Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Ausrichtung eines ersten Teil- nehmers auf mindestens einen zweiten Teilnehmer, wie es in der Vermessungs ^¬ technik häufig vorkommt, sowie ein Verfahren dazu. Hierbei ist es notwendig, dass ein erster Teilnehmer, dessen Position bekannt ist, einen gewissen Teil von sich oder eines Gerätes, das der erste Teilnehmer bei sich führt, auf einen zwei ^¬ ten Teilnehmer oder weitere Teilnehmer nacheinander ausgerichtet werden muss.

Hierzu ist bekannt, dass dies mit Hilfe von Licht, wie beispielsweise einem La ^¬ ser, geschieht, indem der erste Teilnehmer besagtes Licht auf den zweiten Teil ^¬ nehmer richtet. Hierbei kann genau gesehen werden, wann die Ausrichtung er- folgt ist, nämlich wenn der zweite Teilnehmer den Lichtstrahl des ersten Teil ^¬ nehmers sieht oder durch Reflektormittel beim zweiten Teilnehmer das Licht des ersten Teilnehmers wieder auf ihn zurückgeworfen wird.

Schwierig wird eine solche Vermessung immer dann, wenn die Sicht vom ersten Teilnehmer auf den zweiten Teilnehmer behindert ist, beispielsweise durch

Bäume und/oder Wände. In diesem Falle kann eine optische Ausrichtung ohne weitere Hilfsmittel nicht stattfinden, da der erste Teilnehmer nicht erkennen kann, wann die Ausrichtung erfolgt ist. Ein ähnliches Problem ergibt sich bei Geschützen und/oder der Simulation von Geschützen, wenn diese keine Sicht zum zweiten Teilnehmer, also dem Ziel, ha ^¬ ben. In diesem Falle kann zwar durch eine Ortung die Position des ersten Teil ^¬ nehmers bestimmt werden, jedoch ist es schwierig, eine Ausrichtung durchzu ^¬ führen, da eine passende Referenzrichtung, von der aus man ausrichten könnte, fehlt. Die DE 10 2014 212 982 AI beschreibt hierzu eine Lösung, bei dem Ortungssatel ^¬ liten als Ortungsmittel benutzt werden und die Ausrichtung des ersten Teilneh ^¬ mers durch zwei Antennen mit relativ großem Abstand voneinander dazu ge ^¬ nutzt werden, eine Referenzrichtung zu detektieren (beispielweise der Nordrich- tung), von der aus der erste Teilnehmer sich ausrichten kann. Die Ortung wird hierbei ungenauer, je näher die beiden Antennen beisammen sind.

Die zwei Antennen für das Ortungssystem sind hierbei so angebracht, dass sie während des Transports eingefahren werden und nur in Benutzung ausgefahren werden. Allerdings bedeutet es einen Umstand, zwei entfernt voneinander aufge ^¬ stellte Antennen zur Ausrichtung zu benutzen. Zudem besteht der Nachteil, dass die Ausrichtung virtuell geschieht und man außer den berechneten Größen durch die Ortungssatelliten keinen realen Bezug oder eine optische Bestätigung bei der Ausrichtung bekommt.

Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein System sowie ein Verfahren zur Ausrichtung eines ersten Teilnehmers auf mindestens einen zweiten Teil ^¬ nehmer bereitzustellen, bei dem die Ausrichtung zügig durchgeführt und eine real sichtbare Bestätigung bei der Ausrichtung verwendet werden kann sowie Ungenauigkeiten bei der Ausrichtung vermieden werden.

Dies wird durch die Ansprüche 1 und 8 dadurch gelöst, dass ein bewegliches Re ^¬ ferenzobjekt im Sichtbereich des ersten Teilnehmers vorgesehen ist, welches be ^¬ weglich und nur während der Ausrichtung fest positioniert ist und mit Hilfe des- sen eine Ausrichtung auf mindestens einen weiteren Teilnehmer, vorzugsweise einen zweiten Teilnehmer, möglich ist.

