DE112006000315B4 - Dreidimensionales Positionsbestimmungssystem auf Funk- und Lichtbasis sowie Verfahren zum Bestimmen der Positionskoordinaten eines mobilen Benutzers - Google Patents

Dreidimensionales Positionsbestimmungssystem auf Funk- und Lichtbasis sowie Verfahren zum Bestimmen der Positionskoordinaten eines mobilen Benutzers Download PDF

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Abstract

3-D-Positionsbestimmungssystem auf Funk- und Lichtbasis mit: einem stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung, der an einem Ort mit beschränkter Satellitensichtbarkeit positioniert ist, der dazu ausgelegt ist, eine erste Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, dazu ausgelegt ist, seine Positionskoordinaten auf der Basis der ersten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen zu ermitteln, dazu ausgelegt ist, mindestens ein internes Funksignal auszusenden; und dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl auszusenden; wobei der stationäre integrierte Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ferner einen Pseudolit-Sendeempfänger aufweist, der dazu ausgelegt ist, die erste Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, die von mindestens einer Funkquelle ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); und einem Pseudolit-Sender}; und mindestens einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD), der dazu ausgelegt ist, eine zweite Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, dazu ausgelegt ist, das mindestens eine interne Funksignal, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung, der an einem Ort mit beschränkter Satellitensichtbarkeit positioniert ist, ausgesandt wird, zu empfangen, dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Laserstrahl, der vom integrierten RTR_LT mit Selbstpositionsbestimmung erzeugt wird, zu erfassen, und dazu ausgelegt ist, seine 3-D-Positionskoordinaten auf der Basis eines Satzes von Daten zu ermitteln, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; dem mindestens einen empfangenen internen Funksignal; und dem mindestens einen erfassten Laserstrahl}; wobei der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) ferner einen Pseudolit-Empfänger aufweist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Positionsverfolgungs- und Maschinensteuersysteme und insbesondere eine Kombination von Lasersystemen und Funkpositionsbestimmungssystemen, die dazu ausgelegt sind, einander zu ergänzen, um die Verfolgungs- und Maschinensteuerfähigkeiten von Systemen des Standes der Technik zu optimieren.
  • STAND DER TECHNIK
  • In jüngster Zeit wurden Fortschritte auf dem Gebiet von Funkentfernungsbestimmungs- oder Pseudolit-Systemen erzielt. Ein Pseudolit ist ein Funksender auf Bodenbasis, der im GPS-Band arbeitet und Signale ähnlich dem GPS-System sendet. Aufgrund von Begrenzungen der Verwendung des L-Bandes für Nicht-Militär-Zwecke wird eine neue Form von "Pseudolit" entwickelt, die alternative Frequenzen wie z.B. das lizenzfreie Band von 2,4 GHz verwendet.
  • In jüngster Zeit ergaben sich auch Fortschritte bei rotierenden Lasersystemen, einschließlich Ebenenlasern und Fächerlasersystemen. Ebenenlaser sehen eine Bezugsebene von Licht vor. Fächerlaser sehen eine oder mehrere Ebenen von Licht vor, die um eine Achse gedreht werden, aus dem eine Höhendifferenz abgeleitet werden kann. Das übliche Verfahren zum Ableiten der Höhendifferenz geschieht durch Ermitteln der Zeitdifferenz zwischen der Erfassung von zwei oder mehr Fächerstrahlen. Diese Systeme, wie z.B. die Systeme Trimble LaserStation und Topcon LaserZone, liefern genaue Höhendifferenzen.
  • Eine dem Pseudolit-System innewohnende Schwäche ist jedoch die vertikale Genauigkeit, da es aufgrund der Tatsache, dass die Sender auf Bodenbasis üblicherweise in einer ähnlichen (+/–500 mm) Höhe angeordnet sind, schwierig ist, eine Anzahl von Pseudoliten zu positionieren, um eine geometrische Beziehung zu erzeugen, die in der Vertikalen mathematisch stark ist.
  • Außerdem ist eine den Lasersystemen innewohnende Schwäche entweder ihre Unfähigkeit, eine horizontale Position zu liefern, oder Begrenzungen der Reichweite, über die sie eine horizontale Position liefern können.
  • In der US 6 433 866 B1 ist ferner eine hochpräzise GPS/RTK und Laser-Maschinensteuerung offenbart, die eine genaue 3D–Positionsbestimmung ermöglicht.
  • Aus der US 5 612 864 A sind außerdem ein System sowie ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Arbeitsmittels bekannt. Dieses System beinhaltet einen an einer Basisstation angeordneten Sende-Empfänger, einen an einer anderen Position angeordneten Laserscanner/-sender sowie einen an einer mobilen Einheit angeordneten Sende-Empfänger mit Laserdetektor. Die mobile Einheit kann somit aus den Daten der empfangenen Satellitensignale, dem Funksignal der Basisstation und dem Lasersignal eine genaue 3-D-Position bestimmen. Probleme ergeben sich jedoch, falls der stationäre Sende-Empfänger/Lasersender an einem Ort mit beschränkter Satellitensichtbarkeit angeordnet ist
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wendet sich diesen Problemen durch Bereitstellen eines Positionsbestimmungssystems zu, das mehrere Benutzer unterstützt, eine genaue 3-D-Positionsbestimmung bereitstellt, die in Bereichen arbeitet, in denen die Positionsbestimmungssysteme auf Satellitenbasis aufgrund von Verdeckungen des Himmels nicht arbeiten, und das eine bessere vertikale Genauigkeit bereitstellt, als ein System auf Satellitenbasis bereitstellen kann.
  • Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1, 17 und 18 definiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 16.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf ein 3-D-Positionsbestimmungssystem auf Funk- und Lichtbasis mit einem stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung und mindestens einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) gerichtet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der stationäre integrierte Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung an einem Ort mit beschränkter Satellitensichtbarkeit positioniert und dazu ausgelegt, eine erste Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, seine Positionskoordinaten auf der Basis der ersten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen zu ermitteln, mindestens ein internes Funksignal auszusenden; und mindestens einen Laserstrahl auszusenden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) dazu ausgelegt, eine zweite Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, das mindestens eine interne Funksignal, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung, der an einem Ort mit beschränkter Satellitensichtbarkeit positioniert ist, ausgesandt wird, zu empfangen, den mindestens einen Laserstrahl, der vom integrierten RTR_LT mit Selbstpositionsbestimmung erzeugt wird, zu erfassen und seine 3-D-Positionskoordinaten auf der Basis eines Satzes von Daten zu ermitteln, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; dem mindestens einen empfangenen internen Funksignal; und dem mindestens einen erfassten Laserstrahl}.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der stationäre integrierte Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ferner einen Pseudolit-Sendeempfänger, der dazu ausgelegt ist, die erste Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, die von mindestens einer Funkquelle ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); und einem Pseudolit-Sender}.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der stationäre integrierte Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ferner einen Lasersender, der in den Pseudolit-Sendeempfänger integriert ist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Pseudolit-Sendeempfänger ferner eine stationäre Funkantenne; wobei ein Abstand zwischen einem Phasenzentrum der stationären Funkantenne und dem Lasersender bekannt und fest ist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Lasersender ferner einen Ebenenlasersender, der dazu ausgelegt ist, einen Bezugslaserstrahl zu erzeugen, der eine vertikale Koordinate mit hoher Genauigkeit liefert.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Lasersender ferner einen Fächerlasersender, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen rotierenden fächerförmigen Laserstrahl zu erzeugen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der stationäre integrierte Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ferner einen Differenz-Pseudolit-Sendeempfänger und einen Lasersender. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst das 3-D-Positionsbestimmungssystem auf Funk- und Lichtbasis der vorliegenden Erfindung ferner eine erste drahtlose Kommunikationsverbindung, die dazu ausgelegt ist, den Differenz-Pseudolit-Sendeempfänger mit der Quelle für Differenzkorrekturdaten zu verbinden; und wobei die erste drahtlose Kommunikationsverbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {einer zellulären Verbindung; einer Funk-; einer privaten Funkband-; einer SiteNet 900 privaten Funknetz-; einer drahtlosen Internet-; und einer drahtlosen Satellitenkommunikationsverbindung}. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Differenz-Pseudolit-Sendeempfänger dazu ausgelegt, die erste Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, die von mindestens einer Funkquelle ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); und einem Pseudolit-Sender}; und dazu ausgelegt, einen Satz von Differenzkorrekturdaten, die von mindestens einer Quelle ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {einer Basisstation, einer RTK-Basisstation; einer virtuellen Basisstation (VBS); und einem Pseudolit-Sender}, unter Verwendung der ersten drahtlosen Kommunikationsverbindung zu empfangen. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Differenz-Pseudolit-Sendeempfänger dazu ausgelegt, die erste Vielzahl von externen Funksignalen und den Satz von Differenzkorrekturdaten zu verwenden, um genaue Koordinatenmessungen des Differenz-Pseudolit-Sendeempfängers zu erhalten.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) ferner einen Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger und einen Laserdetektor, der in den Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger integriert ist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger dazu ausgelegt, die zweite Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, die von mindestens einer Funkquelle ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht:
    {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); und einem Pseudolit-Sender}. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger dazu ausgelegt, seine 3-D-Positionskoordinaten auf der Basis der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen zu ermitteln.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das 3-D-Positionsbestimmungssystem auf Funk- und Lichtbasis der vorliegenden Erfindung ferner eine zweite drahtlose Kommunikationsverbindung, die dazu ausgelegt ist, den mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) mit dem stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung zu verbinden. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung aus der Gruppe ausgewählt, die aus Folgendem besteht: {einer zellulären Verbindung; einer Funk-; einer privaten Funkband-; einer SiteNet 900 privaten Funknetz-; einer drahtlosen Internet-; und einer drahtlosen Satellitenkommunikationsverbindung}.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) ferner einen Pseudolit-Empfänger, der dazu ausgelegt ist, das mindestens eine interne Funksignal, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, unter Verwendung der zweiten drahtlosen Verbindung zu empfangen. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) dazu ausgelegt, seine 3-D-Positionskoordinaten auf der Basis von mindestens einem empfangenen internen Funksignal zu ermitteln.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) ferner einen Funkempfänger, der dazu ausgelegt ist, die zweite Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, und einen Laserdetektor, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl zu erfassen, der vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung erzeugt wird. Bei diesem Ausführungsbei-spiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Funkempfänger ferner eine Funkantenne, wobei der Abstand zwischen einem Phasenzentrum der Funkantenne und dem Laserdetektor bekannt und fest ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) dazu ausgelegt, seine 3-D-Positionskoordinaten mit einem ersten Genauigkeitsniveau auf der Basis der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen zu ermitteln, und der integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) ist dazu ausgelegt, seine Höhe mit einem zweiten Genauigkeitsniveau auf der Basis des mindestens einen erfassten Laserstrahls zu ermitteln. Es wird angenommen, dass ein Satz von Messungen, die mit dem zweiten Genauigkeitsniveau ermittelt werden, genauer ist als der Satz von Messungen, die mit dem ersten Genauigkeitsniveau ermittelt werden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) ferner: einen Pseudolit-Empfänger, der dazu ausgelegt ist, mindestens ein internes Funksignal, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, unter Verwendung der zweiten drahtlosen Verbindung zu empfangen, und einen Laserdetektor, der dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Laserstrahl zu erfassen, der vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung erzeugt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) dazu ausgelegt, seine Positionskoordinaten mit dem ersten Genauigkeitsniveau auf der Basis des mindestens einen internen Funksignals zu ermitteln, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) dazu ausgelegt, seine Höhe mit dem zweiten Genauigkeitsniveau auf der Basis des mindestens einen erfassten Laserstrahls zu ermitteln, wobei ein Satz von mit dem zweiten Genauigkeitsniveau ermittelten Messungen genauer ist als der Satz von mit dem ersten Genauigkeitsniveau ermittelten Messungen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) ferner: einen Funkempfänger, der dazu ausgelegt ist, die zweite Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, einen Pseudolit-Empfänger, der dazu ausgelegt ist, das mindestens eine interne Funksignal, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, unter Verwendung der zweiten drahtlosen Verbindung zu empfangen, und einen Laserdetektor, der dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Laserstrahl zu erfassen, der vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung erzeugt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) dazu ausgelegt, seine 3-D-Positionskoordinaten mit dem ersten Genauigkeitsniveau auf der Basis des mindestens einen internen Funksignal, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, und auf der Basis der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen zu ermitteln, und ist dazu ausgelegt, seine Höhe mit dem zweiten Genauigkeitsniveau auf der Basis des mindestens einen erfassten Laserstrahls zu ermitteln, wobei das zweite Genauigkeitsniveau höher ist als das erste Genauigkeitsniveau.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) ferner: einen Funkempfänger, der dazu ausgelegt ist, einen ersten Satz von Messdaten von der zweiten Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, einen Pseudolit-Empfänger, der dazu ausgelegt ist, einen zweiten Satz von Messdaten von dem mindestens einen internen Funksignal, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, unter Verwendung der zweiten drahtlosen Verbindung zu empfangen, einen Laserdetektor, der dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Laserstrahl zu erfassen, der vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestinnung erzeugt wird, um einen dritten Satz von Messdaten zu empfangen, und einen Gewichtungsprozessor, der dazu ausgelegt ist, verschiedenen Sätzen von Messdaten auf der Basis eines Messalgorithmus verschiedene Gewichte zuzuweisen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Messalgorithmus optimiert, um mindestens einen Messortparameter zur Zeit der Messung zu berücksichtigen. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist jeder Messortparameter aus der Gruppe ausgewählt, die aus Folgendem Besteht: {der Topologie des Orts; den Wetterbedingungen am Ort; und der Sichtbarkeit von mindestens einem Laserstrahl an dem Ort}.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf ein 3-D-Positionsbestimmungssystem auf Funk- und Lichtbasis mit: einem stationären Pseudolit-Funksender, der an einer ersten Stelle mit beschränkter Satellitensichtbarkeit und mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; einem stationären Lasersender, der an einer zweiten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; und mindestens einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) gerichtet.
