NO852391L - Navigasjonssystem innbefattende en integrert elektronisk kartgjengivelse - Google Patents

Abstract

Et navigasjonssystem som særlig er egnet for skip (48) som segler i en havn eller. lignende (46) anvender signalinnganger ira posisjonsbestemmende utstyr ombord på far-tøyet, f.eks. Loran eller Decca apparater (24) og utstyr ombord for påvisning av gjenstander så som radar eller sonar apparater (26). Systemet innbefatter videre en posisjonsdatamaskin (80) ombord på fartøyet som arbeider i en differensiell Loran modus som resultat av obsérverte Loran tidsdifferanser, lagrede data fra en opprinnelig kalibrering og Loran gitterforskyvningsdati fra et monitorsystem (22) på land for meget nøyaktig å beregne den foreliggende eller nuværende posisjonsbestemmelse i lengdegrad og breddegrad, hvoretter datamaskinen (80) bevirker at et på forhånd bestemt elektronisk kart gjengis i farger på skjermen for et katodestrålerør (94) , frembragt på grunnlag av en flerhet av elektroniske kart (36) som er lagret i form av digitale registere i en hukommelse (30) . Det valgte kart sam ien med den foreliggende posisjon for fartøyet (48) gjengis sammen med på forhånd valgte alfa-numeriske tegn (42) for data som gjelder. kurs, veipunkter, avstander, "gjenvartende tid" etc, også frembragt i overensstemmelse j med den beregnede fartøysposisjon. j*adarmålereturer fra lokale landmasser (44) og andre j stasjonære/bevegelige mål (52, 54, -56,: 57) blir i tillegg mottatt av skipets radar (26).Radarbildet av målekkoene blir så stilt i forhold til og overlagret på det elektroniske. kart som er frembragt, men radarens landmssseekko undertrykkes til fordel for landmassen i det elektroniske kart, mens alle andre mål gjengis. ^

Description

Det skal vises til en dataprogramliste som kan anvendes

ved foreliggende oppfinnelse og som er gjengitt i bilag

I.

Foreliggende oppfinnelse angår hovedsaklig navigasjonssystemer ombord og mer bestemt angår oppfinnelsen den type navigasjonssystemer som kontinuerlig i et planbilde den øyeblikkelige posisjon av et navigerende fartøy i forhold til omgivelsen, f.eks. et skip som passerer i en kanal eller en havn eller lignende.

Systemer for posisjonsbestemmelse er stort sett velkjent oginnbef atter slike systemer som Loran og Decca såvel som radar, Omega, satellittnavigasjonssystemer og systemer for treghetsnavigasjon.

Loraen systemet er særlig nyttig på grunn av den store nøyaktighet dette system har. I Loraen systemet blir radiopulser frembragt ved hver av tre stasjoner, der en stasjon virker som hovedstasjon for tidsstyringen og ved minst to andre som kalles sekundærstasjoner, idet tidsstyringen skaper en tidsforskjell med hvilken fartøyets posisjon kan bestemmes. Ved mottagerstasjonen blir hovedsignalet først mottatt, fulgt i rekkefølge av to eller flere sekundærsignaler. Forskjellen i tid for ankomsten mellom hovedsignalet og hvert av sekundærsignalene bestem-mer fartøyets posisjon. Hvert par tidsforskjeller er opp-hav til en familie av hyperboliske geometriske steder med skjæringspunkter som markerer fartøyets posisjon. Dette er en velkjent form for hyperbolsk navigasjon der det benyttes et nettverk av hyperboliske posisjonslinjer der hver hyperbolsk linje representerer det geometriske sted for alle punkter som har på forhånd bestemte like tidsforskjeller når det gjelder ankomsten for hovedsignal og skundærsignal. Familien av geometriske posisjonssteder danner det som vanligvis betegnes som et "gitter" som kan gjengis visuelt f.eks. ved at de er trykket på som et sett hyperboler på sjøkart. Stor nøyaktighet ved måling av tidsforskjellen fåes videre ved fasesammenligning med RF bæreren i pulsoverføringen. Et slikt system er kjent

som Loran-C systemet.

Ikke desto mindre er Loran utsatt for visse uregelmessig-heter i forplantningsforsinkelsen fra på forhånd bestemte verdier som fører til forskyvninger i Loran gitteret.

Slike forskyvninger kan føre til posisjonsfeil og usikker-heter på noen få hundre meter eller mer og de kan variere i en syklus på tolv måneder. Selv \ om slike feil kan tillates i visse områder for eksempel i åpent vann, er dette ikke tilfelle der det er ønskelig å benytte Loran for navigasjon i en meget trang kanal, i en havn, langs en kystlinje eller i en elv.

I henhold til dette er det en henvikt med foreliggende oppfinnelse å komme frem til en forbedring i navigasjonssystemer for fartøyer.

Det er en annen hensikt med foreliggende oppfinnelse å

komme frem til en forbedring i nøyaktigheten for et navigasjonssystem som benytter posisjonsbestemmelse innbefattende et navigasjonsbilde.

Ennu en hensikt med oppfinnelsen er å kombinere to forskjellige former for radioposisjonsapparater og på grunnlag av disse, frembringe et integrert navigasjonsbilde.

Ennu en ytterligere hensikt med foreliggende oppfinnnelse

er å kombinere et differensielt Loran system ombord, med et radarsystem ombord og på grunnlag av disse, frembringe et integrert navigasjonsbilde fra et elektronisk kart som er lagret i en hukommelse og som er frembragt i overensstemmelse med fartøyets nuværende posisjon og for videre å overlagre påviste radarmål på kartet, mens man under-trykker ekko fra landmassene, som påvises av radaren.

I korthet er det beskrevet et fartøynavigasjonssystem som anvender både meget nøyaktige midler for å fastlegge posisjoner og et påvisningssystem for gjenstander sammen med en integrert elektronisk gjengivelse, omfattende et navigasjonskart som er frembragt med en rekke elektroniske kart lagret som arkiv i en karthukommelse og som frembringes i overensstemmelse med en beregnet posisjon som fartøyet har, såvel som lokale gjenstander som må observeres og/eller unngås under segling langs en ønsket kurs. Systemet er særlig egnet for å kombinere Loran med radar der skips-navigasjon er ønskelig innenfor et på forhånd fastlagt område, f.eks. en havn. I en utførelse med Loran blir et sett oppmålte kalibreringspunkter på valgte områder inne i havnen, for eksempel, til å begynne med benyttet til å bestemme virtuelle basislinjeforskyvninger mellom en hovedstasjon og to sekundære stasjoner som erlagret i hukommelsen og som senere anvendes for å beregne fartøyets posisjon. En flerhet av selektivt plasserte Loran monitorer arbeider på land for å følge en eventuelle forskyvning av Loran gitteret innenfor området og for periodisk å sende for-flytningsdata vedrørende gitterforskyvningen til Loran posisjons systemet ombord på fartøyet. En Loran datamaskin ombord vil i en differensiell driftsmodus beregne fartøyets lengde og bredde i øyeblikket med periodiske intervaller som reaksjon på : (a) observert Loran tidsforskjeller, (b) eventuelle overvåkede gitterforskyvninger fra en referanseverdi og (c) de virtuelle basislinje forskyvninger og koordinater for et valgt antall, for eksempel tre, for de nærmeste kalibreringspunkter. Et korrekt elektronisk navigasjonskart tas ut fra karthukommelsen og gjengis som et fargebilde på en billedrørskjerm (CRT) sammen med en grafisk gjengivelse av fartøyets øyeblikkelige posisjon og valgte alfanummeriske informasjoner vedrørende styring og posisjon. Samtidig vil systemet ombord for påvisning av gjenstander, f.eks. radar, frembringe et radarbilde av området innbefattende faste og bevegelige mål. Disse i mål blir først angitt i forhold til koordinatene i det gjengitte navigasjonskart og deretter integrert med dette. Integrasjonen oppnås med anordninger som arbeider for ytterligere å undertrykke ekko fra strandlinjen og til-støtende landmasser i favør av det som gjengis av det elektroniske kart.

Selv om foreliggende oppfinnelse er angitt i kravene som følger og som utgjør endel av denne beskrivelse, vil man få en bedre forståelse ved henvisning til den følgende detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen under henvisning til tegningene der: Figur 1 viser et diagram som er generelt illustrerende for Loran og kalibreringsprosedyren som følges ved oppfinnelsen,

figur 2 er et diagram som forklarer beregningen av den egentlige posisjon på jordens overflate i henhold til målte Loran tidsforskjeller,

figur 3 er et blokkdiagram som gir en generell oversikt over navigasjons systemet i henhold til foreliggende oppfinnelse,

figur 4 illustrerer det navigasjonsbilde som fåes med foreliggende oppfinnelse,

figur 5 er et blokkdiagram som viser Loran monitor systemet på land, vist på figur 1, og

figur 6 er et detaljert blokkdiagram som viser den fore-trukkede form for navigasjonssystemet ombord, i henhold til oppfinnelsen.

