DE3340374A1

DE3340374A1 - Geodaetisches bordgeraet zur gravitationsmessung mit speziell dafuer ausgeruestetem luftfahrzeug und verfahren zu dieser messung

Info

Publication number: DE3340374A1
Application number: DE19833340374
Authority: DE
Inventors: Franklin D. Carson; William R. Perkasie Pa. Gumert
Original assignee: Carson Helicopters Inc
Current assignee: Carson Helicopters Inc
Priority date: 1983-11-08
Filing date: 1983-11-08
Publication date: 1985-05-15
Anticipated expiration: 2003-11-09
Also published as: DE3340374C2

Description

Geodätisches Bordgerät zur Gravitationsmessung
mit speziell dafür ausgerüstetem Luftfahrzeug und Verfahren zu dieser Messung Die Erfindung bezieht sich auf die Gravitationsmessung durch Bordgeräte und insbesondere auf ein Verfahren und ein Gerät, mit denen diese Messung mit größerer Genauigkeit als bisher durchführbar ist.
Die Verwendung von Luft fahrzeugen zur Gravitationsmessung ist bisher in Reviews of Geophysics, Bd. 5, Nr. 4, November 1967, S. 477 - 526, veröffentlicht von The American Geophysical Union of 2000 Florida Avenue, N.W., Washington, D.C. 20009, vorgeschlagen worden,worin auf S. 520 - 524 auf Luft fahrzeuge mit feststehenden Flügeln Bezug genommen wird.
Eine Übersicht in bezug auf Hubschrauber kann dem Aufsatz beginnend auf S. 1-1 der Airborne Gravity Surveying, Technical Information", veröffentlicht von Carson Geoscience, Perkasie, Pennsylvania, März 1981, entnommen werden.
Verschiedene Patente befassen sich mit Geräten zur Gravitationsmessung: In den US-Patentschriften 3 011 347, 3 038 338, 3 180 151, 3 447 293 sowie in der Kanadischen Patentschrift 652 757 sind Instrumente zur Gravitationsmessung bzw. zur Messung von Gravitationsableitungen des Erdgravitationsfeldes beschrieben, die jedoch keine praktischen Systeme zur präzisen Vermessung mit Luftfahrzeugen zeigen.
Die US-Patentschriften 2 293 437, 2 377 889, 2 964 948, 2 977 799 (La Coste), 2 626 525, 2 674 887, 3 211 003, 3 019 655, 3 033 037, 3 062 051, 3 194 075, 3 495 460, 3 501 958, 3 546 943 und 3 583 225 zeigen Gravitationsmesser bzw. Gravitationsdrehwaagen, jedoch keine praktischen Systeme zur genauen Vermessung mit Luftfahrzeugen.
Die US-Patentschriften 2 610 226, 2 611 802 und 2 611 803 zeigen Verfahren und Geräte zur Durchführung von Messungen bzw. Vermessungen für geophysikalische oder magnetische Forschungen; die Gravitationsmessung mit Luftfahrzeugen wird aber dabei weder erörtert noch behandelt.
Bei den bisher gemachten Vorschlägen für Vermessung mit Bordgeräten wird keine zweckmäßige Stabilisation für das Luftfahrzeug in bezug auf seine Geschwindigkeit, kein guter Horizontalflug, keine genaue Navigation und keine genaue Steuerung bzw. Lenkung und infolgedessen keine genaue Vermessung und keine genaue Gravitationsmessung gewährleistet; sie weisen sogar weitere Mängel auf.
Erfindungsgemäß dagegen werden ein verbessertes Verfahren und ein verbessertes Gerät zur Gravitationsmessung mit Bordgeräten vorgeschlagen, wobei das Luftfahrzeug in bezug auf Geschwindigkeit, Kursrichtung und Höhe stabilisiert ist und der Gravitationsmesser bzw.
die Gravitationsdrehwaage die erforderliche Empfindlichkeit und Signale hat, welche mit hoher Abtastgeschwindigkeit auf Magnetband aufgezeichnet werden, und wobei die Position des Luftfahrzeuges unter Verwendung eines geodätisch eingemessenen Vielbereichnavigationssystems berechnet wird, wobei die Messung bzw. Vermessung vorzugsweise nachts erfolgt, wenn die Luft stabiler ist.
