DE10142902A1

DE10142902A1 - Code based inertial measurement method in which the value of a physical parameter that varies within defined limits, is determined purely by a time measurement, with a signal of appropriate time period having been first selected

Info

Publication number: DE10142902A1
Application number: DE10142902A
Authority: DE
Inventors: Manfred Boehm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2003-04-03

Abstract

Method for measurement of a physical value, where the value is limited to a known range. Accordingly a periodic time signal with a period chosen to represent the maximum amplitude of the value being measured is used for value measurements.

Description

Die Messung physikalischer Grössen umfasst im allgemeinen die Bezugsgröße und eine Meßgröße der gleichen Art, also etwa zwei Längen, zwei Winkel, zwei Kräfte oder zwei Frequenzen. Es ist jedoch bekannt, sich z. B. bei der Entfernungsmessung auf Zeitmessungen zu stützen, die über die Lichtgeschwindigkeit c exakt die Bestimmung der gesuchten Entfernung ermöglicht. Das ist der Fall bei Radar, DME und auch bei GPS. Bei diesen Verfahren ist der Meßbereich kein fester Wert und nur durch die Reichweite der benutzten Funksignale bestimmt. The measurement of physical quantities generally includes the reference quantity and one Measured variable of the same type, i.e. about two lengths, two angles, two forces or two Frequencies. However, it is known for. B. on distance measurement To base time measurements that exactly determine the speed of light c distance sought. This is the case with radar, DME and also with GPS. With these methods, the measuring range is not a fixed value and only because of the range of the radio signals used.

Es gibt jedoch auch Verfahren, bei denen der Meßbereich vorgegeben ist. Dazu gehören z. B. die geographische Länge und die geographische Breite des Gitternetzes der Erde, bei denen der maximale Meßbereich den Wert 2π nicht überschreiten kann. Variabel ist bei diesen Ortsbestimmungsgrößen allein die Auflösung. However, there are also methods in which the measuring range is predetermined. This includes z. B. the longitude and latitude of the earth's grid which the maximum measuring range cannot exceed 2π. Is variable at these location parameters alone the resolution.

Hieraus ergibt sich eine neue Möglichkeit der zeitbasierten Messung entsprechender Größen, welche die genaueste mögliche ist, da die Genauigkeit von Zeitmessungen durch kein anderes bekanntes Verfahren übertroffen werden kann This results in a new possibility of time-based measurement Sizes, which is the most accurate possible, given the accuracy of time measurements cannot be surpassed by any other known method

Diese Möglichkeit besteht darin, den bekannten Maximalbereich der jeweiligen Meßgröße durch ein periodisches Zeitsignal mit der Periodendauer T als Bezugssignal nachzubilden, innerhalb des Bezugssignals einen bestimmten Bezugswert P₀ auszuwählen, dessen Amplitude mit einem Kode A zu markieren während alle anderen Amplitudenwerte des Bezugssignals mit einem Kode B markiert werden, der nicht mit A korreliert ist, zusätzlich den noch unbekannten Meßwert P ebenfalls mit dem Kode A zu markieren und nun den Bezugswert P₀ über die Periode T zeitlich solange zu verschieben, bis die beiden Kodes A in einem Korrelator zum Zeitpunkt t_k aufeinander treffen und zu einem Korrelationssignal führen. Der Zeitpunkt t_k dieser Korrelation unterteilt die Periode T im Verhältnis t_k/T, das auf den Meßbereich B übertragen werden kann und so die Bestimmung des gesuchten dimensionsbehafteten Meßwertes aus der Beziehung P = (t_k/T)B oder als Relativwert P* = (t_k/T)B* erlaubt. This possibility consists in emulating the known maximum range of the respective measured variable by means of a periodic time signal with the period T as a reference signal, selecting a specific reference value P ₀ within the reference signal, marking its amplitude with a code A, while all other amplitude values of the reference signal with a code B are marked, which is not correlated with A, additionally also mark the still unknown measured value P with the code A and now shift the reference value P ₀ over the period T until the two codes A in a correlator at time t _k meet and lead to a correlation signal. The time t _{k of} this correlation divides the period T into the ratio t _k / T, which can be transferred to the measuring range B and thus the determination of the dimensioned measurement value sought from the relationship P = (t _k / T) B or as a relative value P * = (t _k / T) B * allowed.

