NL7905428A

NL7905428A - Stelsel voor navigatie op waterwegen.

Info

Publication number: NL7905428A
Application number: NL7905428A
Authority: NL
Original assignee: Navitronic Ab
Priority date: 1978-07-13
Filing date: 1979-07-11
Publication date: 1980-01-15
Also published as: GB2025722A; NO792326L; SE7807798L; JPS5533695A; SE417016B

Description

i' .

m .>a> __

Ca/eh/1 «

Navitronie AB te Stocksund, Zweden "stelsel voor navigatie op waterwegen"

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een stelsel voor navigatie op waterwegen, waarbij toepassing plaatsvindt van een zich aan boord van een vaartuig bevindende log, middelen voor meting van een tijdsduur, een 5 radarinstallatie en een computer.

De uitvinding stelt zich ten doel, een dergelijk navigatiestelsel te verschaffen, waarmede het mogelijk is om onder gebruikmaking van een zeer beperkte hoeveelheid informatie omtrent de omstandigheden langs de door een 10 vaartuig te volgen route een nauwkeurige navigatie voor vaartuigen in nauwe wateren te verkrijgen. Daarbij liggen de aan de computer te stellen eisen wat betreft capaciteit en programma betrekkelijk laag, hetgeen de toe te passen computer weinig kostbaar maakt, zodat het stelsel ook voor toepassing 15 bij betrekkelijk kleine vaartuigen in aanmerking komt.

Voor een navigatiestelsel van het in de aanhef genoemde type stelt de uitvinding daartoe voor, dat de computer zodanig is geprogrammeerd en aangesloten, dat hij uit respectievelijk van de log en de in de computer cpgenomen 20 tijdsduurmeetmiddelen ontvangen informatie omtrent snelheid en tijdsduur achtereenvolgens de positie van het vaartuig tijdens de vaart volgens een vooraf bepaalde route berekent, dat vooraf verzamelde informatie van geografische aard omtrent vooraf bepaalde doelgebieden in de vorm van cartografische 25 weergaven van de naaste omgeving van enige vooraf bepaalde en goed van elkaar gescheiden punten langs de route in latente vorm voor de computer beschikbaar is, en dat, wanneer een door de computer berekende positie van het vaartuig overeenstemt met een bepaalde afstand vanaf één van de genoemde 30 punten langs de route in de richting van het volgende van de 790 54 28 V 2 * genoemde punten langs de route, de computer de*'bij het desbetreffende volgende punt behorende cartografische weergave doet zichtbaar worden, terwijl tegelijkertijd de radarinstal-latie een aantal van de vooraf bepaalde doelgebieden afkomstige 5 radarecho's in die cartografische weergave afbeeldt, een en ander zodanig, dat de van de radarinstallatie afkomstige radarecho's van de vooraf bepaalde doelgebieden met de vooraf bepaalde posities van die doelgebieden in de van de computer afkomstige, cartografische weergave kunnen worden ver-10 geleken.

De uitvinding wordt verduidelijkt in de nu volgende beschrijving aan de hand van de bijbehorende tekening. Daarin tonen: figuur 1 een blokschema van het navigatie-15 stelsel volgens de uitvinding, figuur 2 een schematische weergave van een voor een vaartuig gekozen route met cartografische informatie, en figuur 3, schematisch, een beeldscherm met cartografische informatie en radarechobeelden.

20 Het blokschema volgens figuur 1 omvat een computer 10 met ingebouwde middelen voor tijdsduurmeting; aan de computer 10 zijn aangesloten een girokompas 11, een log 12, een radarinstallatie 13, een cassetteinrichting .14 en een beeldscherm 15.

25 De computer 10 ontvangt tijdens bedrijf van de log 12 en het girokompas 11 informatie omtrent respectievelijk de koers en de snelheid van het vaartuig; uit deze informatie kan successievelijk de positie van het vaartuig tijdens de vaart volgens een vooraf bepaalde koers worden.

30 berekend.

In de cassetteinrichting 14 bevindt zich vooraf verzamelde informatie van geografische aard in de vorm van cartografische weergaven van de naaste omgeving van enige vooraf bepaalde en goed van elkaar gescheiden punten 35 langs de route. Deze informatie staat latent voor de computer ter beschikking; wanneer het vaartuig de genoemde punten langs de route passeert,- worden de in aanmerking -komende cartologische 790 5 428

3 V

weergaven achtereenvolgens aan de computer 10 .toagevoerd en op het beeldscherm 15 zichtbaar gemaakt.

