DE2939958A1

DE2939958A1 - Einrichtung und verfahren zur wetteruntersuchung

Info

Publication number: DE2939958A1
Application number: DE19792939958
Authority: DE
Inventors: Jun Robert Leonard Nelson
Original assignee: Tracor Inc
Current assignee: Tracor Inc
Priority date: 1978-10-02
Filing date: 1979-10-02
Publication date: 1980-04-10
Also published as: FR2438276A1; JPS5548675A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Wetteruntersuchung zur Messung und Bestimmung der Windgeschwindigkeit an einer entfernten Position.

Bei der Durchführung von Untersuchungen, bei denen meteorologische Phänomene eine Rolle spielen, ist es häufig wünschenswert, Meßwerte zu bekommen, die verschiedene meteorologische Parameter an verschiedenen Orten betreffen. Diese Parameter z. B. können Druck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit einschliessen wie auch Windgeschwindigkeit und -richtung an einem bestimmten interessierenden Ort.

Um solche Informationen von abgelegenen Orten zu bekommen, können vorteilhafterweise an der abgelegenen Stelle Hilfsmittel vorgesehen werden, die die erwünschten Meßdaten aufnehmen und diese Information zu einer Empfangsstation an geeignetem

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Ort übertragen. Ein Gerät, das häufig für diesen Zweck verwendet wird, ist z. B. eine Radiosonde, die eine unabhängige elektronische Vorrichtung ist, dafür entworfen, von einem Flugzeug abgeworfen zu werden und von einem Fallschirm getragen zur Erde zu fallen. Als Alternative kann solch eine Radiosonde auch an einem Ballon befestigt und vom Erdboden freigelassen v/erden um durch die Atmosphäre aufzusteigen. In beiden Betriebsarten v/ird die Radiosonde verwendet, um die gewünschten meteorologischen Meßparameter nachzuweisen und diese Messungen an einen entfernten Empfänger zurückzuübertragen, während die Radiosonde sich durch die Atmosphäre bewegt.

Häufig werden solche Radiosonden von einem speziell ausgerüsteten Flugzeug abgeworfen und die Daten, di sie sammeln und zurückübertragen, werden empfangen von einer Ausrüstung, die im Flugzeug installiert ist, wo die Daten analysiert und aufgenommen werden. Interessierende Kessungen von Druck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit können durch, an solch einer Radiosonde befestigte, meteorologische Sensoren gemessen werden. Zusätzlich können zur Messung von Windgeschwindigkeit und -richtung an der Position der Radiosonde die Signale eines Funknavigationssysterns, wie das Omegasystems, genutzt werden. Ein Funknavigationssystem wie das Omega-Navigfstionssystem sendet durchgehend Funksignale auf einer sehr niedrigen Frequenz (VLF) von einer Zahl von Sendestationen, die über die Erde verteilt sind. Die Phasen dieser Vielzahl von gesendeten Navigationssignalen im Omegasy stein sind synchronisiert, so daß die Signale von Schiffen und Flugzeugen zur Positionsfindung benutzt werden können. So ist es möglich, durch Vergleich der

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Phasenverhältnisse dieser Signale, wenn sie in einer bestimmten Position aufgenommen worden sind, genau zu bestimmen, wo der Empfänger sich befindet, dadurch, daß die berechneten Phasendifferenzen in Bezug gesetzt werden zu dem Abstand, den die Signale von den verschiedenen Sendestationen zum Empfänger zurückgelegt haben. Die Fhaseninformation, die in solchen Signalen enthalten ist, ist auch für andere Zwecke als die Positionsfindung nützlich, wie z. B. für die Windsuche.

Man darf annehmen, daß eine Radiosonde, während sie an einem Fallschirm hängt und die Funksignale aufnimmt, mit dem Wind driftet, so daß sich die Radiosonde selbst im wesentlichen in die Richtung und mit der Geschwindigkeit des lindes bewegt. Wenn die radiosonde übe · eine ausreichende Zeitspanne die r'unksignale aufnimmt und rücksendet, verden sich die Phasen der Funksignale aufgrund der Bewegung der Radiosonde ändern in einer Weise, die in Relation gesetzt werden kann zur sich ändernden Position der Radiosonde zur Zeit des Signalempfangs. Eine Analyse dieser Folge vor. Signaldaten kann gemacht v/erden, um eine Folge von Phasenwerten zu liefern, die sich proportional zur Windgeschwindigkeit und -richtung an der Außenposition der Radiosonde ändern. So kann, wenn diese Phasenwerte mit den bekannten Zeitintervallen, in denen die FunkSignalmessungen gemacht wurden, kombiniert werden, die Anderungsgeschv/indigkeit der Signalphasen berechnet werden. Diese Phasenänderungsgeschwindigkeit kann dann zur Windgeschwindigkeit und -richtung am Ort der Radiosonde in Beziehung gesetzt werden.

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Die Qualität der benutzten Funksignale aber kann den praktischen Wert dieser Technik zur Wetteruntersuchung beeinflussen. Omega-Navigationssignale z. B. breiten sich im Bereich sehr niedriger Frequenzen aus, so daß die Signale im Grunde genommen überall auf der Welt eine für den Empfang ausreichende Signalhöhe zeigen. Bei diesen Frequenzen können aber atmosphärische Störungen und andere Signalanomalien einen merkbaren Rauschpegel in das Signal einbringen, wenn sie an einem relativ abgelegenen Ort aufgenommen werden. Abhängend vom aktuellen Rauschpegel kann der Rauschabstand für das empfangene Signal zu niedrig sein, um sinnvolle Information zu erlauben bezüglich der Phasenänderungsgeschwindigkeit, die unter Benutzung der oben genannten Technik aus den Signalen erhalten werden soll.

Der minimale zulässige Rauschabstand für ein Signal, das eine ausreichende Stärke für die Nutzbarkeit in der Analyse von Phasengeschwindigkeiten zeigt, ist aber abhängig von der Art, in der solche Signale analysiert werden. Die Phasengeschwindigkeit z. B. aus der die Windgeschwindigkeit berechnet werden kann, wird gemäß einer Methode hergeleitet durch Anpassen einer Kurve an eine Darstellung der Phasenproben in Abhängigkeit von der Zeit und durch Berechnung der Steigung dieser Kurve, wobei die Steigung der Phasengeschwindigkeit entspricht. Häufig wird die Kurve als gerade Linie angenommen und das benutzte Anpassungskriterium ist das der kleinsten Fehlerquadrate. Unter dieser Annahme und mit diesem Anpassungskriterium kann das gewünschte Ergebnis, die Phasengeschwindigkeit, als gedichtete Summe der Phasenproben berechnet werden.

