DE2432000A1

DE2432000A1 - Navigationsverfahren und -vorrichtung

Info

Publication number: DE2432000A1
Application number: DE2432000A
Authority: DE
Inventors: Georges Nard
Original assignee: RECH ET CONSTRUCTION ELECTRONI
Current assignee: RECH ET CONSTRUCTION ELECTRONI
Priority date: 1973-07-03
Filing date: 1974-07-03
Publication date: 1975-01-30
Also published as: JPH025275B2; GB1480490A; JPS5071287A; JPS5817434B2; JPS5899773A; DE2432000B2; SE395967B; FR2236187A1; FR2236187B1; US3997902A; SE7408695L; DE2432000C3; CA1038481A; AU7048674A

Description

25 553

Societe d¹Etudes, Recherches et Constructions Electroniques, SERCEL, Darguefon / Frankreich

Navigationsverfahren und -vorrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht

sich auf ein Navigationsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Verwendung eines Differentialmodus bei einem Radionavigationssystem erfordert bekanntlich die zusätzliche übertragung von Projektionsphasenwerten, welche durch die Differenz des an einem Ort empfangenen Phasenwertes und des entsprechenden theoretischen Phasenwertes festgelegt ist. Der an einem Ort herrschende theoretische Phasenwert ist derjenige, der innerhalb eines theoretischen Netzes von Positionslinien eine stationäre und reziprokre Entsprechung mit der geografischen Position

409885/0960

dieses Punktes erfüllt. Der empfangene Phasenwert ändert sich in zeitlicher Hinsicht auf komplexe Weise gegenüber dem theoretischen Phasenwert, wodurch bezüglich der
reziprokren Entsprechung witterungsabhängige Fehler auftreten. Es ergibt' sich somit, daß die Kenntnis von übertragenen Korrektionswerten erheblich die witterungsabhängigen Fehler verringert.

Diese differentielle Verwendung

ist jedoch nur in einem gewissen Bereich in der Nähe des gewählten Ortes gültig. Es ist demzufolge wünschenswert, daß die zusätzliche übertragung sich auf diesen Bereich
erstreckt, und zwar unabhängig von der Art des Empfängers des sequentiellen Radio-Navigationssystems, welcher an
diesem Orte verwendet wird.

Aus diesem Grund muß eine große

Anzahl von zusätzlichen Übertragungen vorgesehen sein,
falls über große Entfernungen das Radionavigationssystem im differentiellen Modus verwendet werden soll. In Küstenbereichen ist es dabei vorteilhaft, daß die zusätzliche Übertragung von Korrektionsphasenwerten zahl^rniäßig genügend hoch ist, um entlang der Küsten das Radionavigationssystem im differentiellen Modus zu verwenden, wobei wunschgemäß eine Erhöhung der Positionsgenauigkeit erreicht wird.

Je nach Anwendungsfall können

die Empfänger des Radionavigationssystems für den Empfang der Korrektionswerte sehr einfach aufgebaut sein oder für höchste Genauigkeit ausgelegt sein. Dabei erscheint es notwendig, daß derselbe Empfänger für Korrektionswerte für
große Entfernungen verwendbar ist, um die Gesamtheit dieser zusätzlichen übertragungswerte empfangen zu können, ohne daß dabei für den Benutzer komplizierte Bedienungsschritte notwendig sind. Dies bedeutet, daß für die Gesamtheit
der zusätzlichen Übertragung von Korrektionsphasenwerten eine Normalisation vorhanden sein muß.

409885/0960

Jede Sendestation für Korrektionswerte muß demzufolge für einen bestimmten Bereich eine allgemeine Ausstrahlung besitzen, welche für Empfänger einfacher Bauweise bis zu Empfängern hoher Genauigkeit gültig ist. Eine große Anzahl von derartigen Sendestationen müssen dieses Kriterium erfüllen, um gleichzeitig eine hohe Normalisation der Verwendung und andererseits eine hohe Genauigkeit zu erlauben.

Bei Verwendung eines Systems

des Typs Omega sind acht Sendestationen vorgesehen, um die ganze Erde zu umspannen, wobei der Abstand zwischen den einzelnen Sendestationen in der Größenordnung von 8000 km liegt. Entsprechend den derzeitigen Schätzungen beträgt die Reichweite der Sendestationen für Korrektionswerte höchstens einige hundert Kilometer. Dies bedeutet, daß die Anzahl für SendeStationen für Korrektionswerte wesentlich höher sein muß. Im Hinblick auf den herrschenden Wellensalat im Äther erweist sich die Zuordnung von Frequenzen mehr und mehr schwierig, selbst im Hinblick auf die technischen Erfordernisse, welche sich bei einer differentiellen Radionavigation notgedrungenermaßen ergeben. Es erscheint demzufolge schwierig, daß neue Radiokanäle dieses Problem lösen können, weil wahrscheinlich immer mehr Sendestationen für Korrektionswerte vorgesehen werden müssen, wodurch die zugeordneten Kanäle sehr schnell überfüllt werden. Es erscheint ferner einleuchtend, daß der Großteil der bereits vorgesehenen Kanäle nicht mit den Anforderungen für die zusätzliche übertragung von Korrektionswerten kompatibel sind. Die generellen Anforderungen sind nämlich die übertragung für vorgegebene Bereiche und die Normalisation für eine große Anzahl von verschiedenen Übertragungen mit hoher Genauigkeit.

409885/0960

Es ist demzufolge Ziel der

vorliegenden Erfindung, ein Radionavigationsverfahren zu schaffen, welches eine Lösung des oben angegebenen Problems ergibt.

Erfindungsgemäß wird dies

dadurch erreicht, indem die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 vorgesehenen Verfahrensschritte verwendet werden.

Im Rahmen der vorliegenden

Erfindung wird ein Navigationsverfahren für den differentiellen Modus bei einem sequentiellen Radionavigationssystem mit Phasenempfang vorgeschlagen. Auf der Sendeseite wird eine* Trägerwelle, welche bezüglich der Radiogoniometrie amplitudenmoduliert ist, zusätzlich phasenmäßig moduliert, wobei diese Phasenmodulation mit Hilfe eines Niederfrequenten-Multiplexsignals für Phasenkorrekturwerte durchgeführt wird. Der Phasenwert steht dabei linear und aufeinanderfolgend mit den Phasenkorrekturwerten in Beziehung, sodaß jede Phasenkorrektur im wesentlichen gleichzeitig mit dem entsprechenden Phasenwert auftritt. Im Bereich des eine bekannte Bauweise besitzenden Empfängers des sequentiellen Radionavigationssystems wird dieses Signal empfangen und durch Filtrierung und Demodulation das multiplexe Signal für Korrekturwerte wiedergewonnen. Durch Verwendung der in dem multiplexen Signal für Korrekturwerte enthaltenen Phasenkorrekturen bezüglich der empfangenen Phaeenwerte kann für jeden Phasenwert die entsprechende Korrektur des Phasenwertes durchgeführt werden.

