DE112008000791T5 - Positionsbestimmungssystem unter Verwendung von Funk und Laser in Kombination - Google Patents

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Abstract

Kombiniertes Funk- und Laserpositionsbestimmungssystem mit:
einem Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis;
einem Lasersender, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl zu erzeugen; und
mindestens einer Benutzereinheit; wobei jede Benutzereinheit aufweist:
einen Funkempfänger, der dazu ausgelegt ist, mindestens ein Entfernungsmessfunksignal zu empfangen, das durch die mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis übertragen wird;
einen Laserdetektor, der dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Laserstrahl zu empfangen, der durch den Lasersender erzeugt wird; und
einen Prozessor, der dazu ausgelegt ist, einen Satz von Daten, der aufweist: {einen Satz von Daten, die durch das mindestens eine Entfernungsmessfunksignal übertragen werden, und einen Satz von Daten, die durch den mindestens einen Laserstrahl übertragen werden}, in Positionskoordinaten der Benutzereinheit umzuwandeln, wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Positionsverfolgungs- und Maschinensteuersysteme und insbesondere eine Kombination von Lasersystemen und Funkpositionsbestimmungssystemen auf Bodenbasis.
  • 2. Erörterung des Standes der Technik
  • Das Positionsbestimmungssystem auf Bodenbasis des Standes der Technik kann eine Vielzahl von mobilen Einheiten mit Positionsbestimmungsdaten versehen. Das Positionsbestimmungssystem auf Bodenbasis des Standes der Technik weist jedoch von Natur aus eine schlechte vertikale Geometrie auf.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wendet sich diesem Problem durch Verbessern des Funkpositionsbestimmungssystems auf Bodenbasis mit Hilfe eines Lasersenders zu, um die vertikale Positionsbestimmungsfähigkeit eines solchen Systems bis auf die Genauigkeit von Millimetern zu steigern.
  • Insbesondere richtet sich ein Aspekt der vorliegenden Erfindung auf ein kombiniertes Funk- und Laserpositionsbestimmungssystem.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Positionsbestimmungssystem der vorliegenden Erfindung: ein Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis, einen Lasersender, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl zu erzeugen, und mindestens eine Benutzereinheit.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst jede Benutzereinheit ferner: einen Funkempfänger, der dazu ausgelegt ist, mindestens ein Entfernungsmessfunksignal zu empfangen, das durch mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis übertragen wird, einen Laserdetektor, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl zu empfangen, der durch den Lasersender erzeugt wird, und einen Prozessor, der dazu ausgelegt ist, einen Datensatz, der umfasst: {einen Satz von Daten, die durch mindestens ein Entfernungsmessfunksignal übertragen werden, und einen Satz von Daten, die durch mindestens einen Laserstrahl übertragen werden}, in Positionskoordinaten der Benutzereinheit umzuwandeln, wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis ferner einen Funksendeempfänger auf Bodenbasis, der an einem Ort mit bekannten Koordinaten angeordnet ist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis ferner: einen stationären Funkpositionsbestimmungssystem-(RADPS)Empfänger, der mit einem Funksender auf Bodenbasis integriert ist, wobei Positionskoordinaten des Funksenders auf Bodenbasis unter Verwendung einer Vielzahl von Funksignalen ermittelt werden, die durch mindestens eine Funkquelle übertragen werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); einem Pseudolit-Sender; einem Pseudolit-Sendeempfänger; einem TV-Sender; einem UWB-Sender; einem Bluetooth-Sender; einem Wi-Fi-Sender; Positionsbestimmungstechnologien auf terrestrischer Basis unter Verwendung von Mobiltelefonsignalen (E-OTD oder TDOA); einem Locata-Sender; und einem Locata-Sendeempfänger}.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner mindestens vier synchronisierte Funksendeempfänger auf Bodenbasis. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt das Netzwerk von mindestens vier synchronisierten Funksendeempfängern auf Bodenbasis eine 3-D-Lösung für Positionskoordinaten von jeder mobilen Einheit bereit.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner mindestens vier synchronisierte Funksendeempfänger auf Bodenbasis mit einer im Wesentlichen schwachen vertikalen Geometrie. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt das Netzwerk von mindestens vier synchronisierten Funksendeempfängern auf Bodenbasis eine 3-D-Lösung für Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit bereit, wobei die 3-D-Lösung eine im Wesentlichen niedrige vertikale Genauigkeit aufweist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner mindestens drei synchronisierte Funksendeempfänger auf Bodenbasis. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt das Netzwerk von mindestens drei synchronisierten Funksendeempfängern auf Bodenbasis eine 2-D-Lösung für horizontale Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit bereit.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner mindestens drei Funksendeempfänger auf Bodenbasis mit einem externen Synchronisationssignal. In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt das Netzwerk von mindestens drei Funkempfängern auf Bodenbasis eine 3-D-Lösung für Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit bereit.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner mindestens zwei Funksendeempfänger auf Bodenbasis mit einem externen Synchronisationssignal. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt das Netzwerk von mindestens zwei Funkempfängern auf Bodenbasis eine 2-D-Lösung für horizontale Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit bereit.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner einen einzelnen Funksendeempfänger auf Bodenbasis mit einem externen Synchronisationssignal. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt der einzelne Funksendeempfänger auf Bodenbasis eine einzelne Abstandskoordinate vom einzelnen Funksendeempfänger auf Bodenbasis zu jeder mobilen Einheit bereit.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Lasersender ferner einen Lasersender, der an einem Ort mit bekannten Koordinaten angeordnet ist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Lasersender ferner einen Lasersender, der an einem Ort mit unbekannten Koordinaten angeordnet ist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Lasersender ferner einen Lasersender mit Eigenvermessung, der ferner einen stationären Funkpositionsbestimmungssystem-(RADPS)Empfänger umfasst, der mit dem Lasersender mit Eigenvermessung integriert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der stationäre RADPS-Empfänger eine stationäre Funkantenne. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Positionskoordinaten des Lasersenders unter Verwendung des stationären RADPS-Empfängers ermittelt, der eine Vielzahl von Funksignalen von mindestens einer Funkquelle empfängt, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); einem Pseudolit-Sender; einem TV-Sender; einem UWB-Sender; einem Bluetooth-Sender; einem Wi-Fi-Sender; Positionsbestimmungstechnologien auf terrestrischer Basis unter Verwendung von Mobiltelefonsignalen (E-OTD oder TDOA); und einem Locata-Sender}.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Lasersender ferner einen planaren Laser, der dazu ausgelegt ist, einen Bezugslaserstrahl zu erzeugen, der eine vertikale Koordinate mit im Wesentlichen hoher Genauigkeit liefert.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Lasersender ferner einen geneigten planaren Laser, der dazu ausgelegt ist, einen Bezugsneigungs-Laserstrahl zu erzeugen, der zwei Winkelkoordinaten mit einer im Wesentlichen hohen Genauigkeit liefert.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Lasersender ferner einen Fächerlaser, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen geneigten Fächerlaserstrahl zu erzeugen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Lasersender ferner einen Fächerlaser, der dazu ausgelegt ist, mindestens zwei geneigte Fächerlaserstrahlen zu erzeugen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst zumindest eine Benutzereinheit ferner eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, die Positionskoordinaten der Benutzereinheit zu übertragen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Positionsbestimmungssystem der vorliegenden Erfindung ferner eine drahtlose Kommunikationsverbindung, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {einer zellulären Verbindung; einer Funkverbindung; einer Privatfunkband-Verbindung; einem Site Net 900 privaten Funknetzwerk; einer drahtlosen Internet-Verbindung; einer UWB-Verbindung; einer Bluetooth-Verbindung; einer Wi-Fi-Verbindung; und einer drahtlosen Satelliten-Kommunikationsverbindung}.