DE2602817A1 - Bordrechner fuer luftfahrzeuge - Google Patents
Bordrechner fuer luftfahrzeugeInfo
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- G06G7/48—Analogue computers for specific processes, systems or devices, e.g. simulators
- G06G7/78—Analogue computers for specific processes, systems or devices, e.g. simulators for direction-finding, locating, distance or velocity measuring, or navigation systems
Description
°&.ienianv\,ält3 Dip!.-lng. C u rt Wal I ach
Dip!.-Ing. Günther Koch
Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach
2602817 Dipl.-lng. Rainer Feldkamp
D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d
Datum: ^ W'- 37g
Unser Zeichen: I5 39Λ - Fk/Ne
Sperry Rand Corporation New York, USA
Bordrechner für Luftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf Bordrechner zur Verwendung in Punk-Flächennavigationseinrichtungen, insbesondere anhand
von OMEGA- und VOR-DME-Funknavigationshilfen.
VOR-/DME-Funknavigationshilfen werden zur Lieferung von Breiten-
und Längengrad-Positionsdaten an Luftfahrzeuge verwendet, die mit geeigneten Funknavigationsempfängern ausgerüstet sind.
Eine VOR-/DME-Station verwendet ein übliches VOR-Sendesystem
zur Lieferung von Peildaten bezüglich der Stationsposition an das Luftfahrzeug sowie ein übliches DME-System zur Lieferung
von Entfernungsdaten des Luftfahrzeuges zur Station. Analogoder Digitalgeräte an Bord des Luftfahrzeuges wandeln die Peil-
und Entfernungsdaten bezüglich der festen Position der Station in gut bekannter Weise in Breiten- und Längengrad-Positionsdaten
des Luftfahrzeuges um.
Die von der VOR-/DME-Funknavigationshilfe gelieferten Positionsdaten sind genau, wenn sich das Luftfahrzeug relativ nahe an
der VOR-DME-Station befindet, doch wird die Entfernung bei erheblichen
Entfernungen von der Station schlechter. Derartige
609831/0749 ·/·
Systeme liefern Genauigkeiten in der Größenordnung von einigen Zehntel einer Nautischen Meile in einer Entfernung von ungefähr
10 NM von einer Station, sie weisen jedoch einen Fehler von 5 bis 10 NM bei Entfernungen von IOC bis 200 NM von der Station
auf. Ein Fehler, der nicht größer als ungefähr 2 Meilen ist, ist während des gesamten Fluges des Luftfahrzeuges erwünscht,
um eine Verringerung der Breite von Luftverkehrsstrecken zu
ermöglichen.
Bisher bekannte Versuche zur Vergrößerung der Fluggenauigkeit umfaßten die Verwendung von doppelten getrennten DME-Systemen.
Obwohl dieses DME-/DME-System bei beträchtlichen Entfernungen
von den Funknavigationsstationen genauer ist als das V0R-/DME-System
benötigt das DME-/DME-System zwei vollständige DME-Empfänger,
(wobei ein DME-Empfanger komplizierter ist als ein VOR-Empfänger)
sowie eine beträchtlich kompliziertere auf den beiden Entfernungsvektoren mit einem beträchtlichen Winkel zueinander
liefernden DME-Stationen beruhende Wegpunkt- oder Log-Definition verglichen mit dem wesentlich einfacheren VOR-ZDME-Navigationssystem.
Alternativ wurden Trägheitsnavigationsgerate mit einer
funkgestutzten Erneuerung der Werte bei nahe an einer Station befindlichem Luftfahrzeug in Navigationssystemen verwendet,
doch sind Trägheitsnavigationsgeräte verglichen mit den einfacheren Funknavigationssystemen äußerst aufwendig.
Wie dies gut bekannt ist, ist OMEGA ein niedergrequentes Hyperbel-Navigationssystem,
das auf der gesamten Welt Breitengrad- und Längengrad-PosJtionsdaten liefert. Das OMEGA-System ermöglicht
eine Genauigkeit von 1 bis 2 NM, doch benötigen OMEGA-Empfänger aufwendige Einrichtungen zur Korrektur von Ausbreitungseffekten,
damit diese Genauigkeit erzielt wird und diese Ausbreitungseffekte sind typischerweise von einer sich täglich langsam ändernden
Art.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bordrechner zu schaffen, der genaue Positionsdaten anhand eines VOR-/DME-Funkempfängers
und eines grundlegenden OMEGA-Empfängers ohne die
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• - 3 -
aufwendigen Ausbreitungskorrektureinrichtungen ergibt.
