DE3315739C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Peil- und Ortungsverfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Ein solches Verfahren ist bereits aus der DE-OS 20 25 850 bekannt.

Bei Funkaufklärungssystemen wie z. B. dem in der DE-OS 20 25 850 beschriebenen System zur Peilung und Ortung von Sendern sind üblicherweise mehrere örtlich getrennte Empfangsstationen mit einer gemeinsamen Zentrale ver­ bunden. Die in den einzelnen Empfangsstationen aufgenomme­ nen Signale werden unverändert oder nach Aufarbeitung in der jeweiligen Empfangsstation an die Zentrale über­ mittelt. So kann z. B. bereits in den Empfangsstellen mit Hilfe je einer Peilanlage die Einfallsrichtung einer Welle bestimmt und nur der Peilwert nach Azimut, Güte u. ä. an die Zentrale übermittelt werden. In der Zentrale wird durch Verknüpfung der von den verschiedenen Empfangs­ stationen übermittelten Daten beispielsweise durch Schnittpunktsortung der Senderort als die gewünschte Information extrahiert.

Im allgemeinen können die Empfangsstationen von der Zentrale aus auf gemeinsame Einstellung wie Frequenz, Bandbreite, Modulationsart kommandiert und nach Ergeb­ nissen abgefragt werden. Hierzu sendet die Zentrale über bidirektionale Datenübertragungseinrichtungen, z. B. Telefonleitungen, Einstell- und Kommandotelegramme an die Empfangsstationen, die ihrerseits die Empfangsdaten als Datentelegramme an die Zentrale zurückmelden.

Liegen bei einer oder mehreren der Empfangsstationen komplizierte Empfangssituationen vor wie z. B. mehrere eventuell getastete Sender im gleichen Empfangskanal, so müssen diese Empfangsstationen in kurzer zeitlicher Folge mehrere Auswertungen vornehmen und die Empfangsdaten übermitteln. Die richtige zeitliche Zuordnung der in den verschiedenen Empfangsstationen synchron bestimmten Ergebnisse bereitet in der Zentrale Schwierigkeiten dadurch, daß die Datentelegramme zu gleichzeitigen Ereig­ nissen aufgrund unterschiedlicher Laufzeiten von den verschiedenen Empfangsstationen zur Zentrale bei dieser nicht gleichzeitig eintreffen, zumal sich diese Laufzeiten auch noch zeitlich ändern können.

Bei dem aus der DE-OS 20 25 850 bekannten Peil- und Ortungs­ system werden zur Behebung dieser Schwierigkeiten die in allen Empfangsstationen synchron gewonnenen Empfangsdaten synchron an die mit den Empfängern verbundene Zentrale übermittelt. Die Zentrale enthält für jede Empfangsstation Durchlauf- bzw. Zwischenspeicher zum Verzögern der eingetroffenen Empfangsdaten, deren Verzögerungszeiten entsprechend der Laufzeiten der Empfangs­ daten von den einzelnen Empfangsstationen individuell eingestellt werden.

Aus der DE-AS 14 66 053 ist ferner ein selbständig arbeitendes Funksystem zur Datenübertragung und gleichzeitigen Entfernungs­ messung zwischen einer sich an Bord eines Satelliten befindenden Primärstation oder Zentrale und einer Anzahl sich an Bord von Radioballonsonden oder Schiffen befindenden Sekundärstationen bekannt, bei dem zur Gewährleistung der richtigen Zuordnung von Daten die Laufzeiten zwischen den Sekundärstationen und der Zentrale bzw. deren Laufzeitdifferenzen untereinander ermittelt werden durch Aussenden von digital codierten Abfragesignalen durch die Zentrale und entsprechenden Antwortsignalen durch die einzelnen Sekundärstationen.

Aus der DE 28 29 558 A1 ist außerdem ein Peil- und Ortungssystem bekannt, bei dem in bestimmten zeitlichen Abständen ein orts­ fester Eichsender ein Eichsignal aussendet zur Synchronisierung der Gewinnung der Empfangsdaten in den einzelnen Empfangs­ stationen bzw. deren Übermittlung von den Empfangsstationen an die Zentrale.

Aus der DE 25 25 446 A1 ist darüber hinaus ein Peil- und Ortungs­ system bekannt, bei dem jede Empfangsstation zu Synchronisie­ rungszwecken über ein hochkonstantes Zeitnormal verfügt, für dessen Synchronisierung gegebenenfalls ein weiteres, in ange­ messenem Zeitabstand von Empfangsstation zu Empfangsstation zu transportierendes Normal vorgesehen ist.

