FR 2508654 A1 19821231 FR 8211408 A 19820629 Système de navigation La présente invention concerne les systèmesde navigation destinés à déterminer la position d'un véhicule mobile tel qu'un bateau, un camion, une automobile ou un aéronef L'invention porte plus particulièrement sur un système automatique destiné à déterminer la position d'un véhicule en relation avec au moins deux antennes émettri- ces de radiodiffusion en modulation d'amplitude ou en mo- dulation de fréquence, ou n'importe quelles autres sources de signaux radioélectriques de position et de fréquence connues. On connatt divers types de matériels et de sys- tèmes destinés à aider la navigation et à déterminer la position d'un véhicule tel qu'un bateau, un camion, une automobile ou un aéronef Dans le domaine de la navigation maritime, le système commercial le plus connu et le plus largement utilisé est celui qui est appelé Loran-O Le Loran-C est une version améliorée du Loran-A qui a été développé au cours de la seconde guerre mondiale Un ré- cepteur Loran-C mesure la différence entre les temps d'ar- rivée de deux signaux radioélectriques émis spécialement, l'un provenant d'une station émettrice Loran-C principale, et l'autre d'une station émettrice Loran-O secondaire Du fait que les signaux Loran-C se propagent à une vitesse connue (la vitesse de la lumière), une mesure de différen- ce de temps permet au navigateur de tracer une position sous la forme d'une ligne de position sur une carte Pour obtenir une détermination de position précise, il faut encore effectuer une autre mesure à partir d'une troisième station Loran-C, pour trouver l'intersection des deux li- gnes de différence de temps Bien que le loran-C constitue un perfectionnement important par rapport au système Loran- A, qui avait de nombreux défauts, le Loran-C n'est pas ex- trêmement précis et il n'a qu'une utilité limitée près de la côte ou près de la source des signaux En outre, le boran-C repose sur l'utilisation de station émettrices spéciales et il ne peut être utilisé qu'à proximité de tel- les stations. De façon similaire, des systèmes de navigation pour les aéronefs reposent sur l'utilisation de stations radioélectriques, ou balises, spéciales qui émettent sur des fréquences spéciales le brevet US 2 569 328 décrit un système de ce type Ni le système Loran-C ni le systè- me aéronautique n'est adaptable pour une utilisation mul- tiple par différents types de véhicules Le Ioran-C est limité à l'utilisation marine et les systèmes aéronautiques sont limités à l'utilisation dans la navigation des aéro- nefs. De plus, avec les progrès de la technologie spa- tiale, des systèmes de navigation par satellite comme ce- lui qui est décrit dans le brevet US 3 304 551, sont uti- lisés de plus en plus fréquemment Cependant, de tels systèmes sont extrêmement coûateux à mettre en place et on les utilise à l'heure actuelle pour déterminer périodique- ment les positions de très grands navires, lorsque le sa- tellite de navigation passe au-dessus d'eux. Pour de plus petits bateaux, par exemple, on utilise depuis des années des techniques manuelles pour trouver la position d'un bateau les antennes directionnel- les sont bien connues et sont utilisées depuis des années pour déterminer l'angle de zéro par rapport à des stations de radio connues Avec au moins deux angles de zéro et une carte sur laquelle est portée la position de l'antenne de radio, on peut déterminer approximativement la position du bateau, par triangulation sur la carte Cependant, de tel- les techniques manuelles prennent du temps, sont imprecises et sont habituellement difficiles ou même impossiblesà met- tre en oeuvre lorsque le bateau roule ou tangue dans de fortes vagues Malheureusement, c'est pendant ces moments o il y a un risque de détresse qu'une information de posi- tion précise est la plus importante pour la sécurité du bateau et de ses passagers. En outre, on ne connaît pas de système pour dé- terminer rapidement et précisément la position d'un camion ou d'une automobile Bien qu'une telle information soit d'une valeur limitée pour la plupart des conducteurs, un 3 2508654 système capable de surveiller et d'enregistrer le déplace- ment de véhicules présenterait un grand avantage pour de nombreuses activités qui nécessitent une livraison par ca- mions dans des conditions économiques Un système qui se- rait capable de déterminer avec précision et d'enregistrer la position périodique de camions de livraison présenterait de l'intérêt pour éliminer les cof Lts supplémentaires résul- tant du mauvais rendement de conducteurs paresseux. Ce serait donc un progrès important si on pouvait disposer d'un système économique et d'encombrement réduit qui puisse être utilisé dans de petits véhicules tels que des bateaux de plaisance, des véhicules à moteur ou des aéronefs privés, capable de déterminer automatiquement et de façon très précise la position exacte par rapport à au moins deux antennes émettrices de radiodiffusion en modu- lation d'amplitude De telles antennes émettrices de radio- diffusion existent dans le monde entier Ainsi, il n'y a aucun équipement d'émission spécial ou aucune antenne spéciale à installer et on peut utiliser le système de partout o il y a des stations de radiodiffusion. Un système de navigation conforme à l'invention, pour déterminer la position d'un véhicule, tel qu'un bateau, un camion, une automobile ou un aéronef, à partir des émis- sions radioélectriques d'au moins deux stations de radio- diffusion de fréquence et de position connues, comprend des moyens pour introduire et enregistrer les fréquences ainsi que les coordonnées, en longitude et en latitude, des deux, au moins, stations de radiodiffusion en modulation d'ampli- tude ou en modulation de fréquence sélectionnées, ou de n'importe quelle autre source de signaux radioélectriques de position et de fréquence connues Le système comprend également une antenne radioélectrique directionnelle