Erfindungsgemäß wird ein Bordrechner geschaffen, der ein berechnetes
Positionsdatensignal in Abhängigkeit von einem OMEGA-Positionsdatensignal von einem OMEGA-System, einem VOR-/DME-Positionsdatensignal
von einem auf eine bodenseitige VOR-/DME-Einrichtung
abgestimmten VOR-/WQE-Gerät und einem den Abstand des
Luftfahrzeuges von der VOR-/DW,-Einrichtung darstellenden Ent-.fernungssignal
liefert und erste auf das VORVDME-Positionsdatensignal
und das berechnete Positionsdatensignal ansprechende Summiereinrichtungen zur Lieferung eines den Unterschied zwischen
diesen Signalen darstellenden Positionsdaten-Fehlersignals, auf das Positionsdaten-Fehlersignal und das Entfernungssignal ansprechende
OMEGA-Kompensationseinrichtungen zur Lieferung eines
OMEGA-Kompensationssignals mit einer Abhängigkeit von dem Positionsdaten-Fehlersignal
entsprechend einer inversen Funktion der Entfernung, und zweite auf das OMEGA-Positionsdatensignal
und das OMEGA-Kompensationssignal ansprechende Summiereinrichtungen
zur Lieferung des berechneten Positionsdatensignals entsprechend der algebraischen Summe hiervon umfaßt.
Entsprechend einem weiteren Grundgedanken der Erfindung wird
ein Bordrechner zur Lieferung eines berechneten Positionsdatensignals in Abhängigkeit von einem OMEGA-Positionsdatensignal
von einem OMEGA-System, einem VOR-/DME-Positionsdatensignal von einem auf eine bodenseitige VOR-/DME-Einrichtung abgestimmten
VOR-/DME-Gerät und einem die Entfernung des Luftfahrzeuges von
der VOR-/DME-Einrichtung darstellenden Entfernungssignal geschaffen,
der Einrichtungen zur Speicherung eines vorhergehenden Wertes des OMEGA-Kompensationssignals, erste Einrichtungen zum
Addieren des derzeitigen Wertes des OMEGA-Positionsdatensignals zum vorhergehenden Wert des OMEGA-Kompensationssignals zur Lieferung
eines temporär berechneten Positionsdatensignals , zweite Einrichtungen zur Subtraktion des Wertes des temporär berechneten
Positionsdatensignals von dem derzeitigen Wert des VOR-/ DME-Positionsdatensignals zur Lieferung eines Positionsdaten-Fehlersignals,
dritte Einrichtungen zur Berechnung eines Ver-
609831/0749 ,
stärkungswertes entsprechend einer inversen Punktion der Entfernung,
vierte Einrichtungen zur Multiplikation des Wertes des Positionsdaten-Fehlersignals mit dem Verstärkungswert zur
Lieferung eines Integranden-Wertes, fünfte Einrichtungen zur
Multiplikation des Integranden-Wertes mit der seit der Berechnung des vorhergehenden Wertes für das OMEGA-Kompensationssignal
und zur Addierung des Ergebnisses des vorhergehenden Wertes des OMEGA-Kompensationssignals zur Lieferung eines erneuerten Wertes
des OMEGA-Kompensationssignals, so daß eine Zeitintegration des Positionsdaten-Fehlersignals mit einer Verstärkung durchgeführt
wird, die durch die dritten Einrichtungen bestimmt ist, und sechste Einrichtungen zur Addierung des erneuerten Viertes des
OMEGA-Kompensationssignals zum derzeitigen Wert des OMEGA-Positionsdatensignals zur Lieferung des berechneten Positionsdatensignals
umfaßt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird damit durch einen OMEGA-VOR-/DME-Positionsdatenreohner gelöst, der ein berechnetes
Positionsdatensignal in Abhängigle it von entsprechenden
OMEGA- und VOR-ZüME-Positionsdatensignalen liefert. Der Rechner
schließt eine Schaltung zur Lieferung einer OMEGA-Kompensation
ein, die algebraisch zu dem OMEGA-Positionsdatensignal addiert wird, um das berechnete Positionsdatensignal zu liefern, wobei
die OMEGA-Kompensation entsprechend dem Unterschied zwischen den VOR-/DME-Positionsdaten und den berechneten Positionsdaten abgeleitet
wird. Die Verstärkung der OMEGA-Kompensationsschaltung
wird in umgekehrter Beziehung bezüglich der Entfernung des Luftfahrzeuges von der VOR-/DME-Station gesteuert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Auiührungs-
form des Rechners, der ein OMEGA-VOR-ZDME-Positions·
datenrechner ist;
609831/0749 ./.