Das erfindungs gemäße System besteht hierzu aus einem Ortungssystem, mittels welchem die Position des ersten Teilnehmers ortbar ist. Die Position des zweiten Teilnehmers kann ebenfalls durch das Ortungssystem ortbar sein. Ein solches Ortungssystem kann beispielsweise ein beliebiges satellitengestütztes Ortungs ^¬ system sein, wie beispielsweise GPS, GLONASS, Galileo und/oder Beidou. Durch das Ortungssystem sind die Positionen des ersten und der weiteren Teilnehmer bestimmbar, so dass man genau weiß, an welcher Position der jeweilige Teilneh ^¬ mer sich befindet. Die genaue Ausrichtung zueinander ist jedoch bei Sichtbehin ^¬ derung schwierig.

Um diese Schwierigkeit zu überwinden, ist erfindungsgemäß ein bewegliches Re ^¬ ferenzobjekt im Sichtbereich des ersten Teilnehmers vorgesehen. Dies kann ei ^¬ genbeweglich gestaltet sein oder manuell, bzw. gesteuert an seinen Ort gebracht werden, beispielsweise durch ein Transportmittel, durch Anbringung an einem Gebäude und/oder durch Aufstellung im Gelände. Bevorzugterweise jedoch ist das Referenzobjekt flugfähig und als Multicopter ausgestaltet. Somit kann es re ^¬ lativ schnell an seinen Einsatzort gebracht werden, wo es seine erfindungsgemä ^¬ ße Funktion aufnimmt. Das Referenzobjekt ist ebenfalls ortbar gestaltet, so dass seine Position bekannt ist. Die Ortung geschieht auch hierbei bevorzugterweise durch das Satellitenor ^¬ tungssystem.

Das System ist so angeordnet, dass ein erster Teilnehmer, mindestens ein weite- rer Teilnehmer und das Referenzobjekt an verschiedenen Positionen stationiert sind, wobei von allen Teilnehmern und dem Referenzobjekt die Positionen be ^¬ kannt sind. Die Position des zweiten Teilnehmers kann statt durch die Satelli ^¬ tenortung auch durch Berechnung, Beobachtung oder Vermessung bereitgestellt werden.

Bevorzugterweise ist das Referenzobjekt mit einer Kommunikationseinheit aus ^¬ gestattet, welche es erlaubt, Daten zu empfangen und zu versenden. Diese Kom ^¬ munikationseinheit ist bevorzugterweise als Funkverbindung ausgeführt und kann beispielsweise eine WLAN- Verbindung oder GSM- Verbindung sein. Der erste Teilnehmer und optional auch mindestens eine weiterer Teilnehmer besit ^¬ zen ebenfalls Kommunikationseinheiten, um gegenseitig und/oder mit dem Refe ^¬ renzobjekt Daten austauschen zu können. Durch diese Möglichkeit kann man die georteten Positionen der Teilnehmer, des Referenzobjekts sowie Kommandos, Audiosignale und/oder Bildsignale übertragen.

Das Referenzobjekt ist im Sichtbereich des ersten Teilnehmers angeordnet, wodurch eine optische Ausrichtung auf das Referenzobjekt geschehen kann.

Hierzu wird der erste Teilnehmer bzw. das auszurichtende Gerät des ersten Teilnehmers auf die Sichtlinie zum Referenzobjekt hin ausgerichtet. Diese Posi ^¬ tion in der Sichtlinie zum Referenzobjekt wird als Nullposition bezeichnet, da jede weitere Ausrichtung von hier aus geschieht.

In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt das Referenzobjekt einen einstell ^¬ baren Reflektor, mit welchem ein Laserstrahl empfangen und reflektiert werden kann. Dies dient der optischen Ausrichtung mittels eines Laserstrahls. Der La ^¬ serstrahl kann auch zur optischen Kommunikation eines Teilnehmers mit dem Referenzobjekt verwendet werden.

