DE3434895A1 - Verfahren zur kursbestimmung - Google Patents

Verfahren zur kursbestimmung

Info

Publication number
DE3434895A1
DE3434895A1 DE19843434895 DE3434895A DE3434895A1 DE 3434895 A1 DE3434895 A1 DE 3434895A1 DE 19843434895 DE19843434895 DE 19843434895 DE 3434895 A DE3434895 A DE 3434895A DE 3434895 A1 DE3434895 A1 DE 3434895A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
drift
relationship
error
positions
factor
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.)
Ceased
Application number
DE19843434895
Other languages
English (en)
Inventor
Wilfried Ing.(grad.) 6906 Leimen Szczesny
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.)
Rockwell Collins Deutschland GmbH
Original Assignee
Teldix 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 Teldix GmbH filed Critical Teldix GmbH
Priority to DE19843434895 priority Critical patent/DE3434895A1/de
Publication of DE3434895A1 publication Critical patent/DE3434895A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C25/00Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Navigation (AREA)

Description

  • Verfahren zur Kursbestimmung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kursbestimmung mittels eines Kreisels, dessen Richtungssignale mit Wegsignalen eines Weggebers mittels Koppelnavigationsrechnung zur Angabe der Position eines Fahrzeuges verwendet werden, wobei zusätzlich zu der mit einer unbekannten Drift D durchgeführten Koppel rechnung wenigstens eine weitere Koppel rechnung mit einer vorgegebenen Drift DK durchgeführt wird und daß aus den Koordinaten einer, insbesondere aufgrund eines geodätischen Punktes, bekannten Sollposition Ps sowie der durch die Koppelrechnungen erhaltenen Positionen PK mit der vorgegebenen Drift DK und PD mit der unbekannten Drift D diese nach der Beziehung DIST # cos αDR D = DK # DPS bestimmt wird, wobei DPS die Länge der Geraden zwischen den Positionen PK, PD, DIST die Länge der Geraden zwischen den Positionen PD und Ps darstellt und mit aDR der Winkel zwischen den genannten Geraden bezeichnet ist.
  • Es ist bekannt, daß ein Kreisel, wie er bei Navigationsanlagen Anwendung findet, eine von der Erddrehung und von der geographischen Breite abhängige Drift aufweist.
  • Diese kann durch Eingabe entsprechender Werte in die Navigationsanlage kompensiert werden. Hingegen kann der weitere, auch als Zufallsdrift bezeichnete Anteil der Kreiseldrift, welcher insbesondere gerätespezifisch ist und beispielsweise durch Reibung, Ansprechschwellen, Unwuchten verursacht wird, nicht ohne weiteres kompensiert werden.
  • Das aus der DE-OS 28 05 628 bekannte Verfahren benutzt deshalb eine Methode, mit der es möglich ist, die Zufallsdrift zu bestimmen aus der Berechnung einer Position unter Zugrundelegung einer bekannten und vorgegebenen Drift. Diese Methode geht von der Erkenntnis aus, daß durch Vergleich des durch die unbekannte Kreiseldrift verursachten Navigationsfehlers mit einem durch eine vorgegebene, bekannte Kreiseldrift errechneten Navi gati onsfehl er auf die Größe der unbekannten Kreiseldrift geschlossen werden kann. Wenn das Fahrzeug bei seiner Fahrt an eine Position mit bekannten Positionsdaten gelangt, kann der bei der ersten mit der unbekannten Kreiseldrift durchgeführten Koppel rechnung sich ergebende Navigationsfehler ohne weiteres, beispielsweise mittels eines Kartengerätes, festgestellt werden.
  • Wird nun zusätzlich neben dieser Koppel rechnung eine weitere Koppel rechnung mit einer bekannten Kreiseldrift durchgeführt, so liegen weitere Positionsdaten bzw.
  • Navi gati onsfehl er vor, welche zu der eingegebenen bekannten Kreiseldrift eine ursächliche Abhängigkeit aufweisen. Mittels eines Navi gationsrechners läßt sich ein Vergleich der genannten Navi gati onsfehl er durchführen und hierbei die unbekannte Kreiseldrift bestimmen.
  • Unter verschiedenen Betriebsbedingungen, wie z.B. Kurvenfahrt, Kreisfahrt, Fahrwegüberschneidungen, führt dieses Verfahren jedoch zu Fehlmessungen, die die Navigationsdaten unbrauchbar machen können.