Das Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und eines verbesserten Gerätes zur Gravitationsmessung durch Luftfahrzeuge, wodurch eine größere Präzision der berechneten und aufgezeichneten Daten erzielt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und eines verbesserten Gerätes zur Vermessung durch Luftfahrzeuge und zwar vorzugsweise nachts, wenn die Luftbedingungen relativ stabil sind, da eine solche Stabilität häufig in den Nachtstunden gewährleistet ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und eines verbesserten Gerätes zur Vermessung mit Luftfahrzeugen, so daß das betreffende Luft fahrzeug in einer gewählten Höhe gehalten und in bezug auf Geschwindigkeit und Flugrichtung stabilisiert wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und eines verbesserten Gerätes zur Gravitationsmessung mit Luft fahrzeugen, so daß der Gravitationsmesser bzw. die Gravitationsdrehwaage in bezug auf die Abtastung und insbesondere auf die Abtastgeschwindigkeit gesteuert wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und eines verbesserten Gerätes zur Gravitationsmessung mit Luftfahrzeugen, so daß die Lage des Luftfahrzeuges jederzeit genau bekannt ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und eines verbesserten Gerätes zur Gravitationsmessung mit Luft fahrzeugen, so daß das Luftfahrzeug mit der zur Verwendung bei großen Entfernungen erforderlichen Brennstoffmenge versorgt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und eines verbesserten Gerätes, dessen Instrumente bei stabiler Temperatur und vorzugsweise in sauberer Umgebung im Luftfahrzeug angeordnet sind bzw. von diesem getragen werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und eines verbesserten Gerätes zur Vermessung mit Luftfahrzeugen, worin ein Taster bzw. eine Sonde zum genauen Messen des statischen Luftdruckes entsprechend angeordnet ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und eines verbesserten Gerätes zur Vermessung mit Luft fahrzeugen und zwar zum Messen des Abstandes zwischen dem Luftfahrzeug und der Erde.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und eines verbesserten Gerätes zur Gravitationsmessung mit Luftfahrzeuen, wobei der Gravitationsmesser bzw. die Gravitationsdrehwaage derart ausgelegt ist, daß er bzw. sie in der Umgebung des Luftfahrzeuges innerhalb desselben wirkungsvoller arbeitet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und eines verbesserten Gerätes zur Gravitationsmessung mit Luft fahrzeugen unter Verwendung einer Anlage zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Daten in digitaler Darstellung auf Magnetband (eines Meßwertdruckers mit Ziffernanzeige) mit hohem Empfindlichkeitsgrad, veränderlicher Abtastgeschwindigkeit und Ablesbarkeit der auf Magnetband aufgezeichneten Daten während des Fluges.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und eines verbesserten Gerätes zur Gravitationsmessung mit Luft fahrzeugen, wobei zur Erhöhung der Positionsgenauigkeit Mehrfachbereiche aus einer elektronischen Navigationsanlage auf Magnetband aufgezeichnet werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und eines verbesserten Gerätes zur Gravitationsmessung mit Luft fahrzeugen, wobei das Verfahren zur Datensammlung zum Erhalten der notwendigen Parameter zur Berechnung genauer Gravitationsmessungen beschrieben wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und eines verbesserten Gerätes zur Gravitationsmessung mit Luft fahrzeugen zur gleichzeitigen Aufzeichnung von Magnet- und Gravitationsdaten.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens und eines verbesserten Gerätes zur Gravitationsmessung mit Luft fahrzeugen, wobei das Verfahren zum Vorzeichnen des erforderlichen Flugweges beschrieben und die Übereinstimmung des Luftfahrzeuges mit diesem Flugweg bestimmt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines aus einem Gitter bestehenden Bildes der aufgezeichneten Linien, die beflogen werden sollen, um die Gravitationsanomalie des Erfassungsbereiches bzw. der zurückzulegenden Strecke zu erfassen, d.h. die Erstellung eines Erfassungsdiagrammes.
Weitere Ziele und vorteilhafte Merkmale der Erfindung erhellen aus der Beschreibung und den PatentansprUchen.
Das Wesen und die Kennzeichnungsmerkmale der Erfindung sind noch näher der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die damit verbundenen Zeichnungen zu entnehmen; darin zeigen: Die einzige Figur ein Blockschaltbild zum Zwecke einer Veranschaulichung der Erfindung.