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eine Benutzereinheit ferner eine mobile Einheit, die ferner einen Bordcomputer umfasst, der dazu ausgelegt ist, den Satz von Positionsbestimmungsdaten, die mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten werden, zu verwenden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eine mobile Einheit ferner ein Arbeitsgerät. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das Arbeitsgerät unter Verwendung eines Satzes von Positionsbestimmungsdaten gesteuert, die mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten werden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das System der vorliegenden Erfindung ferner eine entfernt angeordnete Verfolgungsstation (RLTS), die dazu ausgelegt ist, den Satz von Positionsbestimmungsdaten einer mobilen Einheit, die mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten werden, zu verwenden, um die mobile Einheit zu verfolgen.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf ein Benutzereinheits-Positionsbestimmungssystem.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Benutzereinheits-Positionsbestimmungssystem der vorliegenden Erfindung: einen Funkempfänger, der ferner eine Funkantenne, die dazu ausgelegt ist, eine Vielzahl von Entfernungsmessfunksignalen, einschließlich mindestens eines Entfernungsmesssignals, das durch mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis übertragen wird, zu empfangen, und eine Satellitenantenne, die dazu ausgelegt ist, mindestens ein Entfernungsmess-Satellitenfunksignal zu empfangen, das durch mindestens einen GNSS-Satelliten übertragen wird, umfasst; einen Laserdetektor, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl zu empfangen, der durch einen Lasersender erzeugt wird; und einen Prozessor, der dazu ausgelegt ist, einen Satz von Daten, der umfasst: {einen Satz von Daten, die durch mindestens ein Entfernungsmessfunksignal übertragen werden; einen Satz von Daten, die durch mindestens ein Entfernungsmess-Satellitenfunksignal übertragen werden; und einen Satz von Daten, die durch mindestens einen Laserstrahl übertragen werden}, in Positionskoordinaten der Benutzereinheit umzuwandeln, wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist jede Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis aus der Gruppe ausgewählt, die aus Folgendem besteht: {einem Pseudolit-Sender; einem Pseudolit-Sendeempfänger; einem TV-Sender; einem UWB-Sender; einem Bluetooth-Sender; einem Wi-Fi-Sender; Positionsbestimmungstechnologien auf terrestrischer Basis unter Verwendung von Mobiltelefonsignalen (E-OTD oder TDOA); einem Locata-Sender; und einem Locata-Sendeempfänger}. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist jeder GNSS-Satellit aus der Gruppe ausgewählt, die aus Folgendem besteht: {einem GPS-Satelliten; einem GLONASS-Satelliten; und einem GALILEO-Satelliten}. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Lasersender aus der Gruppe ausgewählt, die aus folgendem besteht: {einem planaren Lasersender; einem geneigten planaren Lasersender; und einem Fächerlasersender}.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur kombinierten Funk- und Laserpositionsbestimmung.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren zur kombinierten Funk- und Laserpositionsbestimmung: (A) Vorsehen eines Netzwerks von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis; (B) Vorsehen eines Lasersenders, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl zu erzeugen; und (C) Verwenden des Netzwerks von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis und Verwenden des Lasersenders, um Positionskoordinaten von mindestens einer Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit zu erhalten.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt (A) ferner: (A1) Auswählen von mindestens einer Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis aus der Gruppe, die aus Folgendem besteht: {einem Pseudolit-Sender; einem Pseudolit-Sendeempfänger; einem TV-Sender; einem UWB-Sender; einem Bluetooth-Sender; einem Wi-Fi-Sender; Positionsbestimmungstechnologien auf terrestrischer Basis unter Verwendung von Mobiltelefonsignalen (E-OTD oder TDOA); einem Locata-Sender; und einem Locata-Sendeempfänger}.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt (B) ferner: (B1) Auswählen des Lasersenders aus der Gruppe, die aus Folgendem besteht: {einem planaren Lasersender; einem geneigten planaren Lasersender; und einem Fächerlasersender}.