DE1214754B - Verfahren zur Bestimmung der Entfernung von Fahrzeugen gegenueber einem Bezugspunkt - Google Patents
Verfahren zur Bestimmung der Entfernung von Fahrzeugen gegenueber einem BezugspunktInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
GOIs
Deutsche KL: 21 a4-48/62
Nummer: 1214 754
Aktenzeichen: T 21541IX d/21;
Anmeldetag: 7. Februar 1962
Auslegetag: 21. April 1966
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Entfernung von Fahrzeugen gegenüber
einem Bezugspunkt, bei dem jedes Fahrzeug mit je einem Sender ausgestattet ist und jedem Fahrzeug
ein bestimmtes, es identifizierendes Zeitintervall zugeordnet ist, bei dem weiterhin etwa zu Beginn dieses
Zeitintervalls der Sender einen Impuls hochfrequenter elektromagnetischer Schwingungen aussendet und
bei dem ferner in drei festen Empfangsstationen die Zeitdifferenzen von einer allen Empfangsstationen
gemeinsamen Bezugszeit aus, die in etwa dem Sendezeitpunkt entspricht, bis zum Eintreffen des Impulses
gemessen werden; diese Zeitdifferenzen dienen als Maß für die scheinbaren Entfernungen und werden
zur Berechnung der tatsächlichen Entfernung von einer der drei Bodenstationen verwendet.
Ferner betrifft die Erfindung die Umkehrung dieses Verfahrens, nämlich zur fahrzeugseitigen Bestimmung
der Entfernung.
Es ist bereits zur Bestimmung des Standorts von Flugzeugen ein System bekanntgeworden, bei dem
die Flugzeuge mit Impulssendern ausgestattet sind, die zu bestimmten Zeitpunkten impulsförmige
Signale aussenden. Die Synchronisierung des bordseitigen Zeitnormals wird durch vom Boden übertragene
Impulse bewirkt. In wenigstens vier Empfangsstationen am Boden werden die von einem
Flugzeug ausgesendeten Impulse aufgenommen und die Zeitpunkte des Empfangs der Impulse festgelegt.
Aus diesen Zeitpunkten wird dann der Standort errechnet.
Es ist weiterhin ein Verfahren zur Bestimmung der Entfernung von Fahrzeugen von einem Bezugspunkt
aus bereits vorgeschlagen worden. Es hat ebenfalls den Vorteil, daß nur eine einzige Frequenz für
eine große Zahl von Fahrzeugen notwendig ist. Hier ist es bereits mit drei getrennt aufgestellten
Empfangsstationen möglich, den Standort des Fahrzeuges zu ermitteln, wobei die Genauigkeit der Messung
allein von der Genauigkeit der bei den Sendern und Empfängern vorhandenen Zeitnormale abhängig
ist. In der F i g. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Systems dargestellt, mit welchem
der Standort bestimmt werden kann.
Es sind hier räumlich voneinander getrennt drei Empfänger vorgesehen, da mit wenigstens drei Empfängern
eine eindeutige Ortsbestimmung bei beliebiger Verteilung der Fahrzeuge im Raum möglich
ist. Der Einfachheit halber sind nur zwei Fahrzeuge F1 und F2 dargestellt, die je ein Zeitnormal ZN1 bzw.
ZN2 aufweisen, welches jeweils den Sender S1 bzw.
S2 derart steuert, daß der Sender periodisch zu zuge-
Verfahren zur Bestimmung der Entfernung von
Fahrzeugen gegenüber einem Bezugspunkt
Fahrzeugen gegenüber einem Bezugspunkt
Anmelder:
Telefunken
Telefunken
Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3
Als Erfinder benannt:
Herbert Muth, Neu-Ulm/Donau
ordneten Zeiten Signale abgibt. Die drei Empfänger E1, E2 und Es empfangen innerhalb eines bestimmten
Zeitintervalls, z. B. von dem Fahrzeug F1, jeweils ein
Signal. Der Signalabstand von einer Bezugszeit, die durch die Zeitnormale ZAf3, ZN0 ZN5 festgelegt ist,
ergibt die Laufzeiten I1, I11, I111 der Signale. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß an jedem Empfänger ein Zeitnormal vorgesehen ist,
so daß die Laufzeiten zu den Fahrzeugen in den einzelnen Empfängerstationen direkt ermittelt werden
können.