tour- nante, et des moyens pour faire tourner l'antenne sur 7600. Il existe des moyens destinés à produire un signal radio- électrique de référence représentatif de la fréquence des stations radioélectriques sélectionnées, et à faire tour- ner l'antenne directionnelle jusqu'à ce que la position de l'antenne corresponde à un zéro par rapport à la station radioélectrique Le système comprend également des moyens destinés à détecter le cap du véhicule et à générer des signaux de cap représentatifs du cap Il existe également des moyens destinés à convertir l'angle de zéro en un cap au compas, en se basant sur les signaux de cap Du fait que les angles de zéro comprennent à la fois un angle vrai et unangle faux(opposé à 1800), il existe également des moyens destinés à déterminer lhngle de zéro réel pour chacune des sources de signaux radioélectriques Ceci est accompli au- tomatiquement par l'application de principes trigonométri- ques Il existe en outre des moyens destinés à convertir le point d'intersection des angles de zéro réels en valeurs correspondantes de longitude et de latitude du véhicule, ainsi que des moyens destinés à présenter visuellement les valeurs de longitude et de latitude de la position du vé- hicule. Le système peut également comprendre des moyens pour introduire une ou plusieurs coordonnées de destination désirées ou des points intermédiaires de navigation, et des moyens pour déterminer le cap à tenir pour arriver à ces points présélectionnés Selon une variante, on peut introduire les coordonnées de dangers tels que des récifs, des hautsfonds ou des épaves submergées, et le système peut donner un avertissement audible si le navire s'appro- che trop près de tels dangers De plus, l'horloge du sys- tème permet à ce dernier de déterminer la vitesse et l'heu- re d'arrivée estimée à une destination désirée, et de les présenter visuellement à la demande. Le système peut également être équipé de dispo- sitifs périphériques supplémentaires tels qu'un pilote automatique, un traceur, etc, qui augmentent les applica- tions du système Le système de l'invention peut en outre être équipé d'un enregistreur qui enregistre les données de position générées par le système, dans un but de con- trôle ultérieur Le système de l'invention peut par exem- ple être adapté pour être incorporé dans des véhicules tels que des camions de livraison, dans le but d'effectuer un contrôle ultérieur pour déterminer si le conducteur a suivi l'itinéraire de livraison correct et a effectué ef- ficacement les livraisons prévues. Le système permet également d'introduire un cap vrai du véhicule, en relation avec une référence connue telle qu'une digue, une jetée, une rue, etc On peut in- troduire un cap correspondant donné par un compas magnéti- que lorsque le véhicule tourne, on peut introduire des caps de compas supplémentaires et le système construit ef- fectivement une table de caps vrais et d'indications cor- respondantes du compas, qui compense les variations du champ magnétique et d'autres erreurs inhérentes au compas. De plus, les caps vrais peuvent 9 tre déterminés de façon continue lorsque l'angle de zéro pour la source de signal change Par conséquent, le système permet d'effectuer une navigation précise, meme dans des zones de variation du champ magnétique terrestre. Bien que le système de l'invention soit princi- palement conçu pour l'utilisation maritime, on peut aisé- ment l'adapter à un aéronef, une automobile, un camion ou tout autre véhicule qui se déplace à proximité de stations de radiodiffusion à modulation d'amplitude O Un but essentiel de l'invention est donc de réa- liser un système de navigation rapide et précis qui puisse déterminer rapidement et précisément la position exacte, en se basant sur des signaux reçus à partir de stations de radiodiffusion à modulation d'amplitude. L'invention a également pour but de réaliser un système de navigation qui minimise les interventions hu- maines nécessaires pour déterminer la position. L'invention a également pour but de réaliser un système de navigation qui permette l'introduction et l'en- registrement des coordonnées d'un ou de plusieurs points intermédiaires ou de destination, le système fournissant une présentation visuelle du cap à tenir pour atteindre ces points désirés. L'invention a également pour but de réaliser un système de navigation qui soit capable de déterminer la vitesse et de calculer l'heure d'arrivée estimée, d'une manière continue. L'invention a également pour but de réaliser un système de navigation qui permette l'introduction des coor- données de dangers et qui fournisse automatiquement un avertissement à l'approche de ces dangers. Un aspect de l'invention porte sur un système de navigation destiné à déterminer la position d'un véhicu- le, caractérisé en ce qu'il comprend: une unité centrale destinée à manipuler des données; des moyens d'introduc- tion à clavier destinés à l'introduction de données dans le système; des moyens de mémoire destinés à enregistrer des données introduites par les moyens d'introduction à clavier ou manipulées par l'unité centrale; une antenne tournante directionnelle; des moyens destinée à faire tourner l'an- tenne jusqu'à la détection d'un zéro de signal pour au moins deux sources de signal radioélectrique préselection- nées dont les données de fréquence d'émission et de position ont été introduites précédemment par les moyens d'introduc- tion à clavier; des moyens destinés à fournir à l'unité centrale des données représentatives de l'angle entre la ligne de foi du véhicule et l'antenne directionnelle, pour une position de zéro du signal radioélectrique, pour chaque source de signal radioélectrique détectée par l'antenne; et en ce que l'unité centrale comprend également des moyens destinés à manipuler les données de cap du véhicule et les données représentatives de l'angle relatif du zéro du si- gnal radioélectrique, pour fournir des données de direction de zéro pour chacune