Bei der Trägerwelle für

die Radiogoniometrie mit Amplitudenmodulation handelt es sich im allgemeinen um ein von einem Funkfeuer ausgesandtes

409885/0960

Signal . Je nach den besonderen Anwendungsfällen gibt es verschiedene Arten von Funkfeuersignalen. Die Flugzeugfunkfeuer arbeiten bekanntlich in einem Frequenzband zwischen 315 und 4o5 kHz. Dabeiwird eine wiederholte Aussendung vom Typ ^Ai verwendet,,wobei die Trägerwelle unter Verwendung eines Identifikationskodes, beispielsweise einigen Buchstaben des Morsealphabets, während 5 Sekunden an- und ausg— geschaltet wird, worauf eine kontinuierliche Aussendung während 3o Sek. stattfindet. Bei den maritimen Funkfeuern wird ein Frequenzband zwischen 285 und 315 kHz verwendet. Obv/ohl einige derselben eine Aussendung des Typs A₁ besitzen, so verwendet doch der Großteil unter denselben eine Aussendung gemäß dem Typ A": Die Trägerwelle wird amplitudenmäßig mit einem niederfrequenten konstanten Signal moduliert, welches für das Funkfeuer charakteristisch ist. Gleichzeitig erfolgt eine Kodeidentifizierung,ähnlich wie beim Signal des Typs A₁. Während der Dauer einer Signalübertragung von 1 Minute ergibt sich somit folgende Signalzusammensetzung: Wiederholung des Identifikationskode während 15 Sekunden, kontinuierliche übertragung eines modulierten Signals während 4o Sekunden, Wiederholung des Identifikationskodes und Übergang während 5 Sekunden. Bestimmte Funkfeuer senden kontinuierlich aus/ indem der unbeschriebene Zyklus sofort wieder wiederholt wird. In den meisten Fällen bilden jedoch Funkfeuer Gruppen von mehreren Stationen - beispielsweise zwei oder sechs.

Im letzteren Fall .wird im Rahmen

der vorliegenden Erfindung die folgende Variante vorgeschlagen: Ein Betrieb mit Phasenmodulation wird für ein erstes Funkfeuer mit einem Signal durchgeführt, welches mit Phasenkorrekturwerten multiplexer t ist, bei welchen wenigstens ein bezüglich der Multiplexierung bekanntes Segment in bezug steht zu seiner Referenzphase, während welcher der Phasenwert unveränderlich ist und somit während dieses bekannten Segments nicht linear von den Phasenkorrekturwerten abhängt.

409885/0360

Die aufeinanderfolgenden Phasenkorrekturv/erte werden in diesem Fall im Hinblick auf diese Referenzphase eingeführt. Für einen Korrsktionsphasenwert von Null besitzt somit das multiplexierte Signal den Referenzphasenwert.

Bei einer anderen Station der

Funkfeuergruppe wird die Trägerwelle demoduliert und filtriert, wodurch während des bekannten Segements die Referenzphase extrahiert wird. Man wiederholt daraufhin denselben Vorgang der Phasenmodulation für die Welle des zweiten Funkfeuers mit einem anderen multiplexierten Signal der Phasenkorrekturv/erte/ welches dieselbe niedere Frequenz besitzt und welches so beeinflußt wird, daß dieselbe Referenzphase auftritt. Im Bereich des Empfängers des sequentiellen Radionavigationssystems werden die Empfangsabläufe und das Anbringen der Phasenkorrekturwerte unabhängig bezüglich der Trägerwellen durchgeführt, welche aufeinanderfolgend von den verschiedenen Stationen der Funkfeuergruppe abgegeben werden.

In sehr vorteilhafter Weici wird

im Rahmen der vorliegenden Erfindung beim Empfang der Korrektionswerte eine schmalbandige Filtrierung des oder der Niederfrequenzen-Korrektursignale durchgeführt, wobei eine Durchführung einer Phasenkorrektur verhindert wird, sobald das filtrierte Signal eine unterhalb eines Schwellwerts liegende Amplitude aufweist.

Vorzugsweise wird bei der

Durchführung der Phasenkorrektur gemäß der Erfindung für jeden zu korrigierenden Phasenwert eine Zeitkonstante für die Aufrechterhaltung eines bestimmten Wertes oberhalb einer Minute,vorzugsweise im Bereich von zehn Minuten, gewählt.

409885/0960

wobei diese Zeitkonstante unterschiedlich gegenüber der Einstellungszeitkonstante für die Korrekturwerte ist, welche vorzugsweise eine kürzere Dauer aufweisen.

Vorteilhafte Ausführungsforroen

der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verwendenden Sender und Empfänger ergeben sich anhand der Unteransprüche.

Die Erfindung soll nunmehr

anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung bezug genommen ist. Es zeigen:

Fig. 1

ein schematisches Blockdiagramm einer gemäß der Erfindung aufgebauten Funkfeuerstation, welche eine kodierte Welle mit oder ohne Amplitudenmodulation aussendet,

Fig. 2

ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Erfindung in Verbindung mit sechs Funkfeuc^n, welche Wellen des Typs A_ aussenden, wobei zwei Unterstationen in bezug auf eine Hauptstation synchronisiert sind, demzufolge drei Stationen aufeinanderfolgend Korrektursignale des Typs "Omega-Differential" auf derselben Trägerwelle aussenden können,

Fig. 3

ein Blockdiagramm einer Funkfeuer-Unterstation bei einer Funkfeuergruppe gemäß Fig. 2,

Fig. 4 .

ein schematisches Blockdiagramm eines gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Empfängers,

409885/0960

-e-

Fig. 5

ein schematisches Diagramm der an verschiedenen Punkten des Empfängers von Fig. 4 auftretenden Wellenformen,

Fig. 6

ein schematisches Blockdiagramm einer abgewandelten Ausführungsform eines gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Empfängers, und

Fig. 7

ein schematisches Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines gemäß dem erfxndungsgemaßen Verfahren arbeitenden Empfängers.

Im Hinblick auf die folgende

Beschreibung sei generell angenommen, daß der bestimmte Ort, für welchen die auf einer Trägerwelle übermittelten Korrekturwerte festgelegt sind, im wesentlichen mit dem Ort der Funkfeuerstation zusammenfällt, welcher diese Trägerwelle aussendet.

In Fig. 1 zeigt der rechte Teil

die bekannten Elemente einer Funkfeuerstation, welche eine dauernde Welle des Typs A₁ oder A_ aussendet:. Eine derartige Station besitzt einen Taktgenerator 11o, welcher so ausgebildet ist, daß er ebenfalls den Kode des Funkfeuers entsprechend logischer Zustände abgibt, welche gewissen Buchstaben des Morsealphabets entsprechen. Die Buchstaben des Morsekodes sind so ausgelegt, daß sie mit dem menschlichen Ohr bei der Bestimmung der zur Radiogoniometrie verwendeten Trägerwelle verständlich sind. Die Größenordnung der Dauer von Strichen und Punkten des Morsekodes liegt somit zwischen einem Zehntel und einer Sekunde. Dieser Morsekode wird direkt als Steuersignal mit den

409885/0960

Werten Null und 1 dem Leistungsverstärker 112 des Funkfeuers zugeführt. Wenn das Funkfeuer eine lineare Amplitudenmodulation besitzt, d.h. vom Typ A_ist, ist zusätzlich ein Amplitudenmodulator 111 vorgesehen, welcher in Fig. 1 gestrichelt umrandet ist, wodurch angezeigt ist, daß es sich dabei um eine Variante handelt. Der Amplitudenmodulator 111 gibt in Abhängigkeit des Taktgenerators 11o ein Sinussignal vorgegebener Frequenz zwischen 3oo und 1ooo Hz ab. Dieses Signal wird als Steuersignal für eine Amplitudenmodulation dem Leistungsverstärker 112 zugeführt. Dabei erscheint es einleuchtend, daß dieser Leistungsverstärker 112 nur sehr geringfügig abgeändert werden muß, falls die Trägerwelle zusätzlich sinusförmig amplitudenmoduliert wird.