Die Entfernungsmeßwerte aus den Empfängern E1
bis E3 werden in geeigneter Codierung einem Rechengerät
R in der Zentrale Z zugeführt. Als Codierung können dem Rechengerät die Laufzeiten / z. B. in
μβεο eingegeben werden. Das Rechengerät R errechnet
aus den drei Entfernungswerten und den Standorten der Empfänger E1 bis Es die Standorte der
einzelnen Fahrzeuge in kartesischen Koordinaten oder Polarkoordinaten.
Um zu einer übersichtlichen Darstellung der Standorte sämtlicher Fahrzeuge zu gelangen, sollen die
Standorte in einer kartenmäßigen Lageplananzeige L dargestellt werden. Eine solche Lageplananzeige
kann z. B. auf den Schirm einer Braunschen Röhre geschrieben werden.
Hierbei kann die Ablenkung des Elektronenstrahles in rechtwinkligen Koordinaten oder in Polarkoordinaten
erfolgen.
Es empfiehlt sich, bei der Darstellung auf dem Schirm einer Braunschen Röhre eine Elektronenstrahlablenkung
zu wählen, wie sie in der Fernsehtechnik üblich ist. Als Ausgangswert des Rechengerätes
zur Angabe des Standortes könnte hierbei das Rechengerät die Nummer der entsprechenden
Zeile angeben, auf welcher der Standort liegt, und als
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zweiten Wert zur Standortbestimmung den Abstand Erfindung aus den drei scheinbaren Entfernungen
vom Zeilenanfang. und den Abständen der Bodenempfangsstationen von-
Es ist ferner möglich, das Rechengerät derart aus- einander der durch die Differenz zwischen tatsäch-
zubilden, daß es als Standort einfach eine Zahl lichem Sende- und Bezugszeitpunkt gegebene, in
liefert, die einem Bildpunkt im Raster des Bildes 5 allen drei Fällen gleiche Entfernungsfehler berechnet
zukommt. Jeder Zeile entspricht eine bestimmte und zu der entsprechenden Scheinbaren Entfernung
Bildpunktzahl. Das zur Standortbildpunktzahl nächst- vorzeichenrichtig addiert.
höhere ganzzahlige Vielfache der Bildpunktzahl Entsprechend wird bei der Umkehrung des Ver-
pro Zeile ergibt die Zeile, auf welcher der Standort- fahrens gemäß der Erfindung zur Gewinnung der
bildpunkt liegt. Die über das zur Standortbildpunkt- io tatsächlichen Entfernung der Bordempfangsstation
zahl nächstniedere ganzzahlige Vielfache hinaus- von den drei Bodensendestationen vorgegangen,
gehende Bildpunktzahl bestimmt den Abstand vom Gemäß der Erfindung ist senderseitig somit eine
Zeilenanfang, in welchem der Standort als Licht- weit weniger teure Uhr, ζ. B. eine Quarzuhr, aus-
punkt durch Helltasten des Elektronenstrahles dar- reichend. Da bei Einführung des Systems, z. B. bei
gestellt wird. 15 Flugzeugen, jedes Flugzeug mit einer billigeren Uhr
Auf dem Lageplan der F i g. 1 sind mehrere Stand- auskommen kann, ist diese Verbilligung sehr be-
orte eines Fahrzeuges zu verschiedenen Zeiten deutend. Das System kann in der oben beschriebe-
zwecks Bestimmung des Kurses eingezeichnet. nen Art zur Entfernungsmessung dienen. Man kann
Zur weiteren Veranschaulichung des vörgeschlage- aus den drei korrigierten Entfernungen aber auch
nen Systems ist in der Fig. 2 ein Impulsschema dar- 20 den Standort z. B. mittels eines in einer Zentrale angestellt.
