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DE1623407A1 - Verfahren zur Bestimmung einer Bezugsrichtung,insbesondere zur Bestimmung der Achse der Erdpole - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung einer Bezugsrichtung,insbesondere zur Bestimmung der Achse der Erdpole

Info

Publication number
DE1623407A1
DE1623407A1 DE19671623407 DE1623407A DE1623407A1 DE 1623407 A1 DE1623407 A1 DE 1623407A1 DE 19671623407 DE19671623407 DE 19671623407 DE 1623407 A DE1623407 A DE 1623407A DE 1623407 A1 DE1623407 A1 DE 1623407A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gyrometer
axis
plane
determining
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19671623407
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Michel Catherin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Compagnie Generale dElectricite SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR109148A external-priority patent/FR92569E/fr
Application filed by Compagnie Generale dElectricite SA filed Critical Compagnie Generale dElectricite SA
Publication of DE1623407A1 publication Critical patent/DE1623407A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/58Turn-sensitive devices without moving masses
    • G01C19/64Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
    • G01C19/66Ring laser gyrometers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/081Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
    • H01S3/083Ring lasers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Description

dr. MÜLLER-BORE dipl.-ing. GRALFS 1623407
DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL PATENTANWÄLTE
München, I5. Dezember 1967 Fi/Sch - G 871
GOFiPAGNIE GjSHEEIALE D1EEEGTEIGITE , rue la Boetie, Paris .8, Frankreich
Verfahren zur Bestimmung einer Bezugsrichtung, insbesondere zur Bestimmung der Achse der Erdpole,
Die Erfindung betrifft ein "Verfahren zur Bestimmung der Richtung der Achse der Erdpole, wobei insbesondere ein Laser-Gyrometer verwendet wird.
Bekanntlich liefert ein mit einem Drehsystem fest verbundenes Laser-Gyrometer eine Ausgangsfrequenz, die in linearer Beziehung zur Drehgeschwindigkeit steht. Wenn sich das Gyrometer in-seiner Ebene mit einer Winkelgeschwindigkeit (oder Kreisfrequenz)Λ dreht, so erhält man für die Aiisgangsfrequenz f folgende Beziehung:
(1)
wobei £ eine Anisotropie-Frequenz genannte konstante Größe ist, die bei einer Drehgeschwindigkeit Jiull des
10 0012/0354
— P _
Gyronieters vorliegt und Δ f eine Zufalls Schwankung dieser Buhefrequenz darstellt, die wie ein Rauschen in Erscheinung tritt.
Zur Bestimmung einer ebenen Drehbewegung im Raum wird im allgemeinen ein auf "der Ebene, in der die Drehung erfolgt, senkrecht stehender "Drehvektor" Ω. definiert, dessen Größe der Kreisfrequenz -Π. der Drehbewegung entspricht, und der beispielsweise so gerichtet ist, daß der Drehgeschwindigkeitsvektor vom Drehvektor aus betrachtet nach links zeigt. Wenn die Hormale auf der Gyrometerebene mit dem Drehvektor einen Winkel (6 einschließt, so ist das Glied Af ~ in der Gleichung (1) proportional zu Sl cos öo . Damit ergibt sich Af^ = k.il, cos iX/, wobei k einen Koeffizienten darstellt, in den verschiedene Parameter wie. die Oberfläche des Gyrometers, der Umfang des Gyrometers und die verwendete Wellenlänge eingehen.
Mit anderen Worten kann auch gesagt werden, daß das Glied £ f _ proportional zum Fluß des Drehvektors in der Ebene des Gyrometers ist.
Es soll nunmehr ein Laser-Gyromei&r "betrachtet werden, das in einer zur Achse der Pole parallelen Ebene SEßordnet ist,
109812/J3S4 ?~
BAD ORIGINAL
Der Fluß des Erd-Drehvektoi^s jQ. in dem Gyrometer ist Full. Damit ist die Drehung der Erde ohne Einfluß auf ein derart angeordnetes Gyrometer.
