-
-
Betriebsverfahren für eine Fahrzeugnavigations-
-
einrichtung und Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung
betrifft ein Betriebsverfahren für eine Fahrzeug-Navigationsanordnung, die einen
Weggeber, der der Fahrzeugbewegung entsprechende Signale erzeugt, eine Kreiselanordnung,
die fortlaufend die Ausrichtung des Fahrzeugs gegenüber einer Bezugsrichtung erfaßt
und eine Auswerteschaltung enthält, die die vom Weggeber und der Kreiselanordnung
erhaltenden Signale verarbeitet und beim Ausbleiben von die Fahrzeugbewegungen anzeigenden
Signalen des Weggebers eine Einrichtung wirksam macht, die die bei Stillstand des
Fahrzeugs auftretende Drift der Kreiselanordnung wenigstens weitgehend unberücksichtigt
- läßt.
-
Weiterhin sind Anordnungen zur Durchführung dieses Verfahrens Gegenstand
der Erfindung.
-
Fahrzeug-Navigationsanlagen der hier angesprochenen Art weisen beispielsweise
als Kreiselanordnung zumindest einen Kurskreisel oder eine Betriebsart "Kurshalten"
auf, mittels dem die augenblickliche Ausrichtung der Fanrzeugachse gegenüber einer
Bezugsrichtung, z.B. Nord, bestimmt wird. Hierzu zeigt die Kurskreiselachse entweder
selbst nach Nord oder aber in eine beliebige, aber um einen bekannten Winkel &k
von Nord abweichende Richtung. Im erstgenannten Fall ist die gemessene Ausrichtung
der Fahrzeugachse gegenüber dann Bezugswert (Nord)
direkt der Kurs
des Fahrzeugs, während im Fall der beliebigen Ausrichtung des Kurskreisels sich
der Kurs « aus dem Meßwert iF der Fahrzeugachse gegen die Ausrichtung des Kurskreisels
und dem Winkel ROCK nach der Beziehung ergibt: zu K O K + Aus dem Kurswinkel d und
den Signalen des Weggebers läßt sich in der Auswerteschaltung jeweils der .augenblickliche
Standort des Fahrzeugs berechnen.
-
Bekanntlich weist jedoch jeder Kurskreisel auch einen Driftanteil
auf, der weder nach Größe-noch nach Richtung bekannt ist, jedoch einen von der Güte
des Kreisels abhängigen maximalen Wert aufweist. Um die hierdurch auflaufende Verfälschung
des Kurswerts klein zu halten sind verschiedene Verfahren bekannt; so die zusätzliche
Verwendung eines nordweisenden Kreisels; mit dem die Kurskreiselausrichtung von
Zeit zu Zeit neu bestimmt wird, oder das Anfahren von bekuinten Orten und einer
Errechnung der Abweichung aus dem festgestellten Standort fehler.
-
Navigationsanlagen mitführende Fahrzeuge, z.B. militärische Fahrzeuge,
insbesondere Panzer, stehen innerhalb eines Einsatzes einen Großteil der Einsatzzeit
still. Auch in dieser Stillstandzeit driftet der Kurskreisel. Es ist bekannt (DE-OS
19 15 477), die Drift während des Stands dadurch zu unterdrücken, daß man bei Ausbleiben
von die Fahrzeugbewegung anzeigenden Signalen, den Kreisel verriegelt, d.h., seine
Drallachse während des Halts in Übereinstimmung mit der bei Beginn des Fahrzeughalts
eingenommenen Stellung hält.
-
Bei dieser Driftunterdrückung bei Fahrzeughalt kann es beim Wiederanfahren
zu erheblichen Winkelfehlern kommen, da bis zum Eintreffen von die Fahrzeugbewegungen
anzeigenden Signalen, die die Verriegelung wieder aufheben, bereits erhebliche Änderungen
der Ausrichtung der Fahrzeugachse und wegen
der Verriegelung damit
auch der Kurskreiselausrichtung zustande kommen können. Dieser Fehler kann bei Anfanren
eines Radfahrzeugs mit großem Lenkradeinschlag, insbesondere jedoch bei Kettenfahrzeugen,
di Drehbewegungen auf der Stelle ausführen können, auftreten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der Kreiseldriftunterdrückung
bei Fahrzeughalt das Auftreten dieses Winkelfehlers zu vermeiden.
