DE3209235A1 - DEVICE FOR MEASURING THE SPEED - Google Patents
DEVICE FOR MEASURING THE SPEEDInfo
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Description
INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC
CORPORATION, NEW YORKINTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC
CORPORATION, NEW YORK
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Einrichtung zur Messung der GeschwindigkeitDevice for measuring the speed
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur MessungThe invention is based on a device for measurement
der Geschwindigkeit eines Land-, Luft- oder Seefahrzeuges.the speed of a land, air or sea vehicle.
Die Einrichtung ist für bemannte und unbemannte Fahrzeuge geeignet.The facility is suitable for manned and unmanned vehicles.
Bei der neuen Einrichtung werden Sensoren verwendet, die als Festkörperbauelement realisiert sind, die eine sehr große Bandbreite und eine kurze Reaktionszeit haben und die auf Änderungen des Magnetfelds sehr empfindlich ansprechen. Solche Sensoren sind Luftspaltmagnetometern überlegen. Diese weisen eine beträchtliche Induktanz auf, während Sensoren, die den Hall-Effekt ausnützen, aisrein ohmsche Widerstände wirken. Ein für die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung geeigneter Sensor ist beispielsweise ein Hall-Effekt-Sensor, der, vereinfacht ausgedrückt, ein Hall-Relais ohne Windungen ist. Der Hall-Effekt-Sensor ist jedoch bei der tatsächlichen Realisierung den besonderen Anforderungen angepaßt. An der Unterseite des Fahrzeugs, z. B. unter dem Rumpf eines Flugzeugs oder an vom Flugzeug abstehenden Stäben, sind mehrere Sensoren angeordnet.The new device uses sensors that are implemented as solid-state components, which are a very have large bandwidth and a short response time and which are very sensitive to changes in the magnetic field. Such sensors are air gap magnetometers think. These have a considerable inductance, while sensors that use the Hall effect act as pure ohmic resistances. A sensor suitable for the speed measuring device is, for example, a Hall effect sensor, which, in simple terms, is a Hall relay is without turns. The hall effect sensor is however, when it comes to the actual realization, the special one Adapted to requirements. At the bottom of the vehicle, e.g. B. under the fuselage of an aircraft or on from the aircraft protruding rods, several sensors are arranged.
Die MagnetfeLdsensoren nehmen abhängig von der Zeit unterschiedliche Magnetfeldwerte auf/und da sich das Fahrzeug bewegt, nehmen die räumlich gegeneinander versetzt angeordneten MagnetfeLdsensoren dasselbe Magnetfeld zu geringfügig unterschiedlichen Zeiten auf. Jede Spitze in demThe magnetic field sensors take different ones depending on the time Magnetic field values on / and as the vehicle moves, take those that are spatially offset from one another Magnetic field sensors have too little the same magnetic field different times. Every tip in that
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Diagramm, das den MagnetfeLdverLauf . angibt, wird von dem in Bewegungsrichtung hinten angeordneten Sensor später aLs von dem vorn angeordneten Sensor wahrgenommen.Diagram showing the course of the magnetic field. indicates is of the Sensor arranged at the rear in the direction of movement later as perceived by the sensor located in front.
Die Änderungen des Magnetfelds werden ermitteLt und zur Bestimmung des Geschwindigkeitsvektors einer Korre lationsanaLyse unterworfen. Daraus erhäLt man die Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Heßgenauigkeit ist umso größer, je mehr sich das Fahrzeug in Bodennähe befindet (im Gegensatz zu einigen anderen Meßverfahren). Die Korrelationsauswertung kann auch dazu verwendet werden, den Abstand des Fahrzeugs vom Boden zu bestimmen. TieffLiegende Raketen oder Aufk lärungsfLugkörper können auf Grund von AnomaLien GeLändeveränderungen erkennen, wohinge.gen in großen Höhen die KraftLinien, die auf die Sensoren wirken, abfLachen und verschmeLzen, wodurch die Meßgenauigkeit abnimmt. Um die Genauigkeit zu vergrößern (z.B. bei kleinen unbemannten Flugkörpern, die zu AufkLärungszwecken eingesetzt sind), sind ein oder mehrere Sensoren an Stangen, die vorne und hinten über den Flugkörper hinausragen, angebracht. Wird diese Art der Geschwindigkeitsmessung bei einem U-Boot eingesetzt, dann erhält man auch hier gute Ergebnisse. Das U-Boot bewegt sich nämlich in relativ kleinem Abstand von den Anomalien.The changes in the magnetic field are determined and used Determination of the speed vector of a correlation analysis subject. This gives the vehicle speed. The measuring accuracy is greater, the closer the vehicle is to the ground (in contrast to some other measurement methods). The correlation evaluation can also be used to determine the vehicle's distance from the ground. Low-lying missiles or reconnaissance missiles may be due to anomalies Terrain changes recognize, whereas at great heights the lines of force that act on the sensors flatten and merge, as a result of which the measurement accuracy decreases. To increase the accuracy (e.g. with small unmanned aerial vehicles that are used for reconnaissance purposes are), one or more sensors are attached to rods that protrude from the front and rear of the missile. If this type of speed measurement is used on a submarine, then good ones are also obtained here Results. The submarine moves at a relatively small distance from the anomalies.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen beispielsweise 5 näher erLäutert. Es zeigtThe invention is based on drawings, for example 5 explained in more detail. It shows
Fig. 1 ein Flugzeug mit zwei an Stangen angeordneten Sensoren,1 shows an aircraft with two arranged on rods Sensors,
Fig. 2 ein Beispiel für die Verteilung des Magnetfelds, undFig. 2 shows an example of the distribution of the magnetic field, and
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Fig. 3 ein Blockschaltbild der Auswerteeinrichtung.3 shows a block diagram of the evaluation device.
