DE2907588C2

DE2907588C2 - Verfahren zur Bestimmung der Lage von entgegengesetzt zur Strahleneinfallsrichtung reflektierenden Reflektoren

Info

Publication number: DE2907588C2
Application number: DE2907588A
Authority: DE
Inventors: Hans Jönköping Robertsson
Original assignee: Saab Scania AB
Current assignee: Saab AB
Priority date: 1978-03-02
Filing date: 1979-02-27
Publication date: 1982-06-09
Also published as: DK144439B; AU522333B2; CA1116277A; NO147007B; BE874569A; DK144439C; AU4469079A; SE412959B; NL190966B; AT380108B; NO147007C; FR2418938B1; FR2418938A1; NL7901673A; NO790721L; DE2907588A1; GB2021347A; ATA153579A; IT1164669B; SE7802348L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Lage von entgegengesetzt zur Strahleneinfallsrichtung reflektierenden Reflektoren in einem auf eine Strahlung aussendende und Reflexionen empfangende Meßstation orientierten Winkelraum, bei welchem die Abstrahlung und der Empfang des Ortungssignals über mindestens zwei fächerförmige, den Winkelraum überstreichende Strahlenbündel erfolgt, von denen jedes quer zur Strahlungsausbreitungsrichtung eine lange und quer dazu eine kurze Querschnittsabmessung hat, wobei die langen Querschnittsabmessungen sämtlieher Strahlenbündel winkelmäßig unterschiedlich orientiert sind. Solche Lagebestimmungsverfahren sind von ihrer Grundkonzeption im wesentlichen bekannt, beispielsweise aus US-PS 30 56 129, US-PS 27 03 880, US-PS 27 00 762 und DE-AS 12 10 464.

Die vorerwähnten Verfahren und Systeme arbeiten immer dann einwandfrei, wenn in dem von den Strahlenbündeln überstrichenen Raum nur ein einziger Körper vorhanden ist. Sobald jedoch der überstrichene Raum zwei oder mehr solcher Körper enthält, ergibt sich das Problem der Mehrdeutigkeit, das seiner Natur nach bekannt und bereits in den US-PS 25 14 617 und 30 56 129 dargelegt ist. Zur Verdeutlichung dieses Problems dient die F i g. 1 der Zeichnungen, welche fächerförmige Strahlenbündel χ und y im Querschnitt zeigt. Diese zwei Strahlenbündel überschwenken abwechselnd einen Raum 1, wobei sich das Strahlenbündel χ flachliegend horizontal und das Strahlenbündel y flachliegend vertikal bewegt. Wenn im überstrichenen Raum an den Positionen A und B reflektierende Körper vorhanden sind, wird deren Reflexion am Ort des Strahlensenders in den Augenblicken erfaßt, in denen sich das ^-Strahlenbündel in der mit x^] bzw. x² bezeichneten Schwenkposition befindet. In ähnlicher Weise werden Reflexionen desy-Strahlenbündels zu der Zeit empfangen, zu der das ^-Strahlenbündel die Schwenkpositionen y¹ und y² einnimmt. Diese Reflexionen entsprechen den vier möglichen Positionen A, B, C, D, an denen im überschwenkten Raum Körper vorhanden sein können. Gemäß der dann zur Verfügung stehenden Information können sich die Körper ebenfalls an den Positionen C und D und nicht nur an den Positionen A und Bbefinden.

Generell entsteht eine mehrdeutige Information, wenn die Anzahl der in einem von den fächerförmigen Strahlenbündeln überstrichenen Raum vorhandenen Reflektoren gleich oder größer ist als die Anzahl der den Raum überstreichenden Strahlenbündel. Hieraus folgt, daß man die Mehrdeutigkeit dadurch beseitigen

kann, daß man eine ausreichend große Anzahl von Einzelstrahlenbündeln verwendet Es ist aber auch offensichtlich, daß bei Erwartung einer Mehrzahl von reflektierenden Körpern erhebliche Schwierigkeiten auftreten, eine ausreichende Anzahl von unterschiedlich orientierten Strahlenbündeln zu erzeugen, bei diesen die verschiedenen Schwenkbewegungen zu synchronisieren und die mit ihnen erzielten Meßergebnisse auszuwerten.

Die beiden vorerwähnten USA-Patentschriften schlagen ein sogenanntes »range gating«-System vor, bei dem die Signale entfernungsabhängig nur von solchen Zielen angenommen werden, die einen zuvor festgelegten Abstand von der Meßstation haben oder die in einem zuvor festgelegten Entfernungsbereich vor der Meßstation liegen. Durch range gating läßt sich die is Anzahl der zu identifizierenden Körper verkleinern, doch hilft eine solche Torschaltung nicht, wenn zwei reflektierende Körper den gleichen Abfand von der Meßstation haben, so daß das vorerwähnte Mehrdeutigkeitsproblem wieder auftritt. Die vorerwähnte US-PS 25 14 617 kann diese Mehrdeutigkeit beseitigen, doch benötigt man, wie in der an zweiter Stelle erwähnten US-PS 30 56 129 angegeben, eine Anzahl von zeitraubenden Arbeitsschritten, so daß der Vorschlag dieser Druckschrift als unbefriedigend angesehen werden muß, da der Zeitfaktor eine ganz erhebliche Bedeutung hat. Die an zweiter Stelle erwähnte US-PS 30 56 129 schlägt zur Abhilfe äußerst komplizierte und teure Geräte vor, die, obwohl sie schneller arbeiten, noch immerhin als zu langsam arbeitend angesehen werden müssen, weil verschiedene Rechenoperationen erforderlich sind, um eine Information über die tatsächliche Reflektorposition zu erhalten. Aus vorstehenden Betrachtungen ist leicht zu erkennen, daß ein System gemäß der US-PS 30 56 129 für η Körper im überstrichenen Raum (n + 1) schwenkende Strahlenbündel benötigt. Hierdurch ergibt sich ein überaus großer Aufwand für die gerätemäßige und auch für die schaltungsmäßige Ausstattung des Systems, so daß entsprechende Geräte sehr aufwendig und damit auch störanfälliger werden und schließlich auch zu sehr hohen Kosten führen. Es zeigt sich somit, daß für eine beliebige Anzahl von Körpern im überschwenkten Raum das Problem der Mehrdeutigkeit noch keineswegs in wirtschaftlich tragbarer Weise gelöst worden ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Lagebestimmungsverfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, welches das Problem der Mehrdeutigkeit in allen denkbaren Fällen bei einem minimalen gerätemäßigen Aufwand löst und die Möglichkeit gibt, die Relativlage jedes einzelnen einer Mehrzahl von Reflektoren relati¹·' zu einer Meßstation eindeutig zu bestimmen.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für gleichweit von der Meßstation entfernte Reflektoren, die so im Raum verteilt sind, daß sie in einer Separations-Richtung mindestens einen Minimalabstand halten und senkrecht dazu einen Maximalabstand nicht überschreiten, die Strahlenbündel jeweils so bezüglich der Separationsrichtung unter einem Winkel derart ausgerichtet werden, daß der Tangens dieser Winkel größer wird als das Verhältnis von Maximalabstand zu Minimalabstand.

Der erfindungsgemäße Vorschlag gibt somit eine Lösung für das Problem einer eindeutigen Identifikation von einzelnen einer Mehrzahl von im überstrahlten Raum vorhandenen Körpern auch dann, wenn zwei oder mehr Körper die gleiche Entfernung von der Meßstation haben. Beispiele solcher Anwendungen sind die Überwachung und Lenkung von auf einem Flugplatz rollenden Flugzeugen, die Messung von Luft- oder Wasserströmungen durch Verfolgen von sich mit dieser Strömung bewegenden Ballons oder Schwimmern und die kontinuierliche Lagevermessung von Schiffen bei Segelregatten.