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Diese Berechnung kann explizit ausgeführt werden oder mit Hilfe eines linearen Filters. Solche Methoden können aber nicht benutzt werden, wenn der Rauschabstand der einzelnen Probe unter ungefähr 0 db ist wegen des Schwellenverhaltens, das allen winkelmodulierenden Systemen gemeinsam ist. Da ein Rauschabstand von unter 0 db aber nicht unüblich für solche Signale ist, besteht Bedarf an einem Gerät zur Wetteruntersuchung, das in der Lage ist, unter Benutzung der Signale eine Funknavigationssystems die Windgeschwindigkeit zu berechnen, auch wenn diese Signale einen kleinen Rauschabstand zeigen.

Es ist die Aufgabe dieser Erfindung, eine neue und verbesserte Einrichtung und Verfahren zur Wetteruntersuchung zu liefern zur Bestimmung der Windgeschwindigkeit an einem entfernten Ort.

Die erfindungsgemäße Einrichtung umfaßt eine Radiosonde, die sich an einem entfernten Ort befindet, um regelmäßig Signalinformation von einem Funknavigationssystem zu empfangen und rückzusenden; einen Empfänger für Empfang und Verarbeitung der zurückgesendeten Signalinformation, wobei das bearbeitete Signal vom Empfänger in einen Detektor zur Vermessung einer Vektordarstellung des Signals gebracht wird und einen Rechner, der die Änderungsgeschwindigkeit der Signalphase unter Benutzung von integral gewichteten mittleren Signalvektorwerten berechnet, wobei die Änderungsgeschwindigkeit der Phase der Vektorsumme ein Maß der Windgeschwindigkeit an der entfernten Position ist.

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In einer Ausführungsform enthält der erfindungsgemäße Rechner einen Akkumulator zum Abspeichern eines Satzes von digitalen Signalvektorwerten, die in vorbestimmten aufeinanderfolgenden Zeitabständen gemessen worden sind, eine Kultiplizierstufe zum Anwenden eines Satzes von integrierten Gewichtswerten auf den Satz von Signalvektorwerten, eine Addierstuf'e zum Aufsummieren des Satzes von gewichteten Signalvektorwerten, ein Hilfsmittel zur Messung des Winkels des summierten Satzes von Signalvektorwerten um eine exakte Phasenabschätzun^ zu bekommen, einen Speicher zur Abspeicherung· des Phasenschätzwertes, eine Subtrahierstufe zur Bildung der Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Phasenschätzwerten, und eine Divisionsstuie zur Division des Ausgangs der Subtrahierstufe durch den Zeitabstand zwischen den Phasenabschätzungen, wodurch die Xnderungsgeschwindigkeit der Phase berechnet wird.

In einer anderen Ausführungsart enthält der erfindungsgemäße Rechner ein analoges Vektorfilter zur Anwendung einer integrierten Gewichtsfunktion auf einen gemessenen analogen Signalvektorwert über eine Zeitspanne, ein Hilfsmittel zur Messung des Winkels des Filterausgangs zur Gewinnung einer exakten Phasenabschätzung, einen Speicher zur Abspeicherung der Phasenschätzwertes, eine SubtraMerstufe zur Differenzbildung zwischen aufeinanderfolgenden Phasenschätzwerten, und eine Divisionsstufe zur Division des Ausgangs des Subtrahierwerkes durch die Zeitspanne zwischen den Phasenschätzwerten um die Änderungsgeschwindigkeit der Phase zu bekommen.

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Erfindungsgemäß um!aßt ein Verfahren zur Berechnung der Änderungsgeschwindigkeit der Phase eines gemessenen Signals folgende Schxitte: Die Aufnahme des Signals zu vorbestimmten aufeinanderfolgenden Zeitpunkten, die voneinander durch ein eingestelltes Zeitintervall getrennt sind, um einen Satz von Probevektoren zu bekommen; die Anwendung des Integrals einer geeigneten Gewichtsfunktion auf den Satz der aufgenommenen Werte um einen gewichteten Satz von Vektorproben zu bekommen; die Sumrnierung des Satzes von gewichteten Proben um eine Vektorsumme zu bekommen; die Bestimmung des V/inkels der Vektorsumme um einen ersten Phasenwert zu bekommen; die Wiederholung des ersten Schrittes nach einer Verzögerungszeit um einen zweiten Satz von Proben zu bekommen; die Wiederholung des zweiten bis vierten Schrittes für den zweiten Satz von Proben um einen zweiten Phasenwert zu bekommen; und die Division der Differenz zwischen dem zweiten Phasenv/ert und dem erster Phasenwert durch die Verzögerungszeit, wodurch die Änderungsgeschwindigkeit der Phase berechnet wird.

Zusammengefaßt wird im folgenden beschrieben eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Wetteruntersuchung, die Druck, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und -richtung an einem entfernten Ort nachweist unter Benutzung von OmegafunknavigationsSignalen. Eine Radiosonde, die sich an diesem entfernten Ort befindet, empfängt und sendet Signaliniormationen vom Omegasystem und mißt und sendet auch Druck-, Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsdaten, während ein Empfänger, der in einem Flugzeug untergebracht sein kann, die Information, die von der Radiosonde gesendet wurde,

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empfängt und verarbeitet, Ein 3ignaldetektor im Empfänger mißt die Omegasignale und ein Rechner verwendet die Messungen des Signaldetektors zur Berechnung der iinderungsgeschwindigkeit der Phase von nacheinander empfangenen Omegasignalen. Die Berechnung der Änderungsgeschwindigkeit wird durchgeführt mit Hilfe von integralgewichteten Durchschnitt"r..t^nalverten, wobei das Integral einer Gewicht s funk ti on auf die Komponenten eina* Vektorrepräsentation des Signalwertes angewendet wird, die Vektorsumme berechnet wird und dann die Phase der Vektorsumme differenziert wird. Dieses Verfahren, das entweder digital oder durch Gebrauch eines Analogfilters verwirklicht werden kann, erlaubt die Gewinnung von brauchbarer Information über die Windgeschwindigkeit auch aus verhältnismäßig stark verrauschten Omegasignalen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausbildungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein bildliches Diagramm zur Darstellung einer Umgebung, in der diese Erfindung benutzt v/erden kann.

Fig. 2 ist ein schematisches Blockdiagramm für ein System zur Wetterunter stichung, welches die vorliegende Erfindung benutzt.

Fig. ^ ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform des Windgeschwindigkeitsteils des Rechners von Fig. 2.

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Fig. 4 ist ein schematisches Blockdiagramm zur Darstellung einer alternativen Ausführungsform des Windgeschwindigkeitsteils des Rechners aus Fig. 2.

