DE3310099A1

DE3310099A1 - Verfahren zur korrektur der positionsanzeige einer ortungseinrichtung

Info

Publication number: DE3310099A1
Application number: DE19833310099
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. Dr. 6922 Meckesheim Rogge
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Northrop Grumman Litef GmbH
Priority date: 1983-03-21
Filing date: 1983-03-21
Publication date: 1984-09-27
Anticipated expiration: 2003-03-22
Also published as: DE3310099C2

Description

Verfahren zur Korrektur der Positionsanzeige
einer Ortungseinrichtung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur der Positionsanzeige einer Ortungseinrichtung mit einer Kursmeßeinrichtung, insbesondere ein Kurskreisel, dessen Richtungssignale mit,von einem Weggeber erzeugten, Wegsignalen mittels Koppel rechnung zur Angabe der Position eines Fahrzeugs verwendet werden.
Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 2 805 628 bekannt. Hierbei wird die durch die Erddrehung verursachte und von der geographischen Breite abhängige Kreiseldrift des Kurskreisels durch Eingabe entsprechender Werte in die Navigationsanlage kompensiert. Die weitere auch als Zufallsdrift bezeichnete Kreiseldrift, die gerätespezifisch ist und beispielsweise durch Unwuchten verursacht wird, soll ermittelt werden durch Vergleich der Koppel rechnung mit einer weiteren Koppel rechnung der eine bekannte Drift zugrunde liegt. Der Fehler bzw.
die Zufallsdrift kann nach einer Fahrstrecke und anschließendem Vergleich des angezeigten Standorts mit dem tatsächlich erreichten und in seinem koordinatenwerten bekannten oder auf der Karte (eststellbarel Standorts anhand des oben genannten Verfahrens korrigiert werden. Für eine möglichst genaue Ermittlung der Zufallsdrift ist dabei jedoch eine Berechnung und Korrektur mehrerer Fahrstrecken bzw. ein Anfahren mehrerer bekannter Standorte nötig.
Die Aufgabe der Erfindung wird daher darin gesehen, eine möglichst einfache und rasche Ermittlung der kreiselabhängigen Drift anzugeben und mit geringem Aufwand die Sollposition des Fahrzeugs zu bestimmen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Korrektur der Positionsanzeige aufgrund der während der Fahrt entstehenden Krei sel drift durchgeführt wird, wobei diese Kreiseldrift im wesentlichen der Standdrift DA entspricht, die während eines längeren Fahrzeugstillstands bzw. vor Fahrtbeginn ermittelt wird.
Die Messung der Standdrift erfolgt über einen Zeitraum von beispielsweise drei Minuten. Selbstverständlich wird eine längere Meßzeit auch einen genaueren Mittelwert liefern. Verändert sich diese Drift bei aufeinanderfol genden Messungen zwischen einer Fahrzeit, dann kann angenommen werden, daß die Positionsanzeige während zumindest des letzten Teils der Fahrzeit durch die nachfolgend gemessene Drift verfälscht wurde. In einer Weiterbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, den gemessenen Standdriftwert nicht mehr nur bei der nachfolgenden Koppel rechnung zu berücksichtigen, sondern auch einen Teil der vor der Messung liegenden Fahrzeit bzw. die während dieser Zeit vorgenommene Koppelrechnung aufgrund des neues Driftwertes zu korrigieren.
Beispielsweise wird die letzte Hälfte der zurückliegenden Fahrzeit mit dem neuen Driftwert beaufschlagt.
Allgemein kann auch bei einer Fahrzeit tF die Zeit T1 n der die Koppel rechnung mit dem Driftwert DA der vorigen Messung durchgeführt wird nach der Beziehung 1 tM T1 = 2 (tF + 2 ) und die Zeit T2 in der die Koppel rechnung mit dem neuen Driftwert DB durchgeführt wird nach der Beziehung 1 tM T2 2 (tF - 2 ) ermittelt werden, wobei mit tM die Meßzeit zur Bestimmung der Drift bezeichnet ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung nd in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Fig. zeigt die Ermittlung der Position mittels Koppelnavigationsrechnung.
Zur Bestimmung der Fahrstrecke zu einem festgelegten Ziel ist es notwendig, kontinuierlich den augenblicklichen Standort des Fahrzeugs und die Fahrtrichtung zu kennen. Besonders für militärische Anwendungszwecke, aber auch im zivilen Bereich findet hierbei eine Navigationseinrichtung Verwendung. Üblicherweise enthält diese ein Kursreferenzgerät, beispielsweise in der Art eines Kurskreisels, eine Wegmesseinrichtung zur Messung des zurückgelegten Weges und eine mit einem Rechner gekoppelte Anzeigeeinheit, beispielsweise ein Kartengerät, wobei der Rechner die Kursrichtung des Fahrzeugs aus Signalen des Kursreferenzgeräts und den zurückgelegten Weg nach dem Koppel navi gati onsverfah ren verknüpft und ausgehend von dem Startpunkt die augenblickliche Position des Fahrzeugs anzeigt.
