NO329061B1

NO329061B1 - radio beacon

Info

Publication number: NO329061B1
Application number: NO20051639A
Authority: NO
Inventors: Arne Loke
Original assignee: Tracking Systems As
Priority date: 2005-04-01
Filing date: 2005-04-01
Publication date: 2010-08-09
Also published as: NO20051639L; NO20051639D0

Abstract

oppfinnelsen vedrører et system for sporing av kostbare gjenstander slik som biler, båter eller enheter for verditransport. Gjenstanden utstyres med en mobil enhet. Den mobile enheten omfatter en sender og en mottager. Systemet benytter en sporingsanordning for å finne den mobile enheten, og derved gjenstanden. Sporingsanordningen omfatter en Doppler-mottager for kortholds retningssporing, og en smalbånds transceiver for lengre hold. Transceiveren sender et aktiveringssignal til den mobile enheten, og mottar et identifikasjonssignal fra den mobile enheten. Transceiveren er innrettet til å indikere retningen til den mobile enheten.The invention relates to a system for tracking expensive objects such as cars, boats or valuables. The item is equipped with a mobile device. The mobile device comprises a transmitter and a receiver. The system uses a tracking device to locate the mobile device, and thereby the object. The tracking device includes a Doppler receiver for short-range directional tracking, and a longer-range narrowband transceiver. The transceiver sends an activation signal to the mobile device and receives an identification signal from the mobile device. The transceiver is arranged to indicate the direction of the mobile device.

Description

Oppfinnelsens område Field of the invention

Foreliggende oppfinnelse vedrører et system og en fremgangsmåte for sporing av objekter med midler som opererer med radiofrekvente bølger. The present invention relates to a system and a method for tracking objects with means that operate with radio frequency waves.

Teknisk bakgrunn Technical background

Det er i dag tilgjengelig et antall systemer for sporing av objekter. Aktuelle objekter kan være pengevesker eller andre beholdere for transport av verdifulle gjenstander, bankautomater, lastebiler, biler, motorsykler, båter, postpakker, personlige datamaskiner eller til og med personer, kjæledyr eller andre dyr. Alle systemer inkluderer en liten mobil enhet som skal bæres av objektet, og sporingsutstyr for å spore posisjonen til den mobile enhet. A number of systems for tracking objects are available today. Objects in question can be purses or other containers for transporting valuables, ATMs, trucks, cars, motorcycles, boats, mail packages, personal computers or even people, pets or other animals. All systems include a small mobile device to be carried by the object, and tracking equipment to track the position of the mobile device.

ETS ("Electronic Tracking Systems") markedsfører et system som bruker en kombi-nert GSM-UHF løsning. En mobil enhet med en GSM innretning og en UHF sender festes til objektet. A grov indikasjon av posisjonen til objektet kan tilveiebringes fra GSM-nettet. For å oppnå en mer presis posisjon, blir UHF-senderen aktivert via GSM-nettet. Et mobilt peilesystem brukes deretter til å lokalisere objektet. ETS ("Electronic Tracking Systems") markets a system that uses a combined GSM-UHF solution. A mobile device with a GSM device and a UHF transmitter is attached to the object. A rough indication of the position of the object can be provided from the GSM network. To achieve a more precise position, the UHF transmitter is activated via the GSM network. A mobile bearing system is then used to locate the object.

"Following Tracking Service" er et lignende system basert på små mobile enheter som hver inkluderer en GSM-innretning og en GPS-mottager. Posisjonen til et objekt som bærer den mobile enhet oppnås fra GPS-mottageren og kommuniseres til en sentral enhet via GSM-nettet. "Following Tracking Service" is a similar system based on small mobile devices that each include a GSM device and a GPS receiver. The position of an object carrying the mobile device is obtained from the GPS receiver and communicated to a central device via the GSM network.