-
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
-
Gegenstand der Erfindung sind auch verschiedene Anordnungen zur Durchführung
dieses Betriebsverfahrens.
-
Wird z.B. bei einer Navigationsanlage der Winkel XF zwischen Fahrzeugausrichtung
und der Ausrichtung des Kurskreisels als ein diesem Winkel entsprechendes Signal
von Abgriff des Kreisels ausgegeben, so werden gemäß einer Ausführungsform Vergleichsmittel
vorgesehen, in denen die fortlaufend nacheinander ermittelten Winkel aF (oder der
davon abhängige Winkel miteinander verglichen werden. Solange die Anderung des Winkels
einen vorgegebenen Wert A, der der Summe der maximal möglichen Drift dieses Kreisels
plus einem Sicherheitszuschlag entspricht, nicht überschreitet, wird unterstellt,
daß das Fahrzeug noch steht. Über Sperrmittel wird dann verhindert, daß diese Winkeländerungen
aufgrund der Drift in die Kursberechnung eingehen und damit einen Fehler bewirken.
Wird ;jedoch festgestellt, daß der Betrag A überschritten wird, so werden die Sperrmitsel
sofort entsperrt, da nun eine Fahrzeugbewegung vorliegen muß. Da sich jedoch die
Ausrichtung des Kurskreisels in der Haltezeit gegenüber dem Kreiselgehäuse und damit
auch gegenüber der Ausrichtung gegen die Bezugsrichtung um iid verdreht hat, muß
noch der Winkel N um vorzeichenrichtig korrigiert werden.
-
Es gibt auch Kreisel, bei denen der Abgriff zwischen dem fahrzeugfesten
Kreiselgehäuse und dem äußeren Kreiselrahmen nach Verdrehung um jeweils einen sehr
kleinen Winkel von z.B. sechs Winkelminuten einen Änderungsimpuls abgibt.
-
Die Drehrichtung ergibt sich hier durch Impulse unterschiedlicher
Polarität. Auch hier wird bei Ausbleiben von Wegimpulsen die weitere Berücksichtigung
dieser Impulse in der Auswerteschaltung zunächst unterbrochen. Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung wird in vorgegebenen kleinen Zeitabständen von z.B. 10 sec. kontrolliert,
ob die Summe der Änderungsimpulse, die vorzeichengerecht addiert wurden, eine obere
oder untere Schwelle, die der maximalen Drift des Kreisels plus einem Sicherheitszuschlag
entspricht, über- bzw. unterschreiten. Ist dies der Fall, so wird Fahrt unterstellt
und die aufaddierten Änderungsimpulse werden zur Korrektur des Winkels NF benutzt.
Wird dagegen keine der Schwellen überschritten, so erfolgt keine Korrektur des Winkels
NFw da dann nur ein Driften des Kreisels unterstellt wird. Der bei Fahrzeughalt
aufgelaufene Driftwert braucht hier im Gegensatz zu dem obigen Ausführungsbeispiel
nicht bei den Winkeln fF und N berücksichtigt werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch mit einer Anordnung
durchführen, bei der bei Ausbleiben von Wegimpulsen ein an der Präzessionsachse
angebrachter Drehmomentenerzeuger mit einem solchen Strom beaufschlagt wird, daß
eine Präzessionsbewegung um die Azimutachse zustandekommt, die etwas größer als
die Auswanderungsgeschwindigkeit bei maximaler Drift ist. Außerdem sind Schaltmittel
vorgesehen, die dann bei einer vorgegebenen geringen Änderung der Kreiselausrichtung
-und zwar in beiden Drehrichtungen- ein Signal erzeugen, das zur Umpolung des Stroms
des Drehmomentengebers herangezogen wird und damit eine Präzessionsbewegung in Gegenrichtung
bewirkt. Damit pendelt die Kreiselausrichtung in einem kleinen Bereich um die bei
Beginn des Fahrzeughalts vorhandene Ausrichtung. Die Drift kann die Kreiselausrichtung
nicht
aus diesem Bereich heraus bringen, da der Driftbewegung die auf jeden Fall größere
Präzessionsbewegung überlagert ist. Tritt dagegen eine Änderung der Kreiselausrichtung
mit einer Drehgeschwindigkeit auf, die größer als die Präzessionsbewegung durch
den Momentenerzeuger ist, so kann. die Präzessionsbewegung die Überschreitung des
Bereichs nicht verhindern; die Änderungen der Ausrichtung des Kreisels gehen, da
eine Sperrung hier nicht erfolgte, sofort in die Bestimmung des Winkels cL F ein.