In der Fig-1 ist schematisch ein Flugzeug dargestellt (z. B. ein unbemannter AufklärungsfLugkörper), der nach vorne und nach hinten ausgerichtete Stangen, an denen Sensoren 2,3 angeordnet sind, aufweist. In der. Fig. 2 ist ein Beispiel für die Verteilung des Magnetfelds angegeben, so wie sie von einem Sensor aufgenommen wird. Da der Sensor 3 in Bewegungsrichtung betrachtet hinter dem Sensor 2 angeordnet ist, hängt die Differenz zwischen den Zeitpunkten, zu denen diese bestimmte FeLdverteilung vom vorderen bzw. hinteren Sensor empfangen wird, u. a. vom Abstand der Sensoren und von der Geschwindigkeit des Flugkörpers ab. Von beiden Sensoren werden, zeitlich verschoben, im Wesentlichen gleiche Feldverteilungen aufgenommen.An aircraft is shown schematically in FIG. 1 (e.g. an unmanned reconnaissance missile), which after front and rear facing rods on which Sensors 2, 3 are arranged, has. In the. Fig. 2 is an example is given of the distribution of the magnetic field as it is picked up by a sensor. Because the sensor 3 viewed in the direction of movement behind the sensor 2 is arranged, the difference between the points in time at which this particular field distribution from the front or rear sensor is received, including the distance between the sensors and on the speed of the missile. from both sensors are essentially shifted in time same field distributions recorded.
Wie in dem Blockschaltbild in Fig. 3 angegeben werden die von den Sensoren 2,3 aufgenommenen Werte über Verstärker 4,5 zu Einrichtungen 6 und 7 geleitet, die jeweils eine Kreuzkorrelation durchführen. Deren Ausgangssigna Le wiederum werden zu einem Rechner 8 geleitet.As indicated in the block diagram in FIG. 3, the values recorded by the sensors 2, 3 via amplifiers 4.5 to devices 6 and 7, which each carry out a cross-correlation. Their initial signa Le in turn are sent to a computer 8.
Es ist möglich, außer diesen beiden Sensoren an unterschiedlichen Stellen und unter unterschiedlichen Winkeln am Flugkörper noch weitere Sensoren vorzusehen. Je nach Anforderung kann der Rechner aus den aufgenommenen Werten die Geschwindigkeit des Flugkörpers über Grund, den Steigwinkel und die Entfernung von der Erdoberfläche berechnen. Nachfolgend wird auf die der Auswertung zugrundeliegenden Gedanken Bezug genommen. Für eine Korre lations- oder PhasenvergLeichstechnik sollte das sich mit der Bewegung ändernde Verhalten vergleichbar sein mit dem Abstand der Sensoren. Deren Empfindlichkeit wiederum solLte so sein, daß sieIt is possible to have these two sensors in different places and at different angles to provide further sensors on the missile. Depending on the requirements, the computer can use the recorded values the speed of the missile over the ground, the angle of climb and calculate the distance from the earth's surface. The following is the basis for the evaluation Thoughts referenced. For a correlation or phase comparison technique the behavior that changes with the movement should be comparable to the distance between the sensors. Their sensitivity, in turn, should be such that they
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innerhalb dieser Entfernung ansprechen.address within this distance.
