DE2738540C2

DE2738540C2 -

Info

Publication number: DE2738540C2
Application number: DE19772738540
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 7900 Ulm De Scherl
Original assignee: Telefunken Systemtechnik AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1977-08-26
Filing date: 1977-08-26
Publication date: 1991-02-14
Also published as: DE2738540A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Es erlaubt die zeitliche Zuordnung bei automatisch gewonnenen Peilwinkelwerten festzuhalten und auch bei mehreren, während der Meßdauer einfallenden Wellen fronten eine zentrale Standortberechnung durchzuführen.

Ein Horchfunker in einer Zentrale kommandiert über Telephon periphere Peilbasen in Frequenz, Bandbreite und Modulations art. Nach dem Ablesen des Ergebnisses und der Gütebewertung durch den Peilfunker werden die Ergebnisse über Telephon zu rückgemeldet. Anschließend erfolgt die Standortbestimmung am Kartentisch. Eine neue Generation von Peilgeräten ist in der Lage, den Peilfunker in den peripheren Peilbasen weit gehend zu unterstützen und auch zu ersetzen. Frequenz, Band breite und Modulationsart können von einer zentralen Stelle aus fernkommandiert, die Ablesefunktion des Peilfunkers kann durch Automaten ersetzt werden. Diese sind in der Lage, über einen vorgegebenen Zeitabschnitt das Peilsignal auszuwerten und anschließend das Ergebnis in Form eines codierten Tele gramms zur Zentrale zurückzumelden. Der Standort wird vom Auswertecomputer errechnet. Nachfolgende Betrachtungen be ziehen sich auf Peilautomaten, die in der Lage sind, mehrere Sender während der Peilphase zu erfassen.

In der Kurzwellentechnik sind nun selten ideale Verhältnisse zu finden. Häufig werden die empfangenen Signale durch Rau schen, lokale Störungen wie Gewitter, Zündfunken usw. oder auch durch den Einfall weiterer Sender während des Beobach tungszeitraumes gestört. Einem guten Peilfunker ist es durch aus möglich, unter Berücksichtigung des Nachrichteninhalts oder charakteristischer Eigenheiten eines Senders den rich tigen Azimut vom Sichtgerät abzulesen. Eine Automatik liefert bei Störungen, je nach ihrem Entwicklungsstand einen mehr oder weniger falschen Wert oder, wenn sie in der Lage ist, Störung und Sendung zu trennen, mehrere Azimute an den Zen tralrechner zurück. Da außer der Güte, die beim gleichen Sender in jeder Peilstelle anders sein kann, keine Zusatz information geliefert wird, ist es für die Zentrale schwie rig, den richtigen Standort aus der Fülle der sich ergebenden Schnittpunkte zu ermitteln.

Es wurde bereits ein Ortungsverfahren mit zentraler Kommandostelle und räumlich getrennten Peilstellen mit automatischen Peilern vorgeschlagen, bei dem die auto matischen Peiler fortlaufend Einzelpeilwerte ermitteln und mit einem Zeitbezug speichern und auf Anforderung durch die Zentrale die Einzelpeilwerte innerhalb eines durch die Zentrale bestimmten Zeitintervalls durch Mittelung oder durch Beurteilung der Häufigkeitsverteilung zu Peiler gebnissen zusammenfassen und nur diese Peilergebnisse an die Zentrale rückmelden (DE-PS 25 19 821).

Aus der DE-OS 25 00 698 ist ein automatischer Peiler, der ein Verfahren der eingangs genannten Art anwendet, bekannt, der aus einer Vielzahl von Einzelpeilwerten eine Häufigkeitsverteilung über dem Azimutwinkel ermittelt und Charakteristika dieser Häufigkeitsverteilung wie z. B. Maxima und Streubreite ermittelt, die angezeigt und/oder an eine Zentrale rückgemeldet werden können. Durch die zur Erstellung einer Häufigkeitsverteilung notwendige große Zahl von Einzelpeilwerten reagiert ein solcher auto matischer Peiler nur langsam auf schnelle Änderungen der Peilsituation und registriert u. U. kurzzeitige Ereignisse wie Kurzzeitsendungen oder schnellen Funkstellenwechsel überhaupt nicht.

Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches auch kurzzeitige Veränderungen der Peilsituation berück sichtigt und deren Zeitpunkte bestimmt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 dazu angegebenen Merkmale. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Die Erfindung vereinfacht auch die Ortungsauswertung der Peilergebnisse von verschiedenen Peilstellen in einer Zentrale, da bei Auftreten mehrerer verschiedener Signale innerhalb eines kommandierten Intervalls durch die Zeit punkte von Funkstellenwechseln eine eindeutige Zuordnung verschiedener Azimute möglich ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher er läutert.

Das bekannte Panoramaprinzip soll durch eine chronologische Aufzeichnung der Vorgänge ersetzt werden.

Fig. 1 veranschaulicht nochmals die Wesensmerkmale eines Peilpanoramas. Über dem Azimut auf der Abszisse des Dia gramms ist die Häufigkeitskurve der Peilereignisse aufge tragen. Während die Häufigkeitskurve des aufgebauten Pano ramas die verschiedenen Ereignisse während der Meßzeit erkennen läßt, fehlt doch der zeitliche Zusammenhang zwi schen den einzelnen Vorgängen. Lediglich aus dem Integral über eine Häufigkeitskurve lassen sich Rückschlüsse auf die Dauer einer Sendung ziehen. Eine saubere Klassifizierung von Nutzsignal und Störung sowie eine zeitliche Zuordnung bei der Peilung von Netzen ist nicht möglich.

Die vorgeschlagene chronologische Aufzeichnung zeigt Fig. 2. Die Abszisse des Diagramms stellt eine Zeitachse dar, wäh rend in Richtung der Ordinate die Momentanwinkel aufgetra gen sind. Der Sprung in der Funktion verdeutlicht einen Funkstellenwechsel.

Die Fig. 3 bis 7 zeigen denkbare Zeit-Winkel-Diagramme bei unterschiedlichen Empfangssituationen.

Fig. 3 ist z. B. die Darstellung einer Sendung mit Abbruch während der Meßzeit,

Fig. 4 ist ein Netz aus verschiedenen Sendern im Gegensprechverkehr,

Fig. 5 eine Sendung mit Störung (z. B. Gewitter),

Fig. 6 eine getastete Sendung und

Fig. 7 eine Sendung mit getastetem Störer.

Die Diagramme enthalten grundsätzlich die gleiche Information wie ein Panorama. Aus ihnen sind jedoch nicht nur verschiede ne Einfallswinkel, sondern auch die zeitlichen Zusammenhänge ersichtlich. Während beim Panoramaverfahren bei Wegtasten des Signals die Nutzanhäufungen durch Rauschen und Störungen über schrieben oder verfälscht werden können, sind beim Zeit-Win kel-Diagramm die Verhältnisse exakt reproduzierbar.

Ähnlich dem Panorama wird das Zeit-Winkel-Diagramm rechner intern als Speicherfeld realisiert. Fig. 8 soll dies näher veranschaulichen. Dabei stellen die Speicheradressen diskrete Zeitpunkte n · Δt dar. Die Speicherinhalte geben in codier ter Form einen mittleren Winkel des Zeitraumes Δt wieder.