des sources de signal radioélectrique, et l'unité centrale comprend également des moyens destinés à manipuler les données de position de la source de signal radioélectrique et les données de direction ee zéro pour déter- miner les coordonnées de la position du véhicule et pour présenter ces coordonnées sur des moyens d'affichage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation, don- né à titre non limitatif La suite de la description se réfère aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est un schéma synoptique des divers composants d'un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 2 est un schéma synoptique de l'anten- ne et de la partie de détecteur de direction radioélectri- que de l'invention. La figure 3 est une représentation graphique des relations angulaires possibles entre l'antenne radioélec- trique et le véhicule. On va maintenant considérer la figure 1 sur la- quelle on voit un système de navigation 10, destiné à être utilisé dans des véhicules tels que des bateaux, des auto- mobiles, des camions et des aéronefs, qui comprend une antenne radioélectrique directionnelle 12 connectée à un dispositif de détection radioélectrique 14 Le dispositif de détection radioélectrique 14 est connecté à une unité centrale 16 qui accomplit la fonction consistant à traiter et à manipuler les données reçues à partir des divers élé- ments du système L'unité centrale 16 est un microproces- seur du commerce d'un type fabriqué par divers construc- teurs L'unité centrale est également connectée à un com- pas 18 qui comporte des capteurs électroniques pour four- nir des signaux représentatifs du cap magnétique déterminé par le compas Un clavier 20 permet d'introduire dans le système des données et des instructions, comme les coor- données et la fréquence de stations radioélectriques pré- sélectionnées, ou la fonction à remplir par le système, par exemple la détermination de l'heure d'arrivée estimée. Un dispositif d'affichage 22 est également connecté à l'unité centrale pour présenter diverses données, soit in- troduites dans le système, soit fournies par ce dernier, après traitement Il existe une mémoire 24 destinée à en- registrer diverses données nécessaires au fonctionnement du système, comme les coordonnées et les fréquences des stations radioélectriques présélectionnées La mémoire 24 est également un circuit intégré du commerce qui offre une grande capacité de mémoire dans un très petit bottier. Un accès d'entrée/sortie 26 est connecté à l'unité centrale pour constituer une interface d'entrée/ sortie avec divers dispositifs auxiliaires 28, 29 et 30. 8 2508654 Les dispositifs auxiliaires 28, 29 et 30 pourraient com- prendre par exemple un traceur destiné à indiquer visuel- lement la position sur une carte de navigation, un dispo- sitif de commande de pilote automatique, un capteur de di- rection du vent pour les bateaux à voile, un compte-tours pe'ur déterminer la vitesse de rotation du moteur, un dis- positif d'avertissement de danger ou de collision, un en- registreur de données pour enregistrer des positions pré- cises en fonction du temps, ou un certain nombre d'autres dispositifs similaires qu'on pourrait utiliser en associa- tion avec le système 10. Un circuit de commande 31 est connecté à l'unité centrale 16 et commande le fonctionnement du système ccn- formément à la sélection de l'opération désirée, par la manoeuvre d'une touche appropriée sur le clavier 20, com- me on le décrira ci-après de façon plus complète Le cir- cuit de commande peut 4 tre soit une mémoire morte program- mable, soit une mémoire morte conçue spécialement pour commander le fonctionnement du système Il existe de plus une horloge 32 destinée à fournir une information de temps très sure pour les calculs de vitesse et de distance. On va maintenant considérer plus particulièrement la figure 2 qui représente plus en détail l'antenne 12 et le dispositif de détection radioélectrique 14 L'antenne directionnelle 12 comprend une bobine d'antenne de récep- tion 40 montée sur un plateau tournant 42, du type poulie, autour duquel passe une courroie 44 qui est tendue de fa- çon à passer également autour d'une poulie 46 montée sur l'axe 48 d'un moteur pas à pas 50 Lorsque l'axe central de la bobine 40 est pointé directement vers une source de signaux radioélectriques, on reçoit le signal minimal; lors- que l'axe de la bobine 40 est perpendiculaire à la source des signaux, on reçoit le signal maximal la relation entre le diamètre de la poulie 46 et celui du plateau 42 est telle qu'un pas du moteur pas à pas 50 produit un pas angulaire de 0,250 pour l'axe de la bobine d'antenne 40 Un trou de référence 52 est formé à la périphérie du plateau 42 et on utilise ce trou en tant que position de référence de zéro Un cap- teur 54 détecte le trou de référence et il émet un signal de référence vers l'unité centrale 16 par le conducteur 56. Le moteur pas à pas 50 est' commandé par un cir- cuit d'attaque pas à pas, 56, qui reçoit des signaux pro- venant de l'unité centrale 16 par des conducteurs 57, 58 et 59 Le circuit 56 convertit ces signaux en impulsions correctes sur des conducteurs 60, pour faire en sorte que le moteur pas à pas avance d'un pas dans la direction ap- propriée Le circuit d'attaque pas à pas 56 comprend éga- lement un compteur qui compte le nombre de périodes d'échantillon ( 200 par pas comme on l'expliquera ci-après de façon plus complète) Les lignes 57 et 58 déterminent le sens de rotation du moteur pas à pas et un signal sur la ligne 57 fait tourner le moteur pas à pas en sens d'horlo- ge, tandis qu'un signal sur la ligne 58 le fait tourner pas à pas en sens inverse d'horloge Chaque impulsion de signal sur la ligne 59 fait avancer le moteur d'un pas. Un signal d'ordre d'avance d'un pas, sur la li- gne 59, est également appliqué à un inverseur 62 qui ap- plique à son tour le signal inversé à un circuit échantil- lonneur-bloqueur 64 Le circuit échantillonneur-bloqueur 