Fig. 2 ein schematisehes Blockschaltbild einer weiteren
Ausführungsform eines Rechners, der ein
OMEGA-VOR-ZDME-Positionsdatenrechner ist, der
mit einem Digitalrechner ausgeführt ist;
Fig. 5 ein Rechnerprogramm-Flußdiagramm zur Erläuterung
und gerätemäßigen Ausführung der Berechnungen des Bordrechners nach Fig. 2;
Fig. 4 ein Flußdiagramm des Betriebes des Rechners nach
Fig. 2 in Ausfall-Betriebsweisen.
In Fig. 1 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform
eines OMEGA-VOR-/DME-Positionsdatenrechners dargestellt,
Dieser Rechner wird anhand der Breitengradberechnung beschrieben.
Es ist verständlich, daß die Längengrad-Berechnung in genau
der gleichen V/eise -durchgeführt wird. Die Breitengrad-Positionsdaten
von dsm OMEGA-Gerät werden einem Anschluß 10 zugeführt und sind mit /U bezeichnet. Die Λ-^-Daten werden von einem
grundlegenden OMEGA-Funkempfänger abgeleitet und werden in irgendeiner geeigneten und gut bekannten Weise in ein richtiges
Format zur Zuführung an den Rechner nach Fig. 1 bearbeitet. Die Breitengrad-Daten am Anschluß 10 werden als ein
Eingang einer Summierschaltung 11 zugeführt, deren Ausgang über einen Umschalter 12 weitergeleitet wird, um den berechneten
Breitengrad-Ausgang λ des Bordrechners zu liefern.
Die Breitengrad-Positionsdaten von dem V0R-/DME-System werden
einem Anschluß 15 zugeführt und sind mit λ bezeichnet. Die
Λ -Daten werden von dem VOR-/DME-System in irgendeiner geeigneten
und gut bekannten V/eise abgeleitet, um Signale mit geeignetem Format an den Rechner nach Fig. 1 zu liefern. In ähnlicher
Weise liefert das DMETGerät ein geeignetes Entfernungssignal R
an einen Anschluß 14 entsprechend der Entfernung des Luftfahrzeuges von der VOR-/DME-Bodenstation, auf die das bordseitige
Gerät abgestimmt ist. Die λ -Daten am Anschluß 13 werden als
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ein Eingang einer Summierschaltung 15 zugeführt. Der Ausgang
der Summierschaltung 11 wird subtraktiv als weiterer Eingang
an die Summierschaltung 15 angelegt. Der Ausgang der Summierschaltung
15 wird über einen Verstärkungsblock 16 dem Eingang eines Integrators 17 zugeführt. Das Entfernungssignal am Anschluß
14 wird als weiterer Eingang an den Verstärkungsblock
angelegt, um dessen Verstärkung zu steuern. Die Verstärkung des VerstärkungsblQckes l6, die mit k bezeichnet ist, wird so
gesteuert, daß sie eine inverse Funktionsbeziehung bezüglich der Entfernung zwischen dem Luftfahrzeug und der VOR-/DME-Bodenstation
aufweist. Die Verstärkung k kann umgekehrt proportional zur Entfernung sein, oder sie kann sich in irgendeiner anderen
Weise als genau umgekehrt proportional zur Entfernung ändern. Beispielsweise kann die Verstärkung k sich umgekehrt zum Quadrat
oder zur dritten Potenz der Entfernung R aus noch zu erläuternden Gründen ändern. Der Verstärkungsblock 16 ist in irgendeiner üblichen
Weise ausgeführt, um die gewünschte Punktion durchzuführen. Wenn beispielsweise die Verstärkung k umgekehrt proportional
zu R sein soll, so kann der Verstärkungsblock l6 als Multiplizierer in Verbindung mit einer Schaltung zur Bildung
des reziproken Wertes von R ausgeführt sein. Der Multiplizierer würde dann den Ausgang der Summierschaltung 15 mit dem reziproken
Wert von R multiplizieren, so daß sich die umgekehrt proportionale Beziehung ergibt. Ähnliche Verstärkungsschaltungen sind in der