Slike systemer har et antall svake punkter primært knyttet til GSM-systemet. Dek-ningen til et GSM-system er meget ujevn, med mange "skyggesoner" og "hvite flekker" i utkantene uten dekning. GSM-systemer er lett å jamme. Jammesendere er faktisk kommersielt tilgjengelig for bruk i kirker, restauranter, bibliotek osv., hvor det er upassende å motta telefonanrop. Kriminelle har oppdaget at slike jammere er hendige for blokkering av signaler fra sporingsenheter, og jammere er nå et standard redskap i verktøykassen til en moderne tyv eller raner. Jammeren vil hindre basestasjonen fra å oppdage eksistensen av GSM-innretningen i sin celle, og enheten vil derfor effektivt forsvinne av syne. Such systems have a number of weak points primarily linked to the GSM system. The coverage of a GSM system is very uneven, with many "shadow zones" and "white spots" at the edges without coverage. GSM systems are easy to jam. Jammers are actually commercially available for use in churches, restaurants, libraries, etc., where it is inappropriate to receive phone calls. Criminals have discovered that such jammers are handy for jamming signals from tracking devices, and jammers are now a standard tool in the toolbox of a modern thief or robber. The jammer will prevent the base station from detecting the existence of the GSM device in its cell, and the device will therefore effectively disappear from sight.

En GPS-mottager vil lett miste sporet av satellitten hvis den bæres inne i en bygning, eller skjules i en metallbeholder. A GPS receiver will easily lose track of the satellite if it is carried inside a building, or hidden in a metal container.

Amerikansk patentsøknad US 2001/0011954 viser et system for å lokalisere objekter utstyrt med transpondere i en bygning, slik som et kjøpesenter. Lokaliseringen er hovedsakelig basert på avføling av nærhet til et mottagerpunkt, idet det er ut-plassert et nett av mottagere i lokalet. Det er ikke nevnt noe konkret om hvordan peilingen foregår. American patent application US 2001/0011954 shows a system for locating objects equipped with transponders in a building, such as a shopping mall. The localization is mainly based on sensing proximity to a receiver point, as a network of receivers is deployed in the room. Nothing specific has been mentioned about how the bearing takes place.

US-patent 4 041 496 beskriver standard teknikk for Doppler-peiling. US Patent 4,041,496 describes the standard technique for Doppler bearing.

Sammenfatning av oppfinnelsen Summary of the Invention

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et system for sporing av objekter som praktisk talt er immunt mot jammere. It is an aim of the present invention to provide a system for tracking objects which is practically immune to jammers.

En annen hensikt er å tilveiebringe et system hvor objektet kan spores fra stor avstand. Another purpose is to provide a system where the object can be tracked from a great distance.

Hensiktene ovenfor oppnås i et system ifølge krav 1 samt en sporingsanordning ifølge krav 4. Fordelaktige utførelsesformer fremgår av de tilhørende uselvstendige patentkrav. The above purposes are achieved in a system according to claim 1 and a tracking device according to claim 4. Advantageous embodiments appear from the associated independent patent claims.

Kortfattet beskrivelse av tegningene Brief description of the drawings

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i detalj med henvisning til de vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 er et skjematisk diagram som vider hovedkomponentene i en mobil enhet benyttet i det inventive system, Fig. 2 viser det korresponderende retningspeiler-utstyr benyttet for å spore den mobile enhet i Fig. 1, Fig. 3 illustrerer hvordan retningspeiler-utstyret opereres i langdistansemodus. The invention will now be described in detail with reference to the attached drawings, where: Fig. 1 is a schematic diagram showing the main components of a mobile unit used in the inventive system, Fig. 2 shows the corresponding direction indicator equipment used to track it mobile unit in Fig. 1, Fig. 3 illustrates how the direction indicator equipment is operated in long-distance mode.

Detaljert beskrivelse Detailed description

Systemet består av en mobil enhet 1 ment å bæres av det aktuelle objekt, Fig. 1. Det kan for eksempel skjules i en bil, eller plasseres i en koffert for verdisaker. Selv om bilens karosseri vil ha en skjermende effekt på signalene som sendes til og fra den mobile enhet, vil tilstrekkelig energi slippe gjennom til å la enheten spores. Enheten 1 omfatter en sender 2 og en mottaker 3 som opererer i VHF-båndet. Senderen og mottakeren er koblet til en antenne 4. Operasjonen av senderen og mottakeren styres av en styringsenhet 5. Normalt er den mobile enhet i tomgangstil-stand men den venter på et aktiveringssignal. Når aktiveringssignalet blir mottatt, bringes senderen 2 i drift for å sende et identifikasjonssignal. The system consists of a mobile unit 1 intended to be carried by the object in question, Fig. 1. It can, for example, be hidden in a car, or placed in a suitcase for valuables. Although the car body will have a shielding effect on the signals sent to and from the mobile device, sufficient energy will pass through to allow the device to be tracked. The unit 1 comprises a transmitter 2 and a receiver 3 which operate in the VHF band. The transmitter and receiver are connected to an antenna 4. The operation of the transmitter and receiver is controlled by a control unit 5. Normally, the mobile unit is in an idle state but it is waiting for an activation signal. When the activation signal is received, the transmitter 2 is brought into operation to transmit an identification signal.

Den korresponderende sporinginnretning 21 er illustrert i Fig. 2. Sporingsinnretningen 21 kan være installert i et kjøretøy, for eksempel en bil eller et fly, eller den kan være en liten portabel innretning som kan bæres av personell. Innretningen omfatter en transceiver 24, en Doppler-mottaker 22, en GPS mottaker 23, en antennesvitsj 25 og fire antenner 26a-d. Sporingsinnretningen 21 er koblet til et datasystem (ikke vist) via et datagrensesnitt 27. Datasystemet kan være en eks-tern personlig datamaskin eller et internt dedikert prosessorsystem. Datasystemet er innrettet til å styre driften av sporingsinnretningen, og kan omfatte en database over mobile enheter og deres identifikasjonskoder. The corresponding tracking device 21 is illustrated in Fig. 2. The tracking device 21 can be installed in a vehicle, for example a car or an airplane, or it can be a small portable device that can be carried by personnel. The device comprises a transceiver 24, a Doppler receiver 22, a GPS receiver 23, an antenna switch 25 and four antennas 26a-d. The tracking device 21 is connected to a computer system (not shown) via a computer interface 27. The computer system can be an external personal computer or an internal dedicated processor system. The computer system is designed to manage the operation of the tracking device, and may include a database of mobile devices and their identification codes.

Når det er ønskelig å spore posisjonen av en mobil enhet 1, la oss si hvis en bil med mobil enhet installert blir rapportert stjålet, vil transceiveren 24 bli operert av styringsenheten 28 til å sende et aktiveringssignal til den mobile enhet 1. Transceiveren kan sende med høy effekt for å sikre aktivering av den mobile enhet selv i nærvær av jammende sendere. Den mobile enhet 1 svarer ved å sende et signal, enten kontinuerlig eller intermittent. When it is desired to track the position of a mobile device 1, let's say if a car with a mobile device installed is reported stolen, the transceiver 24 will be operated by the control unit 28 to send an activation signal to the mobile device 1. The transceiver can transmit with high power to ensure activation of the mobile device even in the presence of jamming transmitters. The mobile unit 1 responds by sending a signal, either continuously or intermittently.

Det primære sporingssystem er basert på Doppler-mottakeren 22, som er koblet til fire antenner 26a-d. Antennene er arrangert i et kvadratisk mønster. Doppler-mottakeren 22 er koblet til antennene via antennesvitsj 25. Nevnte antennesvitsj 25 kan alternativ koble antennene til transceiver 24. Doppler-retningspeiler-systemer er vel kjent, og vil ikke bli beskrevet i ytterligere detalj her. The primary tracking system is based on the Doppler receiver 22, which is connected to four antennas 26a-d. The antennae are arranged in a square pattern. The Doppler receiver 22 is connected to the antennas via antenna switch 25. Said antenna switch 25 can alternatively connect the antennas to transceiver 24. Doppler direction indicator systems are well known, and will not be described in further detail here.

Et Doppler-system er effektivt for å finne retningen til en målkilde med stor nøyak-tighet. Imidlertid er slike systemer avhengig av signaler med relativt stor signal-styrke. Det ble observert under sporing med Doppler-systemet at signalet fra den mobile enhet kunne høres på lang avstand før Doppler-systemet ble operabelt. Sporingsinnretningen ble derfor supplert med et langdistanse sporingssystem, som er illustrert i fig. 3. A Doppler system is effective in finding the direction of a target source with great accuracy. However, such systems are dependent on signals with relatively high signal strength. It was observed during tracking with the Doppler system that the signal from the mobile unit could be heard at a great distance before the Doppler system became operable. The tracking device was therefore supplemented with a long-distance tracking system, which is illustrated in fig. 3.

I dette system vil transceiveren bli koblet til de fire antenner i par. I figuren er antennene 26a og 26b koblet til transceiveren, med et resulterende nyreformet an-tennediagram 29. Antennesvitsjen 25 vil svitsje antennene ut og inn av kretsen, og effektiv få antennen til å skanne fire forskjellige retninger i rekkefølge. Slik vil systemet innledningsvis gi en meget grov indikasjon av retningen til emitterkilden. Når en emitterkilde blir detektert, vil operatøren stoppe skanningen og rette antennen (eller kjøretøyet) mot målet slik at det mottatte signal faller i nullen i antennedia-grammet 29. Operatøren kan da fortsette mot målet, og til slutt vil Doppler-systemet ta over som den primære retningsindikator. Systemet kan benytte to eller flere antenner; retningsoppløsningen forbedres med et økende antall antennepar, men også med en tilsvarende økning i maskinvarekostnader. In this system, the transceiver will be connected to the four antennas in pairs. In the figure, antennas 26a and 26b are connected to the transceiver, with a resulting kidney-shaped antenna diagram 29. The antenna switch 25 will switch the antennas in and out of the circuit, effectively causing the antenna to scan four different directions in sequence. In this way, the system will initially give a very rough indication of the direction of the emitter source. When an emitter source is detected, the operator will stop the scan and direct the antenna (or vehicle) towards the target so that the received signal falls at zero in the antenna diagram 29. The operator can then continue towards the target, and eventually the Doppler system will take over as the primary directional indicator. The system can use two or more antennas; the directional resolution improves with an increasing number of antenna pairs, but also with a corresponding increase in hardware costs.

Det inventive sporingssystem kan operere i ethvert kommersielt tilgjengelig fre-kvensbånd, for eksempel i båndet 170-174 MHz. Dette bånd er segmentert i et antall kanaler, hver 12,5 kHz bred. Bærebølgen fra den mobile enhet 1 plasseres nær sentrum av en kanal. Bærebølgen kan drive litt, og transceiveren er derfor innrettet til kontinuerlig å skanne kanalen for signaler. Transceiveren bruker en smal båndbredde av 3 til 0,25 kHz, med et ytterligere DSP-filter for å oppdage signaler be-gravet i støy. The inventive tracking system can operate in any commercially available frequency band, for example in the band 170-174 MHz. This band is segmented into a number of channels, each 12.5 kHz wide. The carrier wave from the mobile unit 1 is placed near the center of a channel. The carrier wave can drift slightly, and the transceiver is therefore designed to continuously scan the channel for signals. The transceiver uses a narrow bandwidth of 3 to 0.25 kHz, with an additional DSP filter to detect signals buried in noise.

Ved å operere systemet som et system med smal båndbredde vil følsomheten til systemet øke sterkt. Det er mulig å høre og sikte mot signaler ned mot -153 dBm. Det er også mulig å høre signaler fra den mobile enhet 1 gjennom signalene til jammende sendere. By operating the system as a narrow bandwidth system, the sensitivity of the system will increase greatly. It is possible to hear and target signals down to -153 dBm. It is also possible to hear signals from the mobile unit 1 through the signals of jamming transmitters.

Claims

1. System for tracking an object, the object being equipped with a mobile unit (1), said mobile unit (1) includes a transmitter unit (2) and a receiver (3), characterized in that the system further comprises a tracking device (21 ) with a Doppler receiver (22) for short-range direction finding and a narrowband transceiver (24) for long-range direction finding, said transceiver being arranged to send an activation signal to the mobile unit (1) and receive an identification signal from the mobile unit (1).

2. System according to claim 1, characterized in that the transceiver (24) is arranged to be connected to four antennas (26a-d) arranged in a square pattern, and that the transceiver is connected to the antennas in order so that four different directions are scanned consecutively.

3. System according to claim 1, characterized in that the transceiver is connected to two antennas which are connected so that a kidney-shaped directional diagram with a zero is obtained, in that it is measured towards the zero in the directional diagram.

4. Tracking device (21) for tracking an object, the object being equipped with a mobile unit (1), said mobile unit (1) includes a transmitter unit (2) and a receiver (3), characterized in that the tracking device (21) comprises a Doppler receiver (22) for short-range direction finding and a narrowband transceiver (24) for long-range direction finding, said transceiver being arranged to send an activation signal to the mobile unit (1) and receive an identification signal from the mobile device (1).

5. Tracking device according to claim 4, characterized in that the transceiver (24) is arranged to be connected to four antennas (26a-d) arranged in a square pattern, and that the transceiver is connected to the antennas in order so that four different directions are scanned consecutively.

6. Tracking device according to claim 5, characterized in that the transceiver is connected to two antennas which are connected so that a kidney-shaped directional diagram with a zero is obtained, in that it is measured towards the zero in the directional diagram.