Det skal nu vises til tegningene og mer bestemt til figur 1, der det bl.a. er vist et trianguleringsdiagram som er en typisk illustrasjon av et Loran navigasjonssystem som kan anvendes til å frembringe meget nøyaktige posisjonsbestemmelser for både land,,sjø og luftfartøyer. Ved foreliggende oppfinnelse kan fartøyet for illustrasjonens skyld, men ikke som noen begrensning, omfatte f.eks. et skip som passerer gjennom et forholdsvis smalt farvann, f.eks. en kanal i en havn eller lignende.

I sin almindelighet og som vist på figur 1, omfatter et Loran navigasjons system,mottagning av radiopulser som mottas av fartøyet eller skipet S fra tre stasjoner, en hovedstasjon M og to sekundære stasjoner X og Y som hver er adskilt fra hovedstasjonen M med basis linje avstander B.. og B2. Ved mottagerpunktet S blir hovedsignalet først mottatt over signalbanen 10 fulgt i rekkefølge av signaler fra sekundærstasjonene X og Y over banene 12 og 14. Som kjent kan tidsforskjellene når det gjelder anmkost, mellom hovedsignal og hvert av sekundærsignalene, d.v.s. Txog T , sett i forhold til de på forhånd bestemte verdier langs det hyperbolske Loran gitter, egnet til å bestemme posisjonen av fartøyet S hår det gjelder lengdegrad Lg og breddegrad X .

For å få nøyaktige posisjonsbestemmelser, må det imidlertid gjøres et antall kompensasjoner for avvikelse fra Loran gitteret fra dets på forhånd bestemte posisjon på grunn av forskjellige avvikende faktorer. Blandt disse er de følgende: (1) Radiobølger som forplanter seg langs jordens overflate, d.v.s. signalets jordbølgekomponent for sin forplantningshastighet påvirket ved ledningsevnen i den del av jorden som signalet passerer. Da banen radio-signalet følger vil variere når mottagerstasjonen, f.eks. fartøyet S på figur 1 forandrer sin posisjon, kan signalene bli påvirket av varierende forplantning når mottager-posisjonen beveger seg fra ett sted til et annet. Denne forandring i hastighet påvirker den målte tidsforskjell for ankomst slik den oppfattes ved posisjonen S og fører til muligheter for feil i posisjonsbestemmelsen. (2) Eventuelle forandringer i tidsstyringen for sendersignalene, særlig når det gjelder den innbyrdes tidsstyring mellom senderene, frembragt av klimaforandringer og signalfor-plantningsforandringer mellom hovedstasjonen M og sekundærstasjonene X og Y, vil skape feil i den beregnede posisjon av fartøyet S. (3) Eventuelle forandringer i differensial-tidsmålingen som oppstår i mottageren vil føre til feil i beregningen av posisjonen.

Idag bygger forutsigelsen av tidspunktet for radiosignalenes ankomst på et hvilket som helst sted på jordens ledningsevne langs den rute disse radiosignaler tilbakelegger. Forplant-ningshastigheten utledes fra verdiene av målinger av jordens ledningsevne som tidligere er samlet. Forskjellige mate-matiske midler anvendes for å omdanne disse verdier for ledningsevnen til forplantningshastigheter for å kunne sette opp tabeller og kart som viser gittere som gjengir krysningspunktene mellom hyperbolske posisjonslinjer. Uheldigvis er den nøyaktighet hvormed ledningsevnen er kjent langs en hvilken som helst bestemt bane mellom en sender og en mottager, så liten at systemets nøyaktighet ikke er bedre enn en kvart nautisk mil.

Følgen av dette er at vanlige Loran systemer ikke benyttes

i havner, elver eller andre farvann der fartøyets plasseringer må være kjent med større nøyaktighet. På samme måte kan systemet ikke benyttes av land eller luftfartøyer der nøyaktigheten ved posisjonsangivelsen for landfartøyer skal være på mindre enn en meter og'også' når det gjelder fly ■ må posisjonene være kjent innenfor grenser på en meter eller mindre, særlig under landing.

For å overvinne denne begrensning og øke nøyaktigheten

ved posisjonsangivelsen, benytter foreliggende oppfinnelse en kalibreringsprosess som medfører et sett nøyaktig utmålte kalibreringspunkter for Loran navigasjon, som i

typiske tilfeller står i avstander i vann mellom en kvart nautisk mil og en nautisk mil, særlig for hver 450 meter,

og et landbasert overvåkningssystem for Loran gitter forskyvning innenfor et på forhånd fastlagt bruksområde.

I et typisk tilfelle kan det på forhånd fastlagte område omfatte en havnekanal, et havneinnløp, en utstrakt kanal i en elv, et kystområde eller lignende områder.

Etter kalibrering blir minst tre faste Loran monitor mottak-ere installert på land i nærheten av kalibreringspunktene og blir deretter benyttet til å sørge for en korreksjon av de avleste' Loran tidsforskjeller som oppstår som et resultat av den lokale Loran gitterforskyvning. Hver monitor, slik det vil bli påvist, arbeider periodisk for å måle tidsforskjellene ved dens egen posisjon. Tidsforskjellene sammenlignes for å etablere tilstedeværelse av en forskyvning. Avvikelsen eller forskyvningen fra en tidligere fremkommet referanseverdi ved en av monitorene, blir deretter meddelt det mottagende Loran utstyr som befinner seg f.eks. på skip eller fartøyer som segler i det angitte arbeidsområde slik at det kan tas hensyn til dette når posisjonsbestemmelsen gjøres slik det vil bli forklart.

Prinsippene ved kalibreringen som anvendes kan forstås

under henvisning til figur 1. Under kalibreringsprosessen blir tidsforskjellene Tx og T mellom signalene som mottas fra hovedstasjonen M og de to sekundære stasjoner X og Y

ved en flerhet av nøyaktig utmålte punkter eller steder S

i vannet notert ned og registrert sammen med lengdegrad L

og breddegrad X for det respektive punkt. Som kjent vil sekundærstasjonene X og Y.sende etter å ha mottatt signal som sendes ut fra hovedstasjonen M over basislinjene

og B2«På denne måte sendes signaler fra sekundærstasjonene X og Y etter en tid som er en funksjon av forsinkelsen langs basislinjen pluss en kodeforsinkelse. En beregning gjøres så av den nødvendige adskillelse langs basislinjene B^ og B-og for hver av de motsatte tidsdifferanser tas det, ved

hjelp av koordinatene i L og X hensyn til den observerte posisjon og tidsforskjellene som måles som gitte størrelser. Med andre ord blir de sekundære stasjoner X og Y flyttet

til virtuelle posisjoner, X<1>og Y<1>som vist på figur 1, langs deres respektive basislinjer B 1 og B2med en inkremen-

tal distanse målt i tid langs D<1>og D<*>, hvilken avstand

x y

ville være nødvendig for å ta hensyn til den observerte tidsforskjell. Disse forskyvninger langs basislinjene B^

og B2for hvert kalibreringspunkt representerer kalibrerings-forskyvninger som lagres i en hukommelse og som benyttes på en måte som skal beskrives til bestemmelse av den nuværende posisjon.

Ved kjennskap til de virtuelle basislinje posisjoner

for X og Y og X<1>ogY' for rekken av kalibrerings punkter med de respektive koordinater L og X, kan den korrekte geometri anvendes på Loran signaler som mottas og korrigeres for mulig gitterforskyvning etter den følgende sfæriske trigonometriske beregningsmetode.

Med henvisning nu til figur 2, har hovedstasjonen M en breddegrad Lm og lengdegrad X m, mens sekundærstasjonen X

er plassert ved L x og X xog den annen sekundærstasjon Y

er plassert ved L y og X . Fartøyets posisjon er ved Ls

y y s

og Xg. Kjennskap til stasjonenes plasseringer, overførings-forsinkelser og observerte tidsforskjeller sammen med radio-bølgenes forplantningshastighet, plasserer fartøyet i en skjæringspunkt mellom to kuleformede hyperbler.

