DE2030273C3 - Navigationsverfahren zur Berechnung der von einem Fahrzeug über Grund durchfahrenen Wegstrecke und Vorrichtung zu seiner Durchführung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Navigationsverfahren unter Ausnutzung des Dopplereffekts zur Berechnung der von einem Fahrzeug über Grund durchfahrenen Wegstrecke, wobei Meßsignale längs wenigstens einer Sende-Empfangsrichtung ausgesandt werden, die schräg bezüglich der Vertikalen orientiert ist, mit aufeinanderfolgenden Sende-Empfangsperioden, von denen jede aus der Emission einer akustischen Welle bestimmter Frequenz in Impulsform und aus dem Empfang des Echos des ausgesandten Impulses gebildet ist.

Bei den bekannten Verfahren (US-PS 34 37 987) bestimmt man im wesentlichen die Relativgeschwindigkeit eines Fahrzeugs bezüglich des Grundes.

Diese Information wird dadurch erhalten, daß man durch Demodulation die Frequenzabweichung aufgrund des Dopplereffekts ermittelt, wobei dann die Geschwindigkeit hierzu direkt proportional ist Ist die Geschwindigkeit bekannt, so nimmt man eine Analogintegration vor. Eine Analogintegration führt aber zu sich kumulierenden Fehlern, die das Ergebnis hinsichtlich der durchfahrenen Wegstrecke verfälschen würden. Aus der Patentschrift ist das sogenannte »Janus-System« bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Navigationsverfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem eine diskontinuierliche Aussendung akustischer Welten möglich wird und welches auf einem sich über Grund bewegenden Fahrzeug einsetzbar ist und dabei nicht nur die über Grund durchfahrene Wegstrecke zu bestimmen gestattet, sondern gleichzeitig auch Störeffekte aufgrund Schlingern, Stampfen und Gefälle des unter Wasser befindlichen Erdbodens kompensiert. Das Verfahren soll insbesondere auch für geringe Geschwindigkeiten und bei geringen Tiefen über Grund einsetzbar sein.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß bei einem Navigationsverfahren der eingangs genannten Art dadurch, daß der Frequenzabstand zwischen der Frequenz des Sendeimpulses und der Frequenz des Echoimpulses mit einem Faktor 2"(n = pos. ganze Zahl) multipliziert wird, daß dann die Differenz zwischen der Anzahl der Schwingungsperioden des Sendeimpulses und der Anzahl der Sch .> ingungsperioden des Echoimpulses während einer Zeitdauer gezählt wird, die kürzer als die Impulsdauer des Sendeimpulses ist, und daß schließlich direkt in binärer Form hieraus der vom Fahrzeug durchmessene Weg während eines Zeitintervalls berechnet wird, das gleich der Folgeperiode der Impulszyklen ist, wobei der durchmessene Weg proportional zur Differenz der kumulierten Anzahl der Perioden ist.

Eine vorzugsweise Ausföhrungsform des Verfahrens ist in Anspruch 2 gekennzeichnet.

ίο Vorteilhaft wird das Navigationsverfahren mit einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 3 bis 9 durchgeführt.

Durch die Maßnahme nach der Erfindung wird nicht nur die oben genannte Aufgabe ohne kumulative Fehler is aufgrund von Analogintegration voll gelöst: es fällt vor allen Dingen der Schritt der Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit fort Zum ersten Mal wird direkt eine Entfernungsmessung vorgenommen. Die Direktmessung ist aber nur dadurch möglich, daß numerische Zähltechniken angewendet werden Die Umformung eines Analogsignal in Impulse, die dar>;i gezählt und numerisch behandelt werden, ermöglicht eine wesentlich größere Genauigkeit der Ergebnisse.

Darüber hinaus ermöglicht die Multiplikation der Frequenz der empfangenen Signale mit einem Faktor 2"

— mit einem anschließenden Vorgang, bei dem die gezählten Impulse durch den gleichen Faktor 2" geteilt werden, beispielsweise durch die Verwendung zweier kaskadengeschalteter Binärzähler — eine wesentliche

Steigerung der Genauigkeit

Gegenüber dem Janus-System mit vier Dopplerradarbündeln genügt es bei den Maßnahmen nach der Erfindung, drei Bündel einzusetzen, die entsprechend den drei Kanten einer Pyramide mit Rechteckbasis orientiert sind. Diese drei Bündel genügen, um eine Messung der durchfahrenen Strecke längs zweier orthogonaler Achsen zu erhalten.

Durch die Maßnahmen nach der Erfindung fäi.t also mindestens ein Schritt, der bisher notwendig war, fort Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in

Fig. IA die durch einen Oszillator erzeugten Schwingungen,

F i g. 1B die Verteilung der ausgesandten Wellenzüge als Funktion der Zeit

Fig. IC die Verteilung der Wellenzüge, die sie als Funktion der Zeit empfangen werden,

F i g. 2 die Lage des Geschwindigkeitsvektors bezüglich einer gewählten Emissionsachse in der Längsebene so des Fahrzeuges zur Illustration des Verfahrens,

F i g. 3 die Lage der Emissions- und Empfangsachsen nach einer praktischen Verwirklichungsform der Vorrichtr.jg.

Fig.4 die Zuordnung der verschiedenen, Teil der Vorrichtung bildenden Anordnungen,

F i g. 5 das Schaltbild der die Anordnungen bildenden Elemente,

F i g. 6 schematisch einen am Eingang der Empfängeranordnung verwendeten Verstärker,
F i g. 7 scliematisch einen Frequenzvervielfacher, wie er in der Vorrichtung Verwendung findet,

Fig.8 die Form der elektrischen Signale, die an verschiedenen Punkten des Schaltkreises des Frequenzvervielfachers entnommen wurden, F i g. 9 schematisch zwei Verstärker-Amplitudenbegrenzer, welche mit logischen Detektorkreisen gekoppelt sind,

Fig. 10 schematisch einen bei der Vorrichtung

verwendeten Rechner,

F i g. 11 schematisch den Synchronisator.

Fig. 12 als Funktion der Zeit Form und Verteilung der an den verschiedenen Ausgängen des Synchronisators entnommenen Signale.

Fig. 13einen MeOeinheitenvorwähler.

Das Verfahren nach der Erfindung soll mit Bezug auf die Fig. IA, IB, IC und 2 beschrieben werden. Ein erregter und stabiler Oszillator erzeugt eine Schwingung von der Frequenz /ö und der Periode Ta, die als Emissions- und Synchronisationsquelle (Fig. IA) verwendet wird. Zu einem Augenblick to. der als Ursprung für den Zeitmaßstab auf diesen Figuren genommen wird, läßt ein Modulator einen Wellenzug von r = N\ T_n passieren (wo N\ eine ganze positive Zahl ist; Γ_ο = Zeitdauer).

