigung g, die

F durch den Block 112 dargestellt ist, dem Signal A von dem Beschleunigungsmesser 44 in dem Summierpunkt 114 überlagert. Auf den Summierpunkt 114 ist ebenfalls ein weiteres, noch zu erläuterndes Signal geschaltet. Das Signal A des Beschleunigungsmessers 44 und die überlagerten Signale im Summierpunkt 114 werden durch einen Integrator 116 zeitlich integriert. Es wird

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F so ebenfalls ein inertiales Geschwindigkeitssignal ν

F ^

erhalten, welches wie das Signal ν der Rechnereinheit 76

F zugeführt wird. Dem inertialen Geschwindigkeitssignal v_T kann in einem Summierpunkt 118 ein Geschwindigkeitssignal ν von einem Quergeschwindigkeitsgeber mit entgegengesetztem Vorzeichen überlagert sein. Bei einem Fahrzeug der hier

F
vorliegenden Art kann jedoch ν =0 angenommen werden. Das so erhaltene Signal bildet, multipliziert mit einem zeitabhängigen Faktor K (t), der durch den Block 120 dargestellt ist, das

F
besagte weitere, dem Signal A des Beschleunigungsmessers 44 im Summierpunkt 114 überlagerte Signal. Das Signal vom Summierpunkt 118 ist weiterhin dem C-,₂~Signal mit einem zeitabhängigen Faktor K (t), dargestellt durch den Block 122, in einem Summierpunkt 124 überlagert. Das im Summierpunkt 124 gebildete Signal wird durch den Integrator 84 integriert.

Zur Berücksichtigung der Zentrifugalbeschleunigung kann im Summierpunkt 114 zusätzlich ein Signal aufgeschaltet sein,

TJl

welches sich durch Multiplikation des Signals ν vom Geschwindig-

F^X keitsgeber 52 mit der Winkelgeschwindigkeit ^ω um die

F
Hochachse ζ ergibt, wie durch den Block 126 dargestellt ist. Die Rechnereinheit 76 in Figur 1 stellt ein Optimalfilter dar, das in folgender Weise aufgebaut ist:

F F

In einem ersten Summierpunkt 148 wird die Differenz v_T - ν der in Richtung der Fahrzeuglängsachse χ fallenden Komponente

F
v_T des inertialen Geschwindigkeitssignals und des Geschwindig-

F
keitssignals ν von dem Geschwindigkeitssensor 52 in einem Summierpunkt 150 gebildeten der Differenz eines ersten und eines zweiten Signals entgegengeschaltet. Das erste Signal stellt dabei, wie noch erläutert werden wird, einen Schätzwert

F F

V₁ für den Fehler des Längskomponentensignals ν_χ der inertialen Geschwindigkeit dar. Das zweite Signal stellt, wie

Λ -ρ ebenfalls noch erläutert werden wird, einen Schätzwert Av für

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den Fehler des Geschwindigkeitssignals ν dar. Im Summierpunkt 148 wird ein erstes Differenzsignal z.. gebildet.

In einem zweiten Summierpunkt 152 wird der in die Richtung der

F F

Fahrzeugquerachse y fallenden Koirtoonente V₁ des inertialen Geschwindigkeitssignals ein weiteres Signal zur Bildung eines zweiten Differenzsignals (z₂) entgegengeschaltet. Dabei stellt dieses weitere Signal, wie noch erläutert werden wird, einen Schätzwert Δν_τ für den Fehler des Querkomponentensignals v_ der inertialen Geschwindigkeit dar.

In einem dritten Summierpunkt 154 werden, wie durch Block dargestellt ist, das mit einem Faktor K₁₁ multiplizierte erste Differenzsignal sowie ein Signal

^C32 ^dz - ^C33 ^dy

addiert, wobei

C-.., von dem Transformationsparameter-Rechner 68

gelieferte Elemente aus der letzten Zeile der Richtungskosinusmatrix für die Transformation aus einem fahrzeugfesten Koordinatensystem in ein erdfestes Koordinatensystem und

d , d die bekannten Driften der um Hoch- bzw.

Querachse empfindlichen Drehgeschwindigkeitssensoren 22,24 sind.