64 est commandé de facon à ttre dans l'état "blocage" lorsqu'un ordre d'avance d'un pas est présent, et à l'état "échantillonnage" lorsqu'il n'y a pas d'ordre d'avance d'un pas Le moteur pas à pas peut produire du bruit para- site lorsqu'il fonctionne, appliquant ainsi au système un signal parasite erroné La commande du circuit échantil- lonneur-bloqueur 64 garantit l'absence de bruit parasite pendant la détection de zéro réelle ou le traitement, ce qui élimine le risque que du bruit électrique généré par le moteur pas à pas puisse perturber la détection des si- gnaux radioélectriques Une unité de commande de fréquence 66 reçoit de l'unité centrale, sur le conducteur 68, un signal numérique qui est représentatif de la fréquence d'une source de signal radioélectrique présélectionnée, introduite précédemment dans le système et qui doit être détectée par l'antenne 12 L'unité de commande de fréquence 66 produit un équivalent analogique du signal numérique qui correspond à-la fréquence de la source de signal à détecter, élimine la dérive de la fréquence à l'état ana- logique, et applique ce signal analogique au détecteur de fréquence radioélectrique 70, par la ligne 68 Le détec- teur de fréquence radioélectrique 70 contient un oscilla- teur dont la fréquence est une fonction du signal d'entrée analogique qui provient de l'unité de commande de fréquen- ce 66 Le détecteur 70 détecte à partir du signal d'entrée présent sur les lignes 72 connectées à la bobine d'antenne , le signal reçu qui correspond à la fréquence de l'oscil- lateur Le signal de sortie sur le conducteur 73 représente l'amplitude du signal détecté, à l'exblusion d'autres si- gnaux radioélectriques à d'autres fréquences. Le conducteur 73 est connecté au circuit échan- tillonneur-bloqueur 64 dont la sortie attaque un conver- tisseur analogique-numérique 74 Le convertisseur 74 con- vertit l'amplitude du signal en une valeur numérique-re- présentative de l'amplitude radiofréquence du signal dé- tecté reçu par l'antenne 12 Cette valeur numérique est renvoyée par le conducteur 76 vers l'unité centrale 16. Pour comprendre de façon plus complète le fonc- tionnement du système, on supposera qu'on fait démarrer le système en actionnant une touche d'ordre appropriée sur le clavier 20 A la réception d'un signal de démarrage, l'unité centrale, sous la commande du circuit de commande 31, fait démarrer la rotation pas à pas du moteur pas à pas 50, jusqu'à ce que le capteur 54 détecte le trou de référence 52 dans la plaque 42 L'unité centrale arrête alors le moteur pas à pas dans la position de référence de zéro ou position initiale et met à zéro le compteur qui fait partie de l'unité d'attaque pas à pas L'opérateur introduit les données de fréquence et les coordonnées de position d'au moins deux antennes de stations de radio- diffusion, ou d'autres sources qui sont suffisamment pro- ches du système pour que l'antenne 12 puisse détecter des signaux radioélectriques Cette information est enregis- trée dans la mémoire 24 pour une utilisation ultérieure. Une fois que les données de stations appropriées ont été introduites, l'unité centrale commence la détection de la fréquence radioélectrique pour la première station, L'unité centrale 16 ordonne à l'unité de commande de fréquence 66 de générer la fréquence analogique qui correspond à las fréquence de la première source de signal radioélectrique sélectionnée L'unité centrale ordonne en- suite au circuit d'attaque pas à pas de commencer à faire tourner pas à pas l'antenne 12 Lorsque l'antenne commence à tourner pas à pas, l'unité centrale fait en sorte que le système commence à échantillonner les signaux radioélectri- ques Le système échantillonne le signal deux cents ( 200) fois par pas lorsque l'antenne 12 tourne, pour obtenir une plus grande résolution pour le point zéro ainsi qu'une pré- cision et une fidélité améliorées. Si la première valeur d'amplitude numérique est inférieure à la seconde valeur d'amplitude numérique, le signal détecté est croissant et l'antenne 12 s'éloigne d'une position de zéro par rapport à la source Inversement, si la première valeur d'amplitude numérique est supérieure à la seconde, le signal est décroissant et l'antenne 12 est dirigée vers un zéro Si l'échantillonnage indique que l'antenne est déplacée pas à pas de façon à s'éloigner d'un zéro, l'unité centrale émet un signal approprié sur l'un ou l'autre des conducteurs 57, 58, pour inverser le sens du circuit d'attaque pas à pas et du moteur pas à pas Le système mesure des valeurs supplémentaires et ef- fectue des comparaisons successives, par exemple entre la première et la seconde, la seconde et la troisième, la troisième et la quatrième, etc Si les valeurs successives indiquent que le signal diminue à chaque pas successif, l'axe de la bobine d'antenne 40 continue à progresser pas à pas vers l'antenne émettrice. Lorsque le moteur pas à pas quitte la position zéro ou position de référence indiquée par le-capteur 54, le compteur qui fait partie du circuit d'attaque pas à pas 56 compte le nombre de périodes d'échantillon de pas à partir de la position de référence zéro, pour déterminer la position angulaire de l'axe de la bobine d'antenne 40, avec une résolution de 0,250 divisé par 200, soit 0,00125 . * L'antenne 12 détecte un zéro du signal lorsqu'une séquence d'amplitude de signal décroissante fait apparaître une am- plitude croissante pour un pas suivant Ceci signifie que l'axe de la bobine 40 est passé au-delà de la source de signal radioélectrique Le premier compte de pas pour le- quel ceci se produit est un premier compte de détection de zéro qui est enregistré en mémoire Sous la commande du circuit de commande 31, l'unité centrale fait alors accom- plir à l'antenne un balayage vers la gauche puis vers la droite du premier compte de détection de zéro, sur une pla- ge correspondant à un nombre fixé de comptes, et le système détermine un second compte de détection de zéro Le