Das Gyrometer werde nun in einer anderen Richtung,
"beispielsTireise vertikal, angeordnet. Die horizontale
Projektion des Erd-Drehvektors auf die Vertikale wird
mit SL ' bezeichnet. Wird das Gyrometer in eine Drehung
um eine vertikale Achse versetzt, so ist das Glied Af
maximal, wenn die Ebene des Gyrometers senkrecht zur
Linie der Pole gerichtet ist, und dieses Glied ist Null, wenn die Ebene des Gyrometers entsprechend der linie der Pole ausgerichtet ist. Pur eine beliebige Sichtung OOergibt sich Af η = k· -^V0 cos 0</ ·
Die Einrichtung gestattet somit die Bestimmung von fa und der geografischen iTordrichtung.
Eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Bezugsrichtung auf der Erde ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein Laser-Gyrometer in der Weise angeordnet ist, daß es sich um eine Achse dreht, die derart gewählt ist, daß der Fluß des Erd-Drehvektors in der Ebene des Gyrometers einen von Hull verschiedenen Maximalwert besitzt und sich sinusförmig als Funktion des Drehwinkels um diese Achse
ändert, und daß Einrichtungen zur Messung der Ausgangsfrequenz des Gyrometers vorgesehen sind.
109812/0354
BAD ORjGfNAL
Beim gegenwärtigen Stand der Funktionsweise der Laser-Gyrometer wird die Genauigkeit der Messung wesentlich durch das "Rausch"-Glied Af begrenzt.
Der bei der Messung von OOauftretende Fehler wird durch Differenzierung des Ausdruckes für die Frequenz erhalten:
Δ f = -k χι sin OO . A (X/ (mitAoO im Bogenmaß)
Aus dieser Gleichung ergibt sich:
(2)
Dieser Ausdruck läßt erkennen, daß die Messungen in der Mähe von ^ = ΤΓ/2 durchgeführt, werden müssen, d.h.» dann, wenn die Hordrichtung durch die Ebene des Gyrometers geht,
Bei diesen Bedinjmgen ist das Glied Δ. f nahe Null, so daß für die Ungenauigkeit erhalten wird
Δ. f - Δ £& (3)
Wird die Schwebungsfrequenz über zehn Minuten gemittelt, so ist es möglich, Δ f auf etwa 0,3 Hz zu verringern, was etwa einem Wert von Δ f ^_entspricht, bei dem sich
109812/0354
eine Drehgeschwindigkeit von 0,1 pro Stunde ergeben würde:
Af - k . (0,10A M
Da die Erd-Drehgeschwindigkeit 15° pro Stunde beträgt, ist die Genauigkeitsgrenze für Δ oo gemäß den Beziehungen (2), (3), (4·) gegeben durch
Λ oo (rad.) = %T- » λΎΤΤ Radiant.
Dies entspricht etwa 23 Bogenminuten.
Diese-Genauigkeit kann durch ein dynamisches Verfahren verbessert werden, bei dem eine ständige Drehung der
" und
Ebene des Gyrometers/eine synchrone Ermittlung des bei
diesen Bediigmgen erhaltenen Signals erfolgt.
Bekanntlich 1st es zur Gewinnung eines Heßwertes von einem Signal, das mit einem relativ hohen Rauschpegel behaftet ißt, vorteilhaft, das Signal mit einem Bezugsei gnal S5U modulieren, wodurch die Information auf einen Jrequensj- und phaeenmäßig genau definierten Träger in einen Bereich des Spektrums mit relativ geringem Rauschen übertragen wird, wobei die erhaltene modulierte Welle von eimern Teil d©r Rauiohkompones&ten durch PlIt©^-öag in B»®ltbejidfilt©r B b®fr@it muß, dsum laittola des
B@gugßßign&lg ©ia@r ®^ashroa©a Detection unterworfen wird
1ÖS812/Q3S4
BAD ORIGINAL
Das am Ausgang des Synchron-Detektors erhaltene Signal wird dann von dem Hauptteil der restlichen Rauschkomponenten durch ein Tiefpaßfilter befreit.