Das so erhaltene Signal wird mittels eines Integrators 158

zeitlich integriert, der an seinem Ausgang ein Signal AC₁ liefert, wobei AC₃₁, wie noch erläutert werden wird, ein Schätzwert für den Fehler des Elements C₃₁ der Richtungskosinusmatrix ist.

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- 16 -

In einem vierten Summierpunkt 160 werden das mit einem Faktor K₂₂ multiplizierte zweite Differenzsignai z₂, dargestellt durch den Block 162, sowie ein Signal

^C33 ^dx - ^C31 ^dy
addiert, wobei

^C31' ^C33 ^wi^e(^^{er vom} Transformationsparameter-Rechner

68 gelieferte Elemente aus der letzten Zeile der Richtungskosinusmatrix für die Transformation aus einem fahrzeugfesten Koordinatensystem in ein erdfestes Koordinatensystem und

d , d die bekannten Driften der um die Längs- bzw. χ y

Querachse empfindlichen Drehgeschwindigkeitssensoren 20,22 sind.

Das so erhaltene Signal wird mittels eines Integrators 164 integriert, der an seinem Ausgang ein Signal Δ C₀ liefert, wobei AC₃₂, wie noch-erläutert werden wird, ein Schätzwert für den Fehler des Elements C₃₂ der Richtungskosinusmatrix ist.

In einem fünften Summierpunkt 166 werden das mit der Erdbeschleunigung g, dargestellt durch Block 168 multiplizierte Signal AC₃₁, das mit einem Faktor K₃₁ multiplizierte erste Differenzsignal z,, dargestellt durch Block 170, sowie der bekannte Nullpunktfehler b,, des in Fahrzeuglängsrichtung x** empfindlichen Beschleunigungsmessers 42 addiert. Das so erhaltene Signal wird durch einen Integrator 172 zur Bildung des oben erwähnten Signals integriert, welches den Schätzwert

F P-

Av₁ für den Fehler des Längskomponentensignals v_ der inertialen Geschwindigkeit darstellt«

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F In einem sechsten Sununierpunkt 174 werden das Signal A des in

F ^x

Fahrzeuglängsrichtung χ empfindlichen Beschleunigungsmessers

42 und das mit der Erdbeschleunigung g, dargestellt durch Block 176 multiplizierte, von dem Transformationsparameter-Rechner 68

gelieferte Element C^₁ aus der ersten Spalte und dritten Zeile

R
der Richtungskosinusmatrix CL, addiert. Daraus ergibt sich ein

F die Translationsbeschleunigung in Fahrzeuglängsrichtung χ

• ρ
wiedergebendes Signal ν . Durch einen Integrator 178 wird das

^x r^

mit einem Faktor K_ß1 multiplizierte erste Differenzsignal Z₁,

dargestellt durch Block 180 zur Bildung eines Schätzwertes Ak

für den Skalenfaktor des Geschwindigkeitssensors 52 integriert.

Mit diesem Schätzwert Ak wird das die Translationsbeschleunigung

• F
wiedergebende Signal ν multipliziert, wie durch den Block 182

angedeutet ist. In einem siebenten Summierpunkt 184 werden das mit einem Faktor K^₁ multiplizierte erste Differenzsignal Z₁, dargestellt durch Block 186 und das Produkt aus dem die

• F

Translationsbeschleunigung wiedergebenden Signal ν und dem

Ausgangssignal Ak des Integrators 178 addiert. Das so

erhaltene Signal wird mittels eines weiteren Integrators 188 integriert. Der Integrator 188 liefert dann das oben erwähnte

Λ τ?

Signal, welches den Schätzwert Δν für den Fehler des

F
Geschwindigkeitssignals ν des Geschwindikeitssensors 52

Ji

darstellt.

In einem achten Summierpunkt 190 werden das mit der Erdbeschleunigung g, dargestellt durch Block 192_r. multiplizierte Signal Δ C₃₂ vom Integrator 164, das mit einem Faktor K₄₂ multiplizierte zweite Differenzsignal Z₂, dargestellt durch Block

194, sowie der bekannte Nullpunktfehler b des in Fahrzeuglängs-

F
richtung χ empfindlichen Beschleunigungsmessers 42 addiert.