  • Der stationäre Funksender ist dazu ausgelegt, mindestens ein internes Funksignal auszusenden, wohingegen der stationäre Lasersender dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl auszusenden. Der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD), der einen Pseudolit-Empfänger aufweist, ist dazu ausgelegt, eine Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, ist dazu ausgelegt, das mindestens eine interne Funksignal, das vom stationären Pseudolit-Funksender ausgesandt wird, zu empfangen, ist dazu ausgelegt, den mindestens einen Laserstrahl, der vom stationären Lasersender erzeugt wird, zu erfassen, und ist dazu ausgelegt, seine 3-D-Positionskoordinaten auf der Basis eines Satzes von Daten zu ermitteln, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus folgendem besteht: {der Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; dem mindestens einen empfangenen internen Funksignal; und dem mindestens einen erfassten Laserstrahl}.
  • Ein zusätzlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf ein Verfahren zum Bestimmen der Positionskoordinaten eines mobilen Benutzers unter Verwendung eines stationären integrierten Funk-Sendeempfängers/Lasersenders (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung gerichtet.
  • Gemäß der Erfindung umfasst das Verfahren die folgenden Schritte: A) Vorsehen eines 3-D-Positionsbestimmungssystems auf Funk- und Lichtbasis mit einem stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung, der einen Pseudolit-Sendeempfänger aufweist, und dem mobilen Benutzer mit einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD), der einen Pseudolit-Empfänger aufweist; B) Empfangen einer ersten Vielzahl von externen Funksignalen unter Verwendung des stationären integrierten Funk-Sendeempfängers/Lasersenders (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung; C) Ermitteln von Positionskoordinaten des stationären integrierten Funk-Sendeempfängers/Lasersenders (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung auf der Basis der ersten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; D) Aussenden von mindestens einem internen Funksignal und Aussenden von mindestens einem Laserstrahl unter Verwendung des stationären integrierten Funk-Sendeempfängers/Lasersenders (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung; E) Empfangen einer zweiten Vielzahl von externen Funksignalen, Empfangen des mindestens einen internen Funksignals, das vom stationären integrierten RTR_LT mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, und Erfassen des vom integrierten RTR_LT mit Selbstpositionsbestimmung erzeugten Laserstrahls unter Verwendung des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD); und F) Ermitteln der 3-D-Positionskoordinaten des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) auf der Basis eines Satzes von Daten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; dem mindestens einen empfangenen internen Funksignal; und dem mindestens einen erfassten Laserstrahl}.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorstehend erwähnten Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie zusätzliche Vorteile derselben werden infolge einer ausführlichen Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen nachstehend deutlicher verständlich.
  • 1 stellt ein erfindungsgemäßes 3-D-Positionsbestimmungssystem auf Funk- und Lichtbasis dar, das einen stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung und mindestens einen mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) aufweist.
  • 2 stellt ein erfindungsgemäßes 3-D-Positionsbestimmungssystem auf Funk- und Lichtbasis dar, das einen stationären integrierten Funksender/Lasersender (RT_LT), der an einer Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist, und mindestens einen mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) aufweist.
  • 3 zeigt ein erfindungsgemäßes 3-D-Positionsbestimmungssystem auf Funk- und Lichtbasis, das einen stationären Funksender, der an einer ersten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; einen stationären Lasersender, der an einer zweiten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; und mindestens einen mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) aufweist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Nun wird im Einzelnen auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung Bezug genommen, von welchen Beispiele in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben wird, ist es selbstverständlich, dass diese die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele begrenzen sollen. Im Gegenteil soll die Erfindung Alternativen, Modifikationen und Äquivalente abdecken, die im Gedanken und Schutzbereich der Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, enthalten sein können. Ferner werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung zahlreiche spezielle Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung vorzusehen. Es ist jedoch für einen üblichen Fachmann offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung ohne diese speziellen Details ausgeführt werden kann. In anderen Fällen wurden gut bekannte Verfahren, Prozeduren, Komponenten und Schaltungen nicht im Einzelnen beschrieben, um die Aspekte der vorliegenden Erfindung nicht unnötig unklar zu machen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt 1 ein 3-D-Positionsbestimmungssystem 10 auf Funk- und Lichtbasis dar, das einen stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) 12 mit Selbstpositionsbestimmung und einen mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 14 aufweist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der stationäre integrierte Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) 12 mit Selbstpositionsbestimmung dazu ausgelegt, eine erste Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, um seine Positionskoordinaten auf der Basis der ersten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen zu ermitteln, mindestens ein internes Funksignal auszusenden; und mindestens einen Laserstrahl auszusenden. (Siehe nachstehende Erörterung). Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 14 dazu ausgelegt, eine zweite Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, mindestens ein internes Funksignal, das vom stationären integrierten RTR_LT mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, zu empfangen, mindestens einen Laserstrahl zu erfassen, der vom integrierten RTR_LT mit Selbstpositionsbestimmung erzeugt wird, und seine 3-D-Positionskoordinaten auf der Basis eines Satzes von Daten zu ermitteln, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; mindestens einem empfangenen internen Funksignal; und mindestens einem erfassten Laserstrahl}. (Siehe nachstehende Erörterung).
  • Insbesondere umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie in 1 gezeigt, der stationäre integrierte Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) 12 mit Selbstpositionsbestimmung ferner einen Funk-Sendeempfänger 18 und einen Lasersender 16, der in den Funk-Sendeempfänger 18 integriert ist. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Pseudolit-Sendeempfänger ferner eine stationäre Funkantenne 28, wobei ein Abstand zwischen einem Phasenzentrum der stationären Funkantenne 28 und dem Lasersender 16 bekannt und fest ist.
  • Der stationäre integrierte Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) 12 mit Selbstpositionsbestimmung stellt eine Anzahl von Vorteilen für einen potentiellen Benutzer im Vergleich zu einem System bereit, das ein Lasersystem und ein Sendeempfängersystem mechanisch kombiniert. Tatsächlich erfordert der stationäre Funk-Sendeempfänger 18, der in den Lasersender 16 integriert ist, geringere Kosten im Vergleich zu den Kosten des kombinierten Laser- und Sendeempfängersystems, da das integrierte System nur einen Packungssatz erfordert, einen gemeinsam genutzten Computerspeicher verwenden kann und eine gemeinsame Leistungsversorgung verwenden kann. Wie vorstehend angegeben wurde, sind außerdem im integrierten System der Laserstrahl und das elektrische Phasenzentrum der stationären Antenne um einen bekannten und festen Abstand (nicht dargestellt) getrennt, wobei in dem mechanisch kombinierten System der Abstand zwischen dem Laserstrahl und dem elektrischen Phasenzentrum der stationären Sendeempfänger-Antenne fehleranfällig ist, da dieser Abstand durch eine Bedienperson des integrierten Systems eingeführt wird.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Lasersender 16 ferner einen Ebenenlasersender, der dazu ausgelegt ist, einen Bezugslaserstrahl 40 zu erzeugen, der eine vertikale Koordinate mit hoher Genauigkeit liefert. Ein ähnlicher Ebenenlasersender ist vollständig im US-Patent Nr. 6 433 866 "High precision GPS/RTK and laser machine control", das auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen ist, offenbart. Das US 6 433 866 wird in seiner Gesamtheit hierin aufgenommen.
  • Insbesondere umfasst gemäß dem '866-Patent der Lasersender 16 ein rotierendes Lasersystem. Bei einem rotierenden Lasersystem dreht sich eine Laserquelle (mechanisch oder optisch) in der horizontalen Ebene (oder Z-Ebene). Der rotierende Laser emittiert einen Laserstrahl, der eine genaue Bezugsebene mit einer Millimetergenauigkeit vorsieht. Um den rotierenden Laserstrahl zu erfassen und zu nutzen, muss jedoch der potentielle Benutzer innerhalb eines vertikalen Bereichs angeordnet sein und muss mit einem Laserdetektor (oder einem Laserempfänger) ausgestattet sein, der in der Lage ist, den rotierenden Laserstrahl zu empfangen. Beim mechanischen Ausführungsbeispiel dreht der Motor den Laser und folglich den Laserstrahl physikalisch. Beim optischen Ausführungsbeispiel dreht sich der Spiegel in einer solchen Weise, dass der physikalisch nicht-rotierende Laser den rotierenden Laserstrahl emittiert.
  • Trimble Navigation Ltd. stellt eine 3D-Laserstation her, die mindestens einen rotierenden fächerförmigen Laserstrahl 40 (und/oder 41) erzeugt. Die detaillierte Beschreibung eines solchen Fächerlasersenders ist in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung A-1500 "COMBINATION LASER SYSTEM AND GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM" vorgesehen, die durch den Hinweis in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen wird. Die gleichzeitig anhängige Patentanmeldung A-1500 ist auf den Anmelder der vorliegenden Patentanmeldung übertragen.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 kann der stationäre Funk-Sendeempfänger 18 aus der Gruppe ausgewählt sein, die aus folgendem besteht: {einem GPS-Empfänger; einem GLONASS-Empfänger; einem kombinierten GPS/GLONASS-Empfänger; einem GALILEO-Empfänger; einem Empfänger eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS); und einem Pseudolit-Empfänger}.
  • Das globale Positionsbestimmungssystem (GPS) ist ein System von Satellitensignalsendern, das Informationen sendet, aus denen der gegenwärtige Ort eines Beobachters und/oder die Beobachtungszeit ermittelt werden kann. Ein weiteres Navigationssystem auf Satellitenbasis wird Globales Umlaufnavigationssystem (GLONASS) genannt, das als alternatives oder zusätzliches System arbeiten kann.
