DE3740656A1

DE3740656A1 - Navigationsverfahren und vorrichtung zur bestimmung der relativposition und zur berechnung des kuenstlichen azimutes

Info

Publication number: DE3740656A1
Application number: DE19873740656
Authority: DE
Inventors: James Robert Doane; Joan Marie Sulecki
Original assignee: LTV Aerospace and Defense Co
Current assignee: LTV Aerospace and Defense Co
Priority date: 1986-11-07
Filing date: 1987-12-01
Publication date: 1989-06-15
Also published as: GB2198267B; JPH065169B2; FR2606504A1; IL84402A; US4814994A; CA1292304C; GB8725900D0; FR2606504B1; AU598317B2; AU8092487A; NZ222478A; GB2198267A; JPS63221217A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf Navigationsverfahren und im besonderen auf ein Luft-Navigations-Verfahren zur Bestimmung der Relativposition von zwei oder mehr Teilnehmern und enthält eine Vorrichtung zur Berechnung des Azimutes zwischen jeweils zwei Teilnehmern.

Verschiedene Navigations-Systeme werden zur Zeit in der Luftfahrt zum Zwecke der Ermittlung der Position des Flugzeuges oder anderer Flugzeuge oder Grenzlinien relativ zum Flugzeug eingesetzt. Diese Systeme erzeugen typischerweise zwei Daten, um die geodätische Position eines Teilnehmers auf der Erdoberfläche festzulegen - Nord und Ost oder Flugweite und Peilung (Azimut). Systeme wie TACAN, das Inertial-Navigations- System (INS) und das True-Air-Speed-(TAS)/Kompaß- System sind zur Zeit einsetzbar und liefern geodätische Daten in einem oder beiden vorgenannten Koordinaten-Systeme, durch die die Relativposition von zwei Teilnehmern bestimmt werden kann. Es ist jedoch so, daß die Positionsdaten, die mit Hilfe dieser Systeme erhalten werden, zur relativen Navigation nicht genau genug sind. Zum Beispiel beträgt der Fehler beim INS-System mehrere Kilometer.

Desweiteren erfordern die existierenden Bord-Navigations- Systeme mehr als zwei Teilnehmer oder die Anwendung eines Winkel-Sensors zur Ermittlung von Peilungs-Information bzw. beides.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bord-Navigations-System zu schaffen, das in Verbindung mit den bestehenden INS-, Doppler- oder TAS-Geschwindigkeitssensoren eingesetzt werden kann, um genaue Relativpositionsdaten zwischen zwei oder mehreren Teilnehmern mit erhöhter Präzision zu liefern.

Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Navigations-System zu schaffen, das Flugweiten und Azimut-Koordinaten liefert, ohne daß der Einsatz eines Winkel-Sensors notwendig ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Navigations-System zu schaffen, das die Azimut-Koordinate der Relativposition zwischen zwei Teilnehmern automatisch aus der Flugweite und der Geschwindigkeits-Information, die durch diese Teilnehmer geliefert werden, zu berechnen.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Navigations-System zur Bestimmung der Relativposition, das in einem ersten Teilnehmer zur Berechnung der Relativposition bezüglich der Flugweite und des Azimutes von zumindest einem weiteren Teilnehmer des Systems eine Flugweiten-Meß-Vorrichtung zur Bestimmung der Entfernung zwischen dem ersten und dem zweiten ausgewählten Teilnehmer für zumindest drei verschiedene Zeitpunkte, eine erste Rechnereinheit zur Bestimmung des Positionswechsels des ersten Teilnehmers relativ zum zweiten Teilnehmer zur zweiten und dritten ausgewählten Zeit und eine zweite Rechnereinheit zur Berechnung der Azimut-Koordinate des anderen Teilnehmers bezüglich des ersten Teilnehmers, basierend auf dieser Relativposition und der Entfernungs-Information.

Die erste Rechnereinheit umfaßt vorzugsweise eine Datenübertragungsverbindung zwischen dem ersten Teilnehmer und dem anderen ausgewählten Teilnehmer zum Austausch der Positionsdaten einschließlich der aktuellen Geschwindigkeitsvektoren der Teilnehmer, eine Geschwindigkeitsvektor-Rechnervorrichtung zur Bestimmung des Relativgeschwindigkeitsvektors zwischen dem ersten und anderen ausgewählten Teilnehmern zu einer bestimmten Zeit und eine Speichervorrichtung zur Speicherung der Entfernung und der Relativgeschwindigkeitsvektoren zwischen dem ersten und anderen ausgewählten Teilnehmern für jeden der mindest drei unterschiedlichen Zeitpunkte.

