DE3227568A1 - DEVICE FOR DETERMINING THE NORTH DIRECTION BY MEANS OF A GYRO INFLUENCED BY EARTH ROTATION - Google Patents

DEVICE FOR DETERMINING THE NORTH DIRECTION BY MEANS OF A GYRO INFLUENCED BY EARTH ROTATION

Info

Publication number
DE3227568A1
DE3227568A1 DE19823227568 DE3227568A DE3227568A1 DE 3227568 A1 DE3227568 A1 DE 3227568A1 DE 19823227568 DE19823227568 DE 19823227568 DE 3227568 A DE3227568 A DE 3227568A DE 3227568 A1 DE3227568 A1 DE 3227568A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gyro
signals
axis
signal
tap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19823227568
Other languages
German (de)
Other versions
DE3227568C2 (en
Inventor
Dieter Dipl.-Phys.Dr. 7770 Überlingen Joos
Uwe 7770 Überlingen-Nußdorf Krogmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Original Assignee
Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bodenseewerk Geratetechnik GmbH filed Critical Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Priority to DE19823227568 priority Critical patent/DE3227568C2/en
Priority to FR8305184A priority patent/FR2530806B1/en
Priority to GB08315526A priority patent/GB2124372B/en
Publication of DE3227568A1 publication Critical patent/DE3227568A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE3227568C2 publication Critical patent/DE3227568C2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/02Rotary gyroscopes
    • G01C19/34Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes
    • G01C19/38Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes with north-seeking action by other than magnetic means, e.g. gyrocompasses using earth's rotation

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Description

PATENTA ^WA LTl-Jipl.-Phys. JÜRGEN WEISSE ■ Dipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST ■'PATENTA ^ WA LTl-Jipl.-Phys. JÜRGEN WEISSE ■ Dipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST ■ '

1 BÖKENBUSCH41 · D 5620 VELBERT 11 - LANGENBERG 1 BÖKENBUSCH41 D 5620 VELBERT 11 - LANGENBERG

Postfa* 110386 · Telefon: (02127) 4019 · Telex: 8516895Postfa * 110386 Telephone: (02127) 4019 Telex: 8516895

10 Patentanmeldung , ,10 patent application,,

Hodensecwerk ,.Geräte techni k GmbH, ä)-777O UberJ i nj$en/JJodense_eHodensecwerk, .Geräte techni k GmbH, ä) -777O UberJ i nj $ en / JJodense_e

Gerät zur Bestimmung der Nordri ch tung mittels eine.s 3 5 von der Erddrehung beei nfltißten Kreisels Device for determining the north direc- tion by means of an .s 3 5 from the rotation of the earth with an inflated gyro

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Bestimmung der Nordrichtung mittels eines von der Erddrehung be-20 einflußten Kreisels, enthaltendThe invention relates to a device for determining the north direction by means of the rotation of the earth influenced gyro containing

(a) einen zweiachsigen Kreisel, dessen Drallachse im wesentlichen vertikal ist und der zwei zueinander und yu der Drallachse senkrechte Kingangs-"° ac!) .sen besitzt, wobei(a) a two-axis gyroscope whose spin axis is substantially vertical and the two mutually yu and the spin axis perpendicular Kingangs- "° ac has .SEN)!, wherein

(a ) an jeder Eingangsachse des Kreisels ein(a) on each entry axis of the gyro

Lageabgriff und ein Drehmomenterzeuger vorgesehen sind undPosition tap and a torque generator are provided and

(a ) das Abgriffsignal jedes einer Eingangsachse zugeordneten Lageabgriffs zur elektrischen Fesselung der Drallachse des Kreisels über(A) the pick-up signal of each position pick-up assigned to an input axis for the electrical restraint of the swirl axis of the gyro

sine/1 Verstärker überkreuz auf den Dreh-sine / 1 amplifier crosswise on the rotary

;-nome:nterz,euger der jeweils anderen Eing-; -nome: nterz, euger of the other input

gangsachse geschaltet irt,gear axis switched i r t,

-Jt--Jt-

(b) eine Verdreheinrichtung zum Verdrehen des Kreisels mit seinen Eingangsachsen um die Drallachse,(b) a rotating device for rotating the gyro with its input axes about the spin axis,

(c) Speichermittel zum Speichern von Signalen, die aiJs den AbgriffSignalen abgeleitet und in verschiedenen Winkelstellungen des Kreisels abgreifbar sind, und(c) storage means for storing signals which aiJs derived from the tap signals and in different Angular positions of the gyro can be tapped, and

(d) Signalauswertungsmittel, auf welche die gespeicherten Signale aufschaltbar sind, ·ζ\\τ Bildung eines hinsichtlich Kreiselfehlern kompensierten, die Nordrichtung angebenden Az i mu tsi gnn Is .(d) Signal evaluation means to which the stored signals can be switched, · ζ \\ τ formation of an az i mu tsi gnn Is which is compensated for gyro errors and indicates the north direction.

-J iJiircl) die DE-AS 27 111 27'i ist ein Gerät zur automata .sehen Bestimmung der Nordrichtung bekannt, bei welchem ein zweiachsiger Kreisel mit im wesentlichen vertikaler Drallachse vorgesehen ist. An zwei zueinander senkrechten Eingangsachsen des Kreisels sind je ein Lageabgriff und ein Drehmomenterzeuger vorgesehen. Das Signal jedes einer Eingangsachse zugeordneten Lageabgriffs ist zur elektrischen Fesselung des Kreisels mit seiner Drallachse an die Vertikale überkreuz auf den Drehmomenterzeuger der jeweils anderen Eingancsach.se geschaltet. Die den beiden Drehmomenterzeugern zugeführt en Signale sind gleichzeitig auf einen Kordabweichungsrechner geschaltet, welcher aus dem Verhältnis der Signale ein die Abweichung einer gerätefesten lieferenzrichtung von-J iJiircl) DE-AS 27 1 1 1 27'i a device for the automatic determination of the north direction is known, in which a two-axis gyro with a substantially vertical spin axis is provided. A position tap and a torque generator are provided on each of two mutually perpendicular input axes of the gyro. The signal of each position tap assigned to an input axis is connected to the torque generator of the other input axis in order to electrically restrain the gyroscope with its twist axis to the vertical. The signals fed to the two torque generators are simultaneously switched to a cord deviation calculator, which, from the ratio of the signals, determines the deviation of a fixed direction of reference from

Nord wiedergebendes Signal liefert. Wenn die Referenzrichtung von einer der beiden Eingangsachsen gebildet ist, dann ist der Nordabweichungswinkel gleich dem Arcustangens des Verhältnisses der von den beiden Drehrnomenterzeugern infolge der aufgeschalteten Signale ausgeübten'; Drehmomente. VorausgesetztNorth provides a signal reproducing. If the reference direction is from one of the two input axes is formed, then the north deviation angle is equal to the arctangent of the ratio of that of the two torque generators exercised as a result of the connected signals'; Torques. Provided

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

ist hierbei, daß die Drallachse des Kreisels genau senkrecht liegt.is here that the spin axis of the gyroscope is exactly perpendicular.

Es ist durch die DE-AS 27 ki 2.1h weiterhin bekannt, ein Paar von Beschleunigungsmessern vorzusehen, die in fester Lagebeziehung zu dem Gr »use des Kreisels angebracht sind und deren Empfindlichkeitsachsen zueinander senkrecht stehen und parallel zu den beiden Eingangsachsen des Kreisels verlaufen. Es ist ein Rechner vorgesehen, dem sowohl die den Drehmomenterzeugern des Kreisels zugeführten Signale als auch die Beschleunigungsmessersignale zugeführt werden. Dieser Rechner berechnet den wahren Nordavn jichungsvinkel unter Berücksichtigung der von den Beschleunigungsmessern ermittelten Neigung der Kreiseldrallachse gegenüber der Vertikalen. Es ist dadurch möglich, den Nordabweichungswinkel oder den Azimutwinkel nach Nord auch dann zu bestimmen, wenn die Kreiseldrallachse nicht genau vertikal ausgerichtet ist.It is also known from DE-AS 27 ki 2.1h to provide a pair of accelerometers which are attached in a fixed positional relationship to the size of the gyro and whose axes of sensitivity are perpendicular to one another and run parallel to the two input axes of the gyro. A computer is provided to which both the signals fed to the torque generators of the gyro and the accelerometer signals are fed. This computer calculates the true Norda v n jichungsvwinkel taking into account the inclination of the gyroscopic axis relative to the vertical determined by the accelerometers. This makes it possible to determine the north deviation angle or the azimuth angle to north even if the gyroscopic spin axis is not exactly vertically aligned.

Das Signal des zweiachsigen Wendekreisels ist mit bestimmten systematischen Fehlern behaftet, die beispielsweise durch Montagetoleranzen, eine Masseunwucht, eine Anisoelastizitat o.dgl. hervorgerufen sind. Um diese systematischen Fehler nach Möglichkeit zu kompensieren ist es bekannt, den Kreisel um eine horizontale und/oder um eine vertikale Achse um l80 zu verdrehen und die in den beiden Stellungen jeweilsThe signal from the two-axis rate gyro is subject to certain systematic errors, the for example by assembly tolerances, a mass unbalance, an anisoelasticity or the like. evoked are. In order to compensate for this systematic error as far as possible, it is known to move the gyro by one to rotate horizontal and / or around a vertical axis by 180 and in each of the two positions

titi

erhaltenen, den Drehmomenterzeugern zugeführten Signale zu speichern (DE-AS 29 03 282). Durch Summen- und Differenzbildung aus den so gespeicherten Signalen können dann Signale zur Bestimmung der Nordabweichung gewonnen werden, in denen bestimmtereceived signals supplied to the torque generators (DE-AS 29 03 282). By sum and subtraction from the so stored Signals can then be obtained to determine the north deviation, in which certain signals

systematische Fehler des Kreisels kompensiert sind. 35systematic errors of the gyro are compensated. 35

Geräte zur Bestimmung der Nordrichtung, bei denen ein Kreisel mit im wesentlichen horizontaler Drallachse um eine vertikale Achse in eine 0 -Stellung, eine 90 -Stellung und eine 18O -Stellung verdrehbar ist, sind weiterhin in der DE-OS 29 22 k\2. und in der DE-OS 30 19 372 beschrieben.Devices for determining the north direction, in which a gyro with an essentially horizontal spin axis can be rotated around a vertical axis into a 0 position, a 90 position and a 18O position, are also described in DE-OS 29 22 k \ 2. and in DE-OS 30 19 372 described.