  • Aufgabe dieser Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, mit welchem bei beliebigen Fahrtstrecken genaue Navigationsergebnisse erzielt werden können.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Anteilsfaktor A1 gebildet wird nach der Beziehung A1 = DPS DPSM wobei DPSM die maximale Positionsdifferenz zwischen PK und PD ist und nach der Beziehung gebildet ist, wobei AS ein Weginkrement während der Zeit At ist, und daß mittels des Anteil faktors A1 eine Bewertung der ermittelten Positionen vorgenommen wird.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß mit einer geeigneten Größe der Fahrverlauf und damit auch die Zuverlässigkeit der ermittelten Positionen dargestellt werden kann. Entsprechend des Wertes dieser Größe wird eine mehr oder weniger starke Korrektur bzw. Festlegung der unbekannten Drift D vorgenommen.
  • Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.
  • Es zeigen Fig. 1 - 6 in einem rechtwinkligen Koordinatensystem die Darstellung von mit einem Fahrzeug unter Verwendung eines Koppelnavigationsverfahrens zurückgelegten Fahrwegen.
  • Ein Fahrzeug mit einer Navigationseinrichtung an Bord wird sich im wesentlichen in unbekanntem Gelände bewegen. Anhand einer Landkarte und der von der Navigationseinrichtung gelieferten Positionsdaten oder direkt mit auf der Landkarte entsprechend der Position des Fahrzeugs sich einstellenden Anzeigemitteln kann jederzeit der Standort, die Zielentfernung o.ä. ausfindig gemacht werden. Erreicht das Fahrzeug während seiner Fahrt einen markanten geodätischen Punkt, der auf der Landkarte vermerkt ist, so läßt sich die Anzeige korrigieren (update).
  • In Fig. 1 ist der Fahrtverlauf zwischen einer Startposition Po und einer für die Korrektur geeigneten Position (Sollposition PS) dargestellt. Aufgrund des Driftfehlers eines in der Navigationseinrichtung enthaltenen Kurssensors (Kurskreisels) wird nach Erreichen der Sollposition Ps die durch die Drift verfälschte Position PD angezeigt. Die angezeigte zurückgelegte Wegstrecke ist mit S bezeichnet.
  • Zunächst kann an der bekannten Sollposition die Anzeige korrigiert werden, d.h., daß beispielsweise das Fadenkreuz eines Kartengerätes, das die Fahrzeugposition auf der Karte anzeigt, auf die Sollposition bewegt wird. Für die nachfolgende Fahrt kann zusätzlich eine Weganpassung und eine Driftkorrektur vorgenommen werden, die zu einer Genauigkeitserhöhung und damit zu einer zuverl ässi geren Anzeige des Standorts führen. Nachfolgend wird ein besonders genaues Verfahren für die Drift- und Wegkorrektur beschrieben.
  • Neben der angezeigten Ist-Position PD wird - wie in Fig.
  • dargestellt - eine weitere Position PK angezeigt, die den Koppelort darstellt, der unter Zugrundelegung einer bekannten und konstanten Drift DK (Pseudodrift), die der unbekannten Drift D aufgeschaltet ist, erreicht wurde.
  • Die Drift DK sollte dabei so gewählt werden, daß sie etwa der zu erwartenden Drift D entspricht. Die Strecke S ist der angezeigte Fahrweg, ausgehend von der Startposition PO. Der markante Geländepunkt, der zur Korrektur benötigt wird und an welchem sich das Fahrzeug tatsächlich befindet, ist mit PS dargestellt. Es hat sich gezeigt, daß der Abstand DPS zwischen den Positionen PD -PK ein Maß für die zusätzliche Drift DK darstellt, so daß aus dem direkten Vergleich dieses Abstandes mit dem auf die Verlängerung der Linie PK - Pg projizierten Abstand DKR der Positionen PD - Ps auf die unbekannte Kreiseldrift geschlossen werden kann.
  • Die Beziehung hierfür lautet: D = DK . DKP DPS wobei für DKR gilt: DKR = Dist ' cosaDR Bei der Ermittiung der Drift D nach dieser Beziehung ist die Position PD der gemeinsame Bezugspunkt sowohl für die Pseudodrift als auch für die tatsächliche Drift.
  • Dadurch werden Fehler, die bei der Wahl der Sollposition als Bezugspunkt entstehen, weitgehend vermieden.
  • Es hat sich gezeigt, daß. nicht jede Fahrstrecke mit nachfolgender Positionskorrektur zur Verbesserung oder grundsätzlichen Ermittlung der Drift D geeignet ist. So wird z.B. eine Fahrt auf stark gekrümmter Strecke dazu führen, daß der aufgrund der Drift normalerweise kontinuierl ich anwachsende Positionsfehler (Driftablage) Schwankungen unterworfen ist.