Bezugnehmend auf die Figur ist festzustellen, daß jedes geeignete Luftfahrzeug Verwendung finden kann: Flugzeug mit feststehenden Flügeln, ein Luftfahrzeug, das leichter als die Luft ist, und Hubschrauber.
Wird ein Hubschrauber verwendet, so ist ein geeigneter Bubschrauber das Modell Sikorsky 61, das vorzugsweise mit internen Treibstoffbehältern mit einem Fassungsvermögen für eine Flugzeit bis etwa 8 Stunden versehen ist.
Der Hubschrauber hat vorzugsweise eine einzigartig abgestimmte automatische Flugsteueranlage unter Verwendung des sog. collective lift zur Steuerung der Vertikalbewegung des Flugzeuges während des Fluges ohne änderung der Längsneigung, also des Anstellwinkels.
Für jedes Luftfahrzeug ist wesentlich, daß es eine Flugsteueranlage zur Steuerung der Vertikalbewegung des Luftfahrzeuges im Flug, vorzugsweise zur Begrenzung der Höhenänderung auf - lO Fuß (-+ 3,3 m) in dreißig Sekunden gegenüber einer vorgegebenen Höhe hat.
Vorzugsweise ist eine abgeschlossene Kammer im Luft fahrzeug zu verwenden, welche bei stabiler Temperatur und vorzugsweise in sauberer Umgebung gehalten wird.
Die kombinierte Verwendung von Trägheitsnavigation und elektronischer Anlage zur Entfernungsmessung gewährleistet für den Luftfahrzeugpiloten kontinuierlich die Überwachung5 Kontrolle und Steuerung der geographischen Breite, Länge und der Fluggeschwindigkeit. Dieses Gesamtnavigationspaket erlaubt die Einhaltung der Fluggeschwindigkeit mit einer Genauigkeit von fünf Knoten und des vorbestimmten Flugweges mit einer Genauigkeit von einigen hundert Metern.
Bei Verwendung eines Hubschraubers werden die Rotorblätter zur Erzielung eines gleichmäßigen Fluges mechanisch sauber geführt und ausgerichtet.
Eine Sonde nur zum Messen des statischen Luftdruckes und nicht des Staudruckes ist als Hilfsmittel zum Messen åer Flughöhe des Luft fahrzeuges vorgesehen und derart angeordnet, daß nur der statische Luftdruck gemessen wird, wobei bei Hubschraubern sie vor dem Hubschrauber oder einige Fuß über dem Hubschrauber oder oberhalb der Rotorblätter in deren Drehzentrum einziehbar angeordnet ist. Diese Sonde ist mit der Umgebungskammer verbunden.
Zur Bestimmung der Flughöhe des Luft fahrzeuges ist eine Kombination aus Radar- oder Laser- oder empfindlichen Druckmessungen zur Bestimmung der Flughöhe bis zu innerhalb von zehn Fuß vorgesehen. Geeignete Radargeräte sind von Honeywell, Inc., Minneapolis, Minnesota und geeignete Lasergeräte von Spectra Physics, Inc., Mountain View, California beziehbar.
Geeignete Geräte zur Messung des absoluten Druckes sind von Rosemont, Inc., Minneapolis, Minnesota beziehbar.
Relativmessungen der Flughöhe werden mit einer Genauigkeit von bis zu 0,5 Fuß gemacht und registriert.
Es gibt zwei Arten von Druckhöhenmessern. Der eine ist ein Absolutwertmesser, der den Druck und die Druckänderungen der Atmosphäre mißt. Am Boden stationierte absolute Höhenmesser registrieren die Veränderungen in Bodenhöhe, wobei alle diese Messungen zur Feststellung und Aufzeichnung von Druckoberflächenveränderungen im Meßbereich kombiniert werden.
Der zweite weist zwei Zweirichtungstransduktoren bzw.
Druck-Meßwertwandler mit engem Meßbereich auf, die in der Umgebungskammer temperaturstabilisiert sind und zur Messung und Aufzeichnung von kleinen Veränderungen der Flughöhe verwendet werden. Solche Wandler sind von Setra Systems, Inc., Natick, Massachusetts beziehbar.