Während der Peilmeßzeit werden rechnerintern ein Panorama sowie ein Zeit-Winkel-Diagramm aufgebaut. Nach Beendigung der Meßzeit ermittelt der Rechner, wie in Fig. 1 verdeut licht, die aufgelaufenen Azimute mit ihren Streubreiten. Aus gehend von diesen Ergebnissen wird nun das Zeit-Winkel-Dia gramm um die Azimute in Streifen zerlegt, die der jeweiligen Streubreite entsprechen (Fig. 2). Diese Streifen werden vom Rechner nach Zeitcharakteristiken wie Anfangspunkt, Beleg dauer und Tastungseigenschaften analysiert und dem jeweiligen Azimut zugeordnet. Dieses Informationspaket wird von den Peilstellen zur Zentrale übermittelt. Der Computer für die Standortberechnung sucht mit Hilfe der Zeitcharakteristiken die mit größter Wahrscheinlichkeit zueinander passenden Azi mute und errechnet daraus die Standorte bzw. eliminiert lokale Störungen.

Wie Fig. 9 und 10 zeigen, verursachen Störungen nur kurze Änderungen des im Diagramm festgehaltenen Winkels. Der Win kel kehrt wieder auf seinen alten Wert zurück. Daraus re sultiert, daß nach Störungen die Summe der positiven und negativen Spitzen in α(t) gleich 0 ist. Positive und negative Spitzen folgen dicht aufeinander. Ein Funkstellenwech sel hingegen hat einen langfristigen Wechsel des Azimuts zur Folge. Der Winkel kehrt nicht auf seinen alten Wert zurück. In α(t) bildet sich nur eine einzelne, herausragende Spitze aus und die Amplitude der empfangenen Wellen fällt zwischen den Sendungen ab.

Daraus ergibt sich für eine automatische Auswertung:

a) Eliminieren von Störungen bei der Winkelbildung durch Ausblenden von Bereichen mit abwechselnd positiven und negativen Spitzen in α(t).
b) Erkennen eines Funkstellenwechsels an einer herausra genden Einzelspitze in α(t) gefolgt von einer blei benden Winkeländerung in α(t).

Dazwischen Abfallen der Empfangsfeldstärke.

Liegt ein mit chronologischen Winkelwerten belegtes Speicher feld zur Auswertung vor, so ist durch eine an obigen Kriterien orientierte Auswertung von α(t) und α(t) eine Erkennung der Funkstellenwechsel möglich. Fig. 9 zeigt, daß die so erkannten Eckwerte t₀, t₁ und t₂ die Anfangspunkte einer Sendung dar stellen. Die Differenz zwischen zwei Eckwerten gibt die Dauer der Sendung wieder. Anfangspunkt und Dauer können - wie be reits beschrieben - zur Kennzeichnung eines Senders an die Zentrale übermittelt werden.

Liegen die zeitlichen Eckpunkte einer Sendung fest, so kann der Einfallswinkel bestimmt werden. Zur Verbesserung der Win kelbestimmung werden Störungen wie oben unter Punkt a be schrieben, ausgeblendet.

Ist an eine vollautomatische Überwachung eines Frequenzbandes über längere Zeiträume hinweg gedacht, so ist folgender Weg denkbar:

In den Peilaußenstellen P (Fig. 11 und Fig. 12) werden Zeit- Winkel-Diagramme aufgebaut und laufend erneuert, die aktuelle Winkelwerte des vergangenen Zeitabschnitts T enthalten. Ein Zeiger (dargestellt durch ein Register) deutet auf die Speicher stelle, in die der jeweils aktuelle Winkel eingeschrieben wird. Der Winkel des Zeitpunktes t-T wird dabei überschrieben (umlaufendes Registerfeld). Nach Einspeichern jedes neuen Winkels wird der vergangene Zeit raum T nach Winkeländerungen untersucht. Wird ein Funkstellen wechsel bzw. ein Wegtasten des Signals erkannt, so wird dies der Zentrale gemeldet.

Handelt es sich um einen echten Funkstellenwechsel oder um einen Abbruch der Sendung, so wird der größte Teil der peri pheren Peilstellen P_N der Zentrale eine Änderung übermitteln. Eine Änderung der Peilsituation kann die Zentrale aus der Rückmeldung des größten Teils der Peripheriestellen P_N er kennen. Die Zentrale veranlaßt daraufhin die Auswertung und Rückmeldung der Winkel zur Standortberechnung. Lokale Störun gen, die von einzelnen Peilstellen als Wechsel erkannt und rückgemeldet werden, rufen keine Auswertung hervor und wer den als Störung unterdrückt.