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem mindestens eine Benutzereinheit ferner einen Funkempfänger, einen Laserdetektor und einen Prozessor aufweist, umfasst der Schritt (C) ferner: (C1) Verwenden des Funkempfängers, um mindestens ein Entfernungsmessfunksignal zu empfangen, das durch mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis übertragen wird; (C2) Verwenden des Laserdetektors, um mindestens einen Laserstrahl zu empfangen, der durch den Lasersender erzeugt wird; und (C3) Verwenden des Prozessors, um einen Satz von Daten, der {einen Satz von Daten, die durch mindestens ein Entfernungsmessfunksignal übertragen werden; und einen Satz von Daten, die durch mindestens einen Laserstrahl übertragen werden} umfasst, in Positionskoordinaten der Benutzereinheit umzuwandeln, wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem mindestens eine Benutzereinheit ferner eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung umfasst, umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung ferner: (C4) Verwenden der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, um die Positionskoordinaten der Benutzereinheit unter Verwendung einer drahtlosen Kommunikationsverbindung zu übertragen; wobei die drahtlose Kommunikationsverbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {einer zellulären Verbindung; einer Funkverbindung; einer Privatfunkband-Verbindung; einem Site Net 900 privaten Funknetz; einer drahtlosen Internet-Verbindung; einer UWB-Verbindung; einer Bluetooth-Verbindung; einer Wi-Fi-Verbindung; und einer drahtlosen Satelliten-Kommunikationsverbindung}.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem mindestens eine Benutzereinheit ferner eine mobile Einheit aufweist, die ferner einen Bordcomputer umfasst, umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung ferner: Verwenden des Bordcomputers, um die Benutzereinheit unter Verwendung des Satzes von Positionsbestimmungsdaten, die mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten werden, zu steuern. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei dem mindestens eine Benutzereinheit ferner eine mobile Einheit umfasst, die ferner einen Bordcomputer aufweist, umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung ferner: manuelles Steuern der mobilen Einheit unter Verwendung des Satzes von Positionsbestimmungsdaten der mobilen Einheit, die durch den Bordcomputer mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit geliefert werden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem mindestens eine Benutzereinheit ferner ein Arbeitsgerät aufweist, umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung ferner: Verwenden des Bordcomputers, um das Arbeitsgerät unter Verwendung eines Satzes von Positionsbestimmungsdaten des Arbeitsgeräts zu steuern, wobei der Satz von Positionsbestimmungsdaten des Arbeitsgeräts mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten wird. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei dem mindestens eine Benutzereinheit ferner ein Arbeitsgerät aufweist, umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung ferner: manuelles Steuern des Arbeitsgeräts unter Verwendung des Satzes von Positionsbestimmungsdaten des Arbeitsgeräts, die durch den Bordcomputer geliefert werden; wobei der Satz von Positionsbestimmungsdaten des Arbeitsgeräts mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten wird.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich noch auf ein Verfahren zur Benutzereinheits-Positionsbestimmung. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren zur Benutzereinheits-Positionsbestimmung der vorliegenden Erfindung ferner: (A) Verwenden eines Funkempfängers, um mindestens ein Entfernungsmessfunksignal zu empfangen, das durch mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis übertragen wird; (B) Verwenden des Funkempfängers, um mindestens ein Entfernungsmess-Satellitenfunksignal zu empfangen, das durch mindestens einen GNSS-Satelliten übertragen wird; (C) Verwenden eines Laserdetektors, um mindestens einen Laserstrahl zu empfangen, der durch einen Lasersender erzeugt wird; und (D) Verwenden eines Prozessors, um einen Satz von Daten, der umfasst: {einen Satz von Daten, die durch mindestens ein Entfernungsmessungsfunksignal übertragen werden; einen Satz von Daten, die durch mindestens ein Entfernungsmess-Satellitenfunksignal übertragen werden; und einen Satz von Daten, die durch mindestens einen Laserstrahl übertragen werden}, in Positionskoordinaten der Benutzereinheit umzuwandeln, wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorstehend erwähnten Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie zusätzliche Vorteile derselben werden nachstehend infolge einer ausführlichen Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen deutlicher verständlich.