Die zweite Rechnereinheit verwertet vorzugsweise nur die Relativgeschwindigkeit und die Entfernungsinformation bei ihren Berechnungen, dadurch macht sie den Einsatz von teureren Vorrichtungen wie z. B. einem Winkelsensor an Bord der Teilnehmer überflüssig. Diese Rechnereinheit erstellt einen künstlichen Azimut-Algorithmus, der auf einer einfachen Zusammenstellung von Gleichungen zur Bestimmung der möglichen Lösungen - einschließlich der wahren Position und einer mehrdeutigen Lösung - für die Position des anderen ausgewählten Teilnehmers bezüglich des ersten Teilnehmers zu jedem Zeitpunkt beruht. Diese Gleichungen erfordern nur die Flugweite und die Relativgeschwindigkeitsinformation für drei oder mehrere ausgewählte Zeitpunkte, wobei sich während dieser Zeit die Bewegungsrichtung des ersten Teilnehmers relativ zu dem anderen ausgwählten Teilnehmer zumindest um einen geringfügigen Winkel geändert hat. Durch die Lösung dieser Gleichungen kann die einzige realistische Lösung des Gleichungssystems - die wahre Position des anderen ausgesuchten Teilnehmers - bestimmt werden.

Die Daten zwischen den Teilnehmern werden mittels einer Datenübertragungsverbindung übertragen. Die Datenübertragungsverbindung kann eine der bekannten Kommunikationssysteme sein, z. B. der gut bekannten L-Band-Radiofrequenzkommunikation entsprechen, die für diesen Zweck in einer bevorzugten Ausbildung des Systems empfohlen wird. Die Daten, die durch den ausgewählten anderen Teilnehmer zum ersten Teilnehmer übertragen werden, umfassen den momentanen Geschwindigkeitsvektor dieses Teilnehmers und vorzugsweise auch Höheninformationen, so daß das Problem auf zwei Dimensionen begrenzt wird. Die Geschwindigkeitsinformation wird von jedem Teilnehmer durch die eingebauten Navigationssysteme, z. B. ein Inertial-Navigations- System (INS), ein Dopplerradar, oder ein True-Air-Speed-(TAS)-Kompaß-System ermittelt und mit Hilfe der Datenübertragungsverbindung zu den anderen Teilnehmern übertragen.

Aus der Geschwindigkeitsinformation, die von den Teilnehmern geliefert wird, berechnet das System den Relativgeschwindigkeitsvektor zwischen dem ersten und einem ausgewählten anderen Teilnehmer zu jedem Zeitpunkt, an dem eine Flugweitenmessung durchgeführt wurde. Das Linienintegral dieses Relativgeschwindigkeitsvektors über den Zeitpunkt, an dem die Flugweite erfaßt wurde, bis zum Zeitpunkt, an dem der Geschwindigkeitsvektor berechnet wurde, stellt die Positionsänderung des ersten Teilnehmers relativ zu dem ausgewählten anderen Teilnehmer in diesem Zeitintervall dar. Auf diese Weise ist die Änderung der Relativposition des ersten Teilnehmers bezüglich des anderen ausgewählten Teilnehmers zwischen diesen Zeitpunkten und die Flugweite, die der Entfernung des ersten Teilnehmers zum ausgewählten anderen Teilnehmer entspricht, für jeden dieser Zeitpunkte bekannt, wobei diese drei ausgewählte unterschiedliche Zeitpunkte darstellen.

Die Menge von Lösungen für die mögliche Position des ausgewählten anderen Teilnehmers zu jedem Zeitpunkt wird geometrisch beschrieben durch einen Kreis mit einem Radius, der der Entfernung zwischen den Teilnehmern entspricht, wobei der erste Teilnehmer im Mittelpunkt des Kreises lokalisiert ist. Wenn die drei Kreise, die die drei Lösungsmengen für drei unterschiedliche Zeitpunkte darstellen, mit drei versetzten Mittelpunkten im Verhältnis zu dem relativen Positionswechsel der zwei Teilnehmer an jedem Zeitpunkt aufgezeichnet werden, stellen die Schnittpunkte der Kreise generell zwei Lösungstypen dar - nämlich erstens die wahre Position des ausgewählten anderen Teilnehmers relativ zum ersten Teilnehmer und zweitens falsche oder zweideutige Positionen.