Når man først kjenner stasjons koordinatene L , X , L , i" ,

m m x' x' L . X , et sett kalibreringspunkt koordinater L , X cog de

v Y c-c c c observerte tidsforskjeller T c, T yved kalibreringspunktet, kan de virtuelle linjeforsinkelser D' og D<1>beregnes slik:

x y

La V være den gjennomsnittlige forplantningshastighet over vann, og la ®mc'Qxc og 0^c være avstanden (i grader) mellom senderen og et kalibreringspunkt som befinner seg ved L ,

x .

c

Fra den velkjente storsirkel avstandsformel, cos0^2= sinL^

sin L2+ cosL1cosL2cos (X., -X,,) Ømc, 0^ og Qyc^ ylø6Bs slik.

Når man uttrykker tiden mellom sending av hovedsignalet og mottagning av sekundærsignalene på to måter, får man:

D'x og D<1>benyttes deretter som verdier for basisline-forsinkelsene for navigasjon nær kalibreringspunktet som befinner seg ved L , X .

c c

Videre er som vist på figur 2, 0 , 0 ,„ og 0 avstand i

cms xs ys

grader fra senderene M, X og Y til fartøyet S og er ukjente. 0 mx og 3 0 my er avstandene fra hovedstasjonen til hver sekundærstasjon og avledes fra de følgende storsirkelavstandsformler slik:

Den tid som gårmellom sendingene, nemlig signalet fra hovedstasjonen og mottagning av sekundærstasjonene korrigert for gitterforskyvning, kan uttrykkes som, Her defineres P x + V (T - D1 x ) og ^ P y = V Tar man cosinus for begge sider får man,

La B , B og K være de vinkler som er angitt på figur 2.

x y

Når man nu anvender cosinusloven for kuleformede trekanter, XMS oa YMS. Ved utregning av den høyre side av ligningene (14) til (17), blir resultatet de følqende uttrykk,

Hver av ligningene (18) og (19) gir et uttrykk for

tan 0 , slik at

ms

For å forenkle ligning (20), la slik at a x , a y , b x og ^ b y alle er kjente størrelser, Bruk av trigonometrisk identitet for å uttrykke cosBy= cos(K-B ) og kryss-multiplisering av de to store ledd i (7) resulterer i, Da vinkelen K ikke avhenger av fartøyets posisjon eller de observerte tidsforskjeller, kan den bestemmes på forhånd fra MXY triangelet via cosinusloven som:

der

cos9xy = sinLxsinLy + cosLxCO<sL>ycos (Ax<->3y) .

Dermed blir cosBx den eneste ukjente på venstre og høyre

side av ligning (8).

For enkelthets skyld sett,

Slik at ligning (22) reduseres til noe som gir, som er kvadratisk for cisB x , nemlig^ som i almindelighet vil gi to virkelige og akseptable verdier mellom -1 og ^ 1 for cosB x. Går man tilbake til venstre side av ligning (21), får man

noe som vil ^ gi verdier for 0 msi det ønskede område

0° - 180°. Den største verdi for 0<s>trykes.

ms

Tar man nu

løses diagrammet og det står bare tilbake å beregne de egentlige koordinater L s og X s.

Distanseformlene for 0 ,0 og © gir, ■

ms' xs y ys 3

Løser man cos (Xx- X^), cos (Xg - X^) og cos (Xg - X ) og erstatter de to ukjente Lg og Xg med tre nye ukjente f/g og h slik at vil man få tre lineære ligninger for f, g og h som kan uttrykkes i en matrise slik: Da matrisen (33) bare avhenger av stasjons koordinatene, kan det inverse uttrykk

beregnes på forhånd slik:

can be calculated ahead of time, as follows: Beregning av disse meget symmetriske uttrykk lettes på en velkjent måte ved foreliggende oppfinnelse med en algoritme som permuterer X-data, Y-data og M-data. Senere, når tidsforskjellene observeres, fåes

og aluttelig der fortegnet for A sbestemmes av

Denne beregningsmåte anvendes ved foreliggende oppfinnelse

og foretas ved hjelp av en digital datamaskin med lagret program.

Med det foregående i tankene vil nu er foretrukket utførelses-form for oppfinnelsen bli beskrevet. Det skal nu vises til figur 3, som gjengir et blokkdiagram med en generell illustrasjon av grunnformen for oppfinnelsen der detaljer av denne er ytterligere vist på figurene 5 og 6. Som vist betegner henvisningstallet 20 en navigasjons datamaskin 20 som har inngangene koblet til flere forskjellige kilder, nemlig et Loran monitor system 22 på land, en Loran mottager 24 ombord, et radarsystem 26 ombord, et gyro-eller magnetisk kompass 28 og en digital hukommelse 30. Hukommelsen 30 har minst tre sett digitale datastyrte registere, innbefattende et første register 32 med lagrede registere for lengdegrader L og breddegrader A og virtuelle basislinje forsinkelser

D<1>og D' for hvert kalibreringspunkt, der Loran kalobre-

x y

ringsmåling tidligere er blitt utført som beskrevet ovenfor.

Dessuten innbefatter den digitale hukommelse 30 et register

3 4 med på forhånd konstruerte dataregistere, inneholdende informasjoner som er knyttet til visse veipunkter og gjenstander som benyttes ved navigering i det område det gjelder. Et tredje register 36 omfatter en flerhet av elektroniske kart som er konstruert på grunnlag av virkelige navigasjonskart med lengdegrad-og breddegradinformasjon om strand-omriss, kanalgrenser, bøyer, fyrtårn, faste konstruksjoner etc. Kartene mates inn i hukommelsen før bruk og utleses etter behov av navigasjonsdatamaskinen 20 som reaksjon på fartøyets beregnede posisjon innenfor bruksområdet, til frembringelse av et navigasjonsbilde av den visuelle karttype. Disse kartregistere 36 er videre brudt opp i hensiktsmessige kart-segmenter, med for eksempel en nautisk mil i firkant og settes sammen til å fylle de krav til en hvilken som helst målestokk brukeren måtte velge. Hvis det skal gjengis et kvadrat på

tre mil, vil ni av de dertil nødvendige enmils kvadrat-registere bli kombinert til å skape et kart som gjengir det ønskede område.

En integrert Loran/radar avlesning 38 forefinnes og omfatter et elektronisk kart som er gjengitt som et fjernsynsbilde og som vises for brukeren via et katodestrålerør med farger, f.eks. sammen med en grafisk gjengivelse av fartøyets nuværende posisjon på kartet, såvel som radarmål som radaren 26 ombord finner. I tillegg gjengis andre beregnede alfa-numeriske styre-og posisjonsinformasjoner, sammen med et elektroniske kart som inneholder kartet fra registerene 36 såvel som radarbildene. Imidlertid er radarens bilde av strandlinjen og landet undertrykket.

Et slikt bilde er gjengitt på figur 4 og omfatter en kart-

del 40 for navigasjon og en alfanumerisk datadel 42. Kart-delen 40 er sammensatt av et synlig bilde av et elektronisk navigasjonskart som er skapt av kartregistrene 36 og et overlagret radarbilde hvis målestokk og geografiske koordinater passer til det frembragte kart. Navigasjons-

bildet er i farger, noe som er spesielt nyttig når man skal skjeldne mellom de forskjellige trekk som er gjengitt. For illustrasjonens skyld er landmassene 44 farget gule, mens vannet 46 er i nyanser av blått og hvitt. En grafisk gjengivelse av fartøyet 48 som navigeres, er farget f.eks. svart, noe som også gjelder kjølevannet det etterlater seg. En kanal 50 er avtegnet med stiplede linjer som er farget i blått eller grønt, mens bøyer og fyrtårn som er angitt med henvisningstallene 52 og 54 normalt gjengis i deres tilhørende røde og grønne farger.

I den foretrukne utførelsesform for oppfinnelsen er radarbildene, alt etter deres styrke, farget enten røde eller magenta. Dermed vil et hvilket som helst fartøy 56, 57 i nærheten også bli farget på denne måte, såvel som bøyer og andre detaljer som påvises. Enhver bevegelse av bøyer fra deres egne ønskede stillinger, vil øyeblikkelig bli påvist fordi radarbildet av disse da vil være forskjøvet i forhold til den på forhånd konstruerte posisjon på det frembragte kart. Ekko fra landmassene vil imidlertid bli undertrykket som vist i det følgende til fordel for den elektroniske kartgjengivelse.. Resultatet er at landet blir vist på gjengivelsesdelen 40 i form av et nøyaktig tegnet kart med høy oppløsning i gul farge, i motsetning til et forholdsvis utflytende og ikke komplett bilde med en radarpresentasjon. Bruken av et fargekart i tillegg til undertrykkelse av landmasse ekko i en integrert gjengivelse, innbefattende radarbilder i vannet, skaper en grad av diskriminering og oppfatning som tidligere ikke var mulig.