Dieses Verfahren wird bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur automatischen Feststellung der Nordrichtung angewandt, und diese Vorrichtung besteht aus einem vertikalen Laser-Gyrometer, das sich mit· einer konstanten Geschwindigkeit von F Umdrehungen pro Sekunde um eine vertikale Achse dreht, einer Einrichtung zur Peilung der Richtung der Ebene des Gyrometers, einem Frequenz-
B B diskriminator, einem Bandpaßfilter (F - ?y, F + ·*), einem Synchron-Detektor, der aus einem die Polarität des Ausgangssignals des Frequenzdiskriminators pro Umdrehung zweimal invertierenden Relais besteht, das von Einrichtungen gesteuert ist, die zweimal pro Umdrehung betätigt werden, und zwar jedesmal dann, wenn die Ebene des Gyrometers vor dieser Peileinrichtung vorbeigeht, wobei das von dem Relais kommende Signal ein Tiefpaßfilter durchläuft, das dieses Signal an einen Steuerverstärker anlegt, der über einen Servomotor dl· Stellung der Pellvorrichtung steuert ...-.--
Gemäß einer Aueführungsvexiaate der Irfindune wird die Ebene dec Laser-Gyrometer® vm eine Im Oet-Veet-lichtua$
S1^/03S
SAD ORIGINAL
verlaufende horizontale Achse gedreht, wodurch die Feststellung der geographischen Breite des Ortes ermöglicht wird.
Die gemäß dem vorstehend aufgezeigten Prinzip aufgebaute Vorrichtung weist prinzipiell eine sehr hohe Genauigkeit auf, sie ist jedoch einer bestimmten Anzahl von Einschränkungen unterworfen, von denen die wichtigsten mechanischen Ursprungs sind.
Die me chani sehen Unzulänglichkeiten können zwei Arten von Auswirkungen haben:
1. Änderungen der Winkelgeschwindigkeit des Systems, die die Synchron-Detektion beeinflussen und in diese ein zusätzliches "Rauschen" einführen;
2. Verschiebungen der Drehachse·. ' '
Ziel der betrachteten Ausführungsvariante ist insbesondere die Beseitigung der ungünstigen Auswirkungen der Verschiebungen der Drehachse auf die Genauigkeit des Verfahrens oder zumindest die Verringerung dieser Auswirkungen.
Die einzige Bedingung, die die Drehachse des Gyrometers erfüllen muß, besteht darin, daß der J1IuB des fJrd-Drehvektors
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in der Ebene des Gyrometers nicht ständig Null sein darf. Unter der Vielzahl möglicher Ausführungsformen ist die einfachste diejenige, die eine vertikale Drehachse aufweist. Vom Gesichtspunkt der kinematischen Güte aus betrachtet ist diese Lösung jedoch nicht die vorteilhafteste.
Bekanntlich ist dann, wenn sich eine Welle um zwöi feste üäger dreht, die tatsächliche Drehachse selbst nicht fest, sondern'Störabweichungen (Präzession) ausgesetzt, die im allgemeinen periodisch sind, wenn die Drehgeschwindigpit gleichförmig ist. Diese Storabweichungen der Drehachse, die bei den besten erzielbaren Genauigkeiten in der Größenordnung der Bogensekunde liegen können, haben Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit des Gyrometers zur Folge, die in der Größenordnung der Drehgeschwindigkeit der Erde liegen. Es ist daher wünschenswert, diese Störabwei« chungen zu beseitigen.
Eine erste Maßnahme besteht darin, die Drehachse bezüglich der Vertikalen zu neigen. Die Folge davon ist, daß aufgrund der in der Vorrichtung vorhandenen, der Schwerkraft ausgesetzten Massen auf die Drehwelle ein Moment einwirkt, das die Berühung der oberen Mantellinie der Welle mit einem genau definierten und festen Punkt des unteren Jjagers und
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die Berührung der unteren Mantellinie mit einem genau definierten und festen Punkt des oberen Lagers bewirkt. Auf diese Weise werden die Lageabweichungen der Achse beseitigt, die von den Ungenauigkeiten, bzw. den Mangeln der Lager herrühren. Damit verbleiben nur die Lage abweichungen, die von den*. Unvollkommenheiten der ein Teil einfacherer Form darstellenden'Welle herrühren. Die Neigung der Drehachse bezüglich der Vertikalen kann beispielsweise zwischen 20° und 50° liegen, wobei diese Werte keineswegs kritisch sind.