Fig. 5 ist ein schematisches Schaltbild zur Darstellung eines Beispiels für ein Filter, welches in der Ausführungsform von Fig. Verwendet werden kann.

Tig. C ist ein schematisches Schaltbild zur Darstellung eines zusätzlichen Beispiels für ein Filter, welches in der Ausführungsform von Fig. 4 verwendet werden kann.

Eine Umgebung, in der diese Erfindung vorteilhaft gebraucht werden könnte, ist in Fig. 1 dargestellt. In Fig. 1 hat ein Flugzeug 10 aui einem bestimmten Kurs die Radiosonden 12, 14 und 16 an kontrollierten Punkten auf seiner Flugbahn abgeworfen. Die Radiosonden sind mit Instrumenten ausgerüstete elektronische Geräte, die in der Lage sind, verschiedene Informationen an ihrem Standpunkt zu entdecken und diese Information über UKF-Funksignale zu einer Empfangsstation weiterzuleiten. Nachdem sie vom Flugzeug 10 abgeworfen wurden, werden die Radiosonden, die an Fallschirmen hängen, mit der Geschwindigkeit und in der Richtung des Windes an ihrer Position getrieben. Jede Radiosonde ist ausgerüstet, Druck-, Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsdaten aufzunehmen und diese Daten mit einem UHF-Radiosignal zum Flugzeug 10 zu senden, wo die Daten aufgenommen, verarbeitet und gespeichert werden.

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Die Radiosonden 12, 14 und 16 sind auch in der Lage, Funksignale vom Omegafunknavigationssystem aufzunehmen und diese Information an das Flugzeug 10 zurückzusenden, wo diese Signale mit Hilfe einer geeigneten Ausrüstung analysiert werden können, um die Windgeschwindigkeit und -richtung an der Position jeder Radiosonde zu bestimmten. In Fig. 1 sind die Sendestationen A, B, C und D, die vier von den im ganzen acht Stationen des Omegafunknavigationssystems darstellen, an den entsprechenden Positionen 18, 20, 22 bzw. 24 gezeigt. Jede solche Station sendet Funksignale, die alle phasensynchronisiert sind. Folglich treten Linien konstanter Phasendifferenz, phasengleiche Linien, für Punkte zwischen jedem Paar von Stationen auf, wie in Fig. 1 illustriert. Durch Vergleich der Phase des von einem Empfänger empfangenen Signals kann die Position des Empfängers bezüglich dieser gleichphasigen Linien oder Positionslinien (LOP) bestimmt werden. Fernerhin kann durch eine Anzahl von Messungen der Funknavigationssignale über eine Zeitspanne die Änderungsgeschwindigkeit der Signalphase, bedingt durch die Bewegung des Empfängers, bestimmt werden. Wenn der Empfänger eine Radiosonde ist, die sich mit dem Wind bewegt, kann diese Information dann benutzt werden, die Windgeschwindigkeit und -richtung an der Position jeder Radiosonde zu berechnen.

Auch wenn die bevorzugte Ausführungsart dieser Erfindung hier beschrieben wird als speziell angepaßt für die Benutzung in Verbindung mit dem Omegafunknavigationssystem, ist die Erfindung nicht begrenzt auf Anwendungen, die dieses spezielle System einbe-

en,
ziehen. Wie der Fachmann erkennivird, ist die Erfindung

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so anwendbar in Systemen zur Wetteruntersuchung, die andere Typen von gesendeten Funksignalen benutzen, z. B. auch Signale, die nioht zum Zweck der hyperbolischen Navigation gesendet werden. Z. B. senden auch militärische VLF-Kommunikationssysterae und Zeit- und Fequenz-Eichsender Funksignale, die zur Bestimmung der v'indgeschwindigkeit benutzt v/erden können und solche Anwendungen können Nutzen ziehen aus der Benutzung der vorliegenden Erfindung. Im Interesse einer möglichst deutlichen Beschreibung der Erfindung v/erden aber die hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen im Zusammenhang mit dem Omega-Navigationssystem erklärt.

Fi£. 2 zeigt, in Bloch-iip.crpmnform, die Komponenten einer* Einrichtung ζικ· "Wetteruntersuchunf, die auf die Weise benutzt wird, wie sie in Fig. 1 illustriert ist, in Verbindung mit Signalen, die vom weltweitsilümega-i.avigationssystem empfangen wurden. In Fig. 2 empfängt eine radiosonde 26 Omegafunksignale von verschiedenen Ornegasendern (nicht gezeigt) mit Hilfe der Antenne 28, die an der Radiosonde 26 angebracht ist. Die Radiosonde 26 ist auch mit Sensoren ausgerüstet, die den umgebenden Druck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit an der Position der Radiosonde nachv/eisen. Die Omegasignalinlormation wird, ebenso v/ie die Daten von Druck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit, durch die Ausrüstung der Radiosonde in konventioneller Weise auf eine UHF-Trägerfrequenz moduliert und über eine UHF-Keßwertübertragungseinrichtung durch die Sendeantenne 30, die an der Radiosonde befestigt ist, an eine Empfangsstation gesendet, die zweckmäßigerweise in einem Flugzeug untergebracht ist, wie dem Flugzeug 10 in Fig. 1.

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Das UKF-Signal wird durch die UHF-Empfangsantenne 32, die am Flugzeug angebracht ist, empfangen. Das UHF-Signal wird dann im Verstärker 34 verstärkt und in den Eingang des FM-Empfängers 36 gebracht. Der Empfänger 36 demoduliert die PTH-(pressure, temperature and humidity) und ümegasignaldaten, die dann zum PTH-Prozessor 38 bzw. zum 13,6 kHz Omegaempfänger geleitet werden. Auch wenn in Fig. 2 nur eine Radiosonde dargestellt ist, wird ein Fachmann leicht verstehen, daß im beschriebenen System viele Radiosonden benutzt werden können um gleichzeitig Daten von einer Zahl von verschiedenen Positionen zu empfangen. In diesem Falle wäre ein FM-Empfanger, ein PTH-Prozessor und ein 13,6 kHz Empfänger lür jede Radiosonde im Flugzeug vorgesehen. Gleichzeitige Aufnahme der Signale von solch einer Vielzahl von Radiosonden könnte erreicht werden durch Benutzung unterschiedlicher UHF-Sendefrequenzen für jede Radiosonde. Die Analyse der Daten von jeder Radiosonde würde in solch einem Fall identisch sein mit der hier beschriebenen.