Bei einem Funkfeuer bekannter

Bauweise wird dem Leistungsverstärker 112 direkt als Eingangssignal das Ausgangssignal eines nicht dargestellten Frequenzgenerators zugeführt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung weist jedoch das Funkfeuer zusätzlich einen Omegaempfänger 12o und eine dazugehörige Empfangsantenne 121 auf. Dieser Omegaempfänger 12o ist vorzugsweise mit einem Oszillator versehen, welcher entsprechend der Universalzeit gesteuert ist, die gemeinsam durch die verschiedenen Sendestationen des Omegasystems festgelegt ist. Ein derartiger Empfänger ermöglicht die Durchführung einer Radionavigation im kreisförmigen Modus in bezug auf eine einzige Sendestation des Omegasystems.

Im vorliegenden Fall ist jedoch

der Empfänger starr eingestellt. Demzufolge gibt er einzig und allein ein Signal von 1 kHz mit einer Referenzphase ab, welche gegenüber der Universalzeit und den empfangenen Phasen bezüglich vier Basis-Sendestationen synchronisiert ist, wobei die vier Sendestationen im allgemeinen mit dem

409885/0960

Index M und einzeln mit a, b, c und d bezeichnet sind. Diese empfangenen Phasen werden bei dem 1 kHz-Signal in bezug auf die Referenzphase ausgedrückt. Die Phasen selbst werden mit dem Buchstaben ψ bezeichnet. Als Index wird, wie bereits erwähnt/ der Buchstabe M bzw. die Werte a, b, c und d verwendet., wenn es sich um Wellen des Radionaviagationssystems handelt, die von den Stationen mit denselben Indizes ausgesandt werden. Der Index "ref" gibt jedoch an, daß es sich um die Referenzphase handelt.

Alle diese.einzelnen Phasen, welche

als 1 kHz-Signale von dem Omega-Empfänger 12o abgegeben werden, werden einem Multiplexer 122 zugeführt. Der Omega-Empfänger 12o gibt an den Multiplexer 122 ebenfalls Omega-Signale ab, welche örtlich Zeitintervalle definieren, während welcher die Stationen a, b, c und d Basisfrequenzsignale abgeben, welche innerhalb des Omegaempfängers 12o die empfangenen Phasen Φ., abgeben, wobei M = a, b, c, d ist. Der Multiplexer 122 empfängt fernerhin Phasenwerte

T *_Mr welche theoretischen Phasenwerten entsprechen, die für die Basisfrequenz und die Sendestationen a, b, c und d des Omega-Systems festgelegt sind.

Am Ausgang des Multiplexers

wird demzufolge ein multiplexes Signal abgegeben, welches eine Frequenz von 1 kHz aufweist. Entsprechend dem Omega-Format entspricht sein Phasenv/ert aufeinanderfolgend in linearer Weise der Differenz der von dem Omega-Empfänger I2o empfangenen Phasenwerten ψ . und den dem Multiplexer 122 zugeführten theoretischen Phasenwerten γ ' für die Sendestationen M = a, b, c und d.

Da das-Omega-System in seiner

Gesamtheit acht Basisstationen aufweist, und nur vier von denselben eine Übertragung von Korrektursignalen durch-

409885/0960

führen - die anderen sind im Hinblick auf einen vorgegebenen Ort im allgemeinen schlecht empfänglich - verbleiben mehrere Segmente des Omega-Formats, um innerhalb des Multiplexers 122 Referenzsignale herzuleiten. Zu diesem Zweck wird eines der freien Segmente, welches als Referenzsegment bezeichnet wird, für diesen Zweck herangezogen.

Das multiplexe Signal des Multiplexers 122 wird daraufhin einem Frequenzumsetzer 123 zugeführt, welchem eine überlagerungsfrequenz zugeführt wird, um die Frequenz des multiplexen Signals auf 2o Hz abzusenken. Das auf diese Weise gebildete 2o Hz-Signal wird als niederfrequentes Multiplexsignal für die Phasenkorrekturen bezeichnet, welches eine Phase besitzt, die linear und aufeinanderfolgend den Phasenkorrekturen entspricht. Das Überlagerungssignal, welches eine Frequenz von 98o oder 1o2o Hz aufweisen kann, wird von einem Frequenzgenerator 124 oder noch besser von dem Omega-Empfänger selbst abgegeben, wie dies in Verbindung mit Fig. 3 noch beschrieben wird. Der Frequenzgenerator 124 gibt im übrigen noch das Trägersignal der Funkfeuerstation ab, welches einem linearen Phasenmodulator 125 zugeführt wird, dem als Moduiationssignal das multiplexe Korrektursignal mit einer Frequenz von 2o Hz zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Phasenmodulators 125 wird dem Leistungsverstärker 112 der Funkfeuerstation zugeführt, welcher mit einer Sendeantenne 113 verbunden ist.

Die Sendeantenne 113 strahlt demzufolge ein Trägersignal aus, welches amplitudenmäßig einerseits im Aus-An-Modus mit einem Kode des Morsealphabets moduliert ist, während andererseits zusätzlich unter Umständen eine lineare Amplitudenmodulation mit einem sinusförmigen Signal vorgesehen ist. Die Gesamtheit der Amplitudenmodulation legt die Identität der Funkfeuer·? station fest. Weitere Einzelheiten der Funkfeuerstation

409885/0960

sind in der französischen Patentanmeldung 72 14 o56 beschrieben. Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Empfänger (Omega-Empfänger) 12o kann dabei entsprechend dem Empfänger 1 von Fig. 1 der erwähnten Patentanmeldung ausgebildet sein. Der Multiplexer 122 besteht hingegen aus den Kreisen 21 und 22 der erwähnten Patentanmeldung. Der Frequenzumsetzer 123 besteht hingegen aus den Kreisen 23 und 24 der erwähnten Patentanmeldung. Der Phasenmodulator 125 ist schließlich entsprechend dem Kreis 125 von Fig. 1 und 3 der erwähnten Patentanmeldung ausgebildet.

Gemäß Fig. 1 wird der Taktgenerator 11o mit Hilfe des Referenzsignals des Omega-Empfängers 12o synchronisiert, welcher wiederum gemäß der Universalzeit der Basis-Sendestationen Omega synchronisiert ist. Diese Synchronisation erfolgt beispielsweise mit Hilfe eines alle zehn Sekunden auftretenden Impulses. Auf diese Weise kann auf optimale Weise der Funkfeuerkode in bezug auf die Reihenfolge der Äussendungen des Basis-Omega- Sy stems zeitlich eingestellt werden.

Fig. 2 zeigt eine Gruppe von

sechs Funkfeuersendestationen, welche mit römischen Zahlen I bis VI bezeichnet sind. Diese Stationen senden der Reihe nach eine Trägerwelle mit derselben Frequenz aus, wobei eine Amplitudenmodulation des Typs A_ vorgesehen ist. Gemäß der Erfindung ist eine der Stationen - beispielsweise die Station I - entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Art und Weise ausgelegt,mit der Ausnahme, daß zusätzlich ein Taktgenerator vorgesehen ist, welcher das Aussenden entsprechend einer bestimmten Reihenfolge erlaubt. Der in Fig. 2 dargestellte Omega-Empfänger 21o entspricht dabei dem linken Teil von Fig. 1, welcher zusätzlich eine Kodierung und Modulation vornimmt. Die in Fig. 2 dargestellte Sende-

409885/0960

station 211 entspricht hingegen dem rechten Teil von Fig. 1, wobei zusätzlich der Taktgenerator vorgesehen ist. Diese Station dient als Hauptstation, weil sie die allgemeine Referenz im Hinblick auf die Phase des 2o-Hz-Signals für alle anderen Stationen der Gruppe festlegt. Diese Referenzphase des 2o-Hz-Signals wird innerhalb des Omega-Empfängers 21o festgelegt. Die Stationen II, IV und VI bestehen einzig und allein aus Funkfeuersendern, welche die Bezugszeichen 22, 24 und 26 besitzen..Die Stationen III und V bestehen, wie die Station I, aus einem Omega—Empfänger 23o bzw. 24o, sowie einer Funkfeuerstendestation 331 bzw. 341. Zusätzlich sind Synchronisationsempfänger 232 bzw. 242 vorgesehen, welche die Synchronisation im Hinblick auf die Referenzphase des 2o-Hz-Signals durchführen.

