DE2214556A1

DE2214556A1 - Richtungsbestimmendes Navigationssystem

Info

Publication number: DE2214556A1
Application number: DE19722214556
Authority: DE
Inventors: Philip M. Windham; Dudevoir Wilfrid G.; Northrup Richard M.; Nashua; N.H. Johnson (V.St.A.)
Original assignee: Sanders Associates Inc
Current assignee: Lockheed Martin Corp
Priority date: 1971-05-24
Filing date: 1972-03-24
Publication date: 1972-12-07
Also published as: AU3874272A; GB1392491A; US3704070A; CH565375A5; DE2214556B2; DE2214556C3; AU458906B2; CA969260A; JPS5542346B1

Description

22|. ο März 1972 A 972 Pp/ib

Firma SANDERS ASSOCIATES, INC., Daniel Webster Highway, South, Nashua, New Hampshire

Richtungbestirnmendes Navigationssystem

Die Erfindung betrifft ein richtungsbestimmendes Navigationssystem und insbesondere ein System, bei welchem ein Beobachter an einem entfernten Ort die Möglichkeit hat, seine Richtung relativ zu einer Referenzrichtung durch einen fixen Punkt festzustellen.

Solche Systeme finden häufig in der Luftfahrt Anwendung, um dem Piloten bei dem Anfliegen einer Landebahn als Informationshilfe zu dienen. Zu diesem Zweck sind verschiedene Vorrichtungen vorgeschlagen worden.In einer Ausführung werden drei oder mehr fächerförmige Lichtstrahlen von unterschiedlichen Farben ausgesendet, aus denen der Pilot entweder mit bloßem Auge oder mittels verschiedener Empfänger feststellen kann, in wel-

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chem Farbstrahl er sich befindet. Damit wird er in-, formiert, ob er sich auf dem richtigen Weg befindet, oder ob er nach einer der beiden Seiten davon abge wichen ist. In anderen Systemen werden viele Lichter in schmalen Strahlen ausgesendet und so gerichtet, daß nur bestimmte Lichter sicMbar sind, wenn der Pilot sich auf seinem korrekten Plugweg befindet, wogegen andere Lichter sichtbar werden, wenn er von diesem Weg abweicht. Vom Blickpunkt des Piloten aus wird ein einziges Licht sichtbar, das ihn nach einer oder der anderen Seite einer Bezugsrichtung lenkt, wenn er vorn optimalen Weg abweicht. Vorliegende Erfindung baut in etwa auf einem derartigen System auf und stellt eine Verbesserung zu dem in der US-Patentanmeldung 877 ~5y$ beschriebenen System dar. Dieses System besitzt eine zylindrische Maske, die mit durchlässigen und undurchlässigen Bereichen ausgebildet ist, welche einen Binär-Code, beispielsweise einen Gray-Code darstellen. Diese Maske rotiert um eine Lampe auf deren Achse derart, daß Segmente des Codes nach und nach mit Projektionslinsen derart zusammentreffen, daß diese Segmente nach und nach in den Raum projiziert werden. Ein Beobachter kann seine Winkelstellung zu einer durch das System verlaufendenReferenzebene

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feststellen, dadurch, daß er Folge und zeitliehen Ablauf der erhaltenen Lichtimpulse feststellt.

Die Anordnung der Anmeldung mit der Seriennummer 877 333 mag für manche Anwendungsfälle zufriedenstellend sein, weist jedoch in ihrer Anwendungsmöglichkeit bestimmte Beschränkungen auf. Beispielsweise führt die Tatsache, daß drehbare Teile für die Drehung der Maske benötigt werden, nicht nur zu einer Beschränkung der Arbeitsgeschwindigkeit, sondern auch zu bedeutenden Nachteilen bezüglich Anfälligkeit und Lebensdauer. Andererseits sind der Bereich und die Anzahl der wirkungsvoll verwendbaren Auflosungs-Elemente durch die Größe und Leistung der Lichtquelle beschränkt, wobei letztere nur bis zu einem bestimmten Punkt in geeigneter Weise zunehmen kann. Dabei wird die Arbeitsgeschwindigkeit durch die Fiequenz begrenzt, bei welcher die Lichtquelle bei irgendeiner gegebenen Spitzenleistung gepulst werden kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes richtungsbestimmendes Navigationssystem zu schaffen. Dabei soll der erfindungsgemäße Gegenstand im Verhältnis zu den bekannten Vorrichtungen geeignet sein, über einen größeren Bereich hin mit einer höheren Auflösung und bei

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einer höheren Geschwindigkeit zu arbeiten.