Alle bevegelige mål har videre mulighet til å etterlate

seg en posisjonshale som hjelper til med å bestemme ret-ningen av deres sanne bevegelse. Dessuten angir lengden av halen en verdi for målets hastighet. Bildet gir dermed ytterligere informasjoner vedrørende bevegelsene av potensi-elle kollisjonstrusler overfor andre fartøyer som er i nærheten av det fartøy som navigeres.

Når det gjelder den alfa-numeriske avlesningsdel 42, består

den hovedsaklig av to hovedseksjoner 58 og 60 som er innrettet til å gi styreinformasjoner og elektroniske posisjonsinformasjoner. Styreinformasjonen er beregnet på å gi informasjoner vedrørende målestokken for det kart som er

gjengitt til høyre, kursen fartøyet holder, det neste veipunkt og slike informasjoner som "holdt hastighet", "fulgt kurs", "gjenværende tid" etc. Når det gjelder målposisjons-data, seksjon 60, blir ett eller flere mål hvis avstand og kurs er beregnet, fremvist. Dessuten gjengis det en tilstands-melding som f.eks. "alt i orden", såvel som dato og tid.

Alle de alfa-numeriske informasjoner som gjengis, er resultatene av innganger til navigasjonsdatamaskinen 20 fra veipunkt-

og bestemmelsesstedsregister 34, såvel som beregninger som er resultatet av innganger mottatt fra Loran mottageren 24

og radaren 26 ombord.

Det skal nu vises til figur 5, der det er gjengitt, i blokk-skjemaform, detaljer ved det landbaserte Loran monitor-

system 22 som er vist på figur 3. Som gjengitt, innbefatter monitorsystemet minst tre Loran monitorer 62, 64 og 66, bestående av Loran mottagere som befinner seg på land i tre forskjellige punkter innenfor bruksområdet. De tre monitorer er fysisk adskilt tilstrekkelig til at de ikke blir påvirket

av den samme lokale påvirkning og arbeider for å følge Loran gitterets forskyvning i bruksområdet ved å måle enhver avvikelse fra respektive tidsforskjell verdier som referanse.

Når det er i riktig drift, vil en forskyvning av det lokale Loran gitter bli reflektert i like observerte forandringer i tidsforskjell i en retning eller i den annen ved minst to,

men fortrinnsvis alle, monitorer og en grafisk fremstilling

av den observerte tidsforskjell over en viss tidsperiode, ville vise dette. Som vist på figur 5, er de tre Loran monitor mottagere 62, 64 og 66 sammen koblet til en klokke 68 som arbeider for samtidig å koble inn de tre. monitorer 62, 64 og 66 med seks minutts intervaller, noe som dessuten kobler tidsdifferanse utgangene til en tidsdifferanse sammenligner 70.

Under de seks minutter som går forut for innkobling, arbeider hver monitor 62, 64 og 66 for å samle par av Loran tidsforskjeller som er målt og holder en løpende gjennomsnitts-verdi for signalene ved deres respektive punkter. Kobling mellom tidsforskjell komparatoren 70 og Loran monitorene 62, 64 og 66 foregår på vanlig måte ved hjelp av modemer,

som ikke er vist, på grunn av avstanden mellom de respektive enheter av utstyret, en avstand som kan være mange kilometer. Tidsforskjells komparatoren 70 skal kontrollere parene av tidsforskjeller som mottas av de tre monitorer. Hvis alle tre monitorer 62, 64 og 66 følger riktig, vil man få god-tagbare sammenligningsforskjeller og en hvilken som helst utgang fra de tre monitorer kan danne basis for beregning av en gitterforskyvning for Loranmottageren 24 ombord,

såvel som for hvilke som helst andre Loran mottagere i bruksområdet. Hvis bare to av monitorene følger riktig,

vil komparatoren 70 angi dette og en av de to monitorer som følger vil bli benyttet for å frembringe korrigeringer i Loran forskyvningen. Hvis ingen av tidsforskjellene på

en akseptabel måte kan sammenlignes med ett eller annet annet par, kan ingen av monitorene benyttes for korrigeringer av gitterforskyvningen og vil derfor vente inntil neste intervall eller inntil det tidspunkt da to monitorer faller sammen.

Hvis det nu antas at to av Loran monitorene 62, 64, 66

gir Loran tidsforskjeller som fører til en sammenligning som kan godkjennes, velges en av følgemonitorenes utgang og mates til en datamaskin 72 for forskyvning og denne sammenligner de observerte tidsforskjellsavlesninger for den valgte monitor med etpar referanse tidsforskjeller for den bestemte monitor, hvilke forskjeller tidligere var lagret i en hukommelse 74, idet forskjellen mellom disse er et mål på gitterforskyvningen. Denne forskyvning blir koblet som et korrigerings signal for tidsdifferansen til en radiosender 76, f.eks. ved hjelp av et modem som ikke er vist, og som så sender korreksjonssignal til en radio-

mottager 78 ombord, som vist på figur 6.

Det skal nu vises til figur 6 som gjengir detaljer ved navigasjonsutstyret ombord for anvendelse ved utøvelse av foreliggende oppfinnelse, der tidsforskjellsavlesninger fra Loranmottageren 24 såvel som forskyvningsdata som mottas av Loran forskyvnings mottageren 78, er vist koblet til en anordning 80 for omdannelse av Loran tidsforskjellene til en geografisk posisjon med lengdegrad L og breddegrad X. For illustrasjonens skyld er anordningen 80 angitt som en posisjonsdatamaskin for fartøyet som dessuten er innrettet til å motta innganger fra Loran kalibrerings data registere 32 (figur 3). Posisjons datamaskinen 80 for fartøyet er programmert i henhold til den tidligere omhandlede programvare for å akseptere tidsforskjeller fra Loranmottageren 24 og korrigere de mottatte tidsforskjeller i overensstemmelse med hvilke som helst gitterforskyvningssignaler som mottas fra forskyvningsdata mottageren 78, hvorpå den øyeblikkelige posisjon av fartøyet 48 (fig. 4) blir beregnet på en måte som innebærer bruk av ligningene (1) til (38).

Omformningen av Loran tidsforskjellene til lengdegrad og breddegrad (L og X) foregår i datamaskinen 80 ved en iterativ konvergerings prosess som omfatter frembringelse av den rette verdi for interpolerte virtuelle basis linjeforsinkelser D'x og D1^, fra tre kalibreringspunkter som ligger nærmest fartøyet og hvis koordinater L og X og virtuelle basis linj_i eforsinkelser D' og D<1>er lagJret i kalibrerings dsta registere 32. For å interpolere mellom de tre nærmeste kalibrerings punkter på en riktig måte, er en første eller forsøksberegning av posisjonen,utført på grunnlag av observerte Loran tidsforskjeller som er korrigert for eventuell gitterforskyvning. Etter å ha kommet frem til denne posisjon, blir kalibrerings registrene 32 avsøkt for disse kalibreringspunkter som ligger nærmest den beregnede posisjon, hvoretter interpolerte verdier for basislinje forsinkelsen beregnes. Ved å benytte disse verdier for den interpolerte basislinje forsinkelse, blir posisjonen beregnet på nytt. Verdier for basislinje forsinkelsen blir beregnet på nytt på grunnlag av den nesten omregnede posisjon og en kontroll foretas for å se om den beregnede verdi for den virtuelle basislinje forsinkelse har stabilisert seg eller ikke innenfor på forhånd bestemte toleransegrenser og hvis så er tilfelle, blir den senest beregnede verdi for posisjonen godtatt. Hvis ikke, fort-setter prosessen inntil den beregnede verdi for basislinje-forsinkelsen ikke forandrer seg med mer enn ett nanosekund, som eksempel. Etter et på forhånd bestemt tidsintervall, f.eks. 3 sekunds intervaller, stiller datamaskinen 80 Loran mottageren 24, for å motta et nytt sett tidsforskjeller og prosessen for posisjonsberegningen blir gjentatt. Korrigeringen for gitterforskyvning og denne iterative prosess resulterer i det som kalles differensial Loran modus operasjon.