Zwar wird die Änderung durch die gegenläufige Präzessionsbewegung etwas verfälscht;
da die PrEzessionsgeschwindigkeit jedoch gering ist, aurdem die Drehrichtung weiter
geändert. wird, und schon in kurzer Zeit (wenige Sekunden) ein Wegimpuls erwartet
werden kann, der den Drehmomentengeber abschaltet, ist der hierdurch bedingte Fehler
vernachlässigbar. Da durch die Drift bei Halt keine Fehlausrichtung des Kreisels
aufläuft, braucht hier auch keine Korrektur der Winkel tF und s erfolgen.
-
Gibt der Abgriff des Kreisels Änderungsimpulse bei Verdrehung der
Azimutachse ab, so bewirken diese Änderungsimpulse die Stromumpolung.
-
Ein besonderer Vorteil dieses Driftermittlungsverfahrens liegt darin,
daß man nicht - wie sonst üblich - eine bestimmte Zeit den Kreisel beobachtet, sondern
praktisch die ganze vorher nicht bekannte Standzeit eines Fahrzeuges als Zeitbasis
verwenden kann, was zu einer hohen Genauigkeit führt.
-
-Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher
erläutert.
-
Es zeigen Fig. 1 - ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Abgriff des
Kurskreisels ein dem Winkel 4 entsprechendes Signal abgibt,
Fig.
2 u. 3 - Ausführungsbeispiele, bei denen der Abgriff Änderungsimpulse -Inkrementeliefert,
Fig. 4 - ein Ausführungsbeispiel, bei dem während des Fahrzeughalts der äußere Rahmen
des Kreisels in einer Pendelbewegung um seine Ausrichtung bei Beginn des Fahrzeughalts
gehalten wird.
-
In der Fig. 1 ist mit 1 ein Kurskreisel, mit 2 ein Weggeber, der nach
bestimmten Wegabschnitten von z.B. 1 m einen Impuls abgibt und mit 3 eine Auswerteschaltung
bezeichnet.
-
Bei der ersten der oben beschriebenen Anordnungen wird die während
des Fahrzeughalts aufgrund der Drift auflaufende Kreiselverdrehung bestimmt, um
damit den neuen Winkel zu bestimmen. Diese Kreiselverdrehung ist damit ein Maß der
Drift des Kreisels. Diese wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung unter Berücksichtigung
der Haltezeit in Winkelgrad pro Zeiteinheit bestimmt. Sie kann in der Folgezeit
zur Korrektur der Verfälschung des Kurses - und zwar direkt oder nach einer Bewertung
mit einem Faktor C 1 9 durch die Kreiseldrift herangezogen werden. Auch bei den
anderen angegebenen Lösungen ist durch Aufaddieren der Inkremente bei Fahrzeughalt
eine Driftbestimmung möglich.
-
Die Bestimmung der Drift ist auch bei dem oben erläuterten Beispiel
mit Pendelung des Kreisels möglich und zwar dadurch, daß man in der Haltezeit jeweils
das Tastverhältnis eines Pendelvorgangs bestimmt, die sich entsprechenden Zeiten
zu Werten T1 und T2 aufsummiert.
-
Aus der Gleichung T2 - T1 = O °C p T2 + T1 (oU O und ocp sind die
Drehgeschwindigkeiten durch Drift und
Pendeln, und T2 ist die größere
Zeit) läßt sich die Drift berechnen, die dann wieder wie oben berücksichtigt werden
kann.