Schließlich ist aus der DE 21 37 846 B2 ein Peil- und Ortungs­ system bekannt, bei dem Korrekturwerte für Laufzeitverzerrungen dadurch gewonnen werden, indem ein Vergleichsender mit genau bekannten Abständen zu den einzelnen Empfangsstationen geortet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Peil- und Ortungs­ verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art anzugeben, bei welchem die richtige zeitliche Zuordnung von an die Zentrale übermittelten Daten verschiedener Empfangs­ stationen zuverlässig gewährleistet ist.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteran­ sprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter­ bildungen der Erfindung.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschau­ licht. Dabei zeigt

Fig. 1 die Systemkomponenten und deren Verknüpfung,

Fig. 2 den Zeitablauf der Kommunikation zwischen Zentrale und Empfangsstationen.

Die Zentrale Z ist über Leitungen L1, L2, L3 als bidi­ rektionale Übertragungseinrichtungen mit jeder der drei Empfangsstationen P1, P2, P3 verbunden. Die Empfangssta­ tionen seien beispielsweise Peilstellen, welche selb­ ständig Peilergebnisse ermitteln und als Peilwerte an die Zentrale übermitteln. Die Zentrale umfaßt üblicherweise noch eine Horchstelle. Das Peil- und Ortungssystem ar­ beitet auf Kommando-Basis. Dabei erteilt die Horchstelle in der Zentrale Z über die Leitungen L1, L2, L3 den Peilstellen P1, P2, P3 Peilaufträge durch Übertragung von Einstelltelegrammen an die Peilstellen, die die Einstell­ größen wie Frequenz, Bandbreite, Modulationsart u. ä. enthalten. Die Peilstellen komprimieren die während der Peilzeit ermittelten Meßdaten zu je einem Wert für Azimut und Güte (oder Streuung) und melden sie mit jeweils einem Datentelegramm als Antwort an die Zentrale zurück. Dort können die von den verschiedenen Peilstellen übermittelten Daten verknüpft und durch Schnittpunktbildung der Standort eines Senders ermittelt werden. Die Zusammenstellung der Einstelltelegramme und die Auswertung der Antworten erfolgt in dem Steuer- und Auswerteteil ST/A in der Zentrale.

Nach Einstellung der Empfänger in den Peilstellen nach Maßgabe des von der Zentrale übertragenen Einstelltele­ gramms erfolgt in allen Peilstellen gleichzeitig die Peilung durch Abtasten der Ausgangssignale des Peilempfän­ gers. Die Synchronisation der Abtastungen in den ver­ schiedenen Peilstellen auf einen einheitlichen Zeitpunkt kann über ein externes Zeitnormal wie den Zeitsender DCF 77 eventuell in Verbindung mit einem peilstellen­ eigenen Zeitgeber, der nur von Zeit zu Zeit auf das gemeinsame Zeitnormal nachsynchronisiert wird und/oder die Sekundentakte des Zeitsenders auf kleinere Zeitabschnitte herunterteilt, oder über die Zentrale erfolgen.

Die aus der synchronen Abtastung in den verschiedenen Peilstellen P1, P2, P3 gewonnenen Ergebnisse werden von den Peilstellen zu einem Zeitpunkt t_D (Fig. 2) gleich­ zeitig als Datentelegramme an die Zentrale abgesandt. Die Datentelegramme treffen je nach der von Peilstelle zu Peilstelle unterschiedlichen Laufzeit T1 bzw. T2 bzw. T3 zu unterschiedlichen Zeitpunkten in der Zentrale Z ein. Bei einer Telegrammfolge von 60 Datentelegrammen pro Sekunde und einer Differenz Δ1 der Laufzeiten T3 und T1 von der entferntesten Peilstelle P3 und der nächstgelegenen Peilstelle P1, Δ1 = T3 - T1, in der Größe von 60 ms ergibt sich in der Zentrale eine Verschiebung der einander ent­ sprechenden, gleichzeitigen Meßproben entstammenden Ergeb­ nisse von P1 und P3 um ungefähr vier Telegrammschritte, d. h. ein Datentelegramm von P3 trifft gegenüber dem zeitgleich abgesandten Datentelegramm von P1 mit einer Verzögerung von 60 ms in der Zentrale eine. Erst nach Eintreffen des von der entferntesten Peilstelle P3 ab­ gesandten Datentelegramms zum Zeitpunkt t_D′ kann mit der Auswertung in der Zentrale begonnen werden. Die Daten­ telegramme der anderen Peilstellen P1, P2 werden in hier­ für vorgesehenen Zwischenspeichern D um den Laufzeitdiffe­ renzen Δ1 = T3 - T1 und Δ2 = T3 - T2 entsprechende Zeitabschnitte verzögert, so daß zum Zeitpunkt t_D′ alle Datentelegramme, die synchronen Abtastungen in den ver­ schiedenen Peilstellen entstammen, gleichzeitig vorliegen. Eine zusätzliche für alle Leitungen gleiche Zwischen­ speicherzeit zur Anpassung von Übertragungs- und Verar­ beitungstakt kann darüber hinaus vorgesehen sein.