Eine besonders wichtige Anwendung, die besonders deutlich die Brauchbarkeit der Erfindung darlegt, ist die Zielvermessung bei Auswertesystemen von Schießübungen mit simuliertem Feuer. Ein solches System ist in der US-PS 38 32 791 beschrieben, bei der ein Strahlenbündel mit erheblicher Divergenz vom Ort der Waffe so ausgesendet wird, daß ein beliebiges Ziel, auf das die Waffe gerichtet werden kann, trotz der Geschütz-Elevation und Zielvorhaltung für die Kompensation einer möglichen Zielbewegung die Strahlung zum Ort der Waffe reflektiert. Eine erste Aussendung des Strahlenbündels im Augenblick des simulierten Schusses dient dazu, das Ziel entfernungsmäßig zu markieren. Nach einem Intervall entsprechend der errechneten Flugzeit, welche eine Salve bis zum Erreichen des Zieles benötigt, wurde eine zweite Strahlenaussendung vorgenommen, die man dann bezüglich der Munitionsart und des Auftreffpunktes der simulierter. Salve gegenüber dem Ziel modulierte, um am Ziel Treffereffekte auswerten zu können. Wegen der Divergenz des Strahlenbündels benötigte man aber besonders und relativ teure Detektoren, die zwischen Reflexionen relativ nahe beieinander liegender gleichweit entfernter Zielreflektoren unterscheiden können. Auch kann mit solchen Strahlenbündeln nicht exklusiv zu einem bestimmten, einem Reflektor zugeordneten Detektor eine Information übertragen werden. Aus diesem Grunde lassen sich zahlreiche taktische Situationen denken, in denen man exakte Auswerteergebnisse nicht erhalten kann. Eine weitere Folge der Divergenz des Strahlenbündels und der daraus folgender. Strahlungsdiffusion ist, daß dieses ältere System bei vorgegebener Strahlungsenergie nur für einen relativ kleinen Entfernungsbereich brauchbar ist und sich auch ein sehr schlechtes Signal-Stör-Verhältnis ergibt.

In diesem Zusammenhang soll die vorliegende Erfindung auch ein mit Bündelstrahlung arbeitendes exaktes Lagebestimmungssystem für reflektierende Ziele schaffen, mit welchem Schießübungen mi¹ simuliertem Feuer besser als bisher ausgewertet werde· können.

Die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf ein System zur Auswertung von simulierten Schießübungen erfordert die Lösung bestimmter weiterer Probleme, die im einzelnen umfassender angesprochen sind in zwei am gleichen Anmeldetag eingereichten Patentanmeldungen gem. DE-OS 29 07 589 und DE-OS 29 07 590 der gleichen Anmelderin vom gleichen Tage mit gleicher Priorität.

Die erste dieser Patentanmeldungen betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur selektiven Übertragung einer in den Modulationen von flachliegend schwenkenden Strahlenbündeln enthaltenen Information zu ausschließlich einem einzigen Körper einer Mehrzahl von in dem von den Strahlenbündeln ülTstrichenen Raum vorhandenen Körpern.

Die zweite dieser Patentanmeldungen liegt der hier vorliegenden Erfindung insofern etwas näher, als sie ein Schießübungs Auswertesystem offenbart, welches kontinuierlich die Lage eines imaginären Geschosses auf seiner Flugbahn errechnet und in einer seiner

Betriebsarten periodisch schwenkende fächerförmige Strahlenbündel verwendet, um gleichzeitig die Ziellage im Augenblick des simulierten Schusses und danach zu messen. Die Flugbahn-Rechnung simuliert den Flug eines echten Geschosses einer ausgewählten Art, das man unter der im Augenblick des Schusses vorhandenen Ausrichtung des Waffenlaufes abgefeuert hätte. Wenn der errechnete Abstand des imaginären Geschosses vom Ort der Waffe gleich dem Absland von Waffe zum Ziel ist oder wenn das imaginäre Geschoß eine zuvor festgelegte Elevation gegenüber der Zielelevation erreicht, kann der Rechenvorgang abgebrochen und es können aufgrund der Relation zwischen Geschoßlage und Ziellage in diesem Augenblick am Ort der Waffe die Ergebnisse ausgewertet werden.

Bei einem solchen Auswertesystem enthält jedes Ziel einen Reflektor, der die vom Ort der Waffe ausgehende Strahlung zum Ort der Waffe reflektieren kann. Die Strahlenbündel werden so gepulst, daß man mittels der am Ort der Waffe erfaßten reflektierten Strahlung eine Abstandsmessung zum Reflektor vornehmen kann. Azimut und Elevation des Zielreflektors gegenüber dem Ort der Waffe werden dadurch gemessen, daß man bei Eintreffen der Reflexion am Ort der Waffe die augenblickliche Winkellage eines jeden Strahlenbündels auf dem Schwenkweg erfaßt.

Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird, wenn den Winkelstellungen der zwei Strahlenbündel mit zunehmendem Schwenkwinkel ansteigende Positionswege zugeordnet sind, vorgeschlagen, daß jedesmal, wenn die Meßstation eine Strahlungsreflexion einer der zwei Strahlenbündel erfaßt, dessen Positionswert gespeichert wird und daß die L.age eines jeden von mindestens zwei Strahlenbündel!·, getroffenen Reflektors dadurch eindeutig bestimmt wird, daß man die gespeicherten Positionswerte des einen Strahlenbündels größenmäßig geordnet mit den in gleicher Weise gespeicherten größenmäßig geordneten Positionswerten des anderen Strahlenbündels in Relation setzt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen von zwei fächerförmigen Strahlenbündeln überstrichenen Raum zur Erläuterung des Problems der Meßmehrdeutigkeit, das durch die vorliegende Erfindung gelöst wird,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer simulierten taktischen Situation zur Erläuterung der Grundgedanken der vorliegenden Erfindung bei der Auswertung von Schießübungen mit simuliertem Feuer,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines am Zielkörper angeordneten Reflektors in Relation zu dessen Umgebung, in der gemäß den Grundgedanken der Erfindung kein weiterer Reflektor vorhanden sein darf,

F i g. 4 ein Rechteckdiagramm einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

F i g. 5 eine der F i g. 1 ähnliche Darstellung einer Strahlenbündelanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung für ein Zusammenwirken mit der Reflektoranordnung gemäß F i g. 3,

Fig.6 eine Querschnitts-Darstelhing von zwei entsprechend den erfindungsgemäßen Grundgedanken zueinander angeordneten Strahlenbündeln,

Fig.7 einen Querschnitt durch den von den Strahlenbündeln der F i g. 6 überstrichenen Raum,

F i g. 8 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eindeutiger Messungen an einander eng benachbarten Zielreflektoren gemäß der vorliegenden Erlindung,
Fig. 9 eine der Fig. 6 ähnliche Darstellung einer anderen Strahlenbündelanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 10 eine schematische Darstellung bestimmter Lage-Relationen zwischen den Strahlenbündeln und

ίο den eindeutig zu erfassenden Zielen,

Fig. 11 ein Schema einer weiteren erfindungsgemäßen Strahlenbündelanordnung,

Fig. 12 eine schematische Darstellung von Zielpositionen und

is Fig. 13 eine Erläuterung zur Strahlenbündel-Verschwenkung.

F i g. 2 zeigt eine Schießübungssituation mit einer von einem Panzer 2 getragenen Waffe 5, welche auf eine Gruppe von echten oder simulierten Zielkörpern 10,10', 10" schießt.