Das demodulierte Ausgangssignal des Empfängers 36 besteht aus diskreten Frequenzen, die Druck-, Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsinformationen darstellen, und enthält auch ein zurückgesendetes Omegasignal von 13,6 kHz . Die PTH-Daten werden auf konventionelle Art und Weise, die Fachleuten vertraut sein dürfte und deshalb hier nicht im Dtail beschrieben werden soll, verarbeitet. Zur •Benutzung der Druck-, Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsdaten wird das Ausgangssignal des FM-Empfängers direkt zum zugehörigen PTH-Prozessor 38 geleitet. Der PTH-Prozessor formt die empfangenen PTH-Signale in logische Niveaus um, die in den Rechner 52 einge-

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geben werden. Der Rechner 52 erfüllt drei Funktionen zur Verarbeitung der PTH-Signale: Er liefert die unverarbeiteten PTH-Daten an ein Magnettonbandgerät zur Meßwertaufzeichnung und -dokumentation; er verarbeitet die Daten in gebräuchliche wissenschaftliche Einheiten (Millibar, Grad Celsius und Prozente); und er liefert die PTH-Daten an einen Fernschreiben und einen x-y-Schreiber.

Information bezüglich der Windgeschwindigkeit und -richtung am Ort der Radiosonde 26 wird gewonnen durch Analysierung der Funknavigationssignale, die durch die Radiosonde empfangen wurden. Obwohl die Erfindung nicht als in dieser Beziehung beschränkt betrachtet werden soltte, sind die hier beschriebenen spezifischen Ausführungeformen darauf angepaßt, mit dem hyperbolischen Omeganavigationssystem benutzt zu werden. Also ist es angemessen, die Theorie der Arbeitsweise des Omegasystems detaillierter zu betrachten, um das Verständnis von Arbeitsweise und Nutzen der Erfindung zu fördern.

Das Omegasystem liefert eine sequentielle Sendung von drei Navigationsfrequenzen (bei 10,2, 11 1/? und 13, 6 kHz) von jedem von acht über die Welt verteilten Sendern. Die Mehrfach!requenzen v/erden dazu verwendet, das im Zusammenhang mit der Phasenmessung eines im wesentlichen kontinuierlichen Phasensignals auftretende Problem der Grundlinienmehrdeutigkeit zu vermindern, und können auch benutzt werden, zusammengesetzte Signale zu formen, um die Signalstabilität zu steigern. Es müssen aber für eine Einrichtung, wie sie hier beschrieben ist, die in erster Linie mit der Messung

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der Geschwindigkeitsänderung der Phase beschältigt ist,nur die Signale einer einzelnen Frequenz benutzt v/erden. Nur das 13» 6 kiiz Signal wird in der AusiYihrungsform der Erfindung, die hier beschrieben ist, benutzt.

Grundsätzlich wird beim Omegasignaliormat die erste Frequenz durch eine erste Station zum Zeitpunkt KuIl gesendet. Dieses Signal wird 0,9 Sekunden gesendet, gefolgt von einej 0,2 Sekunden dauernden Verzögerung, wobei eine derartige Verzögerung zwischen jedem Paar von übertragenen Signalen vorgesehen ist. Zum Zeitpunkt 1,1 Sekunden sendet die erste Station eine zweite Frequenz und zum Zeitpunkt 2,3 Sekunden sendet die erste Station eine dritte Frequenz* Jede andere Station startet diese Sequenz von Sendefrequenzen einen Sendezyklus später als die vorhergehende Station. So sendet ρ1εο jede Station die gleichen drei Frequenzen in der gleichen Reihen!olge, aber mit unterschiedlicher Zeitdauer und zu unterschiedlichen Zeitpunkten im Gesarntsignallormat, das von insgesamt acht Stationen gesendet v/ird. Wenn die Reihenfolge der gesendeten "reouenzen und die Zeitdauer eines jeden der drei diskreten Signale bekannt ist, kann die Sendung von einer ganz speziellen Station identifiziert werden. Das 10 Sekunden Signal!'orrnat besteht aus acht Abschnitten, entsprechend den acht Gmegastationen, \.obei die vollen 10 Sekunden zwischen der Sendung einer diskreten Frequenz durch eine Station und der nächsten Sendung der gleichen Frequenz durch die gleiche Station verstreichen. Da das Signal einer jeden Omegastation mit den Signalen der anderen Omegastation synchronisiert ist, kann der Navigator auf einem Flugzeug oder einem Schiff ein lunpiangs-

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gerät benutzen, das für das Omegasystem entworfen ist, um jedes empfangene Signal im Rahmen des Omegasendemusters auszuwerten und die relative Phasenverschiebung zwischen jedem Paar von solchen empfangenen Signalen zu bestimmen. Orte auf der Erde, wo diese Paare von Signalen einen konstanten Phasenunterschied zeigen, liegen auf hyperbolischen Linien und es wurden Omeganavigationskarten entwickelt mit hyperbolischen Positionslinien, die einem Phasenunterschied von KuIl entsprechen. Kit Hilfe dieser Karten und der Phaseninfonnation von den empfangenen Omegasignalen kann der Naviseine Position sehr genau bestimmen.

Wenn das Gmegasigria.l einer .'Jtfition fernerhin eine Zeitlang in bestimmten Abständen gemessen wird, kann die Phasenänderung pro Zrifeinheit berechnet -/e^den. Da jede Phasenmessung einer spezieller Position zu einer¹ bestimmten Zeit entspricht, kann die Geschwindigkeitsänderung der- Phase mit Geschwindigkeit und Richtung, in üe.· de.; Omt gaernpf änge^ sich bewegt, in Beziehung gesetzt werden. V/enn der Omegaempfanger an einem ausreichend schwebefä'higen Objekt befestigt ist, wie einer Radiosonde, die an einem Fallschirm oder Ballon hängt, entsprechen Bewegungogeschv/indigkeit und -richtung des Empfängers im wesentlichen der vorherrschenden V/indrichtung und-geschv/indigkeit an der Position des Empfängers. Auf diese V/eise kann das Omegasystern benutzt werden, Daten bezüglich Wingeschwindigkeit und -richtung an irgendeiner gewünschten Anzahl von Außenpositionen und in verschiedenen Höhen der Atmosphäre zu liefern.

In der Darstellung des Geräts zur Wetteruntersuchung in Fig. 2 werden zusätzlich zur Omegainformation, die mit den von der Radio-

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sonde 26 gesendeten UHF-Signalen aufgenommen wird, auch Omegasignale vom Flugzeug mittels der Bordantenne 42 empfangen. Beide Gmegasignale werden in der Flugzeugausrüstung durch identische Schaltkreise verarbeitet.