Den beregnede fartøys posisjon i lengdegrad L og breddegrad

X fremkommer som digitale signaler på utgangsskinnen 82

og blir innført i et avsøkningsbor 84 som skal sørge for å velge det rette elektroniske navigasjonskart for gjengivelse fra kartregistrene 36 som ligger i den digitale hukommelse 30 (figur 3). Dette er en kontinuerlig prosess og valget baseres på om breddegrad og lengdegrad for far-tøyets nuværende posisjon er slik eller ikke, at de kan ligge innenfor de omriss av et kart som allerede er fremvist. I det første tilfelle blir imidlertid kartvalget basert

på fartøyets første beregnéde posisjon. Etterhvert som fartøyet beveger seg, vil imidlertid dets posisjon komme nærmere en grense for det innvendige kart. Denne grense ble vanligvis lagt et eller annet sted mellom tre fjerde-deler og to tredjedeler av avstanden til den ytre kant av kartets begrensning. Dette danner et omriss om et invendig kart som er mindre enn det virkelige kart. Ved krysning av denne grense, gjenopptas velgerprosessen for

å overføre det neste kart for fremvisning og prosessen fort-setter etterhvert som fartøyet beveger seg gjennom segle-området. Når det erønskelig, kan imidlertid kartet bringes til å bevege seg, mens fartøyet holdes stasjonært på skjermen.

Det kart som velges fra kartregistrene 36 mates til en midlertid elektronisk karthukommelse 86 som omfatter tre digitale hukommelsesmatriser 88, 90 og 92 henholdsiv for fargene rød, blå og grønn, og de arbeider slik at det fremkommer TV raster utganger og et katodestrålerør (CRT) 94

over et fargebor 96 som har som funksjon å kontrollere kombinasjonen av rød, blå og grønn eksitering av katode-strålerøret 94 i overensstemmelse med de regler som er fastlagt for bordet. Fargebordet omfatter en programvare versjon av en logisk port som har en sperrefunksjon. En synkronisator 98 arbeider for å frembringe både vertikale og horisontale synk signaler for karthukommelsen 86 og katode stråle røret 96 under frembringelsen av et fjernsynsbilde av det valgte kart. Hvert kart i denne utførelse av foreliggende oppfinnelse som behandles for gjengivelse, har et sett av opprinnelses-koordinater som f.eks. breddegrad og lengdegrad for dets nedre venstre hjørne og i en målestokk som er fremkommet ved angivelse av dets nord-syd og øst-vest intervaller.

I tillegg til dette, har man en invendig grense som benyttes som en kontrollmulighet for start av en automatisk frem-matning av kartgjengivelsen til det neste kart eller kart-segment det er behov for.

Sammen med prosessen for valg og fremvisning av det rette navigasjonskart avhengig av fartøyets beregnede posisjon,

blir fartøyets posisjonsdatamaskin 80 også koblet til en grafisk skrog generator 100 som kobler inn i den elektroniske karthukommelse 86 og skal sørge for å frembringe bilde av fartøyet som vist på figur 4 ved de breddegrads-og lengde-grads koordinater som fartøyets beregnede posisjon har.

Som vist blir dette frembragt gjennom fargebordet 96. Hvis fartøyet 48 skal gjengis i sort farge, fører fargebordet 96 signalene fra den grafiske skrog generator 100 til katode-strålerøret 94 uten forandring.

I tillegg til gjengivelsen av et elektronisk kart som resultat av fartøyets beregnede posisjon,,blir utgangsskinnen 82 for den beregnede posisjon koblet til datamaskinen 102 som er angitt som alfa-numerisk datamaskin og som også er koblet til veipunktregistrene 34 for den digitale hukommelse 30 som vist på figur 3 og som, som omhandlet tidligere, inneholder data som gjelder plasseringen av på forhånd bestemte veipunkter og andre gjenstander som er nødvendige for å få en trygg passasje gjennom bruksområdet. Datamaskinen 102 kan for eksempel arbeide i overensstemmelse med lagrede programmer som er innbefattet i referanse-listene for å beregne kurs og avstand til et hvilket som helst veipunkt, såvel som kurs og avstand til et hvilket som helst annet sted eller gjenstand som er bestemt ved posisjonen av en løper som er dannet av en anordning 104

og som kan styres av den som betjener navigasjonsmidlene. Disse beregninger er en enkel sak ved å ta fartøyets nuværende posisjon og ved å bruke kjente trigonometriske forhold som resulterer i vinkel og avstand fra fartøyets posisjon til en eller annen på forhånd valgt posisjon. Disse resultater mates ut på datamaskinen 102 og sørger

for å frembringe gjengitte seksjoner 42 som vist på

fig. 4. I tillegg til de foregående beregninger, er datamaskinen 124 også innrettet til å beregne "oppnådd hastighet" og "fulgt kurs" på grunnlag av rekken av beregnede Loran posisjoner som er kommet som utgang fra fartøyets posisjons datamaskin 104. Her gjelder det ganske enkelt å notere den avstand som er tilbakelagt i løpet av den tid det tar å gå fra en beregnet posisjon til den neste. Ved å anmerke forskjellen i posisjon, kan "fulgt kurs" beregning også utføres.

Det som hittil er vist og beskrevet er frembringelse og fremvisning av et elektronisk navigasjonskart innbefattende fartøyets posisjon på dette sammen med valgte alfa-numeriske data som er resultatet av arbeid utført av et differensialt Loran system for posisjonsbestemmelse. Dette utgjør en hoveddel av foreliggende oppfinnelse.

Imidlertid har foreliggende oppfinnelse som et ytterligere formål å komme frem til samtidig gjengivelse av et kart over radarmål som påvises av radaren 26 mot bakgrunnen som er det elektroniske kart som ses på katodestrålerøret 94. Radar signalene inneholder ekko både fra landmål og fra mål i og på vannet. De sistnevnte signaler er ønskelige og gjengis mens radarens inntrykk av strandlinjen og til-støtende landmasser er uønsket og blir undertrykket slik den følgende beskrivelse vil vise. For å kombinere radarbildet med navigasjonskartet, må man imidlertid først stille de mottatte radar ekko i forhold til det geografiske ramme-verk for det elektroniske kart som er frembragt, i stedet for i forhold til stilling og kurs for radarplattformen, d.v.s. fartøyet 48. Årsaken til dette er at radaren 26 og dens sveipende antenne har fartøyet og ikke kartet som referanse .

For å integrere radarbildet og kartet i et sammensatt bilde, fåes det tre analoge utganger fra radaren 26 og signalene er på figur 6 vist bestående av: (a) den sveipede antenne asimut vinkel i forhold til foran og akter på fartøyet, (b) radarmottagerens videosignaler som innbefatter målsignalene og (c) radarens synkroniseringspuls. Radarbilde signalene for målekkoene, d.v.s. video signalet, blir først kvantisert og digitalisert for å gi avstands-og retningsdata som deretter omdannes fra polar koordinater til koordinater for lengdegrad og breddegrad. Som vist på figur 6, fåes avstands-og retnings informasjoner i digital form ved først å koble det analoge signal for asimut vinkel til radarantennen slik det fremkommer ved signallinjen 106 til en første analog-til digitalomformer 108, mens et analogsignal som fremkommer på signal linjen 110 og tilsvarer sann nord kompassretning og som fremkommer ved f.eks. fartøyets kompass 28, mates til en andre analog-til-digitalomformer 112. De digitale utganger fra analog-til-digitalomformerene 108 og 112 summeres i en digital summeringsanordning 114 som arbeider for å avgi digitale retningssignaler som da har sann nord som referanse. Samtidig vil de radarsignalekko som finnes i video signal utgangen fra radaren 26 på signallinjen 116, bli matet til en kvantisator 118 som også får tilført synkroniserings-pulsen fra signallinjen 120. Det kvantiserte video utgangssignal fra kvantisatoren 118, blir matet til en tredje analog-ti)-digital omformer 120 som avgir en digital utgang for avstanden til målbildene. Utgangenes R og 0 fra A/D omformeren 120 og summeringsanordningen 114 blir så matet til en polar-til-rirektangulær koordinatomformer 122 som omfatter en digital multiplikator. Omformeren 122 skal sørge for å beregne X = RsinØ og Y = RcosØ som nu omfatter digitale signaler uttrykt i rektangulære X og Y koordinater. X og Y koordinatsignalene blir så matet til en digital summeringsanordning 124 koblet til den digitale utgangssignal skinne 82 for fartøyets posisjons datamaskin 80. Summeringsanordningen 124 arbeider for å summere forskyvningen av fartøyets nuværende posisjon i lengdegrad L og breddegrad X til X og Y koordinat signalene som skal sørge for å til-passe radarbildet til de gjengitte kart slik at hvert mål blir riktig plassert på det elektroniske kart som gjengis på katodestrålerøret 94. Med andre ord, vil radarbildet og det elektroniske kart bli ført sammen til et sammensatt bilde.

