DE1623555B2 - Navigationsgeraet zur bestimmung der nord/sued- und ost/west-komponenten des rechtweisenden kurses eines fahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Navigationsgerät zur Bestimmung der Nord/Süd- und Ost/West-Komponenten des rechtweisenden Kurses eines Fahrzeuges, bei welchem im Abstand voneinander auf einem Träger am Fahrzeug angeordnete Magnetfeldsonden jeweils elektrische Signale entsprechend dem an der jeweiligen Sondenstelle wirksamen Erdmagnetfeld liefern und diese Signale in einer Korrektureinrichtung so miteinander kombiniert werden, daß elektrische Signale für die Komponenten G cos 0_m und G sin 0_m des magnetischen Kurses des Fahrzeuges erzeugt werden.

Ein Navigationsgerät dieser Gattung berücksichtigt die magnetische Verzerrung des Erdmagnetfeldes in Fahrzeugnähe und ist beispielsweise in der GB-PS 53 942 beschrieben.

Dieses bekannte Gerät hat den Hauptnachteil, daß es zwangsläufig die Verwendung eines Servosystems beim Ableiten des korrigierten Ausgangssignals mit sich bringt, wobei ein solches Servosystem Fehler entstehen läßt und das Gerät groß, sperrig und schwer macht. Darüber hinaus besteht der Nachteil, daß die Kompaßgehäuse der beiden Magnetfeldsonden in genauer winkelmäßiger Übereinstimmung miteinander sowie mit dem Zeiger des Kursanzeigers gehalten werden müssen, da anderenfalls ein beträchtlicher Fehler im angezeigten Kurs entstehen könnte. Dieses und der Umstand, daß die Kompaßgehäuse drehbar gelagert werden müssen, führen mit dazu, daß das Navigationsgerät kaum in zweckdienlicher und wirtschaftlicher Weise zu erstellen ist

Ein Navigationsgerät der eingangs genannten Gattung ist auch aus INTERAVIA 2/1965, Seiten 171, 172, bekannt

Die GB-PS 9 74 675 zeigt ein Servosystem zur Verwendung in Navigationsanlagen, welches die magnetische Mißweisung, die durch das Fahrzeug hervorgerufen werden, sowie Abweichungen in der örtlichen Stärke des Erdmagnetfeldes kompensiert. Es ist jedoch kein Mittel zum Korrigieren der örtlichen magnetischen Mißweisung offenbart (d. h. des Winkelfehlers) im Erdmagnetfeld, und wiederum ist die Anordnung gegen Fehler anfällig, die durch eine derartige Mißweisung verursacht werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein kompaktes und leichtes Navigationsgerät der genannten Gattung zu schaffen, bei welchem die geschilderten Nachteile überwunden werden und bei dem die Ausgangssignale in einer Form vorliegen, die ohne weiteres eine' Berichtigung lokaler magnetischer Mißweisungen zuläßt.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst

durch eine der Korrektureinrichtung nachgeschaltete Recheneinrichtung, die aus zwei von Hand einstellbaren Multiplikationseinrichtungen für die Multiplikation der magnetischen Kurskomponenten mit dem Tangens der magnetischen Mißweisung (Deklination M), aus einer Subtraktionseinrichtung zur Bildung des Differenzsignals aus dem Produkt des Tangens der magnetischen Mißweisung mit der magnetischen Kurskomponente Gsin0_m und der magnetischen Kurskomponente Gcos0_m und aus einer Additionseinrichtung zur Bildung des Summensignals aus dem Produkt des Tangens der magnetischen Mißweisung mit der magnetischen Kurskomponente Gcos0_m und der magnetischen Kurskomponente G sin 0_m besteht.

Der technische Fortschritt, der durch die vorliegende Erfindung erzielt wird, liegt in der Einfachheit, mit welcher es möglich ist, eine Korrektur der magnetischen Mißweisung dann zu erzielen, wenn Signale entsprechend den Signalen K cos 0 und K sin 0, die Darstellungen des rechtweisenden Kurses des Fahrzeugs liefern, erforderlich sind. Wie bereits ausgeführt, kann durch die Erfindung der Nachteil der Verfahren der Mißweisungskorrektur nach dem Stand der Technik, die nur in jenen Fällen anwendbar sind, in denen der Kompaßkurs (0) selbst bereits verfügbar ist, überwunden werden.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher beschrieben, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht eines Fahrzeugs, welches das erfindungsgemäße Navigationsgerät trägt,

F i g. 2 eine schematische Darstellung des Navigationsgerätes,

F i g. 3 eine Ausführungsform einer Magnetflußröhre, die beim Navigationsgerät verwendet wird,

F i g. 4 eine schematische Darstellung des verwendeten Rechners, während

F i g. 5 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform des Rechners zeigt.