  • Das GPS wurde vom Verteidigungsministerium (DOD) der Vereinigten Staaten unter seinem NAVSTAR-Satellitenprogramm entwickelt. Ein vollständig funktionales GPS umfasst mehr als 24 Erdumlaufsatelliten, die ungefähr gleichmäßig um sechs kreisförmige Umlaufbahnen mit jeweils vier Satelliten verteilt sind, wobei die Umlaufbahnen in einem Winkel von 55° relativ zum Äquator geneigt sind und um Vielfache einer Länge von 60° voneinander getrennt sind. Die Umlaufbahnen weisen Radien von 26560 Kilometern auf und sind ungefähr kreisförmig. Die Umlaufbahnen sind nicht-geosynchron mit Umlaufzeitintervallen von 0,5 siderischen Tagen (11,967 Stunden), so dass sich die Satelliten mit einer Zeit relativ zur Erde darunter bewegen. Im Allgemeinen sind vier oder mehr GPS-Satelliten von den meisten Punkten auf der Erdoberfläche sichtbar, die verwendet werden können, um die Position eines Beobachters irgendwo auf der Erdoberfläche zu ermitteln. Jeder Satellit trägt eine Cäsium- oder Rubidium-Atomuhr, um eine Taktinformation für die von den Satelliten übertragenen Signale bereitzustellen. Eine interne Taktkorrektur ist für jeden Satellitentakt vorgesehen.
  • Jeder GPS-Satellit überträgt kontinuierlich zwei Streuspektrum-L-Band-Trägersignale:
    ein L1-Signal mit einer Frequenz f1 = 1575,42 MHz (Trägerwellenlänge von ungefähr neunzehn Zentimeter) und ein L2-Signal mit einer Frequenz f2 = 1227,6 MHz (Trägerwellenlänge von ungefähr vierundzwanzig Zentimeter). Diese zwei Frequenzen sind ganzzahlige Vielfache f1 = 1540 f0 und f2 = 1200 f0 einer Grundfrequenz f0 = 1,023 MHz. Das L1-Signal von jedem Satelliten wird durch zwei pseudozufällige Rausch- (PRN) Codes in Phasenquadratur, die als C/A-Code und P-Code bezeichnet werden, durch Binärphasenumtastung (BPSK) moduliert. Das L2-Signal von jedem Satelliten wird nur durch den P-Code BPSK-moduliert. Die Art dieser PRN-Codes und angenommenen Verfahren zum Erzeugen des C/A-Codes und P-Codes sind im Dokument ICD-GPS-200: GPS Interface Control Document, ARINC Research, 1997, GPS Joint Program Office, dargelegt, das durch den Hinweis hierin aufgenommen wird.
  • Der GPS-Satellitenbitstrom umfasst Navigationsinformationen über die Ephemeride des sendenden GPS-Satelliten (die Umlaufbahninformationen über den sendenden Satelliten innerhalb der nächsten mehreren Sendestunden umfassen) und einen Almanach für alle GPS-Satelliten (der eine weniger detaillierte Umlaufbahninformation über alle Satelliten umfasst). Die übertragenen Satelliteninformationen umfassen auch Parameter, die Korrekturen für Ionosphären-Signallaufzeitverzögerungen (für Ein-Frequenz-Empfänger geeignet) und für eine Versatzzeit zwischen der Satellitentaktzeit und wahren GPS-Zeit vorsehen. Die Navigationsinformationen werden mit einer Rate von 50 Baud übertragen.
  • Ein zweites Navigationssystem auf Satellitenbasis ist das globale Umlaufnavigationssatellitensystem (GLONASS), das von der früheren Sowjetunion in die Umlaufbahn gebracht wurde und nun von der russischen Republik gewartet wird. GLONASS verwendet 24 Satelliten, die ungefähr gleichmäßig in drei Umlaufbahnebenen mit jeweils acht Satelliten verteilt sind. Jede Umlaufbahnebene besitzt eine nominale Neigung von 64,8° relativ zum Äquator und die drei Umlaufbahnebenen sind voneinander um Vielfache einer Länge von 120° getrennt. Die GLONASS-Satelliten weisen kreisförmige Umlaufbahnen mit Radien von etwa 25510 Kilometern und eine Satellitenumlaufperiode von 8/17 eines siderischen Tages (11,26 Stunden) auf. Ein GLONASS-Satellit und ein GPS-Satellit vollenden folglich 17 bzw. 16 Umläufe um die Erde alle 8 Tage. Das GLONASS-System verwendet zwei Trägersignale L1 und L2 mit Frequenzen von f1 = (1,602 + 9k/16) GHz und f2 = (1,246 + 7k/16) GHz, wobei k = (1, 2, ... 24) die Kanal- oder Satellitennummer ist. Diese Frequenzen liegen in zwei Bändern bei 1,597–1,617 GHz (L1) und 1240–1260 GHz (L2). Das L1-Signal wird durch einen C/A-Code (Chiprate = 0,511 MHz) und durch einen P-Code (Chiprate = 5,11 MHz) moduliert. Das L2-Signal wird derzeit nur durch den P-Code moduliert. Die GLONASS-Satelliten übertragen auch Navigationsdaten mit einer Rate von 50 Baud. Da die Kanalfrequenzen voneinander unterscheidbar sind, ist der P-Code derselbe und der C/A-Code ist derselbe für jeden Satelliten. Die Verfahren zum Empfangen und Demodulieren der GLONASS-Signale sind zu den für die GPS-Signale verwendeten Verfahren ähnlich.
  • Wie in der European Commission "White Paper on European transport policy for 2010" offenbart, entwickelt die europäische Union ein unabhängiges Satellitennavigationssystem Galileo als Teil einer globalen Navigationssatelliten-Infrastruktur (GNSS).
  • Das GALILEO-System basiert auf einer Konstellation von 30 Satelliten und Bodenstationen, die Informationen hinsichtlich der Positionierung von Benutzern in vielen Sektoren bereitstellen, wie z.B. Transport (Fahrzeugort, Routensuche, Geschwindigkeitskontrolle, Führungssysteme, usw.), soziale Dienste (z.B. Hilfe für die Behinderten oder Älteren), das Justizsystem und Zolldienste (Ort von Verdächtigen, Grenzkontrollen), öffentliche Arbeiten (geographische Informationssysteme), Such- und Rettungssysteme oder Freizeit (Ortung auf See oder in den Bergen usw.).
  • Der Bereich von GALILEO-Diensten ist so ausgelegt, dass er praktische Ziele und Erwartungen vom Verbessern der Abdeckung von Diensten mit offenem Zugang in städtischen Umgebungen (zum Abdecken von 95 % von städtischen Distrikten im Vergleich zu den 50 % derzeit vom GPS allein abgedeckten), von denen die 160 Millionen privaten Fahrzeuge in Europa profitieren, oder Ermöglichen der Verwendung von Satellitennavigationsanwendungen "drinnen", in Gebäuden und sogar in Tunneln oder tatsächlich Mobiltelefondiensten auf der Basis der Identifikation der Position des Anrufers, erfüllt.
  • Die Bezugnahme auf ein Funkpositionsbestimmungssystem hierin bezieht sich auf ein globales Positionsbestimmungssystem, auf ein globales Umlaufbahn-Navigationssystem, auf ein GALILEO-System und auf irgendein anderes System auf Satellitenbasis eines kompatiblen globalen Navigationssatellitensystems (GNSS), das Informationen bereitstellt, durch die die Position eines Beobachters und die Beobachtungszeit ermittelt werden können, das alles die Anforderungen der vorliegenden Erfindung erfüllt, und auf ein Funkpositionsbestimmungssystem auf Bodenbasis wie z.B. ein System mit einem oder mehreren Pseudolit-Sendern.
  • Nachdem der Navigationsprozessor 60 die Koordinaten des I-ten Satelliten (oder I-ten Pseudolit) durch Demodulieren der übertragenen Ephemeriden-Parameter ermittelt, die vom Funk-Sendeempfänger 18 empfangen werden, kann der Navigationsprozessor 60 immer noch mit Bezug auf 1 die Lösung des Satzes der simultanen Gleichungen für seine unbekannten Koordinaten (x0, y0, z0) und für einen unbekannten Zeitabweichungsfehler (cb) erhalten. Der Navigationsprozessor 60 kann auch die Geschwindigkeit einer sich bewegenden Plattform ermitteln.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst der Funk-Sendeempfänger 18 bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ferner einen Pseudolit-Sendeempfänger 18, der dazu ausgelegt ist, die erste Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, die von mindestens einer Funkquelle ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); und einem Pseudolit-Sender}. Vorzugsweise ist der Pseudolit-Sendeempfänger 18 dazu ausgelegt, die erste Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, die von mindestens vier Funkquellen ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); und einem Pseudolit-Sender}.
  • Ein Pseudolit umfasst ein Funkpositionsbestimmungssystem auf Bodenbasis, das bei irgendeiner Funkfrequenz, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf die GPS-Frequenzen und das unlizenzierte ISM-(industrielle, wissenschaftliche, medizinische)Betriebsband, einschließlich der ISM-Bänder von Bändern mit 900 MHz, 2,4 GHz oder 5,8 GHz, arbeitet. Pseudoliten können zum Verbessern des GPS durch Bereitstellen von erhöhter Genauigkeit, Integrität und Verfügbarkeit verwendet werden.
  • Die vollständige Beschreibung der Pseudolit-Sender im GPS-Band ist in "Global Positioning System: Theory and Applications; Band II", herausgegeben von Bradford W. Parkinson und James J. Spilker Jr., und veröffentlicht im Band 164 in "PROGRESS IN ASTRONAUTICS AND AERONAUTICS", vom American Institute of Aeronautic and Astronautics, Inc., 1966, zu finden.
  • Im ISM-Band, einschließlich der Bänder von 900 MHz, 2,4 GHz oder 5,8 GHz, kann der Benutzer beide Enden des ISM-Kommunikationssystems besitzen. Die ISM-Technologien werden von Trimble Navigation Limited, Sunnyvale, Kalif., Metricom, Los Gatos, Kalif. und von Utilicom, Santa Barbara, Kalif., hergestellt.
  • Pseudoliten als Funkpositionsbestimmungssysteme können so ausgelegt sein, dass sie im ISM-Band arbeiten.
  • Die folgende Erörterung konzentriert sich auf einen GPS-Empfänger, obwohl dieselbe Methode für einen GLONASS-Empfänger, für einen kombinierten GPS/GLONASS-Empfänger, einen GALILEO-Empfänger oder irgendeinen anderen Funk-Sendeempfänger verwendet werden kann.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Funk-Sendeempfänger 16 (von 1) einen Differenz-GPS-Empfänger umfassen. Bei der Differenzpositionsbestimmung sind viele der Fehler in den Funk-Positionsbestimmungssignalen, die die Genauigkeit der absoluten Positionsbestimmung beeinträchtigen, im Betrag für Stationen ähnlich, die physikalisch nahe liegen. Der Effekt dieser Fehler auf die Genauigkeit der Differenzpositionsbestimmung wird daher durch einen Prozess der teilweisen Fehleraufhebung wesentlich verringert. Folglich ist das Differenzpositionsbestimmungsverfahren weitaus genauer als das absolute Positionsbestimmungsverfahren, vorausgesetzt, dass die Abstände zwischen diesen Stationen beträchtlich geringer sind als die Abstände von diesen Stationen zu den Satelliten, was der übliche Fall ist. Die Differenzpositionsbestimmung kann verwendet werden, um Ortskoordinaten und Abstände zu liefern, die auf innerhalb einige Zentimeter in absoluter Hinsicht genau sind. Der Differenz-GPS-Empfänger kann umfassen: A) einen Echtzeit-Codedifferenz-GPS-; B) einen Nachverarbeitungs-Differenz-GPS-; C) einen kinematischen Echtzeit-(RTK)Differenz-GPS-, der einen Code umfasst, und einen Träger-RTK-Differenz-GPS-Empfänger.
  • Der Differenz-GPS-Empfänger kann die Differenzkorrekturen von verschiedenen Quellen erhalten.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 kann der Differenz-GPS-Empfänger 118 bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Differenzkorrekturen von einer Basisstation 20 erhalten.