Die Aufgabe wird im wesentlichen durch ein System gelöst, das eine Vielzahl von Masken, Energiequellen und Projektionssysteme aufweist. Jede Maske stellt ein Segment eines Codes dar. Die Quellen werden nacheinander erregt, daß im wesentlichen in den gleichen Raumsektor nach und nach Muster projiziert werden, die durch diese Segmente festgelegt sind. Ein Beobachter innerhalb dieses Sektors bestimmt sein Winkelverhältnis zu einer Referenzebene, in-dem er Folge und Zeitverhalten der empfangenen Energieimpulse berücksichtigt. Die Verwendung von einer Vielzahl von Energiequellen ermöglicht es, dieses System für eine größere Durchschnittsleistung auszustatten und damit größere Spitzenleistungen pro Impuls oder schnellere Informationsübertragungen zu erreichen, sowie die Verwendung von mehr Auflösun^s-Eletnenten. Selbstverständlich ist auch eine Kombination dieser Merkmale möglich.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen:

Pig. 1 ein Diagramm zur grundsätzlichen Erklärung der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Codes zur Erklärung der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Senders gemäß der Erfindung;

Fig. 4 ein Diagramm einer Form des Binär-Codes,

der für eine Verwendung im Sender nach Fig.3 geägnet ist;

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Empfängers, der im Zusammenhang mit dem Sender der Fig. 3 verwendet werden kann; und

F¹Ig. 6 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist die Lage eines Senders 11 gezeigt, der seine Energie in einen bestimmten, durch die Linien 12 und 1J eingegrenzten Raumsektor richtet, so daß ein Beobachter auf irgendeinem Punkt P innerhalb des Sektors dessen Winkellage in bezug auf eine durch den Sender 11 verlaufende Referenz-Richtung 14 bestimmten kann,- Diese Referenz-Richtung 1st eine Ebene, die senkrecht zur Papierebene durch den Sender 11 verläuft, und sie kann irgendwo innerhalb oder außerhalb des Sektors errichtet werden, jedoch ist für darstellende Zwecke ihre Lage im Zentrum des Sektors gewählt worden. Die Fig. 1 kann entweder aiii Grundriß oder als ein Aufriß betrachtet werden, je-(ioch soll sie zum Zwecke der Beschreibung als Grundriß

? 098 6 0/ OfI

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angenommen werden, so daß der Winkel θ ein horizontaler 'Winkel ist, der zwischen zwei sich schneidenden Vertikalebenen gemessen wird.

Der Sender 11 kann mit strahlender, elektromagnetischer oder akustischer Energie irgendeiner Frequenz mit einer für die Übertragung geeigneten Richtcharakteristik arbeiten. Für die Darstellung ist die Energie des Lichtes gewählt worden. Das Licht wird mit einer Reihe von Impulsen ausgesendet und beginnt vorzugsweise mit einem unkodierten Licht-Impuls als Startimpuls, der in den gesamten Sektor ausgesendet wird, um alle Beobachter zu informieren, daß nun kodierte Impulse folgen werden. Anschließend überträgt jeder Impuls ein räumlich kodiertes Muster, das einen Abschnitt eines Biaär-Codes darstellt. In Fig. 2 sind drei vereinfachte Abschnitts-Codes oder Segment-Codes dargestellt. Der erste kodierte Impuls überträgt ein Lichtmuster, das dem Segment 21 entspricht, das die gesamte linke Seite des Sektors erleuchtet und die rechte Seite im Dunklen läßt. Der nächste kodierte Impuls erleuchtet den Sektor in einem Muster, das durch das Segment 22 festgelegt ist und der dritte kodierte Impuls projiziert ein dem Segment 2J entsprechendes Muster. Jedes Muster ist in vertikaler Richtung gleichförmig