  • Dies kann sogar dazu führen, daß bei einer Richtungsumkehr der Positionsfehler geringer wird.
  • Es wird deshalb ein Anteilsfaktor A1 eingeführt, der aus dem Verhältnis des Abstands DPS zu einem maximal möglichen Abstand DPSM gebildet wird. Der maximal mögliche Abstand DPSM ist dabei ein Wert, der sich bei einer Geradeausfahrt mit der Streckenlänge S eingestellt hätte und wird näherungsweise, d.h. unter der Annahme kleiner Driftwinkelfehler, mit nachfolgender Beziehung ermitteilt: wobei AS die zurückgelegten Weginkremente darstellen, die über der gesamten Fahrzeit TK aufsummiert werden.
  • Aus dem Wert des Anteilsfaktors A1 läßt sich nun in einfacher Weise auf die Verwertbarkeit der Positionsangaben zur Driftkorrektur schließen.
  • Beträgt der Wert des Anteilsfaktors nahezu 1, war die zurückgelegte Wegstrecke annähernd gerade, die angezeigten Positionen sind für Korrekturen gut geeignet.
  • Bei einem Wert des Anteilsfaktors gegen 0 wird ein Fahrtverlauf auf stark gekrümmter Strecke erkennbar. Eine Driftkorrektur sollte nicht oder nur eingeschränkt durchgeführt werden. Eine Ausnahme bildet der Rundkurs, der zwar auch eine stark gekrümmte Strecke darstellt, bei welchem aber der Anteilsfaktor den Wert 1 annimmt und damit zur Korrektur gut geeignet ist. Tatsächlich eignet sich ein Rundkurs auch am besten zur Driftkorrektur bzw.
  • zur Driftberechnung, da andere Fehler teilweise eliminiert werden können.
  • Ein weiterer Anteilsfaktor, mit dem die Driftkorrektur beaufschlagt werden kann, ist der Anteilsfaktor A4.
  • Dieser berücksichtigt die Fehler bei der Driftberechnung oder -korrektur, die durch Positionierfehler an Sollposition und Startposition auftreten können. Dabei wird ein maximal möglicher Fehl erkrei s für die genannten Positionen vorgegeben. Dieser Fehlerkreis kann z.B. bei einem Ablesen der Positionen auf der Landkarte 50 m betragen, bei den wesentlich genaueren Vergleichen der angezeigten Sollkoordinatenwerte mit den tatsächlichen Koordinatenwerten sind Fehlerkreise unter einigen Metern möglich.
  • Die Beziehung für den Anteilsfaktor A4 lautet: A4 = 1 - KFEHL KFEHL + DPS wobei KFEHL die Summe der Radien der Fehlerkreise an Start- und Sollpunkt darstellt.
  • Dieser Anteilsfaktor wirkt sich besonders bei kurzen, aufeinanderfolgenden Korrekturen unter Zuhilfenahme der Landkarte aus. Dabei ist die Summe der Positionierfehler KFEHL groß gegenüber der Strecke DPS und damit geht der Anteilsfaktor gegen Null. Neben der durch die Drift entstandenen Positionsabweichung Soll-Ist entsteht auch ein Kurswinkelfehler De. Dieser vergrößert sich während des zurückgelegten Weges s mit der mittleren berechneten Drift D. Damit ist der Kurswinkelfehler De direkt von der Drift D abhängig und kann nach der Beziehung ermittelt werden. Näherungsweise entspricht der Kurswinkelfehler De bei Geradeausfahrt dem doppelten Driftwinkel.
  • Um jedoch eine unter allen Betriebsbedingungen zuverlässige Korrektur durchzuführen, werden in der Ermittlung noch die Anteilsfaktoren A1, A4 berücksichtigt. Die obige Gleichung lautet danach: Der Winkelfehler wird also entsprechend den Anteilsfaktoren A1, A4 mehr oder weniger stark korrigiert und außerdem zweimal über der Zeit integriert, da D bereits über Zeit und Weg integriert ist.
  • Die ermittelte Drift D stellt üblicherweise nicht die gesamte Kreiseldrift dar, sondern nur einen Korrekturwert, der dem festen Betrag einer Grunddrift Do aufaddiert wird. Beispielsweise wird eine Grunddrift Dg von 700/h voreingestellt und bei der Koppel rechnung kontinuierlich kompensiert. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß Fehlmessungen der Drift D nicht zu großen Navigationsfehlern führen. Ferner können auch für die errechnete Drift D Grenzen festgelegt werden, die bei Fehlbedienung (falscher Meßpunkt) oder Fehlfunktion vor Erhöhung des Positionsfehlers schützen.