Das so erhaltene Signal wird mittels eines Integrators 196 zeitlich integriert. Der Integrator 196 liefert ein Signal,

Λ ρ

welches den Schätzwert Δ v_T für den Fehler des Querkomponentensignals

F
ν der inertialen Geschwindigkeit darstellt.

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- 18 -

Wie in Figur 1 dargestellt ist, wird das am Integrator 188 erhaltene Signal Δ_ν in dem Summierpunkt 78 von dem Ge-

F
schwindigkextssxgnal ν des Geschwindigkeitssensors 54

subtrahiert. Das bisher beschriebene Filter setzt voraus, daß

F F

die Drehgeschwindigkeit ω des Fahrzeugs um die Hochachse ζ klein ist und durch gute Lagefilter 68 Ac.. und A CU₂ ebenfalls klein gehalten werden. In diesem Falle ergeben sich statt eines Filters 6.Ordnung zwei getrennte Filter, von denen eines 4. Ordnung und das andere 2. Ordnung ist. Wenn diese Voraussetzung nicht gegeben ist, dann muß das Filter, wie in Figur 6 d;irch die gestrichelt markierten Teile dargestellt ist, wie folgt ergänzt werden.

In dem dritten Summierpunkt. 154 wird zusätzlich einmal das mit der Drehgeschwindigkeit ω um die Hochachse ζ multiplizierte

α ^z

Signal AC₃₂ und zum anderen das mit einem Faktor K₁₂ multiplizierte zweite Differenzsignal Z₂ addiert. In dem vierten Summierpunkt 160 wird zusätzlich einmal das mit der Drehge-

F F

schwindigkeit ω um die Hochachse ζ multiplizierte Signal

ACU₉ und zum anderen das mit einem Faktor K₉₁ multiplizierte erste Differenzsignal Z₁ addiert.

In dem fünften Summierpunkt 166 wird zusätzlich das mit einem Faktor K₅₂ multiplizierte zweite Differenzsignal Z₂ addiert. In dem siebenten Summierpunkt 184 wird zusätzlich das mit einem Faktor K₅₂ multiplizierte zweite Differenzsignal Z₃ addiert. In dem achten Summierpunkt 190 wird zusätzlich das mit einem Faktor K₄₁ multiplizierte erste Differenzsignal Z₁ addiert.

Der Integrator 178 zur Bildung eines Schätzwertes für den

A
Fehler **k des Skalenfaktors des Beschleunigungsmessers 52 ist zusätzlich von dem mit einem Faktor K_g2 multiplizierten zweiten Differenzsignal z~ beaufschlagt.

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Die Faktoren K.. sind im allgemeinen zeitabhängig und werden ¹¹ off-line" berechnet.

Das Filter in der vereinfachten Form arbeitet wie folgt:

Bei einem Filter der vorliegenden Art wird ein Modell einer gesuchten Größe, z.B. des Fehlers des Geschwindigkeitssignals, nachgebildet. Die in dem Modell gewonnene Größe wird mit einer gemessenen Größe verglichen. Es werden dann in Abhängigkeit von der auftretenden Abweichung die Parameter des Modells so lange variiert, bis die aus dem Modell erhaltene Größe mit der gemessenen Größe übereinstimmt. In dem Modell können, wie im vorliegenden Fall mehrere Größen miteinander verknüpft sein, wobei dem Filter mehrere gemessene Größen zugeführt werden.

Das unter Bezugnahme auf Figur 6 beschriebene Filter geht von folgendem Fehlermodell für die Geschwindigkeitsinformation aus:

(13) Αν/=η_χ.ν/₊Αν_χ^

(14) Av₁*=

(15) Av₁*= SAC₃₂₊ b_y .

F
Das bedeutet: Der Fehler Δ ν der vom Geschwindigkeitssensor

F
gemessenen Geschwindigkeit ν ist einmal durch einen NuIl-

F
punktfehler Av_n und zum anderen durch einen Skalenfehler 4k

Xo X

bedingt. Der Fehler der gemessenen Translationsbeschleunigung

* "P¹ * V

Av₁ oder Δ ν,- ergibt sich aus einem Fehler A C₃₁ bzw. AC„ des betreffenden Elements der Richtungskosinusmatrix und einem Nullpunktfehler b bzw. b des Beschleunigungsmessers 42 bzw. 44.