Det kvantiserte video signal fra kvantisatoren 118 blir videre matet til en midlertidig radar bilde hukommelse 126 og målsignalene blir anbragt i den ene eller annen av to matrise hukommelser 128 og 130 som styrer fargen rød eller magenta, avhengig av signalnivået for video signalene ut fra radaren 26 og som opptrer på signal linjen 132.

For forholdsvis sterke signaler vil de kvantiserte videosignaler på den digitale signal skinne 134 bli lagret i X og Ykoordinater for den røde hukommelse 128 som resultat av X' og Y' koordinatsignaler som mates ut av summeringsanordningen 124 for forskyvning, mens forholdsvis svake signaler lagres på samme måte i magenta hukommelsen 130.

På samme måte som for den elektroniske karthukommelse 86, styres radarbildehukommelsen 126 av synkronisatoren 98

som også styrer katodestrålerøret 96 og den arbeider derfor i. etvtidsstyrt forhold til dette. Radarekko fra strand-linjens omriss og dens tilstøtende landmasse omfatter forholdsvis sterke målsignaler og blir derfor matet inn i og ut av den røde hukommelsesmatrise 128 til fargebordet 96. Undertrykkelse av landekkoene innbefattende strandens omriss til fordel for det som gis av det fremviste elektroniske kart, oppnås ved hjelp av fargebordet 96 som sørger for å hindre eventuelle fargesignaler unntatt gult fra å bli koblet til katodestrålerøret 96 fra hukommelsene 86

og 126 hvis et gult signal mates ut av karthukommelsen 86. Da gult er den farge som er bestemt for land i et elektronisk kart, vil, når den elektroniske kart hukommelse 86 krever gult, røde eller magenta signaler fra radar billed hukommelsen 126 ikke blir tillatt å komme frem til katode-strålerøret 94. Eventuelle røde eller magenta signaler som opptrer på et tidspunkt da det kreves en annen farge enn gul, f.eks. blått, grønt eller hvitt, vil imidlertid føre til at radarsignaler som er farget rød eller magenta, kan passere gjennom fargebordet 96 til katodestrålerøret 94 og de vil bli gjengitt på dette. Følgen er at alle radar retur signaler vil bli gjengitt, bortsett fra de som gjelder strandlinjen og den tilstøtende landmasse.

Det man da får er altså et sammensatt bilde der den gule strandlinje gjengis med gult og der blått vann også kan gjengis rødt eller magenta når man får et ekko fra et skip eller et annet mål. På denne måte fåes et klarere bilde i den betydning at man i stedet for å se et normalt for holdsvis gromset utflytende og ukomplett radarbilde, får fremvist en skarp gul tegning av land samtidig med at det gjengis klare mål som er stasjonære eller beveger seg i vannet. Da bevegelige mål f.eks. et skip gjengis hver gang. en radarsveiping foregår, vil målet dessuten komme på en annen plass på skjermen eller katodestrålerøret 94,

slik at en rød linje gjengis og denne skyldes bevegelse av målet f.eks. et annet fartøy som er på vei. Hvis det er et stasjonært mål, f.eks. et fyrtårn, vil de gjentatte radar ekko gjentatte ganger bli vist som et enkelt punkt. Hvis f.eks. en bøye har beveget seg fra dens bestemte stilling både når det gjelder dens nuværende stilling som radaren angir og dens riktige stilling som anvises på det elektroniske kart, vil begge posisjoner fremkomme på det sammensatte bilde. For å hindre skjermen på katodestrålerøret 94 i å bli unødig forstyrrende med uønsket lange baner, blir rastere periodisk fjernet for å gi et friskt bilde.

Man ser således at det som er vist og beskrevet er et

nytt og forbedret system for radionavigasjon som kan anvendes på alle fartøyer, men særlig på skip som navigerer i en havn eller lignende. Meget nøyaktige posisjonsbestemmelser som man f.eks. får fra Loran, kombineres med et bilde av posisjonen som understøttes ved hjelp av et integrert bilde av omgivende mål som gis med et gjenstands-søke system f.eks. radar. Selv om styring og beregning kan foregå med maskinvare, blir disse prosesser fortrinnsvis utført av programvare som er satt opp etter de programmer som er kommet til uttrykk i den datamaskin liste som her er vedlagt som tillegg I.

Selv om det her er vist og beskrevet det som for tiden antas

å være den foretrukne utførelsesform for foreliggende oppfinnelse, vil modifikasjoner lett kunne utføres av fagfolk på området. Det er derfor ikke ønskelig at oppfinnelsen

begrenses til den spesielle utførelse som er vist og beskrevet, men den er ment å dekke alle utførelsesformer innbefattende alle modifikasjoner, endringer, forandringer som faller innenfor den sanne ånd og ramme for oppfinnelsen slik den er definert i de vedføyede krav.

Claims (42)

1. Radio navigasjonssystem for navigering av et fartøy, karakterisert ved at det i kombi-nasjon omfatter: posisjons bestemmende utstyr ombord på fartøyet og innbefattende anordninger for bestemmelse av den øyeblikkelige geografiske posisjon av fartøyet og for frembringelse av elektriske signaler som tilsvarer posisjonen, gjenstands påvisende utstyr ombord på fartøyet og innbefattende anordninger til frembringelse av elektriske billedsignaler for gjenstandene som blir påvist, anordninger som påvirkes av de elektriske signaler som svarer til denø yeblikkelige geografiske posisjon av fartøyet til frembringelse av et elektronisk bilde av et navigasjons kart for et på forhånd bestemt lokalt område, innbefattende den øyeblikkelige geografiske posisjon av fartøyet, anordninger for posisjonering og gjengivelse av fartøyet på kartet i dets øyeblikkelige posisjon og anordning for overlagring av billedsignalene som er frembragt av den gjenstands påvisende anordning, på det elektroniske bilde innenfor rammen av navigasjons kartet, 1 hvormed man får et visuelt bilde av en sammensatt kart type med faste og bevegelige mål i forhold til den øyeblikkelige posisjon av fartøyet, såvel som en indikasjon av den nød-vendige seglekurs for fartøyet i det lokale område.

2. Navigasjonssystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at den posisjonsbestemmende anordning valgfritt innbefatter Loran, Decca eller posisjonsbestemmende satelittsystemer og at gjenstands påvisende anordning valgfritt innbefatter radar eller sonar apparater.

3. Navigasjonssysten som angitt i krav 1, karakterisert ved at den posisjonsbestemmende anordning omfatter et Loran posisjonsbestemmende system.

4. Navigasjonssystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at den gjenstands bestemmende anordning omfatter et radarsystem.

5. Navigasjonssystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at fartøyet er et fartøy som navigerer i en vannmasse, mens den posisjonsbestemmende anordning omfatter Loran utstyr og den gjenstandsbestemmende anordning omfatter radarutstyr.

6. Navigasjonssystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at anordningen til bestemmelse av den geografiske posisjon som er innbefattet i den posisjonsbestemmende anordning, omfatter en datamaskin som reagerer på elektriske signaler frembragt av den posisjonsbestemmende anordning og er innrettet til å avgi elektriske utgangssignaler for posisjonen angitt i en første type koordinater, at det elektroniske bilde av et navigasjonskart også er gjengitt i den nevnte første type koordinater, at den billeddannende anordning for den gjenstands-påvisende anordning frembringer signaler av gjenstander angitt i en annen type koordinater og at den nevnte anordning for overlagring innbefatter midler for omdannelse av den nevnte annen type koordinater for billedsignalene til den første type koordinater, midler for summering av koordinatene for utgangs-signalene vedrørende posisjonen, til de omdannede koordinater for billedsignalene og midler som kobler billedsignalene som dermed er omdannet løpende til anordningen for frembringelse av et elektronisk bilde, hvorved koordinatene for billedsignalene stort sett er i flukt med og passer til koordinatene for navigasjonskartet.

7. Navigasjonssystem som angitt i krav 6, karakterisert ved at den første type koordinater om fatter rektangulære koordinater og ved at den annen type koordinater omfatter polare koordinater.

