DE3512966A1 - Device for automatically correcting altitude - Google Patents

Abstract

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Description

Einrichtung zur automatischen HöhenkorrekturDevice for automatic height correction

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur automatischen Erzeugung einer Höhenfehler-Korrektur bei Tieff lug mit Hilfe eines gespeicherten Höhenprofils einer gewünschten Flugbahn der zu überf liegenden Geländestruktur in Verbindung mit dem Flugnavigationssystem, das die Werte für die Position und die inertiale Höhe liefert.The invention relates to a device for automatic Generation of an altitude error correction for low flying with the help of a stored one Elevation profile of a desired trajectory of the terrain structure to be covered in Connection to the flight navigation system, which displays the values for the position and the provides inertial altitude.

Um die zunehmende Bedrohung von Kampfflugzeugen durch Störsender und elektronische Aufklärungsmaßnahmen auszuschalten bzw. gering zu halten, ist es bekannt, ein gewünschtes Höhenprofil der Flugbahn über der zu überfliegenden Geländestruktur abzuspeichern und mit einem hochgenauen Navigationssystem zu koppeln, das die Werte für Ort, Zeit und Höhe liefert. Hierbei ist die Höhe ein besonders kritischer Parameter. An bestimmten Geländepunkten des ausgewählten Flugpfades wird mit Hilfe der Signale bzw. der Werte "Höhe über NN" und "Höhe über Grund" sowie der bekannten Höhen der markanten Punkte des gespeicherten Flugprofils ein Korrekturwert für die "Höhe über NN" ermittelt, der dann für den weiteren Flugpfad konstant gehalten wird. Nun hat sich gezeigt, daß allein schon die Auswahl geeigneter Geländepunkte schwierig ist, denn das Gelände in der vorgesehenen Gegend muß im Rahmen der Navigationsgenauigkeit weitgehend eben Bein.To the increasing threat from jammers and fighter jets to switch off electronic reconnaissance measures or to keep them low, it is known a desired height profile of the flight path over the terrain structure to be overflown to be saved and linked to a high-precision navigation system that records the values for place, time and altitude. The height is a particularly critical parameter here. At certain points in the terrain of the selected flight path, the signals or the values "Height above sea level" and "Height above ground" as well as the known heights of the distinctive points of the saved flight profile a correction value for the "altitude above NN "is determined, which is then kept constant for the further flight path. Now has it has been shown that the selection of suitable terrain points is difficult, because the terrain in the intended area must be within the limits of navigation accuracy largely flat leg.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der es ermöglicht wird, eine vom maximal zu erwartenden zeitlichen Fehlerverhalten abhängige Korrekturgröße für die "Höhe über NN" automatisch zu erzeugen.The present invention is based on the object of a device to create the type mentioned, with which it is possible to achieve one of the maximum Correction variable for the "height" dependent on the expected temporal error behavior above sea level "to be generated automatically.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel erläutert, das in einer Schemaskizze der Zeichnung in Aufbau und Funktion dargestellt ist.This task is achieved by the measures indicated in claim 1 solved. Advantageous refinements are specified in the subclaims and in the following description is an embodiment is explained in a Schematic sketch of the drawing is shown in structure and function.

Die Fig. 2 der Zeichnung zeigt in einer Tabelle ein Beispiel für die Abhängigkeit des Rückführfaktors a und der Zeitkonstanten 1 von der jeweils überflogenen Geländestruktur.Fig. 2 of the drawing shows in a table an example of the Dependency of the feedback factor a and the time constant 1 on the flown over Terrain structure.

Die Fig. 3 der Zeichnung zeigt ein Beispiel für ein Flugprofil über einer bestimmten Geländestruktur.Fig. 3 of the drawing shows an example of a flight profile over a certain terrain structure.

Der vorliegenden Erfindung, die nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben wird, liegt der allgemeine Erfindungsgedanke zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, eine vom maximal zu erwartenden zeitlichen Fehlerverhalten abhängige Korrekturgröße DH für den Höhenausgang HI des Navigationssystems 20, 20a - (Höhe über NN) - zum Zwecke der Flugführung automatisch zu erzeugen.The present invention, which is based on an exemplary embodiment is described, the general inventive concept is based, a device to create, which enables one of the maximum expected temporal error behavior dependent correction variable DH for the altitude output HI of the navigation system 20, 20a - (Height above sea level) - to be generated automatically for the purpose of flight guidance.