Die bekannten Geräte liefern hohe Genauigkeit in absolut ruhiger Umgebung, wenn auf das Kreiselgehäuse keinen äußeren translatorischen oder ro ta tori sch ei Störungen wirken. Solche Meßverhältnisse trifft man beispielsweise bei Betrieb des Geräts auf einem Stativ an. Bei Einsatz in gestörter Umgebung, z.B. in Fahrzeugen, werden die in den verschiedenen Positionen gemessenen Drehmomentgebersignale jedoch störende Anteile enthalten, die durch die Störbewegungen des Kreiselgehäuses um seine Achsen verursacht sind. Diese Anteile führen zu einer Begrenzung der Genauigkeit des Nordabweichungs- oder Azimutwinkels, auch wenn die wesentlichen systematischen Fehler des Kreisels kompensiert sind.The known devices deliver high accuracy in absolutely quiet surroundings when on the gyro housing no external translatory or rotary toric si Disturbances work. Such measurement conditions are encountered, for example, when the device is operated on a Tripod on. When used in a disturbed environment, e.g. in vehicles, the various Positions measured torque transducer signals, however, contain disruptive components caused by the disruptive movements of the gyro housing are caused around its axes. These proportions lead to a limitation the accuracy of the north or azimuth angle, even if the essential systematic Errors of the gyro are compensated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der beim Stand der Technik erreichten Kompensation von Kreiselfehlern auch solche Meßfehler zu eliminieren oder zu reduzieren, die durch Störbewegungen des Kreiselgehäuses infolge von Umgebungseinflüssen hervorgerufen werden.The invention is based on the object while maintaining the prior art Compensation of gyroscopic errors also eliminate or reduce those measurement errors caused by Disturbing movements of the gyro housing are caused as a result of environmental influences.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,daßAccording to the invention this object is achieved in that

(e) der Kreisel mit den Eingangsachsen durch die Verdreheinrichtung kontinuierlich um die Drallachse verdrehbar ist,(e) the gyro with the input axes through the rotating device continuously around the spin axis is rotatable,

ORIGINAL INSPECTED ORIGINAL INSPECTED

ί. ί. !ί. ί. !

(f) zum Ableiten der in den Speichermitteln zu speichernden Signale aus den AbgriffSignalen Integrationsmittel zum Integrieren der den Drehmomenterzeugern zugefiihrten, verstärkten Abgriffsignale vorgesehen sind und(f) for deriving the signals to be stored in the storage means from the tap signals Integration means for integrating the reinforced ones supplied to the torque generators Tap signals are provided and

(g) die Integrationsmittel nach jedem Abgreifen des gebildeten Integrals und Übertragen desselben auf die Speichermittel automatisch a\i f Null zurücksetzbar sind.(g) the integration means after each tapping of the formed integral and transferring the same to the storage means automatically a \ i f zero resettable are.

Es erfolgt also nicht eine schrittweise Verstellung des Kreisels in verschiedene Winkel uellungen, in denen dann jeweils eine stationäre Messung erfolgt.So there is no gradual adjustment of the gyro in different angles uellungen, in each of which then takes a stationary measurement.

Vielmehr wird der Kreisel kontinuierlich, mit konstanter Drehzahl, über 36Ο verdreht. Gemessen werden die Integrale der auch auf die Drehmomenterzeuger geschalteten Signale. Die Integration erfolgt jeweils von einer vorgegebenen Winkelstellung des Kreisels zur nächsten, wobei die Integrale gespeichert und dann die Integrationsmittel auf Null zurückgesetzt werden. Es läßt sich zeigen, daß durch diese Integration einerseits die Kompensation der systematischen Kreiselfehler erhalten bleibt, während andererseits der Einfluß von äußeren Störungen reduziert wird.Rather, the gyro is rotated continuously, at a constant speed, over 36Ο. Measured become the integrals of the signals also switched to the torque generator. The integration takes place in each case from a given angular position of the gyro to the next, whereby the Integrals are stored and then the means of integration are reset to zero. It can be show that through this integration, on the one hand, the compensation of the systematic gyroscopic errors is obtained remains while, on the other hand, the influence of external disturbances is reduced.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Refinements of the invention are the subject of the subclaims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:Embodiments of the invention are set out below with reference to the associated Drawings explained in more detail:

ORIGINAL JNSPECTEDORIGINAL JNSPECTED

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einerFig. 1 is a schematic representation of a

ersten Ausführungsform eines Geräts zur Bestimmung der Nordrichtung mit einem Kreisel mit vertikaler Drallachse und den als Blockdiagramm dargestellten Integrations-, Speicher First embodiment of a device for determining the north direction with a gyro with a vertical spin axis and the integration memory shown as a block diagram

und Signalverarbextungsmxtteln.and Signalverarbextungsmxteln.

Fig. 2 zeigt als Blockdiagramm die Signalverarbeitungsmittel bei der Ausführung nach Fig. 1.Fig. 2 shows the signal processing means as a block diagram in the embodiment according to FIG. 1.

Fig. 3 zeigt in einer Darstellung ähnlich Fig. eine andere Ausführungsform eines Geräts zur Bestimmung der Nordrichtung.FIG. 3 shows another embodiment of a device in a representation similar to FIG to determine the north direction.

Fig. h stellt die vektoriellen Meßgleichungen für das Gerät von Fig. 3 dar.FIG. H represents the vectorial measurement equations for the device of FIG.

Fig. 5 zeigt schematisch erste Hechnermittel bei dem Gerät von Fig. 3 zur Berechnung derFig. 5 shows schematically first hacking means at the device of Fig. 3 for calculating the

Parametervektoren.Parameter vectors.

Fig. 6 zeigt schematisch zweite RechnermittelFig. 6 shows schematically second computing means

bei dem Gerät von Fig. 3 zur Berechnung der Ausgangsgrößen.in the device of FIG. 3 for calculating the output variables.

Fig. 7 zeigt eine Abwandlung der zweiten Rechnermittel von Fig. 6.7 shows a modification of the second computing means of Fig. 6.

In Fig. 1 ist mit 10 ein Kreiselgehäuse bezeichnet, in welchem ein zweiachsiger Kreisel nach Art von Fig. 1 der DE-AS 29 O3 282 angeordnet ist. Das Kreiselgehäuse definiert ein Koordinatensystem x\ y und ζ , das kreiselfeste Koordinatensystem. DieIn Fig. 1, 10 denotes a gyro housing in which a two-axis gyro on the type of Fig. 1 of DE-AS 29 O3 282 is arranged. That Gyro housing defines a coordinate system x \ y and ζ, the gyro-fixed coordinate system. the

KK

Koordinatenachse ζ fällt mit der Drallachse des Kreisels zusammen. Der Drallvektor ist mit H bezeichnet.Coordinate axis ζ coincides with the spin axis of the top. The twist vector is denoted by H.

τ/·τ / ·

Die Koordinatenachse χ fällt mit einer ersten Eingangsachse des Kreisels zusammen, und die Koordinatenachse y fällt mit einer zweiten Eingangsachse des Kreisels zusammen. In hier nicht näher dargestellter Weise sitzt auf der ersten Eingangsachse χ ein erster Lageabgriff und ein erster Hrehmomenterzeuger. Auf der zweiten Eingangsachse y sitzen ein zweiter Lageabgriff und ein zweiter Drehmomenterzeuger. Das Abgriffsignal des ersten Lageabgriffs ist über einen Verstärker 12 auf den zweiten Drehmomenterzeuger geschaltet. Entsprechend ist das Abgriffsignal des zweiten Lageabgriffs über einen Verstärker 1k auf den ersten Drehmomenterzeuger gesrh ILpI. Die verstärkten Abgriffsignale, die auf die Drehmomenterzeuger aufgeschaltet sind, sind mit T bzw. -T bezeichnet.The coordinate axis χ coincides with a first input axis of the gyro, and the coordinate axis y coincides with a second input axis of the gyro. In a manner not shown here, a first position tap and a first torque generator are seated on the first input axis χ. A second position tap and a second torque generator are located on the second input axis y. The tap signal of the first position tap is switched to the second torque generator via an amplifier 12. Correspondingly, the tap signal of the second position tap is sent via an amplifier 1k to the first torque generator gesrh ILpI. The amplified tap signals that are connected to the torque generators are denoted by T and -T, respectively.

J -tr J -tr

Das Kreiselgehäuse 10 ist um die Drallachse ζ drehbar in einem Gehäuse l6 gelagert. Das Gehäuse 16 ist beispielsweise fahrzeugfest angeordnet. DieThe gyro housing 10 is mounted in a housing l6 so as to be rotatable about the swirl axis ζ. The housing 16 is arranged fixed to the vehicle, for example. the

TCTC

Koordinatenachse ζ liegt dabei im wesentlichen vertikal. Das Gehäuse l6 definiert ein Koordinatensystem mit den Koordinatenachsen χ , y und ζ . In der in Fig. 1 dargestellten "0 -Stellung" liegt dieThe coordinate axis ζ is essentially vertical. The housing l6 defines a coordinate system with the coordinate axes χ, y and ζ. In the "0 position" shown in FIG. 1, the

xrxr

Koordinatenachse χ des kreisel festen Koordinatensystems parallel zu der Koordinatenachse χ desCoordinate axis χ of the gyro-fixed coordinate system parallel to the coordinate axis χ des

gehäusefesten Koordinatensystems. Entsprechend liegt die Koordinatenachse y , die zweite Eingangsachse des Kreisels, parallel zu der gehäusefesten Koordinatenachse y , und die Koordinatenachse ζ liegt parallel zu der Koordinatenachse ζ . Der Winkel zwischen der gehäusefesten Koordinatenachse χ und der Nordrichtung ist mit ψ (0) bezeichnet.housing-fixed coordinate system. Correspondingly lies the coordinate axis y, the second input axis of the gyroscope, parallel to the coordinate axis fixed to the housing y, and the coordinate axis ζ lies parallel to the coordinate axis ζ. The angle between the Coordinate axis χ fixed to the housing and the north direction is denoted by ψ (0).