Zusammenfassend kombiniert das hier beschriebene neue Meßverfahren einen aus einem periodischen Zeitsignal mit der Periode T bestehenden Bezugssignal mit einem beliebigen anderen Meßwert innerhalb eines vorgegebenen Meßbereiches B in der Weise, daß sowohl der noch unbekannte Meßwert P als auch der Bezugswert P₀ innerhalb des Bezugssignals mit einem Kode A gekennzeichnet werden. Die Korrelation dieser beiden Werte zum Zeitpunkt t_k teilt sowohl die Periode T als auch die Meßbereiche B und B* im Verhältnis t_k/T, aus dem der Meßwert P sehr genau bestimmt werden kann. In summary, the new measuring method described here combines a reference signal consisting of a periodic time signal with the period T with any other measurement value within a predetermined measurement range B in such a way that both the still unknown measurement value P and the reference value P ₀ within the reference signal with a Code A are marked. The correlation of these two values at time t _k divides both the period T and the measuring ranges B and B * in the ratio t _k / T, from which the measured value P can be determined very precisely.

Dieses Verfahren bietet etliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. Hervorzuheben sind die maximal mögliche Genauigkeit bei hoher Meßgeschwindigkeit, der geringe Aufwand, die völlige Autonomie der Messung und deren hohe Integrität. Die Erfindung kann vorteilhaft ausgestaltet werden, wie es in den Patentansprüchen 2-12 angegeben ist. This method offers a number of advantages over the prior art. The maximum possible accuracy at high should be emphasized Measuring speed, the little effort, the complete autonomy of the measurement and their high integrity. The invention can be advantageously configured as in the Claims 2-12 is specified.

Das Verfahren wird im Folgenden näher beschrieben und mittels dieser Bilder erläutert:
Bild 1 Zeit als inertialer Bezug
Bild 2 Verknüpfung mit Kodes
Bild 3 Wirkung des Verfahrens (Länge)
Bild 4 Autonome zeitbasierte Bestimmung einer Meßgröße
Bild 5 Zeitbasierter inertialer Bezugswinkel (Sonne)
Bild 6 Grundansatz für Meridianbestimmung The process is described in more detail below and explained using these pictures:
Figure 1 Time as an inertial reference
Fig. 2 Linking with codes
Figure 3 Effect of the procedure (length)
Figure 4 Autonomous time-based determination of a measured variable
Figure 5 Time-based inertial reference angle (sun)
Figure 6 Basic approach for determining meridians

Bild 1a verdeutlicht, daß das Prinzip der bekannten Entfernungsmessung mittels Funk, wie es für DME oder Radar eingesetzt wird, auch zur inertialen Entfernungsmessung genutzt werden kann. Die Meßstrecke r wird bestimmt über die Laufzeit t eines definierten Funksignals zwischen den Endpunkten A und B der Meßstrecke r, die im allgemeinen nicht bekannt ist. Die Länge der Meßstrecke r ergibt sich aus der Beziehung r = c(t₂ - t₁)/2, wenn wie bei Radar das Funksignal die Meßstrecke r zweimal durchläuft. t₁ ist der Sendezeitpunkt des Funksignals, t₂ sein Empfangszeitpunkt. Es handelt sich um ein zeitbasiertes Verfahren, bei dem eine Entfernung r über die Laufzeit eines Funksignals sehr genau bestimmt werden kann. Diese Entfernung kann man auch inertial bestimmen. Dazu setzt man das Meßobjekt an den Endpunkt der zunächst unbekannten Meßstrecke r und verbindet mit dem Meßobjekt einen Bezugssignalgenerator, der einen Bezugswert P₀ über die Periode T laufen läßt, wobei die Amplitude dieses Bezugswertes mit jedem Taktimpuls um eine Auflösungseinheit anwächst, bis sie nach der Zeit T den Wert n = R* erreicht. Die Zahl n ist die Gesamtzahl der Auflösungseinheiten des festgelegten Meßbereiches B, z. B. 10⁴ für einen Meßbereich von 10 km bei einer Auflösung von einem Meter. Der Bereich R* ist ein nur aus den Zahlen 0-10⁴ gebildeter Bereich, der den realen Meßbereich R als Zahlenwert simuliert. Jeder Zahlenwert entspricht einer bestimmten Anzahl von Auflösungseinheiten, mit denen der echte Meßbereich berechnet werden kann. Die Verknüpfung von Zeiten und Strecken wird weiter unten beschrieben. Figure 1a shows that the principle of the known distance measurement by radio, as used for DME or radar, can also be used for inertial distance measurement. The measuring section r is determined via the transit time t of a defined radio signal between the end points A and B of the measuring section r, which is generally not known. The length of the measuring section r results from the relationship r = c (t ₂ - t ₁ ) / 2 if, as with radar, the radio signal passes through the measuring section r twice. t ₁ is the time of transmission of the radio signal, t ₂ is the time of reception. It is a time-based method in which a distance r can be determined very precisely over the duration of a radio signal. This distance can also be determined inertially. To do this, the test object is placed at the end point of the initially unknown measuring section r and a reference signal generator is connected to the test object, which causes a reference value P _{0 to run} over the period T, the amplitude of this reference value increasing by one resolution unit with each clock pulse until it increases after Time T reaches the value n = R *. The number n is the total number of resolution units of the defined measuring range B, z. B. 10 ⁴ for a measuring range of 10 km with a resolution of one meter. The range R * is a range formed only from the numbers 0-10 ⁴ , which simulates the real measuring range R as a numerical value. Each numerical value corresponds to a certain number of resolution units with which the real measuring range can be calculated. The linking of times and routes is described below.