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- 20 -

Es ist angenommen, daß b und b bekannt sind. Ebenso sind die Driften d . d„ und d„ der Drehgeschwindigkeitsmesser 20,22,24

Xy Z

als bekannt vorausgesetzt. Für die durch die Driften hervorgerufenen Fehler Δ C₃₁ bzw. ^C₃₂ ergibt sich in Analogie zu Gleichung (9) und CIO)

(16) A C₃₁ - C₃₂ d_z - C₃₃ d_y
und

(17) AC₃₂ = C₃₃ d_x - C₃₁ d_z

Diese Signale werden auf die Summierpunkte 154 bzw. 160 gegeben und integriert, wobei sich Schätzwerte Ac₃₁ und ⁴C₃₂ ergeben. Diese werden mit g multipliziert, und es wird in den Summierpunkten 166 bzw. 190 jeweils der Nullpunktfehler b bzw. b addiert. Nach dem Modell von Gleichung (14) und (15) erhält man dann ^v_x bzw.Δ v_T , woraus sich nach Integration Schätzwerte Av₁ und Av₁ ergeben.

Der Integrator 178 liefert zunächst einen Schätzwert Ak (0)

Ji

für den Skalenfaktor des Geschwindigkeitsmessers 52. Dieser

< ρ

wird mit dem inertial gewonnenen Geschwindigkeitswert ν vom

Ji

Summierpunkt 174 multipliziert. Der so erhaltene Wert wird durch den Integrator 188 integriert und liefert dann den ersten

F Term der Gleichung (13). Der zweite Term Δν_χΒ entspricht dem Anfangswert des Integrators 188, so daß der Integrator 188

Λ ρ

einen Schätzwert Av für den Fehler des Geschwindigkeitssignals

F "

ν des Geschwindigkeitssensors 52 abgibt. (Für die Zwecke der

■ F

Fehlerabschätzung kann bei A k ν das Zeitintegral der inertial

xx .ρ

gemessenen Translationsbeschleunigung ν das Geschwindigkeitssignal des Geschwindigkeitssensors 52 ersetzen).

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- 21 -

F F Als Eingangsgrößen des Filters dienen die Differenz v_T -v der inertial und durch den Geschwindigkeitssensor 52 gemessenen

F Geschwindigkeiten in Richtung der Fahrzeuglängsachse χ und die inertial gemessene Quergeschwindigkeit. Es muß gelten

(18)	ν	F IX	- ν χ
Ferner	gilt
(19)	Λ ν	F	F ^{= v}iy

da die Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs im Mittel null ist. Wenn die Schätzwerte Av -Δν und Δ ν von den Eingangsgrößen

S.X χ y

abweichen, treten die Differenzsignale Z₁ bzw. Z₂ auf. Diese Differenzsignale werden multipliziert mit geeigneten zeitabhängigen Funktionen auf Integratoren geschaltet und verändern die Parameter des Modells solange, bis die Differenzsignale verschwinden, die Schätzwerte also den Gleichungen (18) und (19) genügen, z.B. wird durch Z₁ mit dem Faktor K₆₁ über den Integrator 178 der Schätzwert Av variiert und über Integrator 188 mit dem Faktor K₅₁ der Schätzwert für den Nullpunktfehler Δν _ des Geschwindigkeitssensors 52.

Im allgemeinen Fall werden die Parameter in Abhängigkeit jeweils von Linearkombinationen der Differenzsignale Z₁ und z_

α ~ L ^z-

variiert, z.B. wird AC₃₁ in Abhängigkeit von K^z^+K^Zj variiert. Das Filter kann aber im allgemeinen in der oben beschriebenen Weise vereinfacht werden.

F
Das Geschwindigkeitssignal ν des Geschwindigkeitssensors 52

^X Ap

korrigiert im Summierpunkt 78 mit dem Schätzwert Δν wird dem Koordinatentransformations-Rechner 72 zugeführt, der in Figur im einzelnen dargestellt ist.