Die Wiederholperiode der Welienzüge wird mit T bezeichnet und von einer Dauer

T - NT_n

(I)

(2)

des Fahrzeugs auf diese Emissionsrichtung; so hat man die Beziehung

P = ^sin/f (5)

aus den Gleichungen (2) und (5) leitet rruin her

gewählt (wo N eine ganze positive Zahl ist). Dieser in Fig. IB dargestellte Wellenzug befindet sich in Phase mit dem Oszillator und wird in einen Akustikwellenzug umgeformt.

Der im Augenblick f_n ausgesandte Akustikwellenzug wird durch den unter Wasser befindlichen Boden rückgestreut. Das durch den Empfänger nach einem gewissen Zeitintervall empfangene Echo wird durch einen in Fig. IC dargestellten Wellenzug gebildet, welcher aufgrund des DOPPLER-Effektes eine Periode T'und eine Frequenz /"'aufweist, welche durch folgende Beziehung gegeben ist ·

Die Emissionswellenlange, die man mit λ₍, bezeichnet, ist gleich CT₀, wenn man für den Winkel β einen Wert von 30° annimmt. Die Beziehung (6) lautet dann:

und stellt die mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit während des Zeitintervall r 'dar.

Die während dieses Intervalls durchlaufene Bahn ist gieich

*■■■

·"■

*■ (τ - ϋ

Berücksichtigt man die Beziehungen (3) und (4). so >i kann man die Gleichung (7) umformen in

E, - /,,CV₁ -jV,± rj (9)

Die vom Fahrzeug vom Ursprung in aus während der so Folgeperiode /"durchlaufene Bahn wird dann gegeben durch die Beziehung

oder auch die Beziehung

*>■

wobei ο die Projektion auf die Emissionsachse der Geschwindigkeit Vdes Fahrzeugs gegenüber dem unter Wasser befindlichen Boden und C die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der ausgesandten Wellenzüge ist. Nach einem Zeitintervall ΤΊ. welches eine Funktion der Wassertiefe und der Geschwindigkeit Vdes Fahrzeuges ist und durch ein Zusammenfallen in der Phase zwischen den Wellen von der Frequenz fn und der Frequenz f definiert ist. zählt man auf der in Fig. IC dargestellten Kurve die Anzahl der Perioden innerhalb eines Zeitintervall τ', begrenzt durch die Augenblicke i, und T;. von der Dauer

= v, 7;,

(3)

wobei ΛΛ eine positive ganze Zahl ist. Die Kurven IA und IC sind in der allgemeinen Regel im Augenblick /> nicht phasenkoinzident.

Die Anzahl der gezählten Perioden ist (Ns ± ε), wobei Λ/j eine ganze positive Zahl und ε eine Zahl zwischen 0 und 1 ist. Man setzt

(4)

mit Hjs-7-1 irr oitf I-" * (T *? nnW Ι-\«»7«3ΐ4"ΊΐηοΙ mir

Emissionsrichtungswinkel gegenüber der

und mit ρ die Projektion des Geschwindigkeitsvektors V wenn man die Beziehungen (I) und (3) berücksichtigt. Der Ausdruck für die laufbahn Ei kann angegeben werden zu:

mit Q /lan

% I H % tP * *^ ι T f

Vertikalen E₁ - -A-

Wobei man die Beziehung (9) und
V

E,

CV,-N,)K>

(10)

(II)

berücksichtigt und wenn man den letzten Ausdruck vernachlässigt

Ein wichtiger Punkt des Verfahrens besteht darin, numerisch den Wert von

zu berechnen und ihn in ein Zahlwerk zu geben bzw. in einem solchen Zählwerk anzuzeigen.

Um die Berechnung zu vereinfachen, ist es zweckmäßig, die Zahlen Λ/und Λ/2 vorher zu bestimmen und

zu wählen (wobei ρ eine ganze positive Zahl ist). Unter

Berücksichtigung des für dieses Verhältnis gewählten Wertes läßt sich die Bezhiehung(IO)schreiben zu:

E₁ ^ 2 p (Ny

(12)

analog!
h

Andererseils kann die Zahl (N_s - N₂) direkt auf g Weise berechnet werden (beispielsweise synchrone Demodulation), verstärkt werden, geformt werden und in ein Binärregister gegeben werden. Die Multiplikation mit 2o der durch das Regimr angezeigten oder angegebenen Zahl wird dann einfach durch Verschiebung dieser Zahl um ο Range gegen die Bits zunehmenden Wertes vorgenommen.

Ist die Wahl der beiden Parameter 7 und T_n frei, so kann man dagegen die Bedingung τ > r'erfüllen.

Man kann die Beziehung (10) in die Form bringen:

ι-1 -

"vT

L^{1 s}

Die Größe

ν, λ·

soll Eigenpräzisionsfaktor F

genannt werden. Berücksichtigt man die Beziehungen (3).(4)und(7)(Fall wo/J = JO"). so kann man den F^:aktor Fin die Form bringen:

oder ίικΙι

I — ■ — i/i
Λ Ι

Die Meßgenauigkeii. die umgekehrt wie der Faktor F variiert, ist um so besser, je größer das Zeitintervall r' wird. Man kann also feststellen, daß die Genauigkeit von der Wahl des Faktors von /Vund der Geschwindigkeit V des Fahrzeuges abhängt.

Um den Präzisionsfaktor

V- Λ

zu vermindern, wenn die Wassertiefe abnimmt, muß man entweder die Zahl ΛΛ - ΛΛ erhöhen oder den Wert von f verkleinern. Nach den Beziehungen (2) und (3) erkennt man. daß. um die Zahl f/V, - /V.) zu erhöhen, man r bis zu einem Maximum erhöhen muß. das mit der Wassertiefe verträglich ist oder die .Steuerfrequenz L erhöhen. Letztgenannter Zustand, der realisiert werden kann, indem man Wellen bei harmonischen Frequenzen der Frequenz ^ emittiert, ist mit dem Gesetz der Reichweileänderung als Funktion der Frequenz verträglich. Sie übt jedoch einen doppelten Zwang aus. nämlich den. Wandler zu verwenden, die an einem sehr ausgedehnten Frequenzband zur Wirkung kommen und den. daß es notwendig wird, oft Sendefrequenzbereiche zu ändern, wenn das Fahrzeug geringe Wassertiefen passiert.

Aus diesen Gründen ist es vorteilhaft, eine feste Sendefrequenz fa zu verwenden, die bis auf große Wassertiefe eindringen kann, und die Zahl t zu vermindern. Um dies herbeizuführen, sendet man Wellenzüge invariabler Frequenz Ä, aus und multipliziert während des Stadiums des Empfangs der rückgestreuten Wellenzüge den Wen der tatsächlichen Frequenzabweichung zwischen den ausgesandten Wellen und den empfangenen Wellen mit einem Faktor 2" beispielsweise. Auf diese Weise wird die Anzahl der Perioden (Nt — Ni), die während des Zeitintervalls r'gemessen wurde, mit dem Faktor 2" multipliziert. Alles läuft so ab. als wenn man die Zahlt durch 2"dividieren würde.