Bild 1b zeigt, wie die Zeit zur inertialen Bestimmung einer geographischen Länge benutzt werden kann, wenn man eine periodische Schwingung als relativen Bezug benutzt. Figure 1b shows how time can be used to inertially determine a longitude by using a periodic oscillation as a relative reference.

Nimmt man einen bekannten Meßbereich B und setzt diesen z. B. als B* gleich 2π oder 100%, also dimensionslos, an, dann kann man bei einer periodischen Schwingung, z. B. einer Sägezahnschwingung mit der Periode T, jedem Punkt des Meßbereiches B einen bestimmten Zeitpunkt der Sägezahnschwingung und auch eine bestimmte Amplitude zuordnen. Das bedeutet, daß man jeden Meßpunkt der Meßstrecke B prinzipiell auch inertial durch eine Zeitmessung bestimmen kann. If you take a known measuring range B and set this z. B. as B * is 2π or 100%, i.e. dimensionless, then with a periodic vibration, z. B. a sawtooth wave with the period T, each point of the measuring range B. a certain time of the sawtooth vibration and also a certain one Assign amplitude. This means that each measuring point of the measuring section B in principle also inertial through a time measurement can determine.

In Bild 2 ist skizziert, wie Bezug und zu findende, noch unbekannte Meßgröße P durch Korrelation miteinander verknüpft werden. Dargestellt sind am Beispiel einer Winkelmessung der periodisch von einem mit einem bestimmten Kode 4 markierten Bezugswinkel durchlaufene Zeitwinkelbereichgeber 3, der Ortswinkelbereich 2, in dem ein beliebiger, noch unbekannter Winkel mit einem bestimmten Kode A markiert wird, der Korrelator 2 und das Bezugssignal 4. Der Bezugswinkel -0° zu Beginn jeder Periode - durchläuft den Zeitwinkelbereich 2π oder 100% streng periodisch mit einer Periodendauer T gemeinsam mit allen anderen Winkeln des Zeitwinkelbereichs, d. h. der Zeitwinkelbereich dreht sich quasi gegenüber dem Fixpunkt 0° mit einer Winkelgeschwindigkeit ω = 2π/T. Bezogen auf den Ausgangszeitpunkt t₀ zu Beginn jeder Periode ist der momentane Winkel Φ_i des Bezugswinkels ständig bekannt als Funktion der Zeit, also Φ_i = ωt_i . Einmal während jeder Periode passiert der Bezugswinkel den Abgriff 5 und speist seinen Kode in den Korrelator 3 ein. Vom Ortswinkelbereich wird der gleiche Kode A ständig in den Korrelator eingespeist. Treffen die beiden gleichen Kodes im Korrelator aufeinander, dann ergibt sich ein Korrelationssignal zum Zeitpunkt t_k, bei dem der Ortswinkel gleich ist dem Bezugswinkel. Daher ist zu diesem Zeitpunkt der vorher unbekannte Ortswinkel in Bezug auf der Fixgröße 6 bekannt, wobei folgendes vorauszusetzen ist. Erstens muß das System an einem bekannten Punkt geeicht werden und zweitens sind die Abgriffe und der Korrelator als Einheit aufzubauen, die jede Ortsveränderung mitmacht. Die Wirkung des Verfahrens entsteht, weil jede Ortsveränderung zu einer Veränderung des Ortswinkels bezüglich der Fixgröße 6 führt, während der Zeitwinkel von einer Ortsveränderung nicht beeinflußt wird. Figure 2 shows how the reference and the yet unknown quantity P to be found are linked by correlation. The example of an angle measurement shows the time angle range transmitter 3 , which is periodically traversed by a reference angle marked with a specific code 4 , the local angle range 2 in which an arbitrary, still unknown angle is marked with a specific code A, the correlator 2 and the reference signal 4 . The reference angle -0 ° at the beginning of each period - runs through the time angle range 2π or 100% strictly periodically with a period T together with all other angles of the time angle range, ie the time angle range rotates with respect to the fixed point 0 ° at an angular velocity ω = 2π / T , Based on the starting point in time t ₀ at the beginning of each period, the instantaneous angle Φ _{i of} the reference angle is known continuously as a function of time, that is, Φ _i = ωt _i . Once during each period, the reference angle passes tap 5 and feeds its code into correlator 3 . The same code A is continuously fed into the correlator from the spatial angular range. If the two same codes meet in the correlator, a correlation signal results at time t _k at which the spatial angle is equal to the reference angle. Therefore, the previously unknown local angle with respect to the fixed size 6 is known at this point in time, the following being required. First, the system has to be calibrated at a known point, and second, the taps and the correlator have to be set up as a unit that takes every change of location. The effect of the method arises because each change in location leads to a change in the location angle with respect to the fixed size 6 , while the time angle is not influenced by a location change.

