Fragen zur E-Messung

[harold]

Hab mich ein bisschen mit den Fragen der Entfernungsmessung beschäftigt ... und anstatt Lösungen und Antworten zu bekommen, haben sich mir neue Fragen gestellt.
Und die geb ich mal weiter, vielleicht weiß wer a gscheite Antwort !  

Nehmen wir an, ein Kriegsschiff laufe mit einem Winkel, der sowohl vordere als auch achtere Batterie, aber auch zwei in der Längsachse weit voneinander entfernte E-Messer das Ziel erfassen lässt, auf dieses Ziel zu (oder von ihm ab). In der Realität werden das wohl je so 40 - 135° sein.
Hier mal 45° angenommen.



Bekanntlich erfolgt die optische E-Messung über Diopter und Prismen, der Parallax-Winkel beider Optiken dient zur Erfassung der Entfernung (über recht verschiedene Systeme).
(blau eingezeichnet)
Je größer dieser Winkel ist, desto genauer die Entfernungserfassung.
(siehe –a-, und Grün), soweit ja bestens bekannt.  -Aber:

Nehmen wir die Orientierung beider E-Messgeräte auf das Ziel, so ist der Parallax-Winkel beider Geräte zueinander aufgrund des Abstandes eindeutig größer, also genauer in der Messung als die Messungen der einzelnen range-finders (siehe –b-, rot).
Die azimutale Differenz der Messwerte der vorderen und achteren range-finders kann also in die Entfernungserfassung einfließen.

Nehmen wir die jeweils individuellen Entfernungswerte aus dem vorderen und dem achteren E-Messer, so sollten sie eine Differenz (siehe –c- , rot) aufweisen. Bei genauer Eichung der E-Messer kann diese Differenz zur Feinerfassung des Zieles zusätzlich genutzt werden.

Ich frage nun, ob die in manchen Marinen übliche sehr große Distanz von vorderstem zu achterstem E-Messer etwas mit meinen Überlegungen zu tun haben könnte...
...und wünsche mir, als Antworten, vielleicht ein paar Spekulationen, viel lieber aber belegte Fakten.

Ne harte Nuss, gell?
Bis jetzt hab ich nirgends was drüber finden können.

Ciao,
Harold

[ufo]

@ Harold

Ich denke Deine Idee scheitert an zu vielen Freiheitsgraden. Da kommt keine lösbare Gleichung bei raus.

Jeder einzelne Entfernungsmesser in sich ist ein statisches Gebilde mit den zwei Spiegeln am Ende der Arme fix im Raum. Jeder erzeugt zwei Bilder an definierten Punkten im Raum, die dann zur Deckung gebracht werden. Der freie Parameter, der dabei ermittelt wird ist die Entfernung zum Gegner. Dem einzelnen E-Messer ist egal was das Schiff unter ihm gerade macht.

Versuchst Du nun aber die Bilder zweier Entfernungsmesser zu kombinieren, so hast Du zusätzlich als freien Parameter die Lage der beiden Entfernungsmesser gegeneinander. Das Schiff rollt ja, giert (grösstes Problem denke ich, weil dabei die Entfernung der beiden Entfernungsmesser relativ zum Ziel stetig varriiert) und stampft.

Die beiden Entfernungsmesser sind eben nicht fest miteinander verbunden. Schon sehr geringe Abweichungen im Abstand und in der Lage zwischen beiden ruinieren aber die optische Entfernungsmessung. Du wüsstest nicht, ob Du für die Gegnerlage kompensierst oder für die Bewegungen der E-Messer gegeneinander.  

Zusätzlich müsstest Du das Problem überwinden optische Information (Bilder) über grosse Entfernungen von beiden E-Messern zu einem zentralen Plottingraum zu übertragen. Die Exaktheit der Methode beruht ja darauf, dass du direkt zwei Bilder verwendest ohne Hin- und Herübertragung in andere Medien (Strom, Schall). Das erscheint mir in der Vorlichtleiter-Aera nicht lösbar.


Ich denke der eine kann und hat für den anderen als Backup mitgemessen und der Plotting Raum hat beide Werte bekommen aber die beiden sind nicht als eine Einheit koppelbar.
Das heisst 'B' in Deiner Skizze geht nicht und 'C' ist zu klein als dass sich das mit zehn, zwölf Meter E-Messern bestimmen liesse.

Von daher votiere in mal für 'nicht machbar'.

Ich denke der grosse Abstand dient der Redundanz gegen Treffer. Nicht so sehr direkte Treffer sondern Splitterwirkung von Nahtreffern.


Ciao,
Ufo


P.S.