  • Die feste Basisstation (BS), die an einem bekannten Ort angeordnet ist, ermittelt die Reichweiten- und Reichweitenraten-Messfehler in jedem empfangenen GPS-Signal und überträgt diese Messfehler als Korrekturen, die von lokalen Benutzern angewendet werden sollen. Die Basisstation (BS) besitzt ihren eigenen ungenauen Takt mit der Taktabweichung CBBASE. Folglich können die lokalen Benutzer genauere Navigationsergebnisse relativ zum Basisstationsort und zum Basisstationstakt erhalten. Mit einer zweckmäßigen Ausrüstung sollte eine relative Genauigkeit von 5 Metern in Abständen von einigen hundert Kilometern von der Basisstation möglich sein.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 kann der Differenz-GPS-Empfänger 18 bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines TRIMBLE Ag GPS – 132 Empfängers implementiert werden, der die Differenzkorrekturen vom US-Küstenwachdienst frei im Band von 300 kHz erhält, die unter Verwendung der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung (nicht dargestellt) und der ersten drahtlosen Kommunikationsverbindung 22 ausgesandt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sollte der Lasersender 16, der in den Differenz-GPS-Empfänger 18 integriert ist, innerhalb (2–300) Meilen von der US-Küstenwach-Basisstation angeordnet sein. Die Genauigkeit dieses Differenz-GPS-Verfahrens ist etwa 50 cm.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 können bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Differenzkorrekturen vom Wide Area Augmentation System (WAAS) unter Verwendung der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung (nicht dargestellt) und der ersten drahtlosen Kommunikationsverbindung 22 erhalten werden. Das WAAS-System umfasst ein Netzwerk von Basisstationen, das Satelliten (anfänglich geostationäre Satelliten-GEOs) verwendet, um GPS-Integritäts- und Korrekturdaten zu GPS-Benutzern auszusenden. Das WAAS stellt ein Vermessungssignal bereit, das das GPS verstärkt, das heißt, das WAAS-Vermessungssignal ist dazu ausgelegt, die Standard-GPS-Empfängerhardware-modifikationen zu minimieren. Das WAAS-Vermessungssignal verwendet die GPS-Frequenz und die GPS-Art der Modulation, einschließlich nur eines Grob/Erfassungs-(C/A)PRN-Codes. Außerdem ist die Codephasenzeitsteuerung mit der GPS-Zeit synchronisiert, um eine Vermessungsfähigkeit bereitzustellen. Um die Positionslösung zu erhalten, kann der WAAS-Satellit als irgendein anderer GPS-Satellit im Satellitenauswahlalgorithmus verwendet werden. Das WAAS stellt die Differenzkorrekturen gebührenfrei für einen mit WAAS kompatiblen Benutzer bereit. Die Genauigkeit dieses Verfahrens ist besser als 1 Meter.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 kann bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der kinematische Echtzeit-(RTK)Differenz-GPS-Empfänger 18 verwendet werden, um die Positionsorte mit weniger als 2 cm Genauigkeit zu erhalten. Der RTK-Differenz-GPS-Empfänger empfängt die Differenzkorrekturen von der Basisstation 20, die an einem bekannten Ort innerhalb (10–50) km angeordnet ist, unter Verwendung der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung (nicht dargestellt) und der ersten drahtlosen Kommunikationsverbindung 22. Für eine Messung mit hoher Genauigkeit wird die Anzahl von Trägerphasenverschiebungen eines ganzen Zyklus zwischen einem speziellen GPS-Satelliten und dem RTK-GPS-Empfänger aufgelöst, da am Empfänger jeder Zyklus gleich erscheint. Folglich löst der RTK-GPS-Empfänger in Echtzeit ein Problem der "ganzzahligen Zweideutigkeit", das heißt das Problem der Bestimmung der Anzahl von ganzen Zyklen des Trägersatellitensignals zwischen dem beobachteten GPS-Satelliten und dem RTK-GPS-Empfänger. Tatsächlich kann der Fehler in einem Trägerzyklus L1 (oder L2) das Messergebnis um 19 (oder 24) Zentimeter ändern, was für die Messungen mit Zentimeterniveaugenauigkeit ein unannehmbarer Fehler ist.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 können bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Differenzkorrekturen durch den Funk-Sendeempfänger 18 von der virtuellen Basisstation (VBS) 20 unter Verwendung der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung (nicht dargestellt) und der ersten drahtlosen Kommunikationsverbindung 22 erhalten werden.
  • Die virtuelle Basisstation (VBS) ist dazu ausgelegt, vom Netzwerk erzeugte Korrekturdaten zu einer Mehrzahl von Erkundungsfahrzeugen über eine verkettete Kommunikationsverbindung zu liefern, die aus einer einzelnen zellulären Verbindung und einem Funkübertragungs- oder Rundfunksystem besteht. Der Ort des Funkübertragungssystems kann gemeinsam mit einer GPS-Basisstation angeordnet sein, die als Position der lokalen virtuellen Bezugsstation bezeichnet ist. Diese GPS-Basisstation ermittelt ihre Position unter Verwendung von GPS und sendet ihren Ort zur VRS-Basisstation über eine zelluläre Verbindung zwischen der lokalen GPS-Basisstation und der VRS-Basisstation. Sie ermöglicht, dass die VRS-Basisstation Differenzkorrekturen erzeugt, als ob solche Differenzkorrekturen tatsächlich am Ort der realen GPS-Basisstation erzeugt werden würden. Diese Korrekturen können zum Funk-Sendeempfänger 18 unter Verwendung der ersten drahtlosen Kommunikationsverbindung 22 und einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung (nicht dargestellt) geliefert werden.
  • Ein Artikel "Long-Range RTK Positioning Using Virtual Reference Stations", von Ulrich Vollath, Alois Deking, Herbert Landau und Christian Pagels, der VRS genauer beschreibt, wird als Referenz in seiner Gesamtheit hierin aufgenommen und auf diesen kann mit dem folgenden URL zugegriffen werden:
    http://trl.trimble.com/dscgi/ds.py/Get/File-93152/KIS2001-Paper-LongRange-pdf.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 kann bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die erste drahtlose Kommunikationsverbindung 22 unter Verwendung einer Vielfalt von verschiedenen Ausführungsbeispielen implementiert werden.
  • Im Allgemeinen kann die erste drahtlose Kommunikationsverbindung 22 (von 1) unter Verwendung eines Funkwellenfrequenzbandes, eines Infrarotfrequenzbandes oder eines Mikrowellenfrequenzbandes implementiert werden. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die drahtlose Kommunikationsverbindung das ISM-Band, einschließlich der Bänder von 900 MHz, 2,4 GHz oder 5,8 GHz, umfassen, wobei der Benutzer beide Enden des ISM-Kommunikationssystems besitzen kann.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die erste drahtlose Kommunikationsverbindung 22 (von 1) unter Verwendung des privaten Funknetzes Trimble SiteNetTM 900 implementiert werden. Das private Funknetz Trimble SiteNetTM 900 ist ein stabiles Mehrfachnetz-Funkmodem mit 900 MHz, das speziell für die Bau- und Bergbauindustrie ausgelegt ist. Es wird verwendet, um robuste, drahtlose Datensendenetzwerke für Echtzeit-GPS-Anwendungen mit hoher Genauigkeit herzustellen. Dieser vielseitige Trimble-Funk arbeitet im Frequenzbereich von 902–928 MHz, wobei Echtzeitdaten ausgesandt, vermittelt und empfangen werden, die von Trimble-GPS-Empfängern verwendet werden. Unter optimalen Bedingungen sendet der SiteNet 900 Funk Daten bis zu 10 km (6,2 Meilen) Sichtlinie und die Abdeckung kann unter Verwendung eines Netzwerks von Mehrfach-Repeatern verbessert werden. Die Verwendung des SiteNet 900 Funks als Repeater ermöglicht einem, eine Abdeckung in vorher unzugänglichen oder versperrten Orten bereitzustellen. Der SiteNet 900 Funk ist so vielseitig, dass man leicht seine Betriebsart ändern kann, um sie an eine beliebige Netzwerkkonfiguration anzupassen. Dies verringert die Kosten und maximiert die Betriebszeit. Außerdem ist SiteNet 900 in den USA und Kanada lizenzfrei, was es äußerst tragbar macht. Man kann es ohne Lizenzumständlichkeiten und -einschränkungen von Projekt zu Projekt bewegen. Der SiteNet 900 Funk ist dazu ausgelegt, zuverlässig in anspruchsvollen HF-Umgebungen zu arbeiten, wo viele andere Produkte und Technologien dies nicht können. Für GPS mit erhöhter Empfindlichkeit und Störimmunität optimiert, besitzt der SiteNet 900 Funk auch eine Fehlerkorrektur und eine Hochgeschwindigkeits-Datenrate, die eine maximale Leistung sicherstellen. Der SiteNet 900 Funk ist insbesondere zur Verwendung mit dem SiteVisionTM GPS-Klassen-Steuersystem von Trimble geeignet und ist für alle GPS-Maschinensteueranwendungen ideal, bei denen die Zuverlässigkeit wichtig ist. Die maschinenstabile Einheit wurde insbesondere für raue Bau- und Bergbauumgebungen konstruiert und gebaut. Vollständig gegen Staub, Regen, Spritzer und Spray abgedichtet bleibt der SiteNet 900 Funk bei jedem Wetter zuverlässig. Die Stabilität und Zuverlässigkeit des Funks minimiert die Ausfallzeit, was die Besitzkosten senkt. Der SiteNet 900 Funk von Trimble kann mit einem beliebigen Trimble-GPS-Empfänger verwendet werden, einschließlich: MS750-, MS850-, MS860- und 5700-Empfängern.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die erste drahtlose Kommunikationsverbindung 22 (von 1) unter Verwendung eines Bandes mit 1,8 GHz implementiert werden, das die persönlichen Kommunikationsdienste (PCS) unterstützt. Der PCS verwendet den internationalen Standard DCS-1800. Noch bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die erste drahtlose Kommunikationsverbindung eine leitungsvermittelte drahtlose Echtzeit-Kommunikationsverbindung umfassen. Die erste drahtlose Kommunikationsverbindung, die eine leitungsvermittelte drahtlose Echtzeit-Kommunikationsverbindung verwendet, kann beispielsweise das Iridium-Satellitensystem umfassen, das von Motorola, Schaumburg, Ill., hergestellt wird.
  • Bei einem zusätzlichen Ausführungsbeispiel kann die erste drahtlose Kommunikationsverbindung unter Verwendung eines Systems von niedrigen Erdumlaufsatelliten (LEOS), eines Systems von mittleren Erdumlaufsatelliten (MEOS) oder eines Systems von geostationären Erdumlaufsatelliten (GEOS) implementiert werden, die verwendet werden können, um digitale Paketdaten zu speichern und weiterzuleiten. Die LEOS-Systeme im Bereich von (20–30) GHz werden beispielsweise von Cellular Communications mit Sitz in Redmond, Washington, hergestellt und die LEOS-Systeme im Bereich von (1,6–2,5) GHz werden von Loral/Qualcomm mit Sitz in San Diego, Kalifornien, hergestellt.
  • Die erste drahtlose Kommunikationsverbindung 22 kann auch ein zelluläres Telefonkommunikationsmittel, ein Funkrufsignalempfangsmittel, drahtlose Nachrichtenübermittlungsdienste, drahtlose Anwendungsdienste, eine drahtlose WAN/LAN-Station oder ein Erd-Satelliten-Erd-Kommunikationsmodul, das mindestens einen Satelliten verwendet, um ein Funkwellensignal weiterzuleiten, umfassen. Die erste drahtlose Kommunikationsverbindung kann auch das zelluläre Telefonkommunikationsmittel umfassen, das ein fortschrittliches Mobiltelefonsystem (AMPS) mit einem Modem umfassen kann. Das Modem kann ein DSP-(Digitalsignalprozessor) Modem im Bereich von 800 MHz oder ein Modem für zelluläre digitale Paketdaten (DCPD) im Bereich von 800 MHz umfassen. Das zelluläre digitale Kommunikationsmittel umfasst ein Mittel zur Modulation von digitalen Daten über eine Funkverbindung unter Verwendung eines Systems mit zeitüberlapptem Mehrfachzugriff (TDMA), das das Format IS-54, verwendet, eines Systems mit Vielfachzugriff im Codemultiplex (CDMA), das das Format IS-95 verwendet, oder eines Systems mit Vielfachzugriff im Frequenzmultiplex (FDMA). Das TDMA-System, das in Europa verwendet wird, wird auf französisch groupe special mobile (GSM) genannt.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 14 ferner einen Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger 48 und einen Laserdetektor 52, der in den Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger 48 integriert ist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist jede mobile Einheit 14 mit einem Laserdetektor 52 mit einer Anzahl von Dioden ausgestattet. Ein Laserempfänger misst die Signalstärke an einer Anzahl von Dioden, um das Zentrum eines Laserstrahls zu ermitteln. Topcon, Laser Systems, Inc., mit Sitz in Pleasanton, Kalifornien, stellt maschinenmontierte Laserempfänger her: 9130 Laserverfolgungseinrichtung und LS-B2-Laserempfänger. Zur Bezugnahme siehe das '866-US-Patent.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger 48 dazu ausgelegt, die zweite Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, die von mindestens einer Funkquelle ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht:
    {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); und einem Pseudolit-Sender}.