Der Koordinatentransformations-Rechner 72 erhält die Signale sin Φ und cos Φ sowie das Element C₃ ~^sin *d_er Richtungskosinusmatrix. Er bildet aus dem letzteren, wie durch Block dargestellt ist

(20) cos*= if 1 C₃^ .

Der Koordinatentransformations-Rechner 7 2 bildet daraus und aus εϊηψ und cos Ψ die Produkte ΞΐηΦ cos θ und cos Φ cos *, wie durch die Blöcke 200 und 202 dargestellt ist. Durch Multiplikation der so erhaltenen Signale bzw. von C-... = - sin*mit dem korrigierten Geschwindigkeitssignal "v , dargestellt durch die Blöcke 204,206,208 ergibt sich,

(21) v^R = v^F cos ψ cos»

(22) v^R = v^F sin Φ cos»

y "

(23) v^R = -v^F sin*

in Übereinstimmung mit der Multiplikation des Vektors

0 0

mit der Richtungskosinusmatrix C„ von Gleichung (1). Es werden so die Geschwindigkeitskomponenten in einem erdfesten

ü Ό Ti

Koordinatensystem χ ,y ,z erhalten, wie es in Figur dargestellt ist. Der Positionsrechner 74 (Fig. 1) berechnet daraus die Position des Fahrzeugs. Es ist, wie sich aus Figur ergibt,

(26) λ =

v^R

Φ - X

(R +h)cos Φ

wobei Φ die geographische Breite, die geographische Länge,

R der Radius der Referenzfläche der Erde (Meeresspiegel)

h die Höhe über der Referenzfläche ist. Der Positionsrechner 74 berechnet somit

f ^vx^(t)

(27) Φ (t) =3 R^+iT dt + Φ (O)

t R,,.

i7fi\ λ t*-\ - ( V dt + λ (ο)

(28) ^(t) ~ J (R_o+h)cos*

Die Höhe h über der Referenzfläche wird durch Integration der Vertikalgeschwindigkeitskomponente ν gestützt durch eine bei Stillstand des Fahrzeugs gemessene oder eingegebene Referenzhöhe h gewonnen. Die hierfür vorgesehene Filterstruktur ist in Figur 9 dargestellt.

TJ

Das Signal ν wird durch einen Integrator 210 integriert und

^z λ

liefert einen Schätzwert h für die Höhe. In einem Summierpunkt

Λ 212 wird die Differenz h -h gebildet. Die Abweichung von Schätzwert und Referenzhöhe wird mit einem "off-line" berechneten zeitabhängigen Faktor K(t), dargestellt durch Block 214, auf einen Summierpunkt 216 am Eingang des Integrators zurückgeführt.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Navigationsgerät für Landfahrzeuge, enthaltend

eine Trägheitsmeßeinheit mit drehempfindlichen Trägheitssensoren, welche auf Drehbewegungen um fahrzeugfeste Achsen ansprechen, und Beschleunigungsmessern, welche auf Linearbeschleunigungen längs fahrzeugfester Achsen ansprechen,

einen Geschwindigkeitsensor, welcher auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs über Grund in Richtung der Fahrzeuglängsachse anspricht,

einen Transformationsparameter-Rechner, auf den die Signale der Trägheitsmeßeinheit aufgeschaltet sind und der zur Berechnung von Transformationsparametern zur Transformation von Vektorkomponenten von einem fahrzeugfesten Koordinatensystem in ein erdfestes Koordinatensystem eingerichtet ist,

KorrekturSignalgeber, auf welche Transformationsparameter von dem Transformationsparameter-Rechner aufgeschaltet sind und deren Ausgangssignale die durch die Schwerkraft hervorgerufenen Anteile der an den Beschleunigungsmessern wirkenden Beschleunigungen wiedergeben und den Signalen der Beschleunigungsmesser zur Bildung von Translationsbeschleunigungssignalen überlagert sind,