Derfflinger im Ausbauzustand von 1938 in KALK-U1 ist nicht vergessen – fehlt nur die Zeit dazu im Moment.

[Ralf]

Sorry: Was für eine Differenz?

[harold]

@ Ralf: Azimut = Gradeinteilung am Horizont,  gemessen ab Fixpunkt (N oder S). Fixpunkt ist NIE Schiffslängsachse, da hat ufo recht, die ist zu instabil.

Hab nochmal schnell eine Überschlagsrechnung gemacht:

-b- müsste bei 70 m Abstand zwischen beiden E-Messern und

100 hm Distanz, Peilung 45° voraus  ...0.29° oder 17.2'
150 hm Distanz, Peilung 45° voraus ...0.19° oder 11.5'
100 hm Distanz, Peilung querab ... 0.4° oder 24'
betragen.
Also Werte zwischen 10 und 25 Bogenminuten ... und  egal wie der Kahn schlingert, stampft etc - ein Sechstel bis ein halbes Grad Abweichung in der Peilung ist viel, das KANN ich schon als Mittelwert herausplotten
(analog zur zeitparallelen Höhenmessung, wenn ein Halbdutzend Herren mit ihren Sextanten rumfummeln).

ZB E-Messer vorne gibt Werte zwischen 44.3 und 45.7°, achtern Werte 44.1 und 45.5° - Differenz der Mittelwerte (0.2°) = Grobentfernung  143.23  +/- 0.25 hm.

Aber - wurden solche Peilungs-Werte in der Praxis verglichen?

Natürlich ist Fall -c- akademisch; und das mit der Redundanz ist ein eindeutiges Argument!

Nur lässt mich die Idee noch nicht so ganz los...
Ciao,
Harold

[edit: natürlich bogen-MINUTEN, Tschuldigung, Hirn auf Abriss...]

[Ralf]

Ne harold, das lässt mich völlig los... Geht das von Erklären auch eine Etage tiefer? Komme wirklich nicht mit...

Ich verstehe, dass  wie so ein Entfernungsmesser arbeitet. Und ich verstehe, wie die Daten per "Intranet" (lol) an die Zentrale weitergegeben werden. Nehmen wir als Beispiel mal die Schlacht in DK-Street...
BS hatte da doch 2 große E-Messer im Einsatz. Ich gehe davon aus, dass die in den Türmen nur verwendet wurden, wenn die anderen im Eimer waren, oder?


von Johns Seite!

Wurden dann quasi ein "Schnitt" zwischen beiden eingegeben? Oder hat der eine die vorderen und der andere die hintere SA gespeist?

Und, wie immer, ganz langsam für doofe Steuerfachgehilfen! Ich hoffe ja nach Deinen Erklärungen, Deine beiden ersten Texte wirklich zu verstehen!  

Nachtrag: An alle NFler... Ich kann mir vorstellen, dass das manuelle Zielen besser zu verstehen ist, wenn man hier das hier gelesen hat.

[harold]

Ja, Ralf, genau das frage ich mich nämlich auch... aber wissen tu ich´s nicht!

Nochmal eine kleine schematische Zeichnung:



L ist der Normalabstand zwischen den E-Messern (natürlich variabel, aber diese Variablen könnten relativ einfach bestimmt werden, da reicht ne Tabelle).
Alpha-1 und alpha-2 sind die beiden verschiedenen Peilwinkel Richtung Ziel (hier übertrieben dargestellt).
Die Peildifferenzen liegen (auch bei schwankenden Werten) um einen jeweiligen Mittelwert, der einen Unterschied von -sagn wa mal- 15 Bogenminuten ausmacht
(zum Vergleich: das ist, wenn du vorm Bildschirm sitzt, der Peilunterschied auf DIESE BEIDEN STRICHE HIER : // ).
Und aus dieser mittleren Peildifferenz müsste ich doch, da die Mess-Basis L um ein Vielfaches größer ist als die Basis der einzelnen E-Messer, auch einen recht brauchbaren Distanzwert d rausrechnen können?

Aber, wie gesagt, nur eine Frage...