  • Vorzugsweise ist bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger 48 dazu ausgelegt, die zweite Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, die von mindestens vier Funkquellen ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht:
    {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); und einem Pseudolit-Sender}. (Siehe obige Erörterung).
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind der stationäre Funk-Sendeempfänger 18 und der mobile Funkempfänger 48 so ausgewählt, dass sie denselben GPS-Empfänger umfassen, der dazu ausgelegt ist, die Satellitensignale von den vier GPS-Satellitenvehikeln SV1 30, SV2 24, SV 34 und SV 36 zu empfangen.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger dazu ausgelegt, seine 3-D-Positionskoordinaten auf der Basis der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen unter Verwendung seines Navigationsprozessors 54 zu ermitteln.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das 3-D-Positionsbestimmungssystem 10 auf Funk- und Lichtbasis ferner eine zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 38, die dazu ausgelegt ist, den mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 14 mit dem stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) 12 mit Selbstpositionsbestimmung zu verbinden. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung 38 aus der Gruppe ausgewählt, die aus Folgendem besteht: {einer zellulären Verbindung; einer Funk-; einer privaten Funkband-; einer SiteNet 900 privaten Funknetz-; einer drahtlosen Internet-; und einer drahtlosen Satellitenkommunikationsverbindung}. (Siehe bitte die obige Erörterung).
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 14 ferner einen Pseudolit-Empfänger 50, der dazu ausgelegt ist, mindestens ein internes Funksignal, das vom Funk-Sendeempfänger 18 ausgesandt wird, unter Verwendung der zweiten drahtlosen Verbindung 38 und der Antenne 44 zu empfangen. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 14 dazu ausgelegt, seine 3-D-Positionskoordinaten auf der Basis mindestens eines empfangenen internen Funksignals unter Verwendung seines Navigationsprozessors 54 zu ermitteln.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 14 ferner den Funkempfänger 48, der dazu ausgelegt ist, die zweite Vielzahl von externen Funksignalen unter Verwendung einer Antenne 56 zu empfangen, und den Laserdetektor 52, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl 40 (und/oder 41), der vom Lasersender 16 erzeugt wird, zu erfassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 14 dazu ausgelegt, seine 3-D-Positionskoordinaten mit dem ersten Genauigkeitsniveau (auf dem Meter- oder Zentimeterniveau) auf der Basis der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen zu ermitteln, und ist dazu ausgelegt, seine Höhe mit dem zweiten Genauigkeitsniveau (auf dem Millimeterniveau) auf der Basis mindestens eines erfassten Laserstrahls 40 (und/oder 41) unter Verwendung seines Navigationsprozessors 54 zu ermitteln.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 14 ferner: einen Pseudolit-Empfänger 50, der dazu ausgelegt ist, mindestens ein internes Funksignal, das vom Funk-Sendeempfänger 18 ausgesandt wird, unter Verwendung der zweiten drahtlosen Verbindung 38 zu empfangen, und einen Laserdetektor 52, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl 40 (und/oder 41), der vom Lasersender 16 erzeugt wird, zu erfassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 14 dazu ausgelegt, seine Positionskoordinaten mit dem ersten (Meter- oder Zentimeter-)Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines internen Funksignals, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, zu ermitteln, und ist dazu ausgelegt, seine Höhe mit dem zweiten (Millimeter-)Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines erfassten Laserstrahls 40 (und/oder 41) zu ermitteln.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 14 ferner: den Funkempfänger 48, der dazu ausgelegt ist, die zweite Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, den Pseudolit-Empfänger 50, der dazu ausgelegt ist, mindestens ein internes Funksignal, das vom Sendeempfänger 18 ausgesandt wird, unter Verwendung der zweiten drahtlosen Verbindung 38 zu empfangen, und den Laserdetektor 52, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl 40 (und/oder 41) zu erfassen, der vom stationären Lasersender 16 erzeugt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 14 dazu ausgelegt, seine 3-D-Positionskoordinaten mit dem ersten (Zentimeter- oder Meter-)Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines internen Funksignals, das vom stationären Funk-Sendeempfänger 18 ausgesandt wird, und auf der Basis der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen, die von den Satelliten SV#1 30, SV#2 32, SV#3 34 und SV#4 36 ausgesandt werden oder von irgendwelchen anderen externen Funkquellen (nicht dargestellt) ausgesandt werden, zu ermitteln, und ist dazu ausgelegt, seine Höhe mit dem zweiten (Millimeter-)Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines erfassten Laserstrahls 40 (und/oder 41) zu ermitteln.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 14 ferner: den Funkempfänger 48, der dazu ausgelegt ist, einen ersten Satz von Messdaten von der zweiten Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, den Pseudolit-Empfänger 50, der dazu ausgelegt ist, einen zweiten Satz von Messdaten von mindestens einem internen Funksignal, das vom stationären Funk-Sendeempfänger 18 ausgesandt wird, unter Verwendung der zweiten drahtlosen Verbindung 38 zu empfangen, den Laserdetektor 52, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl 40 (und/oder 41) zu erfassen, der vom stationären Lasersender 16 erzeugt wird, um einen dritten Satz von Messdaten zu empfangen, und den Gewichtungs-/Navigationsprozessor 54, der dazu ausgelegt ist, verschiedenen Sätzen von Messdaten auf der Basis eines Messalgorithmus verschiedene Gewichte zuzuweisen.
  • BEISPIEL
  • Der Messalgorithmus berücksichtigt eine Vielzahl von Messortparametern, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {der Topologie des Orts; den Wetterbedingungen am Ort; und der Sichtbarkeit von mindestens einem Laserstrahl an dem Ort}. A) Wenn die Topologie des Orts derart ist, dass keine klare Sicht des Himmels besteht, besitzt der Satz von Messungen auf der Basis der externen Satellitenfunksignale eine geringe Priorität und diesem wird der niedrigste Gewichtungsfaktor zugewiesen. B) Wenn die Wetterbedingungen am Ort derart sind, dass die Sichtbarkeit von mindestens einem Laserstrahl an dem Ort gut ist, sollte dem Satz von Messungen auf der Basis der erfassten Laserdaten der höchste Gewichtungsfaktor zugewiesen werden. C) Wenn die Wetterbedingungen an dem Ort derart sind, dass die Sichtbarkeit von mindestens einem Laserstrahl am Ort schlecht ist, sollte dem Satz von Messungen auf der Basis der erfassten Laserdaten der niedrigste Gewichtungsfaktor zugewiesen werden.
  • 2 stellt ein 3-D-Positionsbestimmungssystem 80 auf Funk- und Lichtbasis der vorliegenden Erfindung dar, das umfasst: den stationären integrierten Funksender/Lasersender (RT_LT) 82, der an der Stelle 84 mit bekannten Koordinaten angeordnet ist, und mindestens einen mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 81.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der stationäre integrierte Funksender/Lasersender (RT_LT) 82 dazu ausgelegt, mindestens ein internes Funksignal auszusenden, und ist dazu ausgelegt, mindestens einen Laserstrahl 94 (und/oder 96) auszusenden. (Siehe die nachstehende vollständige Erörterung).
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist mindestens ein mobiler integrierter Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 81 dazu ausgelegt, eine Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, ist dazu ausgelegt, mindestens ein internes Funksignal zu empfangen, das vom stationären integrierten RT_LT 82 ausgesandt wird, ist dazu ausgelegt, mindestens einen Laserstrahl 94 (und/oder 96) zu erfassen, der vom integrierten RT_LT 82 erzeugt wird, und ist dazu ausgelegt, seine 3-D-Positionskoordinaten auf der Basis eines Satzes von Daten zu ermitteln, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {der Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; mindestens einem empfangenen internen Funksignal; und mindestens einem erfassten Laserstrahl}. (Siehe die nachstehende vollständige Erörterung).
  • Insbesondere umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der stationäre integrierte Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RT_LT) 82 ferner den Pseudolit-Sender 90 und den Lasersender 88, der in den Pseudolit-Sender 90 integriert ist. Der Pseudolit-Sender 90 weist ferner die stationäre Funkantenne 92 auf, wobei ein Abstand zwischen einem Phasenzentrum der stationären Funkantenne 92 und dem Lasersender 88 bekannt und fest ist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Lasersender 88 ferner einen Ebenenlasersender, der dazu ausgelegt ist, einen Bezugslaserstrahl 94 zu erzeugen, der eine vertikale Koordinate mit hoher Genauigkeit liefert. (Siehe obige vollständige Erörterung).
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist der Lasersender 88 ferner einen Fächerlasersender auf, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen rotierenden fächerförmigen Laserstrahl 94 (und/oder 96) zu erzeugen. (Siehe bitte die obige vollständige Erörterung).
  • Immer noch mit Bezug auf 2 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 81 ferner einen Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger 102 und einen Laserdetektor 106, der in den Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger 102 integriert ist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger 102 dazu ausgelegt, eine Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, die von mindestens einer Funkquelle ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht:
    {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); und einem Pseudolit-Sender}. (Siehe die obige vollständige Erörterung). Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Navigationsprozessor 108 dazu ausgelegt, die 3-D-Positionskoordinaten des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) 81 auf der Basis der Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen zu ermitteln.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das System 80 der vorliegenden Erfindung ferner eine drahtlose Verbindung 98, die dazu ausgelegt ist, den mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 81 mit dem stationären integrierten Funksender/Lasersender (RT_LT) 82 zu verbinden. Die drahtlose Kommunikationsverbindung ist aus der Gruppe ausgewählt, die aus Folgendem besteht: {einer zellulären Verbindung; einer Funk-; einer privaten Funkband-; einer SiteNet 900 privaten Funknetz-; einer drahtlosen Internet-; und einer drahtlosen Satellitenkommunikationsverbindung}. (Siehe die obige vollständige Erörterung).
  • Immer noch mit Bezug auf 2 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 81 ferner einen Pseudolit-Empfänger 104, der dazu ausgelegt ist, mindestens ein internes Funksignal, das vom stationären Funksender 90 ausgesandt wird, unter Verwendung der Antenne 92 und der drahtlosen Verbindung 98 zu empfangen. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 81 dazu ausgelegt, seine 3-D-Positionskoordinaten auf der Basis mindestens eines empfangenen internen Funksignals unter Verwendung des Navigationsprozessors 108 zu ermitteln.
  • Immer noch mit Bezug auf 2 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 81 ferner den Funkempfänger 102, der dazu ausgelegt ist, die Vielzahl von externen Funksignalen unter Verwendung der Funkantenne 118 zu empfangen, und den Laserdetektor 106, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl 94 (und/oder 96), der vom stationären Lasersender 88 erzeugt wird, zu erfassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 81 dazu ausgelegt, seine 3-D-Positionskoordinaten mit dem ersten (Meter- oder Zentimeter-)Genauigkeitsniveau auf der Basis der Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen zu ermitteln, und ist dazu ausgelegt, seine Höhe mit dem zweiten (Millimeter-)Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines erfassten Laserstrahls 94 (und/oder 96) unter Verwendung des Navigationsprozessors 108 zu ermitteln.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 81 ferner den Pseudolit-Empfänger 104, der dazu ausgelegt ist, mindestens ein internes Funksignal, das vom stationären integrierten Funksender 90 ausgesandt wird, unter Verwendung der drahtlosen Verbindung 98 und der Antenne 92 zu empfangen, und den Laserdetektor 106, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl 94 (und/oder 96), der vom stationären Lasersender 88 erzeugt wird, zu erfassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 81 dazu ausgelegt, seine Positionskoordinaten mit dem ersten (Zentimeter- oder Meter-)Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines internen Funksignals, das vom stationären integrierten Funksender 90 ausgesandt wird, zu ermitteln, und ist dazu ausgelegt, seine Höhe mit dem zweiten (Millimeter-)Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines erfassten Laserstrahls 94 (und/oder 96) unter Verwendung des Navigationsprozessors 108 zu ermitteln.