-
Bei Fahrt liefert der Kurskreisel ein dem Winkel α F zwischen
Fahrzeugachse und der zufälligen Kurskreiselausrichtung entsprechendes Signal, z.B.
als Digitalwert an die Auswerteschaltung 3. Dieser wird außerdem noch der Winkel
& K von einem Block 4 zugeführt; dieser Winkel entspricht dem Winkel zwischen
der zufälligen Ausrichtung des Kurskreisels und der Nordrichtung. In welcher Form
dieser Winkel αK von Zeit zu Zeit ermittelt wird, kann hier dahingestellt
bleiben. Bei Fahrt werden im Auswertegerät der Kurs ob des Fahrzeugs aus der Beziehung
Ct = N + «. sowie die Standortkoordinaten durch Bewertung der Wegimpulse mit dem
Sinus bzw. Kosinus des jeweiligen Kurswinkels 01 und Addition dieser bewerteten
Größen gewonnen.
-
An den Ausgang des Weggebers 2 ist ein Zeitglied 5 angeschaltet, das
bei Ausbleiben von Ausgangsimpulsen des Weggebers 2 nach einer vorgegebenen Zeit
von z.B. 10 sec. (Definition: Fahrzeug steht) ein Steuersignal erzeugt. Dieses Steuersignal
bewirkt über ein UND-Gatter 6, daß ein Tor 7 die Leitung (Verbindung) 8 sperrt.
Während der anschließenden Haltezeit gelangen somit Anderungen der Kurskreiselausrichtung,
die durch Kreiselzufallsdrift entstehen können, nicht zur Auswerteschaltung; vielmehr
bleibt dort der vor dem Kriterium "Fahrzeughalt" vorhandene Winkel N erhalten.
-
Weiterhin setzt das Ausgangssignal des Zeitglieds 5 einen Vergleicher
9 in Betrieb; dieser speichert den ersten, nch dem Erscheinen des Ausgangssignals
des Zeitglieds 5 auftretenden Winkelwert w 1 und vergleicht diesen mit dem bei der
nächstfolgenden Messung ermittelten Winkelwert CtF2. Der Differenzwert i\R 1 wird
einer Schwellwertstufe 10 und einem Summierglied 11 zugeführt. Der Schwellwert der
Stufe 10 ist
so gewählt, daß durch die Kreiseldrift der Schwellwert
A nicht überschritten werden kann (entsprechend der maximalen Drift plus Sicherheitszuschlag).
Somit erscheint während des tatsächlichen Fahrzeughalts kein Ausgangssignal der
Schwellwertstufe 10. Nach dem Vergleich wird der zuletzt gemessene Wert P2 gespeichert
und es wird bei der nächsten Messung der neue Meßwert AF3 mit dem gespeicherten
Wert verglichen usw. Die Summe der Differenzen aller Messungen wird im Summierglied
11 vorzeichenrichtig gebildet.
-
Entsteht nun wieder ein Impuls am Ausgang des Weggebers 2 oder wird
der Schwellwert der Schwellwertstufe 10 überschritten,- was gemäß Definition "Fahrzeug
fährt" bedeutet -dann wird das UND-Gatter 6 gesperrt und damit die Leitung 8 wieder
durchlässig. Die durch die Fahrt bedingten Anderingen des Winkels Ck F gelangen
wieder zur Auswerteschalt.ung.
-
Nach längerem Fahrzeughalt ist der Winkel zwischen der Ausrichtung
des Kurskreisels und Nord wegen der Kreiseldrift nicht mehr gleich dem zuletzt vorhandenen
Winkel αK, , sondern gleich h + # #α, d.h., der im Block 4 vorhandene
Winkel < muß entsprechend korrigiert werden. Es wird deshalb ein Tor 12 und damit
die Leitung 15 mittels des verschwindenden Ausgangssignals des UND-Gatters 6 unter
Zuhilfenahme eines Inverters 13 durchlässig gemacht und damit der Wert tts zur vorzeichengerechten
Korrektur des Werts t dem Block 4 zugeführt.
