DE3310099C2

DE3310099C2 - Verfahren zur Korrektur der Positionsanzeige einer Ortungseinrichtung

Info

Publication number: DE3310099C2
Application number: DE19833310099
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Ing Dr Rogge
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Northrop Grumman Litef GmbH
Priority date: 1983-03-21
Filing date: 1983-03-21
Publication date: 1994-10-13
Anticipated expiration: 2003-03-22
Also published as: DE3310099A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur der Positionsanzeige einer Ortungseinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 28 05 628 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 Koppelrechnung mit einer weiteren Koppelrechnung, 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 seinen Koordinatenwerten bekannten oder auf der Karte feststellbaren Standort 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.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das mit wenig Aufwand die Ermittlung von Korrekturwerten für die Positionsanzeige einer Ortungseinrichtung ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

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 aufeinanderfolgenden Messungen während einer Fahrzeit, dann kann angenommen werden, daß die Positionsanzeige während zumindest des letzten Teils der Fahrzeit durch die nachfolgend gemessene Drift verfälscht wurde. In eine Weiterbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, den gemessenen Standdriftwert nicht mehr nur bei der nachfolgenden Koppelrechnung zu berücksichtigen, sondern auch einen Teil der vor der Messung liegenden Fahrzeit bzw. die während dieser Zeit vorgenommene Koppelrechnung aufgrund des neuen Driftwertes zu korrigieren.

Beispielsweise wird die letzte Hälfte der zurückliegenden Fahrzeit mit dem neuen Driftwert beaufschlagt.

Allgemein kann auch bei einer Fahrzeit t_F die Zeit t₁, in der die Koppelrechnung mit dem Driftwert D₁ der vorigen Messung durchgeführt wird, nach der Beziehung

und die Zeit t₂, in der die Koppelrechnung mit dem neuen Driftwert D₂ durchgeführt wird, nach der Beziehung

ermittelt werden, wobei t_M die Standdrift-Meßzeit zur Bestimmung der Drift bezeichnet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur verdeutlicht die Ermittlung einer möglichst korrekten 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 Kursreferenzgerätes und dem zurückgelegten Weg nach dem Koppelnavigationsverfahren 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 Ost- Koordinatenwerten N, E dem Rechner eingegeben. Während der Fahrt wird zusätzlich zu der für die Ermittlung der Positionskoordinaten erforderlichen Koppelrechnung, bei welcher eine abgeschätzte oder bei vorangegangenen Messungen ermittelte Zufallsdrift D₁ berücksichtigt wird, eine weitere mit einer eingegebenen Pseudodrift D_p 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 Fahrdriftwert entspricht, wird der Betrag der Standdrift für die nachfolgende Fahrzeit dem Rechner zur Korrektur der Koppelrechnung zugeführt. Wird diese Standdrift nach längerer Fahrt mit einer Fahrzeit t_F und einer nachfolgenden kurzen Standdrift-Meßzeit t_M ermittelt, dann gilt angenähert, daß während der ersten Fahrthälfte eine Drift D₁ und während der zweiten Fahrthälfte eine Drift D₂ die Messung beeinflußt hat.

Allgemein kann die gesamte Meßzeit in die Teilzeiten t₁ und t₂ aufgeteilt werden, wobei gilt:

Dabei stellt t_F die Fahrzeit und t_M die nachfolgende Standdrift-Meßzeit dar. Während der Zeit t₁ 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 Stillstandsdrift korrigierte Position des Fahrzeugs B_J wird anschließend mit der Position B_p, die aufgrund der Pseudo-Drift D_p erreicht wurde, verglichen und die tatsächliche Position B_s des Fahrzeugs nach der Beziehung

für die Ostwertkorrektur und

für die Nordwertkorrektur ermittelt, wobei ΔE_p, ΔN_p die Koordinatendifferenz zwischen der aufgrund der Stillstandsdrift korrigierten Position B_J und der Pseudoposition B_p ist.

Die ermittelten Werte für B_s stellen eine gute Näherung an die tatsächliche Position dar und werden in einfacher Weise nach jeder längeren Fahrzeit mit anschließender Standdrift- Meßzeit berechnet.

Claims

1. Verfahren zur Korrektur der Positionsanzeige einer Ortungseinrichtung, welche aus den Richtungssignalen einer Kursmeßeinrichtung und den Wegsignalen eines Weggebers durch Koppelrechnung ihre jeweilige Position bestimmt, wobei die Kreiseldrift der Kursmeßeinrichtung ermittelt und als Korrekturwert bei der Koppelrechnung berücksichtigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreiseldrift bei Stillstand der Ortungseinrichtung ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Stillstand ermittelte Kreiseldrift sowohl als Korrekturwert bei der während der anschließenden Fahrzeit durchgeführten Koppelrechnung berücksichtigt wird als auch nachträglich zur Korrektur der vor dem Stillstand durchgeführten Koppelrechnung herangezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die während der Fahrzeit zwischen zwei Stillständen durchgeführte Koppelrechnung in der ersten Hälfte der Fahrzeit mit der zuvor ermittelten Stillstand-Kreiseldrift und in der zweiten Hälfte der Fahrzeit nachträglich mit der danach ermittelten Stillstand-Kreiseldrift korrigiert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der Fahrzeit zwischen zwei Stillständen eine zusätzliche Koppelrechnung durchgeführt wird, der als Korrekturwert eine beliebige Kreiseldrift (Pseudodrift D_p) vorgegeben wird, und daß die Nord- und die Ostkoordinatendifferenzen ΔN_J und ΔE_J zwischen der wahren Position (B_S) und der von der Ortungseinrichtung angezeigten Position (B_J) aufgrund folgender Vorschriften bestimmt werden: wobei D₁ und D₂ die während der zwei Stillstände ermittelten Kreiseldriften sind und ΔN_p, ΔE_p die Nord- und die Ostkoordinatendifferenz zwischen der angezeigten Position (B_J) und der aufgrund der Pseudodrift berechneten Position (B_P) sind.