Für diese Meßinstrumente ist eine turbulenz freie Druckluft liefernde Luftdruckquelle in Form der Drucksonde vorgesehen, die nur zum Messen des statischen Luftdruckes und nicht des Staudruckes ausgebildet ist.
Zur Erzielung einer Aufzeichnung der gesammelten Daten werden alle Daten im Abstand von einer Sekunde oder in einem anderen gewünschten Abstand auf Magnetband aufgezeichnet. In allen Analogdatenkanälen wird mit einer Empfindlichkeit der Größenordnung von 0,0001 Volt aufgezeichnet. Ein geeignetes Gerät ist eine Digitalanlage wie das Lancer Electronics Model 4570, das von Lancer Electronics Corp., Collegeville, Pennsylvania beziehbar und an eine Bandtransporteinrichtung Kennedy Model 9800 angeschlossen ist, die von Kennedy, Inc., Altadena, California beziehbar ist. Nach dem Einschreiben auf Band wird die Information über einen Papierbandschreiber aus gelesen. Auch ein Digitalvoltmeter ist als Sichtkontrollgerät zur Überwachung jedes beliebigen Datenkanals vorgesehen bzw. handelsmäßig verfügbar.
Zur Steuerung und Kontrolle der Navigation des Luftfahrzeuges kann eine auf Sicht bzw. mit Visierlinien arbeitende elektronische Entfernungsmeßanlage verwendet werden, die mit mehreren Bodenstationen zusammenarbeitet.
Eine geeignete Anlage ist der Motorola Miniranger, beziehbar von Government Electronics Division, Motorola, Inc., Scottsdale, Arizona.
Eine andere Anlage zur Steuerung der Navigation des Luft- fahrzeuges ist als SERIES Satelite Emission Radio Interferometric Earth Surveying bekannt und von Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California beziehbar und bildete Teil von Third Annual NASA Program Review, Crustal Dynamics Project, Geodynamics Research, January 26-29, 1981, Goddard Space Flight Center.
Ein Beispiel dieser Anlage ist in der US-Patentschrift 4 170 776 gezeigt. Zusätzlich ist das in dieser Patentschrift erkannte Ikonosphäreneichproblem von einer neuen Technik erfolgreich angesprochen worden, die Satellite L-band Iconospheric Calibration (SLIC) genannt wird und die Fähigkeit einer einzigen SERIES-Station zur Ableitung des gesamten Elektronensäuleninhalts bzw. -gehalts durch die Kreuzkorrelation der beiden Rundfunkkanäle des Globular Positioning System (GPS) gezeigt hat. Ein bedeutender zusätzlicher Datentyp ist Doppler bei einer effektiven Wellenlänge von 86 cm.
Ein Gittermusterbild aus gleichmäßig im Abstand voneinander befindlichen Linien in zwei Richtungen wird gewählt, um zu ermöglichen, daß eine mehrfache Anzahl von über schneidungen, welche Meßpunkte für die Daten für alle von dem Luftfahrzeug durchzuführenden Messungen sind, stattfinden. Diese Linien können Eichinformationen, Geräteverifizierungen und Datengültigkeitsbescheinigungen aufzeigen, wobei jede dieser Linien mit entlang derselben befindlichen und wie nachfolgend ausgeführt aufgezeichneten Daten zu befliegen ist.
Jede Bodenstation ist an einem genauen geodätischen Markierungsfunkfeuerplatz vorgesehen, der unter Verwendung des Navy transit satellite system in der Betriebsart "Translocation" mit einer ausgezeichneten statistischen Stichprobenmessung guter Winkeldurchläufe zur Berechnung einer Position bis auf weniger als 1 Meter in Breite, Länge und Höhe bestimmt wird.
Jeder der Transponder, die jeweils an jeder der Bodenstationen vorgesehen sind, wird eingestellt, um eine geeichte Entfernung in einem bekannten Bereich zu messen, bevor er in die Bodenstation installiert wird.
Nachdem sämtliche Bodenstationen wirksam geworden sind, wird das Luftfahrzeug zum Mittelpunkt zwischen zwei Stationen zum Prüfen der Anfluggrundlinienentfernung geflogen. Mehrere Durchläufe entlang jeder Grundlinie werden vor dem Beginn der Vermessung durchgeführt.