Bei diesem sind η Sender S1 bis Sn voraus- geordneten Rechners ermitteln, wobei diesem Rechgesetzt,
die nacheinander im Abstand von z. B. ner die Standorte der Empfänger sowie die korrigier-10
msec ein Signal aussenden. Nach 10 Sekunden ten Entfernungen bzw. Laufzeiten eingegeben werden,
wiederholt sich der gesamte Ablauf wieder. Die An Hand der F i g. 3 sollen nun die Zusammen-Skala
der Fig. 2 ist eine Zeitskala, die in der ober- 25 hänge aufgezeigt werden, die zur erfindungsgemäßen
sten Zeile die Sendezeitpunkte S1 bis Sn der einzelnen Lösung führen. Mit I, Il und ΙΠ sind drei Empfangs-Sender
wiedergibt. In der zweiten Zeile sind die Zeit- Stationen bezeichnet, die an den Eckpunkten des aus
punkte et bis en des Eintreffens dieser Signale bei den Seiten r, s und t gebildeten Dreiecks Hegen. Das
einem Empfänger dargestellt. Aus den beiden Zeit- Fahrzeug, ζ. B. Flugzeug, dessen Standort zu ermit-punkten
ergeben sich die Laufzeiten Z1 bis In der 30 teln ist (bzw. dessen Entfernung), tragt das Bezugs-Signale
und damit an jedem Empfänger entspre- zeichen 1. Es soll hier die Annahme gemacht werden,
chende Entfernungen. daß die Uhr im Flugzeug um^li nachgeht, d. h. nach
Exakt genau wäre die. Messung der Entfernungen dem eigentlichen Sendezeitpunkt des Flugzeuges mit
und damit die Standortbestimmung aber nur dann, der Aussendung des Signals beginnt. Die Laufzeit T1
wenn alle Zeitnormale bei den Sendern und Emp- 35 des Signals zum Empfänger I oder die hieraus sich
fängern genau miteinander übereinstimmen würden. ergebende Entfernung R1 zwischen Flugzeug und
Diese Übereinstimmung ist nicht erreichbar, jedoch Empfänger ist damit At bzw. Δ zu groß. Dieser
kann man sich diesem Zustand bei entsprechendem Fehler Δ t bzw. Δ muß nun berechnet werden. Er ist
Aufwand gut nähern. So kann man z. B. bei jedem in allen drei Laufzeiten gleich groß. Man kann diesen
Sender und jedem Empfänger eine sogenannte 40 Fehler dadurch berechnen, daß man für die Teildrel··
Atomuhr vorsehen, die eine Genauigkeit von ecke, bestehend aus den Seiten (R1^), (R^A) und r
+1 · ΙΟ"10 Sekunden aufweist. Dies bedeutet, daß bzw. (R2-A), (Rs-A) und t bzw. (R1-A), (R3-A) und s
diese Uhr pro Tag um höchstens +10 μεβϋ falsch den aus der Mathematik bekannten Cosinussatz angeht.