Wenn mindest ein Teilnehmer seine Bewegungsrichtung relativ zum anderen Teilnehmer während eines der Zeitintervalle ändert, überschneiden sich alle drei Kreise, die die möglichen Lösungen repräsentieren, nur an einem Punkt - der wahren Position. Die zweite Rechnereinheit erstellt einen Algorithmus in mathematischer Gleichungsform zur Bestimmung der wahren Position und errechnet damit mit hoher Genauigkeit zu jedem ausgewählten Zeitpunkt den Azimut eines ausgewählten anderen Teilnehmers.

Auf diese Weise erlauben die Vorrichtung und das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung die nahezu augenblickliche An-Bord-Berechnung der Flugweite und der Azimutpositionsdaten für einen oder mehrere ausgesuchte Teilnehmer relativ zu dem ersten Teilnehmer ohne den Gebrauch von zusätzlichen Winkel-Sensor- Ausrüstungen. Auch sind die Azimut-Berechnung und ebenso die relativen Positionskoordinaten erheblich genauer als eine Relativposition, die aufgrund differierender geodätischer Positionsdaten durch den Gebrauch der zur Zeit erhältlichen Navigations- Systeme berechnet wird.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung umfaßt auch eine Rechnereinheit zur Bestimmung der Kovarianz oder zur Überprüfung des erhaltenen Ergebnisses. Wenn eine geringe Relativgeschwindigkeit vorliegt oder die Eingangsdaten sehr rauschen oder anders negativ beeinflußt sind, kann die Bestimmung des künstlichen Azimuts schwierig sein. Die Zuverlässigkeit der künstlichen Azimut-Ermittlung hängt vom Wert der Kovarianz ab. Wenn zum Beispiel die Kovarianz anzeigt, daß die Ermittlung gut ist, werden nur wenige, in der Regel zwei oder drei Schätzungen, miteinander verbunden, um das Endergebnis zu erhalten. Im anderen Fall werden viele Schätzungen verbunden, um die endgültige Positionsinformation zu erhalten, in der Regel 15 oder 16, wenn die Einzelschätzungen schlecht sind.

Die endgültige Positionsinformation kann auf beliebige Art präsentiert werden, z. B. als numerischer Ausdruck. In einer bevorzugten Ausführung wird das Ergebnis graphisch auf einem Anzeige-Schirm dargestellt, um eine schnelle Assimilierung der Information zu erreichen.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der Erfindung,

Fig. 2 zeigt graphisch die Arbeitsweise nach der Erfindung und

Fig. 3 ist ein Fließdiagramm der Arbeitsweise nach der Erfindung.

Die Beschreibung gebraucht den Ausdruck "Teilnehmer" im Singular, um sich auf einen Teilnehmer zu beziehen, dessen Position bestimmt ist. Es ist jedoch klar, daß unter normalen Bedingungen das System die Position einer Reihe von Teilnehmern dadurch festgelegt, daß sie für jeden Teilnehmer die entsprechenden Schritte, wie anschließend beschrieben, durchführt. Da die Berechnungen schnell durch den Rechner ausgeführt werden, scheinen die Rechenoperationen simultan zu sein.

Aus Gründen der Klarstellung wird zusätzlich erwähnt, daß der Ausdruck "Flugzeug" sich auf den Teilnehmer bezieht, der die Meßangaben annimmt, die getrennten Daten empfängt und andere Teilnehmer lokalisiert. Dieser Teilnehmer muß jedoch kein Flugzeug sein oder ein beweglicher Teilnehmer, da das offenbarte Verfahren und die Vorrichtung nur eine Relativbewegung erfordern.

Fig. 1 zeigt in Form eines Blockdiagrammes die bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Systemes. Das System ist um eine zentrale Prozessoreinheit 10 aufgebaut, die mit einem Speicher 12 verbunden ist. Der Prozessor empfängt die Eingangswerte von einer Datenübertragungsverbindung 14, einem an Bord befindlichen Flugzeuggeschwindigkeitssensor 16 und anderen an Bord befindlichen Sensoren 18, wie z. B. einem Druck-Höhen-Meßgerät. Obwohl die vorliegende Erfindung so ausgeführt wurde, daß sie von beweglichen Flugzeugen benutzt wird, ist sie für eine Bodenstation durch ein Feststellen des Geschwindigkeits-Sensor- Eingangs 16 auf Null übernehmbar. Der Prozessor stellt die Ergebnisse seiner Analyse graphisch auf einem Anzeige-Schirm 20 sichtbar für den Navigator dar. Der Anzeige-Schirm kann ein bekannter Anzeige- Schirm wie z. B. ein elektro-optischer Radaranzeige- Schirm sein.