8. Navigasjonssystem som angitt i krav 7, karakterisert ved at datamaskin anordningen omfatter en digital datamaskin anordning med lagret program til frembringelse av digitale utgangssignaler for posisjonen, at nevnte anordning til frembringelse av et elektronisk bilde innbefatter en digital hukommelse med en flerhet av navigasjonskart lagret elektrisk i denne og innbefatter anordninger som reagerer på de digitale utgangssignaler for posisjonen til valg og kobling av minst et av kartene til elektrisk drevne gjengiveranordninger som kan frembringe en synlig representasjon av kartet og ved at anordningene for overlagring innbefatter midler til omformning av billedsignalene til digitale billedsignaler og kobling av de digitale billedsignaler til den elektrisk drevne gjengivelsesanordning i synkronisme med minst ett kart som er valgt fra hukommelsen.

9. Navigasjonssystem som angitt i krav 8, karakterisert ved at anordningen for overlagring i tillegg innbefatter midler til undertrykkelse av på forhånd bestemte billedsignaler.

10. Navigasjonssystem som angitt i krav 8, karakterisert ved at anordningen for overlagring innbefatter en første midlertidig digital hukommelse for lagring av minst et navigasjonskart tatt fra hukommelsen, en andre midlertidig hukommelse for lagring av de digitale billedsignaler og anordning for synkronisering av driften av den første og andre midlertidige.hukommelse og gjengivelsesanordningen for utlesning av signalene fra de midlertidige hukommelser til gjengivelsesanordningen, hvorved en sammensatt visuell presentasjon av det nevnte kart og de nevnte påviste gjenstander blir gjengitt.

11. Navigasjonssystem som angitt i krav 10, karakterisert ved at anordningen for overlagring i tillegg innbefatter anordninger for undertrykkelse av på forhånd bestemte billedsignaler.

12. Navigasjonssystem som angitt i krav 11, karakterisert ved at gjengivelsesanordningen omfatter en fargegjengivelses anordning, at den første og andre midlertidige hukommelse omfatter hukommelse som er innrettet til å lagre kart og billedsignaler i valgbare farger og ved at anordningen for undertrykkelse av på forhånd bestemte billedsignaler omfatter en anordning som kan sperre signaler fra den annen midlertidige hukommelse i å bli koblet til fargebildet når på forhånd bestemte fargesignaler leses ut av den første midlertidige hukommelse til fargegjengivelsesanordningen.

13. Navigasjonssystem som angitt i krav 12, karakterisert ved at fargegjengivelsesanordningen omfatter et katodestrålerør og at den nevnte sperreanordning omfatter et fargebord som er koblet mellom den første og andre midlertidige hukommelse og det nevnte katodestrålerør.

14. Navigasjonssystem som angitt i krav 13, karakterisert ved at fartøyet omfatter et fartøy som navigerer i en vannmasse, der den posisjonsbestemmende anordning omfatter Loran utstyr, den gjenstands-påvisende anordning omfatter radarutstyr og ved at de undertrykkede billedsignaler omfatter signaler som svarer til vannmassens strandlinje og eventuell tilstøtende landmasse.

15. Navigasjonssystem som angitt i krav 14, karakterisert ved at Loran utstyret innbefatter Loran mottagere som kobler tidsdifferanse signaler til datamaskinanordninger og ved at hukommelsesanordningene innbefatter på forhånd bestemte lagrede data vedrørende en flerhet av kalibreringspunkter på vannmassen, hvorved datamaskinanordningene reagerer på differansesignalene og valgte verdier fra de lagrede data for å frembringe det nevnte posisjonsutgangs signal i overensstemmelse med en differensial posisjonsbestemmende algoritme.

16. Navigasjonssystem som angitt i krav 15, karakterisert ved at Loran utstyret i tillegg innbefatter midler for bestemmelse av en eventuell forskyvning fra et Lorangitter for området, innbefattende den nevnte vannmasse, hvilken forskyvning kommer til uttrykk i tidsdifferanse signalet og anordninger som kobler de forskjøvede tidsdifferanse signaler til datamaskin anordningen, hvorved differanse signalene som mottas av Loran mottageren korrigeres og hvorved datamaskin anordningen reagerer på de nevnte korrigerte differansesignaler til frembringelse av posisjonsutgangs signalet.

17. Navigasjonssystem som angitt i krav 16, karakterisert ved at anordningen til bestemmelse av den nevnte forskyvning av Loran gitteret omfatter et Loran monitor system innbefattende minst en Loran mottager som er selektivt anbragt i området for vannmassen og er innrettet til å observere og avgi signaler vedrørende Loran tidsdifferanse signalene på dette sted, anordninger for lagring av et sett referanse tidsdifferansesignaler observert på det valgte sted, anordninger for bestemmelse av enhver avvikelse i tidsdifferanse signalene fra samtidige observerte tidsdifferanse signaler fra referanse tidsdifferansesignalene, hvilke avvikende tids differense signaler påtrykkes den nevnte anordning for kobling av forskjøvede tids differansesignaler til datamaskin anordningen.

18. Navigasjonssystem som angitt i krav 17, karakterisert ved at Loran monitor systemet innbefatter en flerhet av Loran mottagere anbragt på valgte steder i det nevnte område og er innrettet til å observere og gi som utgang Loran tidsdifferanse signaler, anordninger koblet til de respektive Loran tidsdifferanse signaler for sammenligning av respektive tidsfifferanse signaler som observeres av Loran mottagerene og for å avgi en tidsdifferanse signal utgang når minst to av Loran mottagerene gir utgangssignaler i et på forhånd bestemt sammenligningsområde, hvoretter det nevnte ene tidsdifferanse signal påtrykkes den nevnte anordning for kobling av forskyvningssignalene til datamaskin anordningen.

19. Navigasjonssystem som angitt i krav 17, karakterisert ved at anordningen for kobling av forskyvnings signalet til den nevnte datamskin anordning innbefatter radiosendere som er koblet til Loran monitor systemet og radar mottagere ombord koblet til datamaskin anordningen .

20. Navigasjonssystem som angitt i krav 10, karakterisert ved at anordningene for posisjonering og gjengivelse av fartøyet omfatter en visuell, grafisk digital signalgenerator som er koblet til den første mellom-liggende hukommelse og reagerer på de nevnte digitale ut-gangs signaler som tilsvarer den foreliggende posisjon av fartøyet.

21. Navigasjonssystem som angitt i krav 8, karakterisert v e :d at det dessuten har midler som reagerer på de elektriske signaler som svarer til den nuværende posisjon til frembringelse og kobling til gjengivelsesanordningen signaler for på forhånd bestemte alfa-numeriske navigasjons data, hvilke data gjengis ved siden av det sammensatte navigasjonsbilde.

22. Navigasjonssystem som angitt i krav 21, karakterisert ved at det i tillegg innbefatter digitale hukommelsesanordninger for lagring av de alfa-numeriske navigasjonsdata.

23. Fremgangsmåte til navigering av et fartøy ved radionavigasjon, karakterisert ved følgende trinn: fastleggelse av den foreliggende geografiske posisjon av fartøyet og frembringelse av elektriske signaler som tilsvarer posisjonen, påvisning av gjenstander i et på forhånd bestemt område der navigering foregår og frembringelse av elektriske billedsignaler for de påviste gjenstander, frembringelse av et elektronisk bilde av et navigasjonskart over det nevnte på forhånd bestemte bruksområde innbefattende den nuværende posisjon av far-tøyet, posisjonering og gjengivelse av fartøyet på kartet i fartøyets foreliggende posisjon og overlagring av de nevnte billedsignaler på den elektroniske gjengivelse innenfor omrisset av navigasjonskartet for dermed å tilveiebringe en sammensatt visuell gjengivelse av karttypen med faste og bevegelige mål i forhold til den foreliggende posisjon av fartøyet, såvel som frembringelse av en indikasjon på en nødvendig seglekurs for fartøyet innenfor bruksområdet der det navigeres.

24. Fremgangsmåte som angitt i krav 23, karakterisert ved at fastleggelse av den foreliggende posisjon av fartøyet omfatter bestemmelse av posisjonen ombord på fartøyet og ved at det nevnte påviste trinn omfatter påvisning av gjenstander i et på forhånd bestemt navigasjonsområde ombord på fartøyet.

25. Fremgangsmåte som angitt i krav 24, karakterisert ved at fastleggelse av den geografiske posisjon av fartøyet innbefatter bruk av Loran, Decca eller posisjonsbestemmende satellittsystemer og ved at påvisning av gjenstandene innebærer bruk av radar eller sonar systemer.

26. Fremgangsmåte som angitt i krav 24, karakterisert ved at fartøyet omfatter et fartøy som navigerer en vannmasse, der fastleggelse av den foreliggende geografiske posisjon omfatter fremgangsmåten ved Loran posisjons bestemmelse.