Die Ausrichtung des ersten Teilnehmers bzw. des Gerätes des ersten Teilneh ^¬ mers geschieht durch horizontales Drehen ohne Änderung der eigenen Position. Nachdem auf den Nullpunkt ausgerichtet wurde, kann mit Hilfe der unterschied ^¬ lichen Positionen des ersten Teilnehmers und des Referenzobjekts bestimmt werden, welchen Betrag der Winkel zwischen der Nordrichtung und der Null ^¬ punktausrichtung beträgt. Hierzu werden bei der Bestimmung der Positionen vom ersten Teilnehmer und vom Referenzobjekt die Koordinaten der Positionen ermittelt und miteinander verglichen. Es ergeben sich zwischen dem ersten Teilnehmer und dem Referen ^¬ zobjekt ein Abstand in Nord/Südrichtung und ein Abstand in Ost/Westrichtung. Diese Abstände können jeweils, je nach Richtung, positiv oder negativ sein.

Die Abstände in Nord/Süd- und Ost/Westrichtung bilden die Katheten eines rechtwinkligen Dreiecks, wobei die Sichtlinie vom ersten Teilnehmer zum Refe- renzobjekt die Hypotenuse des rechtwinkligen Dreieckes bildet. Da durch die Or ^¬ tung und Positionsbestimmung des ersten Teilnehmers und des Referenzobjekts die Größen der Katheten feststehen, kann der Winkel von der Nordrichtung zur Sichtlinie berechnet werden. Diese Bestimmung des Winkels ist nur ein Beispiel für die Berechnungsmethode. Je nach verwendetem Koordinatensystem und/oder Berechnungsmodell können auch andere bekannte Berechnungsmethoden ver ^¬ wendet werden.

Durch diese Ausrichtung auf den Nullpunkt, also der Sichtlinie vom ersten Teil- nehmer zum Referenzobjekt, ist eine genaue Ausrichtung in der Ebene möglich, da der Winkel zur Nordrichtung feststeht.

Durch die bekannte Position eines der zweiten Teilnehmer, kann, da die Ausrich ^¬ tung in der Ebene des ersten Teilnehmers feststeht, der Winkel berechnet wer- den, um den der erste Teilnehmer sich drehen muss, um zum besagten zweiten Teilnehmer ausgerichtet zu sein.

Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass ein zweites Dreieck zwischen dem ersten Teilnehmer und dem besagten zweiten Teilnehmer aufgezogen wird, wobei wieder die Nord/Süd- und die Ost/Westrichtungen, welche auch wieder ne ^¬ gativ sein können, die Katheten des Dreiecks bilden. Der Winkel zur Hypotenuse ist dann ebenfalls berechenbar und der erste Teilnehmer bzw. das Gerät des ers ^¬ ten Teilnehmers kann nun auf besagten zweiten Teilnehmer ausgerichtet wer ^¬ den.

Durch die geortete Lage in der Ebene des besagten zweiten Teilnehmers kann bei Vergleich mit der Lage in der Ebene des Referenzobjektes und/oder des ersten Teilnehmers bestimmt werden, in welcher Richtung die Drehung vom Nullpunkt aus zu geschehen hat und um welche Gradzahl bzw. in welche Richtung vom Nullpunkt aus gedreht werden muss, um sich auf den zweiten Teilnehmer aus ^¬ zurichten. Im Falle von Geschützen oder der Simulation von Geschützen können bei der Bestimmung der Gradzahl die ballistischen Eigenschaften des benutzten, bzw. simulierten Geschosses mit einbezogen werden, damit das Geschoss den zweiten Teilnehmer bestmöglich trifft.

Durch dieses System bzw. dieses Verfahren ist es möglich, den ersten Teilnehmer auf den zweiten Teilnehmer auszurichten, auch wenn keine Sichtverbindung zwischen den beiden Teilnehmern existiert.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es notwendig, dass ei ^¬ ne Sichtlinie zwischen dem ersten Teilnehmer und dem Referenzobjekt existiert. Um diese zu gewährleisten, kann das Referenzobjekt Mittel zur Sichtbarkeits ^¬ verbesserung aufweisen. Dies können optische Vorrichtungen, wie beispielsweise Scheinwerfer oder Lasereinrichtungen sein, es können aber auch elektronisch detektierbare Mittel, wie beispielsweise Infrarot- oder UV-Strahler sein. Der ers ^¬ te Teilnehmer muss entsprechende Empfänger für diese nicht sichtbaren Signale aufweisen.