De radarinstallatie 13 is zodanig uitgevoerd, dat hij gelijktijdig met de zichtbaarmaking van een derge-5 lijke cartografische weergave een beperkt aantal radarecho’s laat zien. Door onderdrukking van ongewenste radarecho's is het mogelijk om de programmagrootte van de computer betrekkelijk beperkt te houden zonder gevaar, dat de positiebepaling minder nauwkeurig wordt. De genoemde onderdrukking van onge-10 wenste radarecho’s kan plaatsvinden .tijdens de uitwerking van het programma aan de hand van reeds beschikbare, eerder verkregen echopositieinformatie.

Vervolgens zal de werking van het navigatie-stelsel volgens de uitvinding worden beschreven.

15 Wanneer een door de computer 10 berekende positie overeenstemt met een bepaalde afstand vanaf ëën van de punten langs de route, P , in de richting van het volgende punt van de route, P doet de computer de bij dat volgende punt Pn+1 behorende cartografische weergave op het beeld-20 scherm 15 verschijnen, terwijl de radarinstallatie 13 gelijktijdig de radarecho’s op het scherm doet verschijnen.

De desbetreffende cartografische weergave en de van de radarinstallatie 13 afkomstige radarecho's blijven op het beeldscherm 15 zichtbaar totdat een daarop volgende cartografische 25 weergave en de daarbij behorende echo’s, behorende bij het daarop volgende punt Pr+2 langs de gekozen route, op het beelscherm 15 zichtbaar worden gemaakt.

In de computer 10 is vooraf verkregen en bewerkte controleinformatie voor controle van de werking van 30 de radarinstallatie 13 aanwezig. Deze controleinformatie heeft betrekking op de vooraf bepaalde en goed van elkaar gescheiden punten P^,...,Ρ^, ?n+1, Ρβ+2 langs de route en wordt, naarmate de cartografische weergaven van de route achtereenvolgens op het beeldscherm 15 verschijnen, van punt 35 tot punt door de computer geactiveerd.

In en door de computer vindt integratie van de gemeten snelheid met de tijd plaats, _ zodat afstandsinfor- 7905428 ί 4 * ’ » matie wordt verkregen, welke aan een comparator wordt toegevoerd, waaraan tevens-, de bijbehorende weglengteinformatie wordt toegevoerd. Ingeval van door de comparator geconstateerde overeenstemming worden kanalen geopend, via welke zo-5 wel de verkregen radarinformatie als de uit het programma afkomstige cartografische informatie aan het beeldscherm worden toegevoerd.

In figuur 2 geeft de gebroken lijn 20 de ideale route voor een vaartuig weer, terwijl de volle lijnen 10 21 en 22 respectievelijk de maximaal toelaatbare route-af- wijkingen laten zien, waarbinnen het vaartuig dient te navigeren zonder gevaar, dat het aan de grond loopt; bij de bepaling van de maximaal toelaatbare routeaf wijkingen is uitge-gegaan van de landformaties 23, 24, 25, 26 en 28 en de water-15 diepten in de nabijheid daarvan. Op de ideale routelijn 20 is een aantal punten P^ - Pg gekozen, waarbij de onderlinge :-afstanden van deze punten steeds afhankelijk is van de afstand tussen de lijnen 21 en 22, die de maximaal toelaatbare route-afwijkingen vertegenwoordigen. Nauwe passages tussen 20 deze beide lijnen brengen met zich mede, dat d.e afstand tussen opeenvolgende punten betrekkelijk klein gekozen wordt, zoals bijvoorbeeld de afstand tussen de punten P4 en laat zien; open water geeft de mogelijkheid om met grotere afstanden tussen opeenvolgende punten te werken, zoals bijvoorbeeld de 25 afstand tussen de punten P^ en °£ de afstand tussen de punten P^ en Pg laat zien.