In Bild 3 ist skizziert, wie sich das beschriebene Prinzip bei der Bestimmung der geographischen Länge auswirkt. Für einen beliebigen Breitenkreis 3 sind für vier zueinander orthogonale Längen jeweils das Bezugssignal 1 und die Meßgröße 2 skizziert für die terrestrische Weltzeit 03.00 Uhr. Die Ortszeiten der vier Längenkreise sind 12.00 Uhr, 09.00 Uhr, 0.00 Uhr und 18.00 Uhr. Wie bereits erwähnt ist das Bezugssignal 1 ortsunabhängig und zeigt inertial gesehen für alle vier Meridiane zum angenommenen UT-Zeitpunkt 03.00 Uhr den Wert 45°. Das Meßsignal 2 hat jedoch für jeden der vier Meridiane einen anderen Wert. Aus der Differenz zwischen Bezugssignal und Meßsignal ergibt sich die jeweilige geographische Länge wie angegeben. Aus dem Diagramm 4 ergibt sich, daß die Länge P eines Meridians bezogen auf den Bezugsmeridian P₀, z. B. den von Greenwich, unabhängig von der Weltzeit UT ist. Bezogen auf den Sonnenstand ändern sich die Winkel Φ aller Meridiane aber natürlich zeitabhängig. Für die Realisierung dieses Verfahrens gibt es mehrere unterschiedliche Wege. Einer davon ist in Bild 4 skizziert Figure 3 outlines how the principle described affects the determination of the longitude. For any latitude 3 , reference signal 1 and measured variable 2 are sketched for three terrestrial world times 3:00 for four mutually orthogonal lengths. The local times of the four longitudes are 12:00, 9:00, 12:00 and 18:00. As already mentioned, the reference signal 1 is location-independent and shows an inertial value of 45 ° for all four meridians at the assumed UT time of 3:00 a.m. However, the measurement signal 2 has a different value for each of the four meridians. The respective geographic longitude results from the difference between the reference signal and the measurement signal, as indicated. From the diagram 4 it follows that the length P of a meridian based on the reference meridian P ₀ , z. B. Greenwich is independent of UT. In relation to the position of the sun, the angles Φ of all meridians change, of course, as a function of time. There are several different ways to implement this method. One of them is outlined in Figure 4