US-Patentanmeldung SN 465,228 der gleichen Anmelderin vom
29. April 1974 beschrieben.
Der Verstärkungsblock 16 und der Integrator 17 bilden zusammen
eine OMEGA-Kompensationsschaltung 20 zur Lieferung eines OMEGA-Kompensationssignals,
das mit S bezeichnet ist. Das OMEGA-Kompensationssignal S von dem Integrator 17 wird als ein Eingang
an die Summierschaltung 11 angelegt.
Wenn der OMEGA-Empfänger abgeschaltet ist oder wenn das OMEGA-Datensignal
unbrauchbar ist, wird ein Signal von dem (nicht gezeigten) OMEGA-Empfänger an einen Anschluß 21 angelegt, um
den Schalter 12 in die andere in Fig. 1 nicht dargestellte S ehalt s te llung zu bringen. In dieser Stellung wird der Λ -
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Ausgang aus noch zu erläuternden Gründen direkt an den Anschluß 13 angeschaltet. Das OMEGA-Unbrauchbar-Signal wird weiterhin
an einen Anschluß 22 angelegt, um den Integrator 17 aus noch
zu erläuternden Gründen zu klemmen. In ähnlicher V/eise wird, wenn das VOR-/DME-Gerät nicht eingeschaltet ist oder die VOR-/
DME-Daten ungültig sind, der Integrator I? wieder über das geeignete
"Unbrauchbar"-Signal, das über den Anschluß 22 angelegt wird, geklemmt.
Es ist aus Pig. I zu erkennen, daß
und daß
S = |k (Λν - X0) dt ist (2)
ein Einsetzen der Gleichung (2) in die Gleichung (l) ergibt:
dt (3)
Durch Bilden der zeitlichen Ableitung ergibt sich:
(4)
Durch Umstellen der Ausdrücke ergibt sich:
A0 + k A0 - X0 + λν<
(5)
Es ist zu erkennen, daß wenn k sehr groß ist (k 0
praktisch λ nachfolgt, also der von dem VOR-/DME-Gerät abgeleiteten
Breite. Wenn k sehr klein ist, (k ·λ«Λ), so folgt A0 stärker dem Wert Aq. Der erste Zustand ist in der Nähe
einer VOR-/DME-Bodenstation wünschenswert, wenn die VOR-Genauig
keit hoch ist. Der zweite Zustand ist bei großen Entfernungen
wünschenswert, bei denen das OMEGA-System beträchtlich genauer als das VOR-System ist. Entsprechend wird k eine umgekehrte
Änderung bezüglich der Entfernung R zwischen dem Luftfahrzeug und der VOR-/DME-Bodenstation erteilt, d.h. k wird umgekehrt
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proportional zu dieser Entfernung in folgender Weise gemacht: k = Ic1A (6)
wobei k, eine Konstante ist.
Das Einsetzen der Gleichung (6) in die Gleichung (J) ergibt:
a ( ( Λν - Ac}
VVk) dt
VVki) dt· (7)
Es ist somit zu erkennen, daß bei geeigneter Ausführung des Blockes l6 in der vorstehend beschriebenen Weise die Gleichung
(7) die gerätemäßige Ausführung für den OMEGA-VOR-/DME-Positionsdatenrechner
nach Pig. I beschreibt.
Wenn im Betrieb die VOR-/DME- und die OMEGA-Daten brauchbar
sind, befindet sich der Schalter 12 in der in Fig. 1 dargestellten
Stellung und der Integrator YJ ist nicht geklemmt. Wenn sich das Luftfahrzeug relativ nahe an einer VOR-/DME-Bodenstation
befindet, ist die Verstärkung des Blockes 16 auf einen hohen Wert eingestellt, so daß der Rechner nach Fig. 1
sehr schnell bewirkt, daß der Ausgang S von dem Integrator gleich.dem Unterschied zwischen den vom OMEGA-System abgeleiteten
Daten am Anschluß 10 und den von dem VOR-/DME-System abgeleiteten
Daten am Anschluß 13 ist. Damit ist der Ausdruck S eine
Kompensation, die zu den OMEGA-Daten mit Hilfe der Summierschaltung 11 hinzuaddiert wird, um die berechneten Daten λ.