Das Richten und simulierte Schießen mit der Waffe 5 erfolgt in jeder Beziehung genauso wie beim Schießen mit echten Geschossen. Für Übungszwecke ist jedoch die Waffe 5 mit einer Meßvorrichtung versehen, die, wie F i g. 4 zeigt, aus einem Strahlungssender 3, vorzugsweise einem Laser, einem Strahlungsdetektor 4 und einer Steuervorrichtung 6 besteht, welch letztere das Zusammenwirken von Sender 3 und Detektor 4 mit der Abzugsvorrichtung der Waffe 5 koordiniert. Jeder der Zielkörper 10, 10', 10" ist mit mindestens einem Reflektor 13, und zwar in jedem Falle mit einem sogenannten Winkelreflektor oder Retroreflektor versehen, mit dem die dort eintreffende Strahlung entgegengesetzt zur Einfallsrichtung reflektiert wird.

(Lediglich zum besseren Verständnis der Fig.4 ist der Weg der reflektierten Strahlung etwas divergierend gegenüber dem Weg der ausgesendeten Strahlung eingezeichnet.) Beim simulierten Schießen mit der Waffe 5 sendet der Sender 3 eine Strahlung in Richtung auf die Zielkörper 10, 10', 10". Diese Strahlung wird im Reflexionsfall zum Ort der Waffe 2 reflektiert und dort mit dem Detektor 4 erfaßt. Die Reflexion wird verwendet zur Vermessung der Ziellage nach Entfernung, Azimut und Elevation relativ zum Ort der Waffe.

Da die Messungen stets gegenüber einem Reflektor und nicht generell gegenüber einem Zielkörper vorgenommen werden, sollen nachfolgend die Ausdrücke Ziel und Reflektor als Synonym betrachtet werden.
Als Erläuterung für die Verwendung der mit der Strahlung des Senders 3 erzielten Messungen für die Auswertung der Ergebnisse eines simulierten Schießens wird Bezug genommen auf die am gleichen läge von der gleichen Anmelderin eingereichte Patentanmeldung DE-OS 29 07 590 gleicher Priorität. Ohne hier jedoch auf weitere Einzelheiten eingehen zu müssen, ist es offensichtlich, daß eine korrekte und genaue Auswertung von Schießergebnissen nur mit eindeutigen Messungen möglich ist und wenn bei Vorhandensein einer Mehrzahl von Reflektoren im überstrahlten Raum deren störende Reflexionen ausgeschaltet werden.

Die Bezugnahme auf eine Vorrichtung zum Auswerten von simulierten Schießübungen ist hier nur als Beispiel zu werten für eine der vielen möglichen Anwendungen der vorliegenden Erfindung. Der als Panzer 2 dargestellte Ort der Waffe ist insofern nur als Meßstation zu werten, von der aus die Lage eines jeden einzelnen einer Mehrzahl von fernliegenden reflektierten Objekten oder Körpern eindeutig festgestellt

werden kann mit Hilfe einer den Grundgedanken der Erfindung entsprechenden Strahlung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der vom Lasersender 3 ausgesendeten Strahlung um fächerförmige Strahlenbündel 7' und 7", die in an sich bekannter Weise erzeugt werden. Wie die F i g. 2 erkennen läßt, sind nur zwei Strahlenbündel vorhanden, doch kann verständlicherweise die Strahlung auch über drei oder mehr Strahlenbündel erfolgen. Querschnittsmäßig, d. h. quer zur Strahlaussenderichtung 8' bzw. 8" hat jedes Strahlenbündel eine lange Querschnittsabmessung und eine relative dazu senkrecht verlaufende kurze Querabmessung. Somit divergiert jedes Strahlenbündel in der Aussenderichtung bezüglich seiner langen Querschnittsabmessung ohne eine wesentliche Divergenz in der quer dazu verlaufenden Richtung.

Jedes der Strahlenbündel ist so ausgerichtet, daß dessen lange Querschnittsabmessung winklig zu der langen Querschnittsabmessung der anderen Strahlenbündel verläuft. Obwohl nicht wesentlich, ist es im allgemeinen von Vorteil, wenn die Strahlenbündel eine symmetrische Relation bezüglich ihrer langen Querschnittsabmessungen haben. Beispielsweise können bei zwei Strahlenbündeln die langen Querschnittsabmessungen entgegengesetzt gleich große Winkel bezüglich der Vertikalen einschließen. Falls ein drittes Strahlenbündel vorgesehen ist, kann dessen lange Querschnittsabmessung je nach Schwenkrichtung vertikal oder horizontal orientiert sein.

Mittels einer dem Sender 3 und dem Detektor 4 zugeordneten Ablenkvorrichtung 11 wird jedes Strahlenbündel winl'elmäßig im wesentlichen quer zur langen Querschnittsdimension so verschwenkt, daß die Strahlenbündel zusammen einen festen Winkelraum überstreichen, in dessen Scheitelpunkt die Meßstation 2 liegt. Die Objekte oder Ziele, die mittels der Strahlenbündel zu vermessen sind, befinden sich in dem vorerwähnten Winkelraum, d. h. gemäß F i g. 2 in dem Zielraum 9.

Die Ablenkvorrichtung 11, mit der die Schwenkbewegung der Strahlenbündel erzeugt wird, kann optische Keile enthalten, die sich relativ zueinander bewegen und in einem optischen Pfad liegen, der für Sender 3 und Detektor 4 gemeinsam ist Die Ablenkvorrichtung 11, der Sender 3 und der Detektor 4 können eine geschlossene Baueinheit bilden, die sich lösbar mit dem Lauf der Waffe 5 verbinden läßt

Die Strahlenbündel können entweder nacheinander oder aber auch gleichzeitig verschwenkt werden. Jedes Strahlenbündel kann hin und her oder stets in einer Richtung schwenken. Auf alle Fälle ist es von Vorteil, wenn die Strahlenbündel einem bleibenden Schwcnkschema folgen und die entsprechenden Verschwenkungen im Laufe eines sich wiederholenden Schwenkzyklus von zuvor festgelegter Dauer erfolgen.

Zu Zwecken der Entfernungsmessung wird die Bündelstrahlung gepulst Dieses Pulsen kann in Form einer Modulation vorgenommen werden, mittels der die Information auf das Strahlenbündel aufkodiert wird, damit sie einem bestimmten Körper einer Mehrzahl von Körpern übermittelt werden kann, wie dies in der am gleichen Tage eingereichten Patentanmeldung der Anmelderin mit gleicher Priorität erläutert ist Wenn ein Strahlungsimpuls ausgesendet wird, empfängt der Rechner 12 aus dem Sender 3 ein Signal und nachfolgend, wenn eine Reflexion der ausgesendeten Strahlung vom Detektor 4 erfaßt wird, wandelt der Detektor diese Reflexion in elektrische Impulse um, die ebenfalls zum Rechner 12 fibertragen werden. Auf diese Weise wird die Entfernung von der Meßstation zum Ziel aufgrund der Zeit gemessen, die von der Aussendung der Strahlung bis zum Empfang der zugehörigen Reflexion verstrichen ist. Der Ausgang des Rechners 12 wird einer geeigneten Anzeigevorrichtung 14 zugeführt. Die Steuervorrichtung 6, welche mit der Abzugsvorrichtung der Waffe verbunden ist, löst das Aussenden der Strahlenimpulse aus dem Lasersender 3 und die zyklische Bewegung der Ablenkvorrichtung 11 aus und

lu steuert auch das Einspeisen der Signale in den Rechner 12.