système effectue dix balayages de ce type et l'unité centrale en- registre dans la mémoire 24 chaque compte de point zéro. L'unité centrale traite ensuite les comptes de point zéro en les soustrayant les uns des autres pour gé- nérer une série de valeurs de variation de zéro L'unité centrale fait ensuite la somme et la moyenne des quinze valeurs de variation de zéro qui sont les plus petites. Cette technique compense l'erreur résultant du tangage ou du roulis produits par des facteurs tels que les conditions de la mer pour un bateau, les conditions du vent pour un aéronef ou les conditions de la route pour un camion Cette technique sélectionne effectivement une valeur pour le zéro qui a la plus grande probabilité d'etre l'angle de zéro réel ou vrai La valeur résultante d'angle de zéro est en- registrée et le processus est répété pour la fréquence radioélectrique sélectionnée suivante Pour augmenter la précision, on peut détecter plus de deux sources de signal radioélectrique, mais on a déterminé que l'utilisation de plus de quatre signaux n'augmente pas de façon significa- tive la précision du système. La valeur-détectée représente l'angle de zéro entre la direction du véhicule et la position de zéro de l'an- tenne 12 par rapport à l El station radioélectrique Le compas 18 fournit continuellement à l'unité centrale des signaux d'entrée représentatifs du cap du véhicule mesuré par le compas Le compas 18 est équipé de capteurs élec- troniques qui fournissent un signal électronique qui tra- duit toute variation de direction avec une précision d'un demi-degré Cependant, du fait que les valeurs indi- quées par le compas 18 sont influencées par le tangage, le roulis et le mouvement du véhicule, on emploie une technique à échantillons multiples pour augmenter la pré- cision des valeurs fournies par le compas Pour chaque compte de point zéro détecté, on conserve la valeur du cap indiqué par le compas On conserve lecap indiqué par le compas pour chacun des comptes de point zéro pendant que le dispositif de-détection radioélectrique détecte dix comptes de point zéro, et on fait la somme et la moyenne des caps indiqués par le compas pour ces points de zéro. Cette technique fournit un cap au compas à unhuitième de degré près la valeur moyenne résultante du cap est enre- gistrée dans la mémoire 24 pour une utilisation ultérieure. Sur la figure 3, l'axe X pointe vers le nord et le cap du véhicule est représenté par l'ange "h" L'angle de zéro par rapport à la station A est l'angle "Na" et i'ezi de zéro par rapport à la station B est l'angle "Nb". Ainsi, les gisements de zéro pour chacune des stations sont respectivement Na + h et Nb + h. Une fois que les angles de zéro par rapport à l'antenne radioélectrique ont été déterminés et enregis- trés, le système est prêt à commencer la détermination de la position du véhicule Sous la commande du circuit 31, l'unité centrale place la position de chacune des antennes radioélectriques sur une grille imaginaire et définit l'échelle de la grille en fonction de la distance entre les antennes radioélectriques respectives. L'unité centrale 16 positionne la longitude et la latitude de chaque antenne radioélectrique dans la gril- le, en donnant les coordonnées A, O sur la grille à l'an- tenne qui a la longitude la plus orientale (station A), pour les besoins des calcule L*unité centrale détermine ensuite la position de la seconde station (station B) en déterminant la différence entre les valeurs des longitudes des deux stations, qui est représentée par le côté "a" du triangle rectangle sur la figure 3 L'unité centrale dé- termine ensuite la différence de valeur des latitudes, avec son signe, pour les deux stations A et B et cette valeur correspond au côté "b" du triangle rectangle re- présenté sur la figure 3 L'unité centrale détermine en- suite la distance en ligne droite entre la station A et la station B, ce qui correspond au côté "c" du triangle rec- tangle représenté sur la figure 3 Cette distance est dé- 2 2 2. terminée par la formule trigonométrique c = a + b La fonction suivante que doit accomplir l'unité centrale 16 consiste à déterminer de quel côté de la ligne de base c entre les stations A et B le véhicule se trouve réellement Pour chaque station radioélectrique, l'antenne directionnelle 12 donne deux angles de zéro, un angle de zéro vrai et un angle de zéro faux ou anormal, opposé à 1800 Ceci vient du fait que l'antenne 12 ne peut pas dé- terminer de quel côté de l'axe de la bobine d'antenne le signal arrive Certaines tentatives ont été faites anté- rieurement pour résoudre ce problème en utilisant des en- roulements de bobine d'antenne de différentes longueurs aux extrémités opposées de l'antenne, pour mesurer la dif- férence relative entre le niveau des signaux présents aux extrémités opposées de l'antenne, afin de tenter de déter- miner la direction de laquelle le signal arrive Cependant, de telles antennes détectrices ne se sont pas avérées par- ticulièrement appropriées, précises ou satisfaisantes, du fait que les mesures de telles différences très faibles du niveau du signal mettent en jeu des facteurs variables critiques tels que la température des composants, leur vieillissement, etc Le système de l'invention supprime de tels problèmes Seul le jeu correct ou vrai de directions de zéro produit un triangle qui satisfait la règle géomé- trique selon laquelle la somme des angles intérieurs est égale à 1800, tandis que les directions fausses ou anor- males ne satisfont pas cette règle. Bien que ceci ne soit pas obligatoire, pour simplifier les manipulations l'unité centrale fait tourner le triangle rectangle abc des stations A et B de l'angle de rotation nécessaire pour placer le côté c sur l'axe Y. Dans cette position, le bateau, le véhicule ou l'aéronef est soit à droite soit à gauche de l'axe Y, ce qui signi- fie qu'il a une valeur X qui est soit positive soit néga- tive Dans l'exemple de la figure 3, l'angle de rotation