  • Immer noch mit Bezug auf 2 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 81 ferner: den Funkempfänger 102, der dazu ausgelegt ist, die Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, den Pseudolit-Empfänger 104, der dazu ausgelegt ist, mindestens ein internes Funksignal, das vom stationären integrierten Funksender 90 ausgesandt wird, unter Verwendung der drahtlosen Verbindung 98 zu empfangen, und den Laserdetektor 106, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl 94 (und/oder 96), der vom stationären Lasersender 88 erzeugt wird, zu erfassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 81 dazu ausgelegt, seine 3-D-Positionskoordinaten mit dem ersten (Zentimeter- oder Meter-)Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines internen Funksignals, das vom stationären integrierten Funksender/Lasersender (RTR_LT) 82 ausgesandt wird, und auf der Basis der Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen unter Verwendung des Navigationsprozessors 108 zu ermitteln. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 81 dazu ausgelegt, seine Höhe mit dem zweiten (Millimeter-)Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines erfassten Laserstrahls 94 (und/oder 96) unter Verwendung des Navigationsprozessors 108 zu ermitteln.
  • Immer noch mit Bezug auf 2 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 81 ferner den Funkempfänger 102, der dazu ausgelegt ist, einen ersten Satz von Messdaten von der Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, den Pseudolit-Empfänger 104, der dazu ausgelegt ist, einen zweiten Satz von Messdaten von mindestens einem internen Funksignal, das vom stationären integrierten Funksender 90 ausgesandt wird, unter Verwendung der drahtlosen Verbindung 98 zu empfangen, den Laserdetektor 106, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl 94 (und/oder 96), der vom stationären Lasersender 88 erzeugt wird, zu erfassen, um einen dritten Satz von Messdaten zu empfangen, und den Gewichtungs-/Navigationsprozessor 108, der dazu ausgelegt ist, verschiedenen Sätzen von Messdaten auf der Basis des Messalgorithmus verschiedene Gewichte zuzuweisen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Messalgorithmus optimiert, um mindestens einen Messortparameter zur Zeit der Messung zu berücksichtigen, wobei jeder Messortparameter aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {der Topologie des Orts; den Wetterbedingungen am Ort; und der Sichtbarkeit von mindestens einem Laserstrahl an dem Ort}. (Siehe obige Erörterung).
  • Bei einem Ausführungsbeispiel zeigt 3 ein 3-D-Positionsbestimmungssystem 140 auf Funk- und Lichtbasis der vorliegenden Erfindung, das umfasst: einen stationären Funksender 156, der an einer ersten Stelle 156 mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; einen stationären Lasersender 150, der an einer zweiten Stelle 152 mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; und mindestens einen mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 180.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der stationäre Funksender 154 dazu ausgelegt, mindestens ein internes Funksignal auszusenden, wohingegen der stationäre Lasersender 150 dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl auszusenden. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 180 dazu ausgelegt, eine Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, ist dazu ausgelegt, mindestens ein internes Funksignal, das vom stationären Funksender ausgesandt wird, zu empfangen, ist dazu ausgelegt, mindestens einen Laserstrahl, der vom stationären Lasersender erzeugt wird, zu erfassen, und ist dazu ausgelegt, seine 3-D-Positionskoordinaten auf der Basis eines Satzes von Daten zu ermitteln, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {der Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; mindestens einem empfangenen internen Funksignal; und mindestens einem erfassten Laserstrahl}. (Siehe nachstehende Erörterung).
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der stationäre Funksender 154, der an der ersten Stelle 156 mit bekannten Koordinaten angeordnet ist, ferner einen Pseudolit-Sender.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der stationäre Lasersender 150, der an der zweiten Stelle 152 mit bekannten Koordinaten angeordnet ist, ferner einen Ebenenlasersender, der dazu ausgelegt ist, einen Bezugslaserstrahl zu erzeugen, der eine vertikale Koordinate mit hoher Genauigkeit liefert. (Siehe obige Erörterung). Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der stationäre Lasersender 150, der an der zweiten Stelle 152 mit bekannten Koordinaten angeordnet ist, ferner einen Fächerlasersender, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen rotierenden fächerförmigen Laserstrahl 172 (und/oder 174) zu erzeugen. (Siehe obige Erörterung).
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens ein mobiler integrierter Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 180 ferner einen Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger 166 (168) und einen Laserdetektor 170, der in den Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger 166 integriert ist. Der Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger 166 (168) umfasst ferner eine Funkantenne 164 (162), wobei der Abstand zwischen einem Phasenzentrum der Funkantenne 164 (162) und dem Laserdetektor 170 bekannt und fest ist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger 166 (168) dazu ausgelegt, eine Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, die von mindestens einer Funkquelle ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht:
    {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); und einem Pseudolit-Sender}. (Siehe obige Erörterung).
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das System der vorliegenden Erfindung ferner:
    eine drahtlose Verbindung 160, die dazu ausgelegt ist, den mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 180 mit dem stationären Funksender 154 zu verbinden. Die drahtlose Kommunikationsverbindung ist aus der Gruppe ausgewählt, die aus Folgendem besteht: {einer zellulären Verbindung; einer Funk-; einer privaten Funkband-; einer SiteNet 900 privaten Funknetz-; einer drahtlosen Internet-; und einer drahtlosen Satellitenkommunikationsverbindung}. (Siehe obige Erörterung).
  • Immer noch mit Bezug auf 3 umfasst insbesondere bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der mobile integrierte Funkempfänger/Laser-detektor (RR_LD) 180 ferner den Pseudolit-Empfänger 168, der dazu ausgelegt ist, mindestens ein internes Funksignal, das vom stationären Funksender 154 ausgesandt wird, unter Verwendung der drahtlosen Verbindung 160 zu empfangen, und dazu ausgelegt ist, seine 3-D-Positionskoordinaten auf der Basis mindestens eines empfangenen internen Funksignals unter Verwendung des Navigationsprozessors 176 zu ermitteln.
  • Immer noch mit Bezug auf 3 umfasst insbesondere bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 180 ferner: den Funkempfänger 166, der dazu ausgelegt ist, die Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, die von mindestens vier Satelliten-(oder Funk-)Quellen 142, 144, 146 und 148 übertragen werden, und den Laser-detektor 170, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl 172 (und/oder 174) zu erfassen, der vom stationären Lasersender 150 erzeugt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 180 dazu ausgelegt, seine 3-D-Positionskoordinaten mit dem ersten (Meter- oder Zentimeter-)Genauigkeitsniveau auf der Basis der Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen zu ermitteln, und ist dazu ausgelegt, seine Höhe mit dem zweiten (Millimeter-)Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines erfassten Laserstrahls 172 (und/oder 174) unter Verwendung des Navigationsprozessors 176 zu ermitteln.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 180 ferner: den Pseudolit-Empfänger 168, der dazu ausgelegt ist, mindestens ein internes Funksignal, das vom stationären Funksender 154 ausgesandt wird, unter Verwendung der drahtlosen Verbindung 160 zu empfangen, und den Laserdetektor 170, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl 172 (und/oder 174), der vom stationären Lasersender 150 erzeugt wird, zu erfassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 180 dazu ausgelegt, seine Positionskoordinaten mit dem ersten (Meter- oder Zentimeter-)Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines internen Funksignals, das vom stationären Funksender 154 ausgesandt wird, zu ermitteln, und ist dazu ausgelegt, seine Höhe mit dem zweiten (Millimeter-)Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines erfassten Laserstrahls 172 (und/oder 175) unter Verwendung des Navigationsprozessors 176 zu ermitteln.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 180 ferner den Funkempfänger 166, der dazu ausgelegt ist, die Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, den Pseudolit-Empfänger 168, der dazu ausgelegt ist, mindestens ein internes Funksignal, das vom stationären Funksender 154 ausgesandt wird, unter Verwendung der drahtlosen Verbindung 160 zu empfangen, und den Laserdetektor 170, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl 172 (und/oder 174), der vom stationären Lasersender 150 erzeugt wird, zu erfassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 180 dazu ausgelegt, seine 3-D-Positionskoordinaten mit dem ersten (Zentimeter- oder Meter-)Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines internen Funksignals, das vom stationären Funksender 154 ausgesandt wird, und auf der Basis der Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen, die von mindestens einer Satelliten-(und/oder Funk-)Quelle ausgesandt werden, zu ermitteln, und ist dazu ausgelegt, seine Höhe mit dem zweiten (Millimeter-)Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines erfassten Laserstrahls 172 (und/oder 174) unter Verwendung des Navigationsprozessors 176 zu ermitteln.
  • Immer noch mit Bezug auf 3 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 180 ferner: den Funkempfänger 166, der dazu ausgelegt ist, einen ersten Satz von Messdaten von der Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, den Pseudolit-Empfänger 168, der dazu ausgelegt ist, einen zweiten Satz von Messdaten von mindestens einem internen Funksignal, das vom stationären Funksender 154 ausgesandt wird, unter Verwendung der drahtlosen Verbindung 160 zu empfangen, den Laserdetektor 170, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl 172 (und/oder 174), der vom stationären Lasersender 150 erzeugt wird, zu erfassen, um einen dritten Satz von Messdaten zu empfangen, und den Gewichtungs-/Navigationsprozessor, der dazu ausgelegt ist, verschiedenen Sätzen von Messdaten auf der Basis eines Messalgorithmus verschiedene Gewichte zuzuweisen. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Messalgorithmus optimiert, um mindestens einen Messortparameter zur Zeit der Messung zu berücksichtigen, wobei jeder Messortparameter aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht:
    {der Topologie des Orts; den Wetterbedingungen am Ort; und der Sichtbarkeit von mindestens einem Laserstrahl an dem Ort}. (Siehe obige Erörterung).