Bij het punt P^ behoort een cartografische weergave, die in figuur 2 met de gebroken lijn 27 is aan geduid; bij het punt P^ langs de route behoort een cartografi-30 sche weergave, die in figuur 2 met de punt-streep-lijn 29 is aangeduid, terwijl bij het punt P^ langs de route een cartografische weergave behoort, die in figuur 2 met de dwarsgestreepte lijn 30 is aangeduid. Voor positiebepaling door middel van de radarinstallatie 13 worden, wanneer het 35 vaartuig zich in of nabij het punt P^ bevindt, drie respectievelijk in de richtingen 271, 272 en 273 gelegen radarecho-informatis gebruikt, terwijl eventuele overige radarècho's 790 54 28 5 * worden onderdrukt. Op soortgelijke wijze worden·voor het punt P2 3 respectievelijk in de richtingen 291, 292 en 293 liggende radarechoi-nformaties gebruikt; voor het punt P^ worden 3 respectievelijk in de richtingen 301, 302 en 303 5 liggende radarechoinformaties gebruikt. Daarbij zal steeds ieder van de 3 opeenvolgende cartografische weergaven een drietal geografische punten of betrekkelijk kleine cirkel-vormige gebieden laten zien, waarvan het middelpunt met de nauwkeurige positie (referentiewaarde) van de desbetreffende 10 radarecho (radardoel) overeenkomt en waarvan de omtrekslijn de toelaatbare grenslijn vormt, welke laat zien hoe ver buiten het desbetreffende middelpunt de radarecho ontstaat of begint (werkelijke waarde); deze informatie maakt het mogelijk om vast te stellen, dat het vaartuig binnen de maxi-15 maal toelaatbare route-afwijkingen blijft. In figuur 3 zijn op het beeldscherm 15 drie dergelijke cirkelvormige gebieden 31, 32 en 33 weergegeven.

Binnenkomende radarecho's zijn op het beeldscherm met de kruisen 311, 321 en 331 aangeduid, terwijl 20 het vaartuig zelf in de vorm van een pijl 34 verschijnt (referentiewaarde) . De kruisen 311, 321 en 331 liggen goed binnen de bijbehorende cirkel, hetgeen wil zeggen, dat het vaartuig zich binnen de toelaatbare route-afwijkingen bevindt, doch niet op de ideale routelijn 20, daar de kruisen zich 25 op enige afstand van het middelpunt van hun bijbehorende cirkel schuin rechts naar beneden bevinden. De roerganger kan nu de koers aan de hand van deze op het beeldscherm verschijnende afwijking corrigeren, waarna hij het vaartuig zijn koers doet volgen.

30 Daarbij verdient het aanbeveling om het stelsel uit te rusten met aanwijsmiddelen, die bijvoorbeeld een geluidssignaal afgeven wanneer een ontvangen radarecho buiten het- tot de cartografische weergave behorende doelgebied terecht komt.

35 Ter verkrijging van een zodanig "schone" weer gave als in figuur 3 is het noodzakelijk, dat de computer beschikt over vooraf vergaarde en bewerkte controleinformatie 79054 28 ' J ' 6 voor de radarinstallatie 13. Deze controleinfo4rmatie dient betrekking te hebben op de punten P^-Pg langs de route volgens figuur 2 en dient door de computer punt voor punt te worden geactiveerd naarmate de opeenvolgende cartografische 5 weergaven van de route achtereenvolgens op het beeldscherm 15 verschijnen. Door middel van deze controleinformatie wordt zekergesteld, dat de radarinstallatie slechts gedurende de korte tijdsperioden en slechts voor de afstanden/ welke overeenkomen met de steeds voor een bepaald punt gekozen doel-10 gebieden, werkzaam is.

In plaats van de normale wijze van afbeelding van de op een betrekkelijk groot gebied betrekking hebbende, cartografische weergave, waarbij de radarinstallatie prac-tisch voortdurend in bedrijf is, vindt bij het stelsel volgens 15 de uitvinding slechts afbeelding van cartografische weergaven plaats, welke betrekking hebben op dié kleine gebieden, die van belang zijn voor de gekozen routepunten. Dit heeft tot gevolg, dat in de cassetteinrichting aanzienlijk minder informatie omtrent de door een vaartuig te volgen koers behoeft 20 te worden opgeslagen. Van belang is, dat de toevoer van cartografische weergaven synchroon met de vaart van het vaartuig langs de gekozen route plaatsvindt. Deze synchronisatie wordt bijvoorbeeld verkregen door de cassetteinrichting 14 te starten wanneer het vaartuig het eerste punt van de langs de 25 route gekozen punten bereikt.