Das Kreiselgehäuse 10 ist durch einen Motor l8 um die Kreiseldrallachse, also die Achse ζ mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit Od verdrehbar. Die Stellung des Kreiselgehäuses 10 gegenüber dem Gehäuse wird durch einen Stellungsgeber 20 abgegriffen.The gyro housing 10 can be rotated by a motor l8 about the gyroscopic swirl axis, that is to say the axis ζ at a constant rotational speed Od . The position of the gyro housing 10 relative to the housing is picked up by a position transmitter 20.

Das dem ersten Drehmomenterzeuger zugeführte Signal T wird durch einen Integrator 22 integriert. Das «Jem zweiten Drehmomenterzeuger zugeführte Signal -TThe signal T fed to the first torque generator is integrated by an integrator 22. The signal -T applied to the second torque generator

v. i rd durch einen Integrator 2k integriert. Die J- legratoren 22 und 2k sind über Rücksetzeingänge isvi. 28 a'if Null zurücksetzbar.v. i rd integrated by an integrator 2k . Integrators 22 and 2k are via reset inputs isvi. 28 a'if zero resettable.

j ■-.-.-sr.'.- Jps Integrators 22 liegt parallel an einem . . -0 und an einem Speicher 32 an. Das Aus- <·■·. integrators 22 wird durch ein Signal 3'* in den Speicher 30 und durch ein • . ■■■ ingane: 36 in den Speicher 32 über-j ■ -.-.- sr .'.- Jps integrator 22 is connected in parallel to one. . -0 and to a memory 32. The exit < · ■ ·. integrator 22 is entered into memory 30 by a signal 3 '* and by a •. ■■■ ingane: 36 transferred to memory 32

. ν r: ·, Integrators 2k liegt parallel ι - '- ■■»;'. pinem Speicher kO an. Das -.to rs 2k wird i.":;rch ein ϊ ü iv 1 Speiri:*>r 38 und -.-''" kk i ?- ·' η Spei ehe j-■ .£.<-■·■- eher [!'<.-■ ist eine. ν r: ·, integrator 2k is parallel ι - '- ■■ »;'. pinem memory kO . The -.to rs 2k becomes i. ":; rch a ϊ ü iv 1 Speiri: *> r 38 and -.- ''" kk i? - · 'η Speihe j- ■. £. <- ■ · ■ - rather [! '<.- ■ is a

:. *,. ι -· ♦ 1^r' altlogik : . * ,. ι - · ♦ 1 ^ r 'old logic

-■•teiiu:i;i <. es- ■ • teiiu: i; i <. it

t- - ~. ." λ :. S >i rill ^ -s öt- - ~. . "λ:. S> i rill ^ -s ö

■■ T . ΐ' -·- - " : = '. .ϊΠ" 4 '"■ ist■■ T. ΐ '- · - - ": = '. .ϊΠ" 4 '"■ is

BAD ORIGINAL ORIGINAL INSPECTED 1NCOMPLETEBAD ORIGINAL ORIGINAL INSPECTED 1NC OMPLETE

Die in den Speichern 30*32,38 und 40 gespeicherten Signale liegen an einer Signalverarbeitungsschaltung 56 an, die in Fig. 2 im einzelnen dargestellt ist. Die Signalverarbeitungsschaltung 56 liefert den Azimutwinkel ψ(ο) zwischen der gehäusefesten Koordinatenachse χ und der Nord '^htung. Die Signalverarbeitungsschaltung liefert außerdem den Sinus und den Kosinus dieses Azimutwinkels.The signals stored in the memories 30 * 32, 38 and 40 are applied to a signal processing circuit 56, which is shown in detail in FIG. The signal processing circuit 56 supplies the azimuth angle ψ (ο) between the housing-fixed coordinate axis χ and the north direction. The signal processing circuit also supplies the sine and cosine of this azimuth angle.

Die beschriebene Schaltung arbeitet wie folgt:The circuit described works as follows:

Der Kreisel wird mit dem Kreiselgehäuse 10 und denThe gyro is with the gyro housing 10 and the

Tf TvTf Tv

Eingangsachsen χ und y durch H^ c erdreheinrichtung l8 kontinuierlich um die Drallachse ζ aus der dargestellten 0 -Stellung um 36Ο in eine 36Ο -Stellung verdreht. Die dem ersten und dem zweiten Drehmomenterzeuger zugeführten SignaleInput axes χ and y through H ^ c turning device l8 continuously around the twist axis ζ from the 0 position shown by 36Ο into a 36Ο position twisted. The first and the signals supplied to the second torque generator

T und -T werden durch Integrationsmittel in Form x yT and -T are shaped by integrating means x y

der Integratoren 22 und 24 integriert. Bei Durchlaufen der 18Ο -Stellung erscheint ein Impuls am Ausgang 48 der Schaltlogik 46, der die Übernahme des Signals vom Integrator 22 in den Speicher 30 und des Signals vom Integrator 24 in den Speicher bewii'kt. Mit einer durch das Verzögerungsglied bewirkten kurzen Verzögerung werden über das ODER-Glied 52 die Integratoren 22 und 24 auf Null zurückgesetzt. Die den Drehmomenterzeugern zugeführten Signale werden von neuem integriert, bis die 36Ο Stellung erreicht ist. Dann erscheint ein Impuls an dem Ausgang 50 der Schaltlogik 46, der die Übernahme des Signals vom Integrator 22 in den Speicher 32 und des Signals vom Integrator 24 in den Speicher 40 bewirkt. Der gleiche Impuls bewirkt anschließend über das ODER-Glied 52 und die Ver-the integrators 22 and 24 integrated. When the 18Ο position is passed, a pulse appears on the Output 48 of the switching logic 46, the acceptance of the signal from the integrator 22 in the memory 30 and of the signal from the integrator 24 into the memory. With one through the delay element The short delay caused, the integrators 22 and 24 are reset to zero via the OR gate 52. The signals fed to the torque generators are reintegrated until the 36Ο position is reached. Then a pulse appears at the output 50 of the switching logic 46, which the Transfer of the signal from the integrator 22 to the memory 32 and the signal from the integrator 24 to the Memory 40 causes. The same pulse then causes the OR gate 52 and the

zögerungsschalümg 54 das Zurücksetzen der Integratoren 22 und 24.delay switch 54 resetting the Integrators 22 and 24.

Am Ende dieser Drehung sind somit in den Speichern 30, 32,38 und kO Integralwerte I (18O), ΙχΟ60), - I (l80) und - I (36Ο) gespeichert. Diese Signale sind auf die Signalverarbeitungsschaltung 5" ge schaltet, die in Fig. 2 als Blockschaltbild im einzelnen dargestellt ist. At the end of this rotation, integral values I (18O), Ι χ Ο60), - I (180) and - I (36Ο) are thus stored in the memories 30, 32, 38 and kO. These signals are switched to the signal processing circuit 5 " ge, which is shown in Fig. 2 as a block diagram in detail .

Das Abgreifen und Übertragen der Integrale erfolgt, wie gesagt in einer 18Ο -Stellung und einer dagegen um 180 winkelversetzten 36Ο -Stellung des Kreisels. Die Signalauswertungsmittel enthalten Mittel 58 zur Bildung der Differenz der in der 180 -Stellung und in der 36Ο -Stellung abgegriffenen Integrale I„ (180) bzw. I (36Ο) der dem auf der EingangsachseThe integrals are picked up and transferred, as I said in an 18Ο position and one against it 180 angularly offset 36Ο position of the gyro. The signal evaluation means contain means 58 for forming the difference in the 180 position and in the 36Ο position tapped integrals I "(180) or I (36Ο) of the one on the input axis

* χ* χ

x^ sitzenden ersten Drehmomenterzeuger zugeführten, verstärkten Abgriffsignale. Dadurch wird ein erstes Differenzsignal ^ I erzeugt. Es sind weiterhin Mittel 60 zur Bildung der Differenz der in der 180 -Stellung und in der 3G0 -Stellung abgegriffenen integrale - 1 (18Ο) bzw. - J (36Ο) der dem aufx ^ seated first torque generator supplied, amplified tap signals. As a result, a first difference signal ^ I is generated. There are also means 60 for forming the difference between the integrals tapped in the 180 position and in the 3G0 position - 1 (18Ο) or - J (36Ο) of the on

y κ y y κ y

der zweiten Eingangsachse y angeordneten zweiten Drehmomenterzeuger zugeführten, verstärkten Abgriffsignale vorgesehen. Daduich wird ein zweites Differ en zsifc na Λ I erzeugt. Die Signalauswertungsmittel enthalten weiterhin Mittel 62 zur Multiplikation des ersten Differenzsignals Λ I mit einem Faktorthe second input axis y arranged second torque generator supplied, amplified tap signals are provided. A second difference na Λ I is generated. The signal evaluation means also contain means 62 for multiplying the first difference signal Λ I by a factor

K = - i ^
χ 5
K = - i ^
χ 5

Sl cSl c

sowie Mittel 64 zur Multiplikation des zweiten Differenzsignals /; I mit einem Faktorand means 64 for multiplying the second Difference signal /; I with a factor

y = ς ~τΠ y = ς ~ τΠ

- L c ,- L c,

wobei /0 1 wie gesagt, die Drehgeschwindigkeit ist,where / 0 1 as said, is the speed of rotation,

mit welcher der Kreisel durch die Verdrehungsmittel l8 verdreht wird und St die Horizontalkomponente der Erddrehgeschwindigkeit. Die Signalauswertungsmittel enthalten weiterhin Summationsmittel 66, durch welche zu dem mit dem Faktor K multiplizierten ersten Differenzsignal ΛI das mit eine· Korrekturfaktor c ,with which the top is rotated by the rotating means l8 and St is the horizontal component of the earth's rotation speed. The signal evaluation means also contain summation means 66, by which the first difference signal Λ I multiplied by the factor K is added with a correction factor c,