est l'angle dont le sinus est égal au côté "a" divisé par le côté "c", plus 900 Si la station B avait été au-dessus de la station A, l'angle de rotation aurait été l'angle dont le sinus est égal au côté "b" divisé par le c'té "c". L'unité centrale règle également les directions de zéro, avec l'angle de rotation nécessaire pour faire tourner le c 8 té "c" jusqu'à l'axe Y. Une fois que ceci est accompli, l'unité centrale peut déterminer très rapidement si le bateau est à droite ou à gauche de l'axe Y, en faisant la somme des angles intérieurs possibles On connatt quatre valeurs pour deux des angles intérieurs, c'est-à-dire l'angle entre le coté "c" et le vecteur dirigé vers le véhicule à partir de chaque station radioélectrique Les directions des vec- teurs en sens inverse, de la station radioélectrique-vers le véhicule, sont orientées à l'opposé, c'est-à-dire à 1800, par rapport à la direction du zéro du véhicule vers la station Deux valeurs sont fausses et deux valeurs sont les angles intérieurs corrects Du fait que la somme des angles intérieurs connus corrects est toujours inférieure à 1800 et que la somme des angles intérieurs incorrects est supérieure à 180 , l'unité centrale peut déterminer rapidement les angles intérieurs corrects entre la ligne c et les vecteurs dirigés vers le véhicule Ces deux an- gles intérieurs étant connus, on peut calculer rapidement le troisième angle intérieur, c'est-à-dire l'angle entre les directions de zéro respectives du véhicule vers l'an- tenne radioélectrique, en soustrayant les deux angles intérieurs de 1800. Par exemple, pour la station A, les angles in- térieurs possibles sont égaux à l'angle du vecteur pour 16 2508654 une direction de vecteur inférieure à 180 , et à 3600 moins l'angle du vecteur pour une direction de vecteur supérieure à 180 De façon similaire, pour la station B, les angles intérieurs possibles sont égaux à 180 " moins la direction du vecteur, pour une direction de vecteur inférieure à 1800, et à l'angle du vecteur moins 1800 pour un angle de vecteur supérieur à 1800 Du fait que le bateau est soit entre 0 et 1800, soit entre 1800 et 3600, c'est-à-dire d'un côté ou de l'autre de l'axe Y, les angles intérieurs sont soit les angles trouvés pour une position inférieure à 1800, soit les angles trouvés pour une position supérieure à 1800. Du fait que la somme de tous les angles intérieurs doit 9 tre inférieure à 1800, la paire d'angles intérieurs dont la somme est inférieure à 1800 constitue l'ensemble correct d'angles intérieurs Les autres ensembles d'angles possibles ont une somme supérieure à 1800. On connaît un côté du triangle, c'est-à-dire la distance entre les antennes radioélectriques A et B (côté c) Une fois que les trois angles intérieurs sont connus, l'unité centrale peut déterminer la longueur des deux côtés restants du triangle, conformément aux équations: d/ sin d = e/sin e = c/sin c, dans lesquelles d et e sont les longueurs des côtés du triangle, représentant la dis- tance de la station au véhicule, et les valeurs des angles intérieurs respectifs. Une fois que les longueurs des côtés respectifs du triangle sont connues, l'unité centrale peut déterminer les coordonnées en relation avec la stationde référence A. Une fois que les coordonnées dans la grille ont été calcu- lées, on peut aisément convertir ces coordonnées de grille en valeurs de longitude et de latitude, en se basant sur les valeurs respectives de longitude et de latitude de l'antenne radioélectrique sélectionnée On effectue ceci en appliquant un facteur exprimé en kilomètres par seconde de longitude ou de latitude, en fonction du facteur d'échel- le de la grille La valeur résultante est présentée au navigateur sur le dispositif d'affichage. Du fait de la nature rapide des calculs qu'accom- plit l'unité centrale 16, on peut obtenir un point précis de la position du véhicule en quelques secondes, et la ma- jeure partie du temps nécessaire correspond à la rotation de l'antenne pour acquérir l'information de compte de point zéro. On peut également utiliser le système non seule- ment pour déterminer la position exacte d'un véhicule à un instant particulier, mais également pour déterminer le cap correct que doit tenir le véhicule pour atteindre une des- tination particulière Par exemple, dans le cas d'un ba- teau, on peut introduire dans la mémoire, par le clavier, les coordonnées correspondant à la longitude et à la lati- tude de l'entrée d'un port Du fait que le système est continuellement capable de déterminer la position exacte du bateau, exprimée par sa longitude et sa latitude, l'uni- té centrale 16 détermine à tout moment l'angle de naviga- tion correct auquel il faut gouverner pour atteindre la position désirée De plus, le système revise et met à jour continuellement l'information de cap pour effectuer des réglages tenant compte des effets du vent et du courant sur le mouvement du bateau En outre, on voit qu'on peut aisément utiliser une telle information cour commander un dispositif auxiliaire tel qu'un pilote automatique mainte- nant automatiquement le bateau sur la route correcte, sans commande humaine Cette caractéristique est très avanta- geuse pour l'utilisation dans les bateaux comme dans les aéronefs. Si c'est souhaitable, on peut présélectionner et enregistrer dans la mémoire des points de destination ou des points intermédiaires multiples; de façon à pouvoir diriger par exemple le bateau autour d'un obstacle ou dans une passe étroite et sinueuse Le système fournit le cap correct jusqu'au premier point intermédiaire, puis il produit un signal audible lorsque ce point de destination est atteint, pour que le navigateur sache qu'il doit chan- ger de cap et prendre le nouveau cap affiché Par la suite, le système produit des signaux audibles et affiche de nou- veaux caps au moment o U le bateau atteint chaque point intermédiaire successif De façon similaire, le bateau peut être commandé par un pilote automatique souls