Eine derartige Uhrzeitgenauigkeit entspricht wendet, die Winkel aus den entstehenden drei Glel·
einer Genauigkeit bei der Entfernungsmessung von 45 chungen durch gegenseitiges Einsetzen eliminiert und
3 km, was in vielen Fällen ausreichend ist. Wie be- die dabei entstehende quadratische Gleichung für Δ
reits gesagt, setzt diese Genauigkeit der Entfernungs- löst. Es ergibt sich hierbei die folgende quadratische
messung eine Atomuhr bei jedem Sender und, was Gleichung:
weniger ins Gewicht fallt, bei jedem Empfänger vor- a/p. — 2bΔ + c — 0
aus. Hierdurch wird das an sich gute System auf- 50
wendig und sehr teuer. wobei
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein a = r4 + s4 + i4 — Z(r2s2 + r2t2 + s2t2)
System anzugeben, bei dem der Aufwand sender- , . (p 2 a 1 « 2 „2 j_ ρ 2 ^
seitig und in weiterer Ausbildung der Erfindung Ύ *■ * "*" 2 ^ 3 ;
auch empfängerseitig herabgesetzt werden kann. 55 + 4R1R2 (r2 — s2 — t2) + 4R1Rn (s* — r2 — t2)
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung 4- 4 R R (t2 — r2 — S2)
der Entfernung geht ebenfalls von Sendern bei s s
jedem Fahrzeug aus, deren Zeitnormale nunmehr b = R1P + R^s* + R5^
jedoch weniger genau sein müssen. An drei Emp- _ fJ? , „ . s s
fangsstationen werden auch hier die Zeitdifferenzen 60 ^21" "a)r s
zwischen einem Bezugszeitpunkt, der etwa dem — (R1 + R2)s212
Sendezeitpunkt entspricht, und dem Zeitpunkt des +2(R3t2 + Rs
Eintreffens des Impulses bei den Empfangsstationen /·» »\
gemessen. Aus diesen Zeitdifferenzen ergeben sich + ^2-R3(Jx2 + Ra) (t —r—s)
die scheinbaren Entfernungen des Fahrzeugs von 65 -|_ ^1 Rs (R1 + A3) (s2 — t2^ t2)
den Bodenstationen. p _ (p p .. _ . _ ^
Zur Gewinnung der tatsächlichen Entfernung von "*" ΛιΛ2^.Λι i~ ^2JV s 1J
einer der drei Bodenstationen wird nun gemäß der und
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C= + r2s2t2 Da sich das erfindungsgemäße System zur Stand-
+ RZr* + R2S* + R2P ortbestimmung in der Darstellung nur wenig von
3 2 * dem in Fig. 1 dargestellten Aüsführungsbeispiel des
~ (Rs2 + R^) r2 s2 — (R1 2 + A3 2)/"2*2 bereits vorgeschlagenen Systems unterscheidet, wird
_ (R 2_|^»2)S2£2 5 auf diese Fig. 1 Bezug genommen. Dort sind die
j.»4U»4UB4-2 ZeitnormaleZN1 und ZN2 nun lediglich als zwei
+ R2 s + R3 r + R1 t weniger genaue Zeitnormale anzusehen, In der Zen-
+ R1 2R^Q-2-s2^-12) träleZ werden die von den einzelnen Empfängern
+ R 2R 2Cs2- r2 — f2) übermittelten Werte der (noch nicht korrigierten)
13 ίο Entfernungen bzw. Laufzeiten einem zusätzlichen
+ Rs2 Rs2 Ψ2 "~r%- s2) Rechner Zugeführt, der den Wert für A (A t) berechist.
net. Vor dem Rechner ,R muß dann noch ein Sum-Die angegebene Gleichung löst man in einer Zen- mierglied eingeschaltet werden, dem zwecks Durchtrale
mittels eines Rechners. Es bedarf bei dem heu- führung einer Addition oder Subtraktion auch der
tigen Stand der Rechnertechnik an dieser Stelle 15 Wert Δ (Δ t) zugeführt wird, so daß dem Rechner R
keines Hinweises, wie ein Rechner zur Lösung einer für die Standortbestimmung korrigierte Werte anderartigen Gleichung auszusehen hat. In ihn werden geboten werden.
lediglich die drei Entfernungen/-, s und t (oder die Wie oben bereits angedeutet, ist es nicht not"
entsprechenden Laufzeiten nach der Formel wendig, bei jedem Empfänger ein Zeitnormal mit
Entfernung 2° ^er notwendigen Genauigkeit zu verwenden, Man
Laufzeit — t. *-- ) kann z. B. eine Zentralstation mit einer hochgenauen
Lichtgeschwindigkeit mr verseheQ und defl eiüzelfieil Enfpfaägs.