-
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 entspricht der Weggeber 2' und
das Zeitglied 5' den entsprechenden Gliedern 2 und 5 der Fig. 1. Der Abgriff des
Kurskreisels 1' gibt hier (anstelle eines Winkelwerts) bei einer Verdrehung des
äußeren Kreiselrahmens zum Gehäuse von z.B. je 6 Minuten einen Änderungsimpuls ab,
wobei dessen Polarität von der Dreh-
richtung abhängt. Die Auswerteschaltung
3' ermittelt aus den über die Leitung 8' kommenden Änderungsimpulsen den Winkel
s , was durch den Teilblock 3a' angedeutet ist.
-
In die Leitung 8' ist ein UND-Gatter 20 eingeechaltet, das bei Fahrzeughalt
durch das Ausgangssignal des Zeitglieds 5' für die Änderungsimpulse gesperrt wird.
-
Gleichzeitig öffnet das Ausgangssignal des Zeitglieds 5' das UND-Gatter
21, so daß die Änderungsimpulse des Kurskreisels zu Vorwärts-Rückwärtszählern 22
und 23 gelangen kennen.
-
Die Vorwärts-Rückwärtszähler 22 und 23 haben eine Voreinstellung und
zählen bei Änderungsimpulsen der einen Polarität in eine Richtung und bei Impulsen
der anderen Polarität in die andere Richtung.
-
Außerdem setzt das Ausgangssignal des Zeitglieds 5' einen Impulsgeber
24 in Betrieb, der nun in vorgegebenen Zeitabständen von z.B. 5 sec. einen Impuls
erzeugt. Dieser Impuls setzt jeweils die Schwellwertstufe 25, die eine obere und
untere Schwelle aufweist, in Betrieb. Die Schwellen S1 und S2 ergeben sich einmal
aus der Voreinstellung Sv des Zählers 22 und aus der Schwellenabweichung + d S hiervon,
wobei dieser Wert durch den gewählten Impulsabstand des Impulsgebers 24 sowie die
maximale Drift und den Sicherheitszuschlag bestimmt ist.
-
Bei Fahrzeughalt entsteht kein Ausgangssignal der Schwellwertstufe
25. Über das den Impuls aus dem Impulsgeber 24 verzögernde Zeitglied 26 wird kurz
nach Auftreten des Impulses der Zähler 22 jeweils rückgestellt.
-
Verschwindet zuerst das Ausgangssignal des Zeitglieds 5' wegen des
Auftretens eines Wegimpulses, so wird das UND-Gatter 20 wieder durchgeschaltet.
Das verschwindende Signal des Zeitglieds 5' macht über einen Inverter 13' und ein
ODER-
Gatter 12a ein Tor 12' und die Leitung 28 durchlässig, so
daß nunmehr die während des Halts durch die Drift aufgelaufene und im Vorwärts-Rückwärtszähler
23 stehende Änderung der Ausrichtung der Kreiseldrallachse gegenüber Nord zur Messung
der Kreiseldrift in einem Meßgerät 29 benutzt werden kann. Diese so bestimmte Kreiseldrift
kann in der Folge bei der Bestimmung des Kurses 01 berücksichtigt werden.
-
Dreht das Fahrzeug zu Fahrtbeginn stark, so kann vor Auftreten eines
Wegimpulses der obere oder untere Schwellwert der Stufe 25 überschritten werden,
da in der Impulspause entsprechend viele Änderungsimpulse in den Zähler 22 eingelaufen
sind. Das Ausgangssignal dieser Schwellwertstufe 25 macht dann ein Tor 27 durchlässig.
Damit gelangt der Inhalt des Zählers 22, der zumindest einen durch die Fahrzeugdrehung
zustande gekommenen Anteil enthält, zum Block 3a' zur sofortigen Korrektur des dort
gespeicherten Winkels Außer zur Umschaltung des Tors 27 dient das Ausgangssignal
der Schwellwertstufe 25 noch zum etwas verzögerten Rücksetzen des Zählers 23 und
zum Rücksetzen des Zeitgliedes 5', so daß dieses erst, wenn wieder z.B. 10 sec.
vergangen sind, ohne daß ein Wegimpuls erscheint, wieder ein Signal abgibt. Damit
ist die Leitung 8' für weitere Änderungsimpulse durchlässig.
-
Ein Signal am Ausgang der Schwellwertstufe 25 schließt auch das Tor
12', so daß auch durch dieses Signal eine Driftbestimmung eingeleitet wird und die
Drift bei der Bestimmung von oC berücksichtigt werden kann.