Die Einzelheiten der Datenübertragungsverbindung 14, der Sensoren 16 und 18 und der zur Versorgung des Anzeige-Schirms 20 erforderlichen Impulse sind allgemein bekannt und brauchen nicht im Detail beschrieben zu werden. Es ist im Sinne dieser Offenbarung nur notwendig, zu verstehen, daß die Datenübertragungsverbindung 14 eine Relativgeschwindigkeit zur Bodeninformation von dem ausgewählten anderen Teilnehmer erhält und die Entfernung (Flugweite) zum ausgewählten anderen Teilnehmer (entweder ein sich bewegendes Flugzeug oder eine ortsfeste Bodenstation) gemessen wird. Die Geschwindigkeitsinformation ist leicht zugänglich durch den Gebrauch von bekannten Einrichtungen, die in Flugzeugen installiert sind, z. B. eines INS-Systems.

Die Flugweite kann durch eine Anzahl von konventionellen Techniken bestimmt werden. In der bevorzugten Ausführung wird ein vorher ausgesuchtes kodiertes Signal durch das Flugzeug auf der L-Band-Grundfrequenz ausgesendet und vom Teilnehmer empfangen. Nach einer bestimmten Verzögerungszeit überträgt der Teilnehmer das kodierte Signal zum Flugzeug zurück. Aufgrund des Empfanges ist das Flugzeug in der Lage, die Flugweite des Teilnehmers als Funktion der Verzögerungszeit zwischen der Absendung und dem Empfang des kodierten Signales zu bestimmen.

Durch ein Beispiel wird die Funktionsweise der Erfindung anhand der Fig. 2 beschrieben. Fig. 2 zeigt graphisch die Information, die notwendig für das Flugzeug ist, und die Ergebnisse der Berechnung aufgrund der Daten.

Zur Zeit t₀ empfängt das Flugzeug die Daten, die die Flugweite R₀ des Teilnehmers und seinen gegenwärtigen Geschwindigkeitsvektor V₀ (Geschwindigkeit und Richtung) relativ zur Erdoberfläche enthalten. Der Wert von R₀ kann betrachtet werden als der Radius eines Kreises relativ zum Flugzeug, auf dem der Teilnehmer irgendwo lokalisiert ist. Zur Zeit t₁ erhält das Flugzeug wiederum Informationen, die aus der Flugweite R₁ und der Geschwindigkeit V₁ bestehen. Die Flugweite R₁ definiert einen zweiten Kreis relativ zum Flugzeug. Der zweite Kreis ist räumlich vom ersten durch die Veränderung der Relativposition (des integrierten Relativgeschwindigkeitsvektors) zwischen dem Flugzeug und dem Teilnehmer zwischen den Zeiten t₁ und t₂ unterschieden. Die relative Veränderung wird auch bezeichnet als die scheinbare integrierte Geschwindigkeitsänderung des Flugzeugs (Delta).

Die Schnittpunkte der zwei Kreise definieren zwei Punkte, bezeichnet mit (e₁-, n₁-) und (e₁+, n₁+). Einer dieser Punkte ist die wahre Position des Teilnehmers. Der andere ist eine falsche oder mehrdeutige Position.

Die Mehrdeutigkeit kann durch dritte Ablesung zur Zeit t₂ mit einem unterschiedlichen relativen Richtungskurs, bevorzugt in der Größenordnung eines Grades, eliminiert werden. Um einen unterschiedlichen Richtungskurs zu erhalten, muß entweder das Flugzeug oder der Teilnehmer seine Richtung relativ zum anderen ändern. Nachdem die dritte Ablesung vorgenommen wurde, können zwei neue Punkte (e₂+, n₂+) und (e₂-, n₂-) als Schnittpunkte des zweiten und dritten Kreises berechnet werden. Wenn es eine Änderung in der relativen Richtung gab, wird einer der beiden neuen Punkte von den beiden ursprünglichen Punkten verschieden sein und unter idealen Bedingungen wird der andere der neuen Punkte gleich einem der ursprünglichen Punkte sein. Dieser Punkt, an dem sich die drei Kreise schneiden, löst die Mehrdeutigkeit auf und legt die wahre Position des Teilnehmers fest.