In dem Fall, in dem das Referenzobjekt mit einem Laser ausgestattet ist, kann dieser auch zur optischen Signalübertragung verwendet werden. Hierbei wird der Laserstrahl als Kommunikationsweg genutzt und kann somit Daten zwi- sehen dem ersten Teilnehmer und dem Referenzobjekt übertragen. Ist das Refe ^¬ renzobjekt im Sichtbereich eines der zweiten Teilnehmer, kann das Referenzob ^¬ jekt so gestaltet sein, dass es ebenfalls eine Laserverbindung zum besagten zwei ^¬ ten Teilnehmer aufweist. Hierdurch ist es möglich, dass Daten vom ersten Teilnehmer über das Referen ^¬ zobjekt zum zweiten Teilnehmer und umgekehrt gelangen können. Ebenso ist es möglich, durch variable Positionierung des Laserstrahls vom Referenzobjekt ei ^¬ nen Punkt im Raum markieren zu können. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn das erfindungsgemäße System für eine simulierte Gefechtsübung benutzt wird. Der erste Teilnehmer kann dann eine Abschussvorrichtung sein, welche auf einen der weiteren Teilnehmer ausge- richtet werden muss. Nach erfolgreicher Ausrichtung kann dann bei Kenntnis der ballistischen Eigenschaften des Geschosses oder der Rakete der entsprechen ^¬ de Trefferpunkt berechnet und vom Laser markiert werden. Der Laser des Referenzobjektes kann so gestaltet sein, dass er zwei Laserstrah ^¬ len aussenden kann, nämlich zum ersten Teilnehmer und in Richtung zu einem der weiteren Teilnehmer. Es ist aber auch möglich, das Referenzobjekt so zu ge ^¬ stalten, dass der Laserstrahl vom ersten Teilnehmer aus gesendet wird und vom Referenzobjekt reflektiert wird. Der Ausgangswinkel des reflektierten Laser- Strahls in Richtung eines der weiteren Teilnehmer ist dann variabel gestaltet.

Um die Markierungsmöglichkeit des Laserstrahls, welcher vom Referenzobjekt aus gesendet werden kann, realistischer zu gestalten, ist es in einer besonderen Ausführungsform vorgesehen, dass der Laserstrahl, der das Ziel beim zweiten Teilnehmer markiert, zeitverzögert ausgesendet wird, nämlich dann, wenn bei ^¬ spielsweise bei einer Gefechtsübung durch die Flugzeit des Geschosses und/oder der Rakete der Treffer zeitverzögert zu erwarten ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen.

Es zeigen:

Figur l: eine schematische Ausgangsposition mit einem ersten Teilnehmer, ei ^¬ nem zweiten Teilnehmer und einem Referenzobjekt.

Figur 2 ^' · eine schematische Darstellung der Nullpunktausrichtung mit der Anordnung aus Figur 1.

Figur 3: eine schematische Darstellung der Ausrichtung auf den zweiten

Teilnehmer mit der Anordnung aus Figur 1. In Figur 1 ist eine Ausgangsposition zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, mit einem ersten Teilnehmer 20 und einem zweiten Teil ^¬ nehmer 30. Der erste Teilnehmer 20 kann den zweiten Teilnehmer 30 nicht se ^¬ hen, da ein Hindernis 50 zwischen dem ersten Teilnehmer 20 und dem zweiten Teilnehmer 30 existiert. Eine Sichtlinie ist zwischen den beiden Teilnehmern 20, 30 somit nicht herzustellen.