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf das Verfahren zum Ermitteln der Positionskoordinaten eines mobilen Benutzers 14 unter Verwendung des stationären integrierten Funk-Sendeempfängers/Lasersenders (RTR_LT) 12 mit Selbstpositionsbestimmung von 1.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung die folgenden Schritte (nicht dargestellt): A) Vorsehen eines 3-D-Positionsbestimmungssystems 10 auf Funk- und Lichtbasis mit dem stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) 12 mit Selbstpositionsbestimmung und dem mobilen Benutzer mit einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 14; B) Empfangen einer ersten Vielzahl von externen Funksignalen unter Verwendung des stationären integrierten Funk-Sendeempfängers/Lasersenders (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung; C) Ermitteln von Positionskoordinaten des stationären integrierten Funk-Sendeempfängers/Lasersenders (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung auf der Basis der ersten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; D) Aussenden von mindestens einem internen Funksignal und Aussenden von mindestens einem Laserstrahl unter Verwendung des stationären integrierten Funk-Sendeempfängers/Lasersenders (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung; E) Empfangen einer zweiten Vielzahl von externen Funksignalen, Empfangen mindestens eines internen Funksignals, das vom stationären integrierten RTR_LT mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, und Erfassen des vom integrierten RTR_LT mit Selbstpositionsbestimmung erzeugten Laserstrahls unter Verwendung des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD); und F) Ermitteln der 3-D-Positionskoordinaten des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) auf der Basis eines Satzes von Daten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; mindestens einem empfangenen internen Funksignal; und mindestens einem erfassten Laserstrahl}.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt B) ferner den Schritt (B1) des Empfangens der ersten Vielzahl von externen Funksignalen, die von mindestens einer Funkquelle ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); und einem Pseudolit-Sender}.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt B) ferner den Schritt (B2) des Empfangens eines Satzes von Differenzkorrekturdaten, die von mindestens einer Quelle ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {einer Basisstation, einer RTK-Basisstation; einer virtuellen Basisstation (VBS); und einem Pseudolit-Sender}.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt D) ferner den Schritt (D1) des Erzeugens eines Bezugslaserstrahls, der eine vertikale Koordinate mit hoher Genauigkeit liefert, unter Verwendung eines Ebenenlasersenders. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt D) ferner den Schritt (D2) des Erzeugens von mindestens einem rotierenden fächerförmigen Laserstrahl unter Verwendung eines Fächerlasersenders.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt E) ferner den Schritt (E1) des Empfangens der zweiten Vielzahl von externen Funksignalen, die von mindestens einer Funkquelle ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); und einem Pseudolit-Sender}. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt E) ferner den Schritt (E2) des Erfassens mindestens eines Laserstrahls, der vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung erzeugt wird.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt F) ferner die Schritte: (F1) Ermitteln der 3-D-Positionskoordinaten des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) mit dem ersten Genauigkeitsniveau auf der Basis der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen, und (F2) Ermitteln der Höhenkoordinate des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) mit dem zweiten Genauigkeitsniveau auf der Basis von mindestens einem erfassten Laserstrahl. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt F) ferner die Schritte: (F3) Ermitteln der 3-D-Positionskoordinaten des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) mit dem ersten Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines internen Funksignals, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, und auf der Basis der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen, und (F4) Ermitteln der Höhenkoordinate des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) mit dem zweiten Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines erfassten Laserstrahls. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt F) ferner den Schritt (F5) des Zuweisens von verschiedenen Gewichten zu verschiedenen Sätzen von Messdaten auf der Basis eines Messalgorithmus unter Verwendung eines Gewichtungsprozessors; wobei der Messalgorithmus optimiert ist, um mindestens einen Messortparameter zur Zeit der Messung zu berücksichtigen; und wobei jeder Messortparameter aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {der Topologie des Orts; den Wetterbedingungen am Ort; und der Sichtbarkeit von mindestens einem Laserstrahl an dem Ort}.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf das Verfahren zum Verfolgen mindestens einer mobilen Einheit unter Verwendung des stationären integrierten Funk-Sendeempfängers/Lasersenders (RTR_LT) 12 mit Selbstpositionsbestimmung (von 1), wobei mindestens ein solcher mobiler Benutzer den mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 14 (von 1) aufweist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfolgungsverfahren der vorliegenden Erfindung die folgenden Schritte (nicht dargestellt): A) Ermitteln von Positionskoordinaten des stationären integrierten Funk-Sendeempfängers/Lasersenders (RTR_LT) (12 von 1) mit Selbstpositionsbestimmung auf der Basis einer ersten Vielzahl von externen Funksignalen; B) im Wesentlichen kontinuierliches Aussenden mindestens eines internen Funksignals und Aussenden mindestens eines Laserstrahls unter Verwendung des stationären integrierten Funk-Sendeempfängers/Lasersenders (RTR_LT) (12 von 1) mit Selbstpositionsbestimmung; C) Empfangen einer zweiten Vielzahl von externen Funksignalen, Empfangen mindestens eines internen Funksignals, das vom stationären integrierten RTR_LT mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, und Erfassen des Laserstrahls, der vom integrierten RTR_LT mit Selbstpositionsbestimmung erzeugt wird, unter Verwendung von mindestens einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) (14 von 1); D) Ermitteln der 3-D-Positionskoordinaten von mindestens einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) (14 von 1) auf der Basis eines Satzes von Daten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; mindestens einem empfangenen internen Funksignal; und mindestens einem erfassten Laserstrahl}; und E) Zurücksenden der 3-D-Positionskoordinatenmessungen von mindestens einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) zum stationären integrierten RTR_LT-Lasersender mit Selbstpositionsbestimmung. Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem der stationäre integrierte Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ferner einen Anzeigeblock (nicht dargestellt) aufweist, umfasst das Verfolgungsverfahren der vorliegenden Erfindung ferner den Schritt: F) des Anzeigens der 3-D-Positionskoordinatenmessungen von mindestens einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD).
  • Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Ermitteln der Positionskoordinaten eines mobilen Benutzers mit den Schritten (nicht dargestellt): A) Vorsehen eines 3-D-Positionsbestimmungssystems (80 von 2) auf Funk- und Lichtbasis mit einem stationären integrierten Funksender/Lasersender (RT_LT) 82, der an der bekannten Stelle 84 angeordnet ist, und dem mobilen Benutzer mit einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) 81; B) Aussenden mindestens eines internen Funksignals und Aussenden mindestens eines Laserstrahls unter Verwendung des stationären integrierten Funksenders/Lasersenders (RT_LT); C) Empfangen einer Vielzahl von externen Funksignalen, Empfangen mindestens eines internen Funksignals, das vom stationären integrierten RT_LT ausgesandt wird, und Erfassen des vom stationären integrierten RT_LT erzeugten Laserstrahls unter Verwendung des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD); und D) Ermitteln der 3-D-Positionskoordinaten des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) auf der Basis eines Satzes von Daten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {der Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; mindestens einem empfangenen internen Funksignal; und mindestens einem erfassten Laserstrahl}.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt C) ferner den Schritt (C2) des Erfassens mindestens eines Laserstrahls, der vom stationären integrierten Funksender/Lasersender (RT_LT) erzeugt wird.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt D) ferner die Schritte: (D1) des Ermittelns der 3-D-Positionskoordinaten des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) mit dem ersten Genauigkeitsniveau auf der Basis der Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen, und (D2) des Ermittelns der Höhenkoordinate des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) mit dem zweiten Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines erfassten Laserstrahls.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt D) ferner die Schritte: (D3) des Ermittelns der 3-D-Positionskoordinaten des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) mit dem ersten Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines internen Funksignals, das vom stationären integrierten Funksender/Lasersender (RT_LT) ausgesandt wird, auf der Basis der Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen, und (D4) des Ermittelns der Höhenkoordinate des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) mit dem zweiten Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines erfassten Laserstrahls.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst der Schritt D) ferner den Schritt (D5) des Zuweisens von verschiedenen Gewichten zu verschiedenen Sätzen von Messdaten auf der Basis eines Messalgorithmus unter Verwendung eines Gewichtungsprozessors; wobei der Messalgorithmus optimiert ist, um mindestens einen Messortparameter zur Zeit der Messung zu berücksichtigen; und wobei jeder Messortparameter aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {der Topologie des Orts; den Wetterbedingungen am Ort; und der Sichtbarkeit von mindestens einem Laserstrahl an dem Ort}.
  • Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Verfolgen mindestens einer mobilen Einheit unter Verwendung eines stationären integrierten Funksenders/Lasersenders (RT_LT) 82 (von 2), wobei mindestens ein mobiler Benutzer einen mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) (81 von 2) aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfolgungsverfahren der vorliegenden Erfindung die folgenden Schritte (nicht dargestellt): A) im Wesentlichen kontinuierliches Aussenden mindestens eines internen Funksignals und Aussenden mindestens eines Laserstrahls unter Verwendung des stationären integrierten Funksenders/Lasersenders (RT_LT); B) Empfangen einer Vielzahl von externen Funksignalen, Empfangen mindestens eines internen Funksignals, das vom stationären integrierten RT_LT ausgesandt wird, und Erfassen des vom stationären integrierten RT_LT erzeugten Laserstrahls unter Verwendung mindestens eines mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD); C) Ermitteln der 3-D-Positionskoordinaten von mindestens einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) auf der Basis eines Satzes von Daten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; mindestens einem empfangenen internen Funksignal; und mindestens einem erfassten Laserstrahl}; D) Zurücksenden der 3-D-Positionskoordinatenmessungen von mindestens einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) zum stationären integrierten RT_LT und (wahlweise) E) Anzeigen der 3-D-Positionskoordinatenmessungen von mindestens einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD), wobei der stationäre integrierte Funksender/Lasersender (RT_LT) ferner einen Anzeigeblock (nicht dargestellt) umfasst.
  • Noch ein zusätzlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Ermitteln der Positionskoordinaten eines mobilen Benutzers (180 von 3) unter Verwendung des stationären Funksenders (154 von 3), der an der ersten Stelle (156 von 3) mit bekannten Koordinaten angeordnet ist, und unter Verwendung des stationären Lasersenders (150 von 3), der an der zweiten Stelle (152 von 3) mit bekannten Koordinaten angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung die folgenden Schritte (nicht dargestellt): A) Vorsehen eines stationären Funksenders, der an einer ersten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; Vorsehen eines stationären Lasersenders, der an einer zweiten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; und Vorsehen des mobilen Benutzers mit einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD); B) Aussenden mindestens eines internen Funksignals unter Verwendung des stationären Funksenders, der an der ersten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; C) Aussenden mindestens eines Laserstrahls unter Verwendung des stationären Lasersenders, der an der zweiten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; D) Empfangen einer Vielzahl von externen Funksignalen, Empfangen mindestens eines internen Funksignals, das vom stationären Funksender ausgesandt wird, der an der ersten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; und Erfassen des Laserstrahls, der vom stationären Lasersender erzeugt wird, der an der zweiten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist, unter Verwendung des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD); und E) Ermitteln der 3-D-Positionskoordinaten des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) auf der Basis eines Satzes von Daten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {der Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; mindestens einem empfangenen internen Funksignal; und mindestens einem erfassten Laserstrahl}.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt D) ferner den Schritt (D2) des Erfassens mindestens eines Laserstrahls, der vom stationären Lasersender erzeugt wird.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt E) ferner die Schritte: (E1) Ermitteln der 3-D-Positionskoordinaten des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) mit dem ersten Genauigkeitsniveau auf der Basis der Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; und (E2) Ermitteln der Höhenkoordinate des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) mit dem zweiten Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines erfassten Laserstrahls.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt E) ferner die Schritte: (E3) Ermitteln der 3-D-Positionskoordinaten des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) mit dem ersten Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines internen Funksignals, das vom stationären Funksender ausgesandt wird, und auf der Basis der Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen und (E4) Ermitteln der Höhenkoordinate des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) mit dem zweiten Genauigkeitsniveau auf der Basis mindestens eines erfassten Laserstrahls.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt E) ferner den Schritt (E5) des Zuweisens von verschiedenen Gewichten zu verschiedenen Sätzen von Messdaten auf der Basis eines Messalgorithmus unter Verwendung eines Gewichtungsprozessors; wobei der Messalgorithmus optimiert ist, um mindestens einen Messortparameter zur Zeit der Messung zu berücksichtigen; und wobei jeder Messortparameter aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {der Topologie des Orts; den Wetterbedingungen am Ort; und der Sichtbarkeit von mindestens einem Laserstrahl an dem Ort}.
  • Ein weiterer zusätzlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Verfolgen mindestens einer mobilen Einheit 180 unter Verwendung des stationären Funksenders (154 von 3), der an der ersten Stelle (156 von 3) mit bekannten Koordinaten angeordnet ist, und unter Verwendung des stationären Lasersenders (150 von 3), der an der zweiten Stelle (152 von 3) mit bekannten Koordinaten angeordnet ist, wobei mindestens ein mobiler Benutzer den mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) (180 von 3) umfasst. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren die folgenden Schritte (nicht dargestellt): A) im Wesentlichen kontinuierliches Aussenden mindestens eines internen Funksignals unter Verwendung des stationären Funksenders, der an der ersten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; B) im Wesentlichen kontinuierliches Aussenden mindestens eines Laserstrahls unter Verwendung des stationären Lasersenders, der an der zweiten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; C) Empfangen einer Vielzahl von externen Funksignalen, Empfangen mindestens eines internen Funksignals, das vom stationären Funksender ausgesandt wird, der an der ersten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; und Erfassen des Laserstrahls, der vom stationären Lasersender erzeugt wird, der an der zweiten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist, unter Verwendung des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD); D) Ermitteln der 3-D-Positionskoordinaten des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) auf der Basis eines Satzes von Daten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {der Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; mindestens einem empfangenen internen Funksignal; und mindestens einem erfassten Laserstrahl}; E) Zurücksenden der 3-D-Positionskoordinatenmessungen von mindestens einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) zum stationären Funksender, der an der ersten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist und Zurücksenden derselben zum stationären Lasersender, der an der zweiten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; und (wahlweise) F) Anzeigen der 3-D-Positionskoordinatenmessungen von mindestens einem solchen mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD), wobei der Funksender, der an der ersten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist, einen ersten Anzeigeblock (nicht dargestellt) umfasst; und wobei der stationäre Lasersender, der an der zweiten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist, einen zweiten Anzeigeblock (nicht dargestellt) umfasst.