Diese Korrekturgröße DH zum Zwecke der Flugführung schließt die eingestellte Minimalflughöhe ein, wobei der Ausgang HG - (Höhe über Grund) - eines Höhenmeers 10 und das gespeicherte Sollhöhenprofil HFP sowie die eingespeicherte Minimalhöhe HMIN - (wählbarer Höhenwert) - und die Höhendifferenz FD verwendet werden.This correction variable DH for the purpose of flight guidance closes the set one Minimum flight altitude, with the output HG - (height above ground) - of a high altitude sea 10 and the stored nominal height profile HFP as well as the stored minimum height HMIN - (selectable altitude value) - and the altitude difference FD can be used.

Ist nun der Wert HG + FD - also Höhe über Grund und Höhendifferenz - für eine Mindestzeitdauer von 1 größer als der gewählte Höhenwert HMIN, so wird der Korrekturwert DH um einen bestimmten Bruchteil « von 6 vergrößert.The value is now HG + FD - i.e. height above ground and height difference - for a minimum duration of 1 greater than the selected altitude value HMIN, so will the Correction value DH increased by a certain fraction «of 6.

6 = Min (HG + FD - HMIN) im Intervall z1. 6 = Min (HG + FD - HMIN) in the interval z1.

Damit wird nun die Flughöhe effektiv verringert, denn aus der Tatsache, daß über eine größere Strecke die Minimalhöhe nicht erreicht wird, kann als gegeben angesehen werden, daß der Wert für die Höhe HI und DH zu klein ist. Zu beachten ist, daß die Größe beziehungsweise der Wert des Intervalls Tl an die Geländestruktur und das Flugprofil angepaßt wird.This now effectively reduces the flight altitude, because from the fact that the minimum height is not reached over a longer distance can be taken as a given it can be considered that the value for the height HI and DH is too small. To note is that the size or the value of the interval Tl to the terrain structure and the flight profile is adjusted.

Wird aber die Größe bzw. der Wert von 6 negativ, das heißt, auch unter Berücksichtigung einer Abweichung des aktuellen Flugpfades vom kommandierten Flugpfad ergibt sich eine Unterschreitung der gewünschten Minimalhöhe, so wird der Korrekturwert DH sofort um den vollen Betrag von 6 reduziert.But if the size or the value of 6 becomes negative, that is, also below Consideration of a deviation of the current flight path from the commanded flight path if the desired minimum height is not reached, the correction value is used DH immediately reduced by the full amount of 6.

Aus Sicherheitsgründen ist der Korrekturwert DH entsprechend dem maximal zu erwartenden zeitlichen Fehlerverhalten des Signals HI (Höhe über NN) kontinuierlich zu verringern, d.h. die zu fliegende Flughöhe wird vergrößert.For safety reasons, the correction value DH is corresponding to the maximum expected temporal error behavior of the signal HI (height above sea level) continuously to decrease, i.e. the altitude to be flown is increased.

Um dies verwirklichen zu können, wird die eingangs zum Stand der Technik beschriebene Einrichtung - wie in Fig. 1 veranschaulicht - erweitert. Dem Höhensensor für die Höhe über Grund 10 wird eine Generatoreinheit 11 zur Lieferung eines Korrektursignals DH in Form eines Fehlermodellgenerators zugeordnet. Hierzu ist zu sagen, daß im allgemeinen die Richtung der Fehlerentwicklung des Signals HI "Höhe über NN" nicht vorhersehbar ist, jedoch in der Maximalgröße treffend abgeschätzt werden kann. So ist dies beispielsweise bei luftwertgestützten Systemen über die maximalen großräumigen Druckgradienten zutreffend durchführbar.In order to be able to realize this, the above becomes the state of the art described device - as illustrated in Fig. 1 - expanded. The height sensor a generator unit 11 is used to supply a correction signal for the height above ground 10 DH assigned in the form of a fault model generator. It should be said that im generally the direction of the error development of the signal HI "height above sea level" is not is predictable, but the maximum size can be accurately estimated. So this is, for example, in the case of air value-based Systems via the maximum large-scale pressure gradients applicable.

Die genannte Generatoreinheit 11 liefert an ihrem Ausgang das Korrektursignal DH, das bei Fehlen eines Eingangssignals DHR von der Einheit 13 zur Signalverarbeitung sich entsprechend der maximal zu erwartenden Fehlerentwicklung nach der "sicheren" Seite hin vergrößert, also an die Einheit zur Maximumbildung 30 und weiter zum Flugführungssystem geht.The said generator unit 11 supplies the correction signal at its output DH, in the absence of an input signal DHR from the unit 13 for signal processing according to the maximum expected error development according to the "safe" Enlarged side, so to the unit for maximum formation 30 and on to the flight guidance system goes.