Ciao,
Harold

[Daniel]

Hallo aus Uruguay: Nach den Unterlagen der Firma Carl Zeiss, die die Entfernungsmessern für die Graf Spee, Scharnhorst und Bismarck erzeugt hat, ist die Funktion eines Emesser ein bisschen anders. Leider ist die Darstellung von John Asmussen in seiner Website keine Beschreibung für einen stereoskopischen Emesser sonder für ein "jedermann" Emesser (Englischer Art). Nur die Messbalken der Kriegsmarine waren kein stereoskopischen Emesser.
Die Zeiss Emesser gaben die Entfernungswerte direkt zum lesen, man brauchte keine Kalkulation. Man konnte elektrisch den Wert durch einen Knofdruck an die Zentrale und an den 1.A.O. im Hauptartilleriestand auf dem Vormars ständig oder unterbrochen übertragen. Wenn die Elektrizität versagt, wurden die Werte durch einem Ableser gelesen. Aber wie Ihr alle weisst reichte es mit dem Emesser zum genauen Schiessen nicht. Der Zielgeber war wichtiger als der Emesser. Der AO konnte allein mit dem ZG genau schiessen.
Schöne Grüsse,
Daniel

[harold]

Um kein Missverständnis aufkommen zu lassen:
mir geht´s bei meiner Frage NICHT um die Funktion der E-Messer selbst, sondern um die Möglichkeit, zusätzliche Werte zur Korrektur zu ermitteln.

Ist aber nur so´n Gedanke, der mir beim Durchstudieren der Telemetrie-Schaltungen, wie sie Dumas für Strasbourg angibt, gekommen ist.

Ciao,
Harold

[ufo]

Hm – so recht überzeugt bin ich davon nicht. Ich versucht's nochmal etwas hartnäckiger:


Lass uns der Einfachheit halber mal Dein Beispiel nehmen Gegner querab auf 1oo hm:

Ein 1o Meter Basisgerät mit einer Genauigkeit von 1 / 1ooo in der Achsenlage der Spiegel (das ist schon ein ziemlich schlachtenzerzauster E-Messer) gibt einen Winkelfehler von 6 x 10-6 Grad und damit auf 1oo hm einen rechnerischen Fehler von +/- 2 m
Das heisst einfach von der theoretisch erzielbaren Genauigkeit her misst man 1oooo +/- 2 m. Das ist in Realita natürlich nicht möglich, weil man die Bilder im E-Messer nicht so genau zur Deckung bringen kann. Sonst wäre ja die akademische Möglichkeit 'c' gegeben den Abstand Haupt-E-Mess versus achterer E-Mess zur Bestimmung der Entfernung zu nutzen. Limitierender Faktor ist hier also nur die menschliche Fähigkeit zwei Bilder zu Deckung zu bringen.

Wenn Du einen 2oo m Dampfer nimmst, der um Bug und Heck um sagen wir mal einen halben Meter ausschwingt in der See und wenn Haupt- und achterer E-Mess 7o Meter weit auseinander liegen, dann hast Du einen virtuellen E-Messer mit einer 70m Basis, der um einen Winkel von o.29 Grad in der Horizontalen schwingt.
Nun hast Du aber ja nicht synchron zwei Bilder sondern Du hast nur zwei Messwerte, die zu ungefär der selben Zeit genommen wurden. Du kannst versuchen das per elektronischer Ablesung so genau wie möglich hinzubekommen aber Du verlierst unwiderruflich die Möglichkeiten eines Starrachsengerätes mit der Einspeisung zweier Bilder zu einem definierten Zeitpunkt.

Das "7o m Basigerät" bewegt sich um knapp drei Grad in der Horizontalen.
Das wäre völlig wurscht, wenn Du wie bei einem einzelnen Entfernungsmesser nach wie vor synchron Bilder verarbeiten könntest! Das Prinzip der optischen Entfernungsmessung lebt davon dass Du zwei Bilder im Raum zu exakt definierter Zeit und an exakt definiertem Ort hast. Es gibt keinerlei Zeitverzögerung bei der Erfassung beider Werte. Beide Bilder sind zum gleichen Zeitpunkt da.

Wie auch immer Du die Daten der beiden E-Messer an die Zentrale übermittelst – ich denke es ist realistisch zu behaupten, dass die beiden Messwerte der 'Spiegel' (der einzelnen E-Messer) nicht mehr zum exakt gleichen Zeitpunkt genommen wurden. Dann aber varriiert der Abstand der zwei 'Spiegel'. Zum einen, weil das Schiff giert, rollt und stampft, zum zweiten aber auch weil es fährt. Ein recht gutes Synchronverfahren sollte genau genug sein dass die zwei E-Messer nur etwa 5 cm gegeneinander varriieren.

Damit aber hat das virtuelle 7o Meter Basigerät einen Winkelfehler um 3 x 1o-4 Grad ergo etwa +/- 14 m auf 1oo hm. Du verlierst allen Vorteil den die längere Basis bringt an die Ungenauigkeiten bei der Datenaufnahme weil die beiden Werte eben nicht mehr synchrone Bilder sind wie beim Starrachsengerät sondern sekundär verarbeitete Messwerte.