Diese Multiplikationsstufe der Frequenzabweichung mit 2" ist jedoch fakultativ. Ihre Verwendung hängt von der Genauigkeit, die man erhalten will. ab. In dieser Hinsicht wird die Ausführungsform nach der Erfindung nicht nicht begrenzender Weise beschrieben.

Nimmt man auf Fig. 3 Bezug, so erkennt man die Anordnung der die Sender-F.mpfängereinrichtung bildenden Anordnung, bezogen auf die Fiihr/cugaclisen. Die 3 Wandler sind mit ihren Strahlungsachsen jeweil«. symmetrisch bezüglich den Schlinger- und Stampf Schwingungsachsen sowie gegenüber der vertikalen Achse des Fahrzeugs orientiert.

Ihre Richtungen OX I. OX3 bilden mit der vertikalen OZ einen festen Winkel )'. Die drei, OZ einerseits und OX I, OX2, OX3 andererseits enthaltenden Ebenen bilden mit der Schlingerachse einen festen Winkel ν

Wie man aus der Beschreibung der Vorrichtung nach F i g. 4 sehen wird, werden die rückgestreuten entsprechend drei Richtungen ankommenden Signale jeweils zu zwei gemischt, d. h.. OX 1 mit OX 2 und OX 1 mit OX 3.

Diese Anordnung ermöglicht eine gute Kompensation der Störeffekte des Schlingcrns und Stampfens. Sie sichert auch eine gute Kompensation des ßöschungscffekts des unter Wasser befindlichen Bodens, unabhängig von der Richtung der Neigung bezogen auf die Achsen des Fahrzeugs.

Aus Zweckmäßigkeitsgründen kann man \ einen Wert von 45° geben, die Sendeachsen sind entsprechend drei der Kanten einer Pyramide mit Rechteckgrundflächc angeordnet. Die in der Figur für die Achsen OX I. OX2. OX3 übernommene Anordnung ist nicht begrenzend. Allgemeiner gesagt, diese Achsen können entsprechend drei beliebigen der Kanten der Pyramide orientiert sein.

Man verwendet Wandler, die gleichzeitig für Sendung

iinrl Fmi-xfanCT iHipnpn Kpicniplcu/Picp i*inp Vipl/ahl vnn

reversiblen piezoelektrischen Vibratoren. Das Verfahren wurde aus Gründen der Einfachheit mit Bezug auf F i g. 2 erläutert, wobei der Winkel β gleich 30" gewellt wurde. Bei der Ausführungsform, die mit Bezug auf die F i g. 3 und 4 beschrieben werden wird, verwendet man drei Wandler und eine Demodulationsvorrichtung für die reflektierten Signale, wobei man die Frequenzen der entsprechend OX I und OX 3 einerseits und OXt und OX 2 andererseits ankommenden Signale abzieht. Die Frequenzabweichungen zwischen den Frequenzen der ausgesandten Wellen und derjenigen der empfangenen Wellen, die an den Achsen OXi. OX 2 und OX3 ermittelt werden, sind proportional den Projektionen des Geschwindigkeitsvektors des Fahrzeuges auf diese Achsen und darum proportional sin ;·. Dem Winkel ;· wird also ein Wert gegeben, der es ermöglicht, die Beziehung (12) ohne Modifikation zu verwenden.

Fig.4 zeigt schematisch die allgemeine Ausbildung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung. Sie setzt sich zusammen im wesentlichen aus einem Synchronisator 1. drei Wandlern 5a.5ö.5cund vier mit FI. EZ E3. E4 bezeichneten Anordnungen. Der Synchronisator 1 erzeugt sinusförmige Spannungen bei einer Steuer- und Trägerfrequenz /n und ihren geraden Vielfachen sowie Koordinationssignale für die unterschiedlichen durch die Vorrichtung

realisierten Operationen. Die Anordnung El. erzeugt ausgehend von einer Spannung von der Frequenz f_n und vom Synchronisator kommenden Befehlen Wellen/üge und verstärkt diese, welche in Form von Akustikwellenzügen gegen den unter Wasser befindlichen Boden unter Zwischenschaltung der Wandler 3,7, 56 und 5c übertragen werden. Die Akustikwellenzüge werden nach Rückstreuung durch den unter Wasser befindlichen Boden in Form von elektrischen Spannungen gebracht, welche die Anordnung E2 speisen, welche die Demodulation der rückgcstrciitcn Wellen und die Bestimmung der Frequenzabweichungen mit dem zu je zwei ausgesitndten Wellen, die Multiplikation mit 2' dieser Frequenzabweichungen und die Impulsformgebung der so erhaltenen Signale realisiert. Die Anordnung E3 wird gebildet durch einen Rechner, der ausgehend von diesen Impulsen und von durch den Synchronisator gelieferten Befehlen die Berechnungs-

(Ul UIt.

UtIIt-MIdUICIIC

E₂

(w„ + W₁)/
(W₁, + W₂)/

empfängt. Der Umformer multipliziert die zwei Spannungen und eliminiert die Niederfrequenzkomponente. Die Spannung am Ausgang, die von der Form

Ci cos (2 Wf, + Ui)'

ist. speist 4 Frequenzumformer 10a. iOb, 10c und 1Od Die Ausgänge der Verstärker 66 und 6c werden mit den Wandlern 10,7und 106direkt milden Wandlern lOcund

lOd unter Zwischenschaltung von — -Phpsenschiebern

8 bzw. 9 verbunden. Die Umformer 10a, 106. lOc. 10r/ formen die Produkte der Eingangsspa.inungen und eliminieren die Hochfrequenzkomponcntcn.

Die Spannungen an ihren Ausgängen werden jeweils

nung entsprechend Gleichung (12) vornimmt.

Schließlich ermöglicht es die durch Einheitenvorwähler. logische Vorzeicheneinheiten und binäre Zähler-Zwischenzähler gebildete Anordnung E4, den Modul und das Vorzeichen der durchlaufenen Entfernung in üblichen Einheiten darzustellen.

F i g. 5 zeigt detaillierter die die Anordnungen El. El, E3, EA bildenden Elemente, die in der Beschreibung der F ι g. 4 gegeben wurden.

Die Anordnung E\ arbeitet in folgender Weise: ein Moldulator 2 empfängt von einem Synchronisator I, der später beschrieben werden wird, einerseits eine sinusförmige Spannung von der Frequenz fn und andererseits zwei Folgebefehle in Form von Impulsen, welche die Augenblicke in und U (F i g. I) definieren. Im Zeitintervall r = t_t - in = /V₁ T_n laut der Modulator einen Wellenzug bei der Frequenz Z_n passieren.