Unter diesen Bedingungen kommt die den Gegenstand der beschriebenen Ausführungsform bildende Verbesserung zum Tragen, deren Ziel es ist, die Restfehler zu beseitigen. .
Es sind folgende zwei Arten von Restfehlern vorhanden:
1. Es existiert eine Fehlermöglichkeit zwischen der optischen Peiilage und der tatsächlichen Lage der Formalen auf der Ebene des Gyrometers, die geographisch Nord "anzeigt, und zwar aufgrund mechanischer Unzulänglichkeiten, welche die Verschiebung dieser Peillage bezüglich des Gyrometers beeinflussen.
2. Die Drehachse des Gyrometers ist noch minimalen. Abweichungen oder Auelenkungen bezüglich der theoretischen Lage
10 9 812
ausgesetzt. Diese Abweichungen, die sich periodisch mit der Winkelgeschwindigkeit O der Ebene des Gyrometers wiederholen, stellen eine Funktion dar, die nach einer Fourierreihe gemäß den Harmonischen von cd entwickelt werden kann. Durch geeignete Dimensionierung des in der Steuerkette vorgesehenen Bandpaßfilters werden die Harmonischen beseitigt, so daß in die Steuerkette nur die Komponente mit der Grund-Kreisfrequenz Co gelangt. Daraus folgt, daß zur-Winkeländerung mit der Kreisfrequenz Co eine Störkomponente gleicher Kreisfrequenz addiert wird, was sich in einer Phasenverschiebung bezüglich des theoretischen Wertes äußert, die sich in der Weise auswirkt, daß eine Abweichung zwischen der . tatsächlichen Gleichgewichtslage der Normalen in der Ebene des Gyrometers und ihrer theoretischen Lage eingeführt wirdo
Zur Beseitigung des ersten Restfehlers wird gemäß der Erfindung eine nicht vaformbare Anordnung geschaffen, die einerseits die Drehwelle des Gyrometers, die vorzugsweise gegen die Vertikale geneigt ist, und andera?-
Peil- '
seits die orrlchtung umfaßt, wobei djase Anordnung auf einer gemeinsamen Platte angebracht ist, die sich um eine Achse, und zwar vorzugsweise um eine» vertikale Achse auf einem festen Sockel drehen kann.
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Zur Beseitigung des zweiten Restfehlers kann gemäß einer anderen Besonderheit der Erfindung die Winkellage des Gyrometers auf seiner Plattform von Hand eingestellt werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert; in dieser zeigt:
Fig. 1 eine Darstellung des allgemeinen Prinzips eines Ausführungsbeispiels eines gyrometrischen Laser-Kompasses gemäß der Erfindung»
Fig. 2 eine Draufsicht der ein Teil der Fig. 1 darstellenden Laserhalterung, und
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Yorrichtung gemäß der Erfindung«
In den Figuren 1 und 2 sind gleiche Organe' mit gleichen Bezugszeihen versehen.
Nach Fig. 1 wird ein Laser-Gyrometer mittels eines Motors 17 und eines Getriebes 18 um eine vertikale Achse XX1 mit einer Frequenz F in Umdrehung versetzt. Das Gyrometer
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ist mit einer Lichtquelle· 12 -verseilen, die in zwei Richtungen 19j 20 einen horizontalen Strahl aussendet. Vorzugsweise besteht die Quelle 12 aus einem Laser0 Ein Photodiskrimi-' nator 13.gibt jedesmal dann einen elektrischen Impuls ab, wenn einer der Strahlen 19 oder 20 vor ihm vorüberläuft, d.h. zweimal pro Umdrehung des Gyrometers. Dieser Photodiskriminator I3 ist mit einem horizontalen Ring 14- fest verbunden, der sich unter der Steuerung eines mit einem Getriebe 16 versehenen Servomotors 15 um die Achse XX1 drehen kann.