Natürlich wird man im Plotting Raum die Messwerte beider E-Messer angucken. Aber einen Vorteil davon wie weit oder eben nicht weit die auseinander liegen hat man nicht, weil die Messungenauigkeit beim Erfassen zweier unabhängiger Werte höher ist als die Präzision die man durch die längere virtuelle Basis gewinnt.
Man würde die gleiche Genauigkeit haben, wenn die beiden E-Messer einer über dem anderen montiert wären. Der limitierende Faktor ist die Fähigkeit der Operateure in den einzelnen Mesständen.


Hab ich mich jetzt irgendwo um eine Grössenordnung verhauen? Immer ma'  möglich! Ich hab' das jetzt nicht auf der Goldwaage gerechnet. Der Hauptpunkt, auf den ich hinauswill ist:
Ein virtueller 1oo Meter langer Entfernungsmesser mit auch nur minimal asynchroner Datenerfassung ist einem 1o Meter Starrachsengerät mit synchroner Bilderfassung unterlegen und kann per se keine zusätzliche Genauigkeit beitragen.

(Um bei Deinem Beispiel mit den beiden Strichen auf dem Monitor zu bleiben (//) musst Du nun noch den Monitor nehmen und kraftig schuetteln, wahrend Du abliest :mrgreen: )

Ciao,
Ufo

[harold]

...und das war genau díe Sorte qualifizierte Antwort, die ich an deinen Statements so sehr liebe!

-Der gedankliche Fehler, den ich gemacht habe : die Annahme, zwei kontinuierlichen Datenreihen (jeweilige Azimutalwerte) könnte man aufgrund ihrer Minimal- und Maximalabweichungen einfach so aufeinander legen, dass ihre mittlere Differenz mit wesentlich höherer Genauigkeit herauslesbar ist.-

Aber aus Fehlern lässt sich lernen.

Danke!
Harold

[Ralf]

Na, dann ist ja gut, dass Du alles verstanden hast... *Kopfqualmt!*  

Aber wenn ich so zwischen Zeilen lese, meint Ufo, dass es nicht so erheblich ist, bzw. dass die Genauigkeit so langt, stimmts?  

[Ralf]

Nochmal eine Frage: Wenn die E-Messer nicht je für ein Paar SA gearbeitet haben, sondern quasi beide Werte in der Zentrale ausgewertet und entsprechend an die SA weiter gegeben wurden, wie hat man dann das hin bekommen, das eine Paar Kanonen diesen einen winzigen Winkel mehr zur Mitte zu schießen, damit das Feuer deckend liegt?

Hier mal als Beispiel ein Bild zweier Schiffe, die nicht fahren aus einem NF-Guide. Deswegen brauchen wir hier nicht vorzuhalten:



Letztere Einstellung muss ja auch auf den BB der Zeit angestrebt worden sein, oder?

Noch Schlimmer wird das Ganze bei Fahrt. Guckst Du hier:

[Spee]

@Ralf,

leider stimmt deine Vermutung so nicht.
Die Genauigkeit ist bei einem starren 10m-E-Messer höher als bei einem sich bewegenden 100m-E-Messer. Kommt einfach daher, daß sich bei einem sich bewegenden Schiff zuviel weiter zu beachtenden Werte ergeben, die sich summieren und dadurch größere Meßfehler generieren. Ohne Computer und Übertragung der Daten in Echtzeit wird das nichts.

Zu deinem Bild: Ganz einfach, indem man die Meßwerte mit den entsprechenden zusätzlichen Werten (veränderter Vorhaltewinkel) an die Türme weiterleitet. Die Türme können ja auch unabhängig voneinander operieren. So werden vordere und hintere Turmgruppe als Paar gesteuert.

[Ralf]

Aha, somit wurde quasi des Gegners Geschwindigkeit, Länge des Schiffs, eventuell noch Seegang und Wind mit eingerechnet und natürlich die Entfernung. In der Zentrale wurden dann die entsprechenden Werte an die SA verteilt und eben alles berücksichtigt, sprich Vorhaltewinkel, Position der Geschütze im Verhältnis zum E-Messer, usw. ...?

Wie war denn das, hat man dann die SA-Türme quasi einzeln auf irgend welchen Tafeln gehabt? Gibt es von diesen Vorrichtungen irgendwie Bilder? Könnte mir vorstellen, dass es sicher irgend eine ZdV gab, oder? Wer weiß mehr?

[Lutscha]

Ralf, Du kannst Dir das für die Amis hier in Chaper 19 durchlesen, ist allerdings schwer verständlich.

http://www.eugeneleeslover.com/FIRE-CONTROL-PAGE.html