  • Die für die einer Positionskorrektur nachfolgende Fahrt zugrunde zu legende Drift DNEU wird deshalb berechnet aus DNEU = DALT + A1 A4 ' D wobei DALT die bisher abgespeicherte und zur Koppelrechnung verwendete Drift darstellt.
  • Die Gesamtdrift DG berechnet sich dann aus: DG = Do + DNEU In Fig. 2 ist ein der Fig. 1 ähnlicher Fahrverlauf dargestellt, an dem eine Ausrichtfehler-Korrektur gezeigt werden soll. Startpunkt des Fahrzeugs ist P.0> Sollposition bei der Korrektur Ps, die Istposition PD und die durch die vorgegebene Drift DK erreichte Position PK. Bei einem ideal kompensierten (driftfreien) Kreisel müßte als Ist-Position der Punkt P' erreicht werden. Dieser Punkt liegt auf der Verlängerung der Verbindungslinie PK - PD. Dam t ist der Abstand PD -durch die Drift D verursacht, der Abstand P' - Ps ergibt sich durch Ausrichtfehler beim Start und Wegfehler. Der Ausrichtfehler ist der Winkel aAF, der nach der Beziehung aAF = OP' - OSOLL ermittelt wird und entsprechend dem der Kurswinkel > d.h.
  • die Ausrichtung des Fahrzeugs zur Bezugsrichtung (Nordrichtung), korrigiert wird.
  • In einem ersten Extremfall können die Punkte Ps, P' identisch sein. Dann kann nicht zwischen Ausrichtfehler und Driftfehler unterschieden werden. Sofern die Ausgangsposition PO nicht Ursprungsposition ist, in der die Fahrzeugrichtung noch nicht oder nur grob bekannt war, und der errechnete Driftkorrekturwert bestimmte Grenzen nicht überschreitet, wird angenommen, daß die Soll-Ist-Abweichung allein durch den Driftfehler hervorgerufen wurde.
  • Im zweiten Extremfall sind die Punkte PD, P' identisch.
  • Hier wird keine Driftkorrektur, sondern nur eine Ausrichtfehlerkorrektur vorgenommen.
  • In Fig. 3 ist der Fahrtverlauf eines langen Rundkurses dargestellt. Die Winkelmessung des Ausrichtfehlers wird unsicher, wenn der Abstand PO - P' <hier mit R' bezeichnet) klein ist gegenüber dem Abstand DPSM. Es wird deshalb ein Anteilsfaktor A7 gebildet nach der Beziehung R' A7 = e R' + DPSM K1 wobei K1 einen Verstärkungsfaktor bezeichnet. Der Anteilsfaktor A7 gibt deshalb die Güte der Messung des Ausrichtfehlers an. Dieser wird im allgemeinen voll korrigiert, unabhängig vom Grad der Krümmung der Teilstrecke, da er durch die Fahrt nicht beeinflußt wird, sondern zu Beginn der Fahrt schon festliegt. Allerdings wird die Ermittlung des Ausrichtfehlers bei geringen Abständen von Startpunkt zu Sollpunkt ungenau. Im Extremfall, d.h. bei vollständigem Rundkurs, ist eine Ausrichtfehlermessung unmöglich.
  • Zur Korrektur des Ausrichtfehlers sind zwei Fälle zu unterscheiden: 1. Nach einer aus einer Ursprungsposition heraus zurückgelegten Fahrtstrecke muß ein Mindestabstand RS0LL für R' gefordert werden. Dieser Mindestabstand ist abhängig von der Sicherheit, mit der die Position des Fahrzeugs und die Position des Meßpunktes (geodätischer Punkt) feststellbar ist. Beispielsweise ist bei einer Bestimmung der Position nach Karte ein größerer Mindestabstand zu fordern, als bei einer Positionierung anhand genauer Meßpunkte.