Für ein spezielles Beispiel wird angenommen, daß das Flugzeug in einer Höhe von 30 Metern fliegt und daß die Sensoren einen Abstand von 3 in voneinander haben. Geomagnetische Untersuchungen in 1000 Fuß (ca. 330 m ) über Grund haben ergeben, daß infolge von magnetischen Anomalien und anderen Faktoren Änderungen des Magnetfelds vorhanden sind. Eine typische Änderung ist 600 nT/kmFor a specific example it is assumed that the The aircraft flies at a height of 30 meters and that the sensors are 3 in. Apart. Geomagnetic Investigations at 1,000 feet above the ground have shown that this is due to magnetic anomalies and other factors, changes in the magnetic field are present. A typical change is 600 nT / km
-5 -9 (Nanotesla pro Kilometer). Mit 1^»=10 , G=10 ergibt sich eine Änderung von 0,6γ. Bei Messungen in einer Höhe von 30 m ist die Änderung wesentlich größer.-5 -9 (nanotesla per kilometer). With 1 ^ »= 10, G = 10 there is a change of 0.6γ. When measuring at a height of 30 m, the change is much greater.
Hall-Effekt-Sensoren und faseroptische Magnetfeldsensoren (s. z. B. Fibre Optics Magnetic Sensors, Yariv and Winsor, Optic Letters, Band 5, März 1980, Seiten 87 bis 89) haben Empfindlichkeiten von besser als 0,6tf. Mit HaIL-Effekt-Sensoren sind Messungen bis mindestens 0,01·^ möglich. Beide Arten von Sensoren weisen eine große Bandbreite auf, was bezüglich der Korrelation und somit auch der Heßgenauigkeit Vorteile bringt. Außer diesen genannten Sensoren sind auch noch andere Sensoren geeignet. .Hall effect sensors and fiber optic magnetic field sensors (see, for example, Fiber Optics Magnetic Sensors, Yariv and Winsor, Optic Letters, Volume 5, March 1980, pages 87 to 89) have sensitivities of better than 0.6tf. With HaIL effect sensors, measurements down to at least 0.01 · ^ are possible. Both types of sensors have a large bandwidth, which has advantages with regard to the correlation and thus also the measurement accuracy. In addition to these sensors mentioned, other sensors are also suitable. .
Bei der Verwendung dieser Magnetfeldsensoren und der Auswertung mittels KorreLationsverfahren ist für tieffliegende Flugkörper eine Koppelnavigation möglich. Man erhält die Geschwindigkeit relativ zum Grund und auch für andere Winkel, z. B. für vertikale Bewegungen. Magnetfeldsensoren benötigen nur eine geringe Leistung und sind unentdeckbar, da sie keine Strahlung abgeben.When using these magnetic field sensors and the A dead reckoning is possible for low-flying missiles using correlation methods. Man maintains the speed relative to the ground and also for other angles, e.g. B. for vertical movements. Magnetic field sensors only require a small amount of power and are undetectable because they do not emit any radiation.
In der obigen Beschreibung wurden faseroptische Magnetfeldsensoren erwähnt. Bei einem solchen Sensor wird eineIn the above description, fiber optic magnetic field sensors have been used mentioned. With such a sensor, a
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Lichtleitfaser verwendet, die eine magnetostriktive Ummantelung aufweist. Das zu bestimmende Magnetdeld beeinflußt über die magnetostriktive Ummantelung die Lichtübertragungseigenschaften in der Lichtleitfaser. Zur Messung wird ein sich in der Lichtleitfaser ausbreitender Lichtstrahl verwendet. Die zur Messung notwendigen Informationen erhält man mittels am Flugkörper in geeigneter Weise und Richtung angeordneten faseroptischen Magnetfeldsensoren. Rauschen, das durch Schall- oder Druckeinwirkungen aufOptical fiber used, which has a magnetostrictive cladding. The magnetic field to be determined influences the light transmission properties in the optical fiber via the magnetostrictive sheathing. For measurement a light beam propagating in the optical fiber is used. The information necessary for the measurement is obtained by means of fiber-optic magnetic field sensors arranged on the missile in a suitable manner and direction. Noise caused by the effects of sound or pressure die Lichtleitfaser verursacht wird, beseitigt man in vorteilhafter Weise dadurch, daß man parallel zu den Lichtleitfasern der faseroptischen Magnetfeldsensoren weitere "nichtmagnetische" Lichtleitfasern anordnet und durch geeignete Verarbeitung der Ausgangssignale (z.B. Subtraktion)the optical fiber is caused, is eliminated in an advantageous manner that one further parallel to the optical fibers of the fiber optic magnetic field sensors Arranges "non-magnetic" optical fibers and processes the output signals appropriately (e.g. subtraction) den störenden Einfluß kompensiert. Da das Rauschen dercompensates for the disturbing influence. Since the noise of the Magnetfeldkorrelation für die Geschwindigkeitsmessung verwendet wird, können sowohl MuLtimode-Fasern als auch Monomode-Fasern ( bei denen Phasendifferenz-Effekte gemessen werden können ) verwendet werden.Magnetic field correlation is used for speed measurement, both multimode fibers can be used as well Single mode fibers (in which phase difference effects can be measured) can be used.