Diese Eichungen und Messungen werden so gemacht, daß die berechnete Position mit einer Genauigkeit der Größenordnung eines Kreises eines Durchmessers von drei Metern bekannt wird.
Nach der Wahl eines Vermessungsbereiches wird eine Skizze oder ein Plan der Linien, die beflogen werden sollen, gemacht. Eine Rechnerauflistung des die Anfangs- und Schlußpunkte der Linien und alle Schnittpunkte zweier beliebiger Linien darstellenden Gitters wird gemacht.
Diese Auflistung wird in den Rechner des Luftfahrzeuges eingegeben.
Zumindest drei eindeutige Bereiche werden zur Bestimmung der Position des Luftfahrzeuges jede Sekunde gemessen.
Ein Bor-drechner errechnet die Position des Luftfahrzeuges und liefert die Daten an den Navigatorplatz (plot board)und an ein Sichtgerät im Pilotenschalttafelfeld. Diese gesammelten Daten werden mit einem vorbestimmten Flugweg verglichen, der im Speicher eines Rechners im Luftfahrzeug vorgesehen ist, und das Luftfahrzeug wird dann entlang des erforderlichen Flugweges geführt.
Zur Erlangung der gewünschten Informationen wird ein modifizierter Gravitationsmesser mit einer um drei Achsen stabilisierten Plattform, beziehbar von La Coste und Romberg, Inc., Austin, Texas, oder von Bell Aerosystems, Inc., Buffalo, New York, verwendet. Der Oravitationsmesser ist derart abgewandelt, daß die Daten mit einer Filterung von nur 1,5 Sekunden aufgezeichnet werden.
Eine weitere Modifikation wird gemacht, um einen Kurzschlußschalter zu erhalten, der die Ausgänge der Verstärker auf Null bringt a so daß der Gravitationsmesser in kurzer Zeit stabilisiert werden kann.
Alle Parameter des Gravitationsmessers und seiner Plattform werden jede Sekunde auf Magnetband aufgezeichnet.
Die Gravitationsmesserausgangssignale der gesamten Beschleunigungsmessung werden modifiziert mit wenig oder gar keiner Filterung aufgezeichnet. Daher ist die Stabilisierungszeit des Messers sehr kurz, da die Ausgangssignale elektronisch auf Null gehalten werden, bis sich das Luftfahrzeug im stabilen Flugzustand befindet. Dann wird der Messer freigegeben, um die Gesamtbeschleunigungen zu sammeln.
Alle wichtigen Ausgangssignale werden in Streifenblattschreibern zur Kontrolle dargestellt, so daß die Einzelheiten der Arbeit des Gravitationsmessers, wenn erforderlich, überwacht und berichtigt werden können. Unter diesen Ausganggsignalen befinden sich die Kreuzkopplungskorrekturen, d.h. innewohnende und Unvollkommenheitstypen. Diese Korrekturen sind grundsätzlich Korrekturen am Messer, wenn er geringfügig nicht eingepegelt ist, und wenn sich die mechanischen Bauelemente des Messers unter der Beschleunigung biegen. Dies wird in der zuvor erwähnten Veröffentlichung von La Coste auf Seiten 501 bis 505 näher beschrieben.
Es folgt nun die Beschreibung der Arbeitsweise.
Nachdem sämtliche Sensoren (Meßfühler) am Boden geeicht worden sind, startet das Luftfahrzeug und fliegt bis zur für die Vermessung erforderlichen Flughöhe. Eine Bezugshöhe aus dem Radar- oder Laserhöhenmesser wird vorzugsweise über einer bekannten geographischen Höhe, wie z.B.
einem Binnensee oder einem Flugplatz, bestimmt.
Alle Daten werden im Flug durch Analog-Streifenblattschreiber oder Meßwert schreiber mit Gleichtaktmeßwerten registriert. Die Analogregistrierungen betreffen den Gravitationsmesser in Bezug auf heftige Keulenbewegung, Federspannung, durchschnittliche Keulenbewegung, Kreuz-oder Querbeschleunigung, Längsbeschleunigung, Ansteuerung von dem Trägheitsteil des Gravitationsmessers und werden auf Magnetband registriert.