  • 2. Bei nachfolgenden Fahrstrecken kann von einem maximal vorhandenen Ausrjchtfehler ausgegangen werden. Dazu ist es zulässig, auch unterhalb des Mindestabstandes RSOLL Ausrichtfehlermessungen durchzu-führen, diese aber nur zu einem geringen Teil zur Korrektur zu verwenden. Hierzu wird ein Anteilsfaktor A2 bestimmt. In Fig. 4 sind Positionierfehler am Startpunkt PO und am Sollpunkt PS durch Fehlerkreise mit den Radien rO und rS dargestellt. Aus den Radien der Fehlerkreise errechnet sich der wahrscheinliche Fehler des Sollwinkels DaSOLL nach der Beziehung
    DasoLL = 2 arc tan rs + r0
    RSOLL
    d.h., der wahrscheinliche Fehler des Sollwinkels ist durch die angenommenen Positionierfehler am Start-und Sollpunkt und durch die Entfernung Po - P5 verursacht. Dabei bedeutet ein gegen Null gehender Wert für DaSOLL eine für Korrekturen gut geeignete Messung; die Korrekturrechnung kann optimal angewendet werden.
  • Ein Wert von annähernd ist/2 für DasoLL zeigt, daß die Winkelmessung ungeeignet ist und eine Korrekturrechnung nicht durchgeführt werden darf. Zwischen diesen beiden Extremfällen wird mit einem Anteilsfaktor A2 bestimmt, inwieweit durch die Korrekturrechnung der Kurswinkel a abgeglichen werden kann. Der Anteilsfaktor A2 ist nach der Beziehung A2 = #/2 - DαSOLL #/2 oder mit der Näherungsformel RSOLL A2 = RSOLL + KFEHL . K1 zu bestimmen, wobei KFEHL die Summe der Radien rO, rS und K1 einen Verstärkungsfaktor darstellt.
  • Entscheidende und vorab gewählte Größen sind die Werte für die Radien ro, rs. Bei einer Positionskorrektur anhand von Meßpunkten ist beispielsweise ein Wert von 5 m für rO bzw. rs zulässig. Eine Positionskorrektur anhand einer Landkarte läßt sich im allgemeinen nicht so genau durchführen, außerdem ist der Kartenmaßstab zu berücksichtigen. Im Normalfall ist ein Ablesefehler auf der Karte von < 2 mm einzuhalten. Dies ergibt bei einem Kartenmaßstab von 1:50000 einen Fehlerradius von 100 m.
  • Durch den Radius rO am Startpunkt ist zusätzlich auch die Winkelmessung der Linie Startpunkt zu P' (Rp') fehlerhaft. Hier können die oben beschriebenen Fehlerradien (5 m bei Meßpunktkorrektur, 100 m bei Kartenkorrektur) angenommen werden. Der Fehlerwinkel DaSTART wird dann ermittelt nach der Beziehung:
    D«START = 2 arc tan t
    Zur Korrektur des Kurswinkels wird daraus ein Anteilsfaktor A3 nach der Beziehung A3 = 1 - D«START s12 definiert, der auch nach der Näherung A3 = R' R + KFEHL ' K1 bestimmt werden kann.
  • Die Korrektur des Kurswinkels a wird nachfolgend nach der Beziehung a = a + A2 A3 A7 DaF ausgeführt. Das Produkt der Anteilsfaktoren A2, A3 sorgt für eine exakte Winkelmessung, und daß die Winkelkorrektur nur gering erfolgt, wenn der Sollabstand RSOLL oder der Istabstand RIST zu klein ist. Das Verfahren zeigt ei nie Tiefpaßwirkung, so daß wiederholte Korrekturen in kurzen Abständen bei damit bedingten kleinen Anteilsfaktoren zu einer sich langsam einschwingenden Winkelkorrektur führen.
  • Das Anteilsfaktor A7 kommt vor allem nach langen Rundkursen zum Tragen, wenn RIST oder RSOLL große Werte annehmen können gegenüber KFEHL und damit A2 und A3 unwirksam werden.
  • Mit einem weiteren Anteilsfaktor (A8)läßt sich die Winkelkorrektur für a bei langen Rundkursen noch weiter verbessern. Ein solcher Rundkurs ist in Fig. 5 dargeste-llt. Entscheidend hierbei ist, daß der Fehler bei der Koppelnavigation, durch den der Ist-Punkt PD erreicht wird, im wesentlichen durch die Drift verursacht wird. Der Anteilsfaktor A8 entspricht dabei dem Anteilsfaktor A7, jedoch unter Verwendung des Abstandes RIST zwischen PO und PD, und läßt sich darstellen als.
  • A8 = RIST RIST + DPSM K1 Wichtig ist, daß die gewählte Pseudodrift, wie schon erwähnt, etwa dem wahrscheinlichen Driftfehler des Kreisels entspricht.
  • Mit dem Multiplikator K1 kann die Empfindlichkeit des Anteilsfaktors A8 verändert bzw. eingestellt werden.