Die Schwebungsfrequenz des Gyrometers ist über einen Dreh> kontakt 21 an einen Frequenzdiskriminator 22 angelegt, dessen Detektionskurve auf die Anisotropiefrequenz f eingemittet ist. Das durch den Freqieizdiskriminator 22 erfaßte Signal durchläuft ein Bandpaßfilter 25 mit dem
Durchlaßbereich (F - B , F + § ), Das vom Filter 23
2" *
kommende Signal ist an den Eingang eines Synehron-Detektors angelegt, der beispielsweise aus einem ümschaltrelais 25 besteht. Dieses Relais 23 wird ^Lurch eine biiiärs !& stufe 29 gesteuej?t4 die <lu.rch eialen vom Ffejtodiskri 13 über einen Impuisverstärker .28 kommenden impuls eri*#ägt werden kann«
Das von dem Synehron-Detektor 25 übertragene -Signal läuft ein Tiefpaßfilter 26, dessen Ausgang mit dem
eines Steuerverstärkers 27 verbunden ist, der cfen Servomotor 15 erregen kann.
Wird die Winkelfrequenz (Kreisfrequenz) der Drehbewegung des Gyrometers mit63bezeichnet, so erhält man am Eingang des Frequenzdiskriminators 22 gemäß Gleichung (1) folgendes Frequenzsignali
(1) f - f + Af (t) +Äff, cos CJ t
Gemäß Gleichung (2) erhält man am Ausgang des Diskrimina- tors das folgende elektrische Signal V«
(2) Y2 . Va + AVa (t) + T^ cos Cb t
Gemäß Gleichung (3) ist das Spektrum dieses Signals mit dem Symbol V5 auf ein Band B (F - ^, S1 +■ ·|.')begrenzt:
(3) V3- [äV& (t)J
B + 7JCL cos
Nach Gleichung (4) wird das Signal V, von geänderter Polarität bei jeder halben Umdrehung in den Stellungen Xj^ und ^C/xj +/^erhalten.
ι
7ür die Gleichung (5) wird folgendes Integral erhalten:
Yr- - ~%L
ir
Vx dl
06
ir
doo
Wenri # die Lage von Nord ist, so ergibt si oh:
V5 = 2 ψ . sin ( OCz1 _ οθο )
Wenn die Stellung des Bezugselements 13 nicht mit Nord (Stellung (P ) zusammenfällt, so wird der Servomotor 15 so lange erregt, bis das Bezugselement in die Nordrichtung (0O1 -Oo a O)geführt ist.
Die Empfindlichkeit der Messung kann ausgedrückt werden durch 5 -0- / ., ., \* d.h. sie wird
maximal sein für pc ^ « Ob oi während bei den vorstehend beschriebenen statischen Verfahren die maximale Empfind· lichkeit
r1
lag·
Die Bandbreite B des !filters 23 muß genügend schmal sein um Rauschspitzen zu beseitigen, welche Hichtlinearitätspegel der Kreise erreichen. Das Ausgangs-Tiefpaßfilter muß so schmal wie möglich sein· Ein sahmaleres Band wird eine genauere Nessung ergeben. Da abet- die Dauer der Messung gleichzeitig ansteigt, muß ein Kompromiß zwischen der Genau igkeit und der Geschwindigkeit der Messung eingegangen
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BAD ORIGINAL
Mit dieser Vorrichtung kann eine Bestimmung des Nordens auf einige Bogenminuten giau in einer Zeit von etwa 2 bis 3 Minuten erfolgen.
Vorstehend wurde eine automatisch arbeitende Einrichtung beschriebene Das Verfahren kann jedoch auch in einem wehiger ausgebauten Stadium verwendet werde^ in«dem die Steuerung, d.h. die Organe 27, 15 und '16, weggelassen werden. Die Platte 14- wird dann von Hand gedreht,, wobei das durch Synchron-Detektion mittels eines Voltmeters erhaltene Signal beobachtet wird. Die Itjegelung besteht dabei darin, die Anzeige des Voltmeters auf Null zu bringen. Die Anordnung des Voltmeters ist in Figur 1 gestrichelt angegeben.