zu liefern, die bei geringer Entfernung von einer V0R-/DME-Bodenstation gleich den genauen λ-Daten sind. Wenn sich das
Luftfahrzeug von der Nähe einer VOR-/DME-Bodenstation entfernt,
wird die Verstärkung des Verstärkungsblockes 16 verringert. Wenn sich das Luftfahrzeug in einer erheblichen Entfernung von
der V0R-/DME-Station befindet, ist die Verstärkung k durch
den Block 16 sehr klein, so daß die Ungenauigkeiten der λ Daten bei den großen Flugentfernungen von der VOR-/DME-Bodenstation
eine verringerte Wirkung auf den Wert der in dem Integrator 17 gespeicherten OMEGA-Kompensationen aufweisen. Obwohl
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sich die Genauigkeit der Λ -Daten verschlechtert hat, erhält der Wert der OMEGA-Kompensation 8, die zu den OMEGA-Daten AQ
hinzuaddiert wird, weiterhin die Genauigkeit, die akkumuliert wurde, wenn sich das Luftfahrzeug in der Nähe der VOR-/DME-Station
befand, und zwar auf Grund des Entkopplungseffektes der verringerten Verstärkung durch den Block 16. Es ist verständlich,
daß, obwohl eine umgekehrt proportionale Beziehung wie sie weiter oben anhand des Blockes 16 erläutert wurde, eine
ausreichende Entkopplung ergibt, der Maßstabs-faktor k, der bei der Bestimmung der relativen Zuständigkeiten der OMEGA- und
VOR-/DME-Daten verwendet wird, in irgendeiner anderen Weise
geändert werden kann als umgekehrt proportional zur Entfernung. Beispielsweise kann k umgekehrt proportional zum Quadrat oder
zur.dritten Potenz der Entfernung geändert werden, um die OMEGA-Daten
bei großen Entfernungen von der VOR-/DME-Bodenstation
schärfer zu entkoppeln. Bei einem Ausfall der VOR-/DME-Ausrüstung,
die die zugehörigen Daten unbrauchbar macht oder im Fall einer momentanen Unterbrechung der VOR-/DME-Daten wie z.B. beim Abstimmen
auf eine neue Station klemmt ein Signal an der Leitung 22 den Integrator 17* so daß der zu der Zeit gespeicherte Wert
der OMEGA-Kompensation ο festgehalten wird. Daher werden die OMEGA-Daten Λο am Anschluß 10 weiterhin in geeigneter Weise
durch den festgehaltenen Wert von $ kompensiert, der der zuletzt
gültige Wert von dieser Kompensation ist.
In gleicher Weise wird, wenn die OMEGA-Daten λ. unbrauchbar
sind, der Integrator 17 durch ein Signal am Anschluß 22 geklemmt und ein Signal am Anschluß 21 legt den Schaltarm des Schalters
12 in die in Fig. 1 dargestellten Stellung entgegengesetzte Stellung um, um den Ausgang λ direkt an die VOR-/DME-Daten
Λν am Anschluß IJ anzuschließen. Alternativ können (nicht gezeigte)
Speichereinrichtungen zur Speicherung des letzten
Wertes von λ~ verwendet werden, der im Fall eines Ausfalls der
OMEGA-Daten verwendet werden soll. Der Integrator 17 wird geklemmt, wenn die OMEGA-Daten nicht den zuletzt gültigen Wert
der OMEGA-Kompensation S zur Verwendung beibehalten, wenn das
System wieder richtig arbeitet.
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Wenn sowohl die VOR -/DME -Daten als auch die OMEGA-Daten unbrauchbar
sind, kann der Ausgang des Rechners 11 mit Hilfe nicht gezeigter Einrichtungen auf eine Koppelort-Bestimmungseinrichtung
(dead-reckoning-Gerät) geschaltet werden, wie sie beispielsweise in der oben erwähnten US-Patentanmeldung 465 228 beschrieben
ist.