  • In der weiteren Ausführung wird die bisher noch unberücksichtigt gebliebene Wegkorrektur beschrieben.
  • Fig. 6 zeigt wieder einen Fahrtverlauf mit dem zurückgelegten Weg S und den rechnerisch aus den Koppelpositionen PD, PK und der Soll-Position P5 ermittelten Punkt P1.
  • Ein Wegfehler SFEHL wird für die um den Driftfehler bereinigte Position P' berechnet nach der Beziehung: Rp' - RSOLL RP' SFEHL = = - 1.
  • RSOLL RSOLL Für die Wegfehlerkorrektur gelten zwei Anteilsfaktoren.
  • Ein erster Anteilsfaktor A5 berücksichtigt die Krümmung des zurückgelegten Weges: Rp' As = -5 und ein weiterer Anteilsfaktor A6 berücksichtigt die Positioniergenauigkeit von PO und PS. Dieser verhindert, daß bei wiederholten Korrekturen,besonders mit der Karte, in kurzen Abständen fehlerhafte Korrekturwerte berechnet werden.
  • Der Anteilsfaktor A6 wird ermittelt nach der Beziehung KFEHL A6 = 1 -KFEHL + RSOLL Der in der Navigationseinrichtung verwendet Wegzähl er, ein Impulsgeber, der nach einem bestimmten Weginkrement einen Impuls abgibt, muß über einen Weganpassungsfaktor WAF an die Koppel rechnung adaptiert werden. Der Weganpassungsfaktor wird mit einem bestimmten Wert voreingestellt, in dem der Radschlupf, Reifenluftdruck u.ä. berücksichtigt sind.
  • Eine Korrektur des Weganpassungsfaktors kann nach jeder Positionskorrektur vorgenommen werden nach der Beziehung WAF = WAF O . (1-SFEHLNEU).
  • Darin bedeutet WAF 0 der ursprünglich eingestellte Weganpassungsfaktor; SFEHLNEU wird nach der Beziehung SFEHLNEU = SFEHL ALT + A5 ' A6 ' SFEHL ermittelt. Auch hier wird durch die Addition des ermittelten und durch die Faktoren Ag, A6 abgeschwächten Wegfehlers SFEHL zu dem bisher verwendeten Wert SFEHL ALT eine Tiefpaßwirkung erzielt und fehlerhafte Meßwerte ausgefiltert. Außerdem besteht die Möglichkeit, für den Wegfehler SFEHL Grenzen festzulegen, deren Überschreitung Zeichen für Fehlbedienung oder -funktion sind.
  • Selbstverständlich können auch für alle anderen berechneten oder eingegebenen Werte Grenzen festgelegt werden, deren Überschreitung auf einen Fehler hindeuten und dazu führen, die Kurs-, Drift- oder Wegkorrektur zu verhindern.
  • In der bisherigen Beschreibung des Kursbestimmungsverfahrens wurde davon ausgegangen, daß der Positionierfehler und die Pseudodrift fest eingegebene und innerhalb des Systems unveränderbare Konstanten sind.
  • Diese können aber auch durch Variable ersetzt werden, die im Verlauf der Navigationsfahrt verändert werden.
  • So kann die Pseudodrift zunächst einen relativ großen Wert annehmen, der das temperaturabhängige Einlaufverhalten des Kreisels berücksichtigt und später nach einer gewissen Stabilisierung des Kreisels auf einen geringeren, der tatsächlichen Zufallsdrift entsprechenden, Wert absinken.
  • - Leerseite -

Claims (17)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Kursbestimmung mittels eines Kreisels, dessen Richtungssignale mit Wegsignalen eines Weggebers mittels Koppelnavigationsrechnung zur Angabe der Position eines Fahrzeugs verwendet werden, wobei zusätzlich zu der mit einer unbekannten Drift D durchgeführten Koppel rechnung wenigstens eine weitere Koppel rechnung mit einer vorgegebenen Drift DK durchgeführt wird und daß aus den Koordinaten einer insbesondere aufgrund eines geodätischen Punktes bekannten Sollposition PS sowie der durch die Koppelrechnungen erhaltenen Positionen PK mit der vorgegebenen Drift DK und PD mit der unbekannten Drift D diese nach der Beziehung D = DK . DIST C°SaDR DPS bestimmt wird, wobei DPS die Länge der Geraden zwischen den Positionen PK und PD, DIST die Länge der Geraden zwischen den Positionen PD und P5 darstellt und mit aDR der Winkel zwischen den genannten Geraden bezeichnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anteilsfaktor A1 gebildet wird nach der Beziehung DPS A1 = , DPSM wobei DPSM die maximale Positionsdifferenz zwischen PK und PD ist und nach der Beziehung gebildet ist, wobei AS ein Weginkrement während der Zeit At ist, und daß mittels des Anteilsfaktors A1 eine Bewertung der Drift D vorgenommen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag der Drift DK annähernd gleich der Drift D gewählt ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während eines Fahrzeugstillstandes keine Driftwerte DK und D gebildet werden.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Positionssummenfehler KFEHL aus der Summe der Posi tionsfehlerradi en zwei er unmittelbar aufeinanderfolgender Sollpositionen gebildet und ein Anteilsfaktor nach der Beziehung A4 = 1- KFEHL KFEHL + DPS gebildet wird, mit welchem die Driftkorrektur bewertet wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. daß ein Kurswinkelfehler o nach der Beziehung = = A1 . A4 . D.