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ORIGINAL INSPECTED

Integratoren, auf welche die Translationsbeschleunigungssignale aufgeschaltet sind und welche inertiale Geschwindigkeitssignale liefern,

ein Optimalfilter, auf welches die inertialen Geschwindigkeitssignale und das Signal des Geschwindigkeitssensors aufgeschaltet sind und welches unter Berücksichtigung dieser Signale optimierte Geschwindigkeitssignale bezogen auf fahrzeugfeste Koordinaten liefert,

einen Koordinatentransformations-Rechner, dem die optimierten Geschwindigkeitssignale und die Transformationsparameter von dem Transformationsparameter-Rechner zugeführt werden und der zur Transformation dieser Geschwindigkeitssignale in transformierte Geschwindigkeitssignale eingerichtet ist, die auf ein erdfestes Koordinatensystem bezogen sind, und

einen Positionsrechner, auf den die transformierten Geschwindigkeitssignale aufgeschaltet sind und der zur Bildung von Positionssignalen eingerichtet ist, welche die Position des Fahrzeugs wiedergeben,

nach Patent... (Patentanmeldung P 28 18 202.7)

dadurch gekennzeichnet, daß das Optimalfilter in folgender Weise aufgebaut ist:

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(a) In einem ersten Summierpunkt (148) wird die Differenz

F F
(ν_τ -ν ) der in die Richtung der Fahrzeuglängsachse

F F

(x ) fallenden Komponente (v_T ) des inertialen Geschwindigkeitssignals und des Geschwindigkeits-

F
signals (v ) von dem Geschwindigkeitssensor der Differenz eines ersten und eines zweiten Signals zur Bildung eines ersten Differenzsignals (Z₁) entgegengeschaltet, wobei das erste Signal einen

Λ ρ

Schätzwert ( Av₁. ) für den Fehler des Längskomponenten-

F
signals (v_T ) der inertialen Geschwindigkeit und das zweite Signal einen Schätzwert (Av) für den Fehler

F ^x des Geschwindigkeitssignals (v ) darstellt.

ji

(b) In einem zweiten Summierpunkt (152) wird der in die

•Ei

Richtung der Fahrzeugquerachse (y ) fallenden Komponente (V₁ ) des inertialen Geschwindigkeitssignals ein weiteres Signal zur Bildung eines zweiten Differenzsignals (z_) entgegengeschaltet, wobei dieses weitere Signal einen Schätzwert ( Av₇ ) für

F den Fehler des Querkomponentensignals (ν_χ ) der inertialen Geschwindigkeit ist.

(c) In einem d::itten Summierpunkt (154) werden das mit einem Faktor (K₁₁) multiplizierte erste Differenzsignal (Z₁) sowie ein Signal

^C32^dz - ^C33 ^dy
addiert und mittels eines Integrators zur Bildung

eines Signals AC₃₁ integriert, wobei

- 27 -

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■I/.

C_₂,C,_ von dem Transformationsparameter-Rechner (68) gelieferte Element aus der letzten Zeile der Richtungskosinusmatrix für die Transformation aus einem fahrzeugfesten Koordinatensystem in ein erdfestes Koordinatensystem sind,

d ,d die bekannten Driften der im Hoch- bzw. Querachse empfindlichen Drehgeschwindigkeitssensoren sind und

Δ C₃₁ ein Schätzwert für den Fehler des Elements C₃₁ der Richtungskosinusmatrix ist.

(d) In einem vierten Summierpunkt (160) werden das mit einem Faktor (K₀₀) multiplizierte zweite Differenzsignal (z₂> sowie ein Signal

^C33^dx - ^C31 ^dy
addiert und mittels eines Integrators zur Bildung

eines Signals AC₃₂ integriert, wobei

C₃₁/C₃₃ von dem Transformationsparameter-Rechner gelieferte Element aus der letzten Zeile der Richtungskosinusmatrix für die Transformation aus einem fahrzeugfesten Koordinatensystem in ein erdfestes Koordinatensystem sind.

- 28 -

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d ,d die bekannten Driften der um die Längsbzw. Querachse empfindlichen Drehgeschwindigkeitssensoren sind und

Δ C-- ^eiⁿ Schätzwert für den Fehler des Elements C₃₂ der Richtungskosinusmatrix ist.