Es ist aus dem Vorstehenden zu erkennen, daß die Ausführungsform des Bordrechners nach Fig. 1 eine komplementäre Mischung
der OMEGA- und VOR-/DME-Daten verwendet, um die wünschenswerten Eigenschaften jeder Navigationssignalquelle zu kombinieren, damit
hochgenaue Breitengrad- und Längengrad-Positionsdaten geliefert werden, ohne daß komplizierte OMEGA-Ausbreitungs-Korrekturen
erforderlich sind. Entsprechend kann ein einfacher OMEGA-Empfänger ohne die üblichen äußerst komplizierten elektronischen
Schaltungen zur Korrektur der täglichen Fehler verwendet werden, die bei OMEGA-Aussendungen auftreten. Es ist weiterhin verständlich,
daß die Elemente gem. Fig. 1 entweder Analog- oder Digitalbauteile sein können, wobei geeignete Signale an die Anschlüsse
10, 13 und 14 angelegt werden und eine geeignete Signalumwandlung durchgeführt wird, falls dies erforderlich ist.
Der Rechner nach Fig. 1 wurde anhand von diskreten Analog- oder Digitalbauteilen beschrieben. Im Rahmen der Erfindung liegt
weiterhin ein programmierter Digitalrechner zur Ausführung der Funktion, die beispielsweise durch die Gleichung (7) ausgedrückt
ist. In Fig. 2 ist ein ein festes Programm aufweisender Digitalrechner schematisch bei 30 dargestellt, dem die OMEGA-Positionsdaten
AQ, die VOR-/DME-Positionsdaten /^ und die Entfernung
R des Luftfahrzeuges von der V0R-/DME-Bodenstation an den Anschlüssen 31, 32 bzw. 33 zugeführt werden. Der Rechner
30 ist in einer noch zu beschreibenden Weise programmiert, um die
berechneten Positionsdaten A zu liefern, wie dies durch die Beschriftung angedeutet ist. Das AusfUhrungsbeispiel nach
Fig. 2 kann in Ausfallbetriebsweisen in einer Weise arbeiten, die ähnlich der anhand von Fig. 1 beschriebenen ist, wenn ein
VOR-/DME-Unbrauchbar-Signal am Anschluß 34 und/oder ein OMEGA-
609831/0749 /
- li -
Unbrauchbar-Signal am Anschluß 35 anliegt. Εε ist verständlich,
daß Signale mit geeigneten Formaten an die Anschlüsse 31
bis 35 angelegt werden können, oder daß eine geeignete übliche Signalumwandlung durch nicht gezeigte Einrichtungen oder durch
gut bekannte Programme durchgeführt werden kann, die in dem Rechner 30 gespeichert sind.
In Fig. 3 ist die in dem Rechner 30 durchgeführte schrittweise
Berechnung des berechneten Breitengrades λ dargestellt. Während jeder Berechnungswiederholung gibt der Berechner den Berechnungsprogrammfluß
bei 40 dadurch ein, daß er auf die anfängliche Adresse der Berechnungs-Subroutine geht, wie sie in dem Speicher
des Rechners 30 gespeichert ist. Am Block 41 des Ablaufplans
wird der derzeitige Viert der OMEGA-Daten /L dadurch korrigiert, daß die zuletzt gespeicherte OMEGA-Kompensation S hinzuaddiert
wird, um eine temporär oder vorübergehend berechnete Breite A' zu bilden. Am Block 42 wird λ' von dem derzeitigen Wert λ der
V0R-/DME-Breite subtrahiert, um den Fehler Δλ zwischen diesen
Werten zu bestimmen. Im Block 43 wird die Verstärkung k als Funktion der Entfernung R von der WR-/DME-Bodenstation berechnet,
wobei k, eine Konstante ist. Im Block 44 wird der Breitengrad-Fehler ΔΛ mit der Verstärkung k multipliziert, um den Integranden
A zu erzielen. Im Block 45 wird die Integration durch
Multiplikation des Integranden A mit At, der Zeit seit der letzten Korrektur, und die Addierung des Ergebnisses zum vorhergehenden
Wert der OMEGA-Korrektur S durchgeführt, um einen erneuerten Wert für ο zu bilden. Im Block 46 wird die berechnete
Breite Λ durch Addieren des neuen Wertes der OMEGA-Korrektur S
zu der von dem OMEGA-System abgeleiteten Breite λ_ erzielt.
Weil der Block 46 eine Berechnungsiteration oder -wiederholung vervollständigt, existiert das Programm an 47.