  • 1 stellt das Positionsbestimmungssystem der vorliegenden Erfindung dar, das ein Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis, einen Lasersender, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl zu erzeugen, und mindestens eine Benutzereinheit aufweist.
  • 2 stellt ein ”Bewertungs”-Verfahren zum Ermitteln der Position eines Lasersenders durch eine Einrichtungsprozedur dar.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN UND ALTERNATIVEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • 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 sie 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 stellt 1 das Positionsbestimmungssystem 10 der vorliegenden Erfindung mit einem Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen 12, 14, 16 und 18 auf Bodenbasis, einem Lasersender 20, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl (24, 26) zu erzeugen, und mindestens einer Benutzereinheit 22 dar.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis (12, 14, 16 und/oder 18 von 1) ferner einen Funksendeempfänger auf Bodenbasis, der an einem Ort mit bekannten Koordinaten angeordnet ist.
  • BEISPIEL I
  • Die Funkkommunikationsvorrichtung 12 auf Bodenbasis weist ferner einen Funksendeempfänger auf Bodenbasis auf, der an einem Ort 40 mit bekannten Koordinaten angeordnet ist, wobei die Funkkommunikationsvorrichtung 14 auf Bodenbasis ferner einen Funksendeempfänger auf Bodenbasis aufweist, der an einem Ort 42 mit bekannten Koordinaten angeordnet ist, die Funkkommunikationsvorrichtung 16 auf Bodenbasis ferner einen Funksendeempfänger auf Bodenbasis aufweist, der an einem Ort 44 mit bekannten Koordinaten angeordnet ist, und die Funkkommunikationsvorrichtung 18 auf Bodenbasis ferner einen Funksendeempfänger auf Bodenbasis umfasst, der an einem Ort 46 mit bekannten Koordinaten angeordnet ist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis (12, 14, 16 und/oder 18) ferner einen stationären Funkpositionsbestimmungssystem-(RADPS)Empfänger (58, 56, 62 bzw. 60), der mit einem Funksender auf Bodenbasis integriert ist, wobei Positionskoordinaten eines Funksenders auf Bodenbasis unter Verwendung einer Vielzahl von Funksignalen ermittelt werden, die durch mindestens eine Funkquelle (48, 50, 52 und/oder 54) übertragen werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); einem Pseudolit-Sender; einem Pseudolit-Sendeempfänger; einem TV-Sender; einem UWB-Sender; einem Bluetooth-Sender; einem Wi-Fi-Sender; Positionsbestimmungstechnologien auf terrestrischer Basis unter Verwendung von Mobiltelefonsignalen (E-OTD oder TDOA); einem Locata-Sender; und einem Locata-Sendeempfänger}.
  • 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 an 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.).
  • GALILEO bietet mehrere Dienstniveaus, von offenem Zugang bis zu eingeschränktem Zugang verschiedener Ebenen:
    • (A) Ein offener, freier Basisdienst, der hauptsächlich Anwendungen für die allgemeine Öffentlichkeit und Dienste von allgemeinem Interesse beinhaltet. Dieser Dienst ist zu jenem vergleichbar, der vom zivilen GPS bereitgestellt wird, der für diese Anwendungen kostenfrei ist, jedoch mit verbesserter Qualität und Zuverlässigkeit.
    • (B) Ein kommerzieller Dienst, der die Entwicklung von professionellen Anwendungen erleichtert und eine verbesserte Leistung im Vergleich zum Basisdienst insbesondere hinsichtlich der Dienstgarantie bietet.