Jt jCJt jC

dargestellt durch Block 68, und dem Faktor K multiplizierte zweite Differenzsignal A I addiert wird zur Bildung eines dem Kosinus des Azimutwinkels cos T(O) nach Nord darstellenden Signals sowie Summationsmittel 70, durch welche zu dem mit dem Faktor K multiplizierten zweiten Differenzsignal A 1 das mit einem Korrekturfakior c , dargestelltrepresented by block 68, and the second difference signal A I multiplied by the factor K is added to form a signal representing the cosine of the azimuth angle cos T (O) to the north, as well as summation means 70 by which the second difference signal A 1 multiplied by the factor K is added with a correction factor c

y yy y

durch Block 72, und dem Faktor K multiplizierte erste Differenzsignal /) 1 addiert wird zur Bildung eines den Sinus des Azimutwinkels sin (0) nach Nord darstellenden Signals. Durch Bildung des Arcuskosinus bzw. des Arcussinus kann, wie durch Blöcke 74 und 76 dargestellt ist, der Azimutwinkel ^p (0) aus dem Kosinus bzw. dem Sinus gewonnen werden.by block 72, and the first difference signal /) 1 multiplied by the factor K is added to form a signal representing the sine of the azimuth angle sin (0) to north. By forming the arcsine or the arcsine, as is shown by blocks 74 and 76, the azimuth angle ^ p (0) can be obtained from the cosine or the sine.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist der Aufbau des Kreisels mit der Verdreheinrichlung und dem Stellungsgeber der gleiche wie bei Fig. 2, und entsprechende ^° Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie dort.In the arrangement according to FIG. 3, the structure of the gyro with the rotating device and the position transmitter is the same as in FIG. 2, and corresponding ^ ° Parts are given the same reference numerals like there.

Die Integrationsmittel enthalten einen ersten und einen zweiten Spannungs-Frequenzumsetzer 78 bzw. 80,The integration means contain a first and a second voltage-frequency converter 78 or 80,

durch welche die dem ersten bzw. dem zweiten der besagten Drehmomenterzeuger zugeführten Signale in dazu proportionale Impulsfrequenzen umsetzbar sind. Die Impulsfrequenzen von dem ersten und dem zweiten Spannungs-Frequenz-Umsetzer 78 bzw. 80 sind auf einen ersten bzw. einen zweiten Zähler 82 bzw. 84 aufgeschaltet. Mit 86 sind Speichermittel bezeichnet. Esthrough which the signals supplied to the first and the second of said torque generators in pulse frequencies proportional to this can be implemented. The pulse frequencies of the first and the second Voltage-to-frequency converters 78 and 80 are on one first and a second counter 82 and 84 switched on. With 86 storage means are designated. It

sind Mittel 88 und 90 zum Übertragen der Zählerstände auf die Speichermittel 86 vorgesehen. Der Stellungsgeber 20 spricht auf die Verdrehung des Kreisels durch die Verdreheinrichtung l8 an. Der Stellungsgeber ist mit einer Logik 92 verbunden, die von dem Stellungsgeber gesteuert ist und durch welche die Mittel 88,90 zum Übertragen der Zählerstände so steuerbar sind, daß in der l80 -Stellung und in der 36O -Stellung die Zählerstände auf die Speichermittel 86 übertragen werden. Die Zähler 82 und 84 sind durch Impulse auf Rücksetzeingänge 94,96 auf Null zurücksetzbar. Diese lüicksetzeingänge 94 und 96 stellen "Mittel zum Rücksetzen der Zähler auf Null" dar. Diese Mittel zum Rücksetzen der Zähler sind durch die Logik 92 so steuerbar, daß anschließend an die Übertragung der Zählerstände auf die Speichermittel in den vorgegebenen Winkelstellungen des Kreisels die Zähler 82 und 84 auf Null zurückgesetzt werden.are means 88 and 90 for transmitting the counter readings provided on the storage means 86. The position transmitter 20 responds to the rotation of the gyro by the rotating device l8. The position transmitter is connected to a logic 92 that is controlled by the Position transmitter is controlled and through which the means 88.90 for transmitting the counter readings so It is possible to control that in the 180 position and in the 360 position the counter readings are sent to the storage means 86 are transferred. The counters 82 and 84 can be reset to zero by pulses on reset inputs 94, 96. Set these idle inputs 94 and 96 "Means for resetting the counters to zero". These means for resetting the counters are through the logic 92 controllable so that subsequent to the transfer of the counter readings to the storage means in the predetermined angular positions of the gyro, the counters 82 and 84 are reset to zero.

Der Kreisel ist durch die Verdrehungsmittel l8 aus einer 0 -Stellung kontinuierlich um eine volle Umdrehung vorwärts in eine 3&0 -Stellxang und dann '/,iiriick in die 0 -Stellung verdrehbar. Die Signale von den Integrationsmitteln 78,82 bzw. 80,84 werden in verschiedenen Winkelstellungen des Kreisels sowohl bei der Vorwärts- als auch bei der Zurückverdrehung des Kreisels unter Rücksetzung der Integrationsmittel abgegriffen und auf die Speichermittel 86 übertragen. Bei dem dargestellten AusführungsbeispielThe gyro is by the rotation means 18 from a 0 position continuously by a full Forward rotation to a 3 & 0 -Stellxang and then '/, can be rotated into the 0 position. The signals from the integration means 78,82 and 80,84 are both in different angular positions of the gyro when the gyro is rotated forwards and backwards while resetting, the integration means are tapped and transferred to the storage means 86 transfer. In the illustrated embodiment

0^ werden bei Vorwärts- und Rückwärtsverdrehung des Kreisels die Signale von den Integrationsmitteln 78,82 bzw. 80,84 in der 90°-Stellung, l80°-Stellung, der 27O -Stellung und der 36O -Stellung xmo zurück in der 27O°-Stellung,der 180°-Stellung, der 9O°-Stel3ung und der 0 -Stellung abgegriffen und auf die Speici mittel 86 übertragen. Nach einem solchen Zyklus 0 ^ when the gyro is rotated forwards and backwards, the signals from the integration means 78.82 and 80.84 in the 90 ° position, 180 ° position, the 270 position and the 360 position xmo back to the 270 ° Position, the 180 ° position, the 9O ° position and the 0 position are tapped and transferred to the storage medium 86. After such a cycle

ΔIΔI

enthalten die Speichermittel somit acht gespeicherte Integrale, nämlich I ( 2,0), Ii |, £) , I ( -^T, |) ,the storage means thus contain eight stored ones Integrals, namely I (2,0), Ii |, £), I (- ^ T, |),

iy(T, |t), Iy( |t, t, Iy( - |t), iy( I f)i y (T, | t), Iy (| t, t, Iy (- | t), i y (I f)

V0· τ» i IiV 0 · τ »i Ii

I (0,-r-), wobei T die Zeit ist, ο der Kreisel für eine Drehung aus der 0 -Stellung in die 36O Stellung benötigt. Diese Integrale können zu Vektoren ζ und ζ zusammengefaßt werden. Es sindI (0, -r-), where T is the time, ο the top for a rotation from the 0 position to the 360 position needed. These integrals can be combined to form vectors ζ and ζ. There are

—x —y—X —y

erste Kechnermittel 98 vorgesehen, mittels welcher nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate in noch zu beschreibender Weise Parametervektoren χfirst keching means 98 are provided, by means of which, according to the method of least squares, parameter vectors χ in a manner to be described below

—χ—Χ

und χ gebildet werden. Zweite Tve^nnermittel lOOand χ are formed. Second Tve ^ nermittel lOO

—y—Y

berechnen aus den Komponenten der Parametervektoren die verschiedenen Ausgangsgrößen, nämlich den Azimutwinkel ^U(O), die geographische Breite, die Kreiseldriften sowie Nick- und Rollwinkel. Nick- und Rollwinkel werden, wie durch Linien 102 und 10^ dargestellt ist, auf die ersten Rechnermittel 98 zurückgeführt. Auf die ersten Rechnermittel 9$ werden außerdem die Drehgeschwindigkeit") und bekannte Fehlerparameter (Masseunwucht-Koefizient m Anisoelastizitätskoefizient η und Quadraturkoefizient q) aufgeschaltet.
25
calculate the various output variables from the components of the parameter vectors, namely the azimuth angle ^ U (O ), the geographical latitude, the gyro drift as well as the pitch and roll angles. Pitch and roll angles are fed back to the first computer means 98, as shown by lines 102 and 10 ^. The rotational speed ") and known error parameters (mass unbalance coefficient m anisoelasticity coefficient η and quadrature coefficient q) are also applied to the first computer means 9 $.
25th

Die Meßvektoren ζ und ζ hängen mit den Parameter-The measurement vectors ζ and ζ depend on the parameter

—x —y—X —y

vektoren χ und χ durch die in Fig. k dargestelltevectors χ and χ by the one shown in Fig. k

~-x —y ~ -x -y

Matrixgleichung zusammen.Matrix equation together.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, bilden die ersten RechnermittelAs can be seen from Fig. 5, the first Computing means

der Beziehungthe relationship

Rechnermittel 98 die Parametervektoren χ und χ nachComputer means 98 the parameter vectors χ and χ according to

—x —y —X —y

(2) χ » (M 1M )"? M Τ. ζ(2) χ »(M 1 M)"? M Τ . Ζ

—y y y y -y-Y y y y -y

wobeiwhereby

ζ der erste Meßvektor ist, der von den acht ge-ζ is the first measurement vector that is derived from the eight

speicherten Integralen der auf den ersten Drehmomenterzeuger gegebenen Signale gebildet wird,stored integrals of the on the first torque generator given signals is formed,

ζ der zweite Meßvektor ist, der von den achtζ is the second measurement vector that of the eight

-y-y

gespeicherten Integralen der auf den zweiten Drehmomenterzeuger gegebenen Signale gebildet ist,stored integrals of the signals given to the second torque generator is,