Tussen de punten Pg en P^ in figuur 2 toont de routelijn 20 een knik. In dat geval verdient het aanbeveling om de radarinstallatie volgens een speciaal programma te laten werken, zodat bijvoorbeeld, naarmate het vaar-30 tuig de knik in de routelijn nadert, informatie omtrent de afstand tot het doelgebied 25 wordt verkregen en bovendien, tijdens de koersverandering ter plaatse van de knik in de koerslijn, informatie omtrent de situatie rondom het vaartuig wordt verkregen; de radarinstallatie dient dan bijvoor- 35 beeld zodanig te werken, dat hij tijdelijk niet slechts op » 3 doelgebieden tegelijk vergrendeld blijft. Zodra de knik in de koerslijn is gepasseerd, kan het stelsel... naar. het in ..

790 5 428

Claims

7 Ιι het voorgaande beschreven programma terugkeren»*.waarbij met een combinatie van cartografische weergaven en radarinfor- matie wordt gewerkt. Bij het navigatiestelsel volgens de uitvinding 5 verdient het aanbeveling gebruik te maken van middelen voor koerssupervisie, waarmede de roerganger de koers tijdens de vaart tussen twee opeenvolgende punten van de gekozen route kan bewaken. Daardoor wordt het aanhouden van de juiste koers vergemakkelijkt. 10 15

1. Stelsel voor navigatie op waterwegen, waarbij toepassing plaatsvindt van een zich aan boort van een vaartuig bevindende log, middelen voor meting van een tijdsduur, een radarinstallatie en een computer, met het kenmerk, 20 dat de computer (10) zodanig is geprogrammeerd en aangesloten, dat hij uit respectievelijk van de log (12) en van de in de computer (10) opgenomen tijdsduurmeetmiddelen ontvangen informatie omtrent snelheid en tijdsduur achtereenvolgens de positie van het vaartuig tijdens de vaart volgens 25 een vooraf bepaalde route (20) berekent, dat vooraf verzamelde informatie van geografische aard omtrent vooraf bepaalde doelgebieden in de vorm van cartografische weergaven van de naaste omgeving van enige vooraf bepaalde en goed van elkaar gescheiden punten (P^Pg) langs de route (20) in la-30 tente vorm voor de computer (10) beschikbaar is, en dat, wanneer een door de computer (10) berekende positie van het vaartuig overeenstemt met een bepaalde afstand vanaf één (P^) van de genoemde punten langs de route inde richting van het volgende (P2) van de genoemde punten langs de route, de 35 computer (10) de bij het desbetreffende volgende punt (P2) behorende cartografische weergave doet zichtbaar worden, 790 5428 t ' terwijl tegelijkertijd de radarinstallatie (13) een aantal van de vooraf bepaalde doelgebieden afkomstige radarecho1s in die cartografische weergave afbeeldt, een en ander zodanig, dat de van de radarinstallatie. (13) afkomstige radarecho's 5 van de vooraf bepaalde doelgebieden met de vooraf bepaalde posities van die doelgebieden in de van de computer (10) afkomstige, cartografische weergave kunnen worden vergeleken.

2. Navigatiestelsel volgens conclusie 1, gekenmerkt door middelen voor het verschaffen van een aanwij-10 zing wanneer een door de radarinstallatie (13) in de cartografische weergave afgeheelde radarecho (321) buiten het door de computer (10) in die cartografische weergave zichtbaar gemaakte doelgebied (32) van de desbetreffende radarecho (321) terecht komt.

3. Navigatiestelsel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat aan de computer (10) vooraf vergaarde controle-informatie omtrent de werking van de radarinstallatie (13) is toegevoegd, welke controleinformatie betrekking heeft op de vooraf bepaalde en goed van elkaar gescheiden 20 punten (P-^Pg) lan9s de route (20) en van punt tot punt wordt geactiveerd naarmate de computer (10) achtereenvolgens de verschillende cartografische weergaven doet zichtbaar worden.

4. Navigatiestelsel volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de controleinformatie zodanig is gevormd 25 en gegroepeerd, dat voor ieder van de vooraf bepaalde punten (P^-Pg) langs de route (20) positiebepaling aan de hand van drie aan het desbetreffende punt toegevoegde, vooraf bepaalde radardoelen mogelijk is. 30 790 5 4 28