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und erstreckt sich in einem vertikal ausreichenden Winkel, so daß alle Lagen von in Aussieht kommenden Beobachtern umfaßt werden. Man stellt, daß das Impulsmuster "hell-dunkel-dunkel" innerhalb der Auflösungsgrenzen der Vorrichtung für die Vertikaiebene einmalig ist, in der die Sichtlinie des Beobachters vom Punkt P zum Sender 11 liegt. Man sieht ebenfalls, daß der Winkel θ zwischen dieser Ebene und der Referenz-Richtung 14 durch das eindeutige Muster gemessen wird. Für irgendwelche besondere Systeme kann das Muster derart geeicht werden, daß numerische Werte des Winkels θ wiedergegeben werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt, worin eine Vielzahl von Lichtquellen JIa, 31b, 51c ... 5iⁿ gezeigt sind, beispielsweise Xenon-Blitzröhren; eine gleiche Anzahl von Kondensor-Linsen 32a, 32b, 32c ... 32n sind zur Lichtübertragung von den Blitzröhren auf entsprechende Masken 33a., 33b.» 33c ... 33ⁿ derart angeordnet, daß sie diese gleichmäßig beleuchten. Die Maske 33a ist vollKommen durchscheinend (sie könnte auch ^e^^eliXssen werden), währen-d jede der anderen Masken durchlä:ibi_; e und !lichtdurchlässige Bereiche besitzt, wie dies durch schraffierte und freie Flächen dargestellt ist, wo-

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bei jede als ein Segment eines Binär-Codes angeordnet ist. Linsen J54a, 34b, 34c ... j54n sind so angeordnet, daß sie die durch die dazugehörenden Masken bestimmten Musterbilder in einen vorgeschriebenen Raumsektor projizieren. Die Winkel-Abmessungen dieses Sektors v/erden durch die Parameter der Linsen j54 bestimmt, von denen vorzugsweise jede bestimmte Einstell-Elemente besitzt, um sie optisch im wesentlichen untereinander identisch zu machen, so daß die verschiedenen Muster im wesentlichen in den gleichen Sektor projiziert werden. Nimmt man an, daß die Winkelbestimmung in horizontaler Richtung durchgeführt wird, werden die Masken und die dazugehörige Optik sehr geschlossen und direkt übereinander angeordnet, so daß der geringe Anteil der durch deren Versetzung hervorgerufenen Paralaxe in vertikaler Richtung erscheint und deshalb die Messung nicht beeinflußt. Bei den meisten Anwendungen sind die Versetzungen verglichen mit den Abmessungen des beleuchteten Sektors so gering, daiS die Paralaxe vernachlassigbar ist, sogar wenn die Einheiten horizontal angeordnet wären.

Eine Leistungsversorrung und ein Impulserzeuger ;j sind zur Erregung der Röhrt η 'l>\ vorgesehen und zw.-ir j (.ujt-·

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für sich in irgendeiner vorbestimmten Folge. Vorzugsweise wird der Röhre 31^a als erste ein Impuls übertragen, so daß alle Beobachter in dem Sektor erfahren können, daß kodierte Impulse erfolgen werden. Die Dauer der Impulse und die Zeit zwischen den Impulsen wird unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren gewählt, wie beispielsweise des Arbeitsgebietes und -bereiches, des zulässigen Maximums und der durchschnittlichen Leistung jeder Blitzröhre, der notwendigen Übertragungs-Geschwindigkeit und -frequenz und der Art des Empfängers, der entwder das bloße menschliche Auge oder einnDdernes Elektroniksystem sein kann.

Die Anzahl der optischen Einheiten, das heißt der Anordnungen aus Lichtquelle J1, Kondensor-Linse 32, Maske 33 und Projektions-Linsensystern 34 hängt von der gewün.'jchten Auflösung und dem verwendeten Code ab. Ein geeigneter Code ist der abgewandelte Gray-Code nach Fig. 4, der ein völlig freies Segment 40 und soviel kodierte Segmente besitzt, wie gewünscht werden, wobei für Darstellungszwecke sechs Segmente 41 bis 46 gewählt sind. Dieser Code, obwohl er nicht der einzig anwendbare ist, ist insbesondere geeignet, da beim Wechsel von einem Sektor-Be-

- 10 ° 0 [} R u I) / U b' 1 B

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reich in den nächsten nur ein einziger Übergang erfolgt und dieser Übergang erfolgt in der niedrigstwertigen Stelle. Für den in E¹Xg. 4 dargestellten Code müßten sieben optische Einheiten verwendet werden, einer für den Anfangs-Irnpuls und sechs für die kodierten Impulse. Die sieben Masken '^a. bis 55s sind dann gemäß den Mustern der Segmente 40 bis 46 ausgebildet. Insgesamt stellen sie den gesamten Code dar. Dieser Code teilt den Sektor in vierundsechzig winkelmäßig sich unterscheidende Teile. Die Winicelbreite des Sektors und jeden Teiles kann durch geeignete Wahl der Projektions-Linsen 2>4 gewählt werden.