Während die Ablenkvorrichtung 11 die Strahlenbündel über ihren Schwenkweg hin und her bewegt, erzeugt sie Signale, die in jedem Augenblick der momentanen Winkellage eines jeden Strahienbündeis auf deren Schwenkweg entsprechen. So kann die Steuervorrichtung, wenn der Detektor 4 eine Reflexion von einem Ziel erfaßt, dafür sorgen, daß das dann an der Ablenkvorrichtung 11 vorliegende Signal auch in den Rechner 12 eingespeist wird. Wenn also von einem Reflektor Reflexionen aller Strahlenbündel auf ihrem Schwenkweg im Laufe eines vollständigen Schwenkzyklus empfangen werden, empfängt der Rechner 12 eine Information, aus der er die Funktionen von Azimut und Elevation des Zieles und auch die Entfernung errechnen kann, so daß dann die Lage des Zieles in Relation zur Meßstation vollständig definiert ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das bisher bestehende Mehrdeutigkeitsproblem bei der Messung

3n von Zielpositionen bezüglich Azimut und Elevation gelöst durch eine geeignete Relation zwischen den Ausrichtungen der langen Querschnittsdimensionen der zwei Strahlenbündel (oder von mindestens zwei der Strahlenbündel, wenn mehr als zwei vorhanden sind), durch die Festlegung einer geeigneten Schwenkrichtung für jedes der zwei Strahlenbündel in bezug auf die zu erwartende Verteilung der Ziele oder Reflektoren in dem von den Strahlenbündeln überstrichenen Winkelraum. Von besonderer Bedeutung ist die Relation zwischen zwei benachbarten Reflektoren, die im wesentlichen gleich weit von der Meßstation 2 entfernt sind. Reflektoren, die sich in meßbar unterschiedlichen Entfernungen von der Meßstation befinden, bereiten kein wesentliches Problem, da man zwischen diesen Reflektoren an der Meßstation durch Entfernungsmessung oder durch range gating unterscheiden kann.

Der erste Schritt für die Festlegung der Strahlenbündelausrichtung liegt daher darin, die Richtung zu bestimmen, in der projiziert gesehen ein maximaler Abstand zwischen benachbarten gleich weit von der MeSstaticn entfernten Reflektorer, zu erwarten ist Diese Richtung der möglichen maximalen Trennung der Reflektoren voneinander soll nachfolgend als Separations-Richtung bezeichnet werden. Wenn man davon ausgeht daß die Panzer 10,10' und 10" der F i g. 2 gleich weit von der Meßstation 2 entfernt sind, kann die maximale Separation auf einer horizontalen oder im wesentlichen horizontalen Linie liegen, da die Reflektoren sich in Bodennähe befinden. In diesem Falle kann man dann auch die Separationsrichtung als horizontal Gegend annehmen. Bei Flugzeugen auf einer Rollbahn, die zu einem erhöht angeordneten Tower und einer dort angeordneten Meßstation führen, würde beispielsweise eine maximale Separation in der Vertikalen sein, so daß die Separations-Richtung vertikal verläuft

In jedem FaHe liegt der projezierte Abstand zwischen Reflektoren in einer quer zur Separations-Richtung liegenden Richtung zwischen Null und einem mehr oder

weniger leicht bestimmbaren Maximalwert. Die vertikale Separation zwischen den Reflektoren 13 und 13' an den Panzern 10 und 10' der Fig. 2 ist im wesentlichen gleich Null und es würde sich eine maximale vertikale Separation zwischen den Reflektoren 13 und 13" ergeben, falls der einen Reflektor 13" tragende Panzer 10" sich auf der Kuppe des Hügels befindet, wie es dargestellt ist.

Nach der Festlegung der Separations-Richtung erkennt man im allgemeinen, daß zwischen benachbarten, gleich weit von der Meßstation entfernten Reflektoren ein festlegbarer minimaler projizierter Abstand in dieser Richtung vorhanden ist. Im Falle der Panzer 10,10', 10" der F i g. 2, bei denen jeweils rsittig zwischen Front und Heck ein Reflektor montiert ist, ergibt sich als geringst möglicher projizierter Abstand zwischen Reflektoren in der horizontalen Separations-Richtung die Länge eines Panzers, sofern angenommen wird, daß die Panzer stets ihr Seitenprofil der Meßstation 2 während der Messung darbieten. Falls die Panzer anders ausgerichtet sind und ein Reflektor mittig zwischen den Seitenflächen des Panzers montiert wird, ist die Breite eines Panzers als minimaler Abstand in Meßrichtung anzusehen, da die Reflektoren einander am nächsten kommen, wenn die Panzer unmittelbar nebeneinander fahren.

Wenn auch jetzt noch weiterhin angenommen wird, daß die Reflektoren gleich weit von der Meßstation entfernt sind, werden mindestens zwei der Strahlenbündel so ausgerichtet, daß sie den minimal zu erwartender, projizierten Abstand zwischen benachbarten Reflektoren in der Separations-Richtung und den maximal zu erwartenden projizierten Abstand zwischen solchen Reflektoren in Querrichtung berücksichtigen. Die F i g. 12 zeigt diese Relation für zwei Fälle, die unter bestimmten willkürlich gewählten Bedingungen, aber zu unterschiedlichen Zeiten vorhanden sein können. Die Reflektoren E und E' seien hier nebeneinander in gleicher Entfernung von einer (nicht dargestellten) Meßstation angeordnet. In diesem Zusammenhang ist dargestellt, daß die Reflektoren so nahe beieinander liegen, wie dies (in der hier dargestellten horizontalen) Separations-Richtung S möglich ist und ferner in der Querrichtung (d.h. vertikal) so weit voneinander entfernt seien, wie dies möglich ist. Somit ist der minimale projizierte Abstand zwischen den Reflektoren in der Separations-Richtung 5 gleich L und der maximale projizierte Reflektorenabstand in Querrichtung M. Abweichend hiervon könnten unter den gleichen Bedingungen zwei benachbarte Reflektoren auch die Positionen Fund F'einnehmen, doch können

nie ivgiichivmgh /-,

1111.111

gleichen Zeit vorhanden sein, wie die Reflektoren E, E'. Gemäß der Erfindung müssen mindestens zwei der Strahlenbündel T, 7" des schwenkenden Strahlenbündelsystems mit ihren langen Querschnittsabmessungen so ausgerichtet werden, daß sie unter derart ausgewählten Winkeln λ, β gegenüber der Separationsrichtung 5 liegen, daß der Tangens dieses Winkels mindestens größer ist als das Verhältnis von maximalem projizierten Abstand M in der Quer-Richtung zu minimalem projizierten Abstand L in der Separations-Richtung. Die erwähnten Winkel müssen dabei ausreichend größer sein, so daß keines der kritischen Strahlenbündel von mehr als einem Reflektor zur gleichen Zeit empfangen werden kann und dies selbst im ungünstigsten Falle einer Reflektoranordnung E, E' oder F, F' gemäß Fig. 12.

Wenn das System mehr als zwei Strahlenbündel verwendet, können andere Strahlenbündel entsprechend anderer Winkel ausgerichtet sein, doch müssen stets mindestens zwei Strahlenbündel in der vorerwähn-■"> ten Ausrichtung vorhanden sein, die nachfolgend als kritische Strahlenbündel bezeichnet werden sollen.

Jedes der zwei kritischen Strahlenbündel muß verständlicherweise einen festen Winkelraum in Richtungen überstreichen, die im wesentlichen quer zur

ίο langen Querschnittsabmessung des Strahlenbündels liegen. Gemäß der vorliegenden Erfindung muß die Schwenkrichtung so gewählt werden, daß während des Verschwenkens (siehe Fig. 13) jedes Strahlenbündel sich zwischen einem Anfangspunkt O an der einen Seite des festen Winkelraumes und einem gegenüberliegend von dem Raum liegenden Endpunkt "verschwenkt. Die Punkte O und P liegen in Separationsrichtung auseinander. Sofern diese Bedingung eingehalten wird, ist es unwichtig, ob die Strahlenbündel vom Anfangs punkt O zum Endpunkt P oder in entgegengesetzter Richtung oder hin und her verschwenken. Der Anfangspunkt O kann sich an beliebiger Seite des festen Winkelraumes befinden, solange der andere Endpunkt P an der gegenüberliegenden Seite dieses Raumes liegt und in Separations-Richtung entfernt ist.