Analogregistrierungen sind auch aus den Höhenmessersensoren erhältlich und betreffen auch die Radar- oder Laserentfernung, die Anzeige des Standes des absoluten Druckes sowie Bewegung in bezug auf den Relativdruck und werden auf Magnetband aufgezeichnet.
Analogregistrierungen werden auch aus dem Navigationssystem z.B. in bezug auf die jeweiligen Entfernungsmessungen erhalten und auf Magnetband registriert, einerlei welchNavigationssystem verwendet wird.
Auch zusätzliche Daten werden auf Magnetband aufgezeichnet, wie z.B. Anzahl der Linien, Zeit, beobachtete Gravitation, Digitalradarmessung, beobachteter Magnetismus, Gesamtkorrektur, Kreuzkopplung, durchschnittliche Keulenbewegung in verschiedenen Filterungsstufen; fünf verschiedene Kreuzkopplungen: quadrierte Kreuzbeschleunigung, quadrierte Vertikalbeschleunigung, Vertikalkreuzkopplung, Längskreuzkopplung und Kreuzbeschleunigung; Ost- und Nordgyroskopausgangssignale, Azimutkreisel, Inertialnavigationskurs, Druckhöhenmesseraus- gangssignal mit zusätzlicher Filterung, Grundsignal, wobei die Signale gleichzeitig digital dargestellt und mit einem Samplingintervall von einer Sekunde abgetestet und auf das Band gebracht werden.
Vor, während und nach jedem Flug werden sämtliche Informationen auf einen Papierstreifen gearuckt, um sicherzustellen, daß Daten gesammelt werden. Analog-Meßwertschreiber registrieren ununterbrochen alle wichtigen Signalparameter.
Während des Fluges kann der Bediener des Gravitationsmessers die Empfindlichkeit der Daten- bzw. Meßwertschreiber zur präzisen Registrierung der Arbeitsweise bzw. -leistung des Systems ändern. Auf diese Art und Weise kann er den Plattformpegel und die Keulenlage sehr genau überprüfen. Die Keule ist ein interner Bestandteil des La Coste's Gravitationsmessers. Die Keule wirkt als Hebel zwischen der Masse im Gravitationsmesser und dem Hebel- oder Drehpunkt der Federspannungsmeßschraube. Die Null-Längefeder im Gravitationsmesser ist an der Masse befestigt, die von der Keule gestützt wird. Die Keulenlagenmessung ist wichtig, da der automatische Nullagekreis des Gravitationsmessers erfordert, daß die Keulenlage eine nullnahe ist, sonst würde die Federspannung von dem Wert, der für die besten Ablesungen notwendig ist, weggetrieben werden. Wird diese Feder von Null weggetrieben, so braucht der Messer 10 bis 30 Minuten zur vollen Stabilisierung, damit genaue Ablesungen registriert werden können. Der Anfang der Linien erfordert Konzentration und volle Koordination zwischen dem Bediener des Gravitationsmessers, dem Navigator und dem Piloten, um jegliche Veränderung von Flughöhe, Flugkurs und Fluggeschwindigkeit, wodurch die Keulenlage beeinträchtigt werden könnte, zu vermeiden. In Regionen mit steilen Gravitationsgradienten oder unebener Topographie erfordert die Anfangsnulleinstellung des Gravitationsmessers gelernte Kräfte als Bordpersonal.
Der Bordnavigationsrechner und -kurvenschreiber ergibt eine dauernde Überwachung des Flugwegs des Luftfahrzeuges. Vorgegebene Planskizzen der vorgeschlagenen Fluglinienabstände werden erstellt und dem erwähnten Navigationsrechner zugeführt. Nachdem einer der Fluglinien der Vorskizze gefolgt worden ist, kehrt das Luft fahrzeug zum Start der nächsten Linie des vorgegebenen.
Plans, welchem dann mit Daten, die wie zuvor verfügbar und registriert sind, gefolgt wird, zurück.
Der Rechner weist den Piloten ein in bezug auf den Start der Fluglinie und errechnet die Geschwindigkeit über Grund. Falls der Flugweg beginnt, von der vorprogrammierten Linie abzuweichen, können kleine Kursänderungen vom Piloten gemacht werden.
Am Ende des Fluges kehrt das Luftfahrzeug zur bekannten Bezugshöhe über dem See bzw. Flugplatz und eicht die Höhe vor der Landung.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1.,Geodätisches Bordgerät zur Gravitationsmessung mit speziell dafür ausgerüstetem Luftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine im Luftfahrzeug befindliche Einrichtung zur Steuerung des Fluges des Luftfahrzeuges entlang eines vorgezeichneten Flugweges in einer auf die Vertikalbewegung ansprechenden, vorgewählten Höhe, wobei eine Ekrichtung zum Bewegen des Luftfahrzeuges in der Vertikalrichtung ohne Änderung seiner Ausstellung vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung eine Anzahl von Höhenmessern zur Bestimmung der vorgewählten Höhe zur Korrektur des Luftfahrzeugweges und zur Erzeugung von auf Magnetband zu registrierenden Signalen aufweist, und wobei die Steuereinrichtung eine Navigationseinrichtung zur Erzeugung von auf Magnetband zu registrierenden Signalen zur Anzeige der Abweichung des Fluges des Luftfahrzeuges von dem vorgezeichneten Flugweg in der Vertikal- und Horizontalrichtung und zur Korrektur des Flugweges des Luftfahrzeuges aufweist durch eine Signalgebereinrichtung aus einem Gravitationsmesser und einer Magneteinrichtung zur Erzeugung von auf Magnetband aufzuzeichnenden Signalen, durch eine Einrichtung zur digitalen Darstellung der Signale aus dem Gravitationsmesser mit einer vorbestimmten Abtastrate und einer hohen Empfindlichkeit, durch eine Aufzeichnungseinrichtung bzw. einem Meßwertschreiber mit Magnetband zur Aufzeichnung bzw. Registrierung der Signale aus der Höhenmessereinrichtung, der Navigationseinrichtung, der Signalgebereinrichtung und der Einrichtung zur digitalen Darstellung, und durch einen Rechner zur Anzeige der Abweichung des Luftfahrzeuges von dem vorgezeichneten Flugweg.
2. Geodätisches Bordgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftfahrzeug ein Hubschrauber ist.
3. Geodätisches Bordgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorblätter des Hubschraubers zum Zwecke des reibungslosen Fluges bzw. der Fluggleichmäßigkeit genau getrackt bzw. für Gleichlauf hergerichtet und ausgerichtet sind.
4. Geodätisches Bordgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von Höhenmessern zumindest einen druckempfindlichen Höhenmesser und einen nach dem Prinzip der Wellenfortpflanzung arbeitenden Höhenmesser aufweist.
5. Geodätisches Bordgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Höhenmesser ein Radarhöhenmesser ist.
6. Geodätisches Bordgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Höhenmesser ein Laserhöhenmesser ist.
7. Geodätisches Bordgerät zur Gravitationsmessung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den druckempfindlichen Höhenmesser ein Taster bzw. eine Sonde vorgesehen ist, der bzw. die derart angeordnet ist, daß er bzw. sie nur statischen Luftdruck ausgesetzt ist.
8. Geodätisches Bordgerät zur Gravitationsmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Analogdaten mit einer Empfindlichkeit der GröBenordnung von 0,0001 Volt aufgezeichnet bzw. registriert werden.
9. Geodätisches Bordgerät zur Gravitationsmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung bzw. der Meßwertschreiber zur Aufzeichnung von digital dargestellten Signalen in Intervallen von einer Sekunde geeignet ist.
10. Geodätisches Bordgerät zur Gravitationsmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Navigationseinrichtung eine elektronische Sichtweiten-oder Sichtbereichsmeßvorrichtung ist und daß zumindest drei Bereiche innerhalb eines vorbestimmten Zeitabschnittes gemessen werden.
11. Geodätisches Bordgerät zur Gravitationsmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im besagten vorgezeichneten Flugweg geodätische Teile vorhanden sind, die aus Marinedurchgangssatellitenstellen (Navy transit satellite locations) in der Verlagerungsart (translocation mode) abgeleitet sind.
12. Geodätisches Bordgerät zur Gravitationsmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Navigationseinrichtung ein Satellitenfunkinterferrometersystem verwendet wird.
13. Geodätisches Bordgerät zur Gravitationsmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gravitationsmesser Signale mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit erzeugt.