Der Ausgang des Modulators 2 speist drei mit a. b und c bezeichnete unterschiedliche Verstärkerwege, die jeweils durch einen Leistungsvorverstärker 3 und einen Verstärker 4 gebildet wurden. Die drei Verstärker 4.i. 4b. 4c speisen jeweils drei Wandlersender 5a. 56. 5c die jeweils während des Zeirntervalls r einen Ultraschallwellenzug bei der Frequenz /ö aussenden. Eben diese drei reversibel arbeitenden Wandler empfangen die vom unter Wasser befindlichen Boden rückgestreuten Signale. Die elektrischen Spannungen, die sie erzeugen, dienen dazu,die Emfpängeranordnung E2 zu speisen.

Mit wo soll die Pulsation der ausgesandten Wellen und jeweils mit ron + Ωι. o>„ + £i>, wn + Li-, die der reflektierten Wellen bezeichnet werden, welche durch die Wandler 5a. 56 und 5cempfangcn wurden, wobei Ü.. ih, Ω) die Abweichungen zwischen den Pulsationcn der ausgesandten Signale und der der jeweils entsprechend den Achsen OXl, OXZ, OX 3 empfangenen Signale sind. Die Empfängeranordnung E2 arbeitet in folgender Weise: Die drei Wandler 5a. Sb. 5c speisen jeweils drei Verstärker 6a. 66. 6c die als Bandpaßfilter wirken. An ihren Ausgängen haben die Amplituden der Signale jeweils die Form:

E₅ COS (b>„ + W₃)/

Das Ausgangssigna! des Verstärkers 6a speist einen Frequenzumformer 7, der andererseits vom Ssnchronisator 1 eine sinusförmige Spannung von der Frequenz f₀

Ι	, /:.
	2
Ε	ι A .-
	2
/;	, Λ",
	2
E	ι /··■.

\- W₁

sin (W₁₁ + Ω, U;) I

cos (W₁₁ + W₁ W-.)/

sin (W₁₁ + W, W₁)/
I

Diese Spannungen speisen 4 Frequenzmultiplikatoren llii. 116, lic bzw. I Ic/, welche die Frequenzen der Eingangssignale mit einem Faktor 2" multiplizieren (n eine ganze Zahl). Die an ihren Ausgängen verfügbaren Spannungen werden also jeweils zu:

cos 2" (w„ f Wi -

_sm 2"(w„ + W₁ - Si·)/

cos 2"(W₁₁ + W₁ - W)/

sin 2"(w₍, f W₁ - W-,)/
2

4 Frequenzumformer 12a. 12c 126. 12c/ empfangen jeweils einerseits die jeweils durch die Multiplikatoren 11a. lic 116. I \dgelieferten Ausgangsspannungen und andererseits eine Spannung von der Frequenz 2" fn. welche vom Synchronisator I geliefert wurde. Diese Umformer multiplizieren die Eingangssignale und eliminieren die Hochfrequenzkomponenten.

Die an ihren Ausgängen auftretenden Spannungen ergeben sich jeweils zu:

/:	ι E,
	2
E	, !■:
	2
E	,E,
	2

cos 2" (W₁ - W,)/

sin 2"(W₁ - Q₂)I

cos 2" (W, -

sin 2"(W, - W₁)/

Die Umformer 12a. 12c. 126 und f.2c/sind jeweils mil 4 Verstärkern-Amplitudenbegrenzern 13a, 13c, 13b, Bc/ verbunden.

Eben diese Operationsverstärker, die im Sättigungsbereich arbeiten, formen die empfangenen sinusförmi- ■> gen Spannungen in rechleckförmige Signale um. Sie haben jeweils zwei symmetrische Ausgänge wo 2 Signale entgegengesetzter Phase verfügbar sind.

Die Verstärker 13a und 13c einerseits, 136 und \3d andererseits steuern zwei logische Detektorkreise 14 κι bzw. 15, welche wie später beschrieben werden wird. Zähl- und Zwischenzählimpulsc an zwei Ausgängen (C] Di) und (C: D>) andererseits an zwei numerisch die Anordnung f"3 bilden Rechner 16a, 16/) und andererseits durch den Synchronisator I gesteuert sind. Diese r. führen die Operation

/■'

definierten Genauigkeit durch, leder Rechner 16a oder 166 steuert über zwei Leiter, von denen einer dem Zählen, der andere dem Zwischenzählen entspricht, einen Einheitenvorwähler(17aoder \7b).der in üblichen Feinheiten (Meter oder Faden) die durehfahrene F.ntfernung anzeigt, die vorhe- in Feinheiten von An berechnet worden war (siehe Beschreibung zur F i g. 1 3).

Die Vorwähler 17a und 176 speisen jeder über zwei Leiter zwei logische Vorzeichencinrichtungen 18.7 bzw. 186. die schließlich jeder, ebenfalls über zwei Leiter, zwei binäre Zähler-Zwischenzähler 19;) bzw. 196 steuern.

Die Rolle der Vorrichtungen 18a und 186 ist hier die. das Vorzeichen des ersten Impulses anzuzeigen bzw. als Sollwert zu geben, der zu den Zählern gelangt (Zähl- oder Zwischenzählimpulse), wenn sie auf 0 bei Durchgang des Fahrzeugs an einer bestimmten Stelle rückgestellt worden sind. Wenn nämlich der erste Impuls einer Zwischenzählung entspricht, zeigt der Zähler seine maximale Binärkapazität 11 ... 1 an. Für eine zweckmäßige Ablesung ist es zu bevorzugen, die Zahl 1. d. h. 00 ... 01 binär mit negativem Vorzeichen anzeigen zu lassen. Dies führen die Vorrichtungen 18a und 186 entsprechend den Wegen G. G. Di. lh aus. welche von den Impulsen genommen wurden, die aus den Rechnern 16a. 166 über die Einheitcnvorwähleinrichtungen YIa. 176 kommen und durch die Ausgangs-Programmiereinrichtungen innerhalb dieser Operatoren gewählt wurden.

Nach Fig. 6 erkennt man den Aufbau eines Verstärkers, wie sie a;.i Eingang der Empfängereinrichtungen E 2 verwendet und mit 6 bezeichnet wurden.

Er setzt sich aus einem Eingangstransformator, der die Eingangsimpedanz des Verstärkungsweges an die der Wandler anpaßt und einer Begrenzereinrichtung für die Verstärker während der Emissionsperiode und 3 in Reihe geschalteten Operationsverstärkern zusammen, von denen der erste für die notwendige Verstärkung sorgt und die beiden anderen ein aktives Bandpaßfilter von 12 db/oktav bilden.