Im Omegasystem des Flugzeugs wird das 13,6 kHz Omegasignal durch die rechtwinklige Rahmenantenne 42 empfangen, im Verstärker 46 verstärkt und zum 13,6 kHz Empfänger 48 geleitet. Der Empfänger 4ö wendet die übliche doppelte Frequenzumsetzung an, bei welcher zuerst die Frequenz des Eingangssignales auf eine Zwischenfrequenz von 2,2 kHz herabgesetzt wird und dann auf die endgültige Zwischenfrequenz (ZF) von 200 Hz. Die Bandbreite des Omegasignals wird stufenweise eingeengt von der i'.'ingangsradiolrequenz zur letzten Zwischenxrequenz, deren oandbreite kleiner als 10 Hz ist, während die Verstärkung eingestellt und festgehalten irt, so dn/3 die endgültige Zwischenfrequenz auf schwache signale von weniger ■ als 50 j.iV begrenzt.

Das ZF-oignal vom Empfänger 46 wird dann zum Detektor 50 geleitet, der die Ouadjaturmethode zum Signalnachweis anwendet. Im Detektor 50 v/ird das ankommende Signal durch harte Begrenzung in ein Kechtecksipnal gev/andelt. Dr.? ha t begrenzte Omegasignal wird dann in Exclusiv-ODEK-Gliedern mit zv/ei Rechteckbezugssignalen der Jignalfrequenz kombiniert, von denen eines eine Phasenverzögerung von 90 bezüglich des anderen auiweist. Wenn die resultierenden Ausgangssignale, gesteuert durch ein Taktsignal, in den Aufwärts zähler gefüttert werden, erhält man zwei Werte, die mit der Sinus- bzw. Kosinus-Komponente des Signalvektors verknüpft sind. Der Phasen-

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λ'/ert des Omegasignals bezüglich des Kechteckbezugssignals entspricht dem Winkel dieses Vektors und der Rauschabstand steht in Beziehung zu seiner Größe.

Ein 4,096 MHz Oszillator im Referenzgenerator 44 wird als Bezug zur Bestimmung der Phase beider Omegasignale benutzt, während die Synchronisation mit dem korrekten Omegaabschnitt durch Benutzung des Omegakanals des Flugzeugs verwirklicht wird. Detektor 50 kann beispielsweise in Konstruktion und Arbeitsweise dem Phasendetektor gleichen, der· in der ebenfalls schwebenden Anmeldung des gleichen Anmelders mit dem Titel "Digital Phase Detector and Method",.US Serial ho. 877 259, eingereicht am 13. Februar 1978 offerigelegt ist. Di^se Anmeldung bildet einen Teil der vorliegenden Anmeldung.

Die Sinus- und Kosimuswerte des 13,6 kHz Omegasignals, das vom Flugzeug aufgenommen wurde, werden vom Computer [J2 für spätere Auswertung abgespeichert und können in Verbindung mit den ^megasignalen, die von der Radiosonde 26 aufgenommen wurden, auch für die herkömmliche Entwicklung von Ausbieitungskorrekturer benutzt verden um Phasenverzerrung zu kompensieren, die durch ionosphllri-Eche oder andere Störungen im Omegasignal auftreten. Wenn solche Störungen im Omegasignal die Qualität des Omegasignals, das vom Flugzeug von der Radiosonde aufgenommen wurde, vermindern, kann der Rechner 52 eingesetzt werden, die Omegaphase des Flugzeugs zu benutzen um Korrekturen an der Phase des Radiosondenomegasignals abzuschätzen. Die Benutzung des Omegasignals des Flugzeugs zu die-

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sem Zweck aber soll nicht Teil der vorliegenden Erfindung sein und wird nicht im Detail beschrieben.

Das 13,6 kHz Omegasignal, das über die UHF-Datenübertragungseinrichtung von der· Radiosonde 26 empfangen wurde, wird durch einen zusätzlichen 13»6 kHz Empfänger 40 verarbeitet, der in Konstruktion und Arbeitsweise identisch mit dem oben beschriebenen F'lugzeugomegaempianger US ist. Die Verarbeitung des Omegasignals von der Radiosonde T.β ist identisch mit der, die auf das Flugzeugomegasignal angewandt ^wird, das durch Antenne ■'(■? aufgenommen wurde, wie oben beschrieben, so daß die resultierenden Sinus- und Kosinuswerte für die Omegasignalproben der Radiosonde in den Rechner 52 eingefüttert werden.

Der Brenner ??, der die peripheren Ausgabeeinheiten steuert und die Informationen der Radiosonde verarbeitet zum Abspeichern einer AuEwertungsfolge, besteht aus einer zentralen Recheneinheit (CPU), einer Steuereinheit und einer Speiche'einheit. Die CPU setzt sich zusammen aus einer logischen Einheit zur Datenhandhabung und einer logischen Einheit zur Kontrolle. Die logische Einheit zur Datenhandhabung, die aus aktiven Komponenten und Datenpfaden besteht, handhabt die Daten, während die logische Kontrolleinheit die logische Einheit zur Datenhandhabung und die Systemelemente steuert und ihre Aktivitäten koordiniert.

Ein hervorstechendes Merkmal dieser Erfindung betrifft die Art, in der die Sinus- und Kosinuskomponenten des Omegasignals der·

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Radiosonde, die an den Rechner 52 durch den Detektor 50 geliefert werden, verarbeitet werden um Windrichtung und -geschwindigkeit zu berechnen. Wehren des hohen Rauschpegels, der häufig bei den empfangenen Omegasignalen auftritt, ist es nötig, eine Anzahl von Proben der Signalraessung aufzunehmen und sie miteinander zu kombinieren um die Signalinformation ausreichend herauszuheben, so daß Information über die Änderung in der Phase des Signals in Abhängigkeit von der Zeit abgeleitet werden kann. Eine Technik, um auf diese Weise verrauschte Daten über eine Zeitspanne zu mitteln, ist, die Phasenmessungen gegen die Zeit aufzutragen und die beste gerade Linie an die so gewonnenen Punkte anzupassen, wobei die Methode der kleinsten Fehlerquadrate verwendet wird. Die Steigung der geraden Linie, die angepaßt wurde, ist dann nahezu gleich der Änderung der Phase mit der Zeit, über den Zeitraum, in dem Phasendaten genommen wurden. r)in Äquivalent zu dieser Methode der kleinsten FeLlerquadrate kann in einer automatisierten V/eise verwirklicht v/erden durch Anwendung der geeigneten Gev/ichtsfunktion auf jeden einzelnen Wert der¹ Serie von mit der Zeit gemessenen Phasenwerten und darauf folgende oummierung der gewichteten Werte. F¹Ur eine endliche Zahl von Phasenproben, die in gleichen Intervallen zu Zeiten t., die um den Zeitpunkt t = 0 liegen, ist die korrekte Gewichtsfunktion:

= t.

dabei ist w. das Gewicht, das auf die Phasenprobe, die zur Zeit t. genommen v/urde, angewendet wird.