    ermittelt und die Kursrichtung des Fahrzeugs um diesen KurswinkelfehlerDe berichtigt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der nachfolgenden Koppel rechnung berücksichtigten Drift DNEU nach der Beziehung DNEU = DALI + A1 . A4 . D gebildet wird, wobei DALT in einer vorherigen Driftbestimmung in gleicher Weise ermittelt wurde.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausrichtfehler aAF zwischen den Geraden PO-PS und PO - P' gebildet wird, wobei PO die Startposition und P' eine durch eine driftfreie Koppel rechnung theoretisch erreichbare Position darstellt.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anteilsfaktor A7 gebildet wird nach der Beziehung A7 = R' R' + DPSM (K1) wobei R' die Länge der Strecke zwischen PO und P' und K1 eine Verstärkungskonstante darstellt.
  9. 9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fehler des Richtungswinkels nach der Beziehung DaSOLL = 2 arctan rs + rO RSOLL ermittelt wird, wobei RS0LL den Abstand zwischen den Positionen Po - PS und rO, r5 die Fehlerkreise am Startpunkt PO und Sollpunkt Ps darstellt.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anteilsfaktor A2 nach der Beziehung D A2 = 1 - aSOLL #/2 gebildet wird.
  11. 11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundfehlausrichtung DasT nach der Beziehung DaST = arctan FEHLST R P' gebildet wird, wobei FEHLST die Positionsfehlervek torlänge an der Position PO und RP' der Abstand zwischen den Positionen PO - P' darstellt.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anteilsfaktor A3 nach der Beziehung D A3 = 1 - aST 42 gebildet wird.
  13. 13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurswinkel a nach der Beziehung a = a + A2 A3 . A7 aAF gebildet wird, wobei aAFIST den Winkel zwischen den Positionen P' und P5 bezogen auf die Startposition PO darstellt.
  14. 14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anteilsfaktor A8 nach der Beziehung A8 = RIST RIST + DPSM K2 gebildet wird, wobei RIST den Abstand zwischen den Positionen Po - PK und K2 einen Verstärkungsfaktor darstellt.
  15. 15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wegfehler SFEHL nach der Beziehung RP' - RS0LL SFEHL = RSOLL ermittelt wird und ein Anteilsfaktor A5 nach der Beziehung RP' A5 - -5 gebildet wird, wobei S den zurückgelegten Weg darstellt.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anteilsfaktor A6 nach der Beziehung A6 = 1 ~ - KFEHL KFEHL + RSOLL gebildet wird, wobei für die nachfolgende Koppelrechnung eine Wegfehleranpassung vorgenommen wird mit einer neuen Wegfehlergröße WAFNEU nach der Beziehung WAFNEU = WAFALT + As A6 SFEHL wobei WAFALT die bei der vorherigen Koppel rechnung benutzte Wegfehlergröße darstellt.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Weggeber gelieferten Wegsignale mit einem Weganpassungsfaktor WAF beaufschlagt werden, welche nach der Beziehung WAF = WAF0 (1-sFEHLNEU) gebildet wird, wobei WAF0 eine voreingestellte Konstante ist.