Wenn diese kritischen Strahlenbündel in vorerwähnter Ausrichtung so verschwenkt werden, wie es zuvor erläutert wurde, ordnet man den Winkelstellungen eines jeden Strahlenbündels Positionswerte zu, die mit größer werdendem Abstand vom Anfangspunkt O größer werden.

Es sei nun angenommen, daß die Reflektoren an den beiden Zielkörpern 10 und 10" der F i g. 2 vermessen werden sollen und daß dies mit zwei Strahlenbündeln x' und y' geschehen soll, bei denen gemäß F i g. 5 die langen Querschnittsdimensionen gegensinnig ausgerichtet sind und mit der Horizontalen einen Winkel von 45° bilden. Das y'-Strahlenbündel verschwenkt diagonal nach unten rechtwinklig zu dessen langer Querschnitts abmessung, während das ^'-Strahlenbündel diagonal nach oben schwenkt, und zwar ebenfalls rechtwinklig zu dessen langer Querschnittsabmessung. Auf diese Weise überschwenken die Strahlenbündel einen rautenförmigen Raum und es erhalten beide Strahlenbündel eine horizontale Schwenkbewegungskomponente. Es sei angenommen, daß der Ausgangspunkt für die x- und y-Koordinaten sich in der linken oberen Eckt des von den Strahlenbündeln überschwenkten Raumes befindet so daß die Strahlenbündel einen rautenförmigen Raum überstreichen und sich jedes Strahlenbündel zwischen einem Anfangspunkt an der linken Ecke des von dem Sirahlenbündel überstrichenen Raumes und einem Endpunkt an der rechten Ecke der F i g. 5 bewegt Es sei angenommen, daß die Strahlenbündel x' und y' gemäß

den vorstehenden Erläuterungen ausgerichtet und bewegt werden und daß die Reflektoren 10, 10" entsprechend einem minimal möglichen horizontalen Abstand und einem maximal vertikalen Abstand angeordnet sind.

Wenn die Strahlenbündel den rautenförmigen Raum überstreichen, werden Reflexionen des χ-Strahlenbündels an der Meßstation empfangen, wenn sich dieses Strahlenbündel in den Positionen x\ und x'i befindet Reflexionen des y'-Strahlenbündels werden empfangen, wenn sich dieses in den Positionen y"\ und y"z befindet Das Grundprinzip der Erfindung einmal beiseite gelassen, entsprechen diese Werte vier Strahlenbündel-Schnittpunkten entsprechend vier möglichen Lagen für

die Reflektoren 10 und 10", und zwar genauso wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1. Da jedoch die Ausrichtungen und Schwenkrichtungen der Strahlenbündel eine vorbekannte Relation zu den Reflektorpositionen haben, ist es möglich, echte Reflektorpositionen für die ϊ Situation gem. F i g. 5 dadurch zu erkennen, daß man die augenblicklichen Positionen der Strahlenbündel, in denen Reflexionen empfangen werden, bezüglich steigender Positionswerte der x- und /-Koordinaten vergleicht. Davon ausgehend, daß die erste Reflexion ι ο des x'-Strahlenbündels erfaßt wurde, als sich dieses Strahlenbündel in der Schwenklagenposition x'\ befand, wird offensichtlich, daß kein Reflektor vorhanden sein kann, welcher eine kleinere Ar-Koordinate als x\ hat (d.h. links unterhalb der schraffiert eingezeichneten Position des x'-Strahlcnbündcls). Aus dem gleichen Grunde weiß man, daß kein Reflektor mit einem y-Koordinaten-Wert zwischen Null und y\ vorhanden sein kann (d. h. in dem Bereich rechts oberhalb der mit y\ bezeichneten Position des y'-Strahlenbündels). Da eine Reflexion mit den in diesen Positionen liegenden Strahlenbündeln empfangen wird, könnte man denken, daß der die Reflexion erzeugende Reflektor irgendwo entlang des y'-Strahlenbündels in dessen y'i-Position und irgendwo entlang des χ'-Strahlenbündels in dessen x\- Position liegt. Es ist aber bekannt, daß sich kein Reflektor links von der xVy'i-Position befindet und daß keines der Strahlenbündel sich rechts von dieser Position zu bewegen hat, um eine Reflexion von beiden Strahlenbündeln zu erhalten. Somit ist eindeutig 1» festgestellt, daß sich in der x\ly\- Position ein Reflektor befindet. Des weiteren kann sich kein anderer Reflektor entlang des x'-Strahlenbündels in dessen x'i-Position noch entlang des y'-Strahlenbündels in dessen yVPosition befinden, da ja jeder dieser anderen Reflektoren den minimal möglichen Abstand in horizontaler Separationsrichtung von dem erkannten bei ArVy'2 unterschreiten würde. Die Schnittpunkte xVy'i und xVy 2 sind somit als »leer« erkennbar. Somit ist die Lage des Reflektors 10 eindeutig festgestellt und es kann die Lage des Reflektors 10" durch eine ähnliche Überlegung als eindeutig am Schnittpunkt xVy'2 definiert werden.

Somit können generell die Positionen von Reflektoren in gleichen Entfernungsbereichen auf sehr einfache Weise eindeutig bestimmt werden, weil ja die Positionswerte der Strahlenbündel-Winkelstellungen festgehalten wurden. Während der abtastenden Verschwenkung eines jeden dieser kritischen Strahlenbündel wird zu jedem Zeitpunkt, zu dem an der Meßstation so eine Reflexion der Strahlung empfangen wird, ein der augenblicklichen Winkelstellung dieses Strahlenbündels auf seinem Schwenkweg entsprechender Wert gespeichert Bei Beendigung eines Schwenkzyklus können die Positionen der Ziele, von denen Reflexionen empfangen wurden, eindeutig bestimmt werden, indem man die für jedes dieser Strahlenbündel innerhalb des Schwenkzyklus gespeicherten Werte in der Rangordnung ihrer wachsenden Größen (d.h. entsprechend dem größer werdenden Abstand vom Anfangspunkt) mit den entsprechenden Werten koppelt, die für das andere kritische Strahlenbündel oder die anderen kritischen Strahlenbündel in gleicher Reihenfolge gespeichert wurden.

Gemäß Fig.5 sind die für das Ar'-Strahlenbündel gespeicherten Werte x\ und x'2, während es sich bei den für das j'-Strahlenbünde! gespeicherten Werten um γΊ und y"i handelt Durch eine Kopplung der zwei Werte-Gruppen in der Ordnung steigender Größen, d. h. geringster Wert mit geringstem Wert und höchster Wert mit höchstem Wert, findet man Reflektorpositionen bei x'\ly\ und x'ily'2.

Die Vorrichtung, die man zur Durchführung eines solchen Verfahrens benötigt, enthält eine Logikschaltung mit einer Speichertabelle mit verschiedenen Speicherpositionen, in denen die x- und y-Koordinaten gespeichert sind, die aufeinander folgend empfangenen Reflexionen eines jeden kritischen Strahlenbündels entsprechen. Beim Ablesen des Speichers entsprechend einer stetigen Größenordnung werden für jedes der kritischen Strahlenbündel die Koordinate erfaßt.

Es versteht sich, daß es für das hier beschriebene Koordinaten-Kupplungsverfahren nicht erforderlich ist, daß jede Schwenkbewegung eines kritischen Strahlenbündels am Anfangspunkt des überstrichenen Raumes bei jedem einzelnen Schwenkzyklus beginnt, noch daß alle Schwenkbewegungen der kritischen Strahlenbündel in einem einzigen Schwenkzyklus in der gleichen Richtung erfolgen. Es kommt lediglich darauf an, daß die den Strahlenbündel-Winkelstellungen zugeordneten Größenwerte eine bleibende Relation zu einem willkürlich gewählten Anfangspunkt des überstrichenen Raumes haben. Wenn außer den kritischen Strahlenbündeln auch noch andere Strahlenbündel vorhanden sind, können deren Ausrichtungen und Schwenkbewegungen beliebig gewählt sein. Es ist erforderlich, daß ein fester Winkelraum festgelegt oder festlegbar ist, welcher von beiden kritischen Strahlenbündeln so überstrichen wird, daß ein in diesem Raum vorhandenes Ziel, das zu einer Reflexion eines der kritischen Strahlenbündel führt, auch eine erfaßbare Reflexion des anderen Strahlenbündels erzeugt. Hierzu ist es jedoch nicht erforderlich, daß die kritischen Strahlenbündel indentische Querschnittsabmessungen haben, d. h. die kritischen Strahlenbündel können unterschiedliche Längen haben. Noch viel weniger ist es aber erforderlich, daß die kritischen Strahlenbündel rechtwinklig zueinander oder zu ihren entsprechenden Schwenkrichtungen stehen.