sowie die sich an den einzelnen Empfängern auf Stationen ebenfalls billigere Normale, Z. B. Qüäfi&*
Grund des Vergleiches des Sendezeitpunktes mit dem uhren, verwenden. In diesem Fall werden diese un-Eintreffzeitpunkt
des Signals ergebenden Entfernun- ag genaueren Normale von der Zentralstation her mit
gen (oder auch Laufzeiten) eingegeben. In einer rela- der dort vorhandenen genaueren Uhr synchronisiert
tiv kurzen Zeit von etwa 5 μ8εε kann am Rechner Derartige Verfahren sind bekannt und brauchen
der Wert für Λ (oder Δ t) entnommen werden, also daher an dieser Stelle nicht im einzelnen erläutert zu
der Wert, um den die einzelnen Entfernungen (oder werden. Man benötigt jedoGh auch in der Zentral-Laufäeiten)
falsch gemessen wurden. Allerdings er- 3° station, Von der aus die Uhren bei den Empfängern
geben sich auf Grund der quadratischen Gleichung synchronisiert werden, keine sehr genaue Uhr, da es
zwei Werte für Δ (At). Einer dieser Werte wird im nur darauf ankömmt, daß die Uhren bei den Emp·»
hier gewählten Beispiel von den scheinbaren Entfer- fängern gegeneinander keine solchen Abweichungen
nungen (bzw. von der scheinbaren Laufzeit) abge- aufweisen, die der geforderten Genauigkeit nicht
zogen und ergibt nun die tatsächliche Laufzeit. Man 35 genügen. Gehen alle Uhren um den gleichen Betrag
kann nun gemäß einer Weiterbildung der Erfindung falsch, so wird dieser Fehler bei der Berechnung des
den Uhren bei den einzelnen Sendern bereits einen Korrekturwertes (A und Δ ή mitbereehnet und damit
solchen Nachlauf vorgeben, daß die gemessene (und ebenfalls beseitigt. Auch ist es möglich, die Empnoch
nicht durch die oben angegebene Rechnung faügsstationen mit der Zentrale z. B. über Richtfunkkorrigierte)
Entfernung bzw. Laufzeit immer zu groß 40 strecken zu verbinden und die Eingartgssignale der
ist. Verwendet man z. B. bei den Empfängern Zeit- Empfänger zur Zentrale zu übertragen. Die Lauf*
normale, die pro Tag maximal um +10 μ&εο falsch zeiten über die Verbindungsstrecke müssen dann
gehen, und bei den Sendern solche Zeitnormale, die natürlich abgezogen werden,
pro Tag maximal ± 1 msec (d. h. ± 1 · IQ-8, eine wie das oben beschriebene, bereits vorgeschlagene Genauigkeit, die man mit einer Quarzuhr leicht er- 45 System kann auch das erfindungsgemäße in verschiereicht) falsch gehen, so genügt es, wenn man den dener Weise ausgebildet werden, Auch hier Wird bei den Sendern verwendeten Zeitnormalen einen man günstigerweise die Sender periodisch, z. B. im Nachlauf von z, B. 2 msec vorgibt. Andererseits ist Abstand von 10 Sekunden, ihre Signale ausstrahlen es selbstverständlich auch möglich, den bei den lassen. Außerdem wird man zur Unterdrückung von Sendern verwendeten Zeitnormalen von vornherein 50 Störungen diese Signale aus mehreren Impulsen zueinen entsprechenden Vorlauf zu geben. In diesem sammensetzen, wobei die Impulse nach einem be-Falle ändert sieh in der zu lösenden quadratischen stimmten Zeitplan geordnet sind. Auch kann man Gleichung das Vorzeichen des Gliedes — IbA in wie in Fig. 1 die Standorte auf einem Lageplan dar- +2bA. Das sich ergebende A bzw. Δ t wird in diesem stellen, wobei diese Lageplananzeige nach Art eines Fälle zu der gemessenen Entfernung bzw. Laufzeit 55 Fernsehbildes aufgezeichnet wird. Im Rechengerät addiert. für die Standortbestimmung wird dann die Nummer Man kann auch, wenn der Wert für Δ bzw. At der Zeile und als zweite Koordinate der Teil der ermittelt ist, diesen zu dem Fahrzeug zurückgeben, Zeilenlänge, die dem Standort zukömmt, errechnet, z. B. über die Funksprechverbindung, so daß dort Man kann auch gegebenenfalls nur einen Wert bedas Zeitnormal auf seinen exakten Wert gebracht 