Dieses Bild verdeutlicht, wie die autonome zeitbasierte Bestimmung der Meßgröße innerhalb eines linearen Bereich erfolgt, z. B. die inertiale Bestimmung einer Entfernung. Skizziert sind der inertiale Sensor S an einem unbekannten Ort P innerhalb des bekannten Meßbereiches B, mit dem Abtaster Kode A, dem Korrelator K und dem Signalgenerator G. Der Signalgenerator nehme eine beliebige Position innerhalb des Meßbereiches B ein. Der Signalgenerator erzeugt ein periodisches Signal 1 mit der Periodendauer T, dessen Amplituden b* sich zwischen 0 und B* linear mit der Zeit t verändern. B* ist ein genau definiertes Modell des realen Meßbereiches B, das genau so viele Auflösungseinheiten wie B enthält. Das Bezugssignal P₀ durchläuft periodisch den Zeitbereich T linear von 0 bis T, während die zugehörigen Amplituden b* sich dabei von 0 bis B* verändern. B* ist ein dimensionsloser Zahlenwert, dessen maximaler Wert von der festgelegten Zahl der Auflösungseinheiten des Meßbereiches B bestimmt wird, die z. B. z. B. 10⁵ betrage. Der zeitabhängige Bezugswert P₀ ist mit dem Kode A gekennzeichnet. Alle anderen Werte des Sägezahnsignals sind mit einem Kode B markiert, der nicht mit dem Kode A korreliert ist. Der Signalgenerator G ist mit dem Korrelator K an einer beliebigen, aber genau bekannten Stelle verbunden, etwa mit dem Anfang oder dem Ende des Amplitudenzählers für b* mit der Maximalkapazität B*. This picture illustrates how the autonomous time-based determination of the measured variable takes place within a linear range, e.g. B. the inertial determination of a distance. The inertial sensor S is sketched at an unknown location P within the known measuring range B, with the scanner code A, the correlator K and the signal generator G. The signal generator occupies an arbitrary position within the measuring range B. The signal generator generates a periodic signal 1 with the period T, the amplitudes b * of which vary linearly with time t between 0 and B *. B * is a precisely defined model of the real measuring range B, which contains exactly as many resolution units as B. The reference signal P ₀ periodically runs through the time range T linearly from 0 to T, while the associated amplitudes b * change from 0 to B *. B * is a dimensionless numerical value, the maximum value of which is determined by the specified number of resolution units of the measuring range B, which z. B. z. B. 10 ⁵ amounts. The time-dependent reference value P ₀ is identified by code A. All other values of the sawtooth signal are marked with a code B, which is not correlated with code A. The signal generator G is connected to the correlator K at any, but precisely known, point, for example with the beginning or the end of the amplitude counter for b * with the maximum capacitance B *.

Die Bestimmung der Position P des Inertialsensors S innerhalb des Meßbereiches B wird auf folgende Weise erreicht. Das mit dem Kode A markierte Bezugssignal P₀ durchläuft den Zeitbereich T und den Amplitudenbereich B* periodisch. Beim Durchfahren des Bereichs B*, der ein Modell von B ist, trifft das Bezugssignal zu einem Zeitpunkt t_k auf den ebenfalls mit Kode A markierten stationären Abtaster des Sensors S. Mittels dieses Zeitpunktes kann die Position P des Sensors S bestimmt werden mit der Formel P = (t_k/T)B. Befindet sich z. B. der Sensor S am Beginn des Meßbereichs B, dann erfolgt die Korrelation schon am Beginn der Periode T, t_k ist also 0 und damit ist P = 0. Befindet sich S in der Mitte des Meßbereiches B, dann ist t_k = T/2 und damit ergibt sich P = B/2. Befindet sich S am Ende des Meßbereiches, also bei B, dann ist t_k = T und damit P = B. Die Funktion des beschriebenen Verfahrens beruht darauf, daß sich die Position von S innerhalb von B bei Verschiebung verändert, die des zeitbasierten Bezugssignals davon jedoch nicht beeinflußt wird. Damit ergibt sich bei Verschiebung von S eine Veränderung zwischen P und P₀, welche die inertiale Messung der Verschiebung erlaubt. The determination of the position P of the inertial sensor S within the measuring range B is achieved in the following way. The reference signal P ₀ marked with the code A passes through the time range T and the amplitude range B * periodically. When passing through the area B *, which is a model of B, the reference signal hits the stationary scanner of the sensor S at a time t _k , likewise marked with code A. The position P of the sensor S can be determined using this time using the formula P = (t _k / T) B. Is z. B. the sensor S at the beginning of the measuring range B, then the correlation takes place at the beginning of the period T, so t _k is 0 and thus P = 0. If S is in the middle of the measuring range B, then t _k = T / 2 and thus P = B / 2. If S is at the end of the measuring range, ie at B, then t _k = T and thus P = B. The function of the described method is based on the fact that the position of S within B changes during displacement, that of the time-based reference signal thereof but is not affected. Thus, when S is shifted, there is a change between P and P ₀ , which allows the shift to be measured inertially.