Das Navigationsgerät wird in diesem Fall so beschrieben, als ob es bei einem Landfahrzeug, beispielsweise einem militärischen Landfahrzeug, vorgesehen wäre. Das Gerät ist jedoch ebenso bei anderen Arten und Formen von Fahrzeugen verwendbar. Die gesamte elektrische Schaltung des Gerätes kann ohne weiteres in kompakter Bauweise und mit geringem Gewicht erstellt werden, indem Festkörper-Bauelemente und die Technik der Mikro-Miniaturisation angewen det werden.

Gemäß den F i g. 1 und 2 werden zwei Magnetfeldsonden 1 und 2 an einem Mast oder Träger 3 gehalten,

der vom Fahrzeug ein kurzes Stück vorragt. Der Träger 3 kann beispielsweise aus Aluminium bestehen und hinten am Fahrzeug um ein Stück von weniger als ca. 120 cm vorragen. Die Magnetfeldsonde 1 ist am äußeren Ende des Trägers 3 angebracht, während die Sonde 2 sich näher am Fahrzeug befindet. Die genaue Stelle bzw. Anordnung der Sonde 2 längs des Trägers 3 kann in diesem Fall so gewählt werden, daß die magnetische Wirkung des Fahrzeugs, wie sie von der Sonde 2 wahrgenommen wird, etwa doppelt so groß ist wie diejenige, die an der Sonde 1 am äußeren Ende wahrgenommen wird.

Jede Magnetfeldsonde 1, 2 weist zwei Magnetflußröhren 4 und 5 auf, die magnetische Feldstärken in zueinander senkrechten Richtungen abfühlen. Die '5 Magnetflußröhren 4 und 5 haben jeweils, wie in F i g. 3 dargestellt, eine elektrische Erregerwicklung 6, die mit Wechselstrom versorgt wird und so gewickelt ist, daß sie zwei längliche ferromagnetische Elemente 7 und 8 einzeln umfaßt. Die Elemente 7 und 8 verlaufen parallel zueinander, wobei die Wicklung 6 so gewickelt ist, daß sie jeweils im entgegengesetzten Richtungssinn magnetisiert werden, und wobei eine elektrische Ausgangswicklung 9 die beiden Elemente 7 und 8 gemeinsam umgibt. Ein elektrisches Wechselstromsignal von ²S doppelt so hoher Frequenz wie der des Erregerstroms wird in die Ausgangswicklung 9 induziert, wobei dieses Signal eine Amplitude aufweist, die eine Messung der magnetischen Feldstärke liefert, die in der Längsrichtung der Elemente 7 und 8 vorhanden ist. Die Röhre 4 jeder Sonde 1,2 wird am Träger 3 mit ihren Elementen 7 und 8 parallel zur Längsachse LA des Fahrzeugs angebracht, wohingegen die Röhre 5 in jedem Fall mit ihren Elementen 7 und 8 parallel zur Querachse AA des Fahrzeugs angebracht wird. Die Ausgangssignale der Magnetflußröhren 4 und 5 liefern somit Messungen der Längs- bzw. Querkomponenten des lokalen horizontalen Magnetfeldes. Die Röhren 4, 5 der Sonde 1 liefern Signale dieser Feldkomponenten, die am äußeren Ende des Trägers 3 wahrgenommen oder gemessen werden, während die Röhren 4, 5 der Sonde 2 Signale der Feldkomponenten liefern, die an der mittleren Stelle näher am Fahrzeug wahrgenommen werden.