Die Station I spielt somit die

Führungsrolle und kann mit der Anordnung von Fig. 1 identifiziert werden, mit der einzigen Ausnahme, daß zusätzlich ein Taktgeber vorgesehen ist, welcher ebenfalls bei den Unter- bzw. Folgestationen vorgesehen ist. Diese Unterstationen III und V sind etwas komplizierter aufgebaut. Die Station III soll in dem folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben werden.

Fig. 3 zeigt auf der rechten

Seite die Kreise 31o, 311, 312 und die Antenne 313, welche analog den Kreisen 11o bis 113 von Fig. 1 ausgebildet sind. Obwohl die Verbindung nicht direkt dargestellt ist, so ist doch der Taktgeber 31o mit Hilfe des Omega-Empfängers 32o synchronisiert. Diese Synchronisation erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines Reihenfolge-Taktgebers 314, welcher alle 1o Sekunden der Universalzeit von dem Omega-Empfänger 32o über eine.nicht dargestellte Leitung einen Impuls empfängt. Der Reihenfolge-Taktgeber 314 legt jeweils die Minute der Universalzeit fest, welche der betreffenden Sendestation zugeordnet ist. Der Reihenfolge-Taktgeber 314 wirkt ähnlich

409885/0960

wie der Taktgeber 31o auf den Leistungsverstärker 312, um damit die Aussendung zu bev/irken hzw. zu unterbinden. Der Omega-Empfänger t2o kann ähnlich wie der Omega-Empfänger 112 vonFig. 1 ausgebildet sein. Der Multiplexer 322 entspricht dem Multiplexer 122, ist jedoch detaillierter dargestellt, weil die auf die theoretischen Phasenwerte ansprechenden Phasenschieber, wie der Phasenschieber 3221, gesondert dargestellt sind. In gleicher Weise sind die eine Multiplexierung durchführenden Schalter dargestellt, welche von den Omega-Signalen M = a, b, c, d, ref gesteuert sind.

Der Freqeunzumsetzer 323 erhält

gemäß Fig. 3 das Ausgangssignal eines Synthetisierkreises 3235, um damit - ausgehend von einem Signal mit 1ooo Hz ein Signal mit 1o2o Hz auf dem Referenzkanal des Omega-Empfängers 32o zu bilden. Das Ausgangssignal des Frequenzumsetzer 323 wird über einen Phasenschieber 326 einem Phasenmodulator 325 zugeführt. Dieser Phasenmodulator erhält ebenfalls das Trägerfrequenzsignal, eines Frequenzgenerators 324. In Fig. 3 sind ebenfalls in gestrichelten Linien die Innenkreise eingezeichnet. Diese Kreise sind in den Unterstationen, nicht jedoch in der Hauptstation vorgesehen. Man erhält demzufolge ebenfalls das elektrische Schaltschema der Hauptstation, indem in Fig. 3 die gestrichelt umrandeten Blöcke weggelassen werden. In diesem Fall muß jedoch eine direkte Verbindung zwischen dem Frequenzumsetzer 323 und dem Phasenschieber 325 vorgesehen v/erden. Innerhalb einer Unterstation ist ebenfalls ein Synchronisationsempfänger 331 vorgesehen. Er hält das multiplexe Signal der Phasenkorrekturwerte in Form eines gewöhnlichen Korrekturwertempfängers gemäß der Erfindung, so wie dies beispielsweise in Fig. 6 noch genauer beschrieben wird. Er gibt jedoch nur ein Ausgangssignal während des Referenzsegmentesab, welches von dem Omega—Empfänger 32o

409885/0960

2A3200Q

festgelegt ist. Das Ausgangssignal des Synchronisationsempfängers 331 besteht demzufolge während des Referenzsegmentes aus einem reinen Frequenzsignal mit 2o Hz, dessen Phase im wesentlichen der Referenzphase des Unterträgers von 2ο Hz der Hauptstation entspricht.

Bei dem Phasenschieber 326

handelt es sich um einen Phasenschieber des Speiehertyps. Die Steuerung der Phasenverschiebung erfolgt mit Hilfe eines PhasenVerstärkers 327, welcher an seinem Eingang nur auf eine Phasenverschiebung anspricht, die während des Referenzsegmentes als STeuersignal zugeführt ist. Der am Eingang des Phasenverstärkers 327 vorhandene Phasenunterschied wird durch einen Phasendiskriminator 328 festgelegt, welcher die Phase des Synchronisationsempfängers 331 mit der am Ausgang des Phasenschiebers 326 auftretenden Phase vergleicht. Diese beiden Signale weisen eine Frequenz von 2o Hz auf. Der Vergleich wird während des Referenzsegmentes durchgeführt, während welchem der Phasenwert am Ausgang des Phasenschiebers 326 dem Referenzphasenwert des Omega-Empfängers 32o der Unterstation III entspricht. Der zuletzt genannte fnasenreferenzwert kann von dem des Omega-Empfängers der Hauptstation I sich unterscheiden, wobei jedoch diese zuletzt genannte Referenzphase genau am Ausgang des Synchronisationsempfängers 331 auftritt.

Es ist einleuchtend, daß der

Phasendiskriminator 328 die Differenz zwischen zwei Referenzphasen des Phasenverstärkers 327 abgibt, welcher auf den Phasenschieber 326 einwirkt, um diese Differenz auf Null zu reduzieren. Auf diese Weise werden die Phasenwerte der 2o-Hz-Signale für die Funkfeuerstation I, III und V einander gleichgemacht. Die Referenzphasen sind demzufolge dieselben. Gleichzeitig ist der Neigungskoeffizient der linearen. Funktion, welche die Phasenkorrekturen mit den multiplexen Phasensignalen für die Korrekturwerte verbindet, für alle

409885/0960

diese Stationen identisch.

Die Omega-Empfänger 32o innerhalb der Funkfeuerstationen besitzen eine Frequenznorm hoher Qualität. Demzufolge ist die Phasenableitnng der Frequenz von 2o Hz zv/ischen zwei Empfängern dieser Art gering. Daraus kann abgeleitet werden, daß die Servowirkung, welche durch die Kreise 326 bis 328 gebildet wird, während des Referenzsegmentes nicht sehr groß sein muß, um diese Ableitung der Phase zu kompensieren.

In dem folgenden sollen nunmehr

verschiedene Phasenkorrekturempfänger für differentielle Omega-Systeme beschrieben v/erden. Im Hinblick auf eine möglichst klare Darstellung sind in den Fig. 4, 6 und 7 jeweils die Omega-Empfänger mit Hilfe einer strichpunktierten Linie von dem Korrekturwertempfänger getrennt, wobei der Omega-Empfänger jeweils oberhalb dieser strichpunktierten Linie liegt. Die Trennung kann jedochiiicht vollkommen sein, weil die von dem Korrekturwertempfänger abegegebenen Korrekturwerte den von den Omega-Empfängern erhaltenen Phasenwerten zugeführt werden.

Bei der in Fig. 4 dargestellten

Ausführungsform erfolgt der Empfang und die Zuführung der Phasenkorrekturen entsprechend einer ersten Art, bei welcher das multiplexe Phasenkorrektursignal innerhalb eines Korrekturempfängers aufgefangen und direkt ohne Demultiplexierung dem abgeleiteten Signal innerhalb des Omega-Empfängers den empfangenen Wellen mit der Basisfrequenz des Radionavigationssystems zugeführt wird. Diese Möglichkeit ergibt sich aufgrund der Tatsache, daß das Format des eine Frequenz von 2o Hz aufweisenden multiplexen Phasenkorrektursignals dasselbe

409835/0960

ist wie das die Basisfrequenz besitzende Sendeformat des Omega-Systems.

Gemäß Fig. 4 ist zu diesem Zweck

eine Empfängerstufe 41o vorgesehen, mit welcher die Trägerwelle empfangen, filtriert, frequenzumgesetzt und verstärkt wird. Das Ausgangssignäl dieser Empfängerstufe 41ο wird einem Phasendiskriminator 411 zugeführt. Am Ausgang dieses Phasendiskriminators 411 tritt ein multiplexes Phasenkorrektursignal mit einer Frequenz von 2o Hz auf, welches für die vier Basissendestationen M = a, b, c und d die Phasenkorrekturen Λ 0.. = 0 ' - 0 .. enthält. Dieses Signal

M M M ^J

enthält fernerhin die Referenzphase ref, welche bei einer Radionavigation im zirkulären Modus in analoger Weise wie beim Gegenstand von Fig. 3 verwendet werden kann. Diese Referenzphase 0 ref wird somit bei der Beschreibung der Empfänger nicht berücksichtigt. Die Korrektursignale werden daraufhin einem 2o-Hz-Filter 412 zugeführt, welcher zwei voneinander getrennte identische Ausgänge besitzt. Fernerhin ist ein auf der Basisfrequenz arbeitender Verstärker 42o vorgesehen, welcher zusätzlich eine Filtrierung und evtl. ebenfalls eine Frequenzumsetzung durchführt. Am Ausgang des Verstärkers 42o tritt somit ein Signal mit der Frequenz f auf, welches aufeinanderfolgend jeweils eine Phase 0, besitzt, wobei M = a, b, c und d ist. Dieses Signal ist in seiner zeitlichen Abhängigkeit in Fig. 5 entlang der Linie L1 aufgetragen. Die Linie L2 von Fig. 5 zeigt hingegen das Ausgangssignal des 2o-Hz-Filters mit der Ausnahme bezüglich der Referenzphase. Diese zwei Signale werden in einem Frequenzumsetzer 421 gemischt, dessenAusgangssignal entlang der Linie L3 vonFig. 5 dargestellt ist. Die Frequenz dieses Signals beträgt f + 2o Hz, während der Phasenwert gleich der Summe jedes empfangenen Phasenwerts 0.. der Linie L1 und der entsprechenden Phasenkorrektur werte A 0.. der Linie L2 ist. Diese korrigierten

1-1

409885/0960

Phasenwerte werden einem auf der Zwischenfrequenz f + 2o Hz arbeitenden Zwischenverstärker 422 zugeführt, welcher mit einem Entmultiplexierer 423 verbunden ist, durch welchen vier Kanäle 424a - d gespeist werden. Diese vier Kanäle enthalten die Phaseninformationen mit Hilfe der multiplexierten Korrektursignale. In der Zeichnung ist jeder Kanal 424 mit einem Kondensator versehen dargestellt, um anzudeuten, daß diese Kanäle 424 eine Speicherfunktion besitzen, d.h. bezüglich der Aufrechterhaltung eines Wertes eine große Zeitkonstante besitzen. Diese Zeitkonstante ist zweckmäßigerweise größer als 1 Minute, vorzugsweise im Bereich von zehn Minuten. Der zweite Ausgang des 2o-Hz—Filters 412 ist mit einem Schwellwertdetektor 415 verbunden, welcher an seinem Ausgang ein Signal abgibt, sobald die Amplitude des multiplexen Phasenkorrektursignals bzw. des 2o-Hz-Unterträgers kleiner als ein bestimmter V7ert wird. Der Ausgang, dieses Schwellwertdetektors 415 ist mit einem Trigger 416 verbunden, welcher gleichzeitig auf den Entmultiplexierer 423 und einen Alarmkreis 418 einwirkt. Der Alarmkreis 418 ist wiederum mit einem Leseautorisationskreis verbunden, welcher aus einer Reihe von Schaltern 425a - d besteeht, die ausgangsseitig von den Kanälen 424a - d angeordnet sind. Wenn somit das 2o-Hz-Signal eine nicht ausreichende Amplitude besitzt, erfolgte eine Sperrung der Entmultiplexierung, während gleichzeitig eine Auslesung verhindert wird, was bedeutet, daß die nicht dargestellten, jedoch Teil des Entmultiplexierers 423 bildenden Schalter, auf der Eingangsseite der Kanäle 424 und die Schalter 425 auf der Ausgangsseite der Kanäle 424 offen bleiben. Die Kanäle 424 üben somit ihre Speicherfunktion aus, ohne daß sie auf der Eingangsseite durch falsche Daten gestört werden, und ohne daß auf der Ausgangsseite eine Auslesung erfolgt, durch welche ihr Inhalt verändert würde. Dies ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, weil der Schwellwertdetektor

409885/0960

bei jedem Verschwinden der Trägerwelle zum Ansprechen gebracht wird, wobei dies aufgrund der Kodierung oder der sequentiellen Funktionsweise hervorgerufen v/erden kann, falls es sich um eine Funkfeuergruppe handelt, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.

Weitere Einzelheiten der in Fig.

dargestellten Anordnung sind unter Berücksichtigung von Fig. 5 in der erwähnten französischen Patentanmeldung 72 14 o56 beschrieben. Die Empfängerstufe 41o besteht dabei aus den Elementen 51, 52, 52, 521 und 531 der erwähnten Patentanmeldung. Die Werte der Zwischenfrequenzen werden jedoch so eingestellt, damit sie dem Frequenzbereich der Funkfeuer entsprechen. In gleicher Weise entsprechen der Phasendiskriminator 411 und der 2o-Hz-Filter 412 den Elementen 441 und 442 der betreffenden Patentanmeldung.

Die in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausfuhrungsformen von Empfängern v/eisen im oberen Bereich dieselben Einheiten auf. Es handelt sich dabei um die Empfängerstufe 61o bzw. 71o, den Diskriminator 611 bzw. 711, das 2o-Hz-Filter 612 bzw. 712, den Schwellwertdetektor 615 bzw. 715 und den Trigger 616 bzw. 716. Diese Elemente entsprechen der in Fig. 4 dargeste-lten Ausführungsform, wobei dieselben Bezugszeichen verwendet wurden, mit der Ausnahme, daß der Hunderterwert der Bezugszeichen verändert worden ist. Gemäß Fig. 6 wird das eine Frequenz von 2o Hz aufweisende multiplexe Phasenkorrektursignal einem Entmultiplexierer 613 zugeführt, welcher zur Multiplexsteuerung die Omega-Formatsignale erhält. Der Entmultiplexierer 613 wird mit Hilfe des Triggers 616 gesperrt, sobald die Amplitude des multiplexen Signals unterhalb eines Schwellwertes absinkt. Die AusgangsSignaIe des Entmultimplexierers 613 werden einer Mehrzahl von

409885/0960

Synchronfiltern 614a - d zugeführt. Jeder dieser Synchronfilter 614a - d besteht aus einem schmalbandigen Bandpaßfilter und einem auf der Frequenz von 2o Hz arbeitenden Synchron-Demodulator, welcher entsprechend der Phasenkorrektur des Multiplexsegmentes gesteuert ist, mit welchem er in Bezug steht. Die Synchronfilter 614a - d zeigen im Bereich ihres Ausgangs zusätzlich einen Kondensator, wodurch die Speicherfunktion angedeutet ist. Dabei tritt eine Zeitkonstante auf, wie sie in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben worden ist. In diesen Fällen erscheint es jedoch zweckmäßig, eine richtige Phasenspeicherung vorzunehmen.

Gemäß Fig. 6 ist zusätzlich ein

Omegk-Empfänger 62o vorgesehen, welcher beispielsweise empfangene Phasenwerte 0„ abgibt, die auf eine Frequenz von 1 kHz angehoben worden sind. Diese Phasenwerte sind multiplexiert, weil sie auf derselben Basisfrequenz des Omega-Systems empfangen werden. Dieselben werden einem multiplexen Phasenschieber 621 zugeführt, welchem ebenfalls die Omega-Segr;nte und die synchronen Phasenkorrekturen der Synchronfilter 414a - d zugeführt werden, wobei jeder Phasenkorrekturwert v/ährend des entsprechenden Segmentes zugeführt wird. Am Ausgang des Phasenschiebers 621 treten somit Signale mit einer Frequenz von 1 kHz auf, welche phasenkorrigiert sind". Diese Signale werden einem Verarbeitungskreis 622 zugeführt, welcher ausgangsseitig mit einem Entmultiplexierer 623 verbunden ist. Dieser Entmultiplexierer 623 ist ausgangsseitig mit Kanälen 624a - d verbunden. Diese Kreise sind bei einem bekannten Omega-Empfänger bereits vorhanden, welcher unter der kommerziellen Bezeichnung "NRNX 1A" bzw. "M2A" von SERCEL vertrieben wird. Jedes Synchronfilter 614 kann fernerhin Elemente entsprechend Fig. 6 der erwähnten französischen Patentanmeldung 72 14 o56. enthalten, wobei berücksichtigt wird, daß diese Elemente ebenfalls eine Entmultiplexierungsfunktion

409885/0960

des Entmultiplexierers 613 der vorliegenden Erfindung durchführen. Der multiplexe Phasenschieber 621 weist einen eine rasche Ansprechgeschwindigkeit aufweisenden Phasenschieber auf/ dessen Steuerung entsprechend den Kanälen a, b, d und d multiplexiert ist.

Die in Fig. 7 dargestellte dritte

Ausführungsform des Empfängers weist im Vergleich zur Ausführungsform von Fig. 6 analoge Einheiten, d.h. einen Entmultiplexierer 713 und Synchronfilter 414a - d auf. Der Omega-Empfangsteil besteht aus einem Emfpängerkreis 72o, welcher eine Verstärkung, Filtrierung und Frequenzumsetzung durchführt. Der Empfängerkreis 72o ist ausgangsseitig mit einem Entmultiplexierer 721 verbunden, welcher wiederum ausgangsseitig mit Kanälen 722a- d verbunden ist. Auf diese Weise werden Phaseninformationen erhalten, welche in einer direkt auswertbaren Form vorliegen. Die von den Synchronfiltern 714a - d abgegebenen Phasenkorrekturen werden mit den den.Kanälen 722a - d zugeführten Phaseninformationen innerhalb von Phasenschiebern 72 3a - d kombiniert. Falls die über die Kanäle 722a - d geleiteten Phasenwerte auf eine Frequenz von 1 kHz angehoben worden sind, sind die Kreise 723 in der Tat Phasenschieber für diese Frequenz. Falls sowohl die empfangenen Phasenwerte als auch die Phasenkorrekturen in analoger Form ausgedrückt werden, können die Kreise 723 analoge Substraktionskreise sein.

In den Ausfuhrungsformen von Fig.

und 7 ist die Wirkung des Schwellwertdetektors und des Triggers sehr v/ich tig, damit die eine Speicher funktion besitzenden Synchronfilter in zufriedenstellender Weise arbeiten können, sobald die Trägen/eile wegen des Morsekodes und insbesondere wegen der sequentiellen Arbeitsweise verschwindet. Der Unterschied der Ausführungsformen von Fig. 6 und 7 gegenüber der von Fig. 4 besteht darin, daß die Ablesung an den Empfängern permanent durchgeführt

409885/0980

werden kann, v/eil die Frequenzsteuerkreise innerhalb der schraalbandigen Synchronfilter eine Phasenspeicherung durchführen .

Aufgrund von Versuchen konnte

gezeigt werden, daß die goniometrische Verwendung der im Hinblick auf die Phasenkorrekturen gemäß der Erfindung phasenmäßig modulierten Trägerwelle durch die Phasenmodulation nicht beeinflußt wird. Dies gilt ebenfalls, wenn die Radiogoniometrie mit einem beweglichen Rahmen aufweisenden Empfänger durchgeführt wird, falls kompliziertere Empfänger verwendet v/erden, die einen Vergleich zwischen der durch eine Stabantenne eingefangenen Referenzwelle und der durch eine unbewegliche Rahmenantenne empfangenen Welle durchführt. Die Phasenmodulation kann jedoch einen geringfügigen Einfluß auf die Verstehbarkeit der. Identifikationssignale bei gewissen Funkfeuern haben. Bai aeronautischen Funkfeuern, welche gemäß des Modulationstyps A₁ moduliert sind, verwenden die Empfänger im allgemeinen einen Schwebungsoszillator, wobei der Ilorsekode durch Feststellung des Schwebungssignals festgestellt wird. In diesem Fall ist die phasenmäßige Modulation gemäC der Erfindung in der Form eines leichten Vibratos hörbar, wodurch jedoch die Verständlichkeit der Identifikationssignale nicht sehr stark beeinträchtigt wird.

Es sind Studien und Versuche von

selten der Anmelderin durchgeführt worden, um den möglichen Einfluß der zur Funktionsweise des Funkfeuers notwendigen Modulation und Kodierung auf eine zufriedenstellende Arbeitsweise der Empfänger für die Omegadifferentialkorrektionen gemäß der Erfindung festzustellen. Dabei hat sich gezeigt, daß die bekannte Verwendung von Begrenzern auf der Eingangsseite des Phasendiskriminators und eine genaue Filtrierung innerhalb der Empfängerstufen bereits ausreichend die

409885/0980

lineare Amplitudenmodulation verringert, falls dieselbe auftritt. Der evtl. Intermodulationseinfluß auf die Korrektionsträgersignale ist fernerhin durch die sehr starke Filtrierung des multiplexen Korrektursignals mit 2o Hz begrenzt, welche wenigstens bei den Empfängern der Fig. 6 und 7 innerhalb des Synchronraodulatoren durchgeführt wird. Bezüglich der Morsekodierung haben die Erfahrungen der Anmelderin gezeigt, daß sie praktisch keinen wesentlichen Einfluß auf die Übertragung der omegadifferentiellen Korrekturen gemäß der Erfindung hat. Besondere Aufmerksamkeit wurde auf die Feststellung von Fehlern gelenkt, die eine periodische Unterbrechung der Übertragung hervorrufen können, sobald nur ein Teil der Stationen einer Funkfeuer— gruppe für die omegadifferentielle Übertragung ausgelegt ist, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Da jede Station während einer Minute ein Signal aussendet, beträgt dabei die Gesamtperiode 6 Minuten.

Unter diesen Umständen ergibt

sich das beste Resultat während der Signalruhepausen, indem die Korrekturenwerte während der letzten Übertragung aufrechterhalten werden, um dieselben während der Unterbrechungsperiode zu verwenden. Die zu verwendenden Korrekturwerte können in signifikanter Weise variieren, wenn man einen konstanten Wert beibehält. Die sich in diesem Zusammenhang ergebenden Werte sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

409885/0960

Mittlerer quadra tischer Abstand in %	Permanente übertragung o,216	Sequentielle Übertragung T Min. im Vergleich zu 2 Mn. 1,o4	Sequentielle Periode 3 Min. 1 Min. im Ver gleich zu 3 Min. 2,15
Mittlerer quadra tischer Fehler in %	1,51	1,83	2,62
Verschlechterungs koeffizient	1,o1	1,22	1,74

Die Tabelle zeigt die von der

Anmelderin beobachteten Werte für die mittleren quadratischen Phasenfehler, welche in Prozent ausgedrückt sind, je nachdem, ob es sich um eine permanente oder eine sequentielle Übertragung handelt. Die erste Zeile dieser Tabelle zeigt die ungefähren Werte, welche einzig und allein im Betriebszustand der Korrekturübertragung gemäß der Erfindung auftreten. Die zweite Zeile hingegen zeigt den Gesamtfehler, welcher ebenfalls berücksichtigt, daß die erhaltenen Korrekturen an einem bestimmten Ort nicht gänzlich mit den Korrekturen in Korrelation stehen, welche innerhalb des gesamten Bereiches vorzunehmen sind. Der mittlere quadratische Fehler aufgrund dieser schlechten Korrelation wird im allgemeinen auf 1,5 % geschätzt, falls

409885/0960

der Abstand der Sendastation für die Korrektursignale etv/a 3po km von dem Benutzer beträgt. Die dritte Zeile der Tabelle gibt den Verschlechterungskoeffizienten an, welcher durch die sequentielle Arbeitsweise hervorgerufen wird. Bei permanenter Übertragung ergibt sich eine geringe Verschlechterung aufgrund der Tatsache, daß die Übertragung niemals vollkommen ist.

Anhand der Tabelle ergibt sich,

daß die permanent übertragenen Korrektursignale gemäß Omega-Differential eine Erhöhung der Genauigkeit entsprechend einem Verhältnis 1 : 5 im Vergleich zu den tabellenmäßig erfaßten Korrekturen erlauben, welche durch das US-NAVAL Ozeanographische Büro festgelegt sind. Es ist demzufolge einleuchtend, daß die Werte der oben angegebenen Tabelle für die beiden sequentiellen Funktionen Resultate liefern, welche wesentlich besser als die tabellenmäßig erfaßten Korrekturwerte sind. Dies gilt für eine Reichweite von 3oo km von einem gewählten Ort aus. Bei größeren Entferungen ist es zweckmäßig, eine andere Korrektursendestation zu verwenden oder erneut die tabellenmäßig festgelegten Korrekturwerte verwenden. In diesem Fall ist es zweckmäßig, auf die in der französischen Patentanmeldung 73 11 913 beschriebenen Mittel zurückzugreifen. Die Verwendung von zwei Mitteln kann abgewechselt v/erden, indem die Korrekturen entweder von einem oder dem anderen oder gleichzeitig hergeleitet werden. Die auf zweierlei Weise abgeleiteten Korrekturen werden daraufhin zv/ei in Serie angeordneten Phasenschiebern zugeführt, welche die von dem Basis-Omega-Empfänger empfangenen Phasen beeinflussen. In diesem Fall wird die Korrekturanordnung gemäß der französischen Patentanmeldund 73 11 913 nicht zur direkten Speicherung der tabellenmäßig erfaßten Korrekturwerte des US-Navel-Ozeanographischen Büros, sondern zur Ein-

409885/0960

speicherung der dxfferentiellen Werte verwendet. Die dxfferentiellen Werte v/erden dadurch erhalten, indem die tabellenmäßig vorliegenden Korrekturwerte für den Ort, an welchem sich der Empfänger befindet, mit den tabellenmäßigen Werten bezüglich des gewählten Ortes korrigiert werden, um in der Folge die übertragenen und verwendeten omegadifferentiellen Korrekturwerte zu messen.

409885/0960

Claims

Patentansprüche

1.J Navigationsverfahren für im

differentiellen Modus, arbeitende sequentielle Radinavigationssysteiae mit Phasenempfang, wobei eine zusätzliche Übertragung von festgelegten Korrekturphasenwerten erfolgt, die durch die Differenz zwischen der an einem bestimmten Ort empfangenen Phase und einer theoretischen Phase festgelegt sind und wobei die sequentielle Aussendung und die Anbringung der empfangenen Phasenkorrekturen in multiplexer Form erfolgt, dadurch gekennzeichnet , daß eine für die Radiogonometrie verwendete amplitudenmäßig modulierte Trägerwelle phasenmäßig moduliert wird, wobei diese phasenmäßige Modulation mit Hilfe eines niederfrequenten multiplexen Phasenkorrektursignals erfolgt, dessen Phase linear und aufeinanderfolgend in Beziehung zu den Phasenkorrekturen steht, demzufolge jede Phasenkorrektur im wesentlichen gleichzeitig mit der entsprechend dazugehörigen Phase auftritt, und daß diese Trägerwelle anschließend filtriert und demoduliert wird, um das multiplexe Korrektursignal wiederzugewinnen, wobei die in dem multiplexen Korrektursignal enthaltenen Phasenkorrekturen den empfangenen Phasenwerten zugeführt werden, demzufolge jede Phase zum Zeitpunkt des jeweiligen Empfangs einer Phasenkorrektur ausgesetzt wird".

2. Navigationsverfahren nach Anspruch 1,

bei welchem die Trägerwelle der Radiogoniometrie unterbrochen ist, und eine andere Welle anschließend auf derselben Frequenz von einer anderen Sendestation ausgesendet wird,

409885/0960

dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgang der phasenmäßigen Modulation mit einem multiplexer^ Phasenkorrektursignal durchgeführt wird, welches wenigstens ein bekanntes Multiplexsegment im Hinblick auf eine Referenzphase besitzt, ferner daß im Bereich der anderen Sendestation während des bekannten Segmentes die radiometrische Trägerwelle entmoduliert und filtriert wird, was zu einer Extraktion der Referenzphase führt, und daß anschließend der Vorgang der Phasenmodulation auf der anderen Welle mit einem anderen niederfrequenten multiplexen Phasenkorrektursignal unter Verwendung der Referenzphase durchgeführt wird, worauf die Abläufe der Wiedergewinnung und Anbringung der Phasenkorrekturen auf der somit phasenmäßig modulierten anderen Trägerwelle durchgeführt wird.

3. Navigationsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß beim Empfang ebenfalls eine schmalbandige Filtrierung des niederfrequenten Korrektursignals durchgeführt wird, wobei die Durchführung der Phasenkorrekturen gesperrt ist, sobald das filtrierte Signal amplitudenmäßig unterhalb eines bestimmten Wertes liegt.

4. Navigationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet , daß die Durchführung der Phasenkorrekturen mit einer Aufrechterhaltungszeitkonstante größer als 1 Minure, vorzugsweise im Bereich von 1o Minuten, durchgeführt wird.

5. Navigationsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchführung der Phasenkorrekturen dadurch erfolgt, daß

409885/0960

ein von den empfangenen Phasen des Signals abgeleitetes Signal mit dem multiplexen Korrektionssignal überlagert wird, wobei die Zeitkonstante nach der Entmultiplexierung in bezug auf die auftretenden Phasen zur Geltung kommt.

6. Navigationsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß zur Durchführung der Phasenkorrektur das Korrektursignal entsprechend einem örtlich festgelegten Format für die Phasen des sequentiellen Radionavigationssystems demultiplexiert wird, wobei die Zeitkonstante für jede entmultiplexierte Phasenkorrektur mit Hilfe eines Synchronfilters erreicht wird, und daß ein von den Phasen des Radionavigationssystems abgeleitetes Signal entsprechend dem örtlichen Format versetzt wird, nachdem die Phasenkorrekturen an den Synchronfiltern auftreten.

7. Navigationsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchführung der Phasenkorrekturen dadurch erfolgt, indem das Korrektursignal entsprechend einem örtlichen Format für die Phasen des sequentiellen Radionavigationssystems entmultiplexiert wird, wobei die Zeitkonstante innerhalb eines Synchronfilters jedem entmultiplexierten Phasensignal zugeführt wird, und daß das von den Phasen des sequentiellen Radionavigationssystems abgeleitete Signal getrennt demultiplexiert wird, worauf die Phasenkorrekturen einzeln den auf diese Weise entmultiplexierten Phasen zugeführt v/erden.

8. Sendevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei welcher eine erste Sendestation einen Leistungsverstärker aufweist, der mit einer Sendeantenne verbunden ist, wobei dieser Leistungsverstärker entsprechend einem Kode mit Hilfe eines Takt-

409885/0960

generators ein- und ausschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich folgende Einheiten vorgesehen sind:

■a) ein Empfänger (12ο, 32o) für sequentielle Radionavigationssysteme, welcher Phasenwerte und ein Reihenfolgeformat abgibt,

b) ein Multiplexer (122, 322), welcher in Abhängigkeit der empfangenen Phasenwerte und vorgegebenen theoretischen Phasenwerten Phasenkorrekturen abgibt,

c) einem Frequenzumsetzer (123, 323), welcher ein multiplexes niederfrequentes Signal erzeugt, dessen Phase entsprechend dem Reihenfolgeformat linear und aufeinanderfolgend in Bezug steht zu den Phasenkorrekturen, demzufolge jede Phasenkorrektur im wesentlichen gleichzeitig mit der Phase selbst auftritt, und

d) einem Phasenmodulator (125, 325), v/elcher eine Phasenmodulation der Trägerwelle mit Hilfe des multiplexen Phasenkorrektursignals durchführt, wobei die auf diese Weise modulierte Trägerwelle dem Leistungsverstärker (112, 312) zugeführt ist, von welcher sie zusätzlich zu einer Amplitudenmodulation ausgesandt wird.

9. Sendevorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (12o, 32o) des sequentiellen Radionavigationssystems so gesteuert ist, daß er an den einen Identifikationskode abgebenden Taktgenerator (11o) ein Synchronisationssignal abgibt, welches zeitlich mit dem Reihenfolgeformat in Beziehung steht.

409885/0960

10. Sendevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzumsetzer (123, 323) auf ein bekanntes Segment des Reihenfolgeformats anspricht und dementsprechend ein niederfrequentes multiplexes Signal mit einer Referenzphase abgibt.

11. Sendevorrichtung nachAnspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine weitere Sendestation vorgesehen ist, wobei jede Sendestation zusätzlich einen Reihenfolgetaktgenerator(314) aufweist, v/elcher auf den Leistungsverstärker (312) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Sendestation (III, V) neben dem Empfänger (32o) den Multiplexer (322) , dem Frequenzumsetzer (323) und dem Phasenmodulator (325) einen mit dem Reihenfolgetaktgenerator (314) verbundenen Synchronisationsempfänger (331) aufweist, welcher das von der ersten Sendestation v/ährend des bekannten Segmentes einlaufende multiplexe niederfrequente Signal empfängt und demoduliert und damit das Referenzsignal der ersten Sendestation (I) extrahiert, und daß zusätzlich ein Phasenschieber (326 bis 328) vorgesehen ist, welcher das multiplexe niederfrequente Signal entsprechend dem zeitlichen Unterschied zwischen der Referenzphase der ersten Sendestation (I) und der Phase des örtlichen Referenzsignals verschiebt.

12. Empfangsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dieselbe aus folgenden Einheiten besteht:

a) einer Empfängerstufe (41o, 61o, 71o), welche die Trägerwelle empfängt, filtriert und entmoduliert, wodurch das multiplexe Korrektursignal wiedergewonnen wird,

409885/0960

b) ein Diskriminator (411, 611, 711), welcher diese Phasenkorrekturen des multiplexen Korrektursignals den empfangenen Phasen zuführt, demzufolge gleichzeitig eine Phasenkorrektur durchgeführt ist,

c) eine Einrichtung (423, 424; 613, 614; 713, 714), welche das multiplexe Korrektursignal getrennt korrigiert, und

d) eine Einrichtung (415, 416, 418, 425; 615, 616, 613; 715, 716, 713), welche die Zufuhr von Korrekturen verhindert, sobald die Amplitude des multiplexen Korrektur signals kleiner als ein vorgegebener Wert ist.

13. Empfangsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die die Phasenkorrektur durchführende Einrichtung (421, 423, 424; 613, 614, 621; 713, 714, 723) eine Aufrechterhaltungszeitkonstante besitzt, welche größer als eine Minute ist und zweckir.äßigerweise im Bereich von 1o Minuten liegt.

14. Empfangsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die die Phasenkorrektur durchführende Einrichtung einen Frequenzumsetzer (421) aufweist, welcher das von dem sequentiellen Radionavigationssystem empfangene Phasensignal mit dem multiplexen Korrektursignal mischt und daß zusätzlich ein Entmultiplexierer (423) und Kanäle

(424) vorgesehen sind, mit welchen die empfangenen einzelnen Phasen entsprechend der vorgegebenen Zeitkonstante wiedergewinnbar sind.

409885/0960

15 - Empfangsvorrichtung nach

Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die die Durchführung der Phasenkorrektur bewirkende Einrichtung einen für das Korrektursignal verwendeten Entmultiplexierer (613) aufweist, welcher ausgangsseitig mit einer Mehrzahl von Synchronfiltern (614a bis d) verbunden ist, die für die einzelnen Phasenkorrekturen mit einer entsprechenden Zeitkonstante versehen sind und entsprechend dem örtlichen Format des Radionavigationsempfängers aufeinanderfolgend ein von den Phasen abgeleitetes Signal phasenmäßig verschieben, nachdem die Phasenkorrekturen des Synchronfilters (614a bis d) durchgeführt sind.

16. Empfangsvorrichtung nach Anspruch 13 zur Verwendung in Verbindung mit einem Radionavigationsempfänger, welcher einzelne empfangene Phasen abgibt, dadurch gekennzeichnet , daß die die Phasenkorrektur durchführende Einrichtung einen für das Korrektursignal arbeitenden Entmultiplexierer (713) aufweist, v/elcher ausgangsseitig mit einer Mehrzahl von Synchronfiltern (714a bis d) verbunden ist, um auf diese Weise die Phasenkorrekturen mit einer vorgegebenen Zeitkonstante v/iederzugewinnen, und daß eine liehrzahl von Phasenschiebern (723a bis d) vorgesehen ist, mit welchen die empfangene Phase entsprechend der dazugehörigen Phasenkorrektur beeinflußt wird.

17. Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Einheit vorgesehen ist, mit v/elcher zeitabhängig die Phasenkorrekturwerte mit Hilfe der eingespeicherten Basenwerte erzeugt werden, und daß zusätzlich eine Einheit vorgesehen ist, mit welcher diese Korrekturwerte den empfangenen Phasen des Radionavigationssystems zugeführt sind.

409885/0960

18. Empfangsvorrichtung nach

Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die zur Durchführung der Phasenkorrektur dienenden Einheiten so ausgebildet sind, daß sie gleichzeitig auf die differentielle Werte besitzenden Basiskorrekturwerte Einfluß nehmen, wobei jede der Differenz zwischen der Korrektur eines bestimmten Bereiches an dem Ort des Empfängers und der Korrektur an einem gewählten übertragenden Korrekturwerte festlegenden Ort ist.

409885/0960

Leerseite