Der Primärkreislauf des Transformators 20 ist an einen der Wandler 5 gekoppelt Der Eingang des Widerstandes 24 ist einerseits mit der Sekundärseite über einen Widerstand 21 und andererseits mit zwei symmetrischen Ausgängen einer bistabilen Kippschaltung 23 über zwei gleiche Dioden 22a und 226 verbunden, die einander entgegengesetzt geschaltet sind. Die Anordnung aus den 2 Dioden und der Widerstand 21 bilden einen Spannungsteiler. Die Kippschaltung 23 wird mittels zweier Leiter ?3a-und 236 durch den Synchronisator 1 gesleueit. Mit R und R" werden die dynamischen Widerstände der Diotien jeweils in direkter Richtung und entgegengesetzter Richtung bezeichnet und mit U und U'die Spannungen jeweils am Ausgang der Sekundärseite und am Eingang des Verstärkers 24. Im Augenblick tn des Sendebeginns wird die Kippschaltung 23 durch den Synchronisator derart positioniert, daß seine Ausgänge eine Spannung erzeugen, welche die Dioden in der leitenden Richtung polarisiert. Die Anordnung aus den 2 Dioden verhält sich dann wie ein Widerstand vom Wert R'. der wesentlich kleiner als der des Widerstandes 21 ist. Hieraus folgt, daß die Spannung Wviel kleiner als //ist. im Augenblick ή des Zähibegiiiris polarisiert die durch den Sytichronisator gesteuerte Kippschaltung 2Ϊ die Dioden 22a bzw. 226 auf die Potentiale - /Z₁, und + U_n. Wenn die Spannung U größer als i/₍₎ ist. so verhalt sich die Anordnung aus den beiden Dioden 22a und 226 wie ein Widerstand vom Wert /?und wenn sie kleiner ,st als dieser, so verhält sich eben diese Anordnung wie ein Widerstand vom Wert R". der wesentlich größer als der des Widerstandes 21 ist. Im erstgenannten I all ist U' stark abgeschwächt, im zweiten Fall ist //' im wesentlichen gleich U- U_n. Ausgehend vom Augenblick fi werden die Modu.spannungen, die kleiner als U₁-. sind, allein an die Verstärker übertragen. Der Zyklus beginnt wieder im Augenblick I_n + T.

Die Ausgangsspannung des Verstärkers 24 speist einen Verstärker 29, der. unter Zusammenwirken mit den Widerständen 25 und 27 und den Kondensatoren 26 und 28 als NicJerpaßfilter wirkt. Die aus dem hinter dem Verstärker 24 angeordneten Verstärker 34. den Widerständen 31 und 33 und den Kondensatoren 30 und 32 gebildete Anordnung w^;rkt als HochpaUfilter. Die Gesamtheit dieser beiden Filter wirkt als Bandpaßfilter. F i g. 7 zeigt eine Ausführungsform eines Frequenzvcrvielfachers der Bauart, wie mit 11a. 116. I U-und 1 Ir/ in Fig. 5 dargestellt. Um die Beschreibui σ zu vereinfachen, soll nur ein Frequenzvervielfacher von zweien mit Bezug auf F i g. 8 beschrieben werden, in der die Formen der elektrischen Signale an verschiedenen Punkten des Schaltkreises dargestellt sind. Mit /"ist die Frequenz eines Signals am F.ingang des Vervielfachers bezeichnet. Dieses Signal speist den Eingang von zwei in

, Sättigungsbereich arbeitenden Operationsverstärkern 36 und 37. leder dieser Verstärker hat zwei symmetrische Ausgänge und liefert zwei Rechtecksignale von entgegengesetzter Phase. Der Verstärker 36 verstärkt und amplitudenbegrenzt das Eingangssignal und er-

, zeugt am Ausgang zwei Rechtecksignale wie z. B. g\ und g2 der F i g. 8. Der Verstärker 37 integriert, verstärkt und amplitudenbegrenzt das Eingangssignal und erzeugt am Ausgang zwei Rechtecksignale ζ. B. Λι und Λ> in Fig. 8. Die Signale z. B. g\. gi, h, Λ? werden jeweils in

ι Differenzierkreise 38a. 386. 38c und 38c/ gegeben, welche sie in Impulse umformen, wie sie jeweils durch Z₁, h>. j\. yi in F i g. 8 dargestellt sind. Die Ausgänge der vier Differenzierkreise 38a. 386, 38c und 3Sd sind an den Eingang eines Operationsverstärkers 40 über vier

-, Dioden verbunden, die jeweils mit 39a. 396.39c und 39d bezeichnet sind. Der Ausgang des Verstärkers 40 steuert eine bistabile Kippschaltung 41.

Aufgrund der Dioden 39 werden nur die positiven

Impulse an den Verstärker 40 übertragen. Man verifiziert so leicht, daß die übertragenen Impulse (Linie k in F i g, 8) bei einer Frequenz gleich dem Vierfachen derjenigen aufeinanderfolgen, die mit einer der Linien /ι, h, j\, h der F i:g, 8 aufgetragen sind. Die nacheinander durch jeden der Impulse betätigte Kippschaltung 41 erzeugt eine Spannung in Form von Rechteckimpulsen (letzte Linie in Fig.8), die eine Frequenz gleich dem doppelten von derjenigen aufweist, die den Eingang 35 speist.

Die Frequenzvervielfachung eines Signals um 2" erfolgt auf die gleiche Weise, indem man η Multiplikatoren der beschriebenen Art in Kaskade anordnet.

F i g. 9 zeigt zwei Verstärker, beispielsweise 13a und 13c die mit einer logischen Detektorschaltung, beispieisweise 14 (F i g. 5) verbunden sind.

Die beiden Operationsverstärker arbeiten im Sättigungsbereich und besitzen je zwei symmetrische Ausgänge, wo zwei gegenphasige Rechteckwellenspannungen verfügbar sind. Man bezeichnet mit cos ωί und sin ωί jeweils Verstärker I3aund 13c Das vom Ausgang 42a nach Passieren des Differenzierkreises 43 kommende Signal wird an zwei »UNDw-Gatter 45 und 46 gegeben. Die Ausgangssignale 42cund 42t/werden nach Durchgang in zwei Differenzierkreisen 44a bzw. 446 an die Gatter 45 und 46 gelegt.

Im Falle der in Fig.9 dargestellten Anordnung 13a, 13c, 14 läßt das Gatter 45, wenn (ßi — Ω2) positiv ist. so einen Zählimpuls durch. Im entgegengesetzten Fall läßt das Gatter 46 einen Zwischenzählimpuls durch. _J0

Die Rechnereinrichtung nach Fig. 10 entsprechend der Anordnung £3 in Fig.4 wird gebildet durch: zwei in Reihe geschaltete Zähler-Zwischenzähler, von denen einer 48 η Bits für die Bruchzahlen, der andere 49 m Bits für die ganzen Zahlen aufweist; und weiter durch ein y, binäres Zwischenzählregister mit (m + p) ganzen Bits; und durch eine logische Anordnung mit einer Programmiereinrichtung für die Ausgänge, die für die Synchronisation der Eingänge und Ausgänge sorgt. Die Programmiereinrichtung wird gebildet durch »UND«-Gatter w 53a. 536. 54a. 546. 59,60. die »ODER«-Gatter 55 und 56 und eine bistabile Kippschaltung 47.