Die Laufzeitdifferenzen werden bestimmt, indem zu einem Zeitpunkt t_T von der Zentrale Z über die Leitungen L1, L2, L3 ein Testtelegramm an jede der Peilstellen P1, P2, P3 abgesandt wird. Entsprechend den unterschiedlichen Lauf­ zeiten T1, T2, T3 treffen die Testtelegramme zu unter­ schiedlichen Zeitpunkten in den Peilstellen ein. Ein an der Peilstelle eintreffendes Testtelegramm löst dort die Rücksendung eines Antworttelegramms an die Zentrale über dieselben Leitungen aus. Zwischen der Aussendung des Testtelegramms von der Zentrale und Eintreffen des Ant­ worttelegramms von einer Peilstelle in der Zentrale liegt somit die doppelte Laufzeit der Übertragungsstrecke zwischen dieser Peilstelle und der Zentrale. Eine even­ tuelle Verzögerung in der Peilstelle zwischen Eintreffen des Testtelegramms und Aussenden des Antworttelegramms ist hierbei nicht berücksichtigt, da diese für alle Peil­ stellen gleich wäre und die Laufzeitdifferenzen nicht beeinflußt. Bevorzugterweise wird als Antworttelegramm das in der Peilstelle eintreffende Testtelegramm ohne Ver­ zögerung wieder ausgesandt, sozusagen an der Peilstelle gespiegelt. In der Zentrale werden in einer Einrichtung TT zur Erzeugung der Testtelegramme und Bestimmung der Laufzeitdifferenzen entweder die Laufzeiten gemessen und anschließend deren Differenz bezüglich der längsten Laufzeit bestimmt oder direkt die Differenzen der doppelten Laufzeiten 2 · Δ1, 2 · Δ2 gemessen. Die Ver­ zögerungszeiten Δ1, Δ2 in den Zwischenspeichern D werden über die Einrichtung TT nach Maßgabe der so ermittelten Laufzeitdifferenzen eingestellt. Mit den derart einge­ stellten Verzögerungszeiten gelangen die von den verschie­ denen Peilstellen gleichzeitig abgesandten Datentelegramme auch gleichzeitig zum Steuer- und Auswerteteil ST/A der Zentrale, so daß dort eine richtige Zuordnung der Daten­ telegramme von verschiedenen Peilstellen gewährleistet ist.

Die Synchronisation der in den verschiedenen Peilstellen gleichzeitig erfolgenden Vorgänge wie Abtastungen und Aussendung von Datentelegrammen an die Zentrale geschieht gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung dadurch, daß aus den Signalen eines für alle Peilstellen gemeinsamen Zeitnormals die Zeitpunkte für die Abtastungen und die Telegrammaussendung abgeleitet werden. Dies kann kombi­ niert sein mit je einem gesonderten Zeitgeber in jeder Peilstelle, der zwischen den Signalen des Zeitnormals durch einen selbst erzeugten Takt interpoliert und der von Zeit zu Zeit durch Vergleich mit den Signalen des Zeit­ normals auf diese nachsynchronisiert wird.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Synchronisation der verschiedenen Peilstellen von der Zentrale aus über die Telegrammleitungen durch Anstoß­ telegramme, d. h. eine von der Zentrale an die Peilstellen übertragene Information, die in den Peilstellen einen bestimmten Vorgang auslöst, erfolgt. Die Anstoßtelegramme werden in der Zentrale derart zeitversetzt an die ver­ schiedenen Peilstellen abgesandt, daß zu einem Zeitpunkt t_A das Telegramm über die Leitung L3 mit der größten Laufzeit T3 an die entfernteste Peilstelle P3 abgesandt wird, während die Aussendung der Anstoßtelegramme an die nähergelegenen Peilstellen P1, P2 erst mit einer den Laufzeitdifferenzen Δ1, Δ2 entsprechenden Verzögerung über die Leitungen L1, L2 mit den kürzeren Laufzeiten T1, T2 vorgenommen wird. Dadurch treffen die Anstoßtelegramme in allen Peilstellen zum Zeitpunkt T_A′ gleichzeitig ein und die Gleichzeitigkeit der Abtastung und/oder der Rücksendung eines Datentelegramms ist gesichert. Die Zeitspanne zwischen dem Eintreffen (t_A′) eines Anstoßtelegramms in einer Peilstelle und der Rücksendung (t_D) eines Datentele­ gramms an die Zentrale ist in allen Peilstellen gleich und beeinflußt daher die gegenseitige Zuordnung synchron ermittelter Ergebnisse von den verschiedenen Peilstellen nicht.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, die Datentele­ gramme mit Zeitkennungen zu versehen und damit in der Zentrale ein weiteres Kriterium zur eindeutigen Zuordnung von Datentelegrammen verschiedener Peilstellen zu haben. Bei der Synchronisation der verschiedenen Peilstellen durch ein Zeitnormal werden die Zeitkennungen aus den Signalen des Zeitnormals abgeleitet und zusammen mit den Datentelegrammen an die Zentrale übermittelt. Bei Synchro­ nisation der gleichzeitig vorzunehmenden Aktivitäten in den verschiedenen Peilstellen durch Anstoßtelegramme von der Zentrale aus ist vorgesehen, bereits die Anstoßtele­ gramme mit einer Zeitkennung zu versehen, die in den Peilstellen in die von diesen Anstoßtelegrammen ausge­ lösten Datentelegramme übernommen wird.

Claims (6)

1. Peil- und Ortungsverfahren mittels einer Zentrale und mehre­ ren mit der Zentrale verbundenen Empfangsstationen und mittels Einrichtungen zur synchronen Gewinnung von Empfangsdaten in allen Empfangsstationen und Übertragungseinrichtungen zur wechselseitigen Kommunikation zwischen Empfangsstatio­ nen und Zentrale und zum Übertragen der Empfangsdaten als Datentelegramme an die Zentrale, wo durch Verknüpfung der Datentelegramme der einzelnen Empfangsstationen die Ortung eines Senders erfolgt, bei welchem Verfahren die in allen Empfangsstationen synchron gewonnenen Empfangsdaten auch synchron an die Zentrale ausgesandt werden, wobei die Zentrale für jede Empfangsstation Zwischenspeicher zum Verzögern der eingetroffenen Datentelegramme um eine einstellbare Verzögerungszeit aufweist, und wobei die Verzöge­ rungszeit entsprechend den Differenzen der Laufzeiten der Datentelegramme von den einzelnen Empfangsstationen ein­ gestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in bestimmten Zeitabständen durch Aussenden eines Testtelegramms von der Zentrale an die Empfangsstationen, das in der jeweiligen Empfangsstation die Rücksendung eines Antworttelegramms an die Zentrale auslöst, und durch Messen der Zeit zwischen Aussenden des Testtelegramms und Eintreffen des Antworttelegramms die Laufzeiten zwischen den Empfangsstationen und der Zentrale oder die Differenzen der Laufzeiten untereinander er­ mittelt werden und daß die Rücksendung des Antworttelegramms durch umgehende Wiederaussendung des Testtelegramms in der Empfangsstation erfolgt.

2. Peil- und Ortungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisation der Ge­ winnung von Empfangsdaten und/oder der Aussendung der Datentelegramme in den Empfangsstationen durch Zeitsignale eines gemeinsamen Zeitnormals erfolgt.

3. Peil- und Ortungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Empfangsstation einen eigenen Zeitgeber aufweist, der von Zeit zu Zeit auf das gemein­ same Zeitnormal nachsynchronisiert wird.

4. Peil- und Ortungsverfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Datentelegramme eine aus dem Zeitnormal abgeleitete Zeitmarke beinhalten.

5. Peil- und Ortungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die synchrone Gewinnung von Empfangsdaten und/oder Aussendung der Datentelegramme in den Empfangsstationen durch von der Zentrale ausgesandte Anstoßtelegramme ausgelöst werden, wobei die Aussendung der Anstoßtelegramme in der Zentrale an die einzelnen Empfangsstationen über die Übertragungseinrichtungen zeitversetzt entsprechend den Differenzen der Laufzeiten zu den verschiedenen Empfangsstationen erfolgt, so daß die Anstoßtelegramme in allen Empfangsstationen gleichzeitig eintreffen.

6. Peil- und Ortungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstoßtelegramme mit einer Zeit­ kennung versehen sind, die in die dadurch ausgelösten Datentelegramme übernommen wird.