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In Fällen, wo der Rauschpegel hoch ist, kann der Rauschvektor, der in den einzelenen Signalproben enthalten ist, im Vergleich zum Signalvektor so groß sein, daß die Rauschkomponente die Phase des Signalvektors völlig verdeckt. In solchen Fällen liefert eine weitere Verarbeitung nur der Phase eine Größe, die nicht brauchbar ist Tür die Bestimmung der Phasengeschwindigkeit. Ferner kann aber auch eine kurzzeitige Störung, die nur sehr wenige Proben berührt, eine Drehung des Signalvektors, der den folgenden Proben zugeschrieben werden soll, um 360 verursachen. Diese sogenannten Grundliniensprünge können auf diese Weise grobe Fehler im Ergebnist verursachen, obwohl allgemein "saubere" Daten verwendet werden, die nur in Form der skalaren Größe der· Phase verarbeitet v/erden, entsprechend einem hervorstechenden e rf indungs geraäßen Merkmal werden aber statt der· skalaren Phasenwerte die einzelnen Vektoi'-koraponenten der Signalproben durch Benutzung von integralgewichteten Verten gerichtet.

Fachleute werden anerkennen, daß die iethode, die Gewichtsfunktion an Vektorproben des Signals anzubringen und zu summieren, gleichbedeutend ist mit der Anwendung des Integrals dieser Gev/ichtsfunktion auf die Vektorwerte und der Summation und darauffolgenden Diiierenzation der resultierenden Summe bezüglich der Zeit. Auf diese "Weise kann die gewünschte Signalermittelung vor der Konversion in skalare Phasenwerte durchgeführt werden und die Information im Signal kann so mit einem sehr viel tieferen Schwellenwert erhalten werden, wodurch die Benutzung von relativ verrauschten Omegasignalen erlaubt wird, die von einer Radiosonde

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zur Messung der Anderungsgeschwindigkeit der Phase und zur Korrelation dieser Messung mit der Windgeschwindigkeit empfangen werden. Bei der Benutzung von Omegasignalen für die herkömliche Navigationsaufgabe der Positionsfindung, kann der Schwelleneffekt, den winkelmodulierende Systeme gemeinsam haben, durch vektorielle Mittelung de^ Probe des Signalvektors, wie oben diskutiert, reduziert werden, wenn der Rauschabstand der einzelnen Proben unter ca. 0 db liegt. Das Prinzip ist, Schwelleneffekte bei der Mittelung mit irgendeiner gewünschten Gewichtung der Vektordarstellung zu vermeiden, bis jede mögliche Verbesserung des Rauschabstandes im Signal erlangt ist. u]rst dann wird die nichtlineare Operation der Phasenbestimmung durchgeführt. Diese Technik ist aber nicht direkt übertragbar auf das Problem der Vindgeschwindigkeits-und -richtungsberechnung aus Omegasignalen, da dies Problem die Berechnung der Phasenänderungsgeschv/indigkeit erfordert, anstatt des aktuellen Phasenvertes. Die liittelung der gev/ichteten Vektorproben würde im letzten Falle nur eine Abschätzung der Vektorgeschwindigkeit des Signalvektors lieiern statt der Phasenge schvindigkeit.

Die Summierung von gewichteten Proben entspricht aber exakt der Verknüpfung der einzelnen Proben mit der Gev/ichtsfunktion, oder der Faltung der Proben mit der Umkehrfunktion der Gewichtsfunktion. Es ist deshalb möglich, die Gev/ichtsfunktion durch das negative ihres Integrals zu ersetzen, wenn die gewichtete Summe dann bezüglich der Zeit differenziert wird. Diese Beziehung kann durch die Gleichung ausgedrückt werden:

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dabei ist:

χ. = die i-te Cignalvektorprobe

w. = die geeignete Gewichtung für χ.·

Durch die Ausführung der Beziehung, die durch die beiden Ausdrücke auf der rechten reite der obigen Gleichung in Vektorform dargestellt werden, kann die gleiche Art Berechnungen durchgeführt werden, wie sie bei sknlaren Phasenproben durchgeführt wird Diese Mittelung bewirkt die gewünschte Verbesserung des Rauschabstandes. Die resultierenden relativ rauscharmen Vektoren v/erden dann in Phnsenwerte umgewandelt und differenziert um die echte Phasenänderungsgeschwindigkeit zu lieiern.

Fi;:. ⁷ zeigt ein Flußdiagramm zur Fro ^prrnie rung eines Rechners, wie den Rechner ?2 von rir. Γ:, durch öle diese Technik angewendet vender, -aim zu·' Analj'-sierunf digitaler Signalprobeii. Die Omegasignp.lproben der Radiosonde, die die Sinus- und Kosinusvektorkomponenten des Signals darstellen, das vom Detektor .^cju gemessen v/ird, werden in die Register· 5^ und Ή' gegeben. Der angemessene Wert der integralen Gewichtsfunktion

- ^~ v/. (von i = 1 bis i = n) j = - oo ^J

v/ird durch Multiplikation bei 50 und 60 auf jeden der n-Probenwer-

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te angewandt. Die gewichteten Werte der Vektorkomponenten für das gesamte Probenintervall v/erden dann in die AddierstuXen 61 und G3 gefüttert, wo sie summiert v/erden und im Komponent-Winkelkonverter 62 kombiniert v/erden um eine Vektorwinkelmessung zu liefern. Von diesem winkelmeßvert wird in der Addierstufe 66 der letzte vorangegangene Vektorwinke lmeßv/ert abgezogen, der in 64 gespeichert ist. In der Dividierstufe 68 wird die resultierende Fhasenänderung dann durch die Zeitdifferenz geteilt, wobei das Ausgangssignal dann die Änderungsgeschwindigkeit der Phase zwischen den zwei Pressungen anzeigt. Aus diesem Wert kann, wie oben diskutiert, die V/indgeschvindigkeit und -richtung in einfacher l/eise bestimmt v/erden.

Für die Kethode der kleinsten fehlerquadrate, die oben beschrieben wurde, sind die y/erte für die geeignete Gewichtsfunktion in Tabelle 1, Spalte A für einen Satz von sieben Signalprober, ciie in einem 10 Sekunden-intervall aufgenommen wurden, gegeben. Spalte 3 zeigt die entsprechenden Integralgewichte für die Multiplikation mit den Vektorkomponei ten, die in dieser Erfindung an Stelle der· Phasenwerte benutzt v/erden. Jedes Gev/icht in Spalte U ist die negative Summe der Gewichte in Spalte A bis hinunter zur entsprechenden Zeile. D. h. die Werte in Spalte B repräsentieren die Gewichte, die durch Integration der Funktion, die benutzt wurde um die Gev/ichte in Spalte A zu gewinnen, erhalten werden. Ein in gleicher Weise verwendbarer alternativer Satz von integralen Gev/ichten ist in Spalte C gezeigt. Jeder solcher Satz von Gewich-

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ten, proportional zu denen von Spalte B, produziert das gleiche Ergebnis in dieser Erfindung, da die Vektorwinkelmessung, die in Konverter 62 durchgeführt wird, unempfindlich gegen Skalenfaktoren des Eingangs ist.