60 stimmen, wobei dieser Wert einem bestimmten Bild' werden kann. Bei Anwendung dieser Möglichkeit, punkt des Rasters zukommt. Stellt man mehrere z. B, bei einem in Kürze landenden Flugzeug, ist es nacheinander bestimmte Standorte eines Fahrzeuges dann nicht mehr notwendig, den Fehler A bzw. At zu dar, so kann man aus dem Lageplan den Kurs und berechnen, da eine Korrektur bei der kurzen Zeit die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ermitteln. Man nicht mehr notwendig ist. Der Standort kann dann 6g kann weiterhin auch einen Speicher mit den Kenn^ sofort nach der Entfernungsmessung nach dem vor- daten der einzelnen Fahrzeuge an einem Empfanger» geschlagenen und anfangs beschriebenen Verfahren ort vorsehen. Dieser wird durch 'das Zeitnormal ge** berechnet werden. steuert und ordnet den einzelnen Fahrzeugen die
pro Tag maximal ± 1 msec (d. h. ± 1 · IQ-8, eine wie das oben beschriebene, bereits vorgeschlagene Genauigkeit, die man mit einer Quarzuhr leicht er- 45 System kann auch das erfindungsgemäße in verschiereicht) falsch gehen, so genügt es, wenn man den dener Weise ausgebildet werden, Auch hier Wird bei den Sendern verwendeten Zeitnormalen einen man günstigerweise die Sender periodisch, z. B. im Nachlauf von z, B. 2 msec vorgibt. Andererseits ist Abstand von 10 Sekunden, ihre Signale ausstrahlen es selbstverständlich auch möglich, den bei den lassen. Außerdem wird man zur Unterdrückung von Sendern verwendeten Zeitnormalen von vornherein 50 Störungen diese Signale aus mehreren Impulsen zueinen entsprechenden Vorlauf zu geben. In diesem sammensetzen, wobei die Impulse nach einem be-Falle ändert sieh in der zu lösenden quadratischen stimmten Zeitplan geordnet sind. Auch kann man Gleichung das Vorzeichen des Gliedes — IbA in wie in Fig. 1 die Standorte auf einem Lageplan dar- +2bA. Das sich ergebende A bzw. Δ t wird in diesem stellen, wobei diese Lageplananzeige nach Art eines Fälle zu der gemessenen Entfernung bzw. Laufzeit 55 Fernsehbildes aufgezeichnet wird. Im Rechengerät addiert. für die Standortbestimmung wird dann die Nummer Man kann auch, wenn der Wert für Δ bzw. At der Zeile und als zweite Koordinate der Teil der ermittelt ist, diesen zu dem Fahrzeug zurückgeben, Zeilenlänge, die dem Standort zukömmt, errechnet, z. B. über die Funksprechverbindung, so daß dort Man kann auch gegebenenfalls nur einen Wert bedas Zeitnormal auf seinen exakten Wert gebracht 60 stimmen, wobei dieser Wert einem bestimmten Bild' werden kann. Bei Anwendung dieser Möglichkeit, punkt des Rasters zukommt. Stellt man mehrere z. B, bei einem in Kürze landenden Flugzeug, ist es nacheinander bestimmte Standorte eines Fahrzeuges dann nicht mehr notwendig, den Fehler A bzw. At zu dar, so kann man aus dem Lageplan den Kurs und berechnen, da eine Korrektur bei der kurzen Zeit die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ermitteln. Man nicht mehr notwendig ist. Der Standort kann dann 6g kann weiterhin auch einen Speicher mit den Kenn^ sofort nach der Entfernungsmessung nach dem vor- daten der einzelnen Fahrzeuge an einem Empfanger» geschlagenen und anfangs beschriebenen Verfahren ort vorsehen. Dieser wird durch 'das Zeitnormal ge** berechnet werden. steuert und ordnet den einzelnen Fahrzeugen die
zugehörigen Kenndaten zu. Auch können die von den Fahrzeugen selbst ausgesandten Signale Informationen
beliebiger Art, z.B. Angabe der Höhe, enthalten. In der Lageplandarstellung können diese
Kenndaten oder Informationen der Fahrzeuge in an sich bekannter Weise mit dargestellt werden. Aus
der Lageplandarstellung in der Zentrale kann man auch mit Hilfe eines Rechners die voraussichtliche
Ankunftszeit errechnen.