Ein überraschendes und bedeutsames Ergebnis, das sich aus der erfindungsgemäßen Ausrichtung und Bewegung der kritischen Strahlenbündel ergibt, liegt darin, daß man jetzt gleichweit von der Meßstation entfernte Reflektoren wesentlich enger nebeneinander in der Separationsrichtung anordnen kann, als es dem minimalen Abstand, für den die kritischen Strahlenbündel ausgerichtet sind, entspricht, vorausgesetzt, daß diese Reflektoren gemäß den Grundgedanken der Erfindung angeordnet werden. So können zwei oder mehr Reflektoren ziemlich nahe beieinander an der «'!eichen Seite eines "!eichen Objektes angeordnet werden. Werden die festgelegten und nachfolgend noch näher erläuterten Kriterien der Erfindung erfüllt, lassen sich von jedem dieser eng beieinander liegenden Reflektoren eindeutige Messungen machen.

Es ist zunächst wichtig, daß jeder einzelne Reflektor 13 der einzige Reflektor ist, der sich in einem Isolationsbereich 17 gemäß F i g. 3 befindet, welcher die Ausrichtungen der kritischen Strahlenbündel und die Separations-Richtung berücksichtigt.

In der Strahlungsrichtung der eine Breite a aufweisen den Strahlenbündel hat der Isolationsbereich 17 eine Tiefe b, die mindestens dem Auslösungsvermögen der Entfernungsmeßvorrichtung entspricht, d. h. mindestens gleich der kleinsten Inkreinentalentfernung ist, für die Entfernungsmessungen gemacht werden können. Hieraus ergibt sich, daß jeder Reflektor, der weiter vor oder

hinter der Meßstation liegt als der Reflektor 13, außerhalb des Isolationsbereiches 17 liegt Die Entfernungszone, in der der Isolationsbereich liegt, wird von zwei auf die Meßstation zentrierten imaginären sphärischen Flächen 22,23 begrenzt, die gleichweit vom Reflektor 13 entfernt sind und sich an gegenüDerliegenden Seiten dieses Reflektors befinden. Der Abstand zwischen diesen imaginären Flächen 22, 23 ist mindestens gleich dem Auslösungsvermögen der Entfernungsmeßvorrichtung.

Innerhalb dieser Entfernungszone wird der Isolationsbereich 17 durch die zwei kritischen Stahlenbündel definiert, wenn sich diese gleichzeitig auf ihrem Schwenkweg in Winkelstellungen befinden, in denen sie beide auf den Reflektor 13 treffen, d.h. sich am Reflektor schneiden. Zum Isolationsbereich gehören nicht nur der Teil der Entfernungszone, der dann von diesen beiden Strahlenbündeln eingenommen wird, sondern auch die Teile der Entfernungszone, die zwischen diesen beiden Strahlenbündeln in Separations-Richtung liegen. Somit erhält der Isolationsbereich etwa die Form eines Stundenglases, welches im Halsteil den Reflektor 13 enthält, der ausschließlich für diesen Isolationsbereich vorgesehen ist

Es ist ohne Bedeutung, wenn der Isolationsbereich eines bestimmten Reflektors andere Oberflächen oder Elemente enthält, die eine Stralung reflektieren können. Wichtig ist allein, daß der bestimmte Reflektor, dem ein solcher Isolationsbereich zugeordnet ist, der einzige Reflektor ist, welcher eine an der Meßstation feststellbare Reflexion eines Strahlenbündels liefern kann. Die Isolationsbereiche benachbarter Reflektoren können einander überlappen, vorausgesetzt, daß kein Reflektor in den Isolationsbereich eines anderen Reflektors hineinreicht. Wenn die Reflektoren so angeordnet werden, daß jeder Reflektor das Erfordernis erfüllt, daß er der einzige Reflektor in seinem Isolationsbereich ist, werden eindeutige Messungen der Reflektorpositionen sichergestellt.

Wie sich aus der schon besprochenen F i g. 5 ergibt, können, selbst wenn sich die Reflektoren 10, 10" in wesentlich geringerem Abstand befinden, als es dem minimalen (z. B. horizontalen) Abstand in Separations-Richtung bezüglich der auf sie ausgerichteten Strahlenbündel entspricht, die Lagen dieser Reflektoren eindeutig bestimmt werden, wenn sie sich in vorerwähnter Weise in zugehörigen Isolationsbereichen befinden. Obwohl in der in Fig.5 dargestellten Situation vier Strahlenbündel-Schnittpunkte dargestellt sind, die vic als möglich vermuteten Reflektorstellungen entsprechen, ist es bekannt, daß die Reflektoren 10 und 10" in Isolationsbereichen liegen, die auf die Ausrichtung und die Schwenkrichtung der Strahlenbündel abgestimmt sind. So lassen sich zwei dieser vier möglichen Positionen als »leer« erkennen. Die Position x'ily'\ ist offensichtlich unmöglich, da ein Reflektor in irgendeiner der anderen drei möglichen Positionen im Isolationsbereich eines der anderen Reflektors liegen müßte und er der einzige Reflektor im überstrichenen Raum sein muß, wohingegen es bekannt ist, daß noch mindestens weitere zwei Reflektoren vorhanden sind. Aufgrund einer ähnlichen Überlegung weiß man dann auch, daß an der Position x'\ly'-i kein Reflektor vorhanden sein kann.

Da zwischen der Strahlenbündelausrichtung und dessen Schwenkrichtung einerseits und der Gestalt der Isoiationsbereiche andererseits eine gegenseitige Abhängigkeit besteht, kann man sowohl das eine als auch das andere als Ausgangspunkt für die Ausbildung des

erfindungsgemäßen Meßsystems verwenden.

Wenn sich die Verteilung der Zielreflektoren nur in solchem Umfange vornehmen läßt daß man Richtungen möglicher maximaler und minimaler Separationen und die »im schlimmsten Falle« möglichen Separationen in diesen Richtungen berücksichtigt, kann man Ausrichtung und Schwenkrichtung der kritischen Strahlenbündel gemäß dieser Information auswählen. Es sei noch erwähnt, daß, falls die »im schlimmsten Falle« vorhandene Verteilung der Reflektoren, für die die Strahlenbündelanordnung vorgesehen ist tatsächlich die überhaupt denkbare ungünstigste Verteilung ist bleibt jeder Reflektor stets in seinem eigenen unangetasteten Isolationsbereich 17.

Falls man die Verteilung der Zielreflektoren in einem engeren Rahmen festlegen kann und sich ein stundenglasförmigsr Isolationsbereich 17 bestimmen läßt welcher in allen Fällen die gleiche Form hat und für jeden Reflektor benachbarter Reflektorenpaare gilt die den gleichen Abstand von der Meßstation haben, kann man die Lage der kritischen Strahlenbündel aufgrund eines solchen Isolationsbereiches festlegen. Die langen Querschnittsabmessungen der kritischen Strahlenbündel müssen so aufgerichtet werden, daß diese zwei Strahlenbündel., wenn sie gleichzeitig das Ziel 13 beaufschlagen, innerhalb von dessen Isolationsbereich 17 liegen. Vorzugsweise sind die kritischen Strahlenbündel, wie F i g. 2 zeigt so ausgerichtet daß ihre langen Querschnittsabmessungen 8', 8" parallel zu den diagonalen Grenzlinien des Isolationsbereiches 17 verlaufen. Die Schwenkrichtung der kritischen Strahlenbündel wird dann so gewählt, daß jedes Strahlenbündel bei der Bewegung von einer der »erlaubten« Zonen zur anderen seitlich des Isolationsbereiches den zugehörigen Reflektor überstreicht.