In Bild 5 ist dargestellt, wie zeitbasierte Bezugswinkel aus astronomischen Daten zu gewinnen sind. 1 ermöglicht die Dateneingabe, 2 ist der Bezugssignalgenerator, 3 der Korrelator, 4 ein Breitenkreis und 5 die inertiale Meßeinheit. Die Rektaszension ist für jeden Tag eines Jahres aus der Literatur zu entnehmen. Sie wird, obwohl sie ein Winkel ist, dort als Zeit angegeben. Die Werte für alle Meridiane können für alle Tage eines Jahres gespeichert und abgerufen werden. Im Normalfall benötigt man jedoch nur die Werte für den Sonnenstand und die für den Bezugswert P₀ des Zeitwinkelbereichs, üblicherweise die zeitabhängigen Werte für den Nullmeridian von Greenwich. Mit den Rektaszensionswerten erhält man die genauesten Bezugswerte, die verfügbar sind. Durch Korrelation von Bezugswert P₀ und unbekannter Position P erhält man wie im folgenden beschrieben und in Bild 6 skizziert den genauen Ortswinkel, also den Standortmeridian. Anstelle des 0°- Meridians von Greenwich kann auch jeder andere Meridian als Bezugsmeridian P₀ gewählt werden, wenn das Spezialanwendungen erfordern. Figure 5 shows how time-based reference angles can be obtained from astronomical data. 1 enables data input, 2 is the reference signal generator, 3 is the correlator, 4 is a parallel and 5 is the inertial measuring unit. The right ascension can be found in the literature for each day of the year. Although it is an angle, it is given as time there. The values for all meridians can be saved and called up for all days of a year. Normally, however, you only need the values for the position of the sun and for the reference value P _{0 of} the time angle range, usually the time-dependent values for the prime meridian of Greenwich. The right ascension values provide the most precise reference values that are available. By correlating the reference value P ₀ and the unknown position P, the exact location angle, i.e. the location meridian, is obtained as described below and in Figure 6. Instead of the Greenwich 0 ° meridian, any other meridian can be chosen as the reference meridian P ₀ if this requires special applications.

Bild 6 zeigt einen Gnundansatz für die autonome Meridianbestimmung. Das Bild Zeit wieder die Φ-t-Kennlinien 1 des Bezugssignals P₀ und des ans sich unbekannten Standortes P. Diese Kennlinien ergeben sich als Folge der Drehung der Erde gegenüber jedem angenommenen bekannten inertialen Fixpunkt, also etwa der Sonne. Macht man Einzelmessungen extrem schnell, dann ergibt sich kein Verfahrensunterschied zwischen der Ortung von festen Punkten für z. B. geodätische Zwecke und der von beweglichen Punkten, etwa Fahrzeugen oder Flugzeugen. Der einzige sinnvolle Unterschied liegt in der technischen Ausführung. Die für geodätische Zwecke erforderliche Ortsauflösung ist im allgemeinen viel höher als die für schnelle Fahrzeuge und Flugzeuge noch nutzbare. Figure 6 shows a Gnund approach for autonomous meridian determination. The picture time again shows the Φ-t characteristic curves 1 of the reference signal P ₀ and the location P, which is unknown per se. These characteristic curves result as a result of the rotation of the earth with respect to each known known inertial fixed point, that is to say the sun. If you make individual measurements extremely quickly, there is no procedural difference between the location of fixed points for z. B. geodetic purposes and that of moving points, such as vehicles or aircraft. The only sensible difference lies in the technical execution. The spatial resolution required for geodetic purposes is generally much higher than that which can still be used for fast vehicles and airplanes.