Die Magnetfelder an den beabstandeten Stellen der Sonden 1 und 2 differieren wegen der unterschiedlichen Abstände am Fahrzeug. Die Signale, die mittels der Röhren 4, 5 der Sonde 1 geliefert werden, sind jeweils repräsentativ für

HcosQ_m + χ Hsin0_m + y

wohingegen diejenigen, die von der Sonde 2 geliefert werden, jeweils repräsentativ sind für

H cos <9_m + X
J¥sin<9_m + Y

wobei

die lokale Stärke des Erdmagnetfeldes für sich allein ist,

der magnetische Kurs des Fahrzeuges ist,

(d. h. der Winkel zwischen der Längsachse LA des Fahrzeugs und dem lokalen magnetischen Meridian),

χ undy jeweils die Stärken der Längs- und Querkomponenten des Magnetfeldes an der Sonde 1 aufgrund des Fahrzeugs selbst sind, während

X und Y jeweils die Stärken der Längs- und Querkomponenten des Magnetfeldes an der Sonde 2 aufgrund des Fahrzeugs selbst sind.

Gemäß F i g. 2 wird das Ausgangssignal der Röhre 4 in der Sonde 2 über ein Potentiometer 10 nach einem Differentialverstärker 11 übermittelt, und zwar zur Subtraktion vom Ausgangssignal der Röhre 4 der Sonde 1. Das Ausgangssignal der Röhre 5 in der Sonde 2 wird in gleicher Weise über ein Potentiometer 12 zu einem Differentialverstärker 13 zur Subtraktion vom Ausgangssignal der Röhre 5 der Sonde 1 übermittelt. Die Potentiometer 10 und 12 sind beide so eingestellt, daß sie die Amplitude des betreffenden Ausgangssignals der Sonde 2 um einen gebrochenen Faktor reduzieren, wobei der Faktor im Fall des Potentiometers 10 (x/X) und im Fall des Potentiometers 12 (y/Y) ist. Die resultierenden Differenzsignale, die also mittels der Verstärker 11 und 13 geliefert werden, entsprechen

H (1 - x/X) cos Q_n H(1 -y/Y)sin <9_m

Im vorliegenden Fall ist der Faktor (x/X) aus praktischen Gründen gleich dem Faktor (y/Y), und es ist daher ausreichend, wenn die Einstellungen der Potentiometer 10 und 12 mittels einer allgemeinen manuellen Steuerung 14 vorgenommen werden. Infolgedessen entsprechen die Ausdrücke (5) und (6), wenn man sie neu formuliert, wobei G sowohl gleich H(X —x/X) als auch gleich H(\ —y/Y)ist, jeweils den Ausdrücken

G cos <9„
G sin 0_m

Die Ausgangssignale der Verstärker 11 und 13, die den Ausdrücken (7) bzw. (8) entsprechen, werden einer Recheneinrichtung 15 übermittelt, welche eine Berichtigung hinsichtlich der lokalen magnetischen Mißweisung bewirkt, (d. h. eine Korrektur der lokalen Winkeldifferenz im Azimut zwischen dem magnetischen und rechtweisenden Meridian oder zwischen dem magnetischen Meridian und dem geographischen Meridian). Innerhalb der Recheneinrichtung 15 wird das Ausgangssignal des Verstärkers 11 in einer feststehenden Proportion einem Verstärker 16 über ein Potentiometer 17 übermittelt, und das Ausgangssignal des Verstärkers 13 wird in der gleichen feststehenden Proportion einem Verstärker 18 über ein Potentiometer 19 übermittelt. Zusätzlich wird das Ausgangssignal des Verstärkers 11 über das Potentiometer: 17 dem Verstärker 18 übermittelt, und das Ausgangssignal des Verstärkers 13 wird über Potentiometer 19 dem Verstärker 16 übermittelt, und zwar beide in der gleichen selektiv-variablen Proportion. Die selektiv-variable Proportion — im letzteren Zusammenhang — wird mittels einer allgemeinen manuellen Steuerung 20 kontrolliert, welche in Übereinstimmung mit (tan M) eingestellt wird, wobei M der entsprechende Winkelwert der Mißweisung ist. Die beiden dem Verstärker 16 übermittelten

Signale werden darin additiv kombiniert, so daß sich eine Summe ergibt, die dem Wert

cos Q_m - sin 0_m tan M

proportional ist, so daß das Ausgangssignal des Verstärkers 16 dem Wert

(9)

entspricht, das heißt

K cos Θ ,

wobei θ der rechtweisende Kurs des Fahrzeugs ist und wobei K dem Ausdruck (cos M) umgekehrt proportional ist.

