DE3203593A1 - Device for local orientation on the basis of terrestrial information - Google Patents
Device for local orientation on the basis of terrestrial informationInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur örtlichen OrientierungThe invention relates to a device for local orientation
auf der Basis terrestrischer Informationen für jede Art von sich im Wasser, auf dem Boden oder in der Luft bewegenden Fahrzeugen.based on terrestrial information for each type of itself im Water, vehicles moving on the ground or in the air.
Für die terrestrische Navigation stellt die Topographie der Erde Parameter zur Verfügung, die in Form von Bezugsdaten zur örtlichen Orientierung verwendet werden können.The topography of the earth provides parameters for terrestrial navigation available, which is used in the form of reference data for local orientation can be.
Bekannte Navigationsverfahren bedienen sich dabei der lurch Rader direkt aufgenommenen topographischen Daten.Well-known navigation methods use the Lurch Rader directly recorded topographical data.
Diese Raddrnavigation ist seit ca. 15 Jahren weit verbreitet. Große Nachteile liegen in dem umfangreichen und kostenspieligen Aufbau der Radargeräte, der erforderlichen Aufnahme der jeweiligen terrestrischen Gebiete durch Radar (Verfügbarkeit der Daten!) sowie in vielen fällen der Stör- und Ortbarkeit.This wheel navigation has been in widespread use for around 15 years. Size Disadvantages are the extensive and costly construction of the radar devices, the required recording of the respective terrestrial areas by radar (availability of the data!) as well as in many cases of disturbance and locatability.
in den letzten Jahren sind terrestrische Navigationsverfahren bekannt geworden, die als gespeicherte Bodendatenproben-Bezugsdaten Höhenlinien oder - Punkte (Folge von Höhen) verwenden, die unmittelbar aus Reliefkarten oder auch Stereofotos ermittelt sind.Terrestrial navigation methods have been known in recent years which are used as stored soil data sample reference data, contour lines or points Use (sequence of heights) that come directly from relief maps or stereo photos are determined.
Mit Hilfe einer Sensoreinheit werden zur Navigation Daten aufgenommen, die die Höhenlinie das Terrainstreifens repräsentieren sollen, in dem sich das Fahrzeug gerade bewegt.With the help of a sensor unit, data is recorded for navigation, which should represent the contour line of the strip of terrain in which the vehicle is located just moved.
Es wird dann i.d.R. versucht diese aufgenommenen Daten so aufzubereiten, daß ein Vergleich mit den gespeicherten Daten möglich wird und aufgrund dieses Vergleichs eine Navigationsdatenermittlung erfolgen kann.As a rule, an attempt is then made to prepare this recorded data in such a way that that a comparison with the stored data becomes possible and on the basis of this comparison navigation data can be determined.
Solche Verfahren sind z. B. bekannt geworden durch Navigationssysteme gemaß US-PS 2 3:28 795; US-Offenlegungsschrift 28 01 045; Deutsches Patentamt OS 30 16 901; Deutsches Patentamt OS 30 28 050.Such methods are e.g. B. made known by navigation systems U.S. Patent 2,3:28,795; U.S. Patent Publication 28 01 045; German Patent Office OS 30 16 901; German Patent Office OS 30 28 050.
Vorteile dieser Verfahren liegen gegenüber der erwähnten Radarnavic;ation darin, daß die zu speichernden Referenzdaten nicht von Radargeräten aufgenommen werden müssen sondern die Höhenverläufe, Reliefkarten etc. entnommen werden können. Nachteilig ist, daß die zum Einsatz kommenden Sensoren die Terrainstreifen nicht so "sehen", wie sie in der topographischen Höhenstruktur gegeben sind.These methods have advantages over the aforementioned radar navigation in that the reference data to be stored is not recorded by radars Need to become but the elevation profiles, relief maps, etc. are taken can be. The disadvantage is that the sensors used are the terrain strips not "see" as they are given in the topographical height structure.
Dies macht sich insbesondere dann kritisch bemerkbar, wenn die Gelände schwach höhenstrukturiert sind und unterschiedliche Oberflächenstruktur aufweisen, die auch noch jahreszeitlichcn, wetterbedingten und missionsbedingten (u.a. Höhe) Einflüssen unterworfen rist.This is particularly noticeable when the terrain are slightly structured in height and have different surface structures, the seasonal, weather-related and mission-related (including altitude) Subject to influences.
Das erfindungsgemäße Orientierungsgerät setzt nün verbesserungsmäßig in diesen Punkten an.The orientation device according to the invention is now in terms of improvement on these points.
