DE3928738A1

DE3928738A1 - Verfahren zum automatischen betrieb eines selbstausrichtenden strapdown-kurs- und lagereferenzsystems in der zivilen luftfahrt

Info

Publication number: DE3928738A1
Application number: DE3928738A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr Kleinschmidt
Original assignee: Litef GmbH
Current assignee: Northrop Grumman Litef GmbH
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1991-03-14

Description

Stand der Technik

Kurs- und Lagereferenzsysteme werden derzeit in der zivilen Luftfahrt üblicherweise unter Verwendung einer magnetischen Kursstützung eingesetzt. Dieses Verfahren ist mit verschie denen operationellen und logistischen Nachteilenverbunden - z. B. Kalibrieraufwand, Notwendigkeit von zusätzlicher Ver kabelung im Luftfahrzeug, Einsetzbarkeit nur in Gebieten ohne magnetische Störungen etc.

Dieser Mangel des Standes der Technik ist häufig kritisiert worden.

Als eine Alternative wurde der Einsatz eines nordsuchenden Kurs- und Lagereferenzsystems vorgeschlagen, sofern Kreisel zum Einsatz kommen, die eine vorgegebene Genauigkeit haben.

Beim Einsatz eines Kreisels mit einer Genauigkeit (Bei spiel: 0,1°/h) ist bei einer vorgegebenen geographischen Breite (Beispiel: 50°) ein bestimmter Kurs (Beispiel: 0,6°) zum Zeitpunkt der Ausrichtung zu erreichen. Diese Kursge nauigkeit wird sich allerdings ohne weitere Stützung um die Kreiselgenauigkeit (0,1°/h) verschlechtern, d. h., daß nach einer bestimmten, kritischen Betriebszeit (Beispiel: 4 Stunden) der Kursfehler einen Maximalwert (Beispiel 1°) überschreiten wird. Beim Einsatz von mechanischen Kreiseln ist mit einer weiteren Verschlechterung zu rechnen, da der Kreiselfehler dann auch beschleunigungsabhängig ist und die angenommene Kreiselgenauigkeit während der Ausrichtung - wie sie auch immer sein mag - im Betrieb im Fluge nicht er reicht werden kann.

Als Lösungsmöglichkeit liegt es auf der Hand, den Einsatz von Kurs- und Lagereferenzsystemen auf eine bestimmte Zeit zu beschränken und danach eine erneute Ausrichtung durchzu führen. Dies wird im allgemeinen auch durchführbar sein, wenn die Kurs- und Lagereferenzsysteme bei Kurz- und Mit telstreckenflügen eingesetzt werden und die vorgegebene kritische Zeit im Flug nicht überschritten wird.

Bei dem beschriebenen Einsatz von Kurs- und Lagereferenzsy stemen tritt jedoch ein Mangel auf, der aus den operatio nellen Bedingungen der Luftfahrt herrührt. Üblicherweise wird nämlich bei einem Luftfahrzeug im Linien- oder Be darfsluftverkehr das Kurs- und Lagereferenzsystem bei der täglichen Betriebsaufnahme eingeschaltet und bleibt bis zum Betriebsende des Luftfahrzeugs in Betrieb, ohne daß ein er neuter Ausrichtvorgang kommandiert werden könnte. Diese Ge samtbetriebszeit kann auch im Kurz- und Mittelstreckenver kehr viele Stunden umfassen und somit die kritische Be triebszeit überschreiten.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betriebsart für ein selbstausrichtendes (nordsuchendes) Kurs- und Lage referenzsystem anzugeben, die den Einsatz im Kurz- und Mit telstreckenverkehr eines Luftfahrzeugs erlaubt bei einer Gesamtbetriebszeit, die größer ist als die kritische Be triebszeit nach einer Selbstausrichtung (Nordsuche).

Eine denkbare Lösung des Problems wäre durch eine automati sche Ausrichtung vorstellbar, sobald das Kurs- und Lagere ferenzsystem über einen eingebauten Bewegungsdetektor fest stellt, daß das Luftfahrzeug sich in Ruhe befindet und da mit eine neue Ausrichtung möglich ist. Dieser Lösungsansatz scheidet jedoch aus, weil bei einer erneuten Bewegung des Luftfahrzeugs während der Ausrichtung sowohl die Kurs- als auch die Lageinformation verloren wäre.