Claims (18)

  1. 3-D-Positionsbestimmungssystem auf Funk- und Lichtbasis mit: einem stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung, der an einem Ort mit beschränkter Satellitensichtbarkeit positioniert ist, der dazu ausgelegt ist, eine erste Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, dazu ausgelegt ist, seine Positionskoordinaten auf der Basis der ersten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen zu ermitteln, dazu ausgelegt ist, mindestens ein internes Funksignal auszusenden; und dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl auszusenden; wobei der stationäre integrierte Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ferner einen Pseudolit-Sendeempfänger aufweist, der dazu ausgelegt ist, die erste Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, die von mindestens einer Funkquelle ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); und einem Pseudolit-Sender}; und mindestens einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD), der dazu ausgelegt ist, eine zweite Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, dazu ausgelegt ist, das mindestens eine interne Funksignal, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung, der an einem Ort mit beschränkter Satellitensichtbarkeit positioniert ist, ausgesandt wird, zu empfangen, dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Laserstrahl, der vom integrierten RTR_LT mit Selbstpositionsbestimmung erzeugt wird, zu erfassen, und dazu ausgelegt ist, seine 3-D-Positionskoordinaten auf der Basis eines Satzes von Daten zu ermitteln, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; dem mindestens einen empfangenen internen Funksignal; und dem mindestens einen erfassten Laserstrahl}; wobei der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) ferner einen Pseudolit-Empfänger aufweist.
  2. System nach Anspruch 1, wobei der stationäre integrierte Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ferner einen Lasersender aufweist, der in den Pseudolit-Sendeempfänger integriert ist.
  3. System nach Anspruch 1, wobei der Pseudolit-Sendeempfänger ferner aufweist: eine stationäre Funkantenne; wobei ein Abstand zwischen einem Phasenzentrum der stationären Funkantenne und dem Lasersender bekannt und fest ist.
  4. System nach Anspruch 2, wobei der Lasersender ferner aufweist: einen Ebenenlasersender, der dazu ausgelegt ist, einen Bezugslaserstrahl zu erzeugen, der eine vertikale Koordinate mit hoher Genauigkeit liefert.
  5. System nach Anspruch 2, wobei der Lasersender ferner aufweist: einen Fächerlasersender, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen rotierenden fächerförmigen Laserstrahl zu erzeugen.
  6. System nach Anspruch 1, wobei der stationäre integrierte Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ferner aufweist: einen Differenz-Pseudolit-Sendeempfänger, der dazu ausgelegt ist, die erste Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, die von der mindestens einen Funkquelle ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgendem besteht: {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); und einem Pseudolit-Sender}; und dazu ausgelegt ist, einen Satz von Differenzkorrekturdaten zu empfangen, die von mindestens einer Quelle ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {einer Basisstation, einer RTK-Basisstation; einer virtuellen Basisstation (VBS); und einem Pseudolit-Sender}; und einen Lasersender; wobei der Differenz-Pseudolit-Sendeempfänger dazu ausgelegt ist, die erste Vielzahl von externen Funksignalen und den Satz von Differenzkorrekturdaten zu verwenden, um genaue Koordinatenmessungen des Differenz-Pseudolit-Sendeempfängers zu erhalten.
  7. System nach Anspruch 6, welches ferner aufweist: eine erste drahtlose Kommunikationsverbindung, die dazu ausgelegt ist, den Differenz-Pseudolit-Sendeempfänger mit der Quelle für Differentialkorrekturdaten zu verbinden; und wobei die erste drahtlose Kommunikationsverbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {einer zellulären Verbindung; einer Funk-; einer privaten Funkband-; einer SiteNet 900 privaten Funknetz-; einer drahtlosen Internet-; und einer drahtlosen Satellitenkommunikationsverbindung}.
  8. System nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) ferner aufweist: einen Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger, der dazu ausgelegt ist, die zweite Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, die von mindestens einer Funkquelle ausgesandt werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); und einem Pseudolit-Sender}; und einen Laserdetektor, der in den Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger integriert ist; wobei der Funkpositionsbestimmungssystem-Empfänger dazu ausgelegt ist, seine 3-D-Positionskoordinaten auf der Basis der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen zu ermitteln.
  9. System nach Anspruch 1, welches ferner aufweist: eine zweite drahtlose Verbindung, die dazu ausgelegt ist, den mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) mit dem stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung zu verbinden; und wobei die zweite drahtlose Kommunikationsverbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {einer zellulären Verbindung; einer Funk-; einer privaten Funkband-; einer SiteNet 900 privaten Funknetz-; einer drahtlosen Internet-; und einer drahtlosen Satellitenkommunikationsverbindung}.
  10. System nach Anspruch 9, wobei der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) ferner aufweist: einen Pseudolit-Empfänger, der dazu ausgelegt ist, das mindestens eine interne Funksignal, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, unter Verwendung der zweiten drahtlosen Verbindung zu empfangen, und dazu ausgelegt ist, seine 3-D-Positionskoordinaten auf der Basis des mindestens einen empfangenen internen Funksignals zu ermitteln.
  11. System nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) ferner aufweist: einen Funkempfänger, der dazu ausgelegt ist, die zweite Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen; und einen Laserdetektor, der dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Laserstrahl zu erfassen, der vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung erzeugt wird; wobei der integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) dazu ausgelegt ist, seine 3-D-Positionskoordinaten mit einem ersten Genauigkeitsniveau auf der Basis der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen zu ermitteln; wobei der integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) dazu ausgelegt ist, seine Höhe mit einem zweiten Genauigkeitsniveau auf der Basis des mindestens einen erfassten Laserstrahls zu ermitteln; und wobei ein Satz von Messungen, die mit dem zweiten Genauigkeitsniveau ermittelt werden, genauer ist als ein Satz von Messungen, die mit dem ersten Genauigkeitsniveau ermittelt werden.
  12. System nach Anspruch 11, wobei der Funkempfänger ferner aufweist: eine Funkantenne; wobei der Abstand zwischen einem Phasenzentrum der Funkantenne und dem Laserdetektor bekannt und fest ist.
  13. System nach Anspruch 9, wobei der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) ferner aufweist: einen Pseudolit-Empfänger, der dazu ausgelegt ist, das mindestens eine interne Funksignal, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, unter Verwendung der zweiten drahtlosen Verbindung zu empfangen; und einen Laserdetektor, der dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Laserstrahl zu erfassen, der vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung erzeugt wird; wobei der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) dazu ausgelegt ist, seine Positionskoordinaten mit dem ersten Genauigkeitsniveau auf der Basis des mindestens einen internen Funksignals zu ermitteln, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird; und wobei der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) dazu ausgelegt ist, seine Höhe mit dem zweiten Genauigkeitsniveau auf der Basis des mindestens einen erfassten Laserstrahls zu ermitteln; und wobei ein Satz von mit dem zweiten Genauigkeitsniveau ermittelten Messungen genauer ist als der Satz von mit dem ersten Genauigkeitsniveau ermittelten Messungen.
  14. System nach Anspruch 9, wobei der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) ferner aufweist: einen Funkempfänger, der dazu ausgelegt ist, die zweite Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen; einen Pseudolit-Empfänger, der dazu ausgelegt ist, das mindestens eine interne Funksignal, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, unter Verwendung der zweiten drahtlosen Verbindung zu empfangen; und einen Laserdetektor, der dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Laserstrahl zu erfassen, der vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung erzeugt wird; wobei der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) dazu ausgelegt ist, seine 3-D-Positionskoordinaten mit dem ersten Genauigkeitsniveau auf der Basis des mindestens einen internen Funksignals, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, und auf der Basis der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen zu ermitteln; und wobei der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) dazu ausgelegt ist, seine Höhe mit dem zweiten Genauigkeitsniveau auf der Basis des mindestens einen erfassten Laserstrahls zu ermitteln; und wobei das zweite Genauigkeitsniveau höher ist als das erste Genauigkeitsniveau.
  15. System nach Anspruch 9, wobei der mindestens eine mobile integrierte Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD) ferner aufweist: einen Funkempfänger, der dazu ausgelegt ist, einen ersten Satz von Messdaten von der zweiten Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen; einen Pseudolit-Empfänger, der dazu ausgelegt ist, einen zweiten Satz von Messdaten von dem mindestens einen internen Funksignal, das vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, unter Verwendung der zweiten drahtlosen Verbindung zu empfangen; einen Laserdetektor, der dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Laserstrahl zu erfassen, der vom stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestinnung erzeugt wird, um einen dritten Satz von Messdaten zu empfangen; und einen Gewichtungsprozessor; wobei der Gewichtungsprozessor dazu ausgelegt ist, verschiedenen Sätzen von Messdaten auf der Basis eines Messalgorithmus verschiedene Gewichte zuzuweisen.
  16. System nach Anspruch 15, wobei der Messalgorithmus optimiert ist, um mindestens einen Messortparameter zur Zeit der Messung zu berücksichtigen; und wobei jeder Messortparameter aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {der Topologie des Orts; den Wetterbedingungen am Ort; und der Sichtbarkeit des mindestens einen Laserstrahls an dem Ort}.
  17. 3-D-Positionsbestimmungssystem auf Funk- und Lichtbasis mit: einem stationären Pseudolit-Funksender, der an einer ersten Stelle mit beschränkter Satellitensichtbarkeit und mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; wobei der stationäre Funksender dazu ausgelegt ist, mindestens ein internes Funksignal auszusenden; einem stationären Lasersender, der an einer zweiten Stelle mit bekannten Koordinaten angeordnet ist; wobei der stationäre Lasersender dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl auszusenden; und mindestens einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD), der einen Pseudolit-Empfänger aufweist, der dazu ausgelegt ist, eine Vielzahl von externen Funksignalen zu empfangen, dazu ausgelegt ist, das mindestens eine interne Funksignal, das vom stationären Pseudolit-Funksender ausgesandt wird, zu empfangen, dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Laserstrahl, der vom stationären Lasersender erzeugt wird, zu erfassen, und dazu ausgelegt ist, seine 3-D-Positionskoordinaten auf der Basis eines Satzes von Daten zu ermitteln, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {der Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; dem mindestens einen empfangenen internen Funksignal; und dem mindestens einen erfassten Laserstrahl}.
  18. Verfahren zum Bestimmen der Positionskoordinaten eines mobilen Benutzers mit den Schritten: (A) Vorsehen eines 3-D-Positionsbestimmungssystems auf Funk- und Lichtbasis mit einem stationären integrierten Funk-Sendeempfänger/Lasersender (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung, der einen Pseudolit-Sendeempfänger aufweist, und dem mobilen Benutzer mit einem mobilen integrierten Funkempfänger/Laserdetektor (RR_LD), der einen Pseudolit-Empfänger aufweist; (B) Empfangen einer ersten Vielzahl von externen Funksignalen unter Verwendung des stationären integrierten Funk-Sendeempfängers/Lasersenders (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung; (C) Ermitteln von Positionskoordinaten des stationären integrierten Funk-Sendeempfängers/Lasersenders (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung auf der Basis der ersten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; (D) Aussenden von mindestens einem internen Funksignal und Aussenden von mindestens einem Laserstrahl unter Verwendung des stationären integrierten Funk-Sendeempfängers/Lasersenders (RTR_LT) mit Selbstpositionsbestimmung; (E) Empfangen einer zweiten Vielzahl von externen Funksignalen, Empfangen des mindestens einen internen Funksignals, das vom stationären integrierten RTR_LT mit Selbstpositionsbestimmung ausgesandt wird, und Erfassen des vom integrierten RTR_LT mit Selbstpositionsbestimmung erzeugten Laserstrahls unter Verwendung des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD); und (F) Ermitteln der 3-D-Positionskoordinaten des mobilen integrierten Funkempfängers/Laserdetektors (RR_LD) auf der Basis eines Satzes von Daten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Folgendem besteht: {der zweiten Vielzahl von empfangenen externen Funksignalen; dem mindestens einen empfangenen internen Funksignal; und dem mindestens einen erfassten Laserstrahl}.
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