Andererseits werden die beiden Signale, die dem Verstärker 18 übermittelt werden, darin so kombiniert, daß sich eine Summe ergibt, die proportional dem Wert

sin Q_m+cos Qm tan M

ist, so daß das Ausgangssignal des Verstärkers 18 dem Ausdruck

+M)

entspricht, das heißt

K sin Θ

(10)

Die beiden Signale, die den Ausdrücken (9) und (10) entsprechen, werden dazu verwendet, eine Anzeige des rechtweisenden Kompaßkurses θ des Fahrzeugs und auch Anzeigen der Entfernungen, die in Nordrichtungen und Ostrichtungen zurückgelegt wurden, zu liefern. Eine Anzeige des Kompaßkurses θ wird durch einen Kompaßindikator 21 erbracht, der von einem Zweiphasen-Synchrodrehmomentempfänger 22 angetrieben wird, wobei die Ausgangssignale der Verstärker 16 und 18 dem Synchro-Momentempfänger 22 über Verstärker 23 bzw. 24 übermittelt werden. (Falls ein sehr hohes Ausmaß an Präzision erforderlich ist, können der Synchro-Momentempfänger 22 und der Indikator 21 durch einen Funktionsdrehmelder und einen elektrischen Null-Indikator ersetzt werden, die auf jedes Signal ansprechen, das in der Rotorwicklung des Drehmelders induziert wird, wobei die Signale der Verstärker 16 und 18 den zueinander senkrechten Statorwicklungen des Drehmelders übermittelt werden; die Winkelstellung des Rotors wird manuell eingestellt, um ein in der Rotorwicklung induziertes Null-Signal zu erhalten, so daß die Winkeleinstellung des Rotors unter diesen Umständen den Kurswinkel anzeigt.)

Die Ausgangssignale der Verstärker 16 und 18 werden einem Strecken-Computer 25 übermittelt, und zwar zusammen mit einem Signal entsprechend der Vorwärtsgeschwindigkeit V des Fahrzeugs. Dieses letztere Signal wird im vorliegenden Fall von einem Abgriff 26 abgeleitet, der mit dem Getriebe des Fahrzeugs gekuppelt ist. Der Computer 25 liefert in Übereinstimmung mit den drei Signalen, die ihm übermittelt werden, eine digitale Anzeige der entsprechenden Nordrichtung an einem Digitalanzeiger 27 sowie eine digitale Anzeige der entsprechenden Ostrichtung an einem digitalen Anzeiger 28. Die Bau- und Arbeitsweise des Computers 25 werden nunmehr anhand der F i g. 4 näher beschrieben.

Gemäß F i g. 4 werden im Computer 25 die Ausgangssignale der Verstärker 16 und 18 Verstärkern 30 bzw. 31 zugeführt, deren Verstärkerfaktor steuerbar ist Die Ausgangssignale der Verstärker 30 und 31 entsprechend den Ausdrücken (9) und (10) werden jeweils mit dem gemeinsamen, steuerbaren Verstärkungsfaktor A der Verstärker 30 und 31 multipliziert und entsprechenden Integratoren 32 und 33 zugeführt, welche die digitalen Anzeiger 27 und 28 in Tätigkeit setzen. Diese Ausgangssignale werden auch Quadrierungsschaltungen 34 und 35 zugeführt, und die Ausgangssignale dieser jeweiligen Schaltungen werden einer arithmetischen Einheit 36 übermittelt, welche jedes derselben von einem Ausgangssignal einer weiteren Quadrierungsschaltung 37 subtrahiert. Die Quadrierungsschaltung 37. empfängt im Computer 25 das Signal, das für die Vorwärtsgeschwindigkeit V des Fahrzeugs reprasentativ ist, wie sie mittels des Abgriffes 26 geliefert wird, und die arithmetische Einheit 36 leitet dementsprechend ein Signal ab, welches repräsentativ ist für

-IGA² (cos* Q+

das heißt für

Dieses Signal wird zur Steuerung des Verstärkungsfaktors A jedes der Verstärker 30 und 31 verwendet, und zwar derart, daß dieses Signal auf Null gebracht und dabei gewährleistet wird, daß die Signale, die den Integratoren 32 und 33 übermittelt werden, jeweils repräsentativ sind für

KcosO (11)

bzw.