Die Erfindung

Ohne einen der genannten Nachteile in Kauf nehmen zu müs sen, wird erfindungsgemäß für das Kurs- und Lagereferenzsy stem in Strapdown-Technik folgendes Betriebsverfahren ange wendet:

- Bei Betriebsbeginn des Luftfahrzeugs wird eine Selbstaus richtung (Nordsuche) durchgeführt;
- sobald das Kurs- und Lagereferenzsystem nach dem Ende des letzten Ausrichtvorgangs detektiert, daß eine Bewe gung nicht vorliegt, wird in einem eigens dafür einge richteten Filter (z. B. die bekannte Mechanisierung 3. Ordnung) eine erneute Selbstausrichtung begonnen, ohne daß die Berechnung von Kurs und Lage in der herkömmlichen Mechanisierung des Strapdown-Systems tangiert wird;
- falls die so begonnene Selbstausrichtung innerhalb der bewegungslosen Zeit des Luftfahrzeugs erfolgreich abge schlossen werden konnte, wird sie auf das Strapdown-Sy stem übertragen;
- falls die begonnene Selbstausrichtung wegen erneuter Be wegung, die erfindungsgemäß vom Kurs- und Lagereferenzsy stem selbst detektiert wird, nicht erfolgreich abge schlossen werden konnte, wird sie ohne weitere Maßnahmen beendet.

Eine vorteilhafte Verfahrensergänzung sieht folgendes vor:

- Falls vom Kurs- und Lagereferenzsystem keine erfolgreiche Selbstausrichtung für eine längere Zeit als die kritische Betriebszeit durchgeführt werden konnte, wird ein Warnsi gnal über die mögliche Degradation des Kurses ausgegeben.

Um sicherzustellen, daß das genannte Warnsignal nicht wäh rend eines Flugs ausgegeben wird, kann zusätzlich noch die folgende Maßnahme getroffen werden:

- Das Warnsignal wird schon um die typische Flugdauer vor dem Erreichen der kritischen Flugdauer ausgegeben.

Eine solche Betriebsart wäre aber nur im Kurzstreckenver kehr sinnvoll.

Die Betriebsart der Erfindung ist nur für Kurs- und Lagere ferenzsysteme in Strapdown-Technologie einsetzbar, da nur in diesem Fall zwei Mechanisierungsfilter nebeneinander be trieben werden können. Bei der früher eingesetzten Platt formtechnik ist die hier beschriebene Erfindung wirkungs los.

Claims

1. Verfahren zum automatischen Betrieb eines nordsu chenden Kurs- und Lagereferenzsystems in Strapdown-Technik für den Einsatz im Mittelstrecken- und Kurzstreckenverkehr von Passagier- und Frachtverkehr des Linien- und Bedarfs luftverkehrs, dadurch gekennzeichnet, daß

- durch das Kurs- und Lagereferenzsystem nach dem Ende des letzten Ausrichtvorgangs detektiert wird, ob eine Bewe gung des Luftfahrzeugs vorliegt,
- über ein speziell eingerichtetes Filter eine erneute Selbstausrichtung begonnen wird, ohne die Berechnung von Kurs und Lage im Strapdown-System zu beeinflussen, sobald Bewegungen oberhalb einer vorgegebenen Schwelle nicht de tektiert werden,
- die so begonnene Selbstausrichtung nach erfolgreichem Ab schluß auf Strapdown-Systeme übertragen wird, und daß
- die begonnene Selbstausrichtung bei detektierter erneuter Bewegung ohne weitere Einflußnahme auf das Kurs- und La gereferenzsystem beendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Warnsignal ausgegeben wird, falls vom Kurs- und La gereferenzsystem keine erfolgreiche Selbstausrichtung für eine bestimte, vorgegebene Zeit durchgeführt werden konnte.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Zeit die kritische Betriebszeit des Kurs- und Lagereferenzsystems in bezug auf den maximal to lerierbaren Kursfehler ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Zeit extern durch digitale Datenüber tragung kommandiert wird.