Tabelle I

^wi

1	oo ^W3	- 280	i	w.

J = -

-30/2800 30/2800 3

-20/2800 130/2800 5

-10/2800 60/2800 6

0 60/2800 6

10/2800 50/2800 5

20/2800 30/2800 3

30/2800 0 0

Diese Technik kann auch durchgeführt werden mit analogen Filtern, die das Integral der geeigneten Gewichtsfunktion bil den. Das Ausgangssignal eines linearen Filters kann betrachtet werden als eine gewichtete Summe seiner vorhergegangenen Eingangssignale, wobei die Gewichtungsfunktion die umgekehrte Impulsantwort des Filters ist. Eine gewichtende Funktion, die benutrt werden kann, wird ausgedrückt durch:

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; (t) = ΛΙχ (1 + t/r ) e ^t/r t £ O

t/r

ν;

Ein Filter 76, das das Integral dieser Gewichtsfunktion realisiert, ist in Fig. 5 dargestellt. Die Arbeitsweise eines solchen Filters zur Durchführung dieser Funktion ist herkömmlich und Fachleuten geläufig und wird deshalb hier nicht im Detail beschrieben, Eine andere Gewichtsfunktioiji die in analogen Filtern benutzt werden kann, ist wie folgt:

w (t) = V 8/T e ^{w f} Cos (t/T - T /4) t ± 0

Ein Filter 78, das das Integral dieser Gewichtsfunktion verwirklicht, ist in Fig. 6 dargestellt. Auch hier ist die Arbeitsweise dieses Filter's Fschleuten geläufig und bedarf keiner detaillierten ' eschreibunr.

Die Darstellung eines Flußdiagramms für die Henutzung eines solchen analogen linearen Filters für diese Methode ist in Fig. 4 gezeigt. In Fig. 4 ist der Rechner, der in Fig. ^ dargestellt ist, ersetzt durch die analogen Filter 12 und 74 zum Zwecke der Windsuchmessung. Der Filteraufbau von Fig. 4 kann in Verbindung mit einem Apparat ähnlich dem von Fig. ? benutzt werden, aber¹ die Detektorkonstruktion, die für die letztgenannte Anwendung erforderlich wäre, wäre von analoger anstatt von digitaler Form. In Fig. 4 werden die analogen Komponenten 70 des Signalvektors in analoge Filter 72 und 74 gefüttert, die so gebaut sind, daß sie die gewünschte integrale Gewichtsfunktion verwirklichen. Die Filter

7'2 und 7A können durch die Schal tkreise von i^;if,. ; oder· 6 verwirklicht werden, oder es kann irgendein anderes dem Γ¹ achmann bekanntes rute;· benutzt v;ercen z:u'· iju-'chiurirung einer angemessenen Gevierts Lanuiion. Oie Au:? gangs signale der- analogen Filter νerdeη im isonponor.i -'«,'iir.velkonvevter 6Γ zur Vektor.'inkelmessung vereinigt, und der Vekto^meßv/ert wird dann in einer V/eise, die identisch mit der Arbeitsweise aus Fig. 3 ist, verarbeitet, um eine Phasenändei ungsgeschv/indigkeit zu erhalten.

Aue), wenn hier eine spezielle Ausiuhrungsart der Erfindung gezeigt und diskutiert worden ist, wird v/ohl verstanden v/erden, daß viele Variationen und alternative Ausführungsiormen der Erfindung für Fachleute oifensichtlich sein werden. Z. 5. könnte die Vektorverarbeitung der £'i.^nalprobe-r;messung in Polarkooridinaten statt in kartesischen koordinaten ^ervirklicht v.'erden, v/enn es ervünscht ist. Auch körnten die analoger. \ ilte·· 7.' und 7'- in Fin. '* ersetzt v/erden durch entsprechende digitale Filter. Diese letzte Ausiührungsart viirde besonders nützlich sein, da die Zeitskala durch einen einzigen Parameter kontrolliert würde, der durch ein Tielpaßunterprogramm vervirklicht wenden könnte, also leicht einstellbar wäi^e. Ferner, auch wenn dieses System im Rahmen der Benutzung in Verbindung mit dem ?iyperbolischen Omeganavigationssystem beschrieben worden ist, wi^d vom Fachmann verstanden werden, wie schon oben erläutert, daß die Erfindung ebenso in Systemen, die andere Arten von Funksignalen benutzen, angewendet v/erden kann.

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Claims

.-.in'-iciituri;. zur Jet te.-untersuchung zum uachv/eis der ν. in(i_r°;e3Chv.'indip;Ki;i ί" nn sjre" entiernten Position, welche bigna-Ie benutzt, die von Wρdiοsendern verbreitet vorden, g e kennzeichnet durch eine Radiosonde (2c ), die an einer entfernten Gtelle positioniert ist, i'ür den periodischen ornpiarii_: uno. ..ückseridunr von Signalinlormation von dem

ei'v/ähnten i.adi

einen

(-Ί0, 4") i']r den \±mpz.p,np.

und die Verorbeitunp; der- rückgesendeten Signalinioi-raation, einen Sipnaldetektor (50), der mit dem Ausgang des ümpiängers (40, 48) verbunden ist, zur Messung einer Vektordarstellung der rückgesendeten Signaliniormation und einen Rechner (52) zur Berechnung der .-nderungsgeschwindigkeit der Signalphase, die integralgev.'ichtete Kittelwerte der Signale benutzt, wobei die Änderungsgeschwindigkeit proportional zur Windgeschwindigkeit ist.

