Fig. 9. Chinese strijdwagen, uitgerust met de differentiële odometer.
Voertuignavigatie
Laat ik dit eens illustreren aan de hand van een een
voudig voorbeeld uit de voertuignavigatie.
De eenvoudigste manier om een gegist-bestek voor een
landvoertuig te maken, is het voertuig uit te rusten met
sensoren die continu het aantal omwentelingen van de
niet-aangedreven wielen meten. Uit middeling hiervan
voor linker en rechter wiel volgt dan de afgelegde weg,
terwijl het verschil in omwentelingen de doorlopen rich
tingsverandering van het voertuig bepaalt.
Dit principe van de differentiële odometer is al zo'n 2000
jaar oud en is veelvuldig toegepast. De Chinezen gebruik
ten het al op hun strijdwagens, ver voor de uitvinding van
het magnetisch kompas (fig. 9). De wagens werden uit
gerust met een wijzende figuur, die op basis van dit
principe onafhankelijk van de gevolgde weg, continu de
richting naar het vertrekpunt aangaf. Overigens is de
replica, zoals weergegeven in fig. 9, op kundige wijze ver
vaardigd bij de instrumentmakerij van de faculteit.
Een meer eigentijds voorbeeld van de toepassing van de
differentiële odometer vinden we in de ruimtevaart. Het
tijdens de Apollo-missies gebruikte maanwagentje was er
namelijk eveneens mee uitgerust. Zo kon de radiale af
stand tot de maanlander worden bijgehouden, opdat de
bemanning zich niet te ver van de maanlander zou be
geven; dit in verband met hun zuurstofvoorraad.
Differentiële odometers leggen alleen richtingsverande
ringen vast en geven dus geen informatie ten aanzien van
het azimut. We kunnen dan ook pas spreken van een
land-navigatiesysteem, wanneer de differentiële odo
meter wordt gecompleteerd met een gyrokompas of een
magnetisch kompas. Voor de richtingsveranderingen
geeft dit voor het eerst overtalligheid en dus de mogelijk-
116
heid om controles en kansmodeladaptatie uit te voeren.
Op basis van real-time kansmodelschatting kan dan de
relatieve weging van beide sensoren continu in de ver
effening worden aangepast. Een belangrijk deel van de
veelal laagfrequente modelfouten van de differentiële
odometer en de overwegend hoogfrequente modelfouten
van het kompas kan zo worden geëlimineerd.
Niettemin zal, volkomen analoog aan het precisiegedrag
van een open, landmeetkundige veelhoek, de uit het
gegist-bestek bepaalde voertuigpositie een steeds toe
nemende kans op miswijzingen vertonen. Additionele
positie-informatie is daarom nodig om het navigatie
systeem op geregelde tijdstippen te kunnen ,,up-daten".
Dit is te vergelijken met het aansluiten van een open veel
hoek aan een stel in coördinaten gegeven punten. Een
methode van ,,up-daten" die momenteel door verschil
lende ontwikkelaars van autonavigatiesystemen wordt
onderzocht en toegepast, is gebaseerd op het gebruik
van een digitale kaart, die in een compact disc wordt op
geslagen. Deze methode van „up-dating" gaat volgens
de drie stappen van detectie, identificatie en adaptatie.
Allereerst detecteert het verwerkingsalgoritme op basis
van het gegist-bestek welke aaneengesloten segmenten
op de digitale kaart kunnen zijn gevolgd. Dit levert een
verzameling van alternatieve hypothesen op, in de vorm
van mogelijke trajecten. Vervolgens wordt hieruit de
meest waarschijnlijke hypothese geïdentificeerd. Zodra
een van tevoren gekozen waarschijnlijkheidsdrempel
wordt overschreden, wordt tenslotte besloten het gegist-
bestek te ,,up-daten". Het oude functie- en kansmodel
wordt dan automatisch aan de nieuw ontstane situatie
aangepast, waarmee de kans op miswijzingen overeen
komstig wordt gereduceerd. De digitale kaart fungeert
dus als het ware als een hoger orde netwerk voor de
pseudo kleinste-kwadratenaansluiting van de uit het
gegist-bestek bepaalde veelhoekposities (fig. 10).
Het zojuist gegeven voorbeeld van geïntegreerde ver
werking heeft weliswaar betrekking op de voertuignaviga
tie, maar zowel voor de zee- als luchtnavigatie zijn verge
lijkbare voorbeelden te geven. Evenals in de dynamische
puntsbepaling wordt hierbij gebruik gemaakt van syste
men als bijvoorbeeld GPS en Loran-C, en zelfgevoelige
traagheidssystemen, bestaande uit versnellingsmeters
en gyroscopen.
Gezien de hier geïllustreerde ontwikkelingen verwacht ik
dan ook, dat de geodeet in de toekomst, naast de dyna
mische puntsbepaling, steeds meer betrokken zal raken
bij het ontwerpen van geïntegreerde verwerkingssyste
men voor de algemene land-, zee- en luchtnavigatie. Niet
temin vereisen de geschetste ontwikkelingen op een
aantal punten bijstelling en uitbreiding van de traditionele
methoden van dynamische gegevensverwerking en kwa-
VECTOR OF DIGITIZED
ROAD MAP
DEAD- RECKONED TRACK
CORRECTION
Fig. 10. Routecorrectie op basis van een digitale kaart.
NGT GEODESIA 91 - 3
