CN1441909A - 应答器着陆系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于地面的精确的飞机着陆系统，提供CATI精确的进场和着陆导航。通过测量飞机的ATCRBS应答器回答的微分载波相位和到达时间，确定飞机的高度位置。应答器回答在多个检测器天线位置被接收，然后被传送给检测器，并被解调和数字化。数据被传送给中央处理器进行校准和多路校正。通过使在单个的检测器天线之间测量的微分相位跳跃相关，飞机应答器的分集式天线处理器转换和应答器回答多路的跳跃以及有色噪声隔离。分集式天线的距离的估算由卡尔曼滤波器处理保持；估算的距离用于校正飞机高度的微分相位测量数据。校正的相位测量和到达时间的测量利用另一个卡尔曼滤波器处理，从而达到所需的飞机高度定位精度。应用类似的微分载波相位和到达时间子系统，实现飞机位置的方位角测量。然后使组合的飞机的方位角和高度和所需的进场路径比较，并把相对于所需的进场路径的飞机位置误差通知飞机。

Description

应答器着陆系统
相关申请的交叉参考
本申请根据35U.S.C.节119(e)要求2000年5月9日申请的美国临时申请号为60/203,039，和2000年10月24日申请的美国专利申请号为09/695359的专利申请的优先权。
发明背景
本申请涉及导航系统。本发明尤其适用于飞机着陆系统，其向用户例如控制器或驾驶员在进场和着陆期间提供精确的高度引导。
各种精确的飞机着陆系统用于帮助驾驶员保持到达跑道上的所需的滑道。仪表着陆系统(ILS)通常用于精确的进入；不过，ILS系统易于受到附近FM广播的干扰，需要在某些机场位置的广阔的地形分级和特性获取，并且当考虑机场附近的建筑时，其容易受到引导光束失真的损害。微波着陆系统(MLS)和ILS相比通常被使用得少得多，并且由于经济上的关系正被逐渐淘汰。精确进入雷达(PAR)通常用于军事环境，并且需要地面操作员通过通信链路向驾驶员口头传达滑道引导修正。提出了基于着陆辅助设备的全球定位系统，其包括正在研制中的两个系统，即广域增加系统(WAAS)和局域增加系统(LAAS)，两种系统都易于受到干扰和迷惑，并且都不适用于精确进场。
使用空中交通控制雷达信标系统(ATCRBS)应答器的飞机导航系统在本领域内是公知的。飞机上通常应用应答器，用于帮助实现二次监视雷达(SSR)功能，用于监视和控制航线上的飞机。大多数商用飞机配备有两个应答器天线，一个在机身的顶部，另一个在机身的底部，用于在飞机转动期间保持可靠的应答器回答。这种应答器天线结构被称为分集式天线。配备有分集式天线的应答器选择这样的天线，其用于在收到来自地面站的最高幅值的询问信号时，发送编码的回答信息。国际标准和目前推荐的方法要求在顶部天线和底部天线之间的水平距离小于7.6米，以便控制由于天线的分集转换而导致的在回答之间的可见的SSR范围波动。分集式天线的垂直分隔距离随机身高度而变化，可以大约为3到10米之间。
使用ATCRBS应答器的着陆系统必须确定飞机的位置，将其与所需的进场路径比较，并对飞机发送所需的任何校正。Nehama的美国专利No.3564543披露了一种这样的系统，其使用对称性和简化的数学确定一个锥形的进场路径。一般地说，Nehama系统及类似系统披露的位置确定系统基于应答器回答的到达时间的测量，这个时间是从询问到达应答器所需的时间、应答器的响应所需的时间以及信号在着陆的飞机和地面上的多个位置之间传输所需的时间导出的。根据这些距离估算飞机的位置。Nehama的专利证实存在可变的应答器回答时间，这可以在导航解决方案中引入大的误差。作为一种折中方式，Nehama把发送器和检测器安排在基本上垂直于跑道长度的垂直的几何平面内。这种安排使得沿着跑道的轴线在水平方向产生误差。作为副作用，这种方案需要利用机场附近的升高的天线塔，因为如果所有的检测器都位于地平面上，因而处于水平平面内，所计算的飞机的高度将含有大的误差，这使得不可能实现精确的着陆系统。
Stoltz的美国专利5017930披露了一种系统，该系统比Nehama的系统的一个特别的优点在于，通过使用4个检测器解决了应答器编码的延迟问题。遗憾的是，例如Nehama和Stoltz披露的着陆系统所使用的到达时间测量具有大的多路误差。这些多路误差由沿着进场到跑道的地形特征引入，并引起到达时间测量中的误差。错误的到达时间测量使导航解决方案变劣，因而降低发送给飞机的导航信号的精度。
需要使着陆系统符合国际标准和关于导航在线信号的偏移特性的推荐的惯例限制，其中包括弯曲、摆动、运转不稳和其它的偏差，其中在离开跑道截断的滑道1.4km处具有大约等于3米的两个∑总和限制。遗憾的是，分集式天线转换，即使在最小的飞机上，也可能使性能超出这个窗口范围。
本发明设想了一种改进的用于克服上述和其它问题的方法和装置。
发明概述
按照本发明的一个方面，一种用于确定飞机位置的方法，所述飞机具有应答器，其响应询问信号发送回答信号，所述方法包括首先在被设置成垂直定向阵列的多个天线上接收回答信号。回答信号的特征，例如相位差、幅值、频率等被测量，并被用于估算飞机位置。分析至少两个回答信号之间的相位差，以便确定各个回答信号是否源自飞机上的不同天线。在确定回答信号源自分集式天线的情况下，估算的位置被调整，从而补偿各个天线之间的距离。所述方法还可以计算在调整的位置和所需的位置之间的误差，并把所述误差传送给用户例如驾驶员、空中交通控制器，或者其它飞机的座舱显示器。
一种精确的飞机着陆系统通过在多个预定的位置测量在询问和应答器回答信号之间经过的时间实时地确定飞机的位置。所述系统通过测量应答器回答的相位差来计算到达角，从而控制多路的影响，并实现精确的飞机定位。
本发明能够补偿应答器分集式天线转换，并且作为所述补偿的结果，能够以最少的动态延迟实现高度估算。
按照本发明的另一个方面，多路校正被应用于所选择的特征，以便补偿包括在估算的位置中的多路误差，借以实现最好的可能的检测和分集式天线的补偿。
本发明的一个优点在于，能够根据源自飞机的协同操作的应答器回答信号精确地确定飞机的位置。
本发明的另一个优点在于，能够管理或者取消应答器回答信号的多路返回的影响。
本发明的另一个优点在于，能够通过测量应答器回答的到达角和到达时间精确地确定飞机的位置。
通过阅读和理解下面的详细说明，本领域的普通技术人员可以更清楚地看出本发明的其它的优点。
附图说明
本发明可以利用多个元件和元件布局以及多个步骤和步骤的排列来实施。附图只用于说明优选的实施例，并不构成对本发明的限制。
图1是表示按照本发明的应答器着陆系统的元件的透视图；
图2是按照本发明的AOA检测器和具有前端RF组合转换的天线输入部分的方块图；
图3表示由于分集式飞机天线引起的误差；
图4说明由于多路信号传输而引起的误差；以及
图5是适用于实施本发明的在处理器中进行的处理的流程图。
本发明的详细说明
参见图1，其中示出了具有跑道10的机场。按照本发明的一种精确的飞机着陆系统通过操作沿着通向跑道10的预定的进场航道(未示出)引导飞机。
所述系统包括，设置在基站屏蔽所20内的询问发送器，用于发送询问和抑制脉冲。由在一个载波频率上调制的脉冲构成的询问信号从询问天线22发出。如同下面详细说明的，同步信号76也从基站20发出，其和到接收器阵列26，28的询问信号一致，用于同步检测器测量处理。例如在飞机上的应答器86(图3，4)响应接收的询问信号发送回答信号，所述回答信号也由在一个载波频率上调制的脉冲构成。所述回答信号由接收器阵列26，28接收，并优选地被输送给基站20内的两个不同的处理器78a，78b(图2)进行处理。按照下述方法对回答信号的各种特征，例如时间、幅值、频率和差分载波相位，进行处理。
现在参看图2，其中示出了元件的功能方块图。4个天线26a-26d构成天线阵列26。为简明起见，天线阵列28未被示出，不过，本领域技术人员应当理解，将对在该陈列接收的信号进行相同的处理。在天线26上接收收到的回答信号，通过滤波器30，由RF接收器装置32处理。通过指定一个天线作为参考天线26a，并测量在参考天线26a和其余3个天线26b-26d中的一个天线之间的差分载波相位，则可实现3个天线阵列孔径，因此可以具有3个不同分辨率(resolution)的测量，例如低的、中的、高的。参考天线26a被输入到专用的接收器通路34。其它的天线26b-26d通过使用在RF接收器装置32内的开关被多路传输到两个RF接收器通路36，38，虽然本领域技术人员可以设想出等效的用于把信号传递给所述装置的机构。每个通路34，36和38从天线26接收1090MHZ的脉冲调制的RF信号，所述信号始发自响应的应答器。相位幅值测量(PAM)部分50接收来自RF接收器装置的中频路径34-38，并对相位获取卡(PAC)60提供记录的视频信号54和数字化的相位数据58A，58B，用于进行信号处理。
提供两组数字相位数据：在参考信道A和IF信道(低、中、高信道26b-26d)58A之间的相位差；以及在参考信道C和IF信道(低、中、高信道26b-26d)58B之间的差。3个输入中的每个的记录视频也输入给PAC54A，54B，54C。来自低分辨率输入的被限制的IF信号68被提供给鉴频器70。鉴频器70接收RF接收器装置输入端的被限制的IF信号68，并对PAC 60的数据获取部分提供模拟输出72，用于进行频率测量。因而PAC 60还通过光纤74接收来自基站20(图1)的开始信号或和询问信号一致的同步定时器信号，来自PAM 50的记录视频幅值数据54，数字相位数据58，以及来自鉴频器70的频率视频信号72。本领域技术人员应当理解，同步信号可以通过光纤光缆之外的其它数据通信的方式传输，例如通过无线传输，常规的硬线等进行传输。此外，可以通过内部机构例如通过内部时钟或者GPS信号实现几个元件之间的同步。
在收到电缆74上的开始信号时，检测器获取部分开始处理来自天线26的RF输入信号。应答器回答信号被模拟处理并存储。所有数据都输入到基站20中的处理器78。
使用卡尔曼滤波器改进位置估算的精度。这种滤波通过不仅使用最近的接收机测量，而且还使用先前确定的位置、所述位置的统计的“可靠性”、以及当前测量的统计的改变来改善精度。在本领域内，一些人员非常理解卡尔曼滤波对于导航系统的应用，不过，下面所述的关于卡尔曼滤波器的调整则是专用于本发明的。处理噪声协方差矩阵Q通常是一个试探组，用于适应期望的目标操纵，但是通过对卡尔曼滤波器进行更先进的公式化，其可以成为自适应的。处理噪声协方差矩阵Q是一种“时效化(aging)”的矩阵，其允许加速事件在表示飞机动力学的状态矢量中发生。通常人们选择一个估算的Q，然后，通过计算机模拟或者通过飞行试验对其进行“微调”。通常通过考虑飞机能够完成的最大加速来计算Q的一阶近似。结合应用下面的分集式天线(DA)算法实现最佳的处理噪声调整。
现在参看图3，其中夸张地但示例地说明了分集式天线误差。接近跑道的飞机80配备有下天线86L和上天线86U。如图所示，在第一次，飞机80利用下天线86L回答询问，并且信号90直接进入天线阵列26。在初次询问和回答序列之后，飞机已经运动，现在由标号80’表示。不过，如图所示，飞机80’由于高度的原因利用上天线86U回答下一次询问。如上所述，因为分集式天线86L，86U之间的距离，在导航问题中引入一个误差。在基站20(图2)中的处理器78配备有分集式天线算法，其计算回答信号的随时间而出现的数字化的相位差，以便检测源自分集式天线的飞机应答器回答。所述算法使用两个到达角(AOA)数据组58A，58B，用于确认分集式天线结构的存在，并计算分集式天线的距离。这里使用的术语AOA指的是用任何各种方法确定的离开某个正常的入射角的角度偏移，包括确定实际的角度偏移，确定多个信号之间的相位差，或者计算到达的方向。如同下面详细说明的，AOA测量，其被确定起源于飞机的上分集式天线，用于补偿分集式天线的距离，从而产生一个以下天线作为发射点的测量组。
在一个目前优选的实施例中，在开始跟踪获取时，DA算法初始化参数(表1)。这些参数通过利用宽范围的飞机类型使用模拟的和现场的数据进行调整。在接近跑道期间，通过检查先前的和当前的询问计数之间的增量，实现可能是由于分集式天线的转换而引起的测量跳跃(jump)。如果询问的增量表示顺序的测量采样，以及TOA测量的范围处于最大范围1内，则使用从最后的询问和相应的AOA天线孔的相位差计算跳跃角度的正弦，然后设置跳跃检测的标记，用于表示所述数据是当前的。如果跳跃角的正弦大于最小值2，则由跳跃角计算跳跃的距离(米)，并确定方向。如果跳跃的距离在最小和最大跳跃限制3，4之间，则设置跳跃检测标记，并把跳跃量设置为所述距离。最后，询问计数和相位测量被存储，以便和下一次询问数据比较。这种算法的这一部分的另一个实施例只使用在接近的范围内(2)的角度信息，用于确定跳跃发生的时间。
另一个跳跃型的实施例(表2)包括按照中与/或高跳跃的结果赋值。通过加权多种类型的测量跳跃10的数量计算DA配置的可信度。沿相同方向的高的和中的信道跳跃具有大的正加权。此外，高的和中的信道跳跃之间的一致的程度被用于增加加权。沿相反方向的高的和中的测量信道跳跃具有大的负加权。当没有中的信道可利用(由于AOA检测器天线交错)时，高信道跳跃具有低的正加权。同样，当没有高的信道可利用时，中的信道跳跃具有低的正加权。当具有可利用的中的或高的测量时发生高的或中的信道跳跃，但是其不表示一个跳跃具有低的负加权。不表示任何跳跃的测量具有0加权。在足够数量的测量更新满足表示飞机配备有分集式天线的跳跃设置基准9-12之后，设置分集式配置存在标记。
一旦确定，则利用两个具有恒定增益的1状态卡尔曼滤波器计算DA分离跟踪和DA分离方差跟踪。根据沿相同方向的高的或中的信道跳跃的平均值计算跟踪5-8。当中的或高的分别不能得到时，所述算法的这部分的另一个实施例也使用单个高的或中的信道跳跃来计算跟踪。
天线状态13-27和所述状态的可信度一道被保持(即上或下分集式天线)。在所示的方向相同类型的跳跃型具有非常高的可信度。相反类型的跳跃型把状态设置为未知的。高、中、高噪声或中噪声类型的跳跃型只有当跳跃的尺寸和预期的跳跃匹配时，才具有高的可信度，如DA分离跟踪所示，否则，状态可信度便被减小。无数据类型的跳跃型减少状态可信度。非跳跃型不改变状态可信度。如果状态从上到下改变，或反之亦然，则状态可信度增加。此外，状态可信度根据在跳跃和DA分离跟踪之间的一致的程度而增加。
根据DA分离跟踪，被确定来自上分集式天线的回答被调整到一个相应于下分集式天线的发射点。根据测量的跟踪速度33，通过使窗口歪斜，窗口门限28-35被设置为最小和最大的边界。根据分离估算方差31和预期的测量方差32的标准偏差，对窗口尺寸进行调整。还设置一个宽的窗口，其是正常窗口的线性缩放36。中的与/或高的测量结果与预期的测量结果之间的差对照这些窗口被检验。分集式天线的状态可信度37-38也被检验。这些检验的结果39-43用于确定所述测量结果是否应当被调整。如果是，则从测量结果中减去DA分离跟踪的值。这种算法的这个部分的另一个实施例将计算DA分离跟踪之间的比，以及预期的测量结果和实际的测量结果之间的差。中的与/或高的测量结果的这个值和分集式天线状态以及状态可信度一道被用于确定所述测量是否应当被调整。
表1：分集式天线算法参数
    参数     目的
按照评估由分集式天线转换引起的测量跳跃
    1 jump_eval_max_rng 用于检测转换的最大范围
    2 min_jump_sin_theta 用于检测转换的最小范围
    3 min_jump 最小的DA转换
    4 max_jump 最大的DA转换
按照估算分集式天线的分离
    5 sep_gain 滤波器增益，用于估算DA分离
    6 sep_var_gain 滤波器增益，用于估算DA分离
    7 use_medium_only_jumps 只利用中的控制，用于估算DA分离
    8 use_high_only_jumps 只利用高的控制，用于估算DA分离
按照确定分集式天线存在可信度
    9 exist_conf_limit 用于确定DA存在的限制
    10 conf_weights[MAX_JUMP_SET] 对于不同类型的测量跳跃的可信度加权
    11 conf_samo_ratio_weight 应用朝向相同方向比的可信度加权
    12 conf_same_ratio_limit 对于同方向比的限制
按照计算分集式天线的状态
    13 use_high_only_to_upper 只使用高跳跃把状态设置为上
    14 use_modium_only_to_upper 只使用中跳跃把状态设置为上
    15 use_high_only_to_lower 只使用高跳跃把状态设置为下
    16 uso_medium_only_to_lowor 只使用中跳跃把状态设置为下
    17 both_status_conf 当具有两种跳跃时使用的状态可信度
  18 high_only_status_conf 当只具有高跳跃时使用的状态可信度
  19 medium_only_status_conf 当只具有中跳跃时使用的状态可信度
  20 expected_jump_bonusconf 当跳跃和预期的匹配时应用的可信度奖励
  21 expected_jump_conf_limit 可用于确定预期的跳跃的可信度限制
  22 xame_ratio_bonus_conf 对于相同的跳跃之间的高比值的可信度奖励
  23 same_ratio_bonus_limit 奖励开始应用时的比
  24 status_conf_reduce 当未得到检测机会时(例如当不使用中来设置状态时在信道A为中，以及在信道C为中)减少可信度的数量
  25 one_meas_trk_ratio_limit 在meas_trk_bonus开始应用时测量跳和DA分离跟踪之间的比。这是用于只有一个测量结果时的情况
  26 two_meas_trk_ratio_limit 在meas_trk_bonus开始应用时测量跳和DA分离跟踪之间的比。这是用于有两个测量结果，但是只有一个表示跳跃(即中噪声或高噪声)时的情况
  27 meas_trk_bonus_conf 根据一个测量和跟踪之间的比所应用的可信度奖励
  如果来自上应答器天线则按照补偿AOA测量
  28  smallest_sindow_min 最小允许的窗口最小值
  29  largest_window_max 最大允许的窗口最大值
  30  baseline_sep 允许的DA窗口的正常数量
  31  sep_weight 对于DA分离不确定的加权系数
  32   meas_trk_weight 对于测量跟踪不确定的加权系数
  33  meas_vel_weight 对于测量跟踪速度的加权系数
   34  upper_weight 是上天线时的加权系数
   35  lower_weight 是下天线时的加权系数
   36  wide_window_weight 用于确定略宽的窗口的加权系数
   37  status_highest_conf 状态可信度最高时的值
   38  status_high_conf 状态可信度高时的值
   39  normal_window_pts 对于正常窗口的调整点
   40  wide_window_pts 对于宽窗口的调整点
   41  status_highest_pts 对于最高可信度的调整点
   42  status_high_pts 对于高可信度的调整点
   43  pts_limit 所需的调整点
表2：跳跃型和相关的到达角测量结果
   跳跃型 和所示的跳跃类型相关的测量事件
   相同 高和中表示沿相同方向的DA跳跃
   相反 高和中表示沿相反方向的DA跳跃
   高 高表示DA跳跃并且没有可用于比较的中
   中 中表示DA跳跃并且没有可用于比较的高
   高噪声 高表示DA跳跃，而中不表示。这意味着一个有噪声的高测量
   中噪声 中表示DA跳跃，而高不表示。这意味着一个有噪声的中测量
   无 高和中都不表示DA跳跃，并且数据可用于至少其中的一个
   无数据 没有数据可用于高或者中
现在参看图4，其中表示多路返回的情况。在飞机80和天线26a-26d之间行进的信号可以采用在各个天线之间的两个或多个传输路径。第一个路径沿着直射视线90，其它的路径是从地面、丘陵、建筑物、车辆、飞机或其它物体反射的路径，和所述物体的导电性、尺寸方位以及信号的入射角有关。来自非常靠近直射路径的物体的并且使得反射信号能够在直射路径信号之后很快到达的反射通常被称为短路径多路反射92。来自远离直射路径的物体的反射通常被称为长路径多路反射。短路径多路反射92可以影响AOA测量精度，因为入射到AOA天线上的信号的载波相位是直射分量和多路分量的矢量和。另外对于多个不同的短路径此处将称为多路92。
在回答信号上的多路误差可以通过输入一个查看表来校正，所述查看表具有初始估算的飞机位置，通过校准的相位偏移返回，以便根据飞机在一个范围中的位置、方位角、与/或高度补偿在低、中、高分辨率信道的每个中引起的预期误差。当然，本领域技术人员能够理解，从查看表中选择多种校正将需要一定的询问数量、阈值、或其它中间选择技术，以便确定在校正的位置之间的位置的校正值。确实，应答器分集式天线转换(如上所述)通过在使用DA算法之前对AOA测量应用多路径校准校正能够更可靠地被检测。
回想多天线26a-26d被设置在一起而形成阵列26，从而按照需要提供多个可见孔，因而提供多个解决方案，以便进行分析。因而，在多个信道当中的依赖于到达的相位和位置估算的可信度的交错是需要的。
起初，天线交错被首先设置为每个表3中的低模式。交错率的低模式提供足够低的分辨率的测量，用于进行飞机位置的可靠的估算。低分辨率信道提供的束宽度大于中或高信道提供的束宽度，并被用于从在中和高信道上可得到的多值周期中进行选择。本发明的另一个实施例使用来自应答器的方式C响应解决中信道和高信道的周期多值性，而不使用低信道解决周期多值性。在飞机进场期间，跟踪处理算法根据飞机相对于所需的进场路径角的位置以及飞机位置估算的所需精度确定对于随后的询问的天线交错，然后把天线交错设置为低、高或接近模式。对于最佳的分集式天线检测和补偿，所述接近模式是最合适的，因为其提供了用于比较随后的中和高信道测量的最大的机会。天线配置的另一个实施例包括相位阵列的可编程控制，用于选择可见孔。
表3：AOA天线交错率
  更新号# 低模式 高模式 接近模式
Ch.A  Ch.C Ch.A  Ch.C Ch.A  Ch.C
  1 低    低 高    高 高    高
  2 高    高 中    中 中    中
  3 高    低 高    中 高    中
  4 中    中 低    低 高    中
  5 中    低 高    中 高    中
  6 高    低 高    低 高    中
  7 高    中 高    中 高    中
  8 中    低 高    低 高    中
  9 高    低 高    中 高    中
  10 高    中 高    低 高    中
  11 中    低 高    中 高    中
  12 高    低 高    低 高    中
  13 高    中 高    中 高    中
  14 中    低 高    低 高    中
  15 高    低 高    中 高    中
  16 高    中 高    低 高    中
  17 中    低 高    中 高    中
  18 高    低 高    低 高    中
  19 高    中 高    中 高    中
  20 中    低 高    低 高    中
在参看图5，其中示出了适合于实施本发明的步骤的整体流程图。如步骤100所示，飞机天线86发送回答信号90，所述信号被在地面上基于天线的阵列26接收。如步骤104所示，接收的信号被发送给基站20中的处理器78，从而由回答信号90的到达时间和到达角产生一个位置估算。然后在基站20中的中央处理器78对初始位置估算进行校正，以便考虑回答信号90的多路返回，如步骤108所示。在多路校正之后，中央处理器78通过成功地更新使用天线交错运行DA算法，确定进场的飞机80是否通过分集式天线86L，86U进行响应，并根据所述确定对位置估算进行校正，如步骤110所示。
中央处理器78通过比较调整的飞机位置和所需的位置例如进场路径计算位置误差，如步骤114所示。本领域技术人员应当理解，可以使用任何类型的进场路径，这些路径由多个可以和所需的飞机位置比较的互联的位置构成。换句话说，和现在在许多机场设备上使用的常规的径直进场不同，可以限定进场走廊，其避开噪声敏感区域和地形特征，和/或不希望有飞机交通的绕航区域。处理器78把确定的位置转换成用户例如空中交通控制器或飞机驾驶员可用的格式，如步骤118所示。
上面参照优选实施例对本发明进行了说明。显然，通过阅读和理解上面的详细说明，可以作出其它的改变和改型。本发明应当在这样的范围内被解释为包括所有这些改变和改型，使得这些改变和改型都落在所附的权利要求书及其等效物的范围内。

Claims (20)

1.一种用于确定飞机位置的方法，所述飞机具有应答器，其响应询问信号发送回答信号，所述方法包括：
在被设置成垂直定向阵列的多个天线上接收回答信号；
由所述接收的回答信号估算飞机的位置；
确定选择的回答信号的特征；以及
分析所述选择的回答信号的特征，以便确定各个回答信号是否源自飞机上的不同天线。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
根据分析步骤，调整估算的位置，以便补偿源自飞机上的不同天线的回答信号。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：
计算在调整的位置和所需的位置之间的误差；以及
把所述误差传送给用户。
4.如权利要求1所述的方法，其中估算位置的步骤包括：
确定在询问信号和回答信号之间经过的时间；以及
确定回答信号相对于垂直定向的阵列的到达角。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述选择的特征包括在所选择的天线上的回答信号的相位差，并且所述分析步骤包括：
比较一组回答信号；以及
当所述比较超过表示所述回答信号源自一个以上的天线的一个预定值时，设置一个指示器。
8.如权利要求1所述的方法，还包括：
在被设置成水平定向的阵列的多个天线上接收回答信号；以及
确定所述回答信号相对于所述水平定向的天线阵列的角度。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述回答信号在飞机天线和天线阵列之间在包括直射路径和反射路径的路径上传输，所述方法还包括：
应用确定用于校正由在反射路径上的信号传输引起的误差的多路校正。
7.如权利要求6所述的方法，所述应用步骤还包括：
根据估算的位置由多个存储的校正确定多路校正。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述确定步骤包括：
在多个天线的一个参考天线上接收回答信号；
在多个天线的另一个天线上接收回答信号；以及确定在该参考天线和在其它天线上接收的信号之间的相位差。
10.一种精确的导路装置，用于在询问器的一个可操作的范围内沿着进场路径引导飞机，所述询问器发送询问信号，所述飞机具有在两个天线之间可转换地相连的应答器，所述应答器响应所述询问信号发送回答信号，所述装置包括：
a)高度测量系统，包括：
i)多个天线；
ii)同步定时器，其确定在询问信号和在多个天线的每个天线上收到所述应答器回答信号之间的时间，以及
iii)微分载波相位计算器，其计算在包括第一天线的第一接收信道和包括第二天线的第二接收信道之间的微分载波相位；以及
b)中央处理单元，包括：
i)基于位置的时间估算器，其根据在所选择的天线上接收的回答信号的同步时间估算位置，
ii)分集式天线计算器，其检测从飞机上的一个以上的天线发出的回答信号，并估算飞机天线之间的距离，并利用所估算的距离补偿所述微分载波相位，以及
iii)组合位置计算器，其根据所补偿的微分载波相位和基于位置估算的时间确定位置。
11.如权利要求10所述的精确导路装置，其中4个接收信道接收来自4个天线的输入。
12.如权利要求10所述的精确导路装置，其中所述组合位置计算器通过在接收信道当中交错来计算回答信号相对于多个天线的角度。
13.如权利要求10所述的精确导路装置，还包括：
多路误差校正器，其根据飞机的高度选择多路校正。
14.如权利要求10所述的精确导路装置，还包括：
多路误差校正器，其根据飞机的范围选择多路校正。
15.如权利要求10所述的精确导路装置，还包括：
多路误差校正器，其根据飞机的方位角选择多路校正。
16.一种应答器着陆系统，包括：
和着陆区域呈正交设置的天线阵列，所述阵列对回答信号是敏感的；
高度处理器，其和所述阵列可操作通信，所述处理器根据回答信号的接收时间以及回答信号相对于所述阵列的角度计算一个范围；以及
校正处理器，其根据计算的范围校正由回答信号的多路接收引入的位置误差。
17.如权利要求16所述的应答器着陆系统，其中所述校正处理器包括：
存储的一组可用按照计算的回答信号的角度选择的校正值。
18.如权利要求16所述的应答器着陆系统，还包括：
分集式天线处理器，其检测源自一个以上的飞机天线的回答信号，并且根据飞机天线的距离调整估算的位置。
19.一种位置确定方法，包括：
在已知位置的多个接收器上接收响应询问信号发送的回答信号；
根据在多个天线上接收回答信号的时间差和在多个天线上的回答信号的相位差计算估算的位置；以及
通过根据由接收回答信号的时间差和由回答信号的相位差确定的方位角而确定的范围调整估算的位置，来校正估算的位置中的多路误差。
20.如权利要求19所述的位置确定方法，还包括：
检测回答信号的多个发源点；以及
校正由所述检测的多个发源点引入的估算的位置中的误差。
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