Der Eingang Cist mit den Gattern 53a und 546, der Eingang D mit den Gattern 536 und 54a verbunden. Die Ausgangsklemme Q der Kippschaltung 47 ist mit_den 4-, Gattern 54a. 546und 67 und die Ausgangsklemme φ mit den Gattern 53a. 536 und 66 verbunden. Die Kippschaltung 47 wird durch zwei UND-Gatter 59 und 60 betätigt, die jeweils durch die Eingänge C und D einerseits und andererseits ein UND-Gatter 64 ge- y> steuert sind. Letzteres, mit dem Register 50 verbundenes Gatter betätigt auch einen der Eingänge einer Kippschaltung 51, deren anderer Eingang über einen »vidage« (Entleerung) bezeichneten Leiter, der vom Synchronisator 1 kommt, betätigt wird. Ein Gatter 63 γ, wird durch die Ausgangsklemmc Q der Kippschaltung 51 über den »horlogc« (Taktgeber) bezeichneten Leiter, der vom Synchronisator 1 kommt, und durch einen Umkehrer 52 betätigt, der hinter dem Gatter 64 angeordnet ist. Der Ausgang des Gatters 63 ist mit dem _hn Register 50 und mit den Gattern 66 und 67 verbunden.

Die UND-Gatter 53a. 54a einerseits. 536. 546 andererseits steuern über zwei ODER-Galter 55 und 56 zwei UND-Gatter 57 bzw. 58. deren Ausgänge jeweils mit den Eingängen C und D des Zählwerks-Zwischcn- _h-, Zählers 48 verbunden sind, (comptcur-dccomptcur 48).

Der mit r' bezeichnete vom Synchronisalor kommende Leiter steuert einerseits die beiden Gatter 57 und 58 und andererseits ein UND-Gatter 61. Das Gatter 61 wird auch durch den Zähler-Zwischenzähler 49 gesteuert und mit dem Register 50 verbunden. Ein UND-Gatter 62, welches durch die beiden »Versetzung« und »Taktgeber« bezeichneten Leiter gesteuert ist, wird mit einem Ausgang mit dem Register 50 verbunden. Ein RAZ bezeichneter Leiter sichert über ein ODER-Gatter 65 die automatische Nullrückstellung bei Ende jedes Meßzyklus des Zählers für die ganzen Zahlen 49 und des Registers 50.

Ein mit »Initialisation« (Beginn) bezeichneter Leiter, der direkt mit dem Zählwerk für die Bruchzahlen 48 einerseits, mit dem Zähler 49 und mit dem Register 50 über das ODER-Gatter 65 andererseits verbunden ist sorgt für deren Stellung auf null im Anfangsaugenblick bei Beginn der Operationen.

Die Rechnereinrichtung arbeitet wie folgt:
Während der Zähler-Zwischenzähler 49 und das Register 50 auf Null stehen, ist das Gatter 64 offen, die Spannung an der Ausgangsklemme der Kippschaltung

51 ist Null und das Gatter 63 djirch den Umkehrschalter

52 blockiert Der Anfangsimpuls des Zählfensters r' autorisiert das Öffnen der Gatter 57,58 und 61.

Wenn der erste Impuls durch den Zähleintritt C ankommt, öffnet das Gatter 59 und führt den Kippschalter 47 in einen Zustand, _derart, daß die Spannungen an den Klemmen Q und Q jeweils gleich 0 und 1 sind. Die Gatter 53a, 536, die durch die Klemme ζ> gesteuert sind, sind allein in der Lage zu öffnen. Die Gatter 54a, 546, die durch die Klemme Q gesteuert sind, sind blockiert. Der Zähleingang C steuert über die Gatter 53a, 55 und 57 den Eingang C der Zähler, der Zwischenzählereingang D steuert über die Gatter 53c/, 56, 58 den Eingang D der Zähler. Wenn /V₁ und Ν,ι jeweils die Zähl- und Zwischenzählimpulszahl sind, so zeigen die Zähler die Differenz N- — Ν,/an.

Umgekehrt, wenn der erste Impuls durch Zwischenzähleingang D einlangt, so öffnet das Gatter 60 und positioniert die Kippschaltung 47 in einen Zustand, derart, daß die Spannungen an den Klemmen Q und Q jeweils gleich I und 0 sind. Aus den gleichen Gründen wie vorher sind allein die Gatter 54a. 546 in der Lage zu öffnen. Die Eingänge C und D steuern jeweils über die Gatter 54b, 56,58 und 54a. 55,57 die Eingänge D und C der Zähler. Die Zähler zeigen dann Ni - N, an.

Dieser Wählvorgang der Kanäle reproduziert sich jedesmal, wenn das Register durch den Wert null wieder durchgeht.

Ist das Gatter 61 geöffnet, so wird der gesamte Teil von \N - Ν,ι I in das Register 50überführt.

Der erste in das Register überführte Impuls schließt das Gatter 64 und blockiert die Kippschaltung 47 in ihrer Stellung. Das Gatter 63 wird über den Umkehrschalter 52 cntblockt.

Im Augenblick I2 des Zählintervalls r' öffnet eine Rechteckwelle mit der Dauer pTo. die durch den Verschiebungsleiter kommt, das Gatter 62. Eine Zahl ρ von Taktgeberimpulsen, die auf die Frequenz f» folgt, verschiebt um ρ Ränge gegen die Bits zunehmendem Wertes die im Register enthaltene Zahl und sorgt so für eine Multiplikation um 2'¹ des gesamten Teils von \N,■— N,i\. Im Augenblick (ti + ρΤ_α) bei Ende des Verschiebungsvorganges positioniert ein durch den Entlccrungsleiter kommender Impuls die Kippschaltung 51 in einen Zustand, derart, daß die Spannung an der Klemme Q gleich I wird. Das Gatter 63 läßt Taktgeberimpulsc bis zur gesamten Leerung des Registers passieren, wodurch das Gatter 64 geöffnet

und das Gatter 63 über den Umkehrschalter 52 geschlossen wird.

Entsprechend den vom Permutator gewählten Kanälen treten diese Impulse durch das Zählgatter 66 oder das Zwischenzählgatter 67 aus. Anders ausgedrückt, wenn Nc — Nd> 0, so treten N_c — Nd Impulse bei C aus und, wenn N_c — Nd<0, so treten \Nc — Nd | Impulse bei Daus.

Der in F i g. 11 schematisiert dargestellte Synchronisator entsprechend dem Element 1 der Fig,4 wird mit Bezug auf Fig. 12 beschrieben. Er umfaßt einen Oszillator mit Wien'scher Brücke, der ein Signal von der Frequenz 2" k erzeugt (graphische Darstellung e der Fig. 12, wo π = 1 gewählt wurde). Er speist ein Zählwerk 69, dessen Ausgang mit dem Eingang verbunden ist und welches auf diese Weise als Teiler wirkt Dieses Zählwerk erzeugt an einem vorgewählten Ausgang bei einem Zählwert von 1" Einheiten ein Signal der Frequenz Z₀ (graphische Darstellung f, Fig. 12), welches bei der Emission benutzt wird.