M die dem Meßvektor jz zugehörige Meßmatrix ist, die von der Drehgeschwindigkeit '·· abhängt, mit welcher der Kreisel die Verdreheinrichtung um die Drallachse verdreht wird,M is the measurement matrix belonging to the measurement vector jz, which depends on the speed of rotation '·

M die dem Meßvektor ζ zugehörige Meßmatrix ist,M is the measurement matrix belonging to the measurement vector ζ,

y —yy -y

die ebenfalls von der Drehgeschwindigkeit·;/· abhängt, mit welcher der Kreisel durch die Verdreheinrichtung um die Drallachse verdreht wird,which also depends on the speed of rotation; / with which the gyro through the rotating device is twisted around the twist axis,

χ ein nach der Methode der kleinsten Fehler-—x χ one according to the method of the smallest error -— x

quadrate optimal berechneter erster Parametervektor mit den Komponentensquares optimally calculated first parameter vector with the components

__

a = C i2
Ix lic
a = C i2
Ix lic

a2x = Sl k s a 2x = Sl k s

tt yx tt yx

ByBy

ist, in welchem C die Elemente der Richtungskosinusmatrix für oie Transformation von einem gehäusefesten in _in erdfestes Koordinatensystem, J*- die Horizontalkomponente und J*- die Vertikalkomponente der Erddrehge-is where C are the elements of the direction cosine matrix for the transformation from a solid housing in _in earth solid Coordinate system, J * - the horizontal component and J * - the vertical component of the earth's rotation

schwindigkeit, * der Fehlr intagewinkelspeed, * the misalignment angle

yxyx

des Kreisels und B die Nullpunktdrift des Kreisels um die zweite Eingangsachse ist, undof the gyro and B the zero point drift of the Gyro is around the second input axis, and

χ ein nach der Methode der kleinsten Fehler-χ a method based on the smallest error

—y—Y

quadrate optimal berechneter /-weiter Parametervektor mit den Komponentensquares optimally calculated / -wide parameter vector with the components

* S2 * S 2

a = c Λa = c Λ

ky 32 s ky 32 s

xy
B
xy
B.

ist, in welchem cL der Fehlmontagewinkelis in which cL the incorrect mounting angle

xyxy

des Kreisels und B die Nullpunktdrift des Kreisels um die erste Eingangsachse ist.of the gyro and B the zero point drift of the Gyro is around the first input axis.

matritzen.matrices.

M M sind dabei die in Fig. 4t dargestellten Meß-M M are the measurement shown in Fig. 4t

x yx y

Aus den Komponenten der Parametervektoren χ und χ werden durch die zweiten Kechnermittel 100 Aus-From the components of the parameter vectors χ and χ, the second computing means 100 outputs

~y ~ y

gangsgroßen gebildet. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist enthalten die zweiten Hechnermittel lOO Mittel 106 zurcorridor-sized formed. As can be seen from FIG. 6, the second hacking means 100 contain means 106 for

^ 3O -s K^ 3O - s K

vektoren nach der Beziehungvectors according to the relationship

Bildung von Größen a. aus Komponenten der Parameter(3) a. s 77 (β · +a. ; . J ι 2 xx iy Formation of quantities a. from components of parameters (3) a. s 77 (β + a.;. J ι 2 xx iy

Diesen Mitteln 1θ6 werden die Parametervektoren x und χ zugeführt. Die Mittel 1θ6 liefern unmittelbar die Driften B B des Kreisels um die beiden Eingangsachsen. The parameter vectors x and χ supplied. The means 1θ6 directly supply the drifts B B of the gyro about the two input axes.

Es sind weiterhin Mittel 108 zur Bildung des Azimutwinkels nach Nord nach der BeziehungThere are also means 108 for forming the azimuth angle to the north according to the relationship

(Ii) "Μ-*= - arc tan —*■ (Ii) "Μ - * = - arc tan - * ■

vorgesehen.intended.

Dieser Winkel wird an einem Ausgang 110 ausgegeben.This angle is output at an output 110.

Gleichung (4) ist mehrdeutig. Sie erfordert die Eingabe des Quadranten bzw. eine grobe azimutale Vororientierung, so daß der Winkel ~pzwischen - 90Equation (4) is ambiguous. It requires the input of the quadrant or a rough azimuthal one Preorientation so that the angle ~ p between - 90

und + 90° liegt.and + 90 °.

Die zweiten Hechnermittel 100 enthalten schließlichThe second hacking means 100 finally contain

Mittel 112, denen der Winkel ']■' und die Größen a a-, zugeführt werden und welche die Horizontalkomponente -* der Erddrehgeschwindigkeit nach der BeziehungMeans 112, to which the angle '] ■' and the quantities a a -, are supplied and which the horizontal component - * of the earth's rotation speed according to the relationship

a aa a

(5) Q = L_ oder ο = Λ (5) Q = L_ or ο = Λ

c cos' cc cos' c

oder
c cos' c sm
or
c cos' c sm

(je nach Quadrant) bestimmen. Schließlich sind Mittel 114 zur Bestimmung der geographischen Breite nach der Beziehung(depending on the quadrant). Finally, there are means 114 for determining the geographical latitude after the relationship

(6) cos «h = !— (6) cos «h = ! -

, ftc , ft c

(7) φ s= arc cos ρ—(7) φ s = arc cos ρ—

(8) sin φ> = (1 -(8) sin φ> = (1 -

coscos

vorgesehen, wobei^l die Drehgeschwindigkeit der Erde ist. Die Mittel Il4 liefern die geographi rhe Breite 0 , die an einem Ausgang Il6 ausgegeben wird sowie sin φ .provided, where ^ l is the rotational speed of the earth. The means Il4 deliver the latitude 0 , which is output at an output Il6, and sin φ .

Mittel 118, denen sin C1 zugeführt wird, bestimmen den Nickwinkel Oi nach der BeziehungMeans 118, to which sin C 1 is supplied, determine the pitch angle Oi according to the relationship

Mittel 120 bestimmen den liollwinkel j nach der BeziehungMeans 120 determine the liollwinkel j according to the relationship

(ίο) 1T=(ίο) 1 T =

"Jt"Jt

Nick- und Kollwinkel ^J· bzw. '· werden an Ausgängen 122 und 124 ausgegeben.Pitch and collapse angles ^ J · and '· are output at outputs 122 and 124.

Wenn der Quadrant der Nordrichtung nicht bekannt ist bzw. keine Vorausrichtung erfolgt, muß die geographische Breite C: in die zweiten Rechnermittel 100 eingegeben werden, wie in Fig. 7 dargestellt ist.If the quadrant of the north direction is not known or no pre-alignment has been made, the geographical latitude C : must be entered into the second computer means 100, as is shown in FIG.

In Fig. 7 sind mit IO6A die Mittel bezeichnet, die aus den Komponenten a. und a. des ParametervektorsIn FIG. 7, IO6A denotes the means which are composed of the components a. and a. of the parameter vector

* * 1X iy1X iy

die Größen a. bilden und gleichzeitig die Kreiseldriften B und B liefern. Diese Mittel entsprechen χ ythe sizes a. and at the same time deliver the gyroscopic drifts B and B. These funds correspond χ y

den Mitteln 1O6 in Fig. 6. Es sind jedoch bei der Ausführung nach Fig. 7 Mittel 126 vorgesehen, denen außer den Größen a. die geographische Breite J, zugeführt wird. Die Mittel 126 bilden daraus nach der Beziehungthe means 106 in FIG. 6. In the embodiment according to FIG. 7, however, means 126 are provided which, in addition to the quantities a. latitude J 1 is supplied. The means 126 form therefrom according to the relationship

ΤίΤΤίΤ

i -32i -32

ai a i

(11 ) cos N- = —τ—(11) cos N- = —τ—

(12) sin(12) sin

den Kosinus und den Sinus des Azimutwinkels "V nach Nord. Diese Größen erscheinen an einem Ausgang ggfs. mit dem Azimutwinkel ^p selbst, der bei beliebigem Quadranten aus cos ^ und sin ^ eindeutig ermittelbar ist. Es sind weiterhin Mittel 13Ο vorgesehen, welche nach den Beziehungenthe cosine and the sine of the azimuth angle "V to north. These quantities appear at an output possibly with the azimuth angle ^ p itself, which can be uniquely determined from cos ^ and sin ^ in any quadrant. Means 13Ο are also provided, which according to the relationships

a.a.

den Nick- und Kollwinkel r3> bzw. ^ liefern.provide the pitch and collapse angles r3> and ^ respectively.

Wie in Fig. 5 dargestellt ist, können in weiterer Ausbildung der Erfindung die Varianzen der Parametervektoren bestimmt werden. Es sind zu diesem Zweck Mittel 132 ziir Bestimmung von Vektoren w und wAs shown in FIG. 5, in a further embodiment of the invention, the variances of the parameter vectors to be determined. For this purpose there are means 132 for determining vectors w and w

-x -y nach den Beziehungen-x -y according to the relationships

(15) w = ζ - M χ
—χ —χ χ—χ
(15) w = ζ - M χ
—Χ —χ χ — χ

(l6) w = ζ -Mx(l6) w = ζ -Mx

-^ ~y ^- ^ ~ y ^

vorgesehen. Die so erhaltenen Vektoren w und wintended. The vectors w and w thus obtained

—x —y—X —y

werden auf Mittel 13^ gegeben. Diese bilden daraus die Varianten der Vektoren χ und χ nach denare given on means 13 ^. These form from it the variants of the vectors χ and χ according to the

-x —y-x -y

BeziehungenRelationships

W WW W

2Q2Q

(17) VAR (χ ) «= (M Τ M ).-'(17) VAR (χ) «= (M Τ M) .- '

—χ η - m χχ—Χ η - m χχ

W TWW T W

(1-8) VAR (χ ) = (M Τ M Γ1 (1-8) VAR (χ) = (M Τ M Γ 1

·—y η - m y y· -Y η - m y y

damit steht ein Maß für die Genauigkeit der durchgeführten Messung zur jrfügung. Mit den berechneten Varianzen der optimal bestimmten Parametervektoren können auch die entsprechenden Varianzen der gemäß Fig. 6 bestimmten Ausgangsgrößenthis provides a measure of the accuracy of the measurement carried out. With the calculated variances of the optimally determined parameter vectors can also be the corresponding Variances of the output variables determined according to FIG. 6

ermittelt werden.be determined.