Wesentliche Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Standortberechnung für die einzelnen Sender in der Zentrale erheblich erleichtert wird und daß auch eine Trennung von Nutzsignal und kurzzeitig auftretenden Störungen durch die automatische Berechnung möglich ist.

Claims

1. Verfahren zur Identifizierung und Zuordnung mehrerer Azimute bei der zentralen Standortberechnung in einer Peilbasis mit Hilfe einer Anordnung zum automatischen Gewinnen von Peilwinkelwerten, bestehend aus einer Peilantenne, einem Peilempfänger, einem Hilbert-Transformator, einem Analog-Digitalwandler, einem Winkel wertrechner, einem Digitalspeicher und einem Bewertungsrechner sowie mit Hilfe eines mehreren Peilstellen gemeinsamen Auswerterechners in einer Zentrale und einem Anzeigegerät, bei welchem Verfahren während der Peilmeßzeit ein Peilpanorama von Funksendungen gebildet wird und nach Beendigung der Meßzeit aus dem Peilpanorama die dort aufgelaufenen Azimute mit ihren Streu breiten ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Peilergebnisse jeweils über einen gewissen Zeitraum Δt gemittelt werden und diese gemittelten Peilergebnisse in zeitlicher Reihenfolge als Momentanwinkel werte oder als Winkelkomponenten im Speicher des Bewertungs rechners gespeichert werden;
- daß das so gewonnene Zeit-Winkel-Diagramm um die aus dem Peilpanorama ermittelten Azimute in Streifen zerlegt wird, die der jeweiligen ebenfalls aus dem Peilpanorama er mittelten Streubreite entsprechen;
- daß aus den jeweils innerhalb dieser Streifen liegenden gespeicherten Momentanwinkelwert- oder Winkelkomponenten- Folgen vom Bewertungsrechner Zeitcharakteristiken wie Anfangspunkt und Dauer der Funksendung, Tastungseigenschaften sowie Störungen ermittelt werden und dem jeweiligen Azimut zugeordnet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß das gespeicherte Zeit-Winkel-Diagramm zeitlich differenziert wird;
- daß beim Auftreten von einzelnen Spitzen im zeitlich differenzierten Zeit-Winkel-Diagramm, denen jeweils eine über einen längeren Zeitraum bleibende Winkeländerung im Zeit- Winkel-Diagramm folgt und die jeweils mit einem kurzzeitigen Abfall in der Empfangsfeldstärke verbunden sind, jeweils ein Markierungssignal für einen Funkstellenwechsel erzeugt wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die während der Meßzeit eingefallenen Peilazimute aus dem Zeit winkeldiagramm zwischen den Markierungssignalen ermittelt werden.

4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Eliminierung von Störungen bei der Azimutbildung Bereiche, in denen das differenzierte Zeitwinkel diagramm kurzzeitige positive und negative Spitzen enthält, für die Winkelbildung ausgeblendet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Standortberechnung in die Zentrale einer Peilbasis rückgemeldete Peilazimute nach den Zeitkriterien einander zugeordnet, daraus die Standorte berechnet und lokale Störungen eliminiert werden.

6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur vollautomatischen Überwachung eines Frequenzbereiches in jeder Peilstelle einer Basis aus einem umlaufenden Registerfeld Funkstellenwechsel erkannt und der genaue Zeitpunkt der Zentrale übermittelt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei stark umlaufenden Ellipsen oder sonstigen Empfangsverhältnissen schlechter Güte die falsche Ausgabe mehrerer Ergebnisse für nur einen Sender dadurch verhindert wird, daß die Übergänge zwischen mehreren Peilazimuten im Zeit-Winkel-Diagramm analysiert werden.