Ein Signal der Frequenz 2*< /Ό (wobei k\ eine ganze Zahl kleiner als η ist) wird an einem der Ausgänge entnommen und speist über ein UND-Gatter 70, welches über einen Deblockierungsleiter 79 im Ausgangsaugenblick geöffnet ist, ein Zählwerk 71 von der Kapazität N, dessen Ausgang mit dem Eingang verbunden ist Der vorgewählte Ausgang vom Zählwert Ni erzeugt einen Impuls, der den Augenblick (3 (graphische Darstellung h, Fig. 12) definiert Ein Signal der Frequenz wird am Ausgang entnommen und

geht in ein drittes Zählwerk 72 der Kapazität 2*2 über (vobei ki eine ganze Zahl zwischen 0 und π ist), dessen Ausgang mit dem Eingang verbunden ist. Die Frequenz-

impulse

folgen aufeinander mit einer Periode

35

N 7ό und bilden die Augenblicke fe des Beginns jeder Folgeperiode (graphische Darstellung g, F i g. 12). Zwei gleiche Zählwerke 74 und 77, die jeweils für einen der beiden Meßkanäle verwendet werden, werden durch das Frequenzsignal /b gespeist, welches aus dem Zählwerk 69 über zwei UND-Gatter 73 und 76 austritt. Diese Gatter 73 und 76 sind jeweils nur dann geöffnet, wenn die Pulsationsschwingungen Ωι -U₂ und Ωι — Qi, die am Ausgang der Umkehrschalter 12 entnommen werden, vorhanden sind, d. h. im Augenblick U (graphische Darstellung i, Fig. 12). Die Anfangsimpulse beim öffnen der Gatter definieren den Augenblick fi und dienen auch zur Steuerung der selbsttätigen Null-Rückstellung (RAZ) der Zähler des so Rechners im Augenblick jedes Zählzyklus. Die Gatter 73 und 76 steuern jeweils zwei bistabile Kippschaltungen 75 und 78.

Die Zählwerke 74 und 77 zeichnen, ausgehend vom Augenblick fi, die Impulse der Frequenz /ό auf. Sie haben ss jeweils einen vorgewählten Ausgang von einem Zählwert Ni und einen vorgewählten Ausgang mit einem Zählwert (N₂ + p). Der erste liefert einen den Augenblick h definierenden Impuls (graphische Darstel lung j, F i g, 12. wo M = t gewählt wurde), der zweite einen Impuls, der den Augenblick fe + pT₀ definiert (graphische Darstellung k, Fig, 12, wo man ρ = 2 gesetzt hat). Die Ausgangsklemmen, die beim Wert #2 der Zählwerke 74 und 77 vorgewählt sind, werden jeweils mit zwei Kippschaltungseingängen 75 und 78 verbunden.

Die Kippschaltungen werden durch Impulse gesteuert, welche zu den Augenblicken fi und fe erzeugt wurden. An ihren Ausgängen erhält man ein Signal der Dauer τ¹, welches das Zählzeitintervall (graphische Darstellung 1, F i g. 12) definiert Um die Zuverlässigkeit der Ergebnisse zu erhöhen und sie unabhängig von sämtlichen Störsignalen zu machen, steuert man das öffnen der Gatter 73 und 76 durch zwei UND-Gatter 79 und 80, die jeweils mehrere Eingänge aufweisen. Das öffnen des Gatters 73 erfolgt beispielsweise durch die gleichzeitige Coinzidenz am Gatter 79 der Pulsationssignale ωο + ßi, ωο + Ωι ωο und Ω\ — Ω₂, die im Empfängerkreis entnommen wurden. Das öffnen des Gatters 76 wird beispielsweise durch die gleichzeitige Coinzidenz am Gatter 80 der Pulsationssignale ω₀ + Ωι, ωο + &3, Ωο und Ωι — Qj vorgenommen, die im Empfängerkreis entnommen wurden. Ein zusätzlicher Eingang (ES), der durch eine nicht-dargestellte Echosonde gesteuert wird, kann an jeder der beiden Gatter

79 und 80 zugefügt werden.

Der Vorwähler nach Fig. 13, der mit 17 in Fig.5 bezeichnet wurde, wird durch zwei Zähler-Zwischenzähler mit zwei Eingängen 79 und 80 gebildet, welche Ausgänge aufweisen, welche auf Zählwerte q\ bzw qi vorgewählt wurden. Jeder hiervon ist mit einem Eingang an den Zählleiter C und mit dem anderen an den Zwischenzählleiter D angeschlossen. Die Eingänge Cund D sind direkt mit den Ausgängen des Vorwählers jeweils über die Leiter 81a und 81 b verbunden. Die Ausgangsklemmen 822 und 83a der Zählwerke 79 und

80 sind jeweils mit den Oq₁ und Oq₂ bezeichneten Ausgangsklemmen verbunden, wo man über Zählimpulse verfügt, deren Zahl jeweils durch «71 und qz dividiert ist Die Ausgangsklemmen 826, 83ό der Zählwerke 79 und 80 sind mit den Dlq\ und DZq₂ bezeichneten Ausgangsklemmen verbunden, wo man über Zwischenzählimpulse verfügt, deren Zahl jeweils durch q\ und q₂ gestellt ist Diese Ausgänge sind mit einem Dreiwegkommutator 84 verbunden, der es ermöglicht, eines der drei Wertpaare zu wählen ('Cund D, oder Oq₁ und Dlq\ oder auch CIq₂ und DIq₂).

Es ist also möglich, die durchl&dfene Entfernung entweder in Einheiten von A₀ mit der mit der Vorrichtung bestmöglichen, erhältlichen Auflösung entweder in Motern oder in Faden anzuzeigen.