Es ist zu erkennen, daß die jedem der Blöcke 4θ bis 47 zugeordneten
Programmsegmente ohne weiteres durch einen Programmierer mit normalen Kenntnissen vorbereitet werden können, so daß keine
weiteren Ausführungen nötig sind. Es ist weiterhin verständlich,
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daß die meisten Bezeichnungen in den Blöcken nach Fig. 3 im Format von Programmanweisungen einer Compiler-Programmiersprache,
wie z.B. FORTRAN angegeben sind.
In Fig. 4 ist ein Ablaufplan für den Betrieb des Ausführungsbeispiels
nach Fig. 2 in Ausfallbetriebsweise gezeigt. Das Programm tritt bei 50 ein und bei 51 wird der Zustand des dem
Anschluß 34 zugeführten Signals überprüft, um zu bestimmen,
ob die VOR-/DME-Daten brauchbar sind. Wenn die Daten brauchbar
sind, geht das Programm auf den Block 52 über, um in gleicher
Weise die Gültigkeit der OMEGA-Daten in Abhängigkeit von dem Signal an dem Anschluß 35 zu überprüfen. Wenn sowohl die VOR-/DME-Daten
als auch die OMEGA-Daten brauchbar sind, geht das Programm
auf den Block 53 über, in dem die anhand der Fig. 3 erläuterten
Berechnungen durchgeführt werden. Weil die Berechnungsiteration dann vollständig ist, liegt das Programm an 54 an. Wenn jedoch
die VOR-/DME-Daten im Block 51 als unbrauchbar festgestellt wurden,
geht das Programm auf einen Block 55 über, der dem Block 52 insoweit
ähnlich ist, als die Brauchbarkeit der OMEGA-Daten überprüft wird. V/enn die OMEGA-Daten brauchbar sind, obwohl die
VOR-/DME-Daten unbrauchbar sind, geht das Programm auf einen Block 56 über, in dem die berechneten Breitengrad-Daten Λ durch
Erneuerung der derzeitigen und gültigen OMEGA-Daten λ~ mit der
zuletzt berechneten OMEGÄ-Kompensation S gewonnen werden. Das
Programm verläuft dann zum Ausgabeblock 5^-· Wenn das Programm
auf den Block 52 übergeht und feststellt, daß die OMEGA-Daten
unbrauchbar sind, obwohl die VOR-/DME-Daten brauchbar sind, so
geht das Programm auf einen Block 57 über, der die VOR-/DME-Daten A verwendet, um direkt die bere ohne ten Daten λ zu liefern,
worauf das Programm zum Ausgabeblock 5% verläuft. Wenn
jedoch weder die VOR-/DME-Daten noch die OMEGA-Daten brauchbar
sind, so verläuft das Programm über die Blöcke 5I und 55 zu
einem Block βθ, in dem Koppelort-Berechnungen in der Art durchgeführt
werden, wie sie in der oben erwähnten US-Patentanmeldung 465 228 beschrieben sind, worauf das Programm zum Ausgabeblock
54 übergeht. Es ist aus dem Vorstehenden zu erkennen, daß die
./. 609831/0749
beschriebenen Ausführungsbeispiele ein OMEGA-Gerät verwenden,
das in einer relativ einfachen Differentialbetriebsweise arbeitet,
um eine hohe Fluggenauigkeit ohne die Notwendigkeit für die üblichen komplizierten und aufwendigen elektronischen
Korrekturschaltungen für den täglichen Fehler zu erzielen. Den VOR-/DME-Positionsdaten wird eine Autorität erteilt, die eine
umgekehrte Funktion der Entfernung von der Station ist. In einem Bereich von ungefähr 10 NM von der Station werden die
VOR-/DME-Daten zur Erneuerung der OMEGA-Daten verwendet. Bei
großen Entfernungen wird die OMEGA-Datenveränderung von der letzten Datenerneuerung dazu verwendet, die berechnete Position
mit hoher Genauigkeit und ohne Ausbreitungskorrekturen zu liefern,
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Claims (2)
- PatentansprücheIJ Bordrechner für Luftfahrzeuge, dadurch gekennze ichnet, daß der Bordrechner ein berechnetes Positionsdatensignal in Abhängigkeit von einem OMEGA-Positionsdatensignal von einem ΟΓ-IEGA-System, einem VOR-ZDME-Positionsdatensignal von einer auf eine VOR-/DME-Bodenstation abgestimmten VOR-/ DME-Gerät und einem die Entfernung des Luftfahrzeuges von der VOR-/DME-Bodenstation darstellenden Entfernungssignal berechnet und erste das VOR-/DME-Positionsdatensignal und das berechnete Positionsdatensignal empfangende Summiereinrichtungen (15) zur Lieferung eines Positionsdaten-Fehlersignals, das den Fehler zwischen diesen beiden Signalen darstellt, OMEGA-Kompensationseinrichtungen (20), die das Positionsdaten-Fehlersignal und das Entfernungssignal empfangen und ein OMEGA-Kompensationssignal liefern, das von dem Positionsdaten-Fehlersignal entsprechend einer inversen Funktion der Entfernung abhängt, und zweite Summiereinrichtungen (11) umfaßt, die das OMEGA-Positionsdatensignal und das OMEGA-Kompensationssignal empfangen und das berechnete Positionsdatensignal entsprechend der algebraischen Summe hiervon liefern.