Unter bestimmten Bedingungen ist es von Vorteil, wenn die Strahlenbündel in einer festen Relation zueinander verschwenken, wie es die F i g. 7 zeigt. Hierdurch wird es möglich, die Ablenkvorrichtung 11 wesentlich zu vereinfachen. Bei der Anordnung gemäß F i g. 7 sind bei den beiden Strahlenbündeln 25 und 26 die langen Querschnittsabmessungen unter unterschiedlichen Winkeln schräg zur Horizontalen angeordnet. Beide Strahlenbündel verschwenken entsprechend den eingezeichneten Pfeilen 27 horizontal in gleicher Richtung und in einem festen Abstand voneinander. Da beide Strahlenbündel horizontal verschwenken, kann man den von ihnen gemeinsam überstrichenen festen Winkelraum in horizontaler Richtung erheblich verlängern, wie es der in F i g. 7 abgedunkelte Bereich zeigt. Durch eine solche Anordnung wird diese besonders geeignet zur Vermessung von Zielkörpern auf dem Lande oder auf dem Wasser. Bei dieser Anordnung werden jedoch die überstrichenen Räume 28,29 jeweils nur von einem der beiden Strahlenbündel überstrichen. Ein Ziel in diesen Räumen 28, 29 führt daher innerhalb eines Strahlenbündelschwenkzyklus nur zu einer Reflexion, so daß die Errechnung von Zielpositionen komplizierter werden kann. Um mögliche Mehrdeutigkeiten auszuschalten, ist es daher erwünscht, daß das optische System mit einem vorzugsweise in einer mittleren Bildebene angeordneten Schirm versehen wird, der die Räume 28 und 29 abdeckt, da man hierdurch sicherstellt, daß man für jedes einzelne Strahlenbündel eine Reflexion von einem Ziel erhält wenn überhaupt eine Reflexion eines beliebiger Strahles empfangen wird.

Wenn die Sirahlenbündel ihre Schwenkbewegunger

nacheinander durchführen, kann der Detektor 4 einen einzigen Signalkanal enthalten. Wenn aber zwei und mehr Strahlenbündel ihre Schwenkbewegungen gleichzeitig durchführen, benötigt der Detektor für jedes dieser Strahlenbündel einen gesonderten Signalkanal.

Bei der Anordnung gemäß Fig.7, bei der die Strahlenbündel 25 und 26 gleichzeitig verschwenken, könnten die Reflexionen der einzelnen Strahlenbündel an der Meßstation von dem dem anderen Strahlenbündel zugeordneten Detektorkanal ebenfalls erfaßt werden.

Um dies zu verhindern, können den Kanälen der Detektoren 4 an der Meßstation Ansprechfelder oder Abtastfenster 30, 31 zugeordnet werden, deren Querschnittsform und Größe im wesentlichen der Querschnittsform und Größe der entsprechenden Strahlenbündel 25 und 26 angepaßt sind. Die Abtastfenster 30,31 bewegen sich dann zusammen mit den ihnen zugeordneten Strahlenbündeln. Die Fig.6 zeigt die Strahlenbündel 25 und 26 und die ihnen zugeordneten Abtastfenster 30 und 31 im Querschnitt in einer willkürlich gewählten Entfernung vor der Meßstation 2.

Die beschränkenden Abtastfenster 30 und 31 führen zu dem weiteren Vorteil, daß das Signal-Stör-Verhältnis und die Ansprechempfindlichkeit verbessert werden und daß sich ein größerer Entfernungsbereich ergibt im Vergleich mit einer Anordnung, bei der der Detektor 4 nur ein einziges Empfangsfeld hat, welches beide Strahlenbündel oder den gesamten von den Strahlenbündeln überstrichenen Raum abdeckt

Wenn die nicht von allen Strahlenbündeln überstrichenen Räume 28 und 29 nicht abgedeckt sind, kann man durch logische Analyse ebenfalls eindeutig die Lage von Reflektorpositionen messen. Die F i g. 8 zeigt eine Situation, bei der mehrere Reflektoren A—Ein mehr oder weniger horizontaler Ausrichtung zueinander vorhanden sind und bei der die aufeinanderfolgenden augenblicklichen Winkelstellungen der beiden Strahlenbündel 25 und 26 der Fig.6 zu den Zeitpunkten eingezeichnet sind, zu denen deren Reflexionen von den einzelnen Reflektoren reflektiert und an der Meßslation erfaßt werden. Falls innerhalb des Teiles des von beiden Strahlenbündeln überstrichenen festen Winkelraumes eines der Strahlenbündel in einer zielerfassenden Position steht, in der nur ein Schnittpunkt mit dem anderen Strahlenbündel vorhanden ist, bezeichnet dieser Schnittpunkt ein echtes Ziel, welches eindeutig erfaßt wurde. Die Positionen der anderen Ziele können eindeutig durch eine logische Analyse festgestellt werden. So befindet sich in der F i g. 8 das Strahlenbündel 25, v/enn dieses das Ziel D schneidet, in einer Position, in der das Strahlenbündel 26 nur einmal geschnitten wird. Hieraus folgt, daß die angezeigte Position des Zieles D eine echte Zielposition ist und daß keine Ziele vorhanden sein können an den Strahlenbündel-Schnittpositionen, die oberhalb zwischen den Zielen C und D und unterhalb zwischen den Zielen Ό und E liegen. Eine Elimination der unmöglichen Zielpositionen an den letzterwähnten Strahlenbündel-Schnittpunkten ermöglicht die eindeutige Festlegung der echten Zielpositionen C und E usw., was sich auch aus den Begründungen in Verbindung mit F i g. 5 ergibt.

Falls die Ziele in dem von den Strahlenbündeln überstrichenen Raum so nahe beieinander liegen, daß man nicht, wie im letzten Beispiel, einen solchen Ausgangspunkt für die Überlegungen erwarten kann, und falls aus irgendwelchen Gründen es unerwünscht sein sollte, den von nur einem Strahlenbündel

überstrichenen Teil oder die von nur einem Strahl überstricher; en Teile abzudecken, ist es möglich, eine Anordnung gemäß F i g. 9 zu verwenden. Hier sind drei Strahlenbündel 34, 35, 36 vorgesehen, bei denen die langen Quercchnittsabmessungen winkelmäßig unterschiedlich orientiert sind, aber parallel zueinander verlaufende Schwenkbewegungskomponenten haben. Auch hier ist für jeden Reflektor entsprechend der F i g. 3 ein Isolationsbereich vorgesehen, dessen Grenzen von zwei kritischen Strahlenbündeln definiert werden, von denen anzunehmen ist, daß sie bei ihrer winkelmäßigen Verschwenkung gleichzeitig in Positionen kommen, in denen säe auf den Reflektor treffen, e'er zu diesem Isolationsbereich gehört In diesem Falle wäre es dann möglich, den Isolationsbereich den Querschnittsabmessungen der zwei äußeren Strahlenbündel 34 und 36 anzupassen. Der Isolationsbereich gemäß Fig.3 würde dann so gestaltet sein, daß die Querschnitte dieser zwei Strahlenbündel vollständig innerhalb der Begrenzungen der schrägen Seitenflächen 20' -20" und 19'—19" liegen. Alternativ könnte auch das mittlere Strahlenbündel 35 und einer der beiden äußeren Strahlenbündel 35 oder 36 die Grenzen des Isolationsbereiches festlegen. Auf diese Weise würde der Isolationsbereich eingeengt, d. h. mit anderen Worten, daß der Winkel zwischen den schrägen Seitenflächen 20'-20" und 19'-19" kleiner würde. Im Prinzip könnte eine Verminderung der Breite des Isolationsbereiches insofern von Vorteil sein, als hierdurch die Identifizierung von »leeren« Strahlenbündel-Schnittpunkten, an denen keine echten Ziele liegen, erleichtert würde. Es ergäbe sich aber der Nachteil, daß benachbarte Reflektoren enger aneinanderrücken könnten, so daß die Möglichkeit zwischen ihnen zu unterscheiden beschränkt wird.