V sin Θ

(12)

Die Integratoren 32 und 33 integrieren diese Signale in bezug auf die Zeit und betätigen die digitalen Indikatoren 27 und 28 in Übereinstimmung mit den resultierenden Integralen, um dadurch die entsprechenden Anzeigen der Nord- und Ostkomponenten hervorzubringen.

Der Computer 25 kann alternativ von der in F i g. 5 dargestellten Ausgangsform sein.

Gemäß Fig.5 werden die Ausgangssignale der Verstärker 16 und 18, die für die Ausdrücke (9) bzw. (10) repräsentativ sind, im Computer 25 mittels Eingangsschaltungen 40 und 41 empfangen. Jede Schaltung 40 und 41 arbeitet sowohl als Phasendetektor als auch als Gleichrichter, um zwei Ausgangssignale abzuleiten; ein erstes der Ausgangssignale, welches in Abhängigkeit von der Phasenlage des empfangenen Signals abgeleitet wird, ist repräsentativ für das Vorzeichen des betreffenden Ausdrucks, und das zweite, das mittels eines eine Gleichrichtung umfassenden Vorgangs abgeleitet wird, ist repräsentativ für den absoluten Wert des entsprechenden Ausdrucks.

Das erste Ausgangssignal der Schaltung 40 wird einem Integrator 42 übermittelt. Dieser steuert den digitalen Anzeiger 27 in Übereinstimmung mit dem Zeitintegral des Signals, das für die Vorwärtsgeschwindigkeit V repräsentativ ist, wobei dieses Signal dem Integrator 42 vom Abgriff 26 über einen Schalter 43 übermittelt wird. Jedem Zuwachs im Integrationsvorgang wird das Vorzeichen vor- bzw. zugeschrieben, das durch das erste Ausgangssignal repräsentiert ist, welches von der Schaltung 40 dem Integrator 42 übermittelt wird Das zweite Ausgangssignal der Schaltung 40 wird über einen Schalter 44 einem Integrator 45 und einem Summierungsverstärker 46

übermittelt, welcher die Betätigung der Schalter 43 und 44 steuert. Der Verstärker 46 vergleicht das Signal, welches er von der Schaltung 40 empfängt, mit dem Ausgangssignal eines Integrators 47, der in bezug auf die Zeit eine vorbestimmte konstante Spannung integriert, die innerhalb des Integrators 47 geliefert wird. Wenn mit der Zeit das Ausgangssignal des Integrators 47 Gleichheit mit dem Signal erreicht, welches von der Schaltung 40 empfangen wird, fällt das Ausgangssignal des Verstärkers 46 auf Null ab. Dies veranlaßt beide Schalter 43 und 44 zum öffnen und unterbricht dadurch die Zuführung des Signals zum Integrator 42 vom Abgriff 26 her sowie die Zuführung des zweiten Ausgangssignals der Schaltung 40 zum Integrator 45.

Die beiden Ausgangssignale der Schaltung 41 werden in einer ähnlichen Weise wie diejenigen der Schaltung

40 verwendet. Das erste Ausgangssignal der Schaltung

41 wird einem Integrator 48 übermittelt, um das Vorzeichen jedes Zuwachses eines Integrierungsvorgangs zu steuern, der mit dem Integrator 48 durchgeführt wird. Der Integrator 48 steuert den digitalen Indikator 28 in Übereinstimmung mit dem Integral in bezug auf die Zeit des Signals, das für die Vorwärtsgeschwindigkeit V repräsentativ ist, wobei dieses Signal dem Integrator 48 vom Abgriff 26 her über einen Schalter 49 übermittelt wird. Das zweite Ausgangssignal der Schaltung 41 wird über einen Schalter 50 dem Integrator 45 und außerdem einem Summierungsverstärker 51 übermittelt, der die Betätigung der Schalter 49 und 50 steuert. Der Verstärker 51 vergleicht das Signal, das er von der Schaltung 41 her empfängt, mit dem Ausgangssignal des Integrators 47, und wenn Gleichheit zwischen diesen besteht, fällt sein Ausgangssignal auf Null ab. Dies veranlaßt beide Schalter 49 und 50 zum öffnen und unterbricht dadurch die Zuführung des vom Abgriff 26 kommenden Signals zum Integrator 48 sowie die Zuführung des zweiten Ausgangssignals der Schaltung 41 zum Integrator 45.