Steht jedoch von der Einheit 13 ein neuer Korrekturwert DHR zur Verfügung, so wird der Ausgang der Generatoreinheit 11 um diesen Wert korrigiert (S. 2, letzter Absatz bis 5. 3, 1. bis 3. Abs.). Der Generatoreinheit 11 ist ein Schalter 12 insofern zugeordnet, als er für eine kurze Zeit t2 geöffnet wird, nachdem die Einheit 13 ein Signal DHR an die Generatoreinheit 11 abgesendet hat. Dieser Schalter 12 ist auch geöffnet, wenn das Eingangssignal ungültig ist. Grundsätzlich steht am Eingang des Schalters 12 das Signal 6 an (6 = HG + FD - HMIN). Durch diese Maßnahmen werden Laufzeitprobleme vermieden. Mit jedem öffnen und Schließen des Schalters 12 wird der der Einheit 13 zugeordnete Zeitgenerator 14 zurückgesetzt. Damit wird sichergestellt, daß ein im Speicher 15 der Einheit 13 befindliches Signal in einem zusammenhängenden Zeitraum erzeugt wird.However, if a new correction value DHR is available from the unit 13, so the output of the generator unit 11 is corrected by this value (p. 2, last Paragraph to 5. 3, 1. to 3. Paragraph). The generator unit 11 is a switch 12 in this respect assigned when it is opened for a short time t2 after the unit 13 has sent a signal DHR to the generator unit 11. This switch 12 is also open when the input signal is invalid. Basically it says at the entrance of switch 12 to signal 6 (6 = HG + FD - HMIN). Through these measures will be Runtime problems avoided. With each opening and closing of the switch 12 is the time generator 14 assigned to the unit 13 is reset. This ensures that a signal located in the memory 15 of the unit 13 is in a contiguous Period is generated.

Die Einheit 13 zur Signalverarbeitung ist mit einem Zeitgenerator 14 und einem Speicher 15 versehen, dessen gespeicherter Wert über eine Einheit 16 zur Rückfthrverstärkung an die Generatoreinheit 11 übertragen wird.The unit 13 for signal processing is equipped with a time generator 14 and a memory 15, the stored value of which is transmitted via a unit 16 is transmitted to the generator unit 11 for feedback amplification.

Als Eingangsgrößen für die Einheit 13 stehen einmal das Signal 6 und zum anderen das Kommando eines Wahlschalters 17 zur Verfügung. Das Signal 6 wird zuerst auf sein Vorzeichen überprüft. Ist es negativ, was bedeutet, daß die Minimalhöhe HMIN auch unter Berücksichtigung eventueller durch die Flugführung bedingter Abweichungen unterschritten worden, so wird es sofort von der Signalverarbeitung der Einheit 13 an die Generatoreinheit 11 als Korrekturwert DHR übertragen und ersetzt dort den Korrekturwert DA. Gleichzeitig wird der Schalter 12 für eine Zeitdauer T2 geöffnet und dadurch der Zeitgeber bzw. der Zeitgenerator 14 zurückgesetzt. Ist aber das Signal positiv, so wird es in den Speicher 15 eingegeben, falls dieser leer bzw. unbesetzt ist oder der Wert kleiner ist als derjenige der gerade den Speicher belegt. Bei Ablauf des Zeitgenerators 14 wird der jeweils im Speicher 15 befindliche Wert über die Finheit 16 an die Generatoreinheit 11 übertragen und - wie bereits erwähnt - der Zeitgenerator zurückgesetzt, womit gleichzeitig der Speicher 15 geleert wird.The signal 6 and are available as input variables for the unit 13 on the other hand, the command of a selector switch 17 is available. The signal 6 becomes first checked for its sign. Is it negative, which means that the minimum height HMIN also takes into account any possible caused by the flight control conditional deviations are not reached, it is immediately recognized by the signal processing of the unit 13 to the generator unit 11 as a correction value DHR and replaced there the correction value DA. At the same time, the switch 12 is activated for a period of time T2 is opened and the timer or the time generator 14 is thereby reset. is but the signal is positive, it is entered into memory 15 if it is empty or unoccupied or the value is smaller than the one that currently has the memory proven. When the time generator 14 expires, the one in the memory 15 becomes Transfer the value via the finiteness 16 to the generator unit 11 and - as already mentioned - the time generator is reset, which at the same time empties the memory 15 will.