Im Betrieb regen die LeistungsVersorgung und der Impulsgeber 35 jede Lichtquelle in einen· vorbestimmten Zyklus an, beispielsweise in der in Fig. 3 gezeigten Reihenfolge. Es könnten dabei die Länge jedes Impulses und der Zeitraum zwischen den Impulsen genügend lang gewählt werden, so daß ein Beobachter diese mit seinem bloßen Auge wahrnehmen und seine Winkel-Abweichung von der Referenz-Richtung bestimmen könnte. Jedoch wird im vorliegenden Fall angenommen, daß die Erfindung vielmehr in solchen Anwendungen Verwendung findet, die für eine schnellere Betriebsweise eine elektronische Aufnahme und

:* 0 *:i ;ϊ si! / iiii ι ι,

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Dekodierung vorsehen.

Die Fig. 5 zeigt im Blockschaltbild einen geeigneten Empfänger. Eine Linse 51 sammelt die ankommende Energie und fokussiert diese auf ein spektral geeignetes, fotoelektrisches Detektor-Element 52. Der elektrische Ausgang des Detektors 52 wird über einen Verstärker 53 an einen Speicher 54 gegeben, der die Anwesenheit oder Abwesenheit der Energie in jedem Zeitraum, in welchem Impulse erwartet werden können, aufzeichnet. Der Speicher 5^ muß selbstverständlich danach ausgerüstet und eingestellt sein, sich der durch den Impulsgeber 55 festgelegten Impulsfolge und -dauer anzupassen. Die Ausgänge des Speichers ok sind mit einem Dekoder 55 verbunden, in dem die binärkodierte Information in eine analoge oder digitale Information umgewandelt werden kann, welche eine Anzeige des numerischen Viertes des Winkels θ darstellt, der zwischen der Sichtlinie vom Beobachter zum Sender und der Referenz-Richtung liegt. Jede geeignete Ablesevorrichtung kann verwendet werden; für die Darstellung ist ein einfaches Anzeigeinstruinent 56 gewählt worden.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt, worin ein Rahmenträger

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Π ff ■·] _o :\ , _h \] 1 κ

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01 gezeigt ist, bei welchem auf einein Hittelteil zwei Lichtquellen 62 und 63, beispielsweise Xenon-Blitzröhren, angebracht sind. Diese Lichtquellen sind mit Reflektoren 64 und 65 versehen, damit die Lichtenergien in den Kondensor-Linsen 66 und 67 konzentriert werden, die auf dem Vorderteil des Rahmenträgers 61 angebracht sind. Eine Hochspannungs-Ansteuerungsvorrichtung 68 ist in der Nähe des rückwärtigen Teiles des Rahmenträgers untergebracht, unmittelbar hinter den Lichtquellen 62 und 65.

Ein Paar von Masken 7I ^un<ä 72* oder Fadenkreuze, sind am rückwärtigen Ende eines anderen Rahmenträgers 73 in einer derartigen Lage angebracht, daß sie durch das Licht von den Linsen 60 und 67 beleuchtet werden. Die Quelle 62, der Reflektor 64, die Linse 66 und die Maske 7I liegen genau über der Quelle 63, dem Reflektor 6'j, der Linse 67 und der Maske 72. Die rechte Hälfte der Maske 71 (von der Lichtquelle aus gesehen) ist durchlässig, während die linke Hälfte undurchlässig ist. Umgekehrt ist die rechte Hälfte der Maske 72 undurchlässig, während die linke Hälfte durchlässig ist. Das bedeutet, daß die Muster auf den beiden Fadenkreuzen Spiegelbilder voneinander darstellen. In jedem Fall ist die

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Teilung zwischen den Hälften eine scharfe, gerade Linie. Ein Paar Projektionslirisen 74 und 75 sind am vorderen Ende des Rahmenträgers 73 angebracht und zwar derart, daß sie die Bilder der Masken 71 und 72 im wesentlichen in den gleichen Raumsektor projizieren. Die Lage der Masken ist normalerweise so eingestellt, daß sich die beiden Teilungslinien überlagern, so daß die obere optische Einheit (Quelle, Reflektor, Maske und Linse) das rechts von einer scharfen, durch die Mitte des Sektors verlaufenden Linie liegende Feld erleuchtet, während die untere optische Einheit das Feld zur Linken der gleichen Linie erleuchtet.