Das Ausgangssignal des Integrators 47 wird nicht nur den Verstärkern 46 und 51 übermittelt, sondern auch dem Integrator 45, im Gegensatz zu den beiden Signalen, die über die Schalter 44 und 50 übermittelt werden. Nachdem die beiden Schalter 44 und 50 geöffnet haben, wird das vom Integrator 45 gelieferte Zeitintegral allmählich auf Null reduziert. Ein Null-Detektor 52 spricht auf den Zustand an, in welchem das Integral des Integrators 45 Null wird, und stellt den Integrator 47 auf Null zurück.

Wann immer der Integrator 47 auf Null zurückgestellt wird, schließen sich die Schalter 43,44,49 und 50 unter der Steuerung der Verstärker 46 und 51 und führen dem Integrator 45 die den absoluten Werten der Ausdrücke (9) und (10) entsprechenden Signale und den Integratoren 42 und 48 das der Vorwärtsgeschwindigkeit V entsprechende Signal zu. Die Schalter 43 und 44 werden vom Verstärker 46 so lange geschlossen gehalten, bis das von dem Integrator 47 gelieferte Integral Gleichheit mit den absoluten Werten des Ausdrucks (9) erreicht, d. h. für eine dem Ausdruck (K cos Θ) proportionale Zeitspanne. In ähnlicher Weise werden die Schalter 49 und 50 vom Verstärker 51 geschlossen gehalten, bis das von dem Integrator 47 gelieferte Integral Gleichheit mit dem absoluten Wert des Ausdruckes (10) erreicht, d. h. für eine dem Ausdruck (K sin Θ) proportionale Zeitspanne. Das von dem Integrator 45 gebildete volle Integral, welches in Beziehung zu nur den beiden, über die Schalter 44 und 50 gelieferten Signalen steht, entspricht dem Ausdruck

K² cos² 0 + K² sin² Θ,

d. h., zu K². Wenn das Zeitintegral des Ausgangssignals des Integrators 47 schließlich K² erreicht, wird das von dem Integrator 45 gebildete Integral gleich Null. Als Antwort des Nulldetektors 52 auf diesen Vorgang wird der Integrator 47 rückgestellt, und dementsprechend wird ein anderer Integrationszyklus in der Folge derartiger Zyklen begonnen.

Da das Ausgangssignal des Integrators 47 allmählich mit der Zeit zunimmt, ist die Zeit, die zur Bildung des Integrals dieses Ausgangssignals durch den Integrator bis zum Erreichen von K² benötigt wird, ein Maß von K. Jede Serie der Integrationszyklen hat dementsprechend eine mit K variierende Dauer, und die Schalter 43 und 49, welche jeweils während jedes Zyklus für Zeitspannen K cos 0 bzw. K sin θ geschlossen sind, werden dabei intermittierend während der Serien für Perioden der gesamten Zeit geschlossen, welche sich auf die Anteile (cos 0) bzw. (sin 0) belaufen. Das Integral des der Geschwindigkeit ^entsprechenden Signals, welches vom Integrator 42 gebildet wird, stellt demnach ein Maß des Zeitintegrals des Ausdrucks (11) dar, welches ziemlich unabhängig von der Variablen K ist. Der Anzeiger 27 wird in Übereinstimmung mit diesem Integral auf den neuesten Stand gebracht und gibt so die erforderliche Anzeige der Nordkomponente ab. In ähnlicher Weise stellt das vom Integrator 48 gebildete Integral ein Maß des Zeitintegrals des Ausdruckes (12) dar, welches ziemlich unabhängig von der Variablen K ist, und der Anzeiger 48, der in Übereinstimmung damit auf den neuesten Stand gebracht wird, gibt die erforderliche Anzeige der Ostkomponente ab.