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ORIGINAL

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Γ-. riinrichtunp; nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichne t , daß de Γ. ignrl detektor (50) eine digitale Gröi3e liefert, die die Vektorkomponenten des Signals darstellt, und in deir tier· .Rechner (52) ferner' enthält: Einen Akkumulator (54, 56) zum Speichern eines Satzes von digitalen Signalvektor· '.•erten, die zu vorbestimmten aufeinanderfolgenden Zeitpunkten gemessen v/uiden, eine Multiplizierstufe (:?&, 60) zum Anbringen eines Satzes von integrierten Üev/ichtsv/e? ten nn den Satz von digitalen Vierten, eine AddierstuJe (6">, β?) zur Bildung der Vektorsumme des erwähnten Satzes von digitalen Werten, einen Konverter (62) zur Γ-erechrorr.g de? >/inkels der erwähnten Vektorsurnrae, urn eine PhaserabacbJltzunr. zu erhalten, einen Speicher (64) zun: Abspeichern des Phasenschiitz.v,e; tes, eine Subtrahier- bzw. Kornparatorstufe (66) zur Differenzbildung zwischen aufeinanderfolgenden Phasenschützv/erten und einer Divisionsstufe (68) zur Division des Ausgangssigna"I g der Komparatorstuie (66) durch den Zeitabstand zwischen den Phasenschätzwerten, um die Ande^ungsgeschwindigkeit der Phase zu berechnen,

3» Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signaldetektor (50) eine Vektordarstellung des Signals liefert und der Rechner (5?) enthält: Kin Paar von linearen Filtern (7?, 74) zum Anbringen einer integrierten Gewichtsfunktion am Ausgangssignal des Signaldetektors, einen Konverter (62) zur Berechnung des Winkels de- Ausgangssignale der Filter um einen Phasenschätzwert zu erhalten,einen Speicher (64) zur Abspeicherung der Phasenschätzwerte, eine Subtrahierstufe (66) i' Differenzbildung zwischen auieinanderfolgenden Phasenschätz-

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" " BAD ORIGINAL

werten und eine Divisionsstule (68) zur Division des Ausgan^ssignals der Kompaa atoi ctuie (TC) durch den Zeitabstand zwischen uen Phasenschätzv'e.'ter· u:r, die y.nderunrsgecchv/indigkeit der Phase zu bestimmen.

U. Einrichtung nach Anspruch _~, dadurch gekennzeichnet, del: die filter- (7~, 74) analoge lilte; sind.

^rj. Einrichtung nach Anspruch Z, dadurch [; e k e η ώ -zeichnet, dai3 die 7 i lter (?'-, 74) digitale Filter· sind.

C. Eirriclitur.^ nach Anspruch .'i, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Detektor (50) einen uuadratursignaüdetektor enthält, und zui- iJrmittlun,·/ de¹" Sinus- und Kosinuskomponenten eines Vektorsignalv.-ertes ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch ?-, dadurch _f;; e k e η η zeichnet, daß die VeV.'ocrkomponenten in kartesischen Koordinaten dargestellt sind.

S. Einrichtung· nach Anspruch k _t deaurch _tj e k e η η -zeichnet, daß die Vektorkomponenten in Folarkoordinaten dargestellt sind.

9. Verfahren zur Bestimmung der Änderungsgeschwindigkeit eines Signals, von dem Signalwerte durch wiederholte Signalmeßwertnahme erhalten wurden, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Probenahme des Signals zu vorbestimmten aufeinanderfolgenden Zeitpunkten, die voneinander· durch ein festgelegtes Zeitintervall getrennt sind, zur Gewinnung eines Satzes von Vektordarstellungen von Probenwerten,

b) Anwendungen des Integrals einer geeigneten Gev/ichtsfunktion auf den Probensatz zur Gewinnung eines gewichteten Latzes von Vektorproben,

c) Auisummierung des gewichteten Probensatzes, um eine Vektorsumme zu erhalten,

d) Bestimmung des VinkeLs der Ve-ktorsumme* um einfn erster Phasenschätzwert zu erhalten,

e) Wiederholung des Schrittes a) nach einer Zeitverzögerung um einen zweiten Probensatz zu erhalten,

f) Wiederholung der Schritte b) bis d) für den zweiten Satz von Froben um einen zweiten Phasenwert zu erhalten, und

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~) i>ivi??ion der Differenz zvischen dem zweiten Phasenwert und den erster, Fhasenwert durch die Zeitverzögerung, wodurch die Ände rungsgeschwindigkeit dei Fhe.se bestimmt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Signal ein Funksignal ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch g er k e η η zeichnet, daß das Funksignal vom Omega-Navigationssysfcem geliefert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 9, aadurch gekennzeichnet , daß das i'jit nsl pn eine·- entfernten Aufnahmesteile nui-'^nomnien wird.

1⁷. Verfahien nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeichnet, da? die Cs-v/ ichtsf unktion eine auf den Probensatz anAe"'endete Anpassung nach der Ket.hode der kleinsten Fehlerauadrate umiairt.

14. Einrichtung zur Wetteruntersuchung zur ^;ie?timmung der '.'/indreschv/indigkeit an einer entfernten Stelle, die Funksignaiebenutzt, rekennzeichnet durch eine Radiosonde (26), die an einer entfernten Stelle positioniert ist, zum periodischen ßmpfang und Rücksendung von Signalinformation aus den Funksignalen, einen Empfänger (UO) zum Empfang und zur Verarbeitung der zurückgesendeten Signalinformation, einen Detektor- (50), der mit

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dem Ausgang des Empfängers verbunden ist, zur Messung der zurückgesendeten Signalinformation, wobei die Verbesserung darin besteht, daß ein Rechner (52) die i'^nderungsgeschwindigkeit der Phase unter Benutzung von integralgewichteten Mittelwerten des Signalvektors berechnet, wobei die Geschwindigkeitsänderung proportional zur Windgeschwindigkeit ist.

15. Rechner zur Berechnung der Änderungsgeschwindigkeit der Phase eines Signals mit hohem Rauschpegel, gekennzeichnet durch einen Akkumulator (54, 56) zum Abspeichern eines aufeinanderfolgenden Gatzes von Vektordarstellungen von gemessenen Signalwerten, eine Multiplizierstufe (58, 60) zum Multiplizieren eines Signalvektorwertes innerhalb des erwähnten Satzes mit einem entsprechenden Gewichtswert, wobei der üev/ichtswert durch Integration einer· geeigneten üewichtsfunktion erhalten wird, eine Addierstufe (61, 6?) zur Auf summ ie ^ung des

enj Satzes von gewichteten Signalvektorphasenwerten, em' converter

(62) zur bestimmung des WinKels des auisummierten Satzes, wodurch ein bestärktet· Fhasenschätzwert für den Zeitpunkt, der diesem Sntz entspricht, erzeugt wird, einen Speicher (64) zum Abspeichern des bestärkten Phasenschätzwertes, eine Subtrahierstule (66) zur Differenzbildung zwischen aufeinanderfolgenden Paaren von Phasenschätzwerten und eine Divisionsstufe (68) zur Division des Ausgangssignals der Subtrahierstufe (66) durch den Zeitabstand zwischen dem aufeinanderfolgenden Paar von Phasenschä^tzwerten, wodurch ein Schätzwert für die Phasenänderungsgeschwindigkeit produziert wird.

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