Oben wurde als Beispiel eine Periode für die Signalwiederholung jedes Fahrzeuges von 10 Sekunden
angenommen. Ferner sollte der Abstand zwischen den Signalen benachbarter Sender 10 msec
sein. Hieraus ergibt sich dann, daß tausend Fahrzeuge gleichzeitig erfaßt werden können. Sind noch
mehr Fahrzeuge zu erfassen, so sieht man an Stelle eines Empfängers je zwei Empfänger vor und wählt
auch eine zweite Sendefrequenz, die man einem Teil der Sender zuordnet. Um auch dann zu einer gemeinsamen
Anzeige zu kommen, kann man die Werte des Standortes der einen Empfängergruppe speichern und nach Aufschreiben des anderen Standortes
anzeigen. Man kann auch bei zwei Empfängergruppen mit einem Rechengerät für die Fehlerberechnung
auskommen, indem man ebenfalls eine zeitweise Speicherung der an den einzelnen Empfängern
der einen Gruppe erhaltenen Laufzeiten vornimmt.
Schließlich kann man das bisher beschriebene System — wie bereits erwähnt — auch umkehren,
indem man an Stelle der drei Empfänger drei Sender setzt, die durch Zeitnormale hoher Güte gesteuert
nacheinander zu festgelegten Zeitpunkten Signale aussenden. Im Fahrzeug ist dann je ein Empfänger
vorgesehen, der mit einem Zeitnormal geringerer Güte gekoppelt ist. Auch hier kann man dem Zeitnormal
einen bestimmten Vorlauf oder Nachlauf zuordnen. Mittels eines Rechners kann auf Grund der
drei gemessenen Laufzeiten der Wert für Δ bzw. Δ t errechnet werden und von bzw. zu den ermittelten
Entfernungen bzw. Laufzeiten abgezogen bzw. addiert werden. Aus den drei korrigierten Laufzeiten
läßt sich dann der Standort des Fahrzeuges ermitteln. Man kann auch hier die gleichen oben aufgezählten
Maßnahmen anwenden. Als Sender bzw. Empfänger könnte man auch die in den Fahrzeugen vorhandenen
Funksprechgeräte benutzen.
Man kann — wie bereits angedeutet — auch mehr als drei feste Empfangsstationen bzw. bei der Umkehrung
des Systems Senderstationen verwenden. So kann z. B. das Gebiet eines großen Staates mit Empfangsstationen
(Sendestationen) überdeckt sein. Auch hier kann man entweder jeder Station einzelne genaue
Zeitnormale zuordnen, oder aber man kann — wie oben angedeutet — alle Zeitnormale von
einer Zentrale aus synchronisieren. Da man zur Berechnung des /(-Wertes jedoch nur drei Meßergebnisse
benötigt, wählt sich der Rechner in der gemeinsamen Zentrale von den angebotenen Werten drei
aus, z. B. die drei mit den kürzesten Entfernungen bzw. Laufzeiten. Man kann somit mit dem erfindungsgemäßen
System z. B. den Flugverkehr eines großen Landes überwachen und zentral zur Anzeige
bringen. Wesentlich ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, daß die Vorteile des bereits vorgeschlagenen
Verfahrens erhalten bleiben, zusätzlich aber senderseitig eine wesentliche Einsparung erzielt werden
kann.