Wenn die gewählte Einheit der Meter ist, so gibt man φ einen Wert, derart, daß ςη · A₀ ■> Im. Wenn die gewählte Einheit der Faden ist, so gibt man q₂ einen Wert, derart, daß qi · A₀ ·= 1,852 m (Wert des Fadens ausgedrückt in Meter). A₀ bezeichnet hier die Sendewel· lenlänge.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1. Patentansprüche;

   U Navtgationsverfahren unter Ausnutzung des Dopplereffekts zur Berechnung der von einem Fahrzeug über Grund durchfahrenen Wegstrecke, wobei Meßsignale längs wenigstens einer Sende-Empfangsrichtung ausgesandt werden, die schräg bezüglich der Vertikalen orientiert ist, mit aufeinanderfolgenden Sende-Empfangsperioden, von denen jede aus der Emission einer akustischen Welle bestimmter Frequenz in Impulsform und aus dem Empfang des Echos des ausgesandten Impulses gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzabstand zwischen der Frequenz des Sendeimpulses und der Frequenz des Echoimpulses mit einem Faktor 2" (n = pos. ganze Zahl) multipliziert wird, daß dann die Differenz zwischen der Anzahl der Schwingungsperioden des Sendeimpulses und der Anzahl der Schwingungsperioden des Echoimpuises während einer Zeitdauer gezählt wird, die kurzer als die Impulsdauer des Sendeimpulses ist, und daß schließlich direkt in binärer Form hieraus der vom Fahrzeug durchmessene Weg während eines Zeitintervalls berechnet wird, das gleich der Folgeperiode der Impulszylclen ist, wobei der durchmessene Weg proportional zur Differenz der kumulierten Anzahl der Perioden ist
2. 2. Navigationsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägrichtungen drei der Kulten einer Pyramide mit Rechteckbasis bilden, wobei die Seiten dieser Basis parallel zu den Längsachsen und den Querachsen des Fahrzeugs verlaufen, und daß die entsprechend einer dieser Richtungen empfangenen Signale jeweils getrennt r, mit den entsprechend den anderen Richtungen empfangenen Signalen paarweise gemischt werden.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen (Ei) zur Erzeugung elektrischer Impulse bestimmter Frequenz, Sende-Verstärker (4), deren Ausgänge an als Senderempfänger wirkende eleK troakustische Wandler (5) angeschlossen sind, so daß akustische Wellen längs zweier Emissionsachsen ausgesandt werden, die um einen gleichen Winkel 4-, bezüglich der durch das Fahrzeug gehenden Vertikalen geneigt sind, Empfangsverstärker (6) zur Verstärkung der von den Wandlern (5) empfangenen Signale, Einrichtungen (7—12) zum paarweisen Mischen der verstärkten, entlang einer als Bezug genommenen Achse empfangenen Signale mit den entlang der anderen Achse empfangenen Signalen unter Erzeugung von Signalen mit einer Frequenz, die gleich der Differenz zwischen den Frequenzen der entsprechend dieser Bezugsachse und der anderen Achse empfangenen Signale, multipliziert mit einem Faktor 2", ist; Einrichtungen (14) um die von den Einrichtungen zum Mischen (7—12) erzeugten Signale in Impulse umzusetzen; einen Binärrechner, der direkt in Betrag und Vorzeichen, ^o ausgehend von diesen Impulsen, die während der Folgeperiode vom Fahrzeug durchfahrene Wegstrecke längs wenigstens einer Fortbewegungsrichtung in einer durch diese beiden Achsen gehenden Ebene bestimmt, wobei der Rechner wenigstens ^5 zwei in Reihe geschaltete binäre Vorwärts-Rück· wärts-Zähler, von denen einer n-Bits aufweist, umfaßt; Einrichtungen (EA) zur Anzeige der Ergebnisse des Rechners, die die Länge und das Vorzeichen der entsprechend der Fortbewegungsrichtung durchfahrenen Wegstrecke anzeigen, und schließlich Einrichtungen (El) zur Synchronisation der durchgeführten Operationen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge der Empfangsverstärker (6) parallel an die Ausgänge der Sendeverstärker (4) über Begrenzerkreise angeschlossen sind, die die Amplitude der Signale, die an die Empfangsverstärker (6) gelangen, während der Sendeperioden begrenzen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Verstärkereinrichtungen für die entlang den drei Achsen empfangenen Wellen verbundenen Kombinationseinrichtungen Frequenzwandler umfassen, die so ausgebildet sind,

   daß sie zwei um — phasenverschobene Signale erzeugen, deren Frequenz gleich f\ — h + k ist, und zwei um—phasen verschobene Signale erzeugen,

   deren Frequenz gleich f\ — /j + /& ist, wobei f\ die Frequenz der entsprechend der Bezugsachse empfangenen Signale ist und f₂ und h jeweils die Frequenzen der Signale sind, die entsprechend den beiden anderen Achsen empfangen wurden, und /Ό die Frequenz der ausgesandten Signale ist; Frequenzvervielfacher (Ua, Wb, Wc, Wd), die mit den Frequenzwandlern verbunden sind und die Frequenzen der aus den Wandlern austretenden Signale mit 2" multiplizieren; und mit Frequenzwandlern (12a, 126, 12c, \2d), die mit. den Ausgängen der Frequenzvervielfacher und den Synchronisationseinrichtungen verbunden sind, um jeweils zwei um

   —phasenverschobene Signale, deren Frequenz gleich 2" (f\ — /2) ist, sowie zwei Signale zu erzeugen, die um — phasenverschoben sind und deren Frequenz gleich 2" (f\ — /j) ist
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der 2"-Frequenzvervielfacher aus π serienartig angeordneten Vervielfachereinheiten gebildet ist, von denen jede zwei an einen gemeinsamen Eingang angeschlossene parallelgeschaltete Ketten umfaßt, von denen jede einen Operationsverstärker-Amplitudenbegrenzer (36,37) mit zwei gegenphasigen Ausgängen aufweist, vier Flankendifferenzierkreise (38a, 3Sb, 38c, 38d) zur Umformung der amplitudenbegrenzten Signale in Impulse, wobei jeder mit einem der vier Ausgänge der beiden Verstärker verbunden ist, vier Dioden (39a, 39b, 39c, 39d) jeweils hinter einem der Differenzierkreise; einem dritten Operationsverstärker (40) mit vier mit den Ausgängen der vier Dioden (39a — d) verbundenen Eingängen und eine bistabile Kippschaltung (41). die mit dem Ausgang des dritten Verstärkers verbunden ist, der ein Signal von einer Frequenz gleich der doppelten Eingangsfrequenz an einem Ausgang erzeugt, der an den Eingang der in der Kette nachfolgenden Vervielfachereinheit angeschlossen ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rechner aus zwei in Reihe geschalteten binären Vorwärts-Rückwärts-Zählern (48, 49), der eine mit η Bits für die Bruchzahlen, der andere mit m Bits für die ganzen Zahlen, einem

   binären Flückwärtszähler-Register (50) mit (m + p) Bits und einer Anzahl logischer Elemente (47, 51 -67,79), besteht,

   8, Vorrichtung nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Begrenzerkreis einen Transformator (20) aufweist, dessen Primärwicklung mit den Wandlereinrichtungen und dessen Sekundärwicklung mit einem Spannungsteiler verbunden ist, wobei letzterer gebildet ist durch einen Widerstand (21), der mit zwei parallel und gegensinnig geschalteten Dioden (22a, 22b) verbunden ist, deren dynamische Widerstände in Durchlaß- und in Sperr-Richtung jeweils sehr viel kleiner und sehr viel größer als der Wert des Widerstands (21) sind, wobei die Dioden mit Einrichtungen (23) zur Vorspannung in Durchlaßrichtung während des Sendezeitintervalls der intermittierenden Signale und zur Vorspannung in Sperr-Richtung während eines Zeitintervalls τ' verbunden sind.