Die Erfindung wurde für die gebräuchlichsten Anwendung^— fälle für ein durch die Erde angetriebenes Gyrometer beschrieben· Es sind jedoch auch andere Anwendungen möglich. Beispielsweise kann die Vörrichtiung an Bord eines künstlichen Satelliten angebracht werden.
Nach S1IgUr 3 ist ein Iiaser-Gyrometer 51 auf einem träger angebrac_ht, der fest mit einer kreisförmigen Platte verbunden ist, welche sich um eine nicht dargestellte Zentralwelle auf einer Plattform ^A- drehen kann. Die Platte 53 kann mit der Plattform 5^ mittels eines Klemmorgans
109812/035^ BAD ORfGiNAU
fest verbunden sein. Dieses Klemmorgan kann beispielsweise eine an der Plattform 54- befestigte Klemmbacke sein, die gegen den Rand der Platte 53 drückt . und diese festklemmen kann. Die Halterung des G-yrometers 52 trägt gleichermaßen einen kleinen ebenen Spiegel 66, dessen Aufgabe noch beschrieben wird.
Die Plattform 54- ist an einem Ende einer Welle 56 angebracht, die vorzugsweise gegen die Vertikale 60 geneigt ist und sich aufgrund des Antriebs durch einen Motor 37 zwischen zv/ei Lagern 58a, 58b drehen kann« Diese zwei Lager werden von einem nicht verformbaren, vorzugsweise sehr robusten Aufbau 73 gehalten, an dem beispielsweise ein Autokollimationsfernrohr 59 angebrac_ht ist, das mit dem an der Halterung des Gyrometers vorgesehenen Spiegel 66 zusammenarbeiten kann. Das Autokollimationsfernrohr 59 ist mit einem an sich bekannten Photοdetektor ausgestattet.
Der Aufbau 73 ist mit einer Platte 6i fest verbunden, die sich um eine nicht dargestellte Welle, an dem festen Sockel 63 drehen kann. Die Platte 61 kann mittels eines Servomotors 64- über ein aus zwei Antriebsrädern 71a, 7''b bestehendes Untersetzungsgetriebe in Umdrehung versetzt werden.
Dieser Steuermotor 64- wird über eine Leitung- von einer nicht dargestellten Steuerkette gespeist, deren Eingang mit dem
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BAD ORIGIMAL
Ausgang des Photodetektors verbunden ist. Einem anderen Eingang dieser Steuerkette wird das Ausgangssignal des Gyrometers zugeführt.
Diese Steuerkette ist vorzugsweise in der in Figur 1 dargestellten Weise ausgebildet. Es daher nicht erforderlich, diese Steuerkette nochmals zu "beschreiben.
Die Achse 74- <les Fernrohrs 59, die Vertikale 60 und die Achse 72 der Drehwelle 56 des Gyrometers liegen in einer gleichen Ebene.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
An einem Ort, an dem die Nordrichtung mit großer Genauigkeit, beispielsweise aufgrund astronomischer Beobachtungen bekannt ist, wird die Vorrichtung an eine Batterie angelegt und in Betrieb gesetzt. Die Halterung, bzw. der Träger 73 setzt sich dann gesteuert von dem Siaiermotor 64- in Bewegung. Nach sehr kurzer Zeit wird sich das Fernrohr in einer Richtung einstellen, die im allgemeinen nicht genau der Linie der Erapole· entsprechen wird. Darauf wird die Stellung der Platte 53 auf der Plattform 54 in der Weise eingestellt, ciaß die Lage des Fernrohrs 59 exakt in die Sichtung dar Achse der Pole zurückgeführt wird.
10981.2/0:
BAD ORfQiNAi
Die auf diese Weise geregelte Vorri&feung kann mit erhöhter Genauigkeit an jedem Punkt der Erdkugel zur Ermittlung der Richtung der Erdpole verwendet werden.
Selbstverständlich könnte anstelle des Autokollimationsfernrohr es und des zugehörigen Photodetektors eine äquivalente andere Einrichtung verwendet werden.