Die Punkte (e+, n+) und (e-, n-) werden mit Hilfe der folgenden Formeln berechnet:

e⁺_n = u⁺ cos ψ + v sin c

e ^- _n = u ^- cos ψ + v sin ψ

n⁺_n = -u⁺ sin ψ + v cos ψ

n ^- _n = -u ^- sin ψ + v cos ψ

ψ ist der Winkel vom wahren Norden der Vektoränderung in die Relativposition während des Zeitintervalles t _{n -1} bis t _n, gesehen im Uhrzeigersinn. Die Vektoränderung in die Relativposition ist das Integral von t _{n -1} bis t _n des Relativgeschwindigkeitsvektors.

u+, u- und v werden aus der Flugweiteninformation berechnet und verändern sich in die integrierte Relativgeschwindigkeit (Delta) zwischen zwei Ablesungen:

Delta ist die Größe der Vektoränderung in die Relativposition während des Zeitintervalles t _{n -1} bis t _n entsprechend

Obwohl unter idealen Bedingungen nur drei Ablesungen erforderlich sind, um die wahre Position des Teilnehmers zu bestimmen, ist dies durch Geräusche und andere negative Einflüsse auf die Datenwerte in der Praxis schwierig. Infolgedessen wird in der Praxis eine Reihe von Ablesungen genommen, bevor eine Positionsauswertung an den Navigator übermittelt wird. Die Anzahl der Ablesungen hängt von der Zuverlässigkeit der Daten ab, die durch kovariante Analyse bestimmt wird. Wenn die Daten zuverlässig bestimmt wurden, müssen nur wenige Ablesungen genommen werden, um die Position des Teilnehmers zu bestimmen. Wenn die Daten weniger zuverlässig sind, werden mehr Ablesungen vorgenommen. Die Kovarianz wird berechnet als Matrize von varianten und kovarianten Werten:

Die kovarianten Werte werden wie folgt berechnet:

wobei:

σ²_{R 0}, s²_{R 1}, σ²_Δ, σ²_ψ,

bekannte Veränderliche der Meßfehler sind, verbunden mit dem Flugweitenmeßsystem und den Navigationssensoren.

Fig. 3 veranschaulicht die Einzelschritte, aus denen die Verfahrenweise nach der Erfindung besteht. In Schritt 30 erhält das Flugzeug telemetrische Daten vom Teilnehmer mittels der Datenübertragungsverbindung, wobei gewöhnliche Techniken verwendet werden. Die telemetrische Information enthält die Information über den Geschwindigkeitsvektor, der für die Berechnungen gebraucht wird, wobei das thermetrische Signal verwendet wird, um die Flugweite zu messen. Der eigene Geschwindigkeitsvektor des Flugzeuges wird in Schritt 32 empfangen.

Wenn dieses die erste Datenmenge zur Zeit t₀ ist, dann verzweigt sich beim Schritt 34 das Programm zum Schritt 35, wobei die Daten im Speicher 12 (Fig. 1) für den zukünftigen Gebrauch gespeichert werden. Anschließend wartet das System eine vorbestimmte Zeit lang, typisch ist eine Zeitspanne von 10 Sekunden, bevor es neue Daten vom Teilnehmer erhält. Dieser Zeitabschnitt gibt dem Flugzeug und dem Teilnehmer Zeit, um ihre Relativposition genügend zu verändern, um eine sinnvolle zweite Messung durchzuführen. Auch können während dieser Zeit von anderen Teilnehmern Informationen zur identischen Verarbeitung, jedoch für getrennte Berechnungen, empfangen werden.

Bei Schritt 30 wird eine zweite Datenmenge vom Teilnehmer empfangen und bei Schritt 32 wird der eigenen Geschwindigkeitsvektor des Flugzeugs wiederum aufgezeichnet. Da dies die zweite Datenmenge zur Zeit t₁ ist, durchläuft das Programm den Schritt 34 zum Schritt 36, wo der scheinbare Geschwindigkeitsvektor des Flugzeuges durch die Subtraktion der Relativgeschwindigkeitvektoren des Flugzeuges und des Teilnehmers berechnet wird. Die Relativgeschwindigkeitsvektoren werden bestimmt durch die Substraktion des absoluten Geschwindigkeitsvektors des Flugzeugs und des absoluten Geschwindigkeitsvektors des Teilnehmers.

Als nächstes werden bei Schritt 38 die Lösungen der obigen Gleichungen 1 und 2 verglichen, um die beiden Punkte (e₁+, n₁+) und (e₁-, n₁-) zu erhalten. Dann wird die Zuverlässigkeit der Ergebnisse bei Schritt 40 berechnet, indem die kovarianten Gleichungen benutzt werden.

Bei Schritt 42 verzweigt sich das System zurück zu Schritt 30 und bekommt erneut telemetrische Daten, da ein Minimum von drei Datenkomplexen benötigt wird. Dementsprechend werden die Schritte 30 bis 40 zur Zeit t₂ wiederholt, um die Punkte (e₂+, n₂+) und (e₂-, n₂-) zu erhalten.

