DE102019112708A1 - Positioning system for vehicles - Google Patents

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Abstract

Ein Positionsbestimmungssystem für Fahrzeuge wird bereitgestellt, das eine an dem Fahrzeug vorzusehende erste Positionsbestimmungseinheit (5) mit einer ersten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne (6), wobei die erste Positionsbestimmungseinheit (5) ausgebildet ist, erste Positionsdaten der ersten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne (6) zu bestimmen, eine an dem Fahrzeug vorzusehende zweite Positionsbestimmungseinheit (7) mit einer zweiten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne (8), wobei die zweite Positionsbestimmungseinheit (7) ausgebildet ist, zweite Positionsdaten der zweiten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne (8) zu bestimmen, und eine Korrekturdatenbestimmungseinrichtung (11), die ausgebildet ist, aus den ersten Positionsdaten und den zweiten Positionsdaten und einem festgelegten Abstand zwischen der ersten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne (6) und der zweiten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne (8) Korrekturdaten für die ersten Positionsdaten und/oder die zweiten Positionsdaten zu bestimmen, aufweist, wobei die erste Positionsbestimmungseinheit (5) und zweite Positionsbestimmungseinheit (7) jeweils eine Datenübertragungseinrichtung (15) aufweisen, und für einen Datenaustausch mit der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung (11) ausgebildet sind.A position determination system for vehicles is provided which comprises a first position determination unit (5) to be provided on the vehicle and having a first global navigation satellite system antenna (6), the first position determination unit (5) being designed, first position data of the first global navigation satellite system antenna ( 6) to determine a second position determination unit (7) to be provided on the vehicle with a second global navigation satellite system antenna (8), the second position determination unit (7) being designed to supply second position data to the second global navigation satellite system antenna (8) determine, and a correction data determination device (11) which is formed from the first position data and the second position data and a specified distance between the first global navigation satellite system antenna (6) and the second global navigation satellite system antenna (8) correction data for the first n position data and / or the second position data, wherein the first position determination unit (5) and second position determination unit (7) each have a data transmission device (15) and are designed for data exchange with the correction data determination device (11).

Description

Die Erfindung betrifft ein Positionsbestimmungssystem für Fahrzeuge, insbesondere ein Positionsbestimmungssystem, das ein globales Navigationssatellitensystem (GNSS) verwendet.The invention relates to a position determination system for vehicles, in particular a position determination system using a global navigation satellite system (GNSS).

Heutzutage wird eine Positionsbestimmung, beispielsweise für ein Fahrzeug, über ein globales Navigationssatellitensystem durchgeführt. Dabei weist ein Positionsbestimmungsgerät üblicherweise eine einzelne Antenne auf, womit eine Position mit einer Genauigkeit eines Radius' von einigen Metern bestimmt werden kann.Nowadays, a position determination, for example for a vehicle, is carried out via a global navigation satellite system. A position determining device usually has a single antenna, with which a position can be determined with an accuracy of a radius of a few meters.

Druckschrift DE 197 46 427 A1 offenbart beispielsweise ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Fahrzeuges, wie etwa eines Zuges, dessen Bewegung auf eine festgelegte und bekannte Route beschränkt ist. Das Verfahren umfasst eine anfängliche Schätzung der Position basierend auf einer in einer Routen-Datenbank enthaltenen Information, die ihrerseits auf der von einem Ausgangspunkt ab zurückgelegten Wegstrecke basiert. Die Genauigkeit der geschätzten Fahrzeugposition wird durch Anwenden von nur zwei GNSS-Satelliten erhöht.Pamphlet DE 197 46 427 A1 discloses, for example, a method for determining the position of a vehicle, such as a train, the movement of which is restricted to a defined and known route. The method comprises an initial estimate of the position based on information contained in a route database, which in turn is based on the distance covered from a starting point. The accuracy of the estimated vehicle position is increased by using only two GNSS satellites.

Es gibt jedoch Anwendungen, die eine Positionsbestimmung mit einer größeren Genauigkeit erforderlich machen. Solche Anwendungen sind beispielsweise Assistenzsysteme in Autos oder Anwendungen für autonom fahrende Züge.However, there are applications that require a position determination with greater accuracy. Such applications are, for example, assistance systems in cars or applications for autonomous trains.

Um eine größere Genauigkeit mittels des GNSS zu erzielen, werden beispielsweise Differential-GNSS-Empfänger eingesetzt. Diese Differential-GNSS-Empfänger sind jedoch oft zu kostenintensiv, um wirtschaftlich eingesetzt zu werden.Differential GNSS receivers, for example, are used to achieve greater accuracy using GNSS. However, these differential GNSS receivers are often too expensive to be used economically.

In Druckschrift US 7 693 659 B2 sind Navigationssatellitensysteme offenbart, wobei ein GNSS-Empfänger Signale von zumindest zwei Antennen empfängt und verarbeitet. In block letters US 7 693 659 B2 navigation satellite systems are disclosed wherein a GNSS receiver receives and processes signals from at least two antennas.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe liegt darin, die obigen Probleme zu lösen und ein Positionsbestimmungssystem bereitzustellen, das gegenüber herkömmlichen Positionsbestimmungssystemen eine verbesserte Genauigkeit hat, wobei aber eine kostengünstige Lösung bereitgestellt werden soll.The object on which the invention is based is to solve the above problems and to provide a position determination system that has improved accuracy compared to conventional position determination systems, but with a cost-effective solution being provided.