Bei dem Computer gemäß F i g. 5 muß sichergestellt werden, daß der Intergrator 47 rasch auf Null rückgestellt wird. Dazu werden zwei Kondensatoren für den Integrationsvorgang während wechselnder Integrationszyklen verwendet. Ferner ist es erwünscht, sicherzustellen, daß das Integral des Integrators 45 erst dann auf Null reduziert wird, nachdem beide Schalter 44 und 50 geöffnet haben. Zu diesem Zweck kann das Ausgangssignal des Integrators 47 dem Integrator 45 über ein Potentiometer zugeführt werden, um so die Zeitkonstante zu ändern und die Akkumulationsgeschwindigkeit des Integrals dieses Signals innerhalb des Integrators 45 zu reduzieren. Außerdem kann es so eingerichtet werden, daß der Integrator 47 nur dann zurückgestellt wird, wenn der Null-Detektor 52 ein Signal abgibt und beide Schalter 44 und 50 geöffnet sind.

Bei einer abgeänderten Form des in F i g. 5 dargestellten Computers werden die Indikatoren 27 und 28 mittels entsprechender elektrischer Schrittschaltmotoren mechanisch angetrieben, welche die Integratoren 42 und 48 ersetzen. Unter diesen Umständen werden vom Abgriff 20 Impulse mit einer Wiederholungsfrequenz übermittelt, die der Vorwärtsgeschwindigkeit V entspricht, und diese Impulse, die jedem Motor über den entsprechenden Schalter 43 oder 49 zugeführt werden, veranlassen jeweils den Motor, sich einen Schritt weiterzudrehen. Die Drehung geht vorwärts oder rückwärts vor sich, und zwar in Abhängigkeit vom Vorzeichen des Zuwachses, wie er durch das von der entsprechenden Eingangsschaltung 40 oder 41 gelieferte erste Signal repräsentiert wird.

Vorkehrungen können getroffen werden, um ein selektivvariables Magnetfeld an einer oder jeder der beiden Positionen am Trägerbauteil 3 anzulegen, um die

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magnetische Mißweisung, die vom Fahrzeug selbst resultiert, zu reduzieren. Insbesondere kann jede Röhre 4 und 5 der Sonde 1 eine weitere elektrische Wicklung 60, wie in Fig. 3 dargestellt, aufweisen, die auf einem länglichen ferromagnetischen Kern 61 parallel zu den Kernen 7 und 8 aufgewickelt ist. Der Wicklung 60 wird Gleichstrom zugeführt, um eine magnetische Vorspannung bzw. Vormagnetisierung von entsprechender Größe und Richtung zu erzeugen. Wie in Fig. 2 angedeutet, können Gleichströme den Wicklungen 60 der Röhren 4 und 5 in der Sonde 1 über separate Potentiometer 62 und 63 übermittelt werden, wobei individuelle Einstellungen der Längs- und Querkomponenten der Mißweisung ganz einfach durch die Lagen der manuellen Steuerungen 64 und 65 der Potentiome- '5 ter 62 und 63 ausgeführt werden.

Alternativ kann die Berichtigung der Mißweisung, die vom Fahrzeug selbst resultiert, durch Ableiten eines Wechselstromsignals der gleichen Frequenz wie die Signale, welche mittels der Magnetflußröhren 4 und 5 übermittelt werden, sowie durch Anlegen dieses Signals in selektiv-variablen Proportionen an die beiden Verstärker 11 und 13 gemäß Fig.2 bewirkt werden. Unter bestimmten Umständen kann es sich jedoch ergeben, daß eine ausreichende Korrektur einfach durch leichtes Kippen der Röhren 4 und 5 längs ihrer entsprechenden Meßachsen vorgenommen werden kann. Geringe Winkeleinstellungen der Röhren 4 und 5 können auch dazu verwendet werden, beispielsweise die Asymmetrie in der Anordnung von Weicheisenteilen im Fahrzeug zu korrigieren. Wenn auch die oben anhand der F i g. 1 bis 3 beschriebenen Magnetfeldsonden 1 und 2 je von einer Ausführungsform sind, die nur zwei Magnetflußröhren 4 und 5 erfordert, weiche im Azimut senkrecht zueinander angeordnet sind, so können auch Magnetfeldsonden, die beispielsweise drei Magnetflußröhren enthalten, welche im Azimut in gleichmäßigem Winkelabstand angeordnet sind, an ihrer Stelle verwendet werden. Dabei kann die Anordnung so getroffen werden, daß Signale, die mit denjenigen vergleichbar sind, die direkt von den Röhren 4 und 5 geliefert werden, mit Hilfe von Umformern aus Signalen abgeleitet werden, die von den drei Röhren geliefert werden. Alternativ kann eine der drei Röhren entweder mit der Längsachse oder mit der Querachse entsprechend ausgerichtet werden, und dann können die Signale, die durch die anderen beiden Röhren geliefert werden, in Opposition bzw. Gegenphase zueinander kombiniert werden, um nach Abschwächung um einen Faktor von 1,7321 ein resultierendes Signal, passend zur anderen Achse, zu erzeugen.