- 2. Bordrechner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die OMEGA-Kompensationseinrichtungen Verstärkungssteuereinrichtungen (16), die das Positionsdaten-Fehlersignal und das Entfernungssignal empfangen und das Positionsdaten-Fehlersignal mit einer Verstärkung liefern, die entsprechend der inversen Funktion der Entfernung eingestellt ist, und Integratoreinrichtungen (I7) umfassen, die mit den Verstärkungssteuereinrichtungen (16) verbunden sind, um das OMEGA-Kompensationssignal entsprechend dem Integral des verstärkungsgesteuerten Positionsdaten-Fehlersignals zu liefern.609831/0749Bordrechner nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Klemmen der Integratoreinrichtungen (17) in Abhängigkeit von einem Signal, das die Unbrauchbarkeit des VORVDME-Positionsdatensignals anzeigt.Bordrechner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Einrichtungen (12) zur Ableitung des berechneten Positionsdatensignals direkt von dem VOR-/DME-Positionsdatensignal in Abhängigkeit von einem Signal, das die Unbrauchbarkeit des OMEGA-Positionsdatensignals anzeigt.Bordrechner für Luftfahrzeuge, dadurch gekennzeichn e t , daß der Bordrechner ein berechnetes Positionsdatensignal in Abhängigkeit von einem OMEGA-Positionsdatensignal von einem OMEGA-Sys tem, einemVORVDME-Positionsdatensignal von einer auf eine VOR-/DME-Bodenstation abgestimmten VOR-/DME-Gerät und einem die Entfernung des Luftfahrzeuges von der VOR-y/DME-Bodenstation darstellenden Entfernungssignal liefert und Einrichtungen zur Speicherung des vorhergehenden Wertes eines OMEGA-Kompensationssignals, erste Einrichtungen (50, 4l) zur Addition des derzeitigen Wertes des OMEGA-Positionsdatensignals zu dem vorhergehenden Wert des OMEGA-Kompensationssignals zur Lieferung eines vorübergehenden berechneten Positionsdatensignals, zweite Einrichtungen (30, 42) zur Subtraktion des Wertes des vorübergehenden berechneten Positionsdatensignals von dem derzeitigen Wert des VOR-ZüME-Positionsdatensignals zur Lieferung eines Positionsdaten-Fehlersignals, dritte Einrichtungen (30, 4J) zur Berechnung eines Verstärkungswertes entsprechend einer umgekehrten Punktion der Entfernung,· vierte Einrichtungen (30, 44) zur Multiplikation des Wertes des Positionsdaten-Fehlersignals mit dem Verstärkungswert zur Lieferung eines Integranden-Wertes, fünfte Einrichtungen (JO, 45) zur Multiplikation des Integranden-Wertes mit der Weiter-'berechnung des vorhergehenden Wertes des OMEGA-KompensationsT signals abgelaufenen Zeit und zur Addition des Ergebnisses zu d^m vorhergehenden Wert· des OMEGA-Kompensationssignals609831/0749zur Lieferung eines erneuerten Wertes des OMEGA-Kompensationssignals, so daß eine Zeitintegration des Positionsdaten-Fehlersignals mit einer durch die dritten Einrichtungen bestimmten Verstärkung durchgeführt viird, und sechste Einrichtungen (J)O3 46) zur Addition des erneuerten Wertes des OMEGA-Kompensationssignals zu dem derzeitigen Wert des OMEGA-Positionsdaten-Signals umfaßt, um das berechnete Positionsdatensignal zu liefern.609831 /0749Lee rseit
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8127 | New person/name/address of the applicant |
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