Die Aufgabe wird durch ein Positionsbestimmungssystem für Fahrzeuge gemäß Anspruch 1, ein Fahrzeugsteuerungssystem gemäß Anspruch 8, ein Fahrzeug gemäß Anspruch 12 und ein Schienenfahrzeug gemäß Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.The object is achieved by a position determination system for vehicles according to claim 1, a vehicle control system according to claim 8, a vehicle according to claim 12 and a rail vehicle according to claim 13. Advantageous further developments are contained in the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Positionsbestimmungssystem für Fahrzeuge eine an dem Fahrzeug vorzusehende erste Positionsbestimmungseinheit mit einer ersten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne auf, wobei die erste Positionsbestimmungseinheit ausgebildet ist, erste Positionsdaten der ersten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne zu bestimmen, eine zweite an dem Fahrzeug vorzusehende Positionsbestimmungseinheit mit einer zweiten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne, wobei die zweite Positionsbestimmungseinheit ausgebildet ist, zweite Positionsdaten der zweiten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne zu bestimmen, und eine Korrekturdatenbestimmungseinrichtung, die ausgebildet ist, aus den ersten Positionsdaten und den zweiten Positionsdaten und einem vorbestimmten Abstand zwischen der ersten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne und der zweiten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne Korrekturdaten für die ersten Positionsdaten und/oder die zweiten Positionsdaten zu bestimmen, wobei die erste Positionsbestimmungseinheit und die zweite Positionsbestimmungseinheit jeweils eine Datenübertragungseinrichtung aufweisen und für einen Datenaustausch mit der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung ausgebildet sind.According to one aspect of the invention, a position determination system for vehicles has a first position determination unit to be provided on the vehicle with a first global navigation satellite system antenna, the first position determination unit being designed to determine first position data of the first global navigation satellite system antenna, a second on the Vehicle to be provided position determination unit with a second global navigation satellite system antenna, wherein the second position determination unit is designed to determine second position data of the second global navigation satellite system antenna, and a correction data determination device that is formed from the first position data and the second position data and a predetermined one Distance between the first global navigation satellite system antenna and the second global navigation satellite system antenna Correction data for the first position data and / or to determine the second position data, wherein the first position determination unit and the second position determination unit each have a data transmission device and are designed for data exchange with the correction data determination device.

Durch diese Konfiguration des Positionsbestimmungssystems können in Fahrzeugen, die ohnehin mit zwei Positionsbestimmungseinheiten mit jeweils einer globales-Navigationssatellitensystem-Antenne ausgerüstet sind, beispielsweise in einer Lokomotive oder in einem Zug mit zwei Führerständen mit jeweils einer Positionsbestimmungseinheit, die beiden Positionsbestimmungseinheiten gekoppelt werden, so dass dadurch eine Funktion eines Differential-GNSS' bereitgestellt wird. Hierbei wird ein Positionsbestimmungssystem mit einer größeren Genauigkeit geschaffen, wobei der Mehraufwand gering ist, da lediglich eine Kopplung der Positionsbestimmungseinheiten erstellt werden muss.This configuration of the position determination system allows the two position determination units to be coupled in vehicles that are already equipped with two position determination units each with a global navigation satellite system antenna, for example in a locomotive or in a train with two driver's cabs, each with one position determination unit, so that a function of a differential GNSS is provided. In this case, a position determination system with greater accuracy is created, the additional effort being low, since only a coupling of the position determination units has to be created.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Positionsbestimmungssystems weist das Positionsbestimmungssystem eine weitere an dem Fahrzeug vorzusehende Positionsbestimmungseinheit mit einer weiteren globales-Navigationssatellitensystem-Antenne auf.In an advantageous development of the position determination system, the position determination system has a further position determination unit to be provided on the vehicle with a further global navigation satellite system antenna.

Wenn ohnehin mehrere Positionsbestimmungssysteme in dem Fahrzeug, beispielsweise in einem Zug mit mehreren Lokomotiven mit jeweils mehreren Führerständen, vorhanden sind, kann durch das Einbeziehen der weiteren Positionsbestimmungseinheiten die Genauigkeit des Systems weiter verbessert werden, ohne große Mehrkosten zu verursachen.If several position determination systems are already present in the vehicle, for example in a train with several locomotives each with several driver's cabs, the accuracy of the system can be further improved by including the further position determination units without causing great additional costs.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Positionsbestimmungssystems sind die Positionsbestimmungseinheiten ausgebildet, über eine Funkverbindung mit der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung verbunden zu sein.According to a further advantageous development of the position determination system, the position determination units are designed to be connected to the correction data determination device via a radio link.

Durch die Funkverbindung, beispielsweise innerhalb eines Zugs über WLAN, ist ein einfacher Datenaustausch zwischen den Positionsbestimmungseinheiten und der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung möglich.The radio connection, for example within a train via WLAN, enables a simple data exchange between the position determination units and the correction data determination device.

Entsprechend einer anderen vorteilhaften Weiterentwicklung des Positionsbestimmungssystems sind die Positionsbestimmungseinheiten ausgebildet, über eine Kabelverbindung mit der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung verbunden zu sein.According to another advantageous further development of the position determination system, the position determination units are designed to be connected to the correction data determination device via a cable connection.