27. Fremgangsmåte som angitt i krav 26, karakterisert ved at trinnet med Loran posisjonsbestemmelse innbefatter tilveiebringelse av på forhånd bestemte data ved en flerhet av nøyaktig kjente kalibreringspunkter for beregning av posisjon innenfor det nevnte navi-gas jonsområde , lagring av de nevnte data for senere bruk, mottagning av signaler vedrørende ankomst av radiosignaler som sendes fra en hovedstasjon og minst to sekundære stasjoner og frembringelse av minst to tidsforskjell-signaler på grunnlag av dette og anvendelse av de nevnte tidsdifferansesignaler og valgte lagrede data for minst ett av de nevnte kalibreringspunkter og beregning på grunnlag av dette av den foreliggende posisjon i overensstemmelse med en differensial posisjonsbestemmende algoritme.

28. Fremgangsmåte som angitt i krav 27, karakterisert ved at de nevnte på forhånd bestemte data omfatter beregnede verdier for virtuelle basislinjeforskyvninger mellom hovedstasjonen og to sekundær stasjoner basert på avleste tidsdifferanse signaler ved hvert av den nevnte flerhet av kalibreringspunter.

29. Fremgangsmåte som angitt i krav 28, karakterisert ved at trinnet med Loran posisjonsbestemmelse i tillegg omfatter det ytterligere trinn ved oppfølging av enhver forskyvning av florangitteret i det nevnte navigasjonsområdet og frembringelse av forskyvnings-signaler vedrørende gitterforskyvningen, hvilket gitter omfatter en familie av hyperbolske geometriske steder som skjærer hverandre og representerer det geometriske sted for alle punkter som har den på forhånd bestemte like forskjell i tid når det gjelder ankomst mellom hovedstasjonen og sekundærstasjonene, mottagning av forskyvningssignalene, anvendelse av tidsdifferanse signalene og forskyvningssignalene og på grunnlag av disse frembringelse av korrigerte tidsdifferanse signaler og deretter anvendelse av de korrigerte tidsdifferansesignaler og de valgte lagrede data for minst ett kalibreringspunkt og beregning av den foreliggende posisjon i overensstemmelse med den nevnte posisjonsbestemmende algoritme.

30. Fremgangsmåte som angitt i krav 29, karakterisert ved at trinnet med oppfølgning av Loran gitteret videre omfatter trinn for lokalisering av en flerhet av Loran mottagere i valgte punkter i det nevnte bruksområde, mottagning av signaler fra hovedstasjonen og sekundærstasjonen og frembringelse av respektive Loran tidsdifferanse signaler ved disse, sammenligning av de respektive Loran differansesignaler og frembringelse av en tidsdifferansesignal utgang når minst to av Loran mottagerene gir utgangssignaler i et på forhånd bestemt sammenligningsområde og bruk av det nevnte ene tidsfifferanse signal til frembringelse av korrigerte tidsdifferanse signaler.

31. Fremgangsmåte som angitt i krav 29, karakterisert ved at algoritmen omfatter en iterativ konvergeringsprosess innbefattende frembringelse av en interpolert verdi for virtuelle basislinje forsinkelser fra tre kalibreringspunkter nær fartøyet, fulgt av en første beregning av posisjonsbestemmelse basert på observerte tidsdifferanse signaler ved den foreliggende posisjon for fartøyet og korrigert for eventuelt forskyvning av Loran gitteret.

32. Fremgangsmåte som angitt i krav 24, karakterisert ved at trinnet for bestemmelse av den geografiske posisjon innbefatter beregning av den foreliggende posisjon som resultat av mottatte posisjonsbestemmende signaler sendt fra en eller flere fjerntliggende signalkilder, hvilket beregningstrinn videre omfatter frembringelse av digitale utgangssignaler for den foreliggende posisjon definert i koordinater av en første type, at trinnet for påvisning av gjenstander videre omfatter frembringelse av billedsignaler som er definert i koordinater av en andre type og ved at trinnet for overlagring av de nevnte billedsignaler på den elektroniske gjengivelse innbefatter omdannelse av den annen type koordinater for billedsignalene til den første type koordinater, summering av koordinatene for den foreliggende posisjon til de omformede koordinater for billedsignalene og kobling av billedsignalene som er omformet på denne måte til den elektroniske gjengivelsesanordning, hvorved koordinatene for de påviste billedsignaler blir stort sett overensstemmende med og passer til koordinatene i navigasjonskartet.

33. Fremgangsmåte som angitt i krav 32, karakterisert ved at den første type koordinater omfatter rektangulære koordinater og ved at den annen type koordinater omfatter polare koordinater.

34. Fremgangsmåte som angitt i krav 33, karakterisert ved at trinnet med beregning av posisjonen omfatter digital posisjonsberegning og frembringelse av digitale utgangssignaler for posisjonen, at trinnet for frembringelse av en elektronisk gjengivelse innbefatter digital lagring av signaler for frembringelse av en flerhet av navigasjonskart og valg av minst ett av de lagrede navigasjonskart på grunnlag av de digitale utgangssignaler for posisjonen for ut fra dette å frembringe en visuell representasjon av kartet og ved at trinnet for overlagring av billedsignalene innebærer omformning av billedsignalene til digitale billedsignaler og frembringelse av en visuell representasjon av billedsignalene på det nevnte kart i synkronisme med frembringelsen av navigasjonskartet.

35. Fremgangsmpte som angitt i krav 34, karakterisert ved at trinnet for overlagring av billedsignalene i tillegg innbefatter undertrykkelse av på forhånd bestemte billedsignaler.

36. Fremgangsmåte som angitt i krav 35, karakterisert ved at trinnet forundertrykkelse av på forhånd bestemte billedsignaler innbefatter midlertidig lagring av det valgte navigasjonskart, midlertidig lagring av de digitale billedsignaler og synkron utlesning av signalene for navigasjonskartet og bildet som midlertidig er lagret og undertrykkelse av visse av billedsignalene som er stort sett lik en tilsvar-ende del av kartet slik at den del av kartet blir visuelt gjengitt med utelukkelse av de nevnte billedsignaler, mens de gjenværende billedsignaler for påviste gjenstander gjengis.

37. Fremgangsmåte som angitt i krav 36, karakterisert ved at trinnet for frembringelse av en elektronisk gjengivelse videre omfatter frembringelse av en elektronisk gjengivelse i farger og at trinnene for midlertidig lagring av det valgte kart og de digitale billedsignaler innebærer lagring av disse signaler i valgte farger, samt ved at trinnet for undertrykkelse av på forhånd bestemte billedsignaler innebærer sperring av de visse billedsignaler som er midlertidig lagret i å bli frembragt når på forhånd bestemte fargesignaler for kartet frembringes etter å ha vært midlertidig lagret.

38. Fremgangsmåte som angitt i krav 37, karakterisert ved at fartøyet er et fartøy som navigerer på en vannmasse, at trinnet for fastleggelse av den geografiske posisjon innebærer posisjonsbestemmelse ved bruk av Loran posisjonbestemmende utstyr og at trinnet fprpåvisning av gjenstander innebæreranvendelse av utstyr av radartypen, samt ved at de undertrykte billedsignaler omfatter signaler svarende til strandlinjen for vannmassen og eventuelt tilstøtende landmasse.

39. Fremgangsmåte som angitt i krav 38, karakterisert ved at trinnet forposisjonering og gjengivelse av fartøyet innebærer frembringelse av en visuell grafisk gjengivelse av fartøyet på kartet i den foreliggende beregnede posisjon fartøyet har.

40. Fremgangsmåte som angitt i krav 38, karakterisert ved et ytterligere trinn for frembringelse av på forhånd bestemte alfa-numeriske navigasjonsdata som resultat av de elektriske signaler som er frembragt, svarende til den foreliggende posisjon fartøyet har og gjengivelse av de alfa-numeriske navigasjonsdata ved siden av den visuelle gjengivelse av det sammensatte kart.

41. Fremgangsmåte som angitt i krav 24, karakterisert ved at trinnet for posisjonering og gjengivelse av fartøyet innebærer frembringelse av en visuell grafisk gjengivelse av fartøyet på kartet i den foreliggende beregnede posisjon fartøyet har.

42. Fremgangsmåte som angitt i krav 24, karakterisert ved at den også omfatter trinnet for frembringelse av på forhånd bestemte alfa-numeriske navigasjonsdata som resultat av de elektriske signsler som er frembragt svarende til den foreliggende posisjon for fartøyet og gjengivelse av de nevnte alfa-numeriske navigasjonsdata ved siden av den visuelle gjengivelse av det sammensatte kart.