la com- mande du système De la même manière, on peut enregistrer des emplacements dangereux tels que des récifs ou des hauts- fonds, et le système produit un signal audible lorsque le véhicule est à proximité du danger. L'horloge 32 est en outre un chronomètre très précis qui permet au système de calculer la vitesse exacte, la distance parcourue, la distance à parcourir et l'heure d'arrivée estimée, en se basant sur les données de départ et de destination introduites dans le système. Le système est en outre très souple et permet d'utiliser divers autres dispositifs auxiliaires pour as- sister le navigateur ou l'opérateur On peut par exemple introduire dans le système une information telle que la température du moteur et la vitesse de rotation du moteur, par l'un des dispositifs auxiliaires 28-30, et l'informa- tion correspondante peut être présentée sur le dispositif d'affichage lorsqu'elle est appelée par la manoeuvre d'un commutateur de sélection approprié sur le clavier. Le système permet également d'introduire et d'en- registrer une information de cap vrai ou précis qui augmen- te la précision du système et permet l'étalonnage du compas. Si le navigateur connaît le gisement vrai d'un amer connu, il aligne le véhicule avec l'amer et il introduit le cap vrai Le système peut alors déterminer l'angle entre le cap connu et le gisement d'une station radioélectrique dé- tectée connue et enregistrer cette information de façon que lorsque le cap change, il soit ensuite possible de dé- terminer le cap vrai en détectant les variations de la di- rection de zéro relative à la station de référence. La description qui précède montre que le système est applicable à n'importe quel type de véhicule mobile et convient particulièrement aux bateaux, aux navires, aux camions, aux automobiles et aux aéronefs. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent Ctre apportées au système décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATI O NS 1 Système de navigation destiné à déterminer la position d'un véhicule à partir des émissions radio- électriques d'au moins deux sources de signal radioélec- trique de fréquence et de position connues, situées à proximité du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 20, 16, 24) destinés à introduire et à enre- gistrer les fréquences et les positions, en longitude et en latitude, d'au moins deux sources de signal radioélec- -10 trique sélectionnées; une antenne directionnelle tournan- te ( 12); des moyens ( 50, 60, 54) destinés à faire tourrier l'antenne directionnelle pas à pas sur 3600 et à fournir des signaux représentatifs de la position angulaire de l'antenne par rapport à la ligne de foi du véllicule; des moyens ( 1) destinés à détecter le cap du véhicule et à générer des signaux de cap représentatifs de ce cap; des moyens ( 14, 16, 24) destinés à détecter les fréquences enregistrées des deux, au moins, sources de signal radioélectrique sé- lectionnées, et à commander les moyens de rotation de l'an- tenne directionnelle, de façon à faire tourner cette der- nière jusqu'à ce qu'elle soit placée dans une position de zéro de signal pour chacune des sources de signal radio- électrique; des moyens ( 16) destinés à comparer les si- gnaux de position angulaire représentatifs des zéros de signal avec les signaux de cap de façon à fournir des di- rections de zéro au compas pour chacune des sources de signal radioélectrique; des moyens ( 16) destinés à dis- criminer entre les directions de zéro réelles et les di- rections de zéro fausses pour chacune des sources de si- gnal radioélectrique; des moyens ( 16) destinés à conver- tir le point d'intersection des directions de zéro réelles en valeurs de longitude et de latitude correspondantes pour le véhicule; et des moyens ( 22) destinés à présenter vi- suellement les valeurs de longitude et de latitude pour la position du véhicule - 2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens destinés à détecter les fréquences enregistrées comprennent:-des moyens ( 66) destinés à gé- nérer des fréquences de référence représentatives des fréquences enregistrées au préalable; des moyens ( 70) destinés à détecter l'amplitude du'signal reçu par l'an- tenne directionnelle qui correspond à une fréquence sé- lectionnée parmi les fréquences de référence; et des moyens ( 64, 74) destinés à convertir l'amplitude de si- gnal correspondante en un signal numérique de sortie cor- respondant représentatif de cette amplitude; et en ce que les moyens de rotation de l'antenne comprennent: un mo- teur pas à pas ( 50) accouplé à l'antenne-pour faire tour- ner cette dernière sur une série d'incréments angulaires prédéterminés; des moyens ( 52, 54) destinés à déterminer un point de référence de départ de l'antenne; des moyens ( 56) destinés à commander le sens de rotation du moteur pas à pas; et des moyens destinés à compter le nombre d'incréments sur lesquels le moteur pas à pas fait tourner l'antenne. 3 Système selon la revendication 1 ou 2, caracté- risé en ce qu'il comprend des moyens ( 20, 16, 24) qui permettent d'introduire et d'enregistrer la longitude et la latitude dune destination désirée du véhicule; des moyens ( 16) pour comparer la longitude et la latitude enregistrées de la destination avec la longitude et la latitude de la position déterminée du véhicule, pour déterminer le cap au compas de la position du véhicule vers la destination et pour afficher ce cap au compas sur les moyens de présentation visuelle; et en ce qu'il comprend en outre des moyens ( 20, 16, 24) pour intro- duire et enregistrer la position en longitude et en lati- tude d'une série de points intermédiaires; des moyens ( 16) pour comparer successivement la position enregistrée des points intermédiaires et pour fournir une présenta- -tion visuelle Cu cap à tenir pour aller à chaque point intermédiaire successif; et des moyens de génération de signal audible destinés à faire entendre un signal lors- que le véhicule arrive à chaque point intermédiaire. 