Es ist möglich, weitere kreiselspezifisrhe Meßfehler (Masseunwucht m, Quadrat"i drift q,It is possible to have further gyro-specific measurement errors (Mass unbalance m, square "i drift q,

Anisoilastizitat n) zxi kompensieren. Zu diesem Zweck 15Compensate for anisoilasticity n) zxi. To this end 15th

werden die gespeicherten Komponenten der Meßvektoren beider Meßachsen um entsprechende erdbeschleunigungsabhängige Terme korrigiert, bevor optimale Werte für die Parametervektoren bestimmtthe stored components of the measurement vectors of both measurement axes are correspondingly dependent on the earth's acceleration Terms corrected before optimal values for the parameter vectors are determined

werden. Zur Kompensation werden der Nick- und 20will. To compensate, the pitch and 20

Rollwinkel benötigt. Die Berechnung der Parametervektoren sowie der Ausgangsgrößen läuft dann iterativ ab, indem zunächst ohne Kompensation die Parametervektoren und daraus die AusgangsgrößenRoll angle required. The parameter vectors and the output variables are then calculated iteratively by initially adding the parameter vectors and from them the output variables without compensation

bestimmt werden. Mit den gefundenen Werten für den 25to be determined. With the values found for the 25th

Nick- und Rollwinkel wird dann, wie durch LinienPitch and roll angles are then shown as shown by lines

10^ dargestellt ist, eine erneute Bestimmung der Parametervektoren mit Kompensation der genannten Kreiselparameter durchgeführt. Dabei ergeben sich verbesserte Werte für die Ausgangsgrößen. Dieser Vorgang kann wiederholt werden, bis eine ausreichende Genauigkeit in der Bestimmung der Alisgangsgrößen erzielt wird. Das wird durch die Varianzen angezeigt.10 ^ is shown, a re-determination of the Parameter vectors carried out with compensation of the gyro parameters mentioned. This results improved values for the output variables. This process can be repeated until sufficient Accuracy in the determination of the output variables is achieved. This is indicated by the variances.

1010

.20.20

Die bisher beschriebene Signalverarbeitung geht davonThe signal processing described so far is based on this

aus, daß die Kreiseldriften B und B um die Ein-that the gyroscopic drifts B and B around the

KK X KK X Y.Y.

gangsachsen χ und y des Kreisels während des gesamten Meßvorganges konstant sind. Das kann in der Praxis nicht immer angenommen werden. Um Veränderungen der Kreiseldriften während des Meßvorganges zu berücksichtigen, können statt der konstanten Kreiseldriften B und B zeitabhängige Kreiseldriften in der χ y axis χ and y of the gyro are constant during the entire measuring process. This cannot always be assumed in practice. In order to take into account changes in the gyro drifts during the measurement process, instead of the constant gyro drifts B and B, time-dependent gyro drifts in the χ y

Formshape

(19) B (t) = B X + B X . t + B X . t(19) B (t) = B X + B X. t + B X. t

(20) B (t) = Bo y + IJ^ . t + B2 y . t2 berücksichtigt werden.(20) B (t) = B o y + IJ ^. t + B 2 y . t 2 must be taken into account.

Dadurch ergeben sich gegenüber den Meßmatritzen nach Fig. k die folgenden MeßmatritzenThis results in over the Meßmatritzen of FIG. K the following Meßmatritzen

2020th

" '2 "' 2

ι JF3ι JF3

τ3 τ 3

(21) Myf (21) M yf

Myf M yf

2626th 3030th

-r-r

J . f'J. f '

J .J.

(22) M ,
χ
(22) M,
χ

M ,M,

3535

wobei M und M die Meßmatritzen von Fig. k sind.where M and M are the measuring matrices of Fig. k .

χ yχ y

Die zugehörigen Parameter-Vektoian ergeben sich zuThe associated parameter vectors result from

5 (23) xy =5 (23) x y =

G Si 11 c G Si 11 c

3232

B yx I oB yx I o

S2 J:»S 2 J: »

xy οxy ο

Im übrigen bleibt die Signalverarbeitung im wesentlichen die gleiche wie oben beschrieben.Otherwise, the signal processing remains essentially the same as described above.

LeerseiteBlank page

Claims (1)