Die Position vom ersten Teilnehmer 20 sowie die vom zweiten Teilnehmer 30 sind bekannt, da ein Navigationssystem 40 vorgesehen ist, welches die Positio- nen des ersten Teilnehmers 20 sowie des zweiten Teilnehmers 30 durch Ortung des ersten Teilnehmers 41 und Ortung des zweiten Teilnehmers 42 feststellen kann.

Der erste Teilnehmer 20 kennt somit seine Position durch die Ortung 41, aber nicht welche Ausrichtung er im Raum, beispielsweise in Bezug auf die Nordrich ^¬ tung, gerade einnimmt. Da das Hindernis 50 die Sicht zwischen dem ersten Teil ^¬ nehmer 20 und dem zweiten Teilnehmer 30 verhindert, hat der erste Teilnehmer 20 somit keine Möglichkeit, sich zum zweiten Teilnehmer 30 auszurichten. Um die Ausrichtung dennoch zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß ein Refe ^¬ renzobjekt 10 im Sichtbereich des ersten Teilnehmers 20 positioniert, welches ebenfalls über das Ortungssystem 40 und der Ortung 43 geortet wird. In dem gezeigten Beispiel besteht ebenfalls eine Sichtlinie vom Referenzobjekt 10 zum zweiten Teilnehmer 30.

Die beiden Teilnehmer 20, 30 sowie das Referenzobjekt 10 können mit Daten ^¬ übertragungsmitteln ausgestattet sein, um die jeweiligen Positionen, auf der sie geortet wurden, zu senden und/oder zu empfangen. Diese Datenübertragungs ^¬ mittel können ebenfalls dazu benutzt werden, Signale, Daten und/oder Befehle gegenseitig zu übertragen. Figur 2 zeigt die Ausrichtung des ersten Teilnehmers 20 zum Referenzobjekt 10. Um eine definierte Position im Raum einnehmen zu können, von der aus eine Ausrichtung vorgenommen werden kann, wird der erste Teilnehmer 20 auf die Sichtlinie zum Referenzobjekt 10 ausgerichtet. Da die Positionen vom ersten Teilnehmer 20 und dem Referenzobjekt 10 bekannt sind, kann nun der Winkel zwischen der momentanen Ausrichtung des ersten Teilnehmers 20 und der Nord ^¬ richtung 21 ausgerechnet werden. Dadurch bestimmt sich, wie viel Grad die Drehung 23 der momentanen Ausrichtung des ersten Teilnehmers 20 zur Nord ^¬ richtung beträgt. Der Winkel dieser Drehung wird berechnet durch das Dreieck, welches als eine der Katheten den Abstand in Nord/Südrichtung des ersten Teil ^¬ nehmers 20 von dem Referenzobjekt 10 aufweist und als zweite der Katheten den Abstand in Ost/Westrichtung des ersten Teilnehmers 20 von dem Referenzobjekt 10. Je nach Lage im Raum des ersten Teilnehmers 20 und des Referenzobjekts 10, können diese Abstände positiv oder negativ sein und somit die Katheten auch in jeweils beide Richtungen verlaufen. Zur Berechnung des besagten Winkels ist es bei dieser Berechnungsmethode lediglich notwendig, dass ein rechtwinkliges Dreieck konstruiert wird, welches als eine der beiden Katheten die Nord/Süd- Richtung beinhaltet und als zweite der beiden Katheten die Ost/West-Richtung.