Das Hinwegbewegen des Fleckenbildes des aus der Multimode-Faser austretenden Lichtstrahls über die Oberfläche des optischen Detektors ergibt eine Frequehzverteilung die im Einklang ist mit der Beeinflußung des Magnetfeldsensors.Moving the patch image of the light beam emerging from the multimode fiber over the surface of the optical detector gives a frequency distribution is consistent with the influence of the magnetic field sensor.
Das Korrelationssystem kann mit anderen Sensoren kombiniert werden, wodurch sich eine einfache Navigationshilfe ergibt.The correlation system can be combined with other sensors resulting in a simple navigation aid.
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Claims (4)
CORPORATION, NEW YORKINTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC
CORPORATION, NEW YORK
Land-, Luft- oder Seefahrzeugs, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß am Fahrzeug mindestens zwei in Bewegungsrichtung zueinander versetzt angeordnete MagnetfeLdsensoren (2,3) vorgesehen sind, daß die von den
beiden MagnetfeLdsensoren gemessenen Werte zu einer Auswerteeinrichtung (6,7,8) übertragen werden, und daß in
der Auswerteeinrichtung aus der Information, zu welchem
Zeitpunkt an weLchem Sensor bestimmte Werte vorhanden sind, die Geschwindigkeit berechnet wird. ( 1.) Device for measuring the speed of a
Land, air or sea vehicle, characterized in that at least two magnetic field sensors (2, 3) are provided on the vehicle, offset from one another in the direction of movement, that the
two magnetic field sensors are transmitted to an evaluation device (6,7,8), and that in
the evaluation device from the information to which
Point in time at which sensor certain values are available, the speed is calculated.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| GB8108283A GB2094981B (en) | 1981-03-17 | 1981-03-17 | Magnetic velocity measuring systems |
Publications (1)
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| DE3209235A1 true DE3209235A1 (en) | 1982-09-30 |
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ID=10520435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19823209235 Withdrawn DE3209235A1 (en) | 1981-03-17 | 1982-03-13 | DEVICE FOR MEASURING THE SPEED |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| GB (1) | GB2094981B (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0629861A1 (en) * | 1993-06-18 | 1994-12-21 | STN ATLAS Elektronik GmbH | Apparatus for measuring the speed of land vehicles |
| CN103050014A (en) * | 2012-12-11 | 2013-04-17 | 武汉智慧城市研究院股份有限公司 | Traffic speed detection system and detection method |
| DE102014211283B4 (en) | 2013-06-14 | 2022-10-13 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Device for navigation within areas exposed to a magnetic field |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8817500D0 (en) * | 1988-07-22 | 1988-08-24 | B Kent Plc Ab | Cross-correlation apparatus & methods |
| CA2112636A1 (en) * | 1993-12-30 | 1995-07-01 | Normand Dery | Remote starting system for a vehicle having a diesel engine |
| SE515008C2 (en) * | 1994-07-04 | 2001-05-28 | Daimler Chrysler Ag | Device for speed measurement in rail vehicles |
| DE202018107011U1 (en) * | 2018-12-09 | 2019-02-21 | MagSens Unternehmergesellschaft (haftungsbeschränkt) | Device for determining operating parameters of vehicles and associated infrastructure |
-
1981
- 1981-03-17 GB GB8108283A patent/GB2094981B/en not_active Expired
-
1982
- 1982-03-13 DE DE19823209235 patent/DE3209235A1/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0629861A1 (en) * | 1993-06-18 | 1994-12-21 | STN ATLAS Elektronik GmbH | Apparatus for measuring the speed of land vehicles |
| CN103050014A (en) * | 2012-12-11 | 2013-04-17 | 武汉智慧城市研究院股份有限公司 | Traffic speed detection system and detection method |
| DE102014211283B4 (en) | 2013-06-14 | 2022-10-13 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Device for navigation within areas exposed to a magnetic field |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2094981B (en) | 1984-04-18 |
| GB2094981A (en) | 1982-09-22 |
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