Jede Einzelmessung selbst läuft ab in folgender Weise. Zu einem beliebigen Zeitpunkt t_x nimmt der Bezugswert P₀ den bekannten Winkel Φ_x ein. Der Winkel Φ_y des Standortes P ist zunächst unbekannt und soll bestimmt werden. Dazu werden sowohl der Bezugswert P₀ als auch der Standort P mit dem gleichen Kode A markiert. Außerdem wird der Winkelbereich vom Bezugssignal so rasch durchfahren, daß sich die Drehung der Erde praktisch nicht auf das Meßergebnis auswirkt. Das ist in dem ovalen Ausschnitt 2 des Bildes 6 verdeutlicht. Wenn die Kodes A des bekannten P₀ und des noch unbekannten P zum Zeitpunkt t_k miteinander korrelieren, dann gilt wegen der dann vorhandenen Gleichheit von P₀ und P, daß der bekannte Meridian von P₀ zum Zeitpunkt t_k gleich dem von P zu diesem Zeitpunkt ist, immer bezogen auf den angenommenen Fixpunkt Sonne zu diesem Zeitpunkt. Wenn P₀ der Meridian von Greenwich ist, dann ergibt sich die geographische Länge von P aus der Differenz der Meridiane von P₀ zu den Zeitpunkten t_k und t_x, also θ_P = Φ_y - Φ_x. Der relative Wert ergibt aus der Beziehung θ(%) = 100(Φ_y - Φ_x)/2π. Each individual measurement itself proceeds in the following way. At any time t _x , the reference value P ₀ assumes the known angle Φ _x . The angle Φ _{y of} the location P is initially unknown and should be determined. For this purpose, both the reference value P ₀ and the location P are marked with the same code A. In addition, the angular range is traversed by the reference signal so quickly that the rotation of the earth has practically no effect on the measurement result. This is illustrated in the oval section 2 of picture 6. If the codes A of the known P ₀ and the still unknown P correlate with one another at time t _k , then because of the then identical P ₀ and P, the known meridian of P ₀ at time t _{k is} equal to that of P at this time The time is always based on the assumed fixed point sun at this time. If P _{0 is} the Greenwich meridian, then the geographical longitude of P results from the difference between the meridians of P ₀ at times t _k and t _x , i.e. θ _P = Φ _y - Φ _x . The relative value results from the relationship θ (%) = 100 (Φ _y - Φ _x ) / 2π.

Das beschriebene Verfahren kann durch weitere Maßnahmen sinnvoll ergänzt und erweitert werden. So lassen sich Geschwindigkeiten als Ableitung von Ortungswerten nach der Zeit gewinnen und Raumvektoren wie Nord oder Lot korrigieren oder neu berechnen aus mehreren genauen Ortungspunkten. Das Verfahren kann in bekannter Weise geeicht werden an bekannten Punkten, die lokale Uhr läßt sich bei Bedarf mit genauen empfangenen Zeitsignalen korrigieren. Das Verfahren läßt sich auch zur Winkelbestimmung für die Lageregelung einsetzen. Generell kann die Ortung stationärer Punkte auf der Erde mit einem angepaßten PC durchgeführt werden. The described method can be supplemented and supplemented by other measures be expanded. In this way, speeds can be derived from location values win over time and correct or new space vectors like north or lot calculate from several exact location points. The process can be done in a known manner Ways are calibrated at known points, the local clock can be used if necessary Correct the exact time signals received. The method can also be used Use angle determination for the position control. In general, the location stationary points on earth can be carried out with a customized PC.

Claims

1. A method for the autonomous inertial determination of an initially unknown location P of a measurement object within any given measurement section B with respect to a selectable fixed point with a time-based reference signal generator at the same still unknown location P of the measurement object, characterized in that the location P of a measurement object S with any , the selected angle resolution adapted code A, by referring this code to a line or area that is smaller than the desired resolution for the real measuring range B, that at location P with a time-based reference signal generator G, such as a ring counter or a Shift register, a periodic, location-independent reference signal is generated by a stable clock from a clock generator such that the maximum value of the counter corresponds to the maximum value of the dimensionless measuring range B *, approximately 2π or 100%, that each clock pulse has the smallest chosen resolution Solution value of the measuring range B corresponds and from the total number of all resolution units of the measuring range B, that an arbitrarily selectable reference value P _{0 of} the reference signal generator, about 0 ° or 0%, is also marked with the code A that the amplitude b * of this reference value periodically according to the selected clock rate, the entire modeled measuring range B *, which corresponds to the measuring range B, runs through the period T, all other values of the modeled measuring range B * being marked with a code B which is not correlated with the code A, and that when the two codes A, that of the reference value P ₀ of B * and that of the as yet unknown measurement value P within B, meet, a signal is generated at a common correlator at time t _k which shows the ratio of the period T of the reference signal generator at this time t _{k is} divided, and that this ratio t _k / T can be transferred to the measuring range B and thus gives the relative location of the point P * within B * as P * = (t _k / T) B *, from which its dimension value P = (t _k / T) B can also be determined.

2. The method according to claim 1, characterized in that Distances can be determined inertially by specifying a measuring range B which Defines the desired reference point and defines the desired resolution become.