Bei Schritt 44 werden die Datenkomplexe versuchsweise verglichen, um das mehrdeutige Ergebnis aufzulösen und die wahre Position des Teilnehmers zu bestimmen. Im Schritt 46 überprüft das System die kovarianten Werte, um zu entscheiden, ob die Zuverlässigkeit der Daten hoch genug ist, um die Position des Teilnehmers anzuzeigen. Wenn die Kovarianz gering ist, sind die Daten vertrauenswürdig und das Ergebnis kann aufgezeigt werden. Wenn die Kovarianz hoch ist, sind die Daten nicht vertrauenswürdig und weitere Daten müssen verarbeitet werden. Wenn weitere Daten verarbeitet worden sind, werden die Schritte 30 bis 44 wiederholt, bis die Zuverlässigkeit groß genug ist, um die Angabe der Daten zu erlauben.

Wenn einmal die Entscheidung gefallen ist, die Daten anzugeben, werden die Datenkomplexe mit Hilfe von gewöhnlichen Techniken (Schritt 48) gefiltert, um einen einzigen Komplex zu erzeugen. Dieser Komplex wird dann auf dem Bildschirm 20 (Fig. 1) beim Schritt 50 gezeigt. Dem Pilot wird auf diese Weise ein visueller Anhaltspunkt für die gegenwärtige Position des Teilnehmers gegeben.

Obwohl dieser Prozeß hinsichtlich eines einzigen Paares Teilnehmer/Flugzeug beschrieben wurde, ist es augenscheinlich, daß im Grunde genommen jede Anzahl von Teilnehmern in den Prozeß involviert werden kann. Jeder Teilnehmer wird dann einzeln nach seiner Flugweite und den Geschwindigkeitsvektoren befragt und die Berechnungen werden für jeden Teilnehmer einzeln erstellt. Die Ergebnisse können im Grunde genommen simultan auf dem Bildschirm gezeigt werden.

Claims

1. Navigationsverfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Relativposition, installiert in einem ersten Teilnehmer zur Berechnung der Relativposition von zumindest einem anderen Teilnehmer,
gekennzeichnet durch eine Kommunikationseinrichtung zum Empfang telemetrischer Informationen vom anderen Teilnehmer, einschließlich einer Flugweitenmeßvorrichtung zur Bestimmung der Entfernung zwischen dem ersten Teilnehmer und jedem anderen ausgewählten Teilnehmer für zumindest drei ausgewählte Zeitpunkte t₀, t₁, t₂,
eine erste Rechnereinheit zur Berechnung des Relativgeschwindigkeitsvektors für den ersten Teilnehmer und die anderen Teilnehmer für jeden Zeitpunkt t₀, t₁ und t₂,
eine Speichereinheit zur Speicherung der Entfernungen und der Relativgeschwindigkeitsvektoren zu den Zeitpunkten t₀, t₁ und t₂, wobei über diese Zeitintervalle einer der Relativgeschwindigkeitsvektoren eine Richtungsänderung von dem anderen Relativgeschwindigkeitsvektor darstellt, und
eine zweite Rechnereinheit zur Berechnung des Azimutes des anderen Teilnehmers relativ zum ersten Teilnehmer als Funktion der Entfernung des anderen Teilnehmers vom ersten Teilnehmer zu jedem der drei ausgewählten Zeitpunkte und der Positionsänderung des ersten Teilnehmers relativ zu dem anderen ausgewählten Teilnehmer während der Zeitintervalle t₀ bis t₁ und t₁ bis t₂.

2. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Rechnereinheit eine Vorrichtung zur Lösung der folgenden Gleichungen zur Bestimmung der möglichen Positionen des anderen Teilnehmers an den Punkten (e _n⁺, n _n⁺) und (e _n ^-, n _n ^-) zu jedem der Zeitpunkte t₁ und t₂ aufweist: e⁺_n = u⁺ cos ψ + v sin ψ e ^- _n = u ^- cos ψ + v sin ψ n⁺_n = -u⁺ sin ψ + v cos ψ n ^- _n = -u ^- sin ψ + v cos ψ und desweiteren dadurch gekennzeichnet, daß die Navigationsvorrichtung eine Vorrichtung zum Vergleichen der Punkte (e₁⁺, n₁⁺) und (e₁^-, n₁^-) mit den Punkten (e₂⁺, n₂⁺) und (e₂^-, n₂^-) zur Ermittlung von zwei übereinanderstimmenden Punkten und eine Vorrichtung zur Anzeige der Ergebnisse des Vergleichs aufweist.

3. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Rechnereinheit eine Vorrichtung zur Bestimmung der Zuverlässigkeit des Rechenergebnisses für die Punkte (e _n⁺, n _n⁺) und (e _n ^-, n _n ^-) hat, wobei die folgenden Formeln gebraucht werden: wobei:σ²_{R 0}, σ²_{R 1}, σ²_Δ, σ²_ψ,bekannte Varianten der Meßfehler, verbunden mit dem Flugweitenerfassungssystem und den Navigationssensoren sind
und wobei die Anzahl der ausgewählten Zeitpunkte eine Funktion der Zuverlässigkeit der Rechenergebnisse ist.

4. Navigationsverfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Relativposition, installiert in einem ersten Teilnehmer zur Berechnung und Anzeige der Relativposten von zumindest einem weiteren Teilnehmer des Systems, gekennzeichnet durch:
eine Flugweitenmeßeinrichtung zur Bestimmung der Entfernung R _n zwischen dem ersten Teilnehmer und dem anderen Teilnehmer zu jeder vorbestimmten Zeit t _n,
eine Geschwindigkeitsmeßvorrichtung zur Bestimmung des Geschwindigkeitsvektors des ersten Teilnehmers zum vorbestimmten Zeitpunkt t _n,
eine Datenübertragungsvorrichtung zwischen dem ersten Teilnehmer und dem anderen Teilnehmer zum Empfang von Positionsdaten, einschließlich zumindest des Geschwindigkeitsvektors, und zum Messen der Flugweite zwischen den zwei Teilnehmern zu dem vorbestimmten Zeitpunkt t _n,
eine Vorrichtung zur Berechnung des Geschwindigkeitsvektors zur Bestimmung des Relativgeschwindigkeitsvektors für den ersten Teilnehmer und jeden anderen ausgewählten Teilnehmer zum vorbestimmten Zeitpunkt t _n,
eine Speichervorrichtung zur Speicherung der Flugweite und des Relativgeschwindigkeitsvektors für jeden von zumindest drei Zeitpunkten t _n, t _{n +1}, t _{n +2}, wobei während dieser Zeit zumindest einer der Relativgeschwindigkeitsvektoren einen Richtungswechsel zu einem der anderen Relativgeschwindigkeitsvektoren darstellt, und
eine Berechnungsvorrichtung zur Berechnung der Azimut-Position des anderen ausgewählten Teilnehmers relativ zum ersten Teilnehmer als Funktion der Flugweite und der Relativgeschwindigkeitsdaten für die drei ausgewählten Zeitpunkte.

5. Navigationsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsvorrichtung die Azimut-Position durch die Berechnung des Schnittpunktes von drei Kreisen C₀, C₁, C₂ berechnet,
daß der Kreis C₀ einen Radius R₀ aufweist, der der Entfernung zwischen dem ersten Teilnehmer und dem anderen ausgewählten Teilnehmer zum ausgewählten Zeitpunkt t _n entspricht,
daß der Kreis C₁ einen Mittelpunkt aufweist, der vom Mittelpunkt des Kreises C₀ um einen Betrag entfernt ist, der der scheinbaren Änderung der integrierten Geschwindigkeit zwischen den Teilnehmern während des Zeitintervalls (t _n bis t _{n +1}) entspricht, und der einen Radius R₁ hat, der der Flugweite zwischen dem ersten Teilnehmer und dem ausgewählten anderen Teilnehmer zur Zeit t _{n +1} entspricht, und
daß der Kreis C₂ einen Mittelpunkt aufweist, der vom Mittelpunkt des Kreises C₁ um einen Betrag entfernt ist, der der scheinbaren Änderung der integrierten Geschwindigkeit zwischen den Teilnehmern während des Zeitintervalles (t _{n +1} bis t _{n +2}) entspricht, und der einen Radius R₂ hat, der der Entfernung zwischen dem ersten Teilnehmer und dem anderen Teilnehmer zur Zeit t _{n +2} entspricht.

6. Navigationsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Rechnereinheit eine Vorrichtung zur Lösung der folgenden Gleichungen zur Bestimmung der möglichen Positionen des anderen Teilnehmers an den Punkten (e _n⁺, n _n⁺) und (e _n ^-, n _n ^-) zu jedem Zeitpunkt t _n umfaßt: e⁺_n = u⁺ cos ψ + v sin ψ e ^- _n = u ^- cos ψ + v sin ψ n⁺_n = -u⁺ sin ψ + v cos ψ n ^- _n = -u ^- sin ψ + v cos ψ und daß sie eine Vorrichtung zum Vergleich der Punkte (e _n⁺, n _n⁺) und (e _n ^-, n _n ^-) zu jedem Zeitpunkt aufweist, um zwei aufeinanderliegende Punkte zu finden.

7. Navigationsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Rechnereinheit eine Vorrichtung zur Bestimmung der Zuverlässigkeit der Rechenergebnisse für die Punkte (e _n⁺, n _n⁺) und (e _n ^-, n _n ^-) unter Benutzung der folgenden Formeln aufweist: wobei:σ²_{R 0}, σ²_{R 1}, σ²_Δ, s²_ψ,bekannte Varianten der Meßfehler verbunden mit dem Flugweitenmeßsystem und den Navigationssensoren sind
und wobei die Anzahl der ausgesuchten Zeitpunkte eine Funktion der Zuverlässigkeit der Rechenergebnisse ist.

8. Verfahren zur Ermittlung der Relativposition zwischen einem ersten Teilnehmer und zumindest einem weiteren Teilnehmer zu einem ausgewählten Zeitpunkt, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Empfang der Flugweite zwischen dem ersten Teilnehmer und dem anderen Teilnehmer und des Geschwindigkeitsvektors des anderen Teilnehmers von anderen Teilnehmer zu zumindest drei Zeitpunkten t₀, t₁, t₂, wobei sich während zumindest einer der Zeitpunkte die Bewegungsrichtung des ersten Teilnehmers relativ zum anderen Teilnehmer ändert,
b) Bestimmung der Positionsänderung des ersten Teilnehmers relativ zu dem anderen ausgewählten Teilnehmer in den Zeitintervallen (t₀ bis t₁) und (t₁ bis t₂),
c) Berechnung der nicht mehrdeutigen Lösung für die Azimut-Koordinate zur Zeit t₂ als Funktion der Flugweite zwischen dem ersten und dem anderen Teilnehmer zu jeder der drei ausgewählten Zeitpunkte t₀, t₁, t₂ und der Positionsänderung des ersten Teilnehmers relativ zum anderen Teilnehmer während jeder der Zeitperioden (t₀ bis t₁) und (t₁ bis t₂).

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung von Schritt (c) durch die Festlegung eines Punktes durchgeführt wird, an dem sich die drei Kreise (c₀, c₁ und c₂) überschneiden, wobei der Kreis c₀ einen Radius R₀ hat, der der Entfernung zwischen dem ersten Teilnehmer und dem anderen Teilnehmer zur Zeit t₀ entspricht,
daß der Kreis c₁ einen Mittelpunkt aufweist, der vom Mittelpunkt des Kreises c₀ um einen Betrag entfernt ist, der der scheinbaren Änderung der integrierten Geschwindigkeit zwischen den Teilnehmern zum Zeitintervall (t₀ bis t₁) entspricht, und einen Radius R₁ aufweist, der der Flugweite zwischen dem ersten Teilnehmer und dem anderen Teilnehmer zur Zeit t₁ entspricht, und
daß der Kreis c₂ einen Mittelpunkt aufweist, der vom Mittelpunkt des Kreises c₁ um einen Betrag entfernt ist, der der scheinbaren Änderung der integrierten Geschwindigkeit zwischen den Teilnehmern während des Zeitintervalles (t₁ bis t₂) entspricht und einen Radius R₂ aufweist, der der Entfernung zwischen dem ersten Teilnehmer und dem anderen Teilnehmer zum Zeitpunkt t₂ entspricht.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berechnung von Schritt (c) die folgenden Gleichungen zur Bestimmung der möglichen Position des anderen Teilnehmers an den Punkten (e _n⁺, n _n⁺) und (e _n ^-, n _n ^-) zu jedem Zeitpunkt t₁ und t₂ dienen: e⁺_n = u⁺ cos ψ + v sin ψ e ^- _n = u ^- cos ψ + v sin ψ n⁺_n = -u⁺ sin ψ + v cos ψ n ^- _n = -u ^- sin ψ + v cos ψ und daß die Punkte (e₁⁺, n₁⁺) und (e₁^-, n₁^-) mit den Punkten (e₂⁺, n₂⁺) und (e₂^-, n₂^-) verglichen werden, um zwei übereinstimmende Punkte zu finden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuverlässigkeit der Rechenergebnisse für die Punkte (e _n⁺, n _n⁺) und (e _n ^-, n _n ^-) durch die folgenden Formeln bestimmt wird: wobei:σ²_{R 0}, σ²_{R 1}, σ²_Δ, σ²_ψ,bekannte Varianten der Meßfehler verbunden mit dem Flugmeßsystem und den Navigationssensoren sind,
und wobei die Anzahl der ausgewählten Zeitpunkte eine Funktion der Zuverlässigkeit der Rechenergebnisse ist.