4 Système selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de détec- tion du cap du véhicule comprennent: un compas ( 18); et des moyens électroniques destinés à détecter les valeurs angulaires du compas et à générer dles signaux de caps représentatifs de ces valeurs angulaires; et en ce qu'il comprend en outre une horloge ( 32) destinée à fournir une information de temps précise; et des moyens ( 16) destinés à déterminer la vitesse du véhicule et l'heure estimée d'arrivée du véhicule à une destination choisie à l'a- vance, en se basant sur l'information de temps fournie par l'horloge. Système selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: des moyens auxiliaires ( 28, 29, 30) destinés à faire en sorte que le dispositif de présentation visuelle pré- sente une information concernant les conditions du véhi- cule; un enregistreur destiné à enregistrer périodique- ment l'information de position pour le véhicule; des moyens ( 20, 16) pour introduire les coordonnées de dan- gers et pour fournir un signal audible lorsque le véhi- cule est à proximité de ces dangers; et des moyens ( 20, 16, 24) pour introduire et enregistrer un cap vrai connu et pour comparer ce cap vrai avec la direction de zéro d'une source de signal radioélectrique connue, et pour déterminer ensuite les variations du cap vrai en se ba- sant sur les variations des directions de zéro par rap- port à la source de signal radioélectrique connue. 6 Système de navigation destiné à déterminer la position d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend: une unité centrale ( 16) destinée à manipuler des données; des moyens d'introduction à clavier ( 20) pour introduire des données dans le système; une mémoire ( 24) pour enre- gistrer les données introduites par les moyens d'introduc- tion à clavier ou manipulées par l'unité centrale; une antenne directionnelle tournante ( 12); des moyens ( 50, 60, 66, 70, 64, 74) destinés à faire en sorte que l'an- tenne tourne jusqu'à la détection d'un zéro de signal pour au moins deux sources de signal radioélectrique pré- sélectionnées dont les données de position et de fré- quence d'émission ont été introduites précédemment par les moyens d'introduction à clavier; et des moyens ( 14) destinés à fournir à l'unité centrale des données repré- sentatives de l'angle entre la ligne de foi du véhicule et l'antenne directionnelle pour une position de zéro de signal radioélectrique, pour chaque source de signal radioélectrique détecté par l'antenne; l'unité centrale ( 16) comprenant des moyens pour manipuler les données de cap du véhicule ainsi que les données représentatives de l'angle relatif pour le zéro du signal radioélectrique, afin de fournir des données de direction de zéro pour chacune des sources de signal radioélectrique; et l'uni- té centrale comprenant également des moyens destinés à manipuler les données de position de la source de signal radioélectrique et les données de direction de zéro pour déterminer les coordonnées de la position du véhicule et pour présenter ces coordonnées sur des moyens de présen- tation ( 22). 7 Système selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une horloge ( 32) destinée à fournir au système des données de temps précises et en ce que l'unité centrale ( 16) comprend des moyens destinés à manipuler les données de temps, les données de position et des données de destination introduites, et à fournir une présentation visuelle, sur les moyens de présentation, de l'heure d'arrivée estimée et de la vitesse du véhicule. 8 Système selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on peut introduire les coordonnées d'un point de destination désiré par les moyens d'introduction ( 20), et l'unité centrale ( 16) comprend des moyens destinés à déterminer le cap au compas à tenir pour arriver au point de destination désiré, et en ce qu'on peut introduire successivement les coordonnées de plus d'un point de des- tination désiré, et l'unité centrale ( 16) comprend des moyens destinés à déterminer successivement le cap à tenir pour se diriger vers chaque point de destination succes- sif, et à produire une alarme audible lorsque le véhicule arrive à chaque point de destination. 9 Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les moyens destinés à faire tourner l'antenne comprennent: des moyens ( 66) pour gé- nérer un signal de référence représentatif de la fré- quence d'émission d'une source de signal radioélectrique présélectionnée; des moyens ( 70, 64, 74) destinés à dé- tecter l'amplitude du signal reçu par l'antenne direc- tionnelle et correspondant au signal de référence, et à fournir un signal de sortie représentatif de l'amplitude du signal reçu correspondant à la fréquence du signal de référence; et des moyens ( 50, 60) destinés à faire tour- ner l'antenne tournante directionnelle jusqu'à la détec- tion d'une amplitude de signal minimale; et en ce qu'il comprend en outre des moyens destinés à enregistrer pé- riodiquement les coordonnées de position déterminées, pour un examen-ultérieur. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le véhicule peut être aligné sur un cap vrai connu et des données de cap vrai peuvent être introduites et enregistrées dans la mémoire ( 24); et l'unité centrale ( 16) comprend des moyens destinés à comparer les données de cap vrai avec les données de direction de zéro correspondantes pour une source de si- gnal radioélectrique connue, et à présenter ensuite sur les moyens de présentation le cap vrai du véhicule lors- que ce cap change, en déterminant les variations de la direction de zéro pour la source de signal radioélectri- que; et en ce que l'unité centrale ( 16) comprend égale- ment des moyens destinés à comparer les données de cap du véhicule fournies par un compas ( 18) avec les données de cap vrai, de façon à pouvoir compenser et corriger les erreurs du compas qui résultent des variations du champ magnétique terrestre.