Es wird darauf hingewiesen, daß mit Orientierung sowohl die örtliche Orientierung (auf der Basis terrestrischer Informationen) von Luft-, Boden- und Unterwasserfahrzellyen bezeichnet wird, obgleich in dem später beschriebenen Ausführungsbeispiel die Fluggeräte-Orientierung beschrieben wird. Ferner wird der Ausdruck "Terrain" bzw. "Oberflache" sowohl für den Erdboden als auch für jeden Teil der Erdoberfläche verwendet,sei es, daß er freiliegt, oder daß er überdeckt ist, wobei anwendungsorientiert jeweils die überdeckte Terrainstruktur oder die Oberlächenstruktur gewählt wird.It should be noted that with orientation both the local Orientation (based on terrestrial information) of air, ground and Is referred to as submarine cell lelly, although in the embodiment described later the aircraft orientation is described. Furthermore, the term "terrain" or "surface" for both the ground and any part of the surface of the earth used, be it that it is exposed or that it is covered, being application-oriented the covered terrain structure or the surface structure is selected in each case.
Gemäß Erfindung werden als Referenz für die Orientierungsermittlung aus aktuellen Sensordaten solche Bodendatenproben gespeichert, die aus einer normierten, standardisierten Landmassen-Daten-Basis abgeleitet werden können.According to the invention, as a reference for determining the orientation from current sensor data, such soil data samples are stored that are derived from a standardized, standardized land mass data base can be derived.
Diese Landmassen-Daten-Basis kann wiederum gewonnen sein aus einer nach festen Vereinbarungen vorgenommenen Normierung von Terrain-Informationen wie Höhenverläufen, Oberflächenstrukturen, speziellen flächigen, linisenhaften, punktförmigen Eigenschaften,für die topographische Karten, Satelliteninformatiorlen Fotos, Informationsdienstangaben usw. verwendet werden können.This land mass data base can in turn be obtained from a standardization of terrain information such as Height gradients, surface structures, special flat, linear, punctiform Properties for topographic maps, satellite informational photos, information service indications etc. can be used.
Das DLMS der US-Defense Mapping Agency ist dafür ein zu bevorzugendes Beispiel.The US Defense Mapping Agency's DLMS is a preferable one for this Example.
Diese Bodendatenproben sollen nicht nur normierte Höhenfolgenin@ormationen enthalten, sondern auch normierte Oberlächenstruktur-Informationen incl. Angaben von hervorzuhebenden speziellen Eigenschaften. Die zu speichernden Bodendatenproben sollen weiterhin so aus den obigen normierten Informationen mit Hilfe bekannter Modelle über das Verhalten der verwendeten Sensoren abgeleitet werden, daß sie weitgehend die "Terrain-Sicht" des Sensors während des Überfluges darstellen.These soil data samples should not only be standardized height sequence information contain, but also standardized surface structure information including details of special properties to be emphasized. The soil data samples to be saved should continue to be so from the above standardized information with the help of known Models about the behavior of the sensors used are derived that they largely show the "terrain view" of the sensor during the overflight.
Diese so qewonnenen.Bodendatenproben werden in digitaler Form in einem Speicher 2, gemäß Fig. 1, die ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Orientierungsgerätes zeigt, abgelegt.These soil data samples obtained in this way are stored in digital form in a Memory 2, according to FIG. 1, which shows an embodiment of the orientation device according to the invention shows, filed.
Die gespeicherten Bodendatenproben sind damit basisnormiert im iiinblick auf den verwendeten Bodendatenproben-Sensor I.The stored soil data samples are therefore standardized at the base level on the used soil data sample sensor I.
Dieser Sensor muß nicht vorzugsweise ein Gerät zur Ermittlung von liöhenformationen sein, soll aber eine einheitliche physikalische Punkt- bzw. Linienstruktur aufnehmen und nicht eine differenzierte Fläche wi.e Szenen und Bilder.This sensor does not preferably have to be a device for determining be line information, but should be a uniform physical point or line structure and not a differentiated area such as scenes and images.
Die vom Sensor I,1 aufgenommenen Bodendatenproben werden, nur störsignalmäßig gefiltert,einem Mi.cro-Prozessor 3 zugeführt, in dem sie zur Orientierungsermittlung nach bekannten Verfahren der Korrelation und (Kalman-)Filterung mit den gespeicherten Referenzdaten verglichen werden.The soil data samples recorded by the sensor I, 1 are only interfering signals filtered, fed to a Mi.cro processor 3, in which they are used to determine the orientation according to known methods of correlation and (Kalman) filtering with the stored Reference data are compared.