Die Einheit 16 dient der Rückführverstärkung. In der in Fig. 2 gezeigten Tabelle ist ein Beispiel für die Abhängigkeit des Rückführfaktors a und der Zeitkonstanten T1 von der durch den Wahlschalter 17 eingegebenen und zu überf liegenden Geländestruktur gezeigt.The unit 16 is used for feedback amplification. In the one shown in FIG The table is an example of the relationship between the feedback factor a and the time constants T1 from the terrain structure entered by the selector switch 17 and overlaid shown.

Zur weiteren Erhöhung der Effizienz der vorgeschlagenen Einrichtung ist der Generatoreinheit 11 ein Wahlschalter 18 zugeordnet, der die Möglichkeit schafft, eine von mehreren festen Fehlerentwicklungstendenzen auszuwählen oder einen bestimmten Fehlergradienten einzugeben, wie er beispielsweise bei verläßlichen Wetterprognosen unter Verwendung eines luftwertgestützten Sensors für die Höhe über NN zur Verfügung steht.To further increase the efficiency of the proposed facility the generator unit 11 is assigned a selector switch 18, which has the possibility manages to select one of several fixed defect development tendencies or one enter certain error gradients, such as those for reliable weather forecasts using an air value-based sensor for the altitude above sea level stands.

Die Anordnung der Wahlschalter 17, 18 schafft die Möglichkeit, das Rückstellintervall und den Rückstellfaktor entsprechend operationellen Erfordernissen einzustellen, wodurch die vorgeschlagene Einrichtung wer.entlich optimiert wird.The arrangement of the selector switches 17, 18 creates the possibility of that Reset interval and the reset factor according to operational Set requirements, whereby the proposed facility is optimized.

Aus Redundanzgründen erhält in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine an sich bekannte Einrichtung einmal die Differenz zwischen Höhe über Grund 10 und angewählter Minimalhöhe 10a einerseits und andererseits die erzeugte Höhendifferenz FD. Der Ausgang der Einheit 30 führt entweder zum Flugführungs- oder zu einem Kommandosystem.For redundancy reasons, in the exemplary embodiment described a known device once the difference between height above ground 10 and selected minimum height 10a on the one hand and the height difference generated on the other hand FD. The output of the unit 30 leads either to the flight control or to a command system.

Claims (4)

Einrichtung zur automatischen Höhenkorrektur Patentansprüche 1. Einrichtung zur automatischen Erzeugung einer Höhenfehler-Korrektur bei Tieff lug mit Hilfe eines gespeicherten Höhenprofils einer gewünschten Flugbahn der zu überfliegenden Geländestruktur in Verbindung mit dem Flugnavigationssystem, das die Werte für die Position und die inertiale Höhe liefert, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß einem Höhensensor (10) eine Generatoreinheit (11) zur Lieferung eines Korrektursignals (DH) für den Ausgang des Navigationssystems zum Zwecke der Flugführung zugeordnet und beide (10, 11) über einen Schalter (12) und eine Einheit (13) zur Signalverarbeitung miteinander verbunden sind und jede dieser Einheiten von einem speziellen Wahlschalter (iOa, 17, 18) ansteuerbar ist.Device for automatic height correction Patent claims 1. Device for the automatic generation of a height error correction when flying low with the help a stored height profile of a desired trajectory of the one to be overflown Terrain structure in connection with the flight navigation system, which displays the values for the Position and the inertial height, that a height sensor (10) has a generator unit (11) for supplying a correction signal (DH) allocated for the output of the navigation system for the purpose of flight guidance and both (10, 11) via a switch (12) and a unit (13) for signal processing are interconnected and each of these units by a special selector switch (OK, 17, 18) is controllable. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h ne t , daß die Einheit (13) zur Signalverarbeitung mit einem Zeitgenerator (14) und einem Speicher (15) versehen ist, dessen gespeicherter Wert über eine Einheit (16) zur Rückführverstärkung an die Generatoreinheit (11) übertragen wird. 2. Device according to claim 1, characterized in that g e -k e n n z e i c h ne t that the unit (13) for signal processing with a time generator (14) and a memory (15) is provided, the stored value of which via a unit (16) is transmitted to the generator unit (11) for feedback amplification. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Einheit (16) ein Wahlschalter (17) zur Eingabe der Flugprofilstruktur zugeordnet ist. 3. Device according to claims 1 or 2, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the unit (16) has a selector switch (17) for entering the flight profile structure assigned. 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Generatoreinheit (11) ein Wahlschalter (18) zur Eingabe eines bestimmten Fehlergradienten des Inertial-Höhensensors (20a) zugeordnet ist. 4. Device according to claims 1 to 3, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the generator unit (11) has a selector switch (18) for input a certain error gradient of the inertial height sensor (20a) is assigned.