14. Geodätisches Bordgerät zur Gravitationsmessung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Zweirichtungsschmalbereichsdruckmeßwertwandler in der Kammer, welcher Luft durch eine Sonde zugeführt wird, die derart angeordnet ist, daß sie nur statischem Luftdruck ausgesetzt ist, vorgesehen sind.
15. Geodätisches Bordgerät zur Gravitationsmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gravitationsmesser in einem kurzen Zeitabschnitt stabilisiert werden kann.
16. Geodätisches Bordgerät zur Gravitationsmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine geschützte Umgebungskammer vorgesehen ist, in welcher der Gravitationsmesser eingeschlossen ist.
17. Geodätisches Bordgerät zur Gravitationsmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß magnetische und Gravitationsdaten gleichzeitig auf Band aufgezeichnet werden.
18. Verfahren zur Gravitationsmessung durch ein Bordgerät mit speziell dafür ausgerüstetem Luftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftfahrzeug entlang eines vorgezeichneten Flugweges geflogen und die Stabilität des Luftfahrzeuges in Bezug auf die Regelung von Rollen, Nicken oder Stampfen und Gieren sowie eine Flughöhe innerhalb eines zehn Fuß nicht übersteigenden Bereiches, eine seitliche Abweichung des Luftfahreuges von dem vorgezeichneten Flugweg innerhalb eines Bereichs von 5000 Fuß und eine Geschwindigkeit innerhalb des Bereichs von fünfundzwanzig Knoten aufrechterhalten wird, und daß unter Verwendung von einer Anzahl von zumindest einen druckempfindlichen Höhenmesser und einen bei Wellenfortpflanzung arbeitenden Höhenmesser umfassenden Höhenmessern Daten, welche gleichzeitig Gravitationsdaten und Magnetdaten sowie Höhenmesserdaten und Navigationsdaten umfassen, entlang des vorgezeichneten Flugweges aufgezeichnet werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftfahrzeug ein Hubschrauber ist.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilität innerhalb eines zehn Fuß nicht übersteigenden Bereiches, die seitliche Abweichung innerhalb eines Bereiches von 500 Fuß und die Geschwindigkeit innerhalb eines Bereiches von fünf Knoten aufrechterhalten wird.
21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel des Hubschraubers zum Zwecke der Reibungslosigkeit des Fluges genau getrackt bzw.

bespurt und ausgerichtet werden.
22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß temperaturstabilisierte Zweirichtungsschmalbereichsdruckmeßwertwandler Veränderungen der Luftfahrzeugflughöhe messen.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß Signale von den besagten Druckmeßwertwandlern zum Zwecke der Aufzeichnung ausgegeben werden.
24. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Höhenmesser ein Radarhöhenmesser ist.
25. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Höhenmesser ein Laserhöhenmesser ist.
26. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der druckempfindliche Höhenmesser eine Eingabesonde bzw. einen Taster zur Eingabe von Eingangsleistungen aufweist, die bzw. der derart angeordnet ist, daß sie bzw. er nur statischen Luftdruck ausgesetzt ist.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichent, daß temperaturstabilisierte Zweirichtungsdruckmeßwertwandler die Änderungen der Flughöhe des Luftfahrzeuges messen, mit welchen die Eingabesonde verbunden ist und welche Signale zur Registrierung erzeugen.
28. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß es sich dabei um die Registrierung von digital dargestellten Signalen in Zeitabständen der Größenordnung von einer Sekunde handelt.
29. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung einer elektronischen Sichtweiten- oder Sichtbereichsmeßvorrichtung zumindest drei Bereiche innerhalb eines vorbestimmten Zeitabschnittes gemessen werden und diese Vorrichtung Signale zur Aufzeichneung liefert.
30. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Gravitationsmesser in Nullstellung eingestellt werden kann.
31. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Gravitationsmesser Signale mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit erzeugt werden.
32. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig Signale aus Magnet- und Gravitationsdaten erzeugt und aufgezeichnet werden.
33. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß Signale von einem Satellitenfunkausstrahlungsinterferrometer zur Aufzeichnung geliefert werden.
34. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß temperaturstabilisierte Zweirichtungsschmalbereichswandler Signale zur Aufzeichnung liefern.