Diese vorne beschriebenen Referenzdaten aus 2 werden er@indungsgemäß jedoch nicht unmittelbar dem Micro-Prozessor zugeführt sondern i.d.R. huber zwei Variator-Einheiten 5 und 6.These reference data from FIG. 2 described above are used according to the invention however, not directly fed to the microprocessor, but usually over two Variator units 5 and 6.
In den Variator-Einheiten werden die gespeicherten Bodendatenproben-Informationen in Abhängigkeit von gegebenen Umwelt- und Missionsbedingungen aber auch in Abhängigkeit von den Informationen eines weiteren Bodendatenproben-Sonsors II,7 anhand bekannter Sensor-Verhaltens-Modelle analytisch so gewandelt, daB sie die von dem Sensor I unter den gegebenen Missions- und Umweltbedingungen ermittelten Bodendatenprobenstreifen mit definierter Wahrscheinlichkeit darstellungsmäßig enthalten.The stored soil data sample information depending on the given environmental and mission conditions but also depending from the information of a further soil data sample sensor II, 7 based on known The sensor behavior models are analytically converted in such a way that they contain the data from the sensor I. soil data sample strips determined under the given mission and environmental conditions included with a defined probability in terms of representation.
Als Erläuterung zu der Bodendatenproben-Auslegung für den Speicher soll beispielhaft darauf hingewiesen werden, daß für einen Radarhöhenmesser eine Ebene und eine Ebene mit einem singulären Mast mit Corner-Reflektor-ähnlicher Ausfirmung bei einem Uberflug in Abhängigkeit von u.a. Flughöhe und Antennen-Öffnungswinkel sehr unterschiedlich aussehen können, oder auch ein ebenes Feld für einen IR-Sensor (kein bilderzeugender) sich anders gestaltet je- nach Bewuchs, Regensltuation, Eis- und Schneebelag.As an explanation of the soil data sample design for storage should be pointed out by way of example that for a radar altimeter a Level and one level with a singular mast with a corner reflector-like shield during an overflight depending on, among other things, flight altitude and antenna opening angle can look very different, or a flat field for an IR sensor (no image-generating) is designed differently depending on vegetation, rain situation, ice and snow cover.
Die Variatoren 5 und 6 müssen keine physikalisch getrennten Gebilde darstellen, sie können auch weiterhin integriert sein in den Speicher 2.The variators 5 and 6 do not have to be physically separate represent, they can also continue to be integrated in the memory 2.
Die Umwelt und Missionsbedingungen können manuell in Form von verabredeten, mit den normierten Bodendatenproben korrespondierenden Codes eingegeben werden.The environment and mission conditions can be set manually in the form of agreed, codes corresponding to the standardized soil data samples are entered.
Sie können aber auch, z.B. in unbemannten Systemen, durch weitere geeignete Meßgeber, automatisch sowie moglicherweise in Abstützung auf den Sensor II ermittelt werden bzw. z.T. vor Missionsbeginn manuell eingegeben werden.But you can also, e.g. in unmanned systems, through further suitable transducers, automatically and possibly with support on the sensor II can be determined or, in some cases, entered manually before the start of the mission.
Weiterhin ist es denkbar, die Funktionen der Sensoren r und II auszutauschen, wenn die Missions- und Umgebungsbedingungen es erfordern und die geeigneten Bodendatenproben zur Speicherung zur Verfügung stehen.It is also conceivable to exchange the functions of sensors r and II, when the mission and environmental conditions so require and the appropriate soil data samples are available for storage.
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Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823203593 DE3203593A1 (en) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | Device for local orientation on the basis of terrestrial information |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19823203593 DE3203593A1 (en) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | Device for local orientation on the basis of terrestrial information |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3203593A1 true DE3203593A1 (en) | 1983-10-13 |
Family
ID=6154663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19823203593 Withdrawn DE3203593A1 (en) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | Device for local orientation on the basis of terrestrial information |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3203593A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3427544A1 (en) * | 1984-04-26 | 1985-10-31 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 2800 Bremen | Arrangement for navigation refresh and for object determination |
-
1982
- 1982-02-03 DE DE19823203593 patent/DE3203593A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3427544A1 (en) * | 1984-04-26 | 1985-10-31 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 2800 Bremen | Arrangement for navigation refresh and for object determination |
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