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Hyperbelnavigation

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Unter dem Begriff Hyperbelnavigation oder Hyperbelortung werden geometrisch-physikalische Methoden der Ortsbestimmung zusammengefasst, bei denen entweder

  • Entfernungen zwischen diskreten Punkten gemessen werden.
    Dabei kann beispielsweise ausgenutzt werden,
    • dass die empfangene Feldstärke E einer elektromagnetischen Welle näherungsweise umgekehrt proportional zur Entfernung d sinkt (d~1/E)
    • dass die Laufzeit des Signals mit der Entfernung zunimmt
  • oder unter Ausnutzung des Dopplereffekts Geschwindigkeitsmessungen über die Zeit integriert werden.
Interferenzmuster von zwei Sendern
Hyperbelstandlinien (schwarze Linien) zwischen zwei Sendern
Karte für Hyperbelnavigation

Jedes Tupel mehrerer Messungen liefert einen geometrischen Ort für die Position des Beobachters (d. h. seines Empfängers), wenn die Orte der Sender (bzw. der beantwortenden Transponder) bekannt sind. Die Anzahl M erforderlicher Messungen ist mindestens um 1 höher als die Dimension n des Modells ().

Geometrie der Sender- und Empfänger-Positionen Bearbeiten

Üblicherweise sind diese Sender bzw. Transponder

Die geometrischen Orte jeder gemessenen Entfernungs-Differenz (auf definierten Flächen auch Standlinien genannt) sind:

  • Hyperbeln, wenn die geometrische Lage aller Sender und Empfänger durch eine Ebene gegeben oder durch sie angenähert werden kann (d. h. auf begrenzten Teilen der Erdoberfläche). Die Brennpunkte dieser Hyperbeln fallen mit den Positionen der Sender zusammen.
  • Rotationshyperboloide, wenn das geometrische Problem nicht auf der Ebene, sondern im 3D-Raum zu lösen ist. In den zwei Brennpunkten jedes Hyperboloids befindet sich wiederum je einer der Sender bzw. der Transponder (Code-Beantworter).

Lösung auf der Erdoberfläche bzw. im Raum Bearbeiten

Beim ebenen Problem (z. B. in der Nah- und Mittelstrecken-Navigation mit HiFix oder DECCA) genügen drei Sender – was eben zwei Hyperbeln ergibt – und der klare Empfang ihrer kodierten Signale. Der Ort des Empfängers ergibt sich aus dem Schnittpunkt der zwei Hyperbel-Standlinien. Der dritte geometrische Ort ist im Allgemeinen die Erdoberfläche oder (in der Navigation) das Blatt (die Blätter) einer Seekarte bzw. einer geeigneten Luftfahrtkarte (siehe ICAO- und Decca-Karten).

Beim räumlichen Schnitt sind vier Sender (d. h. vier Satelliten) erforderlich, die mit ausreichender Genauigkeit berechenbar sein müssen. Reicht eine Ortung auf nur etwa ±1 km, so findet man mit möglichst aktuellen („oskulierenden“) Bahnelementen das Auslangen (fünf geometrische Elemente, eine Zeitangabe und im Allgemeinen zwei Drehraten wegen der Erdabplattung). Soll die Genauigkeit höher sein, muss man bis zu einige hundert Bahnparameter und die kleinen Unregelmäßigkeiten der Erdrotation berücksichtigen.

Relevante Methoden bei zu ungenauen Bahnen Bearbeiten

Siehe auch Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

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Veröffentlichungsdatum:
Dieser Artikel oder nachfolgende Abschnitt ist nicht hinreichend mit Belegen beispielsweise Einzelnachweisen ausgestattet Angaben ohne ausreichenden Beleg konnten demnachst entfernt werden Bitte hilf Wikipedia indem du die Angaben recherchierst und gute Belege einfugst Unter dem Begriff Hyperbelnavigation oder Hyperbelortung werden geometrisch physikalische Methoden der Ortsbestimmung zusammengefasst bei denen entwederEntfernungen zwischen diskreten Punkten gemessen werden Dabei kann beispielsweise ausgenutzt werden dass die empfangene Feldstarke E einer elektromagnetischen Welle naherungsweise umgekehrt proportional zur Entfernung d sinkt d 1 E dass die Laufzeit des Signals mit der Entfernung zunimmt oder unter Ausnutzung des Dopplereffekts Geschwindigkeitsmessungen uber die Zeit integriert werden Interferenzmuster von zwei SendernHyperbelstandlinien schwarze Linien zwischen zwei SendernKarte fur Hyperbelnavigation Jedes Tupel mehrerer Messungen liefert einen geometrischen Ort fur die Position des Beobachters d h seines Empfangers wenn die Orte der Sender bzw der beantwortenden Transponder bekannt sind Die Anzahl M erforderlicher Messungen ist mindestens um 1 hoher als die Dimension n des Modells M n 1 displaystyle M geq n 1 Inhaltsverzeichnis 1 Geometrie der Sender und Empfanger Positionen 2 Losung auf der Erdoberflache bzw im Raum 3 Relevante Methoden bei zu ungenauen Bahnen 4 Siehe auch 5 WeblinksGeometrie der Sender und Empfanger Positionen BearbeitenUblicherweise sind diese Sender bzw Transponder fest installierte Funkfeuer auf der Erdoberflache deren Koordinaten also bekannt sind oder auf kunstlichen Erdsatelliten installierte Funkgerate deren Position aus den Bahnelementen der Satellitenbahn oder direkt aus on line Bahnbestimmungen von festen Bodenstationen aus bestimmt werden Die geometrischen Orte jeder gemessenen Entfernungs Differenz auf definierten Flachen auch Standlinien genannt sind Hyperbeln wenn die geometrische Lage aller Sender und Empfanger durch eine Ebene gegeben oder durch sie angenahert werden kann d h auf begrenzten Teilen der Erdoberflache Die Brennpunkte dieser Hyperbeln fallen mit den Positionen der Sender zusammen Rotationshyperboloide wenn das geometrische Problem nicht auf der Ebene sondern im 3D Raum zu losen ist In den zwei Brennpunkten jedes Hyperboloids befindet sich wiederum je einer der Sender bzw der Transponder Code Beantworter Losung auf der Erdoberflache bzw im Raum BearbeitenBeim ebenen Problem z B in der Nah und Mittelstrecken Navigation mit HiFix oder DECCA genugen drei Sender was eben zwei Hyperbeln ergibt und der klare Empfang ihrer kodierten Signale Der Ort des Empfangers ergibt sich aus dem Schnittpunkt der zwei Hyperbel Standlinien Der dritte geometrische Ort ist im Allgemeinen die Erdoberflache oder in der Navigation das Blatt die Blatter einer Seekarte bzw einer geeigneten Luftfahrtkarte siehe ICAO und Decca Karten Beim raumlichen Schnitt sind vier Sender d h vier Satelliten erforderlich die mit ausreichender Genauigkeit berechenbar sein mussen Reicht eine Ortung auf nur etwa 1 km so findet man mit moglichst aktuellen oskulierenden Bahnelementen das Auslangen funf geometrische Elemente eine Zeitangabe und im Allgemeinen zwei Drehraten wegen der Erdabplattung Soll die Genauigkeit hoher sein muss man bis zu einige hundert Bahnparameter und die kleinen Unregelmassigkeiten der Erdrotation berucksichtigen Relevante Methoden bei zu ungenauen Bahnen BearbeitenSimultanmessungen On line Messkampagnen auf mehreren Bodenstationen genauer mit stark uberbestimmtes geometrisches Netz mehr als ca acht gleichzeitig messende Bodenstationen Erganzung der Doppler durch Laufzeitmessungen LASER SLR Short arc Methoden Ausgleichung der berechneten Bahnform in Richtung einer Bahn die die Erfordernisse der Himmelsmechanik erfullt DOI Bahnbestimmungsprogramme z B die Software des Erdmessung Instituts in Hannover oder der Bernese Software des globalen GPS Systems Doppler Radar zwei Messprinzipien in der Navigation Geschwindigkeit uber Grund und in der Verkehrsuberwachung Prazisionsradar Dopplersatellit siehe auch NNSS und NOVA und DORIS Doppler Sonografie in Medizin und Technik DopplervermessungSiehe auch BearbeitenTrilateration Omega Navigationsverfahren Decca Navigationssystem LORAN Doppler Radar zwei Messprinzipien in der Navigation Geschwindigkeit uber Grund und in der Verkehrsuberwachung Prazisionsradar Die Doppler Orbitografie und ihre Realisierung im Messsystem Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite siehe Envisat SatellitWeblinks BearbeitenDarstellung diverser alterer Systeme der Hyperbelnavigation engl Normdaten Sachbegriff GND 4161037 4 lobid OGND AKS LCCN sh85063675 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Hyperbelnavigation amp oldid 214265794