    • (C) Ein ”lebenswichtiger” Dienst (Lebenssicherheitsdienst) mit einer sehr hohen Qualität und Integrität für sicherheitskritische Anwendungen, wie z. B. Luftfahrt, Schifffahrt und einen Such- und Rettungsdienst, der existierende Hilfs- und Rettungsdienste erheblich verbessert.
    • (D) Ein öffentlich regulierter Dienst (PRS), der verschlüsselt ist und gegen Blockierung und Störung beständig ist, hauptsächlich für die öffentlichen Autoritäten reserviert ist, die für den Zivilschutz, die nationale Sicherheit und Gesetzesvollstreckung verantwortlich sind, die ein hohes Niveau an Kontinuität erfordern. Er ermöglicht, dass gesicherte Anwendungen in der Europäischen Union entwickelt werden und könnte sich insbesondere als wichtiges Werkzeug beim Verbessern der von der europäischen Union verwendeten Instrumente zum Bekämpfen von illegalen Exporten und illegaler Einwanderung erweisen.
  • Die realen Bedürfnisse von zukünftigen GALILEO-Benutzern müssen identifiziert werden, bevor die Eigenschaften des Pakets von Diensten bestimmt werden können. Untersuchungen wurden bereits in verschiedenen Standardisierungsinstituten und internationalen Körperschaften, wie z. B. der International Civil Aviation Organization, der International Maritime Organization usw., ausgeführt.
  • Der Bereich von GALILEO-Diensten ist dazu ausgelegt, praktische Ziele und Erwartungen zu erfüllen, vom Verbessern der Abdeckung von Diensten mit offenem Zugang in städtischen Umgebungen (um 95% der Stadtteile im Vergleich zu den derzeit von GPS allein abgedeckten 50% abzudecken), die den 160 Millionen Privatfahrzeugen in Europa Nutzen bringen, oder Ermöglichen der Verwendung von Satellitennavigationsanwendungen ”drinnen”, in Gebäuden und sogar in Tunnels, oder tatsächlich Mobiltelefondienste auf der Basis der Identifikation der Position des Anrufers.
  • 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, oder in einem Funkortsband, wie z. B. dem Band mit (9,5–10) 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 Aeronautics 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., bereitgestellt.
  • Pseudoliten als Funkpositionsbestimmungssysteme können so ausgelegt sein, dass sie im ISM-Band arbeiten. bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis unter Verwendung von Pseudoliten implementiert werden.
  • GPS-Signale wurden für die genaue Verfolgung und Ortung in offenen Außenbereichen entworfen; innen und in städtischen Bereichen ist jedoch die Technologie nicht zuverlässig. Unterstütztes GPS (A-GPS) hilft dem GPS-Empfänger, indem es eine alternative Quelle für die empfindliche Navigationsmeldung schafft und dem Empfänger beim Mitteln für verlängerte Zeiträume hilft. Selbst A-GPS ist jedoch drinnen aufgrund der grundlegenden Physik der GPS-Satellitensignale unzuverlässig.