Hilf slinsen ^r[6 und 77 sind zur Fokussierung den Linsen 74 und 75 beigegeben, wie nachstehend erklärt wird. Die Linsen 76 und 77 sind auf einem Hilfsgestell 78 angebracht, das wiederum gleitbar in den Schienen 81 und 82 gehaltert ist und sich darin auf die Linsen 74 und 75 zu und davon wegbewegen kann. Die Schienen 81 und 82 sind an dem Rahmenträger 75 befestigt. Das Hilfsgestell 78 besitzt eine Zahnstange 85, die mit einem Ritzel 84 zusammenarbeitet, das drehbar im Rahmenträger ^r[J> angebracht ist und einen Einstellknopf 85 aufweist. Die Linsen 74 und bilden ein erstes Projektions-Linsensystem, während die

- 14 -y 0 h Π !) η / [J 6 1 ti

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Linsen 75 und 77 ein zweites derartiges System bilden.

Bei einer normalen Verwendung sind die beiden Fiahmenträger 61 und 75 zusammengebracht und miteinander verbunden. Sie werden durch ein Gehäuse umschlossen, das aus einem Vorderteil 9I und einem RücKteil 92 besteht. Eine externe Leistung und Iuipuls-Versorgung 9j> ist durch ein durch das Rückteil 92 eintretende Kabel 94 mit der Ansteuerungsvorriehtung 08 und den Lichtquellen 62 und 6;5 verbunden.

Im Betrieb werden die beiden Lampen abwechselndgemäß einem Code angesteuert,beispielsweise erhält die obere Lampe einen einzelnen Impuls und die untere Lampe einen Doppelinipuls, Somit ist die visuelle Dekodierung schnell und einfach, ob mit dem menschlichen Auge oder mit einer elektrooptischen Einrichtung. Ein Beobachter auf der rechten Seite der Mittellinie (gesehen von der Projektionsvorrichtung) wird einen Einzelblitz sehen, während ein Beobachter auf der linken Seite einen DoppelbiLtz sehen wird. Er kann die Trennlinien finden, wenn er nach den Lagen sucht, in denen entweder der Einzel- oder der Doppel-Blitz gerade zu verschwinden beginnt. Der Mittelteil,

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in dem der Einzel- und Doppel-Blitz sichtbar sind, kann
durch die Einstellung der Masken 7I und 'J2 breit oder
schmal gewählt werden, um sich damit den verschiedenen
Anwendungsmöglichkeiten entsprechend anzupassen. Bei Anwendungsfällen, bei denen eine hohe Genauigkeit in der
Lokalisierung gewünscht wird, wird der Mittelteil schmal gehalten und eine elektrooptische Wahrnehmung verwendet, urn die relativen Amplituden des Einzel- und Doppel-Blitzes zu messen. Für bestimmte Anwendungen wie beispielsweise die Steuerung in einer Kanal-Navigation können die Masken derart eingestellt werden, daß die Teilungslinien seitlich leicht voneinander versetzt sind, so daß die obere und untere Einheit in der Mitte des Feldes einen gemeinsamen, schmalen Sektor erleuchten. Auf diese Weise werden drei s.charf definierte Sektoren erzeugt, wobei der Mittelsektor den sicheren Navigationskanal definiert.

Die Rahmenträger 61 und 73 können auf einfache Weise miteinander verbunden und voneinander getrennt werden. Der hintere Teil 92 des Gehäuses und der Rahmenträger 61 können abgenommen und durch ein Okular ersetzt werden,
das allgemein die Bezugsziffer 101 trägt. Das Okular 101 besteht grundsätzlich aus einem rechtwinkligen Hilfsrah-

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men 102, auf welchem Feinsehrohre 103 und 104 zur Betrachtung der Fadenkreuze 71 und 72 angebracht sind. Zwei Phiolen 105 und 106 sind auf zwei benachbarten, rechtwinklig zueinander stehenden Teilen des Rahmens 102 angebracht. In Anwendung werden die Feinsehrohre zunächst auf die Fadenkreuze fokussiert und sodann werden die Linsen γβ und 77 mittels des Knopfes Ö'ö eingestellt, um das Bild des Blickfeldes auf den Fadenkreuzen zu fokussieren. So wirken die Projektionslinsen Jk, 75, 76 und 77 wie Objektivlinsen eines Fernrohr-Paares, das der Bedienungsperson ermöglicht, ein Bild eines Blickfeldes zu sehen, das in scharfen Trennungslinien der Fadenkreuze übereinander gelagert ist. Die Fadenkreuze können somit derart eingestellt werden, daß die beiden Trennungslinien in Ausfluchtung stehen oder getrennt sind, je nach dem besonderem Anwendungsfall.

