ES2200884T3 - Aparato de navegacion sobre el terreno. - Google Patents

Aparato de navegacion sobre el terreno.

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ES2200884T3 ES00937077T ES00937077T ES2200884T3 ES 2200884 T3 ES2200884 T3 ES 2200884T3 ES 00937077 T ES00937077 T ES 00937077T ES 00937077 T ES00937077 T ES 00937077T ES 2200884 T3 ES2200884 T3 ES 2200884T3
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Andrew Christopher Hicks
Ian William Scaysbrook
John Richard Fountain
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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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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Also Published As

Publication number Publication date
US6389354B1 (en) 2002-05-14
WO2001002804A1 (en) 2001-01-11
DE60004063D1 (de) 2003-08-28
ATE245803T1 (de) 2003-08-15
JP3536044B2 (ja) 2004-06-07
AU5236800A (en) 2001-01-22
JP2003503717A (ja) 2003-01-28
AU769720B2 (en) 2004-02-05
EP1200800B1 (en) 2003-07-23
DE60004063T2 (de) 2004-01-29
GB9915362D0 (en) 1999-09-01
EP1200800A1 (en) 2002-05-02

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