(e) In einem fünften Summierpunkt (166) werden das mit

der Erdbeschleunigung g multiplizierte SignalAC.,.., das mit einem Faktor (K^₁) multiplizierte erste Differenzsignal (Z₁) sowie der bekannte Nullpunktfehler (b ) des in Fahrzeuglängsrichtung empfindlichen Beschleunigungsmessers addiert und mittels eines Integrators zur Bildung des Signals integriert,

F
welches den Schätzwert (Δ v_T ) für den Fehler des

F
Längskomponentensignals (V₁ ) der inertialen Geschwindigkeit darstellt.

(f) In einem sechsten Summierpunkt (174) werden das

F
Signal (A ) des in Fahrzeuglängsrichtung empfindlichen Beschleunigungsmessers (52) und das mit der Erdbeschleunigung g multiplizierte, von dem Transformationsparameter-Rechner gelieferte Element CU₁ aus der ersten Spalte und dritten Zeile der Richtungskosinusmatrix zur Bildung eines die Translationsbeschleunigung in Fahrzeuglängsrichtung

»F
wiedergebenden Signals (v ) addiert.

(g) Durch einen Integrator (178) wird das mit einem Faktor (K_fi1) multiplizierte erste Differenzsignal

₁ integriert zur Bildung eines Schätzwertes für ' A
den Fehler Ak des Skalenfaktors des Geschwindigkeits-

Ji

sensors.

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(h) In einem siebenten Summierpunkt (184) werden das mit einem Faktor (K₅₁) multiplizierte erste Differenzsignal (Z₁) und das Produkt aus dem die Translations-

»F beschleunigung wiedergebenden Signals (v ) und dem Ausgangssignal des letzterwähnten Integrators (178) addiert und mittels eines weiteren Integrators (188) zur Bildung des Signals integriert, welches den

Λ F¹

Schätzwert (Av) für den Fehler des Geschwindigkei signals des Geschwindigkeitssensors (52) darstellt.

(i) In einem achten Summierpunkt (190) werden das mit der Erdbeschleunigung g multiplizierte Signal Δ C₃₂* das mit einem Faktor (K₄₃) multiplizierte zweite Differenzsignal (z„) sowie der bekannte Nullpunktfehler (b ) des in Fahrzeuglängsrichtung empfindlichen Beschleunigungsmessers (42) addiert und mittels eines Integrators (196) zur Bildung des Signals integriert, welches den Schätzwert ( Δv_T )

F für den Fehler des Querkomponentensignals (ν_χ ) der inertialen Geschwindigkeit darstellt.

Λ ρ
(j) Das dem Schätzwert ( Av ) für den Fehler des

ji

Geschwindigkeitssignals wird von dem Geschwindigkeitssignal subtrahiert.

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2. Navigationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

(k) in dem dritten Summierpunkt (154) zusätzlich einmal

das mit der Drehgeschwindigkeit ( ω ) um die

ρ ^z a

Hochachse (z ) multiplizierte Signal ( AC₃₂)und zum anderen das mit einem Paktor (K₁₉) multiplizierte zweite Differenzsignal (z₂) addiert wird,

ti) in dem vierten Summierpunkt (160) zusätzlich einmal

F das mit der Drehgeschwindigkeit (^ω ) um die

ρ ^z Λ

Hochachse (z ) multiplizierte Signal Ae,₂ und.zum anderen das mit einem Faktor (K₂^) multiplizierte erste Differenzsignal (z,.) addiert wird,

(m) in dem fünften Summierpunkt (166) zusätzlich das mit einem Faktor (K₃₂) multiplizierte zweite Differenzsignal C?₂i addiert wird,

(n) in dem siebenten Summierpunkt (184) zusätzlich das mit einem Faktor (K„) multiplizierte zweite Differenzsignal (z^) addiert wird,

(o) in dem achten Summierpunkt (190) zusätzlich das mit einem Faktor (K₄-) multiplizierte erste Differenzsignal (Z₁) addiert wird und

tp) der Integrator (178) zur Bildung eines- Schätzwertes für den Fehler Ak des Skalenfaktors des Geschwindigkeitssensors t52) zusätzlich von dem mit einem Faktor (Kg₂) multiplizierten zweiten Differenz signal &Λ beaufschlagt ist.

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