Ein Modell einer besonderen, oben beschriebenen Ausführungsform verwendet ein Gehäuse mit den äußeren Abmessungen von annähernd 7,3 χ 8,7 χ 35 cm (ausgenommen die Leistungsversorgung). Wenn eine elektronische Aufnahme verwendet wird, hat sich bei diesem Modell ein Nutzbereich von mehr als drei Kilometern und eine Winkel-

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genauigkeit von besser als⁷Bogensekunden.ergeben.

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Die Ausführungsformen der Pig. 3 und 6 können zur Richtungsbestimmung in mehr als einer Ebene und/ oder zur Überstreichung von mehr als einem Sektor einfach dadurch verwendet werden, daß zusätzliche Sender in geeigneter Ausrichtung vorgesehen werden. Beide Ausführungsformen sind unter Verwendung von Fadenkreuzen beschrieben worden, die aus abwechselnd angeordneten durchlässigen und undurchlässigen Bereichen bestehen und die bevorzugte Anordnung in vorliegenden Ausführungen darstellen. Jedoch würde der Grundgedanke unverändert bleiben, wenn andere Arten von Fadenkreuzen verwendet werden würden, beispielsweise mit auf die einfallende Energie unterschiedlich ansprechenden Bereichen. Zusätzlich zu den Fadenkreuzen mit durchlässigen und nichtdurchlässigen Bereichen dienen auch Fadenkreuze als Beispiele mit reflektierenden und absorbierenden oder mit reflektierenden und durchlässigen Bereichen. Die Hauptsache ist, daß die Masken geeignet sind, Muster zu bestimmen, in denen die Energie entweder vorhanden oder nicht vorhanden ist.

Aus dem Vorangegangenen wird klar ersichtlich, daß ein verbessertes System zur Richtungsbestimmung vorgesehen ist. Der momentane numerische Wert der Winkelabwei-

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chung wird bestimmt. Es müssen keine bewegten Teile verwendet werden. Die Verwendung einer Vielzahl von Lampen ermöglicht eine entsprechende Zunahme der durchschnittlich ausgesendeten Leistung, wenn die Leistungsgrenze durch die zulässige Wärmeableitung der Lichtquelle dargestellt wird. Ein größeres durchschnittliches Leistungsvermögen kann für eine schnellere Informationsrate, eine größere Anzahl von Auflösurigs-Elementen, eine größere •Spitzenleistung pro Impuls, oder für eine Kombination dieser Merkmale verv/endet werden.

Obwohl besondere AuGführungsformen der Erfindung in genauen Einzelheiten zum 2wecke der Erklärung beschrieben worden sind, so Können doch mit fachmännischen Kenntnissen verschiedene Abwandlungen erfolgen, die ebenfalls durch das nachfolgende ochutzbegehren geschützt sein sollen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 . Navigations-Sender, der einen Beobachter an einem entfernten Ort in einem bestimmten Raumsektor mit einer Anzeige des Winkels zwischen dessen Sichtlinie zum Sender und einer Referenz-Richtung durch den Sender versieht, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Energiequellen (51a ... 51ⁿ)i eine gleiche Anzahl von Masken (33a ... 5Jn) mit jeweils unterschiedlichen Mustern von abwechselnd angeordneten Bereichen, die unterschiedliche Wirkung auf die von den Quellen aus einfallende Energie besitzen, wobei jede Maske so angeordnet ist, daß sie von einer Quelle bestrahlbar ist, und wobei die Bereiche auf den Masken so angeordnet sind, daß jedes Muster ein Segment eines Codes darstellt, während die Muster aller Masken zusammen einen vollständigen Anzeigecode über die Abwöchung von der Referenz-Richtung darstellen, eine gleiche Anzahl von Projektions-Elementen ... 5^ⁿ) zur Projezierung der Strahlung der einzel-

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nen Quellen in dem durch die jeweilige Maske definierten Muster in den Sektor und eine Einrichtung (35) zur pulsierenden Ansteuerung der Quellen gemäß einem bestimmten Zyklus, wodurch die Folge und Zeit der an irgendeinem Ort innerhalb des Sektors erhaltenen Energie-Impulse eine Anzeige für diesen Winkel (Θ) darstellen.

2. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequellen (51a ... j51 n) Lichtquellen und die Projektions-Elemente (J4a ... 34n) optische Elemente sind.

3. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest drei Energiequellen, drei Masken und drei Projektions-Elemente vorgesehen sind.

4. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muster auf den Masken Bereiche aufweisen, welche entweder durchlässig oder undurchlässig für die Energie der Quellen sind.

5. Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl durch jeweils zwei Elemente gebildet ist und daß jede Maske zwei gleiche Bereiche besitzt, ei-

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'? Π W H I, 0 / 0 B 1 B

non durc:ilässip;en und einen undurchlässigen i:,ereich, die durch eine scharfe, gerade Linie getrennt sind.

6. Sender nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche dieser Masken Musterbilder darstellen, welche Spiegelbilder voneinander sind.

7. Sender, der einen Beobachter an einem entfernten Ort in einem bestimmten Raumsektor mit einer Information versieht, mit welcher dieser einen Meßwert des Winkels zwischen seiner Sichtlinie zum Sender und einer Referenz-Ebene durch den Sender erhält, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Lichtquellen (j5ia ... J)An), wovon jede eine für eine kurze Zeitdauer erregbare Lampe besitzt, eine gleiche Anzahl von Masken (55a ».. J53n) mit jeweils unterschiedlichen Mustern von abwechselnd angeordneten, für das Licht von den Quellen (j51a ... j51n) durchlässigen und undurchlässigen Bereichen, wobei diese auf den Masken so angeordnet sind, daß jedes Muster ein Segment eines Codes darstellt, während die Muster aller Masken zusammen einen vollständigen Anzeigecode über die Abweichung von der Referenz-Richtung darstellen, eine gleiche Anzahl von Kondensor-Linsen (32a ... J2n), wovon jede eine der Masken gleichmäßig mit Licht von einer der

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quellen bestrahlt, eine gleiche Anzahl von Projektions-Llrisen (J>ka. ...;)4n), wovon jede ein Muster der hellen und

der
dunklen Bereiche, die von/jeweiligen Maske definiert sind, in den Sektor projizieren, und Elemente für eine aufeinanderfolgende und kurzzeitige Erregung jeder dieser Quellen, wodurch die Segmente des Codes nacheinander in den Sektor projiziert werden.

8. Sender nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß zumindest drei Quellen (31a bis 31 c)*Kondensor-Linsen (32a bis 32c), Masken (33a bis 33c) und Projektions-Linsen (3^a bis 3¹^c) vorhanden sind.

9. Sender nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Einheit mit Hilfslichtquelle (31a), Kondensor-Linse (32a), Maske (33a) und Projektions»Linse (34a) die Maske (33a) völlig durchlässig ist.

10. Sender nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch Elemente in der Leistungsversorgung (35) für die Erregung die Hilfsquelle (31a) vor den anderen Quellen (31b ... 31 n) erregbar ist.

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11. Senderj der einen Beobachter an einem entfernten Ort in einem bestimmten Raurnsektor mit einer Anzeige seiner Seitenabweichung von einer Referenz-Ebene durch den Sender versieht, gekennzeichnet durch einen ersten (61) und zweiten Rahmenträger (75), die lösbar miteinander verbunden sind, eine erste (62) und zweite Lichtquelle (65), die untereinander in dem ersten Rahmenträger (61) angeordnet sind, eine erste (7I) und zweite Maske (72), die untereinander in dem zweiten Rahmenträger (75) angeordnet sind, wobei jede zwei gleiche, durch eine scharfe und gerade Linie getrennte Bereiche besitzt, wovon der eine für das Licht aus den Quellen (62,65) durchlässig, der andere undurchlässig ist, und wobei diese Masken (71*72) in annähernder Ausfluchtung der Trennlinien zueinander angeordnet sind, Elemente (64,65,66,67) auf dem ersten Rahmenträger (61) zur konzentrierten Liehtübertragung von der ersten (62) und zweiten Lichtquelle (63) auf die erste (7I) bzw. zweite Maske (72), erste (74) und zweite Projektions-Linsensysterne (75) auf dem zweiten Rahmenträger (73) zur Projektion des durch die erste bzw. zweite Maske definierten Lichtmusters in den Raumsektor und Mittel (68,93) zur impulsmäßigen Ansteuerung der Lichtquellen nacheinander

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? η a κ ο 0 / α 61 β

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gemäß einem unterscheidenden Code, so daß die Lage eines .Beobachters in dem vektor in bezug auf die Referenz-Ebene aufgrund des erhaltenen Codes bestimmbar ist.