3. The method according to claims 1-2, characterized in that the height of a measurement object over z. B. NN (sea level) is determined at a location by coding the still unknown height h, the local location, with the code A that the selected reference value P _{0 of} the time-based reference signal, for. B. NN, is also coded with code A, that the remaining height range of the reference signal to be covered is coded with code B, which has no correlation with code A, that starting from point NN, the reference value P ₀ in a fast search runs the vertical passes through the modeled measuring range H at high speed once or periodically until it meets the code A of the point P at the common correlator and at the time t _k results in a correlation signal which defines the position of the point P within the measuring range H and via the relationship ( t _k / T) H = h provides the desired height h of the local location P.

4. The method according to claims 1-3, characterized in that for the determination of the geographical length of an unknown location P on earth as the reference value P _{0 of} the reference signal generator of the 0 ° meridian of Greenwich and as a fixed point, the sun, known from the corresponding tables with the right ascension values in relation to world time t, a virtual earth z. B. is modeled as a latitude, on which, as a function of world time t, it is known at any time t _x which angle Φ _x is between the 0 ° meridian of Greenwich and the Meridan, in whose plane t _x at that time Connection line sun-center of the earth lies, and that all other meridians of the 2π-meridian range of the virtual parallel are marked with a code B, which has no correlation with the code A, that at the time t _x , at which a measurement is to take place, a strongly timed rotation of the virtual earth is initiated with a search process in which the angle t is changed with such a high angular velocity that, in contrast, the position of the real earth with its own location P can be regarded as quasi-stationary that the fast search process is completed is if, after a time Δt dependent on the meridian of P, the coincidence of the code A des at a time t _k Reference meridian P ₀ with the code A of the unknown point P on the real earth in a correlator leads to a correlation signal which forms an angle Φ _y between the location meridian then no longer unknown due to P ₀ = P and the current midday meridian belonging to Φ _y defined, and that the searched length of the point P results from the relationship θ _P = φ _y - φ _x .

5. The method according to claims 1-4, characterized in that for determining the geographical latitude of an unknown location P on the earth, this location P is marked with any code corresponding to the selected angular resolution that in a computer with an integrated accurate world clock and A virtual earth is modeled in a likewise integrated data storage device, in which, as a function of the terrestrial world time t, at any time t _x , taking into account the declination, it is known which angle φ _u is between an arbitrary reference width, also marked with the code A, such as, for example the south pole assumed to be 0 ° and the latitude, in whose plane at this time t _x lies the connecting line sun-center of the earth, which is referred to here as the midday latitude, the declination value of which is known from relevant tables, and that all other latitudes of the π - Latitude range from the South Pole to m are marked with a code B in the north pole of the virtual earth, which has no correlation with the code A, so that at time t _x a strongly timed rotation of the virtual earth about an axis of rotation orthogonal to the midday meridian plane at this time is initiated with a search process in which the angle Φ _{u is changed} with such a high angular velocity that, on the other hand, the position of the real earth with its own location P can be considered quasi-stationary, that the fast search process is complete when after a time Δt at a time t _k the coincidence of the Code A of the moving reference width P ₀ with the code A of the unknown point P on the real earth in a correlator leads to a correlation signal which has an angle Φ _v between the location latitude then no longer unknown due to P ₀ = P and the current, to Φ _u defined noon latitude, and that the searched width of the point P results from the B relationship φ _P = Φ _v - Φ _u .

6. The method according to claims 1-4, characterized in that the times t _x can follow each other in any regular or irregular time intervals and that each individual time autonomously provides the exact values for length, width and height of the measurement object, that is, the three-dimensional location.

7. The method according to claims 1-5, characterized in that the locations of fixed and movable measuring carriers are determined in the same way by choosing a very high angular velocity for the respective timed search phase brought about a quasi-stationary real situation in which the current location is independent of your own Movement state can be determined.

8. The method according to claims 1-6, characterized in that the meridian, latitude and height are determined using a computer that with one of the desired location accuracy and resolution accurate clock and a clock very high clock frequency is equipped.

9. The method according to claims 1-7, characterized in that the speed of a measurement object over ground from several Location points taking into account the time with known formulas of Difference or differential calculation is calculated.

10. The method according to claims 1-8, characterized in that the agreement of the time-based values and the measured values by one-off or multiple calibration is achieved.

11. The method according to claims 1-9, characterized in that inertial space vectors such as north or plumb from several very quickly successively determined location points calculated and related to that Self-locating object to be specified.

12. The method according to claims 1-10, characterized in that the local clock is sometimes calibrated using radio signals from Time transmitters are broadcast.

13. The method according to claims 1-11, characterized in that with at least four orthogonal to each other at fixed distances from each other arranged locating devices the function of position angle sensors is provided.