Claims (7)
1. Verfahren zur Bestimmung der Entfernung von Fahrzeugen gegenüber einem Bezugspunkt,
bei dem die Fahrzeuge mit je einem Sender ausgestattet sind und jedem Fahrzeug ein bestimmtes,
es identifizierendes Zeitintervall zugeordnet ist, bei dem etwa zu Beginn dieses Zeitintervalls
der Sender einen Impuls hochfrequenter elektromagnetischer Schwingungen aussendet, bei dem
ferner in drei festen Bodenempfangsstationen die Zeitdifferenzen von einer allen Empfangsstationen
gemeinsamen Bezugszeit aus, die in etwa dem Sendezeitpunkt entspricht, bis zum Eintreffen des Impulses gemessen werden und
bei dem diese Zeitdifferenzen als Maß für die scheinbaren Entfernungen dienen und jeweils zur
Berechnung der tatsächlichen Entfernung von einer der drei Bodenempfangsstationen verwendet
werden, dadurch gekennzeichnet, daß aus den drei scheinbaren Entfernungen und den Abständen der Bodenempfangsstationen
voneinander der durch die Differenz zwischen tatsächlichem Sende- und Bezugszeitpunkt gegebene,
in allen drei Fällen gleiche Entfernungsfehler berechnet wird und zur Gewinnung der
tatsächlichen Entfernung zu der entsprechenden scheinbaren Entfernung vorzeichenrichtig addiert
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung bei der Bestimmung des
Standortes des Fahrzeuges aus den drei wahren Entfernungen sowie aus den Standorten der
Empfänger mittels eines Rechners.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollzeitpunkt der Abstrahlung
von Energie durch den Sender gegenüber dem Bezugszeitpunkt derart verfrüht (bzw.
verspätet) gewählt wird, daß auch bei der durch die Ungenauigkeit des senderseitigen Zeitnormals
maximal möglichen Abweichung des tatsächlichen Sendezeitpunktes vom Sollzeitpunkt eine
Verfrühung (bzw. Verspätung) des Sendezeitpunktes gegenüber dem Bezugszeitpunkt erhalten
bleibt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Differenz zwischen
tatsächlichem Sendebeginn und Bezugszeitpunkt gegebene Entfernungsfehler bzw. die entsprechende
Zeitspanne zum Sendeort übermittelt und dort dazu benutzt wird, die nachfolgenden
Zeitpunkte des Sendebeginns mit den entsprechenden Bezugszeitpunkten in Übereinstimmung
zu bringen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Sender
als Zeitnormal ein quarzgesteuerter Generator und bei den Empfängern zur Erlangung des Bezugszeitpunktes
sogenannte Atomuhren verwendet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitnormale
bei den Empfängern zur Erlangung des Bezugszeitpunktes in an sich bekannter Weise
durch ein zentrales Zeitnormal hoher Genauigkeit synchronisiert werden.
7. Verfahren zur fahrzeugseitigen Bestimmung der Entfernung eines Fahrzeuges gegenüber
einem Bezugspunkt, bei dem drei Bodensendestationen zu festgelegten, die Bodensendestationen
identifizierenden Zeitpunkten je einen Impuls hochfrequenter elektromagnetischer
Schwingungen aussenden, bei dem die nacheinander ausgesendeten Impulse von einem Empfänger
im Fahrzeug empfangen werden und die Zeitdifferenzen zwischen den bekannten Sendezeitpunkten
und den gemessenen Empfangszeitpunkten als Maß für die scheinbaren Entfernungen dienen und zur Berechnung der tatsächlichen
Entfernung von einer der drei Bodensendestationen herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet,
daß aus den drei scheinbaren Entfernungen und den bekannten Abständen der Bodensendestationen voneinander der durch die
Differenz zwischen dem tatsächlichen jeweiligen Sendebeginn und den beim Empfänger auf Grund
des nicht mit ausreichender Genauigkeit arbeitenden Zeitnormals angenommenen Sendezeitpunktes
gegebene, in allen drei Fällen gleich große Entfernungsfehler berechnet und zur Gewinnung
der tatsächlichen Entfernung zu der entsprechenden scheinbaren Entfernung vorzeichenrichtig
addiert wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 972 742;
Nachrichtentechnische Zeitschrift, 13 (1960),
(Januar), S. 44/45;
(Januar), S. 44/45;
The Engineer, 204 (1957), 5309 (25. Oktober),
S. 597/598.
S. 597/598.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
609 559/161 4.66 © Bundesdruckerei Berlin
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DET21541A DE1214754B (de) | 1962-02-07 | 1962-02-07 | Verfahren zur Bestimmung der Entfernung von Fahrzeugen gegenueber einem Bezugspunkt |
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