Ι 0 Patentansprüche Ι 0 claims 1. Gerät zur Bestimmung der Nordrichtung mittels eines von der Erddrehung beeinflußt„jj ..reiseis, enthaltend 1. Device for determining the north direction by means of a "jj .. trip ice, containing (a) einen zweiachsigen Kreisel, dessen Drallachse (z ) im wesentlichen vertikal ist und der(a) a biaxial gyroscope, the spin axis (z) of which is essentially vertical and the zwei zueinander und zu der Drallachse senk-20 two perpendicular to each other and to the twist axis Τ' Ίζ Τ ' Ίζ rechte Eingangsachsen (x ,y ) besitzt, wobeihas right input axes (x, y), where K TC (a ) an jeder Eingangsachse (x ,y ) desK TC (a) on each input axis (x, y) of the Kreisels ein Lageabgriff und ein Drehmomenterzeuger vorgesehen sind undKreisels a position tap and a torque generator are provided and (a_) das Abgriffsignal jedes einer Eingangs-(a_) the tap signal of each of an input K TC achse (χ ,y ) zugeordneten LageabgriffsK TC axis (χ, y) assigned position tap zur elektrischen Fesselung der Drallachse (ζ ) des Kreisels über einenfor the electrical restraint of the twist axis (ζ) of the gyro via a Verstärker (I2,l4) überkreuz auf denAmplifier (I2, l4) crosswise on the Drehmomenterzeuger der jeweils anderenTorque generator of each other K K Eingangsachse (y ,x ) geschaltet ist,K K input axis (y, x) is switched, (b) eine Verdreheinrichtung (l8) zum Verdrehen des(B) a rotating device (l8) for rotating the K K Kreisels mit seinen Eingangsachsen (x ,y )K K gyro with its input axes (x, y) um die Drallachse (z ),around the twist axis (z), (c) Speichermittel (30,32,38,40 bzw. 86) zum(c) Storage means (30, 32, 38, 40 or 86) for Speichern von Signalen, die aus den Abgriff-Signalen abgeleitet und in verschiedenen Winkelstellungen des Kreisels abgreifbar sind, und
10
Storing signals that are derived from the tap signals and can be tapped in different angular positions of the gyro, and
10
(d) Signalauswertungsmittel (98,100), auf welche die gespeicherten Signale aufschaltbar sind, zur Bildung eines hinsichtlich Kreiselfehlern kompensierten, die Nordrichtung angebenden Azimutsignals,(d) signal evaluation means (98, 100) to which the stored signals can be switched, for the formation of a compensated for gyro errors, indicating the north direction Azimuth signal, dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that TC K*TC K * (e) der Kreisel mit den Eingangsachsen (x ,y )(e) the top with the input axes (x, y) durch die Verdreheinrichtung (l8)through the rotating device (l8) kontinuierlich um die Drallachse (z ) verdrehbar ist,is continuously rotatable around the twist axis (z), (f) zum Ableiten der in den Speichermitteln(f) for deriving the in the storage means (30,32,38,40 bzw. 86) zu speichernden Signale(30, 32, 38, 40 and 86) signals to be stored aus den AbgriffSignalen Integrationsmittel (22,24 bzw. 78,80,82,84) zum Integrieren der den Drehmomenterzeugern zugeführten, verstärkten Abgriffsignale vorgesehen sind undintegration means from the tap signals (22.24 and 78, 80, 82, 84) to integrate the reinforced ones supplied to the torque generators Tap signals are provided and (g) die Integrationsmittel nach jedem Abgreifen des gebildeten Integrals und Übertragen desselben auf die Speichermittel automatisch auf Null zurücksetzbar sind.(g) the integration means after each tapping of the formed integral and transferring it can be automatically reset to zero on the storage means. ,2k ' , 2k ' 2. Gerät nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß2. Apparatus according to claim I 1, characterized in that (a) das Abgreifen und Übertragen der Integrale(a) tapping and transferring the integrals .o.O in einer l80 -Stellung und einer dagegen um l80 winkelversetzten 36O -Stellung desin a 180 position and a 360 position of the at 180 degrees Kreisels erfolgt undKreisels takes place and (b) die Signalauswertungsmittel (Fig. 2)(b) the signal evaluation means (Fig. 2) (b ) Mittel (58) enthalten zur Bildung der(b) Contains means (58) for forming the Differenz der in der 18O -Stellung und in der 36O -Stellung abgegriffenen Integrale der einem <?rzJ· λ der Drehmomenterzeuger zugeführten, verstärktenDifference between the integrals tapped in the 18O position and in the 36O position of the amplified values supplied to a <? Rz J · λ of the torque generator Ib Abgriffsignale zur Erzeugung eines erstenIb tap signals for generating a first Differenzsignals sowieDifference signal as well (b ) Mittel (60) zur Bildung der Differenz(b) means (60) for forming the difference der in der 180 -Stellung und in der 36Ο -Stellung abgegriffenen Integrale derin the 180 position and in the 36Ο position tapped integrals of the dem zweiten der Drehmomenterzeuger zugeführten, verstärkten Abgriffsignale zur Erzeugung eines zweiten Differenzsignals.the second of the torque generators supplied, amplified tap signals for Generation of a second difference signal. 3· Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauswerttmgsmittel3 · Device according to claim 2, characterized in that the signal evaluation means (a) Mittel (62) enthalten zur Multiplikation des ersten Differenzsignals mit einem Faktor(a) Contains means (62) for multiplying the first difference signal by a factor - -1 u- - -1 u- - 4 S - 4 pp 24 a24 a sowieas (b) Mittel (64) zur Multiplikation des zweiten Differenzsignals mit einem Faktor(b) means (64) for multiplying the second difference signal by a factor 'Q'Q wobeiCt? die Drehgeschwindigkeit ist, mit welcherwhereCt? the speed of rotation is at which der Kreisel durch die Verdrehungsmittelthe gyro through the twisting means verdreht wird, undis twisted, and -S - -S - die Horizontalkomponente der Erddrehge-the horizontal component of the earth's rotation schwindigkeit.speed. 4. Gerät nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauswertungsmittel weiterhin4. Apparatus according to claim 3 »characterized in that the signal evaluation means continue (a) Summationsmittel (66) enthalten, durch welche zu dem mit dem Faktor K multiplizierten ersten Differenzsignal das mit einem Korrekturfaktor c und dem Faktor K multiplizierte zweite(A) summation means (66) contain through which to the first difference signal multiplied by the factor K that with a correction factor c and the factor K multiplied second χ yχ y Differenzsignal addiert wird zur Bildung eines den Kosinus des Azimutwinkels nach Nord darstellenden Signals, sowieDifference signal is added to form a the signal representing the cosine of the azimuth angle to north, as well as (b) Summationsmittel (70)» durch welche zu dem mit dem Faktor K multiplizierten zweiten Differenzsignal das mit einem Korrekturfaktor(b) summation means (70) »by which to the by the factor K multiplied second difference signal that with a correction factor c und dem Faktor K multiplizierte erstec and the factor K multiplied first y yy y Differenzsignal addiert wird zur Bildung eines den Sinus des Azimutwinkels nach Nord darDifference signal is added to form a represents the sine of the azimuth angle to the north stellenden Signals.setting signal. 5. Gerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,5. Apparatus according to claim 1, characterized in that daß die Integrationsmittel
25
that the means of integration
25th
(a) einen ersten und einen zweiten Spannungs-Frequenz-Umsetzer (78,80) enthalten, durch welche die dem ersten bzw. dem zweiten der(a) first and second voltage-to-frequency converters (78,80) included which the first or the second the besagten Drehmomenterzeuger zugeführten Signalesignals applied to said torque generator in dazu proportionale Impulsfrequenzenin proportional pulse frequencies umsetzbar sind,are feasible, (b) einen ersten und einen zweiten Zähler (82,84) auf welche die Impulsfrequenzen von dem ersten bzw. dem zweiten Spaniiungs-Frequenz-Umsetzer (78,80) aufgeschaltet sind.(b) first and second counters (82,84) which count the pulse frequencies from the first or the second voltage-frequency converter (78,80) are switched on. (c) Mittel (88,90) zum Übertragen der Zählerstände auf die Speichermittel,(c) means (88,90) for transferring the counter readings to the storage means, (d) Mittel (9^,96) zum Rücksetzen der Zähler auf b null,(d) means (9 ^, 96) for resetting the counters b zero, (e) einen Stellungsgeber (20) der auf die Verdrehung des Kreisels durch die Verdrehungseinrichtung (18) anspricht, (e) a position transmitter (20) which responds to the rotation of the top by the rotation device (18), (f) eine von dem Stellungsgeber (20) gesteuerte Logik (92), durch welche die Mittel (88,90) zum Übertragen der Zählerstände und die Mittel (9^,96) zum Rücksetzen der Zähler (82,84) so steuerbar sind, daß in vorgegebenen Winkel-(f) a logic (92) controlled by the position transmitter (20) through which the means (88, 90) for transmitting the counter readings and the means (9 ^, 96) for resetting the counter (82, 84) so are controllable that in predetermined angular Stellungen des KreiselsPositions of the top (f ) die Zählerstände auf die Speichermittel(f) the counter readings on the storage means (86) übertragen und(86) transferred and (f ) anschließend die Zähler (82,84) auf null zurückgesetzt werden.(f) then the counters (82, 84) are reset to zero. 6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ^" der Kreisel durch die Verdrehungsmittel (l8) aus einer 0 -Stellung kontinuierlich um eine volle Umdrehung "vorwärts" in eine 36Ο -Stellung und dann "zurück" in die 0 -Stellung verdrehbar ist.6. Apparatus according to claim 1, characterized in that ^ "the top through the twisting means (l8) from a 0 position continuously by one full turn "forwards" to a 36Ο position and can then be rotated "back" into the 0 position. 7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,7. Apparatus according to claim 6, characterized in that daß die Signale von den Integrationsmitteln (78,80,82,84) in verschiedenen Winkelstellungen des Kreisels sowohl bei der Vorwärts- als auchthat the signals from the integration means (78,80,82,84) in different angular positions of the gyro for both forward and bei der Zurückverdrehung des Kreisels unter 35when turning the top below 35 Rücksetzung der Integrationsmittel abgegriffen und auf die Speichermittel (86) übertragen werden.Resetting the integration means are tapped and transferred to the storage means (86). 8. Gerät nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorwärts- und Rückwärtsverdrehung des Kreisels die Signale von den Integrationsmitteln (78»8θ|82, Qk) in der 90°-Stellung, der l80°-Steilung, der 27O°-Stellung und der 36O°-Stellung und zurück in der 270°-Stellung, der l80° ^teilung, der 90 -Stellung und der 0 -Stellung abgegriffen und auf die Speichermittel (86) übertragen werden.8. Apparatus according to claim 7 »characterized in that when the gyro is rotated forwards and backwards, the signals from the integration means (78» 8θ | 82, Qk) in the 90 ° position, the 180 ° division, the 27O ° position and the 360 ° position and back in the 270 ° position, the 180 ° division, the 90 position and the 0 position are tapped and transferred to the storage means (86). 9· Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauswertungsmittel9 · Device according to claim 8, characterized in that the signal evaluation means (a) erste Rechnermittel (93) e^t! jiten zur Bildung von(a) first computing means (93) e ^ t! jiten to education from λ τ ι τ λ τ ι τ χ = (M 1M ) . M J. ζχ = (M 1 M). M J. ζ —oc xx χ —x—Oc xx χ —x χ = (M TM )~1. M T. ζ ,χ = (M T M) ~ 1 . M T. ζ, y y y y —yy y y y -y .. wobeiwhereby der erste Meßvektor ist, der von den acht gespeicherten Integralen der auf den ersten Drehmomenterzeuger gegebenenthe first measurement vector is that of the eight stored integrals of the given first torque generator Signale gebildet wird,Signals are formed, 7. der zweite Meßvektor ist, der von den acht 7. The second measurement vector is that of the eight —y—Y gespeicherten Integralen der auf den zweiten Drehmomenterzeuger gegebenen Signale gebildet ist,stored integrals of the signals given to the second torque generator is formed 32275(5032275 (50 M die dem Meßvektor z^ zugehörige MeßmatrixM is the measurement matrix associated with the measurement vector z ^ χ χχ χ ist, die von der Drehgeschwindigkeit UJ abhängt, mit welcher der Kreisel durch die Verdreheinrichtung um die Drallachse verdreht wird,which depends on the rotational speed UJ with which the gyro is rotated by the rotating device about the spin axis, M die dem Meßvektor 2^ zugehörige Meßmatrix ist, die ebenfalls von der Drehgeschwindigkeit Cu abhängt, mit welcherM is the measurement matrix belonging to the measurement vector 2 ^ , which also depends on the rotational speed Cu with which ]0 der Kreisel durch die Verdreheinrichtung] 0 the gyro through the rotating device um die Drallachse verdreht wird,is twisted around the twist axis, χ ein nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate optimal berechneter erster Parametervektor mit den Komponentenχ a first optimally calculated using the least squares method Parameter vector with the components a, = C.. R
Ix 11 c
a, = C .. R
Ix 11 c
= Sl= Sl ^^ yxyx ist, in welchen C., die Elemente der ikis in what C., the elements of the ik Richtungskosinusmatrix für die Transformation von einem gehäusefesten in ein erdfestes Koordinatensystem, ic dieDirection cosine matrix for the transformation from a fixed to an earth-fixed coordinate system, ic the Horizontalkomponente und Jc die Vertikalkomponente der ErddrehgeHorizontal component and Jc the vertical component of the rotation of the earth schwindigkeit, ot der Fehlmontagewinkel des Kreisels und B die Nullpunktdrift des Kreisels um die zweite Eingangsachse ist, undspeed, ot is the incorrect mounting angle of the gyro and B is the zero point drift of the gyro around the second input axis, and x ein nach der Methode der kleinsten Fehler-x according to the method of the smallest error -y-y quadrate optimal bererhneter zweiter Parametervektor mit den Komponentensquares optimally derived second parameter vector with the components SiSi C* - C * 4y ~ xy4y ~ xy 15 B 15 B ist, in welchem ^f der Fehlmontagewinkel des Kreisels und B die NuIl-is in which ^ f the incorrect mounting angle of the gyro and B the basic punktdrift des Kreisels um die erstepoint drift of the top around the first Eingangsachse ist, sowieInput axis is, as well (b) zweite Rechnermittel (lOO) zur Berechnung von Ausgangsgrößen aus den Komponenten der Parametervektoren.(B) second computer means (100) for calculating output variables from the components of the Parameter vectors. 10.Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Rechnermittel (lOO) Mittel (106) zur Bildung von10.Gerät according to claim 9, characterized in that the second computing means (100) means (106) for forming ^i ~ 2 x"ix ' "iy^ i ~ 2 x "ix '" iy A 1 ι Λ Λ \ A 1 ι Λ Λ \ i = 1,2,3,4 enthalten.i = 1,2,3,4 included. 11 I D ρ C. 11 I D ρ C. 11.Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Rechnermittel (lOO) Mittel (lO8) zur Bildung des Azimutwinkels 1^ nach Nord nach der Beziehung11.Gerät according to claim 10, characterized in that the second computer means (100) means (108) for forming the azimuth angle 1 ^ to north according to the relationship 7 = - arc tan -zr~ 7 = - arc tan -zr ~ enthalten.contain. 12.Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Rechnermittel (lOO)12.Gerät according to claim 11, characterized in that the second computing means (lOO) (a) Mittel (112) zur Bestimmung der Horizontalonente Si. Beziehung(a) Means (112) for determining the horizontal salon Si. relationship komponente Si. der Erddrehgeschwindigkeit nachcomponent Si. according to the rotational speed of the earth c cosT-f" sin Vf enthalten sowiec cosT-f "sin Vf included as well (b) Mittel (114) zur Bestimmung der geographischen Breite ψ nach der Beziehung(b) means (114) for determining the latitude ψ according to the relationship T-cxv. cos —T-cxv. cos - φ-φ- wobei Jt„ die Drehgeschwindigkeit der Erde ist,where Jt "is the rotational speed of the earth, BAD ORIGINALBATH ORIGINAL 13»Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Rechnermittel (100)13 »Device according to claim 12, characterized in that that the second computing means (100) (a) Mittel (ll8) zur Bestimmung des Nickwinkels nach der Beziehung(a) Means (118) for determining the pitch angle according to the relationship ■ft sin φ ■ ft sin φ E undE and (b) Mittel (120) zur Bestimmung des Rollwinkels nach der Beziehung(b) means (120) for determining the roll angle according to the relationship enthalten.contain. 14.Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die14.Gerät according to claim 8, characterized in that the SignalauswertungsmittelSignal evaluation means (a) erste Rechnermittel enthalten zur Bildung von(a) first computing means included for the formation of 7 ~1 ^ 7 ~ 1 ^ χ = (M , Mi) ,M' . ζ —x x' · χ χ —x χ = (M, Mi), M '. ζ —xx '· χ χ —x y· V 1^y"' ' -yy · V 1 ^ y "'' -y wobei
30
whereby
30th
der erste MeßvekLor ist, der von den acht qespeicherten Integralen der auf den ersten Drehmomenterzeuger gegebenen Signale gebildet wird,the first measurement vector is that of the eight q stored integrals of the signals given to the first torque generator are formed will, M , die dem Meßvektor z^ zugehörige MeßmatrixM, the measurement matrix belonging to the measurement vector z ^ ist, die von der Drehgeschwindigkeit U) abhängt, mit welcher der Kreisel durch die Verdreheinrichtung um die Drallachse verdreht wird,which depends on the rotational speed U) with which the gyro is rotated by the rotating device about the spin axis, M die dem Meßvektor ζ zugehörige MeßmatrixM is the measurement matrix associated with the measurement vector ζ y ~yy ~ y ist, die ebenfalls von der Drehgeschwindigkeit $ abhängt, mit welcher der Kreisel durch die Verdreheinrichtung um die Drallis, which also depends on the speed of rotation $ with which the gyroscope through the rotating device to the twist achse verdreht wird,axis is rotated, 5c- ein nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate optimal berechneter erster Parametervektor mit den Komponenten5c- a least squares method optimally calculated first parameter vector with the components a1x a 1x a2x = C31 ^s
20
a 2x = C 31 ^ s
20th
a3x =C12üc a 3x = C 12 ü c a4x a 4x νν Boy B o y B1 B 1 ist, in welchem C1 die Elemente der ' xkis, in which C 1 the elements of the 'xk Richtungskosinusmatrix für die Transformation von einem gehäusefesten in ein erdfestes Koordinatensystem,Q die Horizontalkomponente und Ω die Vertikalkomponente der Erddrehgeschwindigkeit, <i derDirection cosine matrix for the transformation from a fixed to a housing Earth-based coordinate system, Q the horizontal component and Ω is the vertical component of the earth's rotation speed, <i der ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED Fehlmontagewinkel des Kreisels und dieIncorrect mounting angle of the gyro and the B. die Koeffizienten einer FunktionB. the coefficients of a function By (t) = Bo* + B1 X. t + B2 Y. \T B y (t) = B o * + B 1 X. t + B 2 Y. \ T sind, durch welche dJ^- sich mit der Zeitare, by which d J ^ - spread over time ändernde Nullpunktdrirt des Kreisels um die zweite Eingangsachse angenähert wird, undchanging zero point drirt of the gyro is approximated around the second input axis, and 5{ ein nach der Methode der kleinsten Fehler quadrate optimal berechneter zweiter Parametervektor mit den ^CJ5 {one according to the method of the smallest error squares optimally calculated second parameter vector with the ^ CJ a2y = C31Ös a 2y = C 31 Ö s a3y = C12"c a 3y = C 12 "c a4y = C32Üs a 4y = C 32 Ü s ist, in welchem 3, der Fehlmontagewinkelis, in which 3, the incorrect mounting angle XY x
des Kreisels und die B. die Koeffizienten
X Y x
of the gyro and the B. the coefficients
einer Funktiona function Bx B x sind, durch welche die sich mit der Zeit ändernde Nullpunktdrift des Kreisels um die erste Eingangsac1 ~-e angenähert wird, undare, by means of which the zero point drift of the gyro around the first input ac 1 ~ -e, which changes over time, is approximated, and (b) zweite Rechnermittel zur Berechnung von Ausgangsgrößen aus den Komponenten der Parametervoktoron. (b) Second computer means for calculating output variables from the components of the parameter vector.
DE19823227568 1982-07-23 1982-07-23 Device for determining the north direction by means of a gyro influenced by the rotation of the earth Expired DE3227568C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823227568 DE3227568C2 (en) 1982-07-23 1982-07-23 Device for determining the north direction by means of a gyro influenced by the rotation of the earth
FR8305184A FR2530806B1 (en) 1982-07-23 1983-03-28 APPARATUS FOR DETERMINING NORTHERN STEERING USING A GYROSCOPE INFLUENCED BY EARTH ROTATION
GB08315526A GB2124372B (en) 1982-07-23 1983-06-07 Gyro apparatus for determination of the north direction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823227568 DE3227568C2 (en) 1982-07-23 1982-07-23 Device for determining the north direction by means of a gyro influenced by the rotation of the earth