-
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist der Weggeber wieder mit 2',
der Kurskreisel, der auch hier Änderungsimpulse abgeben soll, mit 1', die Auswerteschaltung
mit 3' und ein Teilblock davon, in dem der Winkel F aus den Änderungsimpulsen gebildet
wird, mit 3a' und der Block über den der Winkel OCK geliefert wird, mit 4' bezeichnet.
Das Zeitglied, das bei Ausbleiben von Wegimpulsen nach einer vorgegebenen Zeit-
spanne
ein Signal liefert, ist wieder mit 5' bezeichnet.
-
Solange das Zeitglied 5' nicht angesprochen hat, ist ein bistabiles
Glied 30 in einer Stellung, in der das UND-Gatter 31 für die Änderungsimpulse durchlässig
gehalten wird.
-
Bei Fahrzeughalt, d.h. nach einer vorgegebenen Zeit nach dem letzten
Wegimpuls wird durch das Ausgangssignal des Zeitglieds 5' das bistabile Glied 30
gekippt und damit die Zuführung der Änderungsimpulse zum Teilblock 3a' gesperrt.
-
Durch das aus dem Zeitglied 32a und dem UND-Gatter 32b gebildete Glied
32 wird die Größe der Abstände der Anderungsimpulse überwacht, wobei das Zeitglied
32a den Änderungsimpuls verlängert und so bemessen ist, daß es selbst bei maximaler
Drift bei Auftreten des nächsten Änderungsimpulses abgelaufen ist, also kein Signal
mehr abgibt. Erscheint dagegen der nächste Änderungsimpuls so früh (früher als durch
die maximale Drift plub Sicherheitszuschlag im Zeitglied berücksichtigt), daß die
Zeitkonstante des Zeitglieds 32a noch nicht abgelaufen ist, dann gibt das UND-Gatter
32b ein Signal ab, das das bistabile Glied 30 rückkippt und damit die Zufuhr der
Änderungsimpulse zum Teilblock 3a' wieder zuläßt. Ein Verschwinden des Ausgangssignals
des Zeitglieds 5' bei Auftreten eines neuen Wegimpulses setzt über den Inverter-33
das bistabile Glied ebenfalls zurück.
-
Zur Driftmessung ist hier ein Vorwärts-Rückwärtszähler 34 vorgesehen,
dem, solange das bistabile Glied 30 durch das-Signal des Zeitglieds 5' gekippt ist,
über das UND-Gatter 35, die Anderungsimpulse zugeführt werden. Die aufgelaufene
Summe der Änderungsimpulse wird bei Rückkippen des bistabilen Glieds 30 durch Öffnen
eines Tores 36 mit Hilfe des RücXkippimpulses auf das Driftmeßgerät 37 zur späteren
Korrektur des Driftverhaltens des Kreisels übertragen.
-
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 geht einen etwas anderen Weg zur
Erzielung des gleichen Ergebnisses. Der Kurskreisel
ist wieder
mit 1', der Weggeber mit 2', die Auswerteschaltung mit 3', der Teilblock zur Bildung
des Winkels N F aus den Änderungsimpulsen mit 3a', das Glied zur Eingabe des Winkels
CL K mit 4' und das Zeitglied zur Erzeugung eines Signals bei Ausbleiben von Wegimpulsen
für eine vorgegebene Zeit mit 5' bezeichnet. Durch das Ausgangssignal des Zeitglieds
5' wird das Tor 40 durchlässig gemacht. Hierdurch wird die Gleichstromquelle 41
über das Glied 42 an einen Momentenerzeuger 43 gelegt. Dieser ist an der Präzessionsachse
des Kurskreisels 1' angebracht, so daß ein von ihm ausgeübtes Moment eine Präzession
des Kreisels um seine Hochachse, die im Schema des Blocks 1' der Zeichnung mit 44
bezeichnet ist, bewirkt. Glied 42 ist ein Polwender, d.h., ein Glied, das bei einem
Ansteuersignal die an den Momentengeber 42 angelegte Spannung umpolt und damit eine
Präzession in Gegenrichtung bewirkt. Dem Steuereingang dieses Polwenders werden
die Änderungsimpulse des Kurskreisels zugeführt.