12. Sender nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein zweiteiliges Gehäuse(92, 91), wobei jeder Teil einen der Rahmenträger (M,7J5) umschließt und die Vorrichtung an diesen befestigt ist.

15· Sender nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur konzentrierten Lichtübertragung aus einem ersten und zweiten Reflektor (bk ,0}) und aus einer ersten und zweiten Linse (60,07) bestehen und in ihrer Anordnung mit der er:i.<?n bzw. zweiten Lichtquelle (Ö2,bj;) entsprechend zusanirienareei ten.

14. Jeiidcj- nach i-uuspr"ich 11, ,!;.m;:'eL gekenn;:;·. lohne!., daß das Pro je.it ions-Lin::,en:5y.st<. , iü e/nente (To,77) zui¹ EinstelJ.un.;¹ der Fokussj crüiir ijc:^: j t>;t.

13« S n<ie>' nacii Anspruch 11, ■..■.d'^j'Cjj gekennzej <:ji;k-\, (jaji .'JJUvteJ j.·. Uf;, f]':;twj ]·, ui: ,ef^, - : l··:; (o1) ein ÜkuJ.; (101) wahlweise an de/,. _<Jt;> j ;.e:j . -i i.nträgt;:· (7J>) ''^J1-bj^Jngijar i.^t..

«AD ORiGINAL

Ιό. Jenaer rineh Anspruch Ij, dadurch gekennzeichnet, da;.; dab Okular (101) ein ertsi.fr (10^) und zweites FeInsehrohr (104) zur gleichzeltigeriiietraehtung der Fadenkreuze und des Hildes des Raumsektors besitzt.

17. Senaer, der einen Beobachter an einem entfernten Ort in einem bestimmten Raumsektor mit einer Anzeige seiner Seitenabweichung von einer Referenz-Ebene durch den Sender versieht, gekennzeichnet durch einen ersten Rahrnenträger (61), eine erste (62) und zweite Lichtquelle (6'J)), die untereinander in den ersten Rahrnenträger (61) angeordnet sind, erste (64,66) und zweite Elemente (6u,67), die an dem ersten Rahmenträger zur Sammlung und Richtung des Lichtes aus der ersten und zweiten Quelle angebracht sind, eine Lei s turigs Versorgung und ein Impulsgeber (9J5)j die elektrisch mit den Quellen verbunden sind, einen zweiten Rahmenträger (73)* eine erste (7I) und zweite Maske (72), die untereinander in dem zweiten Rahmenträger (7j5) angeordnet sind, wobei jede zwei gleiche, durch eine scharfe und gerade Linie getrennte Bereiche besitzt, wovon der eine für das Licht aus den Quellen (62,63) durchlässig, der andere undurchlässig ist, und wobei diese Masken (71,72) in annähernder Ausfluchtung der Trennlinien

^clb ~ SAD ORIGINAL

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zueinander angeordnet sind, erste (74) und zweite Projektions-Linsensys leine at-f (tem zweiten Rahmentrager¹ (75) zur Projektion des Lichtes in den Raumsektor, einen Hilfsrahmen (101) und ein erstes (10^) und ein zweites am Hilfsrahmen befestigtes Feinsehrohr (104), wobei durch Elemente am ersten und zweiten Rahmenträger (61, 73) und am Hilfsrahmen (101) entweder der erste Rahmenträger (61) oder uar Hilfsrahmen (101) am zweiten Kanmenträger (75) befestigbar ist, so daß in der Zusammenstellung erster Rahmenträger und zweiter Rahrnenträger das Quellenlicht sarmieloar, auf die Masken (7^*72) übertragbar ist und das durch diese Masken definierte Lichtmuster in den Raumsektor projizierbar ist und in der- Zusammenstellung Hilfsrahmen und zweiter Rahmenträger die Vorrichtung im zweiten Rahrnenträger durch einen beobachter betrachtbar und einstellbar ist.

18. Sender nach Anspruch 17* dadurch gekennzeichnet, daß das Projektions-Linsensystem Elemente zur Einstellung der Fokussierung besitzt.

19. fender nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtciuellen (62 und vr>) durch die Leistungsversorgung und den Impulsgeber (SO) nacheinander gemUi.'.

2 0 9 η i, η / ο 616

22U556

einem bestimmten Code impulsniä/äig ansteuerbar sind.

20. Sender nach Anspruch I7, dadurch gekennzeichnet, daß am Rahmen (102) des Hilf srahniens (101) rechtwinklig zueinander eine erste (I05) und zweite Phiole (IO6) angebracht sind.

J61S