Im Fall des oben beschriebenen Systems ist der Faktor (x/X) für praktische Zwecke gleich dem Faktor (y/Y). Wenn dies nicht so wäre, dann könnten die gewünschten Signale, die für die Ausdrücke (7) und (8) repräsentativ sind, dadurch abgeleitet werden, daß die Signale der Verstärker 11 und 13 über zusätzliche Potentiometer geleitet würden. Diese zusätzlichen Potentiometer, welche mit den Potentiometern 10 und 13 entsprechend gekuppelt werden können, werden so eingestellt, daß die Größe des Signals, das repräsentativ für den Ausdruck (5) ist, mit dem Faktor (\-y/Y) multipliziert wird und daß die Größe des Signals, repräsentativ für den Ausdruck (6), mit dem Faktor (\-x/X) multipliziert wird. Alternativ kann das eine oder andere der Ausgangssignale der Verstärker 11 und 13 abgeschwächt oder verstärkt werden, und zwar im Verhältnis (\-y/Y) zu (\-x/X) oder gemäß dem Unterschied in den Einstellungen der Potentiometer 10 und 12.

Die Recheneinrichtung 15 kann statt der anhand der F i g. 2 beschriebenen Ausführungsform einfach einen Funktionsdrehmelder aufweisen, welcher ein Paar von zueinander senkrechten Rotorwicklungen aufweist, die gegenüber einem Paar von zueinander senkrechten Statorwicklungen drehbar sind. Unter diesen Umständen wird der Rotor des Drehmelders in Abhängigkeit vom Winkel M in eine Winkellage zum Stator eingestellt, und den AHSgangssignalen der Verstärker 11 und 13 werden Wicklungen des einen Paares übermittelt; die Ausgangssignale der Recheneinrichtung 15 werden dann von den Wicklungen des anderen Paares abgenommen.

Der Betrieb bzw. die Arbeitsweise des oben anhand der Fig.2 beschriebenen Navigationsgerätes kann leicht überprüft werden. Zum Beispiel kann, wenn die Ausführungsform des Computers 25, die anhand der F i g. 5 beschrieben wurde, verwendet wird, der Betrieb der größeren Teile des Gerätes einfach dadurch überprüft werden, indem ein Signal anstelle des vom Abgriff 26 stammenden Signals injiziert wird, und indem dann die Einstellung der Steuerung 20 verändert wird, um dieses Signal selektiv entweder in den Integrator 42 oder in den Integrator 48 einzubringen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Navigationsgerät zur Bestimmung der Nord/Süd- und Ost/West-Komponenten des rechtweisenden Kurses eines Fahrzeugs, bei welchem im Abstand voneinander auf einem Träger am Fahrzeug angeordnete Magnetfeldsonden jeweils elektrische Signale entsprechend dem an der jeweiligen Sondenstelle wirksamen Erdmagnetfeld liefern und diese Signale in einer Korrektureinrichtung so miteinander kombiniert werden, daß elektrische Signale für die Komponenten G cos Q_m und G sin Q_m des magnetischen Kurses des Fahrzeugs erzeugt werden, gekennzeichnet durch eine der Korrektureinrichtung nachgeschaltete Recheneinrichtung (15), die aus zwei von Hand einstellbaren Multiplikationseinrichtungen (17, 19) für die Multiplikation der magnetischen Kurskomponenten mit dem Tangens der magnetischen Mißweisung (Deklination M) aus einer Subtraktionseinrichtung (16) zur Bildung des Differenzsignals aus dem Produkt des Tangens der magnetischen Mißweisung mit der magnetischen Kurskomponente G sin 0_m und der magnetischen Kurskomponente Gcos0_m und aus einer Additionseinrichtung (18) zur Bildung des Summensignals aus dem Produkt des Tangens der magnetischen Mißweisung mit der magnetischen Kurskomponente Gcos0_m und der magnetischen Kurskomponente G sin 0_m besteht.