Aus den Werten der beiden Katheten kann nun der Winkel berechnet werden, um welchen der Nullpunkt 22 gegenüber der Nordrichtung gedreht ist. In Figur 3 ist durch die oben genannte Berechnung eine definierte Position im Raum des ersten Teilnehmers 20 gegeben. Durch die bekannten Positionen vom ersten Teilnehmer 20 und vom zweiten Teilnehmer 30 kann eine Ausrichtung des ersten Teilnehmers 20 vom Nullpunkt aus vorgenommen werden. Hierzu kann beispielsweise ebenfalls ein Dreieck zwischen dem ersten Teilnehmer und dem zweiten Teilnehmer aufgezogen werden. Hierbei ist ebenfalls die Nord-Süd- Richtung eine Kathete und die Ost- West-Richtung die zweite Kathete. Unter Be ^¬ rücksichtigung der Richtungen (Nord/Süd, Ost/West) des Dreiecks zwischen den Teilnehmern 20, 30 kann dann der Winkel der Drehung 25 berechnet werden, um welchen der erste Teilnehmer 20 gedreht werden muss, damit der erste Teil ^¬ nehmer 20 zum zweiten Teilnehmer 30 ausgerichtet ist. In den Figuren ist die Drehung 25 zum zweiten Teilnehmer 30 nicht vom Null ^¬ punkt 22 aus gezeigt, sondern von einer bestimmten Ausgangslage des ersten Teilnehmers 20. In einigen Fällen ist es dem ersten Teilnehmer 20 nicht möglich, sich in alle Richtungen auszurichten, da die Bewegungsfreiheit nicht mehr als eine gewisse Gradzahl zulässt. In diesem Falle ist es notwendig, den Winkel von der momentanen Ausgangslage zum Nullpunkt 22 zu bestimmen, also den Grad der Drehung zum Nullpunkt 24. Dies kann beispielsweise durch ein Zusatzgerät, wie einem Winkelmesser, geschehen. Unter Berücksichtigung der Drehung zur Nordrichtung 23, also dem Winkel zwischen Nullpunkt 22 und der Nordrichtung sowie der Drehung zum Nullpunkt 24, also der Gradzahl zwischen der momenta- nen Ausgangslage und dem Nullpunkt 22, kann dann berechnet werden, um wel ^¬ che Drehung 25 der erste Teilnehmer 20 gedreht werden muss, um sich zum zweiten Teilnehmer 30 auszurichten.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Merkmale in der Beschreibung und den Zeichnungen eingeschränkt. Vielmehr sind weitere Ausführungsmöglichkei ^¬ ten denkbar. So kann am Referenzobjekt eine Möglichkeit vorgesehen sein, akus ^¬ tische Signale zu erzeugen, wenn die Ausrichtung auf den Nullpunkt stattgefun ^¬ den hat. Ebenso ist es denkbar die Ortung statt durch ein satellitengestütztes Ortungssystem durch Radarortung durchzuführen.

Die vorliegende Erfindung kann, wie beschrieben, in der Vermessungstechnik Verwendung finden, aber auch im militärischen Bereich, beispielsweise bei der Ausrichtung eines Gefechtsfahrzeugs auf ein Ziel im Gelände. Auch die zivile Nutzung, beispielsweise von Sicherheitskräften, wie der Polizei, Grenzschutz, Wasserschutz, dem technischen Hilfswerk und/oder der Feuerwehr, ist denkbar. Dies könnte beispielsweise der Fall sein bei der Ausrichtung von Wasserwerfern auf ein Ziel. Die Erfindung ist bei Vermessungen anwendbar, wenn ein erster Teilnehmer sich zur Vermessung bzw. Entfernungsbestimmung auf einen zweiten Teilneh ^¬ mer ausrichten muss. Durch das erfindungsgemäße System und das Verfahren kann eine solche Ausrichtung weitgehend automatisch erfolgen.

Somit kann die Erfindung im militärischen und/oder zivilen Bereich Anwendung finden, insbesondere bei Ausrichtungen von stationären Objekten an Land, aber auch von mobilen Objekten auf Landfahrzeugen, Schiffen und/oder Flugobjekten.

BEZUGSZEICHENLISTE

10 Referenzobjekt

20 erster Teilnehmer

21 Nordrichtung

22 Nullpunkt

23 Drehung zur Nordrichtung

24 Drehung zum Nullpunkt

25 Drehung zum zweiten Teilnehmer

30 zweiter Teilnehmer

40 Ortungssystem

41 Ortung des ersten Teilnehmers

42 Ortung des zweiten Teilnehmers

43 Ortung des Referenzobjekts

50 Hindernis