Fig. 10 zeigt, wie man bei Verwendung von drei Strahlenbündeln die echten Reflektoren entsprechenden Strahlenbündel-Schnittpunkte von »leeren« Strahlenbündel-Schnittpunkten unterscheiden kann. In der Fig. 10 ist davon ausgegangen, daß gleichweit von der Meßstation entfernte Reflektoren a, b und c auf einer Linie liegen, die sich im wesentlichen in Schwenkrichtung der drei Strahlenbündel, die genauso ausgerichtet sind wie die Strahlenbündel 34, 35, 36 der Fig.9, erstreckt. Es ergeben sich dann oberhalb und unterhalb der Strahlenbündel-Schnittpunkte, welche durch die Reflektoren a, b und c vorgegeben sind, Schnittpunkte aller drei Strahlenbündel, welche scheinbar Reflektorpositionen kennzeichnen. Um die echten Reflektor-Positionen von den »leeren« Reflektorpositionen zu unterscheiden, wird das Strahlenbündelschnittschema auf gültige Schnittpunkte überprüft, an denen alle drei Strahlenbündel zusammenfallen.

Indem man die gleichen Überlegungen anstellt, wie in Verbindung mit F i g. 3, ergibt sich, daß der Reflektor a sich in einer solchen echten Position befindet und daher ein echter Reflektor sein muß. Hieraus ergibt sich dann, daß die Positionen d und e »leere« Positionen sein müssen, da Reflektoren an diesen Positionen innerhalb des Isolationsbereiches des Reflektors a liegen müßten. Hieraus ergibt sich dann weiter, daß die Positionen der Reflektoren 6 und c eindeutig erfaßbar sind.

In einigen Fällen ergeben sich Vorteile mit einem Strahlenbündelsystem gemäß Fig. 11. Hier sind vier Strahlenbündel 37 vorgesehen, deren lange Querschnittsabmessungen so orientiert sind, daß sich alle Strahlenbündel gleichzeitig in einem Punkt schneiden und somit ein symmetrisches sternförmiges Schema

bilden. In diesem Falle werden unter der Annahme, daß alle Strahlenbündel der F i g. 11 horizontal verschwenkt werden, Messungen mit den in ihrer Längsrichtung horizontal ausgerichteten Strahlenbündel außer Betracht gelassen, da sie keine Aussagekraft haben. Der Isolationsbereich für jeden einzelnen Reflektor wird den Ausrichtungen eines ausgewählten Paares von kritischen Strahlenbündeln angepaßt, d. h. es würden in diesem Falle Winkelstellungen von 45° oder 90° zu berücksichtigen sein. Der Vorteil der Strahlenbündelanordnung gemäß F i g. 11 liegt darin, daß das Strahlenbündel und dessen Schwenkrichtung beliebig gewählt werden kann, so daß es sich leicht an die verschiedensten Anwendungen mit unterschiedlichen Bedingungen anpassen läßt Aus der vorstehenden Beschreibung und den Zeichnungen ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren offenbart, bei dem winklig schwenkende fächerförmige Strahlenbündel zur eindeutigen Bestimmung der Lagen von Reflektoren in dem von den Strahlenbündeln überstrichenen Raum

ίο verwendet werden, sofern diese Reflektoren von der Meßstation, von der die Strahlenbündel ausgehen, gleichweit entfernt sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

U
:■'■

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bestimmung der Lage von entgegengesetzt zur Strahleneinfallsrichtung reflektierenden Reflektoren (13) in einem auf eine Strahlung aussendende und Reflexionen empfangende Meßstation (2) orientierten Winkelraum, bei welchem die Abstrahlung und der Empfang des Ortungssignals über mindestens zwei fächerförmige, den Winkelraum überstreichende Strahlenbündel (T, 7") erfolgt, von denen jedes quer zur Strahlungsausbreitungsrichiung eine lange und quer dazu eine kurze Querschnittsabmessung hat w,obei die langen Querschnittsabmessungen sämtlicher Strahlenbündel winkelmäßig unterschiedlich orientiert sind dadurch gekennzeichnet, daß für gleichweit von der Meßstation (2) entfernte Reflektoren (13), die so im Raum verteilt sind, daß sie in einer Separations-Richtung (S) mindestens einen Minimalabstand halten und senkrecht dazu einen Maximalabstand nicht überschreiten, die 'Strahlenbündel (7', 7") jeweils so bezüglich der Separationsrichtung (S) unter einem Winkel (λ, β) derart ausgerichtet werden, daß der Tangens dieser Winkel (λ, β) größer wird als das Verhältnis von Maximalabstand zu Minimalabstand.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem den Winkelstellungen der zwei Strahlenbündel (7', 7") mit zunehmendem Schwenkwinkel ansteigende Positionswerte zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedesmal, wenn die Meßstation (2) eine Strahlungsreflexion einer der zwei Strahlenbündel (7', 7") erfaßt, dessen Positionswert gespeichert wird und daß die Lage eines jeden von mindestens zwei Strahlenbündeln (T, 7") getroffenen Reflektors (13) dadurch eindeutig bestimmt wird, daß man die gespeicherten Positionswerte des einen Strahlenbündels (7') größenmäßig geordnet mit den in gleicher Weise gespeicherten größenrnäßig geordneten Positionswerten des anderen Strahlenbündels (7") in Relation setzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 für die Ortung eines mit mehreren Reflektoren versehenen Objektes, dadurch gekennzeichnet, daß jeder dieser Reflektoren (13) so angeordnet wird, daß er in einem den anderen Reflektor (13") ausschließenden Isolationsbereich (17) liegt, welcher definiert ist zum einen durch den Raum, den die zwei Strahlenbündel (7', 7") beaufschlagen wurden, wenn sie sich gleichzeitig auf ihrem Schwenkweg in Stellungen befinden, in denen sie beide auf den Reflektor (13) treffen, und zum anderen durch den sich zwischen diesen Strahlenbündeln (7', 7") in Separations-Richtung (^erstreckenden Teil des Winkelraumes.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Strahlenbündel mit ihren langen Querschnittsabmessungen entgegengesetzt mit im wesentlichen gleichen Winkeln zu einer Ebene angestellt sind, die sich in Separations-Richtung erstreckt und den Scheitelwinkel des festen Winkelraumes schneidet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Strahlenbündel abgestrahlt wird, dessen lange Querschnittsabmessung winklig zu den langen Querschnittsabmessungen der anderen Strahlenbündel verläuft.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Meßstation Teile des

festen Winkelraumes, die nur ein von mindestens zwei Strahlenbündeln überstreicht oder die nicht von allen Strahlenbündeln überstrichen werden, mittels eines Abtastfensters abgedeckt werden, so daß Reflexionen von Reflektoren in diesen Teilen des Raumes nicht von der Detektorancrdnung erfaßt werden können.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 zur Lagebestimmung von an der Erdoberfläche befindlichen Reflektoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenbündel mit ihrer langen Querschnittsabmessung winklig gegenüber den Horizontalen ausgerichtet werden und im wesentlichen horizontal verschwenken.