-
Hieraus ergibt sich folgende Wirkungsweise: Bei Beginn des Fahrzeughalts
soll die Fahrzeuglängsachse in Richtung des Pfeiles 45 liegen, die Drallachse des
Kreisels soll in Richtung des Pfeiles 46 zeigen und Nord soll in Richtung des Pfeiles
47 liegen. Das Ausbleiben der Wegimpulse erzeugt nach einer gewissen Zeit ein Ausgangssignal
des Zeitglieds 5', wodurch der Momentnerzeuger mit der Stromquelle verbunden wird.
Der Strom der dem Momentngeber 43 zugeführt wird, ist so bemessen, daß er eine Präzession-des
Kreisels um die Hochachse 44 mit einer Drehgeschwindigkeit auslöst, die der maximalen
Drift plus einem Sicherheitszuschlag entspricht. Bei stehendem Fahrzeug wird durch
diese Präzessionsbewegung in eine Richtung überlagert durch die Drift eine (geringe)
Verdrehung des Kreisels bis zu dem Punkt, in der der Abgriff des Kurskreisels einen
Änderungsimpuis abgibt bewirkt. Dieser Änderungsimpuls schaltet den Polwender 42
um, so daß nun eine wiederum von der Augenblicksdrift überlagerte
Präzessionsbewegung
in Gegenrichtung erfolgt, bis der Polwender 42 bei dem nächsten Änderungsimpuls
wieder umgeschaltet wird. Es kommt somit zu einer Pendelbewegung der Drallachse
46 des Kreisels mit kleinem Anschlag, was durch den Doppelpfeil 48 angedeutet ist.
Die Drallachse wird hier, 8olange das Fahrzeug steht, und gleichgültig, wie groß
die Drift ist, in einem Bereich gehalten, der durch die Auflösung des Kreiselabgriffs
bestimmt ist.
-
Bei Fahrtbeginn, angezeigt durch das Auftreten von Wegimpulsen, wird
die Präzessionsbewegung sofort unterdrückt. Beginnt die Fahrt jedoch mit einer Drehung,
so wird diese Drehgeschwindigkeit größer als die Präzessionsgeschwindigkeit sein.
Auch die Umschaltung des Polwenders 42 kann jetzt ein Auswandern des Kreisels 1'
nicht verhindern. Die auftretenden Änderungsimpulse gelangen jedoch sofort zum Blockteil
3a', werden also sofort berücksichtigt. Lar nächste Wegimpuls schaltet das Pendeln
ab.
-
Nimmt man an, daß die Fahrt mit einer Rechtsdrehung beginnt, wenn
die Pendelbewegung gerade nach links dreht, dann wird aus der gerade vorhandenen
Stellung mit der Differenzgeschwindigkeit bis zum Auftreten des nächsten Änderungsimpulses
gedreht. Danach addieren sich die Drehgeschwindigkeiten bis zum nächsten Änderungsimpuls
usw. Hierdurch mitteln sich die schon geringen möglichen Fehler weitgehend heraus.
-
Hierzu ein Beispiel. Es wird angenommen, daß die maximale Drift 1°/h
sei und die PrEzessionsgeschwindigkeit zu 1,50/h gewählt wurde. Dann wäre der Fehler
F, wenn man unterstellt, daß der nächste Wegimpuls nach 10 sec. kommt und in der
gesamten Zeit die Richtung der Präzession nicht geändert wurde: F=50 3.606 '10 sec.
-
Wegen der aber laufend erfolgenden Umpolung ist der Fehler
jedoch
noch weit geringer; er geht gegen Null.
-
Der Winkel für den Pendelbereich kann übrigens z.B. einige Winkelminuten
betragen.
-
Abschließend sei festgehalten, daß in den genannten Beispielen nur
die nicht kompensierbare Drift berücksichtigt wurde. Der von der geographischen
Breit.e abhängige, konstante Driftanteil, die sogenannte "scheinbare Drift", wurde
als .in anderer bekannter Weise kompensiert unterstellt.
Leerseite