Bekanntlich weist ein Kurskreisel einen Driftfehler auf, der die Positionsangaben verfälscht und der sich aus der durch die Erddrehung verursachten Drift und aus einer Zufallsdrift die durch Unwuchten, reibungsbehaftete Lager u.a. verursacht wird, zusammensetzt. Während die sogenannte scheinbare Drift, d.h. die durch die Vertikalkomponente der Erddrehgeschwindigkeit verursachte Drift durch einen konstanten Kompensationsfaktor eliminiert werden kann, läßt sich die.nicht konstante Zufallsdrift nicht in einfacher Weise kompensieren.
Das im folgenden beschriebene Verfahren versucht, diese Zufallsdrift zu bewerten und die Positionsanzeige entsprechend zu korrigieren. Zu Beginn einer Fahrt deren tatsächlicher Verlauf mit Kurve 1 und deren angezeigter Verlauf mit Kurve 2 dargestellt ist, wird der Standort A mit seinen Nord- und Süd-Koordinatenwerten dem Rechner eingegeben. Während der Fahrt wird zusätzlich zu der für die Ermittlung der Positionskoordinaten erforderliche Koppel rechnung, bei welcher eine abgeschätzte oder bei vorangegangenen Messungen ermittelte Zufallsdrift D1 berücksichtigt wird eine weitere mit einer eingegebenen Pseudodrift Dp beaufschlagte Pseudo-Koppelrechnung durchgeführt und der Verlauf der Kurve 3 gebildet. Diese beginnt jeweils mit den Abfahrtskoordinaten des Start- oder Haltepunktes A und endet an einem nächsten Haltepunkt B, an welchem eine Driftkorrektur nach folgender Art durchgeführt wird: An einem Haltepunkt, an dem das Fahrzeug mindestens 3 min hält, wird eine Standdriftmessung durchgeführt.
Aufgrund der Tatsache, daß der Standdriftwert im wesentlichen dem Fahrtdriftwert entspricht, wird der Betrag der Standdrift D2 für die nachfolgende Fahrtzeit dem Rechner zur Korrektur der Koppel rechnung zugeführt.
Wird diese Standdrift D2 nach längerer Fahrt mit einer Fahrtzeit tF und einer nachfolgenden kurzen Meßzeit tM ermittelt, dann gilt angenähert, daß während der ersten Fahrthälfte die Drift D1 und während der zweiten Fahrthälfte die Drift D2 die Messung beeinflußt hat.
Allgemein kann die gesamte Meßzeit in die Teilzeiten t1 und t2 aufgeteilt werden, wobei gilt: 1 tM t1 = 2 (tF + 2 ) 1 tM t2 = 2 (tF - 2 Dabei stellt tF die Fahrzeit und tM die nachfolgende Meßzeit dar. Während der Zeit tj wird demnach mit der Drift D1 und während der Zeit t2 mit der Drift D2 zu rechnen bzw. nachträglich zu korrigieren sein.
Die aufgrund der neu gemessenen Drift korrigierte Position des Fahrzeugs BJ wird anschließend mit der Position Bp die aufgrund der Pseudo-Drift D p erreicht wurde verglichen und die Sollposition Bs nach der Beziehung D1 - D2 A Ej = A E D1 . D2 Dp für die Ostwertkorrektur Nj = A N . DA - DB Dp für die Nordwertkorrektur ermittelt, wobei A Ep, A Np die Koordinatendifferenz zwischen de angezeigten Position und der Pseudoposition ist.
Die ermittelten Werte stellen eine gute Näherung an die tatsächliche Sollposition dar und werden in einfacher Weise nach jeder längeren Fahrzeit mit anschließender Stand- bzw. Meßzeit berechnet.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Korrektur der Positionsanzeige einer Ortungseinrichtung mit einer Kursmeßeinrichtung, insbesondere ein Kurskreisel, dessen Richtungssignale mit'von einem Weggeber erzeugtenWegsignalen mittels Koppel rechnung zur Angabe der Position eines Fahrzeugs verwendet werden, dadurch gekennzeichi.et, daß die Korrektur der Positionsanzeige aufgrund der während der Fahrt entstehenden Kreiseldrift durchgeführt wird, wobei diese Kreisel drift im wesentlichen der Standdrift DA entspricht, die während eines längeren Fahrzeugstillstands bzw. vor Fahrtbeginn ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach einer Fahrzeit bei anschließendem Fahrzeugstillstand ermittelte Standdri ft DB zur Korrektur der nachfolgenden Koppelnavigationsrechnung und einem Teil der während der vor dem Fahrzeugstillstand zurückgelegten Fahrzeit durchgeführten Koppelnavigationsrechnung berücksichtigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelnavigationsrechnung jeweils während der Hälfte der Fahrzeit zwischen zwei Fahrzeugstillständen mit der Standdrift DA bzw. mit der Standdrift DB durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der Fahrzeit eine weitere Koppelnavigationsrechnung durchgeführt wird der zur Korrektur ein beliebiger Driftwert (Pseudodrift) zugrunde gelegt wird und mittels der Pseudo- drift D p und der Standdriftwerten DA, DB Korrekturwerte A E, A N der Nord- und Ostkoordinate zur Bestimmung der Sollposition ermittelt werden nach den Beziehungen # E = # Ep # tp - 0,5 tM # DA - DB 2tF Dp # N = # Np # tF - 0,5 tM # DA - DB 2tF Dp wobei A E p den Ost-Differenzwert und A p den Nord-Differenzwert zwischen der Position die aufgrund der Pseudodrift angezeigt wird und der Ist-Position ist, tF die Fahrzeit und tM die Meßzeit bei Fahrzeugstillstand darstellt.