  • Dagegen wurden Fernsehsignale für den Innenempfang entworfen. Rosum Inc. mit Sitz in Mountain View, Kalifornien, stellt das RADPS her, das TV-GPS verwendet, das kommerzielle Rundfunk-TV-Signale verwendet, um eine zuverlässige Positionsbestimmung drinnen und in städtischen Umgebungen bereitzustellen. Durch Kombinieren von TV-Signalen mit GPS-Signalen kann Rosum eine nahtlose Innen/Außen-Abdeckung über alle Umgebungen bereitstellen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung (12, 14, 16 und/oder 18 von 1) auf Bodenbasis unter Verwendung der TV-GPS-Technologie implementiert werden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung (12, 14, 16 und/oder 18 von 1) auf Bodenbasis unter Verwendung der Ultrabreitband-(UWB)Technologie, die zum Übertragen von Informationen ausgelegt ist, die über eine große Bandbreite (> 500 MHz) ausgebreitet sind, implementiert werden. Ein Bericht und eine Anweisung vom 14. Februar 2002 durch die FCC autorisiert die unlizenzierte Verwendung von UWB in 3,1–10,6 GHz. Dies soll eine effiziente Verwendung der knappen Funkbandbreite schaffen, während sowohl eine drahtlose Konnektivität eines Netzwerks im persönlichen Bereich (PAN) mit hoher Datenrate als auch Anwendungen mit niedriger Datenrate und längerer Reichweite sowie Radar- und Abbildungssysteme ermöglicht werden. Mehr als vier Dutzend Vorrichtungen wurden unter den FCC-UWB-Regeln zertifiziert, von denen die riesige Mehrheit Radar-, Abbildungs- oder Positionsbestimmungssysteme sind. Überlegungen im Funkkommunikationssektor der internationalen Fernmeldeunion (ITU-R) haben zu einem Bericht und einer Empfehlung für UWB im November 2005 geführt. Es wird erwartet, dass nationale Rechtsprechungen um den Globus auf nationale Regelungen für UWB sehr bald einwirken. Aufgrund der äußerst niedrigen Emissionspegel, die derzeit von Regulierungsbehörden erlaubt werden, haben UWB-Systeme gewöhnlich eine kurze Reichweite und sind für drinnen. UWB wird auch in der Präzisionsradar-Abbildungstechnologie zum ”Blicken durch die Wand”, in der Präzisionspositionsbestimmung und -verfolgung (unter Verwendung von Abstandsmessungen zwischen Funkgeräten) und in Präzisionsortungsmethoden auf Ankunftszeitbasis verwendet.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung (12, 14, 16 und/oder 18 von 1) auf Bodenbasis unter Verwendung der Bluetooth-Technologie implementiert werden. Bluetooth ist eine industrielle Spezifikation für drahtlose Netzwerke im persönlichen Bereich (PANs). Bluetooth stellt eine Weise zum Verbinden und Austauschen von Informationen zwischen Vorrichtungen wie z. B. Mobiltelefonen, Laptops, PCs, Druckern, Digitalkameras und Videospielekonsolen über eine sichere, global unlizenzierte Funkfrequenz mit kurzer Reichweite bereit. Die Bluetooth-Spezifikationen werden durch die Bluetooth Special Interest Group entwickelt und lizenziert.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung (12, 14, 16 und/oder 18 von 1) auf Bodenbasis unter Verwendung eines Wi-Fi-Senders implementiert werden. Wi-Fi ist eine Marke, die ursprünglich durch die Wi-Fi Alliance lizenziert wurde, um die zugrunde liegende Technologie von drahtlosen lokalen Netzwerken (WLAN) auf der Basis der IEEE 802.11 Spezifikationen zu beschreiben. Wobei es für ”drahtlose Wiedergabetreue” steht, wurde es zur Verwendung für mobile Rechenvorrichtungen, wie z. B. Laptops, in LANs, entwickelt, wird aber nun zunehmend für mehr Dienste, einschließlich Internet und VoIP-Telefonzugang, Spielen und grundlegende Konvektivität von Verbraucherelektronik, wie z. B. Fernsehgeräte und DVD-Player oder Digitalkameras, verwendet. Weitere Standards befinden sich in der Entwicklung, die ermöglichen, dass Wi-Fi von Autos mit hoher Unterstützung eines intelligenten Transportsystems verwendet wird, um die Sicherheit zu erhöhen, Statistiken zu gewinnen und mobilen Handel zu ermöglichen (siehe IEEE 802.11p). Wi-Fi und das ZERTIFIZIERTE Wi-Fi-Logo sind eingetragene Handelsmarken der Wi-Fi Alliance – der Handelsorganisation, die die Ausