ES2200884T3 - Aparato de navegacion sobre el terreno. - Google Patents
Aparato de navegacion sobre el terreno.Info
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Abstract
Un aparato de navegación sobre el terreno para un vehículo estacionario o móvil (2) cuando el aparato está montado en el mismo, que incluye un sistema (3) para determinar la posición, la velocidad, la altitud y la orientación del vehículo, capaz de funcionar para proporcionar señales indicativas de una primera altura medida (5), una primera velocidad (7) y una primera posición (9) del vehículo, unos medios (11) de exploración operables para explorar el terreno (13) alrededor del vehículo (2) y medir una distancia (15) desde el vehículo al mismo, unos primeros medios (17) de combinación para combinar las señales indicativas de la primera altura medida (5), de la distancia (15) y de la primera posición (9) del vehículo 2, junto con estimaciones de error (19) asociadas con las mismas, y para dar como salidas los resultados de dicho procedimiento de combinación, unos medios (21) de estimación de error para recibir como entrada los resultados de señales (53) de dicho tratamiento de combinación ypara proporcionar las citadas estimaciones (19) de error, de tal manera que los medios (21) de estimación de error y los primeros medios (17) de combinación interactúan operativamente para efectuar navegación sobre el terreno del vehículo estacionario o móvil, caracterizado porque el sistema (3) para determinar la velocidad, la altitud y la orientación en vuelo del vehículo incorpora al menos seis medios sensores y porque los primeros medios (17) de combinación incluyen una primera estación (31) de adición dispuesta para recibir como entradas la primera posición (9) y una estimación de error asociada con la primera posición (55) y para dar como salida una segunda posición (32), una segunda estación (37) de adición dispuesta para recibir como entradas la primera altura medida (5) y una estimación (39) de error asociada con la primera altura medida y para dar como salida una segunda altura (41), una estación (47) de conversión dispuesta para recibir como entrada la distancia (15) desde el vehículo (2) hasta el terreno, la segunda posición (32) y la segunda altura (41) y dispuesta para dar como salida una segunda altura medida (49) y una posición de intersección (51), una base (33) de datos cartográficos dispuesta para proporcionar como salida una altura extrapolada para una entrada de posición, de tal manera que, cuando se introduce como entrada a la misma una posición de Intersección (51), se obtiene como salida de la misma una primera altura extrapolada (35), y una tercera estación (43) de adición dispuesta para recibir como entradas la primera altura extrapolada (35), la segunda altura (41) y la segunda altura medida (49) y dispuesta para dar como salida un error (53) de altura.
Description
Aparato de navegación sobre el terreno.
Este invento se refiere a un aparato y un método
de navegación sobre el terreno adecuados en particular, pero no
exclusivamente, para efectuar navegación sobre el terreno de un
vehículo estacionario o móvil.
El uso de medidas en tiempo real, de modelos de
la forma en que varían con el tiempo estas medidas y de las
características de instrumentos que proporcionan las medidas,
junto con modelos del acoplamiento entre las medidas y las
características, es intrínseco a los sistemas de navegación sobre
el terreno conocidos en la técnica. Si se conoce una referencia de
posición verdadera, se pueden medir las prestaciones del sistema de
navegación, entre otros parámetros, por el probable error circular
y el probable error lineal, que producen información de posición
horizontal y vertical respectivamente, y en los sistemas de
navegación conocidos en la técnica, estos errores aumentan hasta
niveles inaceptables en casos en los que las medidas se toman
sobre suelo sustancialmente llano, o cuando el vehículo está
estacionario. Esto se puede generalizar en cuanto a la relación
entre los medios para realizar la medida y el terreno a medir; si
no existe movimiento relativo entre los mismos, o si el perfil del
terreno es tal que las actualizaciones temporales de medidas serán
sustancialmente invariables, estos errores pueden aumentar hasta
niveles inaceptables. Los sistemas convencionales de navegación
sobre el terreno se basan en la hipótesis de que el avión se moverá
sobre suelo ondulado, y por tanto no aportan información
suficientemente precisa cuando no se cumplen estas condiciones.
El documento
EP-A-0061564 describe un aparato
para determinar la posición y la velocidad de un vehículo sobre un
área determinada representadas por datos almacenados. Este aparato
conocido incluye un sistema de navegación inercial para determinar
la posición de un vehículo y mandos para determinar la velocidad, la
posición y la altitud del vehículo. También se incluyen un sensor
de radar sobre el del terreno para medir la distancia desde el
vehículo al terreno, y medios para combinar estas señales con
estimaciones de error a partir de estas señales.
El documento
US-A-4168524 describe un aparato
aerotransportado para reconocimiento que incluye una unidad inercial
de medida que tiene al menos tres acelerómetros y como mínimo tres
giroscopios.
El documento
US-A-5359403 describe un dispositivo
telemétrico para la detección de objetos, que utiliza un radar
láser detector de obstáculos con medios móviles para exploración
del terreno y medios detectores para detectar y dar distancias sobre
radiación sobre el terreno.
El documento
US-A-5216236 describe un sistema
óptico para seguimiento de blancos que explora un rayo óptico a
través del blanco en un diagrama de Lissajous.
La NASA ha desarrollado un sistema de guiado de
vuelo que utiliza sensores que miran hacia delante (sensores
directos) para navegación sobre el terreno. Este sistema
proporciona una estimación del posicionamiento vertical del
vehículo sobre el nivel del suelo y usa algoritmos de evitación de
obstáculos del terreno para calcular modificaciones a la
trayectoria de los vehículos que dependen de las características del
terreno detectado desde el sensor directo. Sin embargo, el sistema
se basa en las ayudas tradicionales a la navegación para situarse él
mismo con respecto al terreno y en particular, durante un período
largo de vuelo o durante períodos en los que no se dispone de datos
de ayudas de navegación por satélite tales como el Sistema de
Posicionamiento Global (en adelante GPS), debido probablemente a
oscurecimiento del terreno o a interferencias, no se puede
determinar con precisión la posición absoluta del vehículo.
Por tanto, existe una necesidad de un aparato y
método perfeccionados en términos generales para determinar con
precisión la posición y la posición de un vehículo de manera que
se efectúe una navegación estable sobre el terreno mientras el
vehículo atraviesa terreno sustancialmente llano, o está
estacionario.
De acuerdo con un primer aspecto del invento, se
proporciona un aparato de navegación sobre el terreno para un
vehículo móvil o estacionario cuando el aparato está montado en el
mismo, que incluye un sistema para determinar la posición, la
velocidad, la altitud y la posición del vehículo que es capaz de
funcionar para producir señales indicativas de una primera altura
medida, una primera velocidad y una primera posición del vehículo,
unos medios de exploración capaces de funcionar para explorar el
terreno alrededor del vehículo y medir una distancia desde el
vehículo a los mismos, unos primeros medios de combinación para
combinar las señales indicativas de la primera altura medida, de la
distancia y de la primera posición del vehículo, junto con
estimaciones de error asociadas con las mismas, y para dar como
salida los resultados de dicho procedimiento de combinación, y
unos medios de estimación de error para recibir como señales de
entrada los resultados de dicho procedimiento de combinación y
para proporcionar dichas estimaciones de error, de tal manera que
los medios de estimación de error y los primeros medios de
combinación interactúan operativamente para efectuar navegación
sobre el terreno del vehículo estacionario o móvil. El sistema para
determinar la velocidad, la altitud y la orientación del vehículo
incorpora al menos seis medios sensores, y los primeros medios de
combinación incluyen una primera estación de adición, cuya primera
estación de adición es operativa para recibir como entradas la
primera posición y una estimación de error asociada con la primera
posición y para producir una segunda posición, una segunda estación
de adición, cuya segunda estación de adición es operativa para
recibir como entradas la primera altura medida y una estimación de
error asociada con la primera altura medida y para dar como salida
una segunda altura, una estación de conversión, cuya estación de
conversión es operativa para recibir como entrada la distancia desde
el vehículo al terreno, la segunda posición y la segunda altura y
para dar como salida una segunda altura medida y una posición de
intersección, una base de datos cartográficos, cuya base de datos
cartográficos es operativa para proporcionar como salida una altura
extrapolada para una entrada de posición, de tal manera que cuando
la posición de intersección se introduce en la misma como entrada,
se obtiene de la misma como salida una primera altura extrapolada, y
una tercera estación de adición, cuya tercera estación de adición
es operativa para recibir como entradas la primera altura
extrapolada, la segunda altura y la segunda altura medida y para
dar como salida un error de altura.
Preferiblemente, los seis medios sensores
incluyen tres sensores de fuerza específica mutuamente ortogonales y
tres sensores de velocidad angular mutuamente ortogonales.
Convenientemente, los medios de exploración
incluyen un radar láser detector de obstáculos por láser que tiene
un láser capaz de funcionar para emitir radiación electromagnética,
medios móviles para mover la radiación electromagnética de manera
que explore el terreno alrededor del vehículo, y medios de detección
para detectar la incidencia de la radiación sobre el terreno y de
ese modo medir la distancia desde el vehículo al mismo.
Ventajosamente, la radiación electromagnética
utilizada tiene una longitud de onda comprendida en el intervalo de
0,5 a 0,12 micras, y especialmente de 10,59 micras.
Preferiblemente, los medios móviles son capaces
de funcionar de tal manera que la radiación electromagnética trace
un diagrama de exploración de Lissajous sobre el terreno por
delante del vehículo sustancialmente dentro de 3 y -22 grados en un
plano vertical del láser y sustancialmente dentro de \pm 25 grados
en un plano horizontal del láser.
Convenientemente, se han provisto medios de
corrección de la orientación en vuelo en asociación operativa con
los medios de exploración.
Preferiblemente, los medios de estimación de
error incluyen un filtro Kalman, cuyo filtro Kalman recibe como
entrada el error de altura y da como salida dicha estimación de
error de la primera altura medida y la estimación de error de la
primera posición.
Convenientemente, se ha provisto un sistema de
triangulación de distancias por satélite y unos segundos medios de
combinación.
Ventajosamente, el sistema de triangulación de
distancias por satélite es un Sistema de Posicionamiento Global (en
adelante GPS) capaz de funcionar para dar como salida una segunda
velocidad.
Preferiblemente, los segundos medios de
combinación incluyen una estación adicional de adición, cuya
estación adicional de adición recibe como entradas la primera
velocidad y la segunda velocidad y da como salida un error de
velocidad.
Convenientemente, el error de velocidad se
introduce como entrada al filtro Kalman que comprende parte de los
medios de estimación de error.
De acuerdo con un segundo aspecto del presente
invento, se ha provisto un método para navegación sobre el terreno
de un vehículo estacionario o móvil, que incluye las etapas de
hacer funcionar a seis medios sensores, que forman parte de un
sistema para determinar la posición, la velocidad, la altitud y la
orientación en vuelo del vehículo, con el fin de proporcionar
señales indicativas de una primera altura medida, una primera
velocidad y una primera posición del vehículo, hacer funcionar unos
medios de exploración para medir una distancia desde el vehículo
hasta el terreno circundante, introducir como entradas la primera
altura medida, la distancia y la primera posición del vehículo a
unos primeros medios de combinación y dar como salida de las mismas
un error de altura, introducir como entrada el error de altura en
unos medios de estimación de error, establecer en dichos medios de
estimación de error unas estimaciones de error asociadas con las
señales de salida de los medios sensores, restar, en los primeros
medios de combinación, dichas estimaciones de error de las
correspondientes señales de salida con el fin de proporcionar una
posición corregida y una altura corregida, y usar éstas para
efectuar navegación sobre el terreno del vehículo estacionario o
móvil. Los primeros medios de combinación efectúan un procedimiento
de combinación que incluye las etapas de sumar entradas de la
primera posición y de una estimación de error asociada con la
primera posición en una primera estación de adición, y dar como
salida una segunda posición sumando las entradas de la primera
altura medida y de una estimación de error asociada con la primera
altura medida y dar como salida una segunda altura, convertir, en
una estación de conversión, la distancia del vehículo al terreno en
una segunda altura medida y en una posición de intersección,
extrapolar, en una base de datos cartográficos, para proporcionar
una primera altura extrapolada de una entrada de la posición de
intersección, sumar las entradas de la primera altura extrapolada,
de la segunda altura y de la segunda altura medida y dar como salida
un error de altura.
Preferiblemente, los primeros medios de
combinación realizan un procedimiento de combinación que incluye
las etapas de sumar las entradas de la primera posición y de una
estimación de error asociada con la primera posición en una primera
estación de adición y dar como salida una segunda posición, sumar
las entradas de la primera altura medida y de una estimación de
error asociada con la primera altura medida y dar como salida una
segunda altura, convertir, en una estación de conversión, la
distancia del vehículo al terreno en una segunda altura medida y en
una posición de intersección, extrapolar, en una base de datos
cartográficos, para proporcionar una primera altura extrapolada a
partir de una entrada de la posición de intersección, sumar las
entradas de la primera altura extrapolada, de la segunda altura y de
la segunda altura medida y dar como salida un error de altura.
Convenientemente, las entradas de distancia, de
la primera altura medida y de la primera posición se realizan a una
frecuencia de sustancialmente 12,5 Hz, la entrada de error de
altura a los medios de estimación de error se efectúa a una
frecuencia comprendida en el intervalo desde 2 a 4 Hz, las
estimaciones de error asociadas con las señales de salida de los
medios sensores se tratan a una frecuencia en el intervalo desde 2
a 4 Hz, y la salida de los mismos se efectúan a una frecuencia de
sustancialmente 12,5 Hz.
Para comprender mejor el invento, y mostrar cómo
se puede llevar el mismo a la práctica, se hará referencia ahora, a
título de ejemplo, a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 es una vista lateral de un vehículo
aerotransportado sobre el terreno.
La Figura 2 es un diagrama de bloques que muestra
un aparato de acuerdo con una primera realización del presente
invento para llevar a la práctica el método del presente invento de
efectuar navegación sobre el terreno del vehículo mostrado en la
Figura 1,
La Figura 3 es un diagrama esquemático de los
medios de exploración que forman parte del aparato de la Figura
2,
La Figura 4 es una vista lateral del haz
incidente de los medios de exploración que forman parte del
aparato de la Figura 2,
La Figura 5 es una vista en perspectiva del
diagrama de exploración producido por los medios de exploración que
forman parte del aparato de la Figura 2,
La Figura 6 es un diagrama de bloques que muestra
un aparato de acuerdo con una segunda realización del presente
invento para llevar a la práctica el método del presente invento de
efectuar navegación sobre el terreno del vehículo mostrado en la
Figura 1,
La Figura 7 es una vista en perspectiva del
vehículo aerotransportado de la Figura 1 de acuerdo con una
tercera realización del presente invento que muestra un altímetro
de radar funcionando en combinación con los medios de exploración
que forman parte del aparato de la Figura 2,
La Figura 8 es un diagrama de bloques que ilustra
el aparato de la Figura 7, y
La Figura 9 es un diagrama de bloques que ilustra
un aparato de acuerdo con una cuarta realización del presente
invento para llevar a la práctica el método del presente invento de
efectuar navegación sobre el terreno del vehículo mostrado en la
Figura 1.
El aparato del invento para efectuar navegación
sobre el terreno de un vehículo móvil o estacionario como se
muestra en las Figuras 1 a 9 está destinado a usarlo en casos en
que el vehículo esté atravesando un intervalo de perfiles del
terreno, incluyendo terreno llano, suelo sustancialmente sin puntos
salientes y terreno no ondulado densamente poblado de obstáculos, y
también donde el vehículo puede estar sustancialmente estacionario
con respecto al terreno. Dicho aparato es de ese modo
particularmente adecuado para su uso en sistemas de navegación de
vehículos aerotransportados.. Como se ha explicado anteriormente,
los sistemas de navegación sobre el terreno conocidos en la técnica
se basan en el movimiento del vehículo para proporcionar el
movimiento relativo requerido entre los medios de medida, fijados
al vehículo, y el terreno. El presente invento explota la
contrapartida de esta relación, y de acuerdo con ello en la
exposición siguiente se describe un aparato y un método para mover
los medios de medida sobre el propio vehículo.
Así, como se muestra en las Figuras 1 y 2 de los
dibujos adjuntos, el aparato 1 para navegación sobre el terreno de
un vehículo estacionario o móvil 2 de acuerdo con una primera
realización del presente invento incluye un sistema 3 par
determinar la posición, la velocidad, la altitud y la orientación en
vuelo que incorpora al menos seis medios sensores capaces de
funcionar para proporcionar señales indicativas de una primera
altura medida 5, una primera velocidad 7 y una primera posición 9
del vehículo 2, y unos medios 11 de exploración capaces de
funcionar para explorar el terreno 13 alrededor del vehículo 2 y
medir una distancia 15 desde el vehículo 2 hasta el mismo. En esta
memoria descriptiva, la distancia 15 incluye la distancia de retorno
15a desde el avión 1 hasta el terreno 13, junto con los
correspondientes ángulos de acimut y elevación 15b, 15c, como se
muestra en la Figura 4.
El aparato 1 incluye también unos primeros medios
17 de combinación para combinar las señales indicativas de la
primera altura medida 5, de la distancia 15 y de la primera
posición 9 del vehículo 2, junto con estimaciones de error asociadas
con las mismas, y para dar como salida los resultados de dicho
procedimiento de combinación. Los medios 21 de estimación de error
forman una parte adicional del aparato 1, cuyos medios 21 de
estimación de error reciben como señales de entrada los resultados
de dicho procedimiento de combinación y proporcionan dichas
estimaciones de error, de tal manera que los medios 21 de
estimación de error y los primeros medios 21 de combinación
interactúan para efectuar navegación sobre el terreno del vehículo 2
estacionario o móvil.
El sistema 3 para determinar la posición, la
velocidad, la altitud y la orientación es preferiblemente un
sistema de navegación inercial sujeto con correas que comprende una
unidad inercial de medida (UIM) que contiene al menos seis medios
sensores. Estos medios sensores pueden incluir 3 sensores de fuerza
específica mutuamente ortogonales y tres sensores de velocidad
angular mutuamente ortogonales.
Las salidas 5, 7 y 9 del sistema 3 se muestran en
la Figura 8 (no se han mostrado en las Figuras 6 ó 9 para mayor
claridad) como entradas directas a los medios 21 de estimación de
error. Estas salidas proporcionan siempre entradas a los medios de
estimación de error directamente, con independencia de cualesquiera
manipulaciones adicionales, por ejemplo como entradas 5 y 9 a los
primeros medios 17 de combinación. En los casos en que la medida 53
de entrada a los medios 21 de estimación de error no satisface las
condiciones de umbral provistas por unos medios de vigilancia
residual conocidos en la técnica, entonces los medios 21 de
estimación de error continúan estimando los errores 19 usando
solamente las salidas 5, 7 y 9.
Los medios 11 de exploración, ilustrados
esquemáticamente en las Figuras 2 y 3, pueden incluir un detector
de obstáculos por láser o un dispositivo de radar con láser que
tiene un láser 22 capaz de funcionar para emitir radiación
electromagnética 23 y unos medios móviles 24, para explorar el
terreno 13 alrededor del vehículo 2 como se muestra en la Figura 4.
El láser 22 puede ser un láser de gas (por ejemplo, dióxido de
carbono), o de estado sólido (diodo), tal que la radiación
electromagnética 23 utilizada tiene una longitud de onda
comprendida entre 0,5 y 12 micras, y preferiblemente es de 10,59
micras si el láser es del tipo de gas, o bien de 1,54 micras si el
láser es del tipo de estado sólido. La radiación electromagnética
23 puede tener una anchura total de impulso (gausiano) de salida
en la mitad de un máximo de 100 nanosegundos, un diámetro de 0,5
milirradianes y un alcance comprendido entre 1 y 3.500 metros, y el
láser 22 puede tener una frecuencia de repetición de impulsos de
sustancialmente 50kHz.
Los medios móviles 24 pueden estar provistos de
un camino de componentes ópticos adecuados, de tal manera que la
radiación electromagnética 23 pasa por dos prismas 23a y 23b que
preferiblemente giran en sentidos contrarios, para crear de ese
modo, por ejemplo como se muestra en la Figura 5, un diagrama de
exploración de Lissajous 27 sobre el terreno delante del vehículo
2. Este diagrama 27 cae sustancialmente dentro de 3 y -22 grados en
un plano vertical del láser 22 (elevación) y sustancialmente dentro
de \pm 25 grados en un plano horizontal del láser 22
(acimut).
Los medios 11 de exploración comprenden también
unos medios 26 de detección que pueden ser una unidad de receptor
acoplada con un mecanismo temporizador y unos medios de estimación
de los ángulos de descentramiento de la radiación electromagnética
23, pudiendo calcularse éstos últimos mediante la utilización de
datos del sistema 3 para determinar la posición, la velocidad, la
altitud y la orientación del vehículo 2.
Es conveniente que los medios de exploración
estén estabilizados por giroscopio para que siempre estén nivelados
con respecto al plano vertical local, con independencia de la
orientación del avión. Sin embargo, si existen tales medios de
exploración, es probable que sean más pesados que unos medios de
exploración sin estabilizar, debido a la mayor estabilización
mecánica requerida. En una configuración práctica, los medios de
exploración están en su mayor parte alineados con el eje de simetría
del fuselaje del avión de tal manera que cuando el avión está
maniobrando los medios de exploración experimentarán balances y
cabezadas con el avión y estarán alineados con el rumbo del avión.
De este modo, se requieren unos medios 29 de corrección de
orientación, mostrados en la Figura 2, para compensar por el hecho
de que los medios 11 de exploración del presente invento no están
giroestabilizados. De acuerdo con ello, los datos usados para una
actualización de medidas pueden sincronizarse con los medios 29 de
corrección de orientación, como se muestra en la Figura 2 en 28, y
entonces los errores 44a de orientación que dan como salida los
medios 21 de estimación de error se pueden transformar en el eje de
simetría del fuselaje del avión para corregir la salida de
orientación del sistema 3 con el fin de determinar la posición, la
velocidad, la altitud y la orientación. Esto puede llevarse a cabo
en la estación 47 de conversión, como se describe más adelante.
La Figura 2 muestra los primeros medios 17 de
combinación, que combinan las medidas procedentes de los medios 11
de exploración y del sistema 3 para determinar la posición, la
velocidad, la altitud y la orientación, junto con estimaciones de
error procedentes de los medios 21 de estimación de error, e
incluyen unas estaciones de adición primera, segunda y tercera
31,37 y 43 respectivamente, una base de datos cartográficos 33 y una
estación 47 de conversión.
La primera estación 31 de adición recibe como
entradas la primera posición 9 y la estimación de error 55 de la
primera posición y da como salida una segunda posición 32, y la
segunda estación 37 de adición recibe como entradas la primera
altura medida 5 y la estimación de error 39 de la primera altura
medida, y da como salida una segunda altura 41. La estación 47 de
conversión recibe como entrada la distancia 15 desde el vehículo 2
al terreno 13 procedente de los medios 11 de exploración, la segunda
posición 32 y la segunda altura 41 del vehículo, y da como salida
una segunda altura medida 49 junto con una posición 51 de
intersección.
De ese modo, la estación 47 de conversión
proporciona una estimación de la posición de intersección 51 de la
radiación electromagnética 23 con el terreno 13, usando la segunda
posición y la segunda altura 32 y 41 respectivamente (que son las
mejores estimaciones de la posición del vehículo 2) en combinación
con su distancia de retorno y ángulos conocidos de acimut y
elevación 15a, 15b y 15c. En el caso de que se disponga de unos
medios giroestabilizados de exploración, la altura de esta posición
de intersección, dada como segunda altura medida 49, junto con la
posición de intersección 51, se pueden obtener a partir de estos
parámetros en las ecuaciones 1, 2 y 3 que figuran a
continuación:
\newpage
(1)\wedge_{51} =
\lambda_{32} + [180/\Pi R_{e\lambda}] 15a \ cos(15c) cos
(Rumbo -
15b)
(2)\mu_{51} = \mu_{32} +
[180/\Pi R_{e\mu}] (15a \ cos(15c) sen(Rumbo -
15b)/cos\lambda_{51}
(3)h_{49} = h_{41} 15a
sen(15c)
donde R_{e\lambda} y R_{e\lambda} son radios
de la tierra de acuerdo con la referencia de geoide elegida, y
todos los demás parámetros se dan en relación con los números de la
Figura 2, observando que la posición se define en función de la
latitud y longitud \lambda, \mu. El Rumbo se toma del
sistema 3 para determinar la posición, la velocidad, la altitud y la
orientación (no mostradas). Cuando no se disponga de medios de
exploración giroestabilizados, entonces se puede calcular la
posición de intersección utilizando transformaciones estándar del
fuselaje del avión a coordenadas del sistema de navegación, la
primera de las cuales será previamente modificada por una
transformación desde el sistema de coordenadas del láser al sistema
de coordenadas del fuselaje del
vehículo.
La base de datos cartográficos 33 proporciona
como salida una altura extrapolada del terreno para una entrada de
posición, de tal manera que cuando se introduce como entrada a la
misma la posición de intersección 51, se obtiene como salida de la
misma una primera altura extrapolada 35. La tercera estación 43 de
adición recibe como entradas la primera altura extrapolada 35, la
segunda altura 41 y la segunda altura medida 49 y da como salida el
error de altura 53.
Los primeros medios 17 de combinación
proporcionan una óptima estimación de la posición (segunda posición
32 en los términos definidos anteriormente), la cual, junto con la
distancia de retorno y los ángulos de posición 15a, 15b y 15c, se
usan para obtener una estimación de la posición por delante del
avión 51 correspondiente a la intersección de la radiación
electromagnética 23 y del terreno 13. Esta posición de intersección
51 se usa para interrogar a la representación cartográfica
almacenada (la base de datos cartográficos 33) con el fin de dar
como retorno la altura de la representación cartográfica (primera
altura extrapolada 35). La diferencia entre la suma de la mejor
estimación de la altura del avión sobre el nivel medio del mar
(segunda altura 41) y la altura del avión sobre el punto de
intersección con el terreno (segunda altura medida 49), y esta
altura de representación cartográfica (primera altura extrapolada
35), se usa como entrada a los medios 21 de estimación de error. Los
medios de estimación de error son preferiblemente un filtro Kalman,
y las salidas del filtro Kalman 19, guardadas en 57 de la Figura 2,
son entonces la mejor estimación de los errores, que proporcionan
actualizaciones a los primeros medios 17 de combinación para las
estaciones anteriormente descritas.
La Figura 6 de los dibujos adjuntos muestra el
aparato 1 para navegación sobre el terreno de un vehículo
estacionario o móvil de acuerdo con una segunda realización del
presente invento, en general similar a la de las Figuras 1 a 5, en
la que a las partes análogas se les han dado referencias numéricas
similares y ya no se describirán con detalle. Esta realización
proporciona además un sistema de triangulación de distancia por
satélite, preferiblemente un GPS 59 capaz de funcionar para dar como
salida una segunda velocidad 60, y unos segundos medios 61 de
combinación . Los segundos medios 61 de combinación incluyen otra
estación de adición 63 para recibir como entrada la primera
velocidad 7 y la segunda velocidad 60 y dar como salida un error
65 de velocidad, y estas dos entradas de velocidad 7 y 60 son
preferiblemente sincronizadas 62 para dar un tiempo de validez del
error 65 de velocidad. El error 65 de velocidad se suma luego con
una estimación de error correspondiente a la primera velocidad 64,
que se obtiene como salida de los medios 21 de estimación de error,
para proporcionar una entrada a los medios de estimación de error
en 66. También se puede proveer una sexta estación de adición (no
mostrada), que reciba como entrada la primera posición 9 y una
posición por GPS procedente del GPS 59 y dé como salida un error de
posición que sería la entrada al filtro Kalman que comprende parte
de los medios 21 de estimación de error. Esto se usaría como una
medida de calibración, en el caso de que las estimaciones de error
horizontal y vertical y sus límites probabilísticos de error
(incertidumbres en el lenguaje conocidas en la técnica) asociados
con la posición (descritos anteriormente) hubiesen llegado a
hacerse inaceptablemente grandes.
Las Figuras 7 y 8 de los dibujos adjuntos
muestran el aparato 1 para navegación sobre el terreno de un
vehículo estacionario o móvil de acuerdo con una tercera realización
del presente invento generalmente similar a la de las Figuras 1 a 5,
en la que a las partes análogas se les han dado referencias
numéricas similares y ya no se describirán con detalle. Esta
realización aporta el uso alternativo o concurrente de un altímetro
67 de radar, mostrado gráficamente en la Figura 7 y esquemáticamente
en la Figura 8, para las entradas del error 53 de altura en los
medios 21 de estimación de error. Así, en comparación con la
primera realización, mostrada en la Figura 2, se muestran dos
entradas a los medios 21 de estimación de error, y existen otras dos
estaciones de adición 50 y 52. Se requiere una base de datos
cartográficos tanto para la configuración del altímetro 67 de radar
como para la configuración de los medios 11 de exploración, y para
mayor claridad se ha diferenciado como 33 y 33b el uso de las mismas
por los dos sistemas. La configuración de altímetro 67 de radar
toma la salida 32 de la primera estación de adición 31 y la
introduce directamente a la base de datos cartográficos 33b para
suministrar la primera altura extrapolada 35b, y ésta se combina
directamente con la segunda posición 41 como se muestra en 50. La
utilización de un altímetro de radar 67 con sistemas de navegación
sobre el terreno es conocida en la técnica, y la integración de la
medida 68 de altura a partir de la misma se lleva a cabo en la
estación de adición 52 de una manera conocida, produciendo una
entrada adicional 53b a los medios 21 de estimación de error.
La Figura 9 de los dibujos adjuntos muestra el
aparato 1 para navegación sobre el terreno de un vehículo
estacionario o móvil de acuerdo con una tercera realización del
presente invento, generalmente similar a la de las figuras 1 a 8,
en la que a las partes análogas se les han dado referencias
numéricas similares y ya no se describirán con detalle. Esta
realización aporta el uso alternativo o concurrente de un altímetro
67 de radar junto con un sistema de triangulación de distancias por
satélite, preferiblemente un GPS 59. Para mayor claridad, no se
muestran los primeros y segundos medios 17 y 61 de combinación. En
esta realización se combinan las características descritas
anteriormente en relación con las Figuras 2, 6 y 8, y de ese modo
proporciona más medidas como entradas 53, 53b y 66 a los medios 21
de estimación de error que las realizaciones anteriores.
El aparato 1 del invento, descrito anteriormente,
es capaz de funcionar para efectuar navegación sobre el terreno de
un vehículo estacionario o móvil como se muestra en las Figuras 1 a
9 mediante la realización de un método del invento. El método del
invento incluye las etapas de poner en funcionamiento a seis medios
sensores, que forman parte de un sistema 3 para determinar la
posición, la velocidad, la altitud y la orientación de un vehículo,
con el fin de proporcionar señales indicativas de una primera
altura medida 5, de una primera velocidad 7 y de una primera
posición 9 del vehículo 2, hacer funcionar unos medios 11 de
exploración para medir una distancia 15 hasta el terreno
circundante 13, introducir como entradas la primera altura medida,
la distancia y la primera posición 5, 15 y 9 del vehículo 2
respectivamente a los primeros medios 17 de combinación y dar como
salida de los mismos un error 53 de altura, introducir como entrada
el error 53 de altura a los medios 21 de estimación de error,
establecer en dichos medios 21 de estimación de error unas
estimaciones 19 de error asociadas con las señales de salida de los
medios sensores, restar, en los primeros medios 17 de combinación,
dichas estimaciones 19 de error de las correspondientes señales de
salida con el fin de proporcionar una posición corregida y una
altura corregida, y usar las mismas para efectuar la navegación del
vehículo estacionario o móvil 2 sobre el terreno.
El método llevado a cabo por los primeros medios
17 de combinación es iterativo, y cada iteración puede comprender
las siguientes etapas: sumar la primera posición 9 y la estimación
de error 55 de la primera posición para obtener una segunda
posición 32, y sumar la primera altura medida 5 y la estimación de
error 39 de la primera altura medida para proporcionar una segunda
altura 41; introducir como entradas la segunda posición 32 y la
segunda altura 41 en una estación 47 de conversión con el fin de
obtener una posición de intersección 51, e introducir como entrada
esta posición de intersección 51 en una base de datos cartográficos
33, para proporcionar una primera altura extrapolada 35. La primera
altura extrapolada 35 se combina con la segunda altura 41 y con la
segunda altura medida 49 para proporcionar un error 53 de altura.
Como se ha descrito anteriormente, la posición de intersección 51
es la intersección de la radiación electromagnética 23 con el
terreno 13 cuando los medios 11 de exploración exploran el terreno
13 situado por delante del vehículo 2.
La conversión de la distancia 15 en la segunda
altura medida 49, definida en la ecuación 3 anteriormente expuesta,
se efectúa en la estación 47 de conversión, cuya estación 47 de
conversión puede recibir como entradas los errores 44a de
orientación y la salida 44b de orientación correspondientes al
sistema 3 para determinar la posición, la velocidad, la orientación
y la altitud, junto con la segunda altura y la posición 41 y 32
respectivamente y la distancia 15 (como se ha definido
anteriormente, la distancia 15 incluye la distancia 15a de retorno
desde el vehículo 2 al terreno 13, el ángulo de acimut 15b y el
ángulo de elevación 15c) que pueden haberse sincronizado con los
medios 29 de corrección de orientación. En una configuración
alternativa (no mostrada) se puede introducir directamente la
distancia como entrada a los medios 21 de estimación de error.
Los dispositivos 3 y 11 que suministran entradas
a los primeros medios 17 de combinación proporcionan
correspondientemente actualizaciones continuas de tal manera que la
distancia 15, la primera altura medida 5 y la primera posición 9 se
pueden introducir como entradas a los primeros medios 17 de
combinación a una frecuencia de sustancialmente 12,5 Hz. Después de
esto, se puede introducir como entrada el error 53 de altura a los
medios 21 de estimación de error a una frecuencia comprendida en el
intervalo desde 2 hasta 4 Hz, y las estimaciones 19 de error
asociadas con las señales de salida de los medios sensores se
pueden tratar a una frecuencia comprendida en el intervalo desde 2
hasta 4 Hz en los medios 21 de estimación de error, cuya salida se
puede efectuar sustancialmente a 12,5 Hz. En ausencia de medidas
disponibles, o si el error 53 de altura deja de satisfacer las
condiciones de umbral dentro de los medios 21 de estimación de
error, la primera altura medida 5, la primera velocidad 7 y la
primera posición 9 proporcionarán las únicas entradas a los medios
21 de estimación de error, preferiblemente a una frecuencia desde 2
hasta 4 Hz.
Como se muestra en la Figura 2, los medios 21 de
estimación de error pueden tomar el error 53 de altura, que como se
ha descrito anteriormente es una manipulación de las medidas de
sistema 5, 15 y 9 del sistema 3, junto con modelos de las
características de medidas del sistema y salidas 5, 7 y 9 del
sistema 3, según una característica que distingue al filtro Kalman
conocido. El filtro proporciona estimaciones óptimas basadas en el
modelo del sistema definido, que pueden incluir estimaciones de
error de la primera altura medida 39 y de la posición 55 como se ha
descrito anteriormente, y las incertidumbres horizontal y vertical,
que se basan en información de medidas anteriores, probabilísticas
en naturaleza y distintivas del filtro Kalman conocido, aportan una
medida de las prestaciones del filtro. En cada actualización del
filtro, se usa la segunda posición 32 para la navegación sobre el
terreno, puesto que ésta es una estimación de la posición por
delante del avión 1 correspondiente a la intersección de la
radiación electromagnética con el terreno 13 como se muestra en la
Figura 4 en
25.
Existen significativos beneficios adicionales
que se pueden obtener mediante la utilización de unos medios 11 de
exploración del tipo descrito en la presente memoria. Los medios 11
de exploración pueden permitir a un avión realizar vuelo rasante,
porque se puede usar el sensor para detectar obstáculos naturales
que se presenten en la trayectoria del vuelo, tales como colinas,
árboles y obstáculos construidos por el hombre tales como cables de
energía eléctrica, y de ese modo suministrar información al piloto
para que ajuste su trayectoria de vuelo de acuerdo con dicha
información. Además, la cantidad de radiación emitida desde los
medios 11 de exploración está limitada al diámetro de "haz en
pincel" del rayo láser, el cual es comparable con los sensores
alternativos que miran hacia delante, tales como el radar de
seguimiento del terreno que transmite radiación en una región
semiesférica por delante el avión. De un modo significativo, los
medios 11 de exploración se podrían sustituir por un dispositivo
tal como un radar de seguimiento del terreno con el fin de efectuar
navegación sobre el terreno en tanto que fuese factible la entrada
de la distancia y ángulos de descentramiento de un retorno
particular.
Claims (14)
1. Un aparato de navegación sobre el terreno para
un vehículo estacionario o móvil (2) cuando el aparato está montado
en el mismo, que incluye un sistema (3) para determinar la posición,
la velocidad, la altitud y la orientación del vehículo, capaz de
funcionar para proporcionar señales indicativas de una primera
altura medida (5), una primera velocidad (7) y una primera posición
(9) del vehículo, unos medios (11) de exploración operables para
explorar el terreno (13) alrededor del vehículo (2) y medir una
distancia (15) desde el vehículo al mismo, unos primeros medios (17)
de combinación para combinar las señales indicativas de la primera
altura medida (5), de la distancia (15) y de la primera posición (9)
del vehículo 2, junto con estimaciones de error (19) asociadas con
las mismas, y para dar como salidas los resultados de dicho
procedimiento de combinación, unos medios (21) de estimación de
error para recibir como entrada los resultados de señales (53) de
dicho tratamiento de combinación y para proporcionar las citadas
estimaciones (19) de error, de tal manera que los medios (21) de
estimación de error y los primeros medios (17) de combinación
interactúan operativamente para efectuar navegación sobre el terreno
del vehículo estacionario o móvil, caracterizado porque el
sistema (3) para determinar la velocidad, la altitud y la
orientación en vuelo del vehículo incorpora al menos seis medios
sensores y porque los primeros medios (17) de combinación
incluyen
una primera estación (31) de adición dispuesta
para recibir como entradas la primera posición (9) y una estimación
de error asociada con la primera posición (55) y para dar como
salida una segunda posición (32),
una segunda estación (37) de adición dispuesta
para recibir como entradas la primera altura medida (5) y una
estimación (39) de error asociada con la primera altura medida y
para dar como salida una segunda altura (41),
una estación (47) de conversión dispuesta para
recibir como entrada la distancia (15) desde el vehículo (2) hasta
el terreno, la segunda posición (32) y la segunda altura (41) y
dispuesta para dar como salida una segunda altura medida (49) y una
posición de intersección (51),
una base (33) de datos cartográficos dispuesta
para proporcionar como salida una altura extrapolada para una
entrada de posición, de tal manera que, cuando se introduce como
entrada a la misma una posición de Intersección (51), se obtiene
como salida de la misma una primera altura extrapolada (35), y
una tercera estación (43) de adición dispuesta
para recibir como entradas la primera altura extrapolada (35), la
segunda altura (41) y la segunda altura medida (49) y dispuesta para
dar como salida un error (53) de altura.
2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que los seis medios sensores incluyen tres sensores de fuerza
específica mutuamente ortogonales y tres sensores de velocidad
angular mutuamente ortogonales.
3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1
o con la reivindicación 2, en el que los medios de exploración
incluyen un radar detector de obstáculos por láser que tiene un
láser (22) capaz de funcionar para emitir radiación
electromagnética (23), medios móviles (24) para mover la radiación
electromagnética con el fin de explorar el terreno (13) situado
alrededor del vehículo (2), y unos medios de detección (21) para
detectar la incidencia de la radiación sobre el terreno y de ese
modo medir la distancia desde el vehículo al mismo.
4. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 3,
en el que la radiación electromagnética utilizada tiene una
longitud de onda en el intervalo comprendido entre 0,5 y 12
micras.
5. Un aparato como el reivindicado en la
reivindicación 4, en el que la radiación electromagnética utilizada
tiene una longitud de onda de 10,59 micras.
6. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 4
o con la reivindicación 5, en el que los medios móviles (24) pueden
funcionar de tal manera que la radiación electromagnética traza un
diagrama de exploración de Lissajous sobre el terreno por delante
del vehículo sustancialmente dentro de 3 y -22 grados en un plano
vertical del láser y sustancialmente dentro de \pm 25 grados en un
plano horizontal del láser.
7. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 6,
que incluye medios (29) de corrección de la orientación en vuelo
en asociación operativa con los medios de exploración.
8. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que los medios (21) de estimación de error incluyen un filtro
Kalman, cuyo filtro Kalman recibe como entrada el error (53) de
altura y da como salida (19) dicha estimación de error (39) de la
primera altura medida (5) y la estimación de error (55) de la
primera posición (9).
9. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 8, que incluye un sistema (59) de
triangulación de distancias por satélite y unos segundos medios
(61) de combinación.
10. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
9, en el que el sistema de triangulación de distancias por
satélite es un Sistema de Posicionamiento Global (GPS) capaz de
funcionar para dar como salida una segunda velocidad (60).
\newpage
11. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
10, en el que los segundos medios de combinación incluyen
otra estación de adición (53), cuya estación
adicional de adición recibe como entrada la primera velocidad (7) y
la segunda velocidad (60) y da como salida un error (65) de
velocidad.
12. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
11, en el que el error de velocidad se introduce como entrada al
filtro Kalman que comprende parte de los medios de estimación de
error.
13. Un método para navegación de un vehículo
estacionario o fijo sobre el terreno, que incluye las etapas
de
hacer funcionar a seis medios sensores, que
forman parte de un sistema (3) para determinar la posición, la
velocidad, la altitud y la orientación en vuelo del vehículo, con
el fin de proporcionar señales indicativas de una primera altura
medida (5), una primera velocidad (7) y una primera posición (9) del
vehículo (2),
hacer funcionar unos medios (11) de exploración
para medir una distancia desde el vehículo (2) al terreno
circundante (13),
introducir como entradas la primera altura medida
(5), la distancia (15) y la primera posición (9) del vehículo a los
primeros medios (17) de combinación y dar como salida de los mismos
un error (53) de altura,
introducir como entrada el error (53) de altura
en los medios (21) de estimación de error,
establecer en dichos medios (19) de estimación de
error unas estimaciones (19) de error asociadas con las señales de
salida de los medios sensores,
restar, en los primeros medios (17) de
combinación, dichas estimaciones (19) de error de las
correspondientes señales de salida con el fin de proporcionar una
posición corregida y una altura corregida, y usar las mismas para
efectuar la navegación del vehículo estacionario o móvil sobre el
terreno,
caracterizado porque los primeros medios
(17) de combinación efectúan un procedimiento de combinación que
incluye las etapas de
sumar las entradas de la primera posición (9) y
de una estimación (55) de error asociada con la primera posición en
una primera estación (31) de adición, y dar como salida una segunda
posición (32),
sumar las entradas de la primera altura medida
(5) y de una estimación (39) de error asociada con la primera
altura medida (5), y dar como salida una segunda altura (41),
convertir, en una estación (47) de conversión, la
distancia (15) desde el vehículo (2) hasta el terreno (13) en una
segunda altura medida (49) y en una posición de intersección
(51),
extrapolar, en una base (33) de datos
cartográficos, para proporcionar una primera altura extrapolada
(35) a partir de una entrada de la posición de intersección
(51),
sumar las entradas de la primera altura
extrapolada (35), de la segunda altura (41) y de la segunda altura
medida (49) y dar como salida un error (53) de altura.
14. Un método de acuerdo con la reivindicación
13, en el que las entradas de distancia, de la primera altura
medida y de la primera posición se efectúan a una frecuencia de
sustancialmente 12,5 Hz, la entrada de error de altura en los
medios de estimación de error se efectúa a una frecuencia en el
intervalo comprendido entre 2 y 4 Hz, las estimaciones de error
asociadas con las señales de salida de los medios sensores se tratan
a una frecuencia comprendida en el intervalo de 2 a 4 Hz, y la
salida de las mismas se efectúa sustancialmente a 12,5 Hz.
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|---|---|---|---|---|
| GB0111256D0 (en) * | 2001-05-09 | 2001-06-27 | Bae Systems Plc | A GPS based terrain referenced navigation system |
| IL155859A0 (en) * | 2003-05-12 | 2004-08-31 | Elop Electrooptics Ind Ltd | Optical unit and system for steering a light beam |
| US6750807B1 (en) | 2003-06-11 | 2004-06-15 | Honeywell International Inc. | Radar altimeter with forward obstacle avoidance capabilities |
| US6885334B1 (en) | 2004-04-06 | 2005-04-26 | Honeywell International Inc. | Methods and systems for detecting forward obstacles |
| FR2881534B1 (fr) * | 2005-02-01 | 2007-04-20 | Airbus Sas | Procede et dispositif pour determiner la largeur d'un corridor de securite pour un aeronef, ainsi que methode et systheme de securisation d'un vol automatique a basse altitude d'un aeronef |
| DE102005029217B3 (de) * | 2005-06-22 | 2007-01-18 | Eads Deutschland Gmbh | Verfahren zur Bestimmung einer Navigationslösung eines Navigationssystems mit einem Terrain-Navigationsmodul sowie Navigations-System |
| WO2007042843A1 (en) * | 2005-10-13 | 2007-04-19 | Atlantic Inertial Systems Limited | Terrain mapping |
| US9354633B1 (en) | 2008-10-31 | 2016-05-31 | Rockwell Collins, Inc. | System and method for ground navigation |
| US9733349B1 (en) | 2007-09-06 | 2017-08-15 | Rockwell Collins, Inc. | System for and method of radar data processing for low visibility landing applications |
| US8643533B1 (en) * | 2010-09-28 | 2014-02-04 | Rockwell Collins, Inc. | Altitude sensor system |
| US9939526B2 (en) | 2007-09-06 | 2018-04-10 | Rockwell Collins, Inc. | Display system and method using weather radar sensing |
| RU2400406C1 (ru) * | 2009-07-02 | 2010-09-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Система построения местной вертикали космического объекта при орбитальной ориентации |
| US8855911B2 (en) * | 2010-12-09 | 2014-10-07 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for navigation using cross correlation on evidence grids |
| US8659471B1 (en) * | 2011-07-29 | 2014-02-25 | Rockwell Collins, Inc. | Systems and methods for generating aircraft height data and employing such height data to validate altitude data |
| US8818722B2 (en) | 2011-11-22 | 2014-08-26 | Honeywell International Inc. | Rapid lidar image correlation for ground navigation |
| US9157743B2 (en) | 2012-07-18 | 2015-10-13 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for correlating reduced evidence grids |
| US9262932B1 (en) | 2013-04-05 | 2016-02-16 | Rockwell Collins, Inc. | Extended runway centerline systems and methods |
| FR3016222B1 (fr) * | 2014-01-03 | 2016-02-05 | Airbus Operations Sas | Procede et dispositif de guidage vertical d'un aeronef lors d'une approche d'une piste d'atterrissage le long d'une trajectoire laterale d'approche. |
| US9453921B1 (en) | 2014-05-08 | 2016-09-27 | Rockwell Collins, Inc. | Delayed-based geographic position data generation system, device, and method |
| US10928510B1 (en) | 2014-09-10 | 2021-02-23 | Rockwell Collins, Inc. | System for and method of image processing for low visibility landing applications |
| WO2016148619A1 (en) * | 2015-03-19 | 2016-09-22 | Vricon Systems Aktiebolag | Position determining unit and a method for determining a position of a land or sea based object |
| US10705201B1 (en) | 2015-08-31 | 2020-07-07 | Rockwell Collins, Inc. | Radar beam sharpening system and method |
| US10228460B1 (en) | 2016-05-26 | 2019-03-12 | Rockwell Collins, Inc. | Weather radar enabled low visibility operation system and method |
| US9965051B2 (en) * | 2016-06-29 | 2018-05-08 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Input device tracking |
| US10353068B1 (en) | 2016-07-28 | 2019-07-16 | Rockwell Collins, Inc. | Weather radar enabled offshore operation system and method |
| GB2578108A (en) | 2018-10-15 | 2020-04-22 | Atlantic Inertial Systems Ltd | A navigation system |
| US11821733B2 (en) * | 2020-01-21 | 2023-11-21 | The Boeing Company | Terrain referenced navigation system with generic terrain sensors for correcting an inertial navigation solution |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4144571A (en) | 1977-03-15 | 1979-03-13 | E-Systems, Inc. | Vehicle guidance system |
| US4168524A (en) | 1977-09-29 | 1979-09-18 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Airborne surveying apparatus and method |
| US4495580A (en) | 1981-03-30 | 1985-01-22 | E-Systems, Inc. | Navigation system |
| US6218980B1 (en) * | 1982-09-13 | 2001-04-17 | Mcdonnell Douglas Corporation | Terrain correlation system |
| US4589610A (en) | 1983-11-08 | 1986-05-20 | Westinghouse Electric Corp. | Guided missile subsystem |
| US5060175A (en) | 1989-02-13 | 1991-10-22 | Hughes Aircraft Company | Measurement and control system for scanning sensors |
| US4954837A (en) * | 1989-07-20 | 1990-09-04 | Harris Corporation | Terrain aided passive range estimation |
| US5216236A (en) | 1991-02-19 | 1993-06-01 | National Research Council Of Canada | Optical tracking system |
| US5355317A (en) | 1991-02-26 | 1994-10-11 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for system design |
| US5335181A (en) | 1992-01-15 | 1994-08-02 | Honeywell Inc. | Terrain referenced navigation--woods data base model |
| FR2689251B1 (fr) | 1992-03-27 | 1994-08-26 | Thomson Csf | Dispositif de télémétrie et son application à un système de détection d'obstacles. |
| DE69606804T2 (de) | 1995-06-20 | 2000-06-15 | Honeywell, Inc. | Integriertes System zur Grundkollisionsvermeidung |
| US6094607A (en) * | 1998-11-27 | 2000-07-25 | Litton Systems Inc. | 3D AIME™ aircraft navigation |
-
1999
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