- Patentansprüche -
109812/0354
BAD ORtGINAt.

Claims (1)

  1. - 19 Patentansprüche
    . Vorrichtung ziix* Bestimmung einer Bezugsrichtung auf der Erde, dadurch gekennzeichnet -,. daß ein um eine Achse drehbar angeordnetes Laser-Gyrometer vorgesehen iyt, daß die Achse derart gewählt ist, daß der ϊΐιιβ des j.-]rd-iji?ehvektors in der Ebene des GyrosEbers einen von Hull verschiedenen Iiaximalwert "besitzt und sich sinusförmig als Funktion des Drehwinkels um diese Achse ändert, und daß Einrichtungen zur Messung der Ausgangsfrequenz des Gyrcmeters vorgesehen sind.
    2« Vorrichtung nach Anspruch ι zur Bestimmung der Achse der Pole, dadurch g e k e η η :■ e i c Ια η e t , daß die Achse in der Ebene des Gyroneters liegt und sich in einer vertikalen Ebene befindet.
    3· 'Vorrichtung nach Anspruch .i zur -Bestimmung der geographischen Breite des Ortes, dadurch gek en ns e i chnet,
    die
    daß/in der Ebene des Gyrometers liegende Achse horizontal
    und in Ost-yest-Hichtung gerichtet ist.
    4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung zur Drehung des Gyrometers um die
    10981 ? /035 /* BAD ORiGINAL
    Achse, einem mit dem Ausgang des Gyrometers verbundenen Detektionskreis mit einem Frequenzdiskriminator, einem Bandpaßfilter, einem Synchroη-Detektor, einem Tiefpaß- . filter und einer Beobachtungsvorrichtung, wobei der ' Synchron-Detektor durch Einrichtungen zur Ermittlung der Richtung, der Ebene des Gyrometers gesteuert ist, welche bei jeder Umdrehung des Gyrometers zweimal ein Signal aussenden können.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß ein Detektororgan vorgesehen ist, das sich um die gleiche Achse wie das Gyrometer drehen kann.
    6» Vorrichtung nach Anspruch 5? dadurch g e ke η η zeichnet , daß das Detektororgan von einem Motor angetrieben werden kann, der durch das von der Synchron-Detektion gelieferte Signal erregt ist.
    7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2, 4-, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet , daß ein nicht verformbarer Aufbau vorgesehen ist, der einerseits die gegen die Vertikale geneigte Drehwelle des Gyrometers und anderex·- seits die P'eilvorrichtung umfaßt, und daß diese Anordnung auf einer gemeinsamen Platte angeordnet ist-, die sich um eine vorzugsweise vertikale Achse auf einem festen Sockel drehen kann.
    109812/0354
    BAD ORIGINAL
    8. Vorriclitung nach. Anspruch 7» dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Achse der Peilvorrichtung, die Vertikale und die Achse der Drehwelle des. Gyrometers in einer gleichen Ebene liegen.
    9» Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß der Träger des Gyrometers auf einer Platte angeordnet ist, die sich auf einer mit der Drehwelle fest verbundenen Plattform drehen kann und mit dieser Plattform vorzugsweise mittels eines Klemmorgans fest verbunden werden kann.
    109812/0 354
DE19671623407 1966-12-15 1967-12-15 Verfahren zur Bestimmung einer Bezugsrichtung,insbesondere zur Bestimmung der Achse der Erdpole Pending DE1623407A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
FR87563A FR1513419A (fr) 1966-12-15 1966-12-15 Procédé de détermination de la direction de l'axe des pôles terrestres
FR109148A FR92569E (fr) 1967-06-05 1967-06-05 Procédé de détermination de la direction de l'axe des pôles terrestres

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DE1623407A1 true DE1623407A1 (de) 1971-03-18

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DE19671623407 Pending DE1623407A1 (de) 1966-12-15 1967-12-15 Verfahren zur Bestimmung einer Bezugsrichtung,insbesondere zur Bestimmung der Achse der Erdpole

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