Hierbei kann, insbesondere beispielsweise bei einem vorhandenen Bus-System in einem Zug, der Datenaustausch zwischen den Positionsbestimmungseinheiten und der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung einfach und kostengünstig realisiert werden.In this case, in particular, for example in the case of an existing bus system in a train, the data exchange between the position determination units and the correction data determination device can be implemented simply and inexpensively.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterentwicklung des Positionsbestimmungssystems ist eine stationäre Datenverarbeitungsstation vorgesehen, und die Positionsbestimmungseinheiten sind ausgebildet, über ein Mobilfunknetz mit der Datenverarbeitungsstation verbunden zu sein.According to a further advantageous further development of the position determination system, a stationary data processing station is provided, and the position determination units are designed to be connected to the data processing station via a mobile radio network.

Das Vorsehen der stationären Datenverarbeitungsstation ermöglicht es, die Daten über das Mobilfunknetz flexibel zu übermitteln oder zu verarbeiten, da beispielsweise eine Positionsdatenübermittlung zwischen zwei beliebig kombinierten Lokomotiven möglich ist, ohne dass es erforderlich ist, dazwischen eine Datenverbindung aufzubauen, wobei Funktionalitäten ausgelagert werden können.The provision of the stationary data processing station enables the data to be transmitted or processed flexibly via the cellular network, since, for example, position data can be transmitted between two arbitrarily combined locomotives without it being necessary to set up a data connection between them, whereby functionalities can be outsourced.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterentwicklung des Positionsbestimmungssystems ist die Datenverarbeitungsstation ausgebildet, empfangene Positionsdaten weiterzuleiten.According to an advantageous further development of the position determination system, the data processing station is designed to forward received position data.

Bei dieser Konfiguration können die Positionsdaten über die stationäre Datenverarbeitungsstation von einer der Positionsbestimmungseinheiten zu der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung, die sich an einer beliebigen geeigneten Stelle befindet, weitergeleitet werden.With this configuration, the position data can be forwarded via the stationary data processing station from one of the position determination units to the correction data determination device, which is located at any suitable location.

Entsprechend einer anderen vorteilhaften Weiterentwicklung des Positionsbestimmungssystems weist die stationäre Datenverarbeitungsstation die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung auf, und sie ist ausgebildet, die Korrekturdaten an das Fahrzeug zu senden.According to another advantageous further development of the position determination system, the stationary data processing station has the correction data determination device, and it is designed to send the correction data to the vehicle.

Bei einem Vorsehen der stationären Datenverarbeitungsstation mit der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung kann das Datenvolumen bei der Datenübermittlung gering gehalten werden, da lediglich die Positionsdaten von den Positionsbestimmungseinheiten zu der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung und Korrekturdaten von der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung zu den Positionsbestimmungseinheiten übermittelt werden. Ferner ist eine erforderliche Rechnerleistung in mobilen Einheiten geringer, so dass diese Einheiten, die mehrfach vorhanden sind, einfacher ausgestattet und somit kostengünstiger bereitgestellt werden können.If the stationary data processing station is provided with the correction data determination device, the data volume for the data transmission can be kept low, since only the position data are transmitted from the position determination units to the correction data determination device and correction data from the correction data determination device to the position determination units. In addition, the computing power required in mobile units is lower, so that these units, which are present several times, can be equipped more simply and thus provided more cost-effectively.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeugsteuerungssystem mit dem Positionsbestimmungssystem vorgesehen, wobei die Positionsbestimmungseinheiten jeweils einem zugehörigen Fahrerassistenzsystem zugeordnet sind.According to a further aspect of the invention, a vehicle control system with the position determination system is provided, the position determination units each being assigned to an associated driver assistance system.

Bei einem solchen Fahrzeugsteuerungssystem können vorhandene Fahrerassistenzsysteme genutzt werden, so dass eine kostengünstige Bereitstellung des Systems möglich ist.In such a vehicle control system, existing driver assistance systems can be used, so that the system can be provided at low cost.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung des Fahrzeugsteuerungssystems ist die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung einem der Fahrerassistenzsysteme zugeordnet, und die Fahrerassistenzsysteme sind ausgebildet, mit Korrekturdaten von der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung korrigierte Positionsdaten zu empfangen.According to an advantageous further development of the vehicle control system, the correction data determination device is assigned to one of the driver assistance systems, and the driver assistance systems are designed to receive corrected position data with correction data from the correction data determination device.

Bei einer räumlichen oder logischen Zuordnung der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung zu einem Fahrerassistenzsystem kann eine Datenvolumen, das zwischen den Fahrerassistenzsystemen zu übertragen ist, verringert werden, was eine Reaktionsgeschwindigkeit erhöht und einen Rechneraufwand verringert.In the case of a spatial or logical assignment of the correction data determination device to a driver assistance system, a data volume that is to be transmitted between the driver assistance systems can be reduced, which increases the reaction speed and reduces the complexity of the computer.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung des Fahrzeugsteuerungssystems sind die Positionsbestimmungseinheiten ausgebildet, die Positionsdaten an die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung zu übertragen, und die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung ist ausgebildet, die Korrekturdaten über korrigierte Positionsdaten an zumindest eines der Fahrerassistenzsysteme zu übertragen.According to an advantageous development of the vehicle control system, the position determination units are designed to transmit the position data to the correction data determination device, and the correction data determination device is designed to transmit the correction data via corrected position data to at least one of the driver assistance systems.

Bei der Übertragung der Positionsdaten zu der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung und der Korrekturdaten zu den Fahrerassistenzsystemen kann das zu übertragende Datenvolumen verringert werden.When transmitting the position data to the correction data determination device and the correction data to the driver assistance systems, the data volume to be transmitted can be reduced.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung des Fahrzeugsteuerungssystems ist die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung ausgebildet, die Korrekturdaten nur an ein durch einen Benutzer aktiv genutztes Fahrerassistenzsystem zu senden.According to an advantageous further development of the vehicle control system, the correction data determination device is designed which To send correction data only to a driver assistance system that is actively used by a user.

Durch die Übertragung der Korrekturdaten über die korrigierten Positionsdaten nur an das aktiv genutzte Fahrerassistenzsystem kann das zu übertragende Datenvolumen weiter verringert werden.By transmitting the correction data via the corrected position data only to the actively used driver assistance system, the data volume to be transmitted can be further reduced.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem Positionsbestimmungssystem versehen.According to a further aspect of the invention, a vehicle is provided with a position determination system.

Durch das Vorsehen des Positionsbestimmungssystems in dem Fahrzeug kann die Position des Fahrzeugs bei einem geringen Aufwand genauer bestimmt werden.By providing the position determination system in the vehicle, the position of the vehicle can be determined more precisely with little effort.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Schienenfahrzeug mit einem Fahrzeugsteuerungssystem versehen.According to a further aspect of the invention, a rail vehicle is provided with a vehicle control system.

Durch das Vorsehen des Fahrzeugsteuerungssystem in dem Schienenfahrzeug kann die Position des Fahrzeugs bei einem geringen Aufwand genauer bestimmt werden.By providing the vehicle control system in the rail vehicle, the position of the vehicle can be determined more precisely with little effort.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

Insbesondere zeigt:

  • 1 einen Zug mit einem erfindungsgemäßen Positionsbestimmungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform mit einer im Zug vorgesehenen Korrekturdatenbestimmungseinrichtung; und
  • 2 einen Zug mit einem erfindungsgemäßen Positionsbestimmungssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform mit einer stationären Korrekturdatenbestim m ungseinrichtung.
In particular shows:
  • 1 a train with a position determination system according to the invention according to a first embodiment with a correction data determination device provided in the train; and
  • 2 a train with a position determination system according to the invention according to a second embodiment with a stationary correction data determination device.

1 zeigt einen Zug 1 mit einem erfindungsgemäßen Positionsbestimmungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform mit einer im Zug 1 vorgesehenen Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11. Der Zug 1 steht hier stellvertretend für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, für das das Positionsbestimmungssystem bestimmt ist. 1 shows a train 1 with a position determination system according to the invention according to a first embodiment with one on the train 1 provided correction data determination device 11 . The train 1 stands here for a vehicle, in particular a rail vehicle, for which the position determination system is intended.

Der Zug 1 weist eine Lokomotive 2, mehrere Wagen 3 und einen Steuerwagen 4 auf.The train 1 instructs a locomotive 2 , several cars 3 and a control car 4th on.

Die Lokomotive 2 weist eine erste Positionsbestimmungseinheit 5 mit einer ersten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne 6 an der Lokomotive 2 und eine zweite Positionsbestimmungseinheit 7 mit einer zweiten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne 8 an der Lokomotive 2 auf. Ferner weist der Steuerwagen 4 eine weitere Positionsbestimmungseinheit 9 mit einer weiteren globales-Navigationssatellitensystem-Antenne 10 auf. In der Lokomotive 2 ist ferner die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 vorgesehen. Die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 ist nicht zwingend in der Lokomotive 2 vorgesehen, sondern kann alternativ auch an einer anderen Stelle im Zug 1, beispielsweise in dem Steuerwagen 4, vorgesehen sein.The locomotive 2 has a first position determination unit 5 with a first global navigation satellite system antenna 6th on the locomotive 2 and a second position determining unit 7th with a second global navigation satellite system antenna 8th on the locomotive 2 on. Furthermore, the control car 4th another position determining unit 9 with another global navigation satellite system antenna 10 on. In the locomotive 2 is also the correction data determination device 11 intended. The correction data determination device 11 is not mandatory in the locomotive 2 provided, but can alternatively be at another point on the train 1 , for example in the control car 4th , be provided.

Die erste Positionsbestimmungseinheit 5 bestimmt Positionsdaten der ersten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne 6, die zweite Positionsbestimmungseinheit 7 bestimmt Positionsdaten der zweiten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne 8 und die weitere Positionsbestimmungseinheit 9 bestimmt weitere Positionsdaten der weiteren globales-Navigationssatellitensystem-Antenne 10.The first position determination unit 5 determines position data of the first global navigation satellite system antenna 6th , the second position determining unit 7th determines position data of the second global navigation satellite system antenna 8th and the further position determination unit 9 determines further position data of the further global navigation satellite system antenna 10 .

Die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 bestimmt aus den ersten Positionsdaten von der ersten Positionsbestimmungseinheit 5, den zweiten Positionsdaten von der zweiten Positionsbestimmungseinheit 7, den weiteren Positionsdaten von der weiteren Positionsbestimmungseinheit 9 und den Abständen zwischen der ersten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne 6 und der zweiten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne 8 und der weiteren globales-Navigationssatellitensystem-Antenne 10 Korrekturdaten für die ersten Positionsdaten, die zweiten Positionsdaten und die weiteren Positionsdaten. In einer alternativen Ausführungsform ist die weitere Positionsbestimmungseinheit 9 mit der weiteren globales-Navigationssatellitensystem-Antenne 10 nicht vorgesehen, so dass nur die erste und zweite Positionserfassungseinheit vorgesehen sind. Diese sind aber nicht zwingend in der Lokomotive 2 vorgesehen, sondern können an einer geeigneten Stelle im Zug 1 vorgesehen sein. Alternativ sind noch weitere Positionsbestimmungseinheiten 9 mit den weiteren globales-Navigationssatellitensystem-Antenne 10 vorgesehen.The correction data determination device 11 determined from the first position data by the first position determination unit 5 , the second position data from the second position determining unit 7th , the further position data from the further position determination unit 9 and the distances between the first global navigation satellite system antenna 6th and the second global navigation satellite system antenna 8th and the further global navigation satellite system antenna 10 Correction data for the first position data, the second position data and the further position data. In an alternative embodiment, the further position determination unit is 9 with the further global navigation satellite system antenna 10 not provided, so that only the first and second position detection units are provided. However, these are not mandatory in the locomotive 2 provided, but can be in a suitable place on the train 1 be provided. Alternatively, there are also further position determination units 9 with the further global navigation satellite system antenna 10 intended.

Die erste Positionserfassungseinheit 5, die zweite Positionserfassungseinheit 7 und die weitere Positionserfassungseinheit 9 sind, wie durch Strich-Punkt-Linien angedeutet, über eine Datenübertragungseinrichtung 15 mit der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 verbunden. Die Verbindungen erfolgen in dieser Ausführungsform über eine Funkverbindung, insbesondere eine WLAN-Verbindung. In alternativen Ausführungsformen erfolgt die Verbindung über eine Kabelverbindung, insbesondere eine Bus-Verbindung, beispielsweise einen MVB (Multifunction Vehicle -Bus). Die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 ist als eine separate Einheit vorgesehen.The first position detection unit 5 , the second position detection unit 7th and the further position detection unit 9 are, as indicated by dash-dot lines, via a data transmission device 15th with the correction data determination device 11 connected. In this embodiment, the connections are made via a radio connection, in particular a WLAN connection. In alternative embodiments, the connection is made via a cable connection, in particular a bus connection, for example an MVB (multifunction vehicle bus). The correction data determination device 11 is provided as a separate unit.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 als ein Software-Modul in eine der Positionserfassungseinheiten 5, 7, 9 integriert und intern mit der Positionserfassungseinheit 5, 7, 9 verbunden.In a further alternative embodiment, the correction data determination device 11 as a software module in one of the position detection units 5 , 7th , 9 integrated and internal with the position detection unit 5 , 7th , 9 connected.

Das erste Positionsbestimmungssystem 5 ist einem ersten Fahrerassistenzsystem 12, beispielsweise dem LEADER®, des Zugs 1 zugeordnet. Das zweite Positionsbestimmungssystem 7 ist einem zweiten Fahrerassistenzsystem 13 des Zugs 1 zugeordnet und das dritte Positionsbestimmungssystem 9 ist einem dritten Fahrerassistenzsystem 14 des Zugs 1 zugeordnet. Zugeordnet zu einem zugehörigen Fahrerassistenzsystem bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Positionsbestimmungssystem ein in dem Fahrerassistenzsystem integriertes Modul ist, oder dass das Positionsbestimmungssystem funktional direkt mit dem Fahrerassistenzsystem verbunden ist.The first positioning system 5 is a first driver assistance system 12 , for example the LEADER®, of the train 1 assigned. The second positioning system 7th is a second driver assistance system 13 of the train 1 assigned and the third positioning system 9 is a third driver assistance system 14th of the train 1 assigned. Associated with an associated driver assistance system means in this context that the position determination system is a module integrated in the driver assistance system, or that the position determination system is functionally directly connected to the driver assistance system.

Die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 ist der ersten Positionsbestimmungseinheit 5 zugeordnet. Auch hier bedeutet zugeordnet zu einer Positionsbestimmungseinheit, dass die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 ein in der Positionsbestimmungseinheit integriertes Modul ist, oder dass die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 funktional direkt mit der Positionsbestimmungseinheit verbunden ist.The correction data determination device 11 is the first position determination unit 5 assigned. Here, too, assigned to a position determination unit means that the correction data determination device 11 is a module integrated in the position determination unit, or that the correction data determination device 11 is functionally connected directly to the position determination unit.

Die Positionsbestimmungseinheiten 5, 7, 9 übertragen Positionsdaten zu der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 und das Fahrerassistenzsystem 12 empfängt über Korrekturdaten von der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 korrigierte Positionsdaten.The position determination units 5 , 7th , 9 transmit position data to the correction data determination device 11 and the driver assistance system 12 receives correction data from the correction data determination device 11 corrected position data.

2 zeigt den Zug 1 mit einem erfindungsgemäßen Positionsbestimmungssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform mit einer stationären Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11. 2 shows the train 1 with a position determination system according to the invention according to a second embodiment with a stationary correction data determination device 11 .

Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 nicht im Zug 1 vorgesehen ist, sondern eine stationär Datenverarbeitungsstation 16, ein sogenanntes „back office“ bereitgestellt wird, in dem die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 vorgesehen ist. Ferner sind die Positionsbestimmungseinheiten 5, 7, 9 ausgebildet, über ein Mobilfunknetz mit der Datenverarbeitungsstation 16 verbunden zu sein, um die Positionsdaten zu übermitteln, so dass die Datenübertragungseinrichtung 15 über eine Verbindung in einem Mobilfunknetz realisiert wird.The second embodiment differs from the first embodiment in that the correction data determination device 11 not on the train 1 is provided, but a stationary data processing station 16 , a so-called "back office" is provided in which the correction data determination device 11 is provided. Furthermore, the position determination units 5 , 7th , 9 formed via a cellular network with the data processing station 16 to be connected to transmit the position data, so that the data transmission device 15th is realized via a connection in a cellular network.

Das „back office“ wird als eine Rechnereinheit beispielsweise in einem Rechenzentrum bereitgestellt. Die Positionsdaten der jeweiligen globales-Navigationssatellitensystem-Antenne 6, 8 10 werden von der Positionsbestimmungseinheit 5, 7, 9 über die Verbindung in dem Mobilfunknetz an die Korrekturbestimmungseinheit 11 in dem „back office“ gesendet.The “back office” is provided as a computer unit, for example in a computer center. The position data of the respective global navigation satellite system antenna 6th , 8th 10 are from the position determination unit 5 , 7th , 9 via the connection in the cellular network to the correction determination unit 11 sent in the "back office".

Die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 in der stationären Datenverarbeitungsstation 16 bestimmt aus den Positionsdaten und dem Abstand I, I' der globales-Navigationssatellitensystem-Antennen 6, 8, 10 die Korrekturdaten und sendet diese wiederum über die Datenübertragungseinrichtung 15 an das Fahrzeug, in dem die Korrekturdaten über korrigierte Positionsdaten an die Fahrerassistenzsysteme 12, 13, 14 übertragen werden. In einer alternativen Ausführungsform werden die Korrekturdaten lediglich an eine der Positionsbestimmungseinheiten 5, 7, 9 nämlich insbesondere an die von einem Lokführer aktiv genutzte Positionsbestimmungseinheit 5 an einem Ende des Zugs 1 in Fahrtrichtung, die in den Figuren durch einen Pfeil R angegeben ist, gesendet.The correction data determination device 11 in the stationary data processing station 16 determined from the position data and the distance I, I 'of the global navigation satellite system antennas 6th , 8th , 10 the correction data and sends them in turn via the data transmission device 15th to the vehicle, in which the correction data is sent to the driver assistance systems via corrected position data 12 , 13 , 14th be transmitted. In an alternative embodiment, the correction data are only sent to one of the position determination units 5 , 7th , 9 namely in particular to the position determination unit actively used by a train driver 5 at one end of the train 1 in the direction of travel, which is indicated in the figures by an arrow R, sent.

In einer alternativen Ausführungsform des Positionsbestimmungssystems ist die Datenverarbeitungsstation 16 vorgesehen und die Positionsbestimmungseinheiten 5, 7, 9 senden die Positionsdaten an die Datenverarbeitungsstation 16. Die Positionsdaten werden dort aber nicht von der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung verarbeitet, sondern die Datenverarbeitungsstation 16 leitet die Positionsdaten lediglich zu zumindest einer anderen der Positionsbestimmungseinheiten 5, 7, 9 in dem Zug 1 weiter, wo sie dann an die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 weitergeleitet werden und die Korrekturdaten daraus ermittelt werden.In an alternative embodiment of the position determination system is the data processing station 16 provided and the position determination units 5 , 7th , 9 send the position data to the data processing station 16 . However, the position data are not processed there by the correction data determination device, but rather by the data processing station 16 forwards the position data only to at least one other of the position determination units 5 , 7th , 9 on the train 1 further, where they are then sent to the correction data determination device 11 are forwarded and the correction data are determined from it.

Im Betrieb empfangen die globales-Navigationssatellitensystem-Antennen 6, 8, 10 Signale von den Satelliten des Navigationssatellitensystem und die Positionsbestimmungseinheiten 5, 7, 9 ermitteln daraus die Positionen der globales-Navigationssatellitensystem-Antennen 6, 8, 10 und damit die Position der jeweiligen Stelle des Zugs 1, an der die globales-Navigationssatellitensystem-Antennen 6, 8, 10 angeordnet sind. Die Positionen werden aus Laufzeitdifferenzen der Signale von mehreren Satelliten zu einem Empfänger bestimmt.In operation, the global navigation satellite system receives antennas 6th , 8th , 10 Signals from the satellites of the navigation satellite system and the positioning units 5 , 7th , 9 determine from this the positions of the global navigation satellite system antennas 6th , 8th , 10 and thus the position of the respective point of the train 1 at which the global navigation satellite system antennas 6th , 8th , 10 are arranged. The positions are determined from the differences in transit time between the signals from several satellites to a receiver.

Um Ungenauigkeiten, beispielsweise durch zeitliche und räumliche Variationen der Signale in der Tropo- und Ionosphäre, zu korrigieren, werden von den Positionsbestimmungseinheiten 5, 7, 9 die Positionsdaten von mehreren globales-Navigationssatellitensystem-Antennen 6, 8, 10 bestimmt und dann wird ein daraus errechneter jeweiliger Abstand mit einem bekannten Abstand der globales-Navigationssatellitensystem-Antennen 6, 8, 10 verglichen und die Korrekturdaten werden ermittelt. Dazu werden die Positionsdaten an die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 geschickt, in der die Korrekturdaten ermittelt werden. Die ermittelten Korrekturdaten werden dann wiederum zu der in Fahrtrichtung R vorne befindlichen Positionserfassungseinheit 5 geschickt und die genaue Position der globales-Navigationssatellitensystem-Antenne 6 bzw. der Spitze des Zugs 1 wird ermittelt und dem Lokführer, ggf. über das Fahrerassistenzsystem, angezeigt.In order to correct inaccuracies, for example due to temporal and spatial variations of the signals in the troposphere and ionosphere, the position determination units 5 , 7th , 9 the position data from multiple global navigation satellite system antennas 6th , 8th , 10 is determined and then a respective distance calculated therefrom with a known distance of the global navigation satellite system antennas 6th , 8th , 10 compared and the correction data are determined. For this purpose, the position data are sent to the correction data determination device 11 sent, in which the correction data are determined. The correction data determined are then in turn transferred to the position detection unit located at the front in the direction of travel R. 5 sent and the exact position of the global navigation satellite system antenna 6th or the head of the train 1 is determined and displayed to the driver, if necessary via the driver assistance system.

Die Positionsdaten der globales-Navigationssatellitensystem-Antennen 6, 8, 10 werden von den Positionsdatenbestimmungseinheiten 5, 7, 9 direkt über die Verbindung innerhalb des Zugs 1, also über die Kabelverbindung oder die Funkverbindung, oder über die Mobilfunkverbindung und die stationäre Datenverarbeitungsstation 16 zu der einer der Positionsbestimmungseinheiten 5, 7, 9 zugeordneten Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11 zum Bestimmen der Korrekturdaten geschickt. Alternativ erfolgt die Korrekturdatenbestimmung in der in der stationären Datenverarbeitungsstation 16 vorgesehenen Korrekturdatenbestimmungseinrichtung 11.The position data of the global navigation satellite system antennas 6th , 8th , 10 are from the position data determination units 5 , 7th , 9 directly via the connection inside the train 1 , i.e. via the cable connection or the radio connection, or via the cellular connection and the stationary data processing station 16 to the one of the position determination units 5 , 7th , 9 associated correction data determination device 11 sent to determine the correction data. Alternatively, the correction data is determined in the in the stationary data processing station 16 provided correction data determination device 11 .

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All of the features shown in the description, the following claims and the drawing can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Zugtrain
22
Lokomotivelocomotive
33
Wagendare
44th
SteuerwagenControl car
55
erste Positionsbestimmungseinheitfirst position determining unit
66
erste globales-Navigationssatellitensystem-Antennefirst global navigation satellite system antenna
77th
zweite Positionsbestimmungseinheitsecond position determining unit
88th
zweite globales-Navigationssatellitensystem-Antennesecond global navigation satellite system antenna
99
weitere Positionsbestimmungseinheitfurther position determination unit
1010
weitere globales-Navigationssatellitensystem-Antenneanother global navigation satellite system antenna
1111
KorrekturdatenbestimmungseinrichtungCorrection data determination device
1212
erstes Fahrerassistenzsystemfirst driver assistance system
1313th
zweites Fahrerassistenzsystemsecond driver assistance system
1414th
drittes Fahrerassistenzsystemthird driver assistance system
1515th
DatenübertragungseinrichtungData transmission device
1616
stationäre Datenverarbeitungsstationstationary data processing station

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 19746427 A1 [0003]DE 19746427 A1 [0003]
  • US 7693659 B2 [0006]US 7693659 B2 [0006]

Claims (13)

Positionsbestimmungssystem für Fahrzeuge, das aufweist: eine an dem Fahrzeug vorzusehende erste Positionsbestimmungseinheit (5) mit einer ersten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne (6), wobei die erste Positionsbestimmungseinheit (5) ausgebildet ist, erste Positionsdaten der ersten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne (6) zu bestimmen, eine an dem Fahrzeug vorzusehende zweite Positionsbestimmungseinheit (7) mit einer zweiten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne (8), wobei die zweite Positionsbestimmungseinheit (7) ausgebildet ist, zweite Positionsdaten der zweiten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne (8) zu bestimmen, und eine Korrekturdatenbestimmungseinrichtung (11), die ausgebildet ist, aus den ersten Positionsdaten und den zweiten Positionsdaten und einem vorbestimmten Abstand zwischen der ersten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne (6) und der zweiten globales-Navigationssatellitensystem-Antenne (8) Korrekturdaten für die ersten Positionsdaten und/oder die zweiten Positionsdaten zu bestimmen, wobei die erste Positionsbestimmungseinheit (5) und zweite Positionsbestimmungseinheit (7) jeweils eine Datenübertragungseinrichtung (15) aufweisen, und für einen Datenaustausch mit der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung (11) ausgebildet sind.A vehicle positioning system comprising: a first position determination unit (5) to be provided on the vehicle and having a first global navigation satellite system antenna (6), the first position determination unit (5) being designed to determine first position data of the first global navigation satellite system antenna (6), a second position determination unit (7) to be provided on the vehicle and having a second global navigation satellite system antenna (8), the second position determination unit (7) being designed to determine second position data of the second global navigation satellite system antenna (8), and a correction data determination device (11) which is formed from the first position data and the second position data and a predetermined distance between the first global navigation satellite system antenna (6) and the second global navigation satellite system antenna (8) correction data for the first position data and / or to determine the second position data, wherein the first position determination unit (5) and second position determination unit (7) each have a data transmission device (15) and are designed for data exchange with the correction data determination device (11). Positionsbestimmungssystem gemäß Anspruch 1, wobei das Positionsbestimmungssystem eine an dem Fahrzeug vorzusehende weitere Positionsbestimmungseinheit (9) mit einer weiteren globales-Navigationssatellitensystem-Antenne (10) aufweist.Positioning system according to Claim 1 wherein the position determination system has a further position determination unit (9) to be provided on the vehicle with a further global navigation satellite system antenna (10). Positionsbestimmungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Positionsbestimmungseinheiten (5, 7, 9) ausgebildet sind, über eine Funkverbindung mit der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung verbunden zu sein.Positioning system according to Claim 1 or 2 , the position determination units (5, 7, 9) being designed to be connected to the correction data determination device via a radio link. Positionsbestimmungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Positionsbestimmungseinheiten (5, 7, 9) ausgebildet sind, über eine Kabelverbindung mit der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung miteinander verbunden zu sein.Positioning system according to Claim 1 or 2 , wherein the position determination units (5, 7, 9) are designed to be connected to one another via a cable connection to the correction data determination device. Positionsbestimmungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei eine stationäre Datenverarbeitungsstation (16) vorgesehen ist, und die Positionsbestimmungseinheiten (5, 7, 9) ausgebildet sind, über ein Mobilfunknetz mit der Datenverarbeitungsstation (16) verbunden zu sein.Positioning system according to Claim 1 or 2 , wherein a stationary data processing station (16) is provided, and the position determination units (5, 7, 9) are designed to be connected to the data processing station (16) via a mobile radio network. Positionsbestimmungssystem gemäß Anspruch 5, wobei die stationäre Datenverarbeitungsstation (16) ausgebildet ist, empfangene Positionsdaten weiterzuleiten.Positioning system according to Claim 5 , wherein the stationary data processing station (16) is designed to forward received position data. Positionsbestimmungssystem gemäß Anspruch 5, wobei die stationäre Datenverarbeitungsstation (16) die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung (11) aufweist, und ausgebildet ist, die Korrekturdaten an das Fahrzeug zu senden.Positioning system according to Claim 5 wherein the stationary data processing station (16) has the correction data determination device (11) and is designed to send the correction data to the vehicle. Fahrzeugsteuerungssystem mit einem Positionsbestimmungssystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Positionsbestimmungseinheiten (5, 7, 9) jeweils einem zugehörigen Fahrerassistenzsystem (12, 13, 14) zugeordnet sind.Vehicle control system with a position determination system according to one of the preceding claims, wherein the position determination units (5, 7, 9) are each assigned to an associated driver assistance system (12, 13, 14). Fahrzeugsteuerungssystem gemäß Anspruch 8 mit einem Positionsbestimmungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung (11) einem der Fahrerassistenzsysteme (12, 13, 14) zugeordnet ist, und die Fahrerassistenzsysteme (12, 13, 14) ausgebildet sind, mit Korrekturdaten von der Korrekturdatenbestimmungseinrichtung (11) korrigierte Positionsdaten zu empfangen.Vehicle control system according to Claim 8 with a position determination system according to one of the Claims 1 to 6th wherein the correction data determination device (11) is assigned to one of the driver assistance systems (12, 13, 14), and the driver assistance systems (12, 13, 14) are designed to receive corrected position data with correction data from the correction data determination device (11). Fahrzeugsteuerungssystem gemäß Anspruch 8 mit einem Positionsbestimmungssystem gemäß Anspruch 7, wobei die Positionsbestimmungseinheiten (5, 7, 9) ausgebildet sind, die Positionsdaten an die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung (11) zu übertragen, und die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung (11) ausgebildet ist, die Korrekturdaten über korrigierte Positionsdaten an zumindest eines der Fahrerassistenzsysteme (12, 13, 14) zu übertragen.Vehicle control system according to Claim 8 with a position determination system according to Claim 7 , wherein the position determination units (5, 7, 9) are designed to transmit the position data to the correction data determination device (11), and the correction data determination device (11) is designed to transmit the correction data via corrected position data to at least one of the driver assistance systems (12, 13, 14 ) transferred to. Fahrzeugsteuerungssystem gemäß Anspruch 10, wobei die Korrekturdatenbestimmungseinrichtung (11) ausgebildet ist, die Korrekturdaten nur an ein durch einen Benutzer aktiv genutztes Fahrerassistenzsystem (12) zu senden.Vehicle control system according to Claim 10 wherein the correction data determination device (11) is designed to send the correction data only to a driver assistance system (12) actively used by a user. Fahrzeug mit einem Positionsbestimmungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.Vehicle with a position determination system according to one of the Claims 1 to 7th . Schienenfahrzeug mit einem Fahrzeugsteuerungssystem gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11.Rail vehicle with a vehicle control system according to one of the Claims 8 to 11 .
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