DE19843434895 1984-09-22 1984-09-22 Verfahren zur kursbestimmung Ceased DE3434895A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843434895 DE3434895A1 (de) 1984-09-22 1984-09-22 Verfahren zur kursbestimmung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843434895 DE3434895A1 (de) 1984-09-22 1984-09-22 Verfahren zur kursbestimmung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3434895A1 true DE3434895A1 (de) 1986-04-03

Family

ID=6246123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843434895 Ceased DE3434895A1 (de) 1984-09-22 1984-09-22 Verfahren zur kursbestimmung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3434895A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3453624A (en) * 1968-02-20 1969-07-01 Hughes Aircraft Co System for determining craft position
DE2805628A1 (de) * 1978-02-10 1979-08-16 Teldix Gmbh Verfahren zur bestimmung der drift eines kreisels
DE2938373A1 (de) * 1979-09-22 1981-04-23 Teldix Gmbh, 6900 Heidelberg Verfahren zur bestimmung von fehlern eines sonsors
EP0077985A2 (de) * 1981-10-22 1983-05-04 TELDIX GmbH Koppelnavigationsverfahren zur Bestimmung der Sollposition eines Fahrzeugs
DE3238186A1 (de) * 1981-10-22 1983-05-19 Teldix Gmbh, 6900 Heidelberg Koppelnavigationsverfahren zur bestimmung der sollposition eines fahrzeugs
DE3310099A1 (de) * 1983-03-21 1984-09-27 Teldix Gmbh, 6900 Heidelberg Verfahren zur korrektur der positionsanzeige einer ortungseinrichtung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3453624A (en) * 1968-02-20 1969-07-01 Hughes Aircraft Co System for determining craft position
DE2805628A1 (de) * 1978-02-10 1979-08-16 Teldix Gmbh Verfahren zur bestimmung der drift eines kreisels
DE2938373A1 (de) * 1979-09-22 1981-04-23 Teldix Gmbh, 6900 Heidelberg Verfahren zur bestimmung von fehlern eines sonsors
EP0077985A2 (de) * 1981-10-22 1983-05-04 TELDIX GmbH Koppelnavigationsverfahren zur Bestimmung der Sollposition eines Fahrzeugs
DE3238186A1 (de) * 1981-10-22 1983-05-19 Teldix Gmbh, 6900 Heidelberg Koppelnavigationsverfahren zur bestimmung der sollposition eines fahrzeugs
DE3310099A1 (de) * 1983-03-21 1984-09-27 Teldix Gmbh, 6900 Heidelberg Verfahren zur korrektur der positionsanzeige einer ortungseinrichtung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69728497T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Position eines sich bewegenden Objektes
DE69632438T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines Abstandssensors in einem Fahrzeugnavigationssystem
EP0759151B2 (de) Korrekturverfahren und navigationssystem für die koppelortung eines kraftfahrzeugs
DE4033527C2 (de) Fahrzeugpositionsdetektoreinrichtung
DE102019104662A1 (de) System und Verfahren zum Verfolgen von Reifenprofilverschleiss
EP2005120B1 (de) VERFAHREN UND EINRICHTUNG ZUR BESTIMMUNG EINES ABSOLUTWERTS EINER GRÖßE
EP1279003B1 (de) Verfahren zur positionsbestimmung und navigationsgerät
EP0935760B1 (de) Ortungssystem für ein kraftfahrzeug mit einem satellitenempfänger
DE3515161A1 (de) Fahrzeugnavigationssystem
DE69732963T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur kalibrierung des differentiellen skalenfaktors in differentiellen gps-integrierten odometersystemen
DE3736386A1 (de) Fahrzeugpeilverfahren
DE3310111A1 (de) Navigationsanlage fuer landfahrzeuge
EP1092129B1 (de) Verfahren zum kalibrieren eines winkelsensors und navigationssystem mit winkelsensor
DE3439000A1 (de) Koppelnavigationseinrichtung
DE102020107349A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur dynamischen gierratenabweichungsschätzung
EP0604466A1 (de) Verfahren zur kompensation eines magnetischen störfeldes in einem fahrzeug.
DE112016002192T5 (de) Positionserfassungsvorrichtung für mobilen Körper und Positionserfassungsverfahren für mobilen Körper
EP1046018B1 (de) Navigationseinrichtung für kraftfahrzeuge
DE4000781C2 (de) Verfahren zur Messung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs
DE2805628A1 (de) Verfahren zur bestimmung der drift eines kreisels
EP0077985B1 (de) Koppelnavigationsverfahren zur Bestimmung der Sollposition eines Fahrzeugs
EP2286266A1 (de) Verfahren und navigationseinrichtung zur geographischen positionsbestimmung
EP0791169B1 (de) Verfahren zur stabilisierung der richtungsanzeige von magnetkompassen
DE4415083A1 (de) Verfahren zur Selektion von Signalen von Navigationssatelliten
EP3088845B1 (de) Bestimmen eines von einem benutzer eines navigationssystems benutzten wegs

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
8131 Rejection