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3227568A1 true DE3227568A1 (en) 1984-02-02
DE3227568C2 DE3227568C2 (en) 1984-06-07

Family

ID=6169159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823227568 Expired DE3227568C2 (en) 1982-07-23 1982-07-23 Device for determining the north direction by means of a gyro influenced by the rotation of the earth

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE3227568C2 (en)
FR (1) FR2530806B1 (en)
GB (1) GB2124372B (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02272315A (en) * 1989-04-14 1990-11-07 Furuno Electric Co Ltd Gyrocompass
DE3925311A1 (en) 1989-07-31 1991-02-07 Bodenseewerk Geraetetech AUTONOMOUSLY ADJUSTABLE ROTARY ARRANGEMENT WITH A TWO-AXIS PLATFORM

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2741274B2 (en) * 1977-09-14 1979-09-20 Bodenseewerk Geraetetechnik Gmbh, 7770 Ueberlingen Device for the automatic determination of the north direction
DE2903282B1 (en) * 1979-01-29 1980-06-26 Bodenseewerk Geraetetech Device for the automatic determination of the north direction
DE2922412A1 (en) * 1979-06-01 1980-12-04 Bodenseewerk Geraetetech SELF-NORTHING COURSE LOCATION REFERENCE DEVICE FOR NAVIGATION OF A VEHICLE
DE3019372A1 (en) * 1980-05-21 1981-11-26 Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, 7770 Überlingen North-seeking vehicle navigation course reference device - has two-axis gyroscope with azimuth frame rotation motor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2741274B2 (en) * 1977-09-14 1979-09-20 Bodenseewerk Geraetetechnik Gmbh, 7770 Ueberlingen Device for the automatic determination of the north direction
DE2903282B1 (en) * 1979-01-29 1980-06-26 Bodenseewerk Geraetetech Device for the automatic determination of the north direction
DE2922412A1 (en) * 1979-06-01 1980-12-04 Bodenseewerk Geraetetech SELF-NORTHING COURSE LOCATION REFERENCE DEVICE FOR NAVIGATION OF A VEHICLE
DE3019372A1 (en) * 1980-05-21 1981-11-26 Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, 7770 Überlingen North-seeking vehicle navigation course reference device - has two-axis gyroscope with azimuth frame rotation motor

Also Published As

Publication number Publication date
GB2124372B (en) 1985-10-23
GB8315526D0 (en) 1983-07-13
FR2530806B1 (en) 1987-08-21
DE3227568C2 (en) 1984-06-07
FR2530806A1 (en) 1984-01-27
GB2124372A (en) 1984-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3606636C1 (en) Method for determining geomagnetic field components with reference to a satellite-fixed coordinate system
DE2849633C2 (en) Device for measuring azimuth and inclination of a borehole
DE2903282C2 (en) Device for the automatic determination of the north direction
DE3143527A1 (en) DEVICE FOR AUTOMATICALLY DETERMINING THE NORTH DIRECTION
DE2741274C3 (en) Device for the automatic determination of the north direction
DE2922412A1 (en) SELF-NORTHING COURSE LOCATION REFERENCE DEVICE FOR NAVIGATION OF A VEHICLE
DE2922414C2 (en) Course-attitude reference device
DE2922411C2 (en)
DE2922415C2 (en) Navigation device for land vehicles
EP0335116A2 (en) Method of aligning a two axis platform
EP0223159B1 (en) Apparatus for determining the northerly direction
EP0048212B1 (en) Heading attitude reference system
DE3227568A1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE NORTH DIRECTION BY MEANS OF A GYRO INFLUENCED BY EARTH ROTATION
DE3131111C2 (en) Gyro device for determining the north direction
DE3233612C2 (en) Device for determining the north direction
DE3028649C2 (en) Device for determining the north direction
DE3050615C2 (en) Device for determining the north direction
DE3019372C2 (en) Self-aligning course reference device
DE3337715C2 (en) Course-attitude reference device
DE3346450C2 (en) Device for determining the north direction
EP0411565B1 (en) Autonomously directable gyroscope arrangement with dual-axis platform
DE3050614C2 (en) Sensor arrangement in a gyroscope
EP0071784B1 (en) Gyroscopic apparatus with a tape-suspended meridian gyroscope
DE2256648C3 (en) Method and device for determining the spatial borehole course
DE3322632C2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee