DE10237447A1

DE10237447A1 - Method for defining receiver position uses LORAN-C signal which is demodulated and mixed with time and value signal and evaluated

Info

Publication number: DE10237447A1
Application number: DE2002137447
Authority: DE
Inventors: Franz-Otto Witte; Steffen Arendt
Original assignee: DETECTIS GmbH
Current assignee: DETECTIS GmbH
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2002-08-16
Publication date: 2004-03-04

Abstract

The method for defining the position of a receiver uses a LORAN-C signal which is received (100), demodulated (200) and evaluated (300). During the receiving stage, a time and value continuous LORAN-C signal is received and during the demodulation stage the signal is mixed (210) with a time and value continuous mixing signal (x-t). An attached intermediate frequency signal (z-f) is received which is digitally demodulated.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Position eines Empfängers, bei dem mindestens ein LORAN-C Signal empfangen, demoduliert und ausgewertet wird, wobei in dem Schritt des Empfangers ein zeit- und wertekontinuierliches LORAN-C Signal erhalten wird.The present invention relates to a method of determining the position of a recipient in which Receive, demodulate and evaluate at least one LORAN-C signal is, in the step of the receiver a time and value continuous LORAN-C signal is obtained.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen LORAN-C-Empfänger.The present invention further relates to a LORAN-C receiver.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ortungssysteme bekannt, die auf der Basis der Auswertung von Laufzeiten oder Laufzeitdifferenzen zwischen von Referenzsendern ausgesendeten elektromagnetischen Wellen arbeiten. Das sog. LORAN-C-System benutzt hierzu ein Netz von Langwellensendern/Längstwellensendern, die ein amplitudenmoduliertes Signal aussenden, das aus sog. LORAN-Impulsen besteht. Die Trägerfrequenz eines LORAN-Impulses beträgt 100 kHz, und die Bandbreite des LORAN-C-Impulses beträgt etwa 20 kHz.Various are from the prior art Location systems known based on the evaluation of transit times or transit time differences between broadcast by reference stations electromagnetic waves work. The so-called LORAN-C system is used a network of long-wave transmitters / long-wave transmitters, which a Send out an amplitude-modulated signal consisting of so-called LORAN pulses. The carrier frequency of a LORAN pulse 100 kHz, and the bandwidth of the LORAN-C pulse is approximately 20 kHz.

Bei dem LORAN-C-System ist eine Ortsbestimmung des Empfängers durch die Auswertung von Laufzeiten bzw. Laufzeitdifferenzen zwischen mehreren, von verschiedenen Sendern ausgestrahlten LORAN-C Signalen, möglich. Herkömmliche Systeme arbeiten entweder rein analog und korrelieren die mehreren, von verschiedenen Sendern empfangenen LORAN-C Signale, um die Laufzeiten der Signale zu ermitteln.With the LORAN-C system is a location determination Recipient by evaluating runtimes or runtime differences between several LORAN-C signals broadcast by different transmitters, possible. conventional Systems either work purely analog and correlate the several, LORAN-C signals received from various transmitters to determine the transit times to determine the signals.

Ferner sind digitale LORAN-C-Empfänger bekannt, die ein empfangenes LORAN-C Signal vor der Auswertung mit einer hohen Abtastfrequenz digitalisieren. Nach dem Shannon-Theorem ist hierzu eine Abtastfrequenz erforderlich, die mindestens der doppelten Signalfrequenz, d. h. etwa mindestens 250 kHz entspricht. Zur Steigerung der Genauigkeit werden bei den digitalen Systemen üblicherweise sogar Abtastraten von bis zu 3 MHz verwendet.LORAN-C digital receivers are also known, which received a LORAN-C signal before evaluation with a digitize high sampling frequency. According to the Shannon theorem this requires a sampling frequency that is at least twice Signal frequency, d. H. corresponds to at least 250 kHz. To increase accuracy is common in digital systems even sampling rates of up to 3 MHz are used.

Eine Verarbeitung des auf diese Weise abgetasteten LORAN-C Signals erfordert eine sehr leistungsfähige Signalverarbeitung wie z.B. durch Hochleistungs-DSPs (digitaler Signalprozessor), die dementsprechend teuer ist. Die aufgrund der erforderlichen Rechenleistung sehr hohe Taktfrequenz bedingt zudem eine hohe Stromaufnahme des LORAN-C-Empfängers, weswegen derartige Empfänger für mobile Einheiten häufig ungeeignet sind. Noch ein weiterer Nachteil dieser Systeme ist durch das große Einbaumaß gegeben. Darüber hinaus erfordert die üblicherweise sehr hohe Abtastfrequenz zur Erfassung des LORAN-C Signals teure A/D-Wandler.Processing the this way sampled LORAN-C signals require very powerful signal processing such as. through high-performance DSPs (digital signal processor) that is accordingly expensive. The due to the required computing power very high clock frequency also requires a high current consumption of the LORAN-C receiver, why such recipients for mobile Units are often unsuitable are. Another disadvantage of these systems is the large installation dimension. Furthermore usually requires that very high sampling frequency for recording the LORAN-C signal expensive A / D converter.

Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und einen Empfänger der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass der Aufwand zum Empfang und zur Auswertung von LORAN-C Signalen reduziert wird und gleichzeitig die Genauigkeit der Ortsbestimmung im Vergleich zu herkömmlichen Systemen nicht vermindert wird.Accordingly, it is the object of the present Invention, a method and a receiver of the aforementioned Art to improve in that the effort to receive and for evaluating LORAN-C signals is reduced and simultaneously the accuracy of the location determination compared to conventional Systems is not diminished.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das zeit- und wertekontinuierliche LORAN-C Signal mit einem zeit- und wertekontinuierlichen Mischsignal gemischt wird, um ein erstes Zwischenfrequenzsignal zu erhalten, und dass das Zwischenfrequenzsignal digital demoduliert wird, um ein digitales Hüllkurvensignal zu erhalten.This task is carried out in a generic method according to the invention solved, that the time and value continuous LORAN-C signal with one time and value continuous mixed signal is mixed to a to obtain first intermediate frequency signal and that the intermediate frequency signal is digitally demodulated to obtain a digital envelope signal.

Das Mischen des LORAN-C Signals mit dem analogen Mischsignal bewirkt eine Frequenzverschiebung des Spektrums des LORAN-C Signals, wobei das Mischsignal gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorzugsweise derart gewählt wird, dass sich ein Teil des Frequenzspektrums des ersten Zwischenfrequenzsignals in der Nähe des Basisbandbereiches oder im Basisbandbereich befindet. Hierdurch sind die Anforderungen an die nachfolgende digitale Signalverarbeitung im Vergleich zum Stand der Technik deutlich reduziert, da das Zwischenfrequenzsignal üblicherweise nur noch mit etwa 50 kHz abgetastet werden muss.Mixing the LORAN-C signal with the mixed analog signal causes a frequency shift of the spectrum of the LORAN-C signal, the mixed signal according to a further embodiment of the Invention is preferably chosen such that a part of the frequency spectrum of the first intermediate frequency signal in the Near the Baseband area or in the baseband area. hereby are the requirements for the subsequent digital signal processing significantly reduced compared to the prior art, since the intermediate frequency signal is usually only needs to be sampled at around 50 kHz.

Bei dieser niedrigen Abtastfrequenz ist es möglich, preiswerte A/D-Wandler einzusetzen, die üblicherweise dennoch eine größere Genauigkeit aufweisen als die zur Abtastung eines 3 MHz-Signals erforderlichen A/D-Wandler.At this low sampling frequency Is it possible, use inexpensive A / D converters that usually still have greater accuracy have than the A / D converter required to sample a 3 MHz signal.

Ein besonderer Vorteil der digitalen Demodulation des Zwischenfrequenzsignals liegt darin, dass nahezu die gesamte zur Demodulation erforderliche Signalverarbeitung als Software, bspw. für einen DSP- oder einen Mikrocontroller, realisiert werden kann. Dadurch ist eine sehr hohe Flexibilität bei der Signalverarbeitung gegeben, und Änderungen des Demodulationsverfahrens bzw. Anpassungen sind einfach möglich.A particular advantage of digital Demodulation of the intermediate frequency signal is almost the entire signal processing required for demodulation as Software, e.g. for a DSP or a microcontroller can be realized. Thereby is a very high flexibility given in signal processing, and changes in demodulation or adjustments are easily possible.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht im Schritt des digitalen Demodulierens folgende Schritte vor'

– Abtasten des ersten Zwischenfrequenzsignals mit einer Abtastzeit, um ein zeitdiskretes wertekontinuierliches Abtastsignal zu erhalten,
– Umwandeln des wertekontinuierlichen Abtastsignals in ein wertediskretes Digitalsignal mit einem A/D-Wandler,
– Mischen des Digitalsignals mit einem komplexen Mischsignal, um eine In-Phase-Komponente und eine Quadratur-Phase-Komponente eines komplexen Quadratursignals zu erhalten,
– Bilden des Betrags des komplexen Quadratursignals, vorzugsweise gemäß

x0_n = √d_i_n*d_i_n + d_q_n*d_q_n, um das digitale Hüllkurvensignal zu erhalten.An embodiment of the method according to the invention provides the following steps in the step of digital demodulation.

Sampling the first intermediate frequency signal with a sampling time in order to obtain a time-discrete value-continuous sampling signal,
Converting the continuous-value sampling signal into a discrete-value digital signal with an A / D converter,
Mixing the digital signal with a complex mixed signal in order to obtain an in-phase component and a quadrature-phase component of a complex quadrature signal,
- Forming the amount of the complex quadrature signal, preferably according to

x0_n = √ d_i_n * d_i_n + d_q_n * d_q_n . to get the digital envelope signal.

Für den Fall, dass das Frequenzspektrum des Zwischenfrequenzsignals sich nach dem Mischen mit dem analogen Mischsignal bereits im Basisbandbereich befindet, wird das komplexe Mischsignal so gewählt, dass beim Mischen des Digitalsignals mit dem komplexen Mischsignal die In-Phase-Komponente und die Quadratur-Phase-Komponente des komplexen Quadratursignals ohne eine Verschiebung des Frequenzspektrums des Digitalsignals erhalten werden.For the case that the frequency spectrum of the intermediate frequency signal after mixing with the analog mixed signal already in the baseband range the complex mixing signal is selected so that when mixing the Digital signal with the complex mixed signal, the in-phase component and the Quadrature phase component of the complex quadrature signal without one Shift of the frequency spectrum of the digital signal can be obtained.

Die vorstehenden Schritte führen auf das digitale Hüllkurvensignal, dessen Abtastwerte die zeitdiskrete Repräsentation der Hüllkurve des LORAN-C Signals bzw. eines LORAN-Impulses darstellen, und das identisch ist mit dem Betrag des komplexen Quadratursignals. Die Abtastzeit ergibt sich bei der bereits erwähnten Abtastfrequenz von ca. 50kHz zu etwa 20μs.The above steps list the digital envelope signal, whose samples represent the time-discrete representation of the envelope represent the LORAN-C signal or a LORAN pulse, and that is identical to the amount of the complex quadrature signal. The Sampling time results from the already mentioned sampling frequency of approx. 50kHz to about 20μs.

Vorzugsweise wird ein Sigma-Delta-A/D-Wandler eingesetzt, um das wertediskrete Digitalsignal zu erhalten. Solche A/D-Wandler arbeiten mit einer Überabtastung (oversampling) des umzuwandelnden Signals und weisen intern meist eine Auflösung von einem Bit auf.A sigma-delta A / D converter is preferred used to obtain the discrete-value digital signal. Such A / D converter work with oversampling (oversampling) of the signal to be converted and internally mostly a resolution from a bit on.

Zusätzlich zu dem Betrag des komplexen Quadratursignals kann bei Bedarf auch dessen Phase aus der In-Phase-Komponente und der Quadratur-Phase-Komponente ermittelt werden.In addition to the amount of the complex If necessary, the quadrature signal can also have its phase from the in-phase component and the quadrature phase component can be determined.

Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Schritt des Auswertens noch folgenden Schritt auf:

– Ermitteln einer Zeitdifferenz zwischen einem ersten Hüllkurvensignal und einem Referenzsignal.

According to a further very advantageous embodiment of the invention, the step of evaluating also has the following step:

- Determining a time difference between a first envelope signal and a reference signal.

Sehr vorteilhaft ist es weiterhin, beim Auswerten mindestens eine weitere Zeitdifferenz zwischen einem entsprechenden weiteren Hüllkurvensignal und dem Referenzsignal zu ermitteln.It is also very advantageous when evaluating at least one further time difference between one corresponding further envelope signal and to determine the reference signal.

Das Referenzsignal dient hierbei als Vergleichsbasis, um die zeitliche Lage mehrerer LORAN-Impulse relativ zueinander zu ermitteln. Beispielsweise kann das Referenzsignal gebildet sein durch das Hüllkurvensignal des zuerst empfangenen LORAN-C Signals. Ein nach dem ersten LORAN-C Signal eintreffendes, zweites LORAN-C Signal bzw. dessen Hüllkurvensignal, weist eine zeitliche Verschiebung gegenüber dem ersten LORAN-C Signal auf, die einer ersten Zeitdifferenz entspricht. Entsprechend weist das Hüllkurvensignal eines dritten LORAN-C Signals eine Zeitverschiebung zu dem ersten LORAN-C Signal auf, die einer zweiten Zeitdifferenz entspricht.The reference signal is used here as a basis for comparison, in relation to the temporal position of several LORAN pulses to determine each other. For example, the reference signal be formed by the envelope signal of the LORAN-C signal received first. One after the first LORAN-C Signal arriving, second LORAN-C signal or its envelope signal, shows a time shift compared to the first LORAN-C signal that corresponds to a first time difference. Correspondingly points the envelope signal of a third LORAN-C signal is a time shift from the first LORAN-C signal corresponding to a second time difference.

Aus den beiden Zeitdifferenzen läßt sich mit bekannten Verfahren die Position des Empfängers ermitteln. Alternativ kann auch ein eigens dafür vorgesehenes Referenzsignal verwendet werden, mit dem jedes Hüllkurvensignal verglichen wird.From the two time differences it can be seen determine the position of the receiver using known methods. alternative can also be a special one provided reference signal can be used with each envelope signal is compared.

Besonders vorteilhaft ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die Zeitdifferenz/en zu ermitteln, indem jeweils ein Hüllkurvensignal mit dem Referenzsignal korreliert wird und das Maximum des jeweiligen Korrelationssignals ermittelt wird.According to one, it is particularly advantageous another embodiment the invention to determine the time difference / s by each an envelope signal is correlated with the reference signal and the maximum of the respective Correlation signal is determined.

Das entsprechende Korrelationssignal weist sein Maximum an der Stelle der Zeitachse auf, die der zeitlichen Verschiebung des jeweiligen Hüllkurvensignals zu dem Referenzsignal entspricht.The corresponding correlation signal has its maximum at the position of the time axis, that of the temporal Shift of the respective envelope signal corresponds to the reference signal.

Eine Verbesserung der Genauigkeit der Erkennung des Maximums des Korrelationssignals ergibt sich gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform dadurch, dass das zeitdiskrete Korrelationssignal mindestens abschnittsweise interpoliert wird.An improvement in accuracy the detection of the maximum of the correlation signal results according to one another embodiment of the invention in that the time-discrete correlation signal at least in sections is interpolated.

Hierdurch ist es möglich, das tatsächliche Maximum des Korrelationssignals zu finden, was bei der Betrachtung der um die Abtastzeit voneinander beabstandeten Abtastwerte des Korrelationssignals allein nicht möglich ist, weil der größte Abtastwert i.d.R. nicht das tatsächliche Maximum darstellt, das sich häufig zwischen zwei Abtastwerten befindet.This makes it possible to actual Find the maximum of the correlation signal when looking at it the samples of the Correlation signal alone is not possible because of the largest sample i.d.R. not the real one Represents maximum that is common between two samples.

Besonders vorteilhaft ist es auch, das Mischsignal derart zu wählen, dass ein Teil des Frequenzspektrums des ersten Zwischenfrequenzsignals näher am Basisbandbereich, d.h. bei der Frequenz Null, liegt als im Bereich der Trägerfrequenz des LORAN-C Signals, um den Aufwand bei der Signalverarbeitung hinsichtlich der erforderlichen Rechenleistung zu minimieren.It is also particularly advantageous to choose the mixed signal in such a way that part of the frequency spectrum of the first intermediate frequency signal closer to Baseband range, i.e. at zero frequency, is in the range the carrier frequency of the LORAN-C signal to reduce the effort involved in signal processing minimize required computing power.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine H-Feld-Antenne zum Empfang des LORAN-C Signals verwendet wird. Die Ausnutzung des magnetischen Feldes (H-Feld) des LORAN-C Signals zum Empfang bringt aufgrund der geringen Abschirmbarkeit magnetischer Felder den Vorteil mit sich, dass das LORAN-C Signal auch innerhalb von Gebäuden, d.h. beim Fehlen einer Sichtverbindung und insbesondere auch innerhalb geschlossener Räume empfangbar ist.Another very advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that an H-field antenna is used to receive the LORAN-C signal. The exploitation of the magnetic field (H field) of the LORAN-C signal for reception leads to the low Shieldability of magnetic fields has the advantage that the LORAN-C signal can also be received inside buildings, ie if there is no line of sight and in particular also within closed rooms.

Eine andere sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Mischens des zeit- und wertekontinuierlichen LORAN-C Signals folgende Schritte umfasst:

– Mischen des zeit- und wertekontinuierlichen LORAN-C Signals mit einem ersten zeit- und wertekontinuierlichen Mischsignal, um ein zweites Zwischenfrequenzsignal zu erhalten,
– Filtern des zweiten Zwischenfrequenzsignals, vorzugsweise mit einem Bandpaßfilter, um ein gefiltertes zweites Zwischenfrequenzsignal zu erhalten,
– Mischen des gefilterten zweiten Zwischenfrequenzsignals mit einem zweiten zeit- und wertekontinuierlichen Mischsignal, um das erste Zwischenfrequenzsignal zu erhalten.

Another very advantageous embodiment of the method according to the invention is characterized in that the step of mixing the time- and value-continuous LORAN-C signal comprises the following steps:

Mixing the time and value continuous LORAN-C signal with a first time and value continuous mixed signal in order to obtain a second intermediate frequency signal,
Filtering the second intermediate frequency signal, preferably with a bandpass filter, in order to obtain a filtered second intermediate frequency signal,
- Mixing the filtered second intermediate frequency signal with a second time and value continuous mixed signal in order to obtain the first intermediate frequency signal.

Die zur weiteren Signalverarbeitung verwendeten Frequenzanteile des zweiten Zwischenfrequenzsignals liegen vorzugsweise in einem Frequenzbereich, für den preiswerte Standardfilter z.B. aus der Rundfunktechnik eingesetzt werden können.For further signal processing used frequency components of the second intermediate frequency signal are preferably in a frequency range for the inexpensive standard filter e.g. from broadcast technology can be used.

Zur weiteren Verarbeitung wird das gefilterte zweite Zwischenfrequenzsignal erneut gemischt, um das erste Zwischenfrequenzsignal zu erhalten, das schließlich abgetastet wird. Die Frequenz des zweiten zeit- und wertekontinuierlichen Mischsignals ist so gewählt, dass die Frequenzlage des ersten Zwischenfrequenzsignals besonders gut für die nachfolgende Analog/Digital-Wandlung geeignet ist.For further processing, the filtered second intermediate frequency signal mixed again to the first Obtain intermediate frequency signal that is eventually sampled. The Frequency of the second time and value continuous mixed signal is chosen that the frequency position of the first intermediate frequency signal particularly good for the following analog / digital conversion is suitable.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, eine Frequenz des Mischsignals aus einer Taktfrequenz eines das/die LORAN-C Signal/e verarbeitenden Prozessors abzuleiten, wobei die Taktfrequenz des Prozessors jeweils ein ganzzahliges Vielfaches und/oder synchron zu der Frequenz des Mischsignals ist. Hierdurch vereinfacht sich die Frequenzerzeugung für die Mischsignale.Another advantageous embodiment the invention provides a frequency of the mixed signal from a Clock frequency of a processor processing the LORAN-C signal (s) derive, the clock frequency of the processor each an integer Is multiple and / or synchronous to the frequency of the mixed signal. This simplifies the frequency generation for the mixed signals.

Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Verfahrensvariante wird die Taktfrequenz des Prozessors auf ein ganzzahliges Vielfaches einer Frequenz des LORAN-C Signals, vorzugsweise einer Trägerfrequenz des LORAN-C Signals, geregelt. Durch die Regelung des Prozessortaktes sind die Zeitpunkte der Abtastwerte des durch Umwandeln des wertekontinuierlichen Abtastsignals mit dem A/D-Wandler erhaltenen Digitalsignals und auch die Frequenzlage des LORAN-C Signals eindeutig definiert, so dass eine kohärente Demodulation des LORAN-C Signals möglich ist, wodurch eine größere Genauigkeit bei der Ortsbestimmung möglich ist. Die Regelgröße zur Regelung der Taktfrequenz wird hierbei aus der Phasenlage des LORAN-C Signals relativ zu dem Prozessortakt erhalten.Another very beneficial one Process variant, the clock frequency of the processor is an integer Multiple of a frequency of the LORAN-C signal, preferably one carrier frequency of the LORAN-C signal, regulated. By regulating the processor clock are the times of the samples by converting the continuous values Sampling signal obtained with the A / D converter digital signal and also the frequency position of the LORAN-C signal is clearly defined so that a coherent Demodulation of the LORAN-C signal is possible, resulting in greater accuracy possible when determining the location is. The controlled variable for regulation the clock frequency is based on the phase position of the LORAN-C signal received relative to the processor clock.

Ferner kann die geregelte Taktfrequenz des Prozessors weiteren Verarbeitungseinheiten als Frequenznormal zur Verfügung gestellt werden.Furthermore, the regulated clock frequency the processor further processing units as frequency standard to disposal be put.

Eine sehr vorteilhafte Verfahrensvariante sieht vor, dass eine Phasenlage des empfangenen LORAN-C Signals in Bezug auf ein zur Abtastung vorgesehenes Abtastsignal mit einer Abtastzeit oder in Bezug auf ein Taktsignal des/eines Prozessors mit einer Taktfrequenz verwendet wird, um das Abtastsignal bzw. dessen Frequenz oder Abtastzeit und/oder die Taktfrequenz des Prozessors zu synchronisieren. Hierdurch ist eine sehr einfache Regelung der Taktfrequenz des Prozessors möglich.A very advantageous process variant provides that a phase relationship of the received LORAN-C signal with respect to a scanning signal provided for scanning Sampling time or in relation to a clock signal of the / a processor with a clock frequency is used to the sampling signal or its frequency or sampling time and / or the clock frequency of the processor to synchronize. This is a very simple regulation of Clock frequency of the processor possible.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Empfänger Informationen über seine Position speichert und/oder über einen Rückkanal an eine Zentrale oder dergleichen sendet.Another very advantageous embodiment of the method according to the invention stipulates that the recipient information about stores its position and / or via a return channel to a control center or the like sends.

Hierzu wird als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Empfänger für ein LORAN-C Signal vorgeschlagen, der zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 geeignet ist.As a further solution, the Object of the present invention proposed a receiver for a LORAN-C signal, the one to carry out of the method according to one of claims 1 to 14 is suitable.

Es ist z.B. möglich, ein mit dem Empfänger ausgestattetes Frachtgut zu orten und dessen Position periodisch in einem Speicher abzulegen, um die Transportroute später auszuwerten bzw. zu kontrollieren.It is e.g. possible one equipped with the receiver To locate cargo and its position periodically in a store file to evaluate or check the transport route later.

Über einen entsprechenden Rückkanal kann der erfindungsgemäße Empfänger auch zeitgleich mit der Positionsbestimmung die Informationen über seine Position weiterleiten. Als Rückkanal kommen beispielsweise Funkkanäle in Frage, wie sie im GSM-Netz zum Einsatz von Mobiltelefonen bereitgestellt werden. In diesem Bereich ist es auch denkbar, die Positionsinformationen über SMS (short message service)-Dienste zu übertragen.about a corresponding return channel the receiver according to the invention can also at the same time as the position is determined, the information about his Forward position. As a back channel come, for example, radio channels question how they are provided in the GSM network for the use of mobile phones become. In this area it is also conceivable to send the position information via SMS (short message service) services.

Neben der Ortsbestimmung von Frachtgütern kann das erfindungsgemäße Verfahren bzw. der erfindungsgemäße Empfänger auch zur Ortung von Fahrzeugen und/oder Personen oder dergleichen verwendet werden.In addition to the location of freight goods the inventive method or the receiver according to the invention also used to locate vehicles and / or people or the like.

Es ist beispielsweise denkbar, Fahrzeuge einer Fahrzeugflotte zu überwachen. Die Überwachung von Mietwagen ist ebenfalls denkbar und sehr vorteilhaft, da ein LORAN-C Empfänger im Gegensatz zu GPS (global positioning system)-Systemen keine Sichtverbindung zu Satelliten benötigt und daher unbemerkt im Fahrzeuginneren verbaut werden kann. Als Rückkanal kann in diesem Fall unter anderem ein integriertes Mobiltelefon verwendet werden.It is conceivable, for example, vehicles to monitor a vehicle fleet. The supervision Car rental is also conceivable and very advantageous as one LORAN-C receiver unlike GPS (global positioning system) systems, no line of sight to satellites needed and can therefore be installed unnoticed inside the vehicle. As backchannel can in this case include an integrated mobile phone be used.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Demodulierens folgende Schritte aufweist:

– Mischen des zeit- und wertekontinuierlichen LORAN-C Signals mit einem ersten zeit- und wertekontinuierlichen Mischsignal, um eine In-Phase-Komponente eines komplexen zeit- und wertekontinuierlichen Quadratursignals zu erhalten,
– Mischen des zeit- und wertekontinuierlichen LORAN-C Signals mit einem zweiten zeit- und wertekontinuierlichen Mischsignal, um eine Quadratur-Phase-Komponente des komplexen zeit- und wertekontinuierlichen Quadratursignals zu erhalten,
– Abtasten der In-Phase-Komponente und der Quadratur-Phase-Komponente, um Abtastsignale zu erhalten,
– Umwandeln der Abtastsignale mit mindestens einem A/D-Wandler, um eine In-Phase-Komponente und eine Quadratur-Phase-Komponente eines komplexen, zeit- und wertediskreten Quadratursignals zu erhalten, und
– Bilden des Betrags des komplexen Quadratursignals, vorzugsweise gemäß

x0_n = √d_i_n*d_i_n + d_q_n*d_q_n, um das digitale Hüllkurvensignal zu erhalten.Another embodiment of the invention is characterized in that the demodulating step comprises the following steps:

Mixing the time and value continuous LORAN-C signal with a first time and value continuous mixed signal in order to obtain an in-phase component of a complex time and value continuous quadrature signal,
Mixing the time and value continuous LORAN-C signal with a second time and value continuous mixed signal in order to obtain a quadrature phase component of the complex time and value continuous quadrature signal,
Sampling the in-phase component and the quadrature-phase component in order to obtain sampling signals,
Converting the scanning signals with at least one A / D converter in order to obtain an in-phase component and a quadrature-phase component of a complex, time and value discrete quadrature signal, and
- Forming the amount of the complex quadrature signal, preferably according to

x0_n = √ d_i_n * d_i_n + d_q_n * d_q_n . to get the digital envelope signal.

Zur Erzeugung der In-Phase-Komponente und der Quadratur-Phase-Komponente des wertekontinuierlichen Quadratursignals wird das erste wertekohtinuierliche Mischsignal beispielsweise als cosinusförmiges Signal und das zweite wertekontinuierliche Mischsignal beispielsweise als sinusförmiges Signal gewählt. Die Frequenz der Mischsignale wird vorzugsweise so gewählt, dass sich das Frequenzspektrum der In-Phase-Komponente und der Quadratur-Phase-Komponente vorzugsweise im Basisbandbereich oder in der Nähe des Basisbandbereichs befindet.To create the in-phase component and the quadrature phase component of the continuous quadrature signal becomes the first continuous Mixed signal for example as a cosine signal and the second continuous-value mixed signal, for example as a sinusoidal signal selected. The frequency of the mixed signals is preferably chosen so that the frequency spectrum of the in-phase component and the quadrature-phase component preferably in the baseband area or in the vicinity of the baseband area.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.Other features, possible applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures of the drawing. All of the features described or shown form for themselves or in any combination the subject of the invention, regardless of their summary in the claims or their relationship as well as independent from their formulation or representation in the description or in the drawing.

1 zeigt schematisch einen Signalflussplan einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 schematically shows a signal flow diagram of an embodiment of the method according to the invention,

2 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen LORAN-C-Empfänger, 2 schematically shows a LORAN-C receiver according to the invention,

3 zeigt einen Ablaufplan einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, 3 shows a flow chart of a variant of the method according to the invention,

4a zeigt schematisch einen Teil eines Signalflussplans einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, 4a schematically shows part of a signal flow diagram of a further embodiment of the invention,

4b zeigt einen Teil des Ablaufplans einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, und 4b shows part of the flow chart of a further variant of the method according to the invention, and

5 zeigt schematisch einen Signalflussplan einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 5 schematically shows a signal flow diagram of a further embodiment of the method according to the invention.

Der in 1 abgebildete Signalflussplan beschreibt die Schritte der Demodulation 200 und der Auswertung 300 eines LORAN-C Signals x_t.The in 1 The signal flow diagram shown describes the steps of demodulation 200 and evaluation 300 a LORAN-C signal x_t.

Ein Impuls des zeit- und wertekontinuierlichen LORAN-C Signals x_t kann beispielsweise durch die Zeitfunktion

beschrieben werden, wobei f_c die Trägerfrequenz des amplitudenmodulierten LORAN-C Signals ist. Mehrere LORAN-C Impulse bilden eine Impulsgruppe, die sich periodisch wiederholt und auf diese Weise das LORAN-C Signal x_t bildet.A pulse of the time and value continuous LORAN-C signal x_t can, for example, by the time function

are described, where f _{c is} the carrier frequency of the amplitude-modulated LORAN-C signal. Several LORAN-C pulses form a pulse group that repeats itself periodically and in this way forms the LORAN-C signal x_t.

Zur Demodulation 200 (3) wird das LORAN-C Signal x_t, zunächst in einem Mischer 10 mit einem ebenfalls zeit- und wertekontinuierlichen Mischsignal m_t gemischt, um ein erstes Zwischenfrequenzsignal z_f_1 zu erhalten. Das Mischsignal m t ist so gewählt, dass durch das Mischen ein Teil des Spektrums des LORAN-C Signals x_t in die Nähe des Basisbandbereichs, d.h. in den Bereich der Frequenz null, gelangt. Der hochfrequente Anteil des Zwischenfrequenzsignals z_f_1 kann herausgefiltert werden und wird bei den folgenden Beschreibungen nicht weiter betrachtet.For demodulation 200 ( 3 ) the LORAN-C signal x_t, first in a mixer 10 mixed with a likewise time and value continuous mixed signal m_t in order to obtain a first intermediate frequency signal z_f_1. The mixed signal mt is selected so that a part of the spectrum of the LORAN-C signal x_t comes close to the baseband range, ie in the range of zero frequency. The high-frequency component of the intermediate frequency signal z_f_1 can be filtered out and will not be considered further in the following descriptions.

Bei einer Trägerfrequenz f_c des LORAN-C Signals x_t von etwa 100kHz und einer Bandbreite des LORAN-C Signals x_t von etwa ±10kHz um die Trägerfrequenz f_c herum bietet sich die Wahl einer Frequenz des Mischsignals zwischen 90 kHz und 110 kHz als vorteilhaft an.With a carrier frequency f _{c of} the LORAN-C signal x_t of approximately 100 kHz and a bandwidth of the LORAN-C signal x_t of approximately ± 10 kHz around the carrier frequency f _c , the choice of a frequency of the mixed signal between 90 kHz and 110 kHz is advantageous ,

Die Nähe des Spektrums des Zwischenfrequenzsignals z_f_1 zum Basisbandbereich ist für die nachfolgende Signalverarbeitung von großem Vorteil, da das zu verarbeitende Zwischenfrequenzsignal z_f_1 nur noch Frequenzanteile von 0Hz bis etwa 20kHz, maximal jedoch 25kHz aufweist, d.h. es liegen keine Signalanteile mit Frequenzen größer 25kHz vor.The proximity of the spectrum of the intermediate frequency signal z_f_1 to the baseband range is for the subsequent signal processing is of great advantage since the one to be processed Intermediate frequency signal z_f_1 only frequency components from 0 Hz to about 20kHz, but a maximum of 25kHz, i.e. there are none Signal components with frequencies greater than 25 kHz in front.

Der Mischvorgang ist in dem Ablaufplan aus 3 als Schritt 210 dargestellt. Nach dem Mischen 210 folgt gemäß 3 eine digitale Demodulation 220 des Zwischenfrequenzsignals z_f_1.The mixing process is finished in the schedule 3 represented as step 210. After mixing 210 follows according to 3 digital demodulation 220 of the intermediate frequency signal z_f_1.

Die digitale Demodulation 220 umfasst vier Schritte. Im ersten Schritt der digitalen Demodulation 220 wird das zeit- und wertekontinuierliche Zwischenfrequenzsignal z_f_1 von der Abtastschaltung 11 (1) mit einer Abtastzeit Ta abgetastet, vgl. Schritt 221 aus 3, um ein zeitdiskretes und wertekontinuierliches Abtastsignal a_n zu erhalten. Danach wird das Abtastsignal a_n von dem A/D-Wandler 12 in dem Schritt 222 in ein wertediskretes Digitalsignal d_n umgewandelt.The digital demodulation 220 comprises four steps. In the first step of digital demodulation 220 the time and value continuous intermediate frequency signal z_f_1 from the sampling circuit 11 ( 1 ) sampled with a sampling time Ta, cf. step 221 out 3 in order to obtain a time-discrete and value-continuous sampling signal a_n. Thereafter, the sampling signal a_n from the A / D converter 12 in the step 222 converted into a discrete-value digital signal d_n.

Das Digitalsignal d_n kann innerhalb eines Mikrocontrollers oder eines digitalen Signalprozessors (DSP) weiterverarbeitet werden, d.h. es ist möglich, die weiteren Verarbeitungsschritte im wesentlichen durch ein Computerprogramm zu realisieren, das auf dem Mikrocontroller/DSP abläuft. Hierdurch ist eine sehr große Flexibilität hinsichtlich der Änderung von Parametern des Demodulationsverfahrens und dergleichen gegeben.The digital signal d_n can be within a microcontroller or a digital signal processor (DSP) processed, i.e. it is possible to continue the processing steps to be realized essentially by a computer program based on the microcontroller / DSP runs. This is a very great flexibility with regard to of change given parameters of the demodulation method and the like.

Die Abtastzeit Ta wird so gewählt, dass bei einer maximalen Bandbreite des Zwischenfrequenzsignals z_f_1 von etwa 25kHz die Einhaltung des Shannon-Theorems zur Vermeidung von Aliaseffekten gewährleistet ist. Dementsprechend beträgt die Abtastfrequenz etwa 50kHz, was eine Abtastzeit Ta von etwa 20μs ergibt.The sampling time Ta is chosen so that at a maximum bandwidth of the intermediate frequency signal z_f_1 of around 25kHz to avoid compliance with the Shannon theorem of alias effects is guaranteed. Accordingly the sampling frequency is approximately 50 kHz, which results in a sampling time Ta of approximately 20 μs.

Die Schritte 221 und 222 können auch in einem A/D-Wandler mit integrierter Abtastschaltung bzw. Abtast- und Halteschaltung vorgenommen werden. Ggf. ist das Digitalsignal d_n noch einer Tiefpaßfilterung zu unterziehen, um von der Abtastung herrührende hochfregeunte Signalanteile zu eliminieren.The steps 221 and 222 can also be carried out in an A / D converter with integrated sampling circuit or sample and hold circuit. Possibly. the digital signal d_n must be subjected to low-pass filtering in order to eliminate high-frequency signal components resulting from the sampling.

Vorzugsweise ist der A/D-Wandler 12 als sog. Sigma-Delta-A/D-Wandler ausgebildet, der intern mit einer Auflösung von nur einem Bit und einer Überabtastung (oversampling) des umzuwandelnden Signals arbeitet.The A / D converter is preferred 12 as a so-called sigma-delta A / D converter trained internally with a resolution of only one bit and an oversampling (oversampling) of the signal to be converted works.

Das im Vergleich zur Trägerfrequenz f_c des LORAN-C Signals x_t niederfrequente Zwischenfrequenzsignal z_f_1 erlaubt es, einen hochauflösenden A/D-Wandler 12 einzusetzen, dessen Grenzfrequenz knapp oberhalb der Abtastfrequenz liegt. Ein solcher A/D-Wandler 12 ist sehr viel preiswerter als ein vergleichbares Modell entsprechender Auflösung, das für die Abtastung/Erfassung von Signalen im Trägerfrequenzbereich geeignet ist.The low-frequency intermediate frequency signal z_f_1 compared to the carrier frequency f _{c of} the LORAN-C signal x_t allows a high-resolution A / D converter 12 to be used, the cut-off frequency of which is just above the sampling frequency. Such an A / D converter 12 is much cheaper than a comparable model of corresponding resolution, which is suitable for the sampling / detection of signals in the carrier frequency range.

Das Digitalsignal d_n wird im Schritt 225 in dem Mischer 13 mit einem komplexen Mischsignal m_c_n gemischt, woraus die Quadraturkomponenten d_n_n und d_q n des resultierenden komplexen Quadratursignals d_iq erhalten werden. Hierbei bezeichnet d_n_n die In-Phase-Komponente und d_q_n die Quadratur-Phase-Komponente des Quadratursignals d_iq.The digital signal d_n is in step 225 in the mixer 13 mixed with a complex mixed signal m_c_n, from which the quadrature components d_n_n and d_q n of the resulting complex quadrature signal d_iq are obtained. Here, d_n_n denotes the in-phase component and d_q_n the quadrature-phase component of the quadrature signal d_iq.

Die Frequenz des komplexen Mischsignals m_c_n wird so gewählt, dass eine Frequenzverschiebung der Quadraturkomponenten d_i_n, d q n in den Basisbandbereich stattfindet. Ferner ist die Frequenz des komplexen Mischers starr mit dem Arbeitstakt des Signalprozessors gekoppelt.The frequency of the complex mixed signal m_c_n is chosen so that a frequency shift of the quadrature components d_i_n, d q n takes place in the baseband range. Furthermore, the frequency of the complex mixer rigid with the signal clock of the signal processor coupled.

Anschließend wird im Schritt 226 (3) eine Betragsbildung des Quadratursignals d_iq gemäß x0_n = √d_i_n*d_i_n + d_q_n*d_q_n durch den Betragsbildner 14 vorgenommen. Der Betrag x0 n des Quadratursignals d_iq entspricht dem digitalen Hüllkurvensignal H_n, das eine zeit- und wertediskrete Repräsentation der Hüllkurve des LORAN-C Signals x_t bzw. eines Impulses des LORAN-C Signals x_t ist. Diese Entsprechung ist in 1 durch das Gleichheitszeichen zwischen den Bezugszeichen H_n und x0 n auch dargestellt. Nachfolgend wird stets der Begriff des Hüllkurvensignals H_n verwendet.Then in step 226 ( 3 ) an amount of the quadrature signal d_iq according to x0_n = √ d_i_n * d_i_n + d_q_n * d_q_n by the amount creator 14 performed. The amount x0 n of the quadrature signal d_iq corresponds to the digital envelope signal H_n, which is a time and value-discrete representation of the envelope of the LORAN-C signal x_t or a pulse of the LORAN-C signal x_t. This correspondence is in 1 also represented by the equal sign between the reference signs H_n and x0 n. The term envelope signal H_n is always used below.

Um Laufzeitdifferenzen zwischen verschiedenen LORAN-C Signalen ermitteln zu können, werden nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren mehrere LORAN-C Signale empfangen und demoduliert, da zur exakten Ortsbestimmung des Empfängers 1 aus 2 mindestens drei LORAN-C Signale erforderlich sind.In order to be able to determine transit time differences between different LORAN-C signals, several LORAN-C signals are received and demodulated according to the method described above, since this is used to determine the exact location of the receiver 1 out 2 at least three LORAN-C signals are required.

Im vorliegenden Fall werden LORAN-C Signale von drei verschiedenen LORAN-C Sendern in dem Empfänger 1 empfangen. Die Signale stammen jeweils von den Sendern 2, 3, 4.In the present case, LORAN-C signals from three different LORAN-C transmitters are in the receiver 1 receive. The signals come from the transmitters 2 . 3 . 4 ,

Das Prinzip der Signalauswertung wird nachfolgend anhand von zwei LORAN-C Signalen bzw. deren auf die vorstehend dargestellte Art und Weise ermittelten Hüllkurvensignalen H_n 1, H_n 2 beschrieben.The principle of signal evaluation is subsequently based on two LORAN-C signals or their the envelope signals determined above H_n 1, H_n 2 described.

Wie in 3 abgebildet, umfasst die Auswertung 300 die Schritte 310, 320. Im Schritt 310 wird eine Zeitdifferenz T_1 zwischen dem ersten Hüllkurvensignal H_n_1 und dem Referenzsignal R_n ermittelt, und in dem Schritt 320 wird eine Zeitdifferenz T_2 zwischen dem zweiten Hüllkurvensignal H_n_2 und dem Referenzsignal R_n ermittelt.As in 3 shown includes the evaluation 300 steps 310, 320. In step 310, a Time difference T_1 between the first envelope signal H_n_1 and the reference signal R_n is determined, and in step 320 a time difference T_2 between the second envelope signal H_n_2 and the reference signal R_n is determined.

Das Referenzsignal R_n weist hierzu den gleichen Zeitverlauf auf, wie ein ideales digitales Hüllkurvensignal H_n, so dass die Ermittlung der Zeitdifferenzen T_1 und T_2 durch eine Korrelation 311, 321 des jeweiligen Hüllkurvensignals H_n_1, H_n_2 mit dem Referenzsignal R_n erzielt werden kann.For this purpose, the reference signal R_n has the same time profile as an ideal digital envelope curve signal H_n, so that the time differences T_1 and T_2 are determined by means of a correlation 311 . 321 of the respective envelope signal H_n_1, H_n_2 can be achieved with the reference signal R_n.

In 1 ist dieser Vorgang am Beispiel des Korrelators 15 gezeigt, der das digitale Hüllkurvensignal H_n_1 mit dem Referenzsignal R_n korreliert, vgl. Schritt 311 aus 3, was auf ein Korrelationssignal K_n_1 führt.In 1 is this process using the example of the correlator 15 shown that correlates the digital envelope signal H_n_1 with the reference signal R_n, cf. step 311 out 3 , which leads to a correlation signal K_n_1.

Das Korrelationssignal K_n_1 hat sein Maximum bei der Zeitdifferenz T_1, um die das Hüllkurvensignal H_n_1 relativ zu dem Referenzsignal R_n verschoben ist, d.h. zur Ermittlung der Zeitdifferenz T_1 ist das Maximum des Korrelationssignals K_n_1 zu bestimmen, was beispielsweise durch Ermitteln des größten Abtastwerts des Korrelationssignals K_n_1 erfolgt.The correlation signal has K_n_1 its maximum at the time difference T_1 by which the envelope signal H_n_1 is shifted relative to the reference signal R_n, i.e. to Determination of the time difference T_1 is the maximum of the correlation signal K_n_1 to determine what, for example, by determining the largest sample of the correlation signal K_n_1.

Da es sich auch bei dem Korrelationssignal K_n_1 um ein zeit- und wertediskretes Signal handelt, ist eine Steigerung der Genauigkeit bei der Bestimmung der Zeitdifferenz T_1 dadurch möglich, dass das Korrelationssignal K_n_1 zwischen den Abtastwerten von einem Interpolierer 16 interpoliert wird.Since the correlation signal K_n_1 is also a time and value discrete signal, it is possible to increase the accuracy in determining the time difference T_1 by the fact that the correlation signal K_n_1 between the samples from an interpolator 16 is interpolated.

Auf diese Weise können in der Berechnungseinheit 17 auch Maxima des Korrelationssignals K_n_1 genau gefunden werden, die zwischen zwei Abtastwerten liegen. Vorzugsweise wird eine lineare oder quadratische Interpolation verwendet oder ein spezielles Interpolationsverfahren, das ein besonders einfaches Auffinden des Maximums des Korrelationssignals K_n_1 ermöglicht, z.B. indem die zur Bestimmung des Maximums erforderlichen Differentiations- bzw. weiteren/anderen Rechenschritte besonders an die Rechnerarchitektur des Mikrocontrollers/DSPs angepasst und für diese optimiert sind.In this way, in the calculation unit 17 maxima of the correlation signal K_n_1 can also be found exactly, which lie between two samples. A linear or quadratic interpolation is preferably used, or a special interpolation method which enables the maximum of the correlation signal K_n_1 to be found particularly easily, for example by adapting the differentiation steps or additional / other computation steps required to determine the maximum particularly to the computer architecture of the microcontroller / DSP and are optimized for them.

In gleicher Weise wird im Schritt 320 die Zeitdifferenz T_2 zwischen dem zweiten Hüllkurvensignal H_n_2 und dem Referenzsignal R_n bestimmt. Die Bestimmung weiterer Zeitdifferenzen T_3,.. erfolgt ebenso.In the same way, in step 320 the time difference T_2 between the second envelope signal H_n_2 and the Reference signal R_n determined. The determination of further time differences T_3, .. is also done.

Aus diesen Zeitdifferenzen T_1, T_2, T_3, die jeweils auf dasselbe Referenzsignal R_n bezogen sind, wird im Schritt 350 aus 3 eine Bestimmung des Orts L des Empfängers 1 (vgl. 2) vorgenommen, indem die Laufzeitdifferenzen aus den Zeitdifferenzen T_1, T_2, T_3 von der Berechnungseinheit 18 ermittelt und verglichen werden.In step, these time differences T_1, T_2, T_3, which each relate to the same reference signal R_n, become 350 out 3 a determination of the location L of the recipient 1 (see. 2 ) made by the runtime differences from the time differences T_1, T_2, T_3 from the calculation unit 18 can be determined and compared.

Durch die digitale Demodulation 220 und die Auswertung des Betrags x0_n des Quadratursignals d_iq ist eine exakte Erkennung des LORAN-C Impulses auch dann möglich, wenn die Frequenzumsetzung des LORAN-C Signals durch die Mischung nicht phasenstarr mit dem Trägersignal des LORAN-C Signals erfolgt.Through digital demodulation 220 and the evaluation of the amount x0_n of the quadrature signal d_iq enables an exact detection of the LORAN-C pulse even if the frequency conversion of the LORAN-C signal is not phase-locked with the carrier signal of the LORAN-C signal.

Dies ist vorliegend der Fall, weil die Abtastfrequenz des Empfängers 1 zunächst nicht mit der Trägerfrequenz des abzutastenden LORAN-C Signals synchronisiert ist. Die Synchronisierung der Abtastfrequenz erfolgt erst durch eine nachfolgende Nachführung der Abtastfrequenz, wobei die Phase des Trägersignals des LORAN-C Signals als Regelgröße verwendet wird.This is the case here because the sampling frequency of the receiver 1 is initially not synchronized with the carrier frequency of the LORAN-C signal to be sampled. The sampling frequency is only synchronized by a subsequent tracking of the sampling frequency, the phase of the carrier signal of the LORAN-C signal being used as the controlled variable.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht in der geringen Leistungsaufnahme des DSPs, die durch eine Signalverarbeitung in der Nähe des Basisbandbereichs ermöglicht wird. Insbesondere die rechenintensive Korrelation wird mit einem im Vergleich zum LORAN-C Signal niederfrequenten Hüllkurvensignal H_n durchgeführt. Gleichzeitig ergibt sich dadurch die Möglichkeit, kleinbauende mobile Empfänger bereitzustellen.Another advantage of the process consists in the low power consumption of the DSP, which is caused by a Signal processing nearby of the baseband range becomes. In particular, the computation-intensive correlation is compared with a compared to the LORAN-C signal low-frequency envelope signal H_n performed. simultaneously this gives the opportunity small mobile receivers provide.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr gut zum Einsatz von H-Feld-Antennen geeignet. Das magnetische Feld (H-Feld) eines LORAN-C Signals breitet sich im wesentlichen eben und parallel zum Boden aus, weswegen eine Drehung des Empfängers 1 in einer Ebene parallel zum Boden um 180° einen entsprechenden Phasensprung im Empfangssignal bewirkt. Dieser Effekt ist aufgrund der digitalen Demodulation 220 bei der vorliegenden Erfindung jedoch nicht kritisch, da die Auswertung 300 – bis auf die Maßnahmen zur Steigerung der Genauigkeit – keinerlei Auswertung der Phase des Empfangssignals erfordert. Selbst bei einer Verwertung der Phase des Quadratursignals d_iq im Empfänger kann der o.g. Phasensprung durch Plausibilitätsbetrachtungen erkannt werden.The method according to the invention is very well suited for the use of H-field antennas. The magnetic field (H field) of a LORAN-C signal spreads essentially flat and parallel to the ground, which is why the receiver rotates 1 in a plane parallel to the ground by 180 ° causes a corresponding phase jump in the received signal. This effect is due to digital demodulation 220 not critical in the present invention, however, because the evaluation 300 - Except for the measures to increase the accuracy - no evaluation of the phase of the received signal required. Even if the phase of the quadrature signal d_iq is used in the receiver, the above-mentioned phase jump can be recognized by plausibility considerations.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Empfänger 1 Informationen über seine Position speichert und/oder über einen Rückkanal an eine Zentrale oder dergleichen sendet.Another very advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the receiver 1 Stores information about its position and / or sends it to a central office or the like via a return channel.

Damit ist es möglich, ein mit dem Empfänger 1 ausgestattetes Objekt, beispielsweise ein Frachtgut, zu verfolgen und dessen Position periodisch in einem Speicher abzulegen, um die Transportroute später auszuwerten bzw. zu kontrollieren.This makes it possible to work with the recipient 1 equipped object, for example a freight, to track and periodically store its position in a memory in order to later evaluate or control the transport route.

Über einen entsprechenden Rückkanal kann der erfindungsgemäße Empfänger auch zeitgleich mit der Positionsbestimmung die ^Informationen über seine Position weiterleiten. Als Rückkanal kommen beispielsweise Funkkanäle in Frage, wie sie u.a. im ^GSM-Netz zum Einsatz von Mobiltelefonen bereitgestellt werden. In diesem Bereich ist es auch denkbar, die Positionsinformationen über SMS (short message service)-Dienste zu übertragen.The receiver of the invention may also coincide with the positioning of a corresponding return channel the ⁱⁿ formations about his position forward. For example, radio channels, such as those provided in the ^GSM network for the use of mobile telephones, are suitable as the return channel. In this area it is also conceivable to transmit the position information via SMS (short message service) services.

Neben der Ortsbestimmung von Frachtgütern kann das erfindungsgemäße Verfahren bzw. der erfindungsgemäße Empfänger 1 auch zur Ortung von Fahrzeugen und/oder Personen oder dergleichen verwendet werden.In addition to the location of freight goods, the method according to the invention and the receiver according to the invention can 1 also used to locate vehicles and / or people or the like become.

Besonders gut ist das System auch zur Überwachung von Fahrzeugen einer Fahrzeugflotte geeignet oder z.B. zur Überwachung von Mietwagen. Im Gegensatz zu GPS (global positioning system)-Systemen benötigt ein H-Feld-basierter LORAN-C Empfänger 1 keine Sichtverbindung zu Satelliten und kann daher unbemerkt im Fahrzeuginneren verbaut werden. Als Rückkanal ist wiederum u.a. ein in das Fahrzeug integriertes Mobiltelefon verwendbar.The system is particularly well suited for monitoring vehicles in a vehicle fleet or, for example, for monitoring rental cars. In contrast to GPS (global positioning system) systems, an H-field-based LORAN-C receiver is required 1 no line of sight to satellites and can therefore be installed unnoticed inside the vehicle. A mobile phone integrated in the vehicle can in turn be used as the return channel.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch den Ablaufplan in 4b dargestellt. Bei dieser Variante umfasst der Schritt 210 des Mischens des zeit- und wertekontinuierlichen LORAN-C Signals x_t mehrere Schritte, die nachfolgend einzeln erläutert sind.A further embodiment of the method according to the invention is shown in the flow chart in 4b shown. In this variant, step 210 of mixing the time and value-continuous LORAN-C signal x_t comprises several steps, which are explained in detail below.

Zunächst wird das zeit- und wertekontinuierliche LORAN-C Signal x_t in Schritt 211 mit einem ersten zeit- und wertekontinuierlichen Mischsignal m_t_1 gemischt, vgl. 4b, um ein zweites Zwischenfrequenzsignal z_f_2 zu erhalten, das beispielsweise im Mittelwellenbereich liegt, so dass für eine nachfolgende Bandpaßfilterung 212 (4b) des zweiten Zwischenfrequenzsignals z_f_2 (4a) entsprechend preiswerte Standardfilter aus der Rundfunktechnik eingesetzt werden können.First the time and value continuous LORAN-C signal x_t in step 211 mixed with a first time and value continuous mixed signal m_t_1, cf. 4b in order to obtain a second intermediate frequency signal z_f_2, which lies, for example, in the medium wave range, so that for a subsequent bandpass filtering 212 ( 4b ) of the second intermediate frequency signal z_f_2 ( 4a ) corresponding inexpensive standard filters from broadcasting technology can be used.

Das gefilterte zweite Zwischenfrequenzsignal z_f_2' wird danach mit einem zweiten zeit- und wertekontinuierlichen Mischsignal m_t_2 (4a) gemischt, um das erste Zwischenfrequenzsignal z_f_1 zu erhalten, das analog zu den bereits erläuterten Verfahrensschritten weiterverarbeitet wird. Die Frequenz des zweiten zeit- und wertekontinuierlichen Mischsignals m_t_2 ist so gewählt, dass das die Frequenzlage des ersten Zwischenfrequenzsignals z_f_1 besonders gut für die nachfolgende Analog/Digital-Wandlung (1) geeignet ist.The filtered second intermediate frequency signal z_f_2 'is then mixed with a second time and value continuous mixed signal m_t_2 ( 4a ) mixed to obtain the first intermediate frequency signal z_f_1, which is further processed analogously to the method steps already explained. The frequency of the second time and value continuous mixed signal m_t_2 is selected such that the frequency position of the first intermediate frequency signal z_f_1 is particularly good for the subsequent analog / digital conversion ( 1 ) suitable is.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, eine Frequenz des Mischsignals m_t, m_t_1, m-t_2, m_c_n aus einer Taktfrequenz des zur Signalverarbeitung eingesetzten DPSs abzuleiten, wobei die Taktfrequenz des DSPs jeweils ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz des Mischsignals m t, m_t_1, m_t_2, m_c_n ist. Hierdurch vereinfacht sich einerseits die Frequenzerzeugung für die Mischsignale.Another advantageous embodiment The invention provides a frequency of the mixed signal m_t, m_t_1, m-t_2, m_c_n from a clock frequency of the signal processing used Derive DPSs, the clock frequency of the DSPs each being an integer Multiple of the frequency of the mixed signal m t, m_t_1, m_t_2, m_c_n is. On the one hand, this simplifies frequency generation for the Mixed signals.

Darüber hinaus wird die Taktfrequenz des DSPs auf ein ganzzahliges Vielfaches einer Frequenz des LORAN-C Signals x_t geregelt, wodurch die Zeitpunkte der Abtastwerte des durch Umwandeln des wertekontinuierlichen Abtastsignals a_n (1) mit dem A/D-Wandler 12 erhaltenen Digitalsignals d_n und auch die Frequenzlage des LORAN-C Signals x_t eindeutig definiert ist, so dass eine kohärente Demodulation des LORAN-C Signals x_t möglich ist.In addition, the clock frequency of the DSP is regulated to an integer multiple of a frequency of the LORAN-C signal x_t, whereby the instants of the samples of the by converting the value-continuous sample signal a_n ( 1 ) digital signal d_n obtained with the A / D converter 12 and also the frequency position of the LORAN-C signal x_t is clearly defined, so that coherent demodulation of the LORAN-C signal x_t is possible.

Die Regelung der Taktfrequenz des DSPs erfolgt aus einer Phasendrehung des LORAN-C Signals x_t, die direkt als Regelgröße verwendet wird. Durch das beschriebene Verfahren ergibt sich die Möglichkeit einer sehr genauen Ortsbestimmung bei gleichzeitig geringem schaltungstechnischem und rechnerischem Aufwand.The regulation of the clock frequency of the DSPs occurs from a phase shift of the LORAN-C signal x_t that used directly as a control variable becomes. The method described gives the possibility a very precise location with low circuitry and computational effort.

5 zeigt schematisch einen Signalflussplan einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei dieser Ausführungsform wird das LORAN-C Signal x_t gleichzeitig den Mischern 10', 10' zugeführt. 5 schematically shows a signal flow diagram of a further embodiment of the method according to the invention. In this embodiment, the LORAN-C signal x_t becomes the mixer at the same time 10 ' . 10 ' fed.

In dem Mischer 10' wird das LORAN-C Signal x_t mit einem sinusförmigen ersten Mischsignal m_a_t gemischt, was auf eine In-Phase-Komponente a_i_t eines zeit- und wertekontinuierlichen komplexen Quadratursignals führt. Analog hierzu wird eine Quadratur-Phase-Komponente a_q_t des zeit- und wertekontinuierlichen komplexen Quadratursignals am Ausgang des Mischers 10' erhalten, in dem das LORAN-C Signal x_t mit einem cosinusförmigen zweiten Mischsignal m_b_t gemischt wird.In the mixer 10 ' the LORAN-C signal x_t is mixed with a sinusoidal first mixed signal m_a_t, which leads to an in-phase component a_i_t of a complex quadrature signal that is continuous in terms of time and value. Analogous to this is a quadrature phase component a_q_t of the time and value continuous complex quadrature signal at the output of the mixer 10 ' obtained by mixing the LORAN-C signal x_t with a cosine-shaped second mixed signal m_b_t.

Die In-Phase-Komponente a_i_t und die Quadratur-Phase-Komponente a_q_t werden danach jeweils von einer Abtastschaltung 11' bzw. 11' abgetastet, was auf die Abtastsignale a_i_n bzw. a_q_n führt.The in-phase component a_i_t and the quadrature-phase component a_q_t are then each operated by a sampling circuit 11 ' respectively. 11 ' sampled, which leads to the scanning signals a_i_n or a_q_n.

Die Abtastsignale a_i_n bzw. a_q_n werden anschließend in dem A/D-Wandler 12' bzw. 12' in wertediskrete Signale umgewandelt, die der In-Phase-Komponente d_i_n und der Quadratur-Phase-Komponente d_q_n des bereits anhand von 1 erwähnten komplexen zeit- und wertediskreten Quadratursignals d_iq entsprechen.The scanning signals a_i_n and a_q_n are then in the A / D converter 12 ' respectively. 12 ' converted into discrete-value signals, which the in-phase component d_i_n and the quadrature-phase component d_q_n des already based on 1 correspond to the complex discrete-time and value-discrete quadrature signal d_iq.

Die weitere Verarbeitung des komplexen Quadratursignals d_iq erfolgt in der gleichen Weise wie bereits zu 1 beschrieben.The further processing of the complex quadrature signal d_iq takes place in the same way as for 1 described.

Claims

Procedure for determining the position of a recipient ( 1 ), in which at least one LORAN-C signal is received ( 100 ), demodulated ( 200 ) and evaluated ( 300 ), whereby in the step of the receiver ( 100 ) a time and value continuous LORAN-C signal (x_t) is obtained, characterized in that the step ( 200 ) of demodulating comprises the following steps: - mixing ( 210 ) the time and value continuous LORAN-C signal (x_t) with a time and value continuous mixed signal (m_t) in order to obtain a first intermediate frequency signal (z_f_1), - digital demodulation ( 220 ) of the first intermediate frequency signal (z_f_1) in order to obtain a digital envelope signal (H_n).

Method according to claim 1, characterized in that the step (220) of digital demodulation comprises the following steps: - sampling ( 221 ) of the first intermediate frequency signal (z_f_1) with a sampling time (Ta) in order to obtain a time-discrete value-continuous sampling signal (a_n), - converting ( 222 ) of the value-continuous scanning signal (a_n) into a discrete-value digital signal (d_n) with an A / D converter ( 12 ), - Mix ( 225 ) of the digital signal (d_n) with a complex mixed signal (m_c_n) in order to obtain an in-phase component (d_n_n) and a quadrature-phase component (d_q_n) of a complex quadrature signal (d_iq), - forming ( 226 ) of the amount (x0-n) of the complex quadrature signal (d_iq), preferably according to x0_n = √ d_n_n * d_i_n + d_q_n * d_q_n . to get the digital envelope signal (H_n).

Procedure for determining the position of a recipient ( 1 ) where at least one LORAN-C signal is received (100), demodulated ( 200 ) and evaluated ( 300 ), where in the Receiving step ( 100 ) a time and value continuous LORAN-C signal (x_t) is obtained, characterized in that the step ( 200 ) of demodulating comprises the following steps: - Mix of the time and value continuous LORAN-C signal (x_t) with one first time and value continuous mixed signal (m_a_t) to a In-phase component (a_i_t) of a complex time and value continuous quadrature signal to obtain, - Mix of the time and value continuous LORAN-C signal (x_t) with one second time and value continuous mixed signal (m_b_t) to a quadrature phase component (a-q-t) of the complex time and value continuous To get quadrature signal - Sampling the in-phase component (a_i_t) and the quadrature phase component (a_q_t) to scan signals (a_i_n, aq_n), - Convert the scanning signals (a_i_n, a_q_n) with at least one A / D converter ( 12 ' . 12 '' ) to an in-phase component (d_i_n) and a quadrature-phase component (d_q_n) a complex, time and value discrete quadrature signal (d_iq) to get, and - make up the amount of the complex quadrature signal (d_iq), preferably according to x0_n = √ d_n_n * d_i_n + d_q_n * d_q_n . around the digital envelope signal (H_n).

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the step of evaluating ( 300 ) has the following step: - Determine ( 310 ) a time difference (T_1) between a first envelope signal (H_n_1) and a reference signal (R_n).

A method according to claim 4, characterized in that the step of evaluating ( 300 ) has the following steps: - Determine ( 320 ) at least one further time difference (T_2, ..) between a corresponding envelope signal (H_n_2, ..) and the reference signal (R_n).

A method according to claim 4 or 5, characterized in that the determination ( 310 . 320 ) of the time difference (s) (T_1, T_2, ..) takes place by correlating an envelope signal (H-n_1, H_n_2, ..) with the reference signal (R_n) ( 311 . 321 ) and the maximum of the respective correlation signal (K_n_1, K_n_2, ..) is determined ( 312 . 322 ) becomes.

A method according to claim 6, characterized in that the Discrete-time correlation signal (K-n_1, K-n_2, ..) at least in sections is interpolated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that that the mixed signal m_t) is selected such that part of the Frequency spectrum of the first intermediate frequency signal (z_f_1) closer to the baseband range is in the range of a carrier frequency of the LORAN-C signal (x_t).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mixing step ( 210 ) of the time and value continuous LORAN-C signal (x_t) comprises the following steps: - Mix ( 211 ) the time and value continuous LORAN-C signal (x_t) with a first time and value continuous mixed signal (m_t_1) in order to obtain a second intermediate frequency signal (z_f _- 2), - filtering ( 212 ) of the second intermediate frequency signal (z_f _- 2), preferably with a bandpass filter, in order to obtain a filtered second intermediate frequency signal (z_f_2 '), - mixing ( 213 ) of the filtered second intermediate frequency signal (z_f-2 ') with a second time and value continuous mixed signal (m_t_2) in order to obtain the first intermediate frequency signal (z_f_1).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that that a frequency of the mixed signal (m_t, m_t_1, m_t_2, m_a_t, m_b_t, m_c_t) from a clock frequency of a processor processing the LORAN-C signal (s) Processor is derived, the clock frequency of the processor each an integer multiple and / or synchronous to the frequency of the mixed signal (m_t, m_t_1, m_t_2, m_a_t, m_b_t, m_c_t).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that that a / the clock frequency of a / the processor to an integer Multiple of a frequency of the LORAN-C signal (x_t), preferably a carrier frequency of the LORAN-C signal (x_t).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that an H-field antenna for reception ( 100 ) of the LORAN-C signal is used.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the recipient ( 1 ) Stores information about its position and / or sends it via a return channel to a control center or the like.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a phase position of the received LORAN-C signal (x_t) with respect to a for sampling ( 221 ) provided sampling signal with a sampling time (Ta) or in relation to a clock signal of the / a processor with a clock frequency is used to synchronize the sampling signal or its frequency or sampling time (Ta) and / or the clock frequency of the processor.

Receiver ( 1 ) for a LORAN-C signal, characterized in that the receiver ( 1 ) is suitable for performing the method according to one of the preceding claims.

Use of the method according to one of claims 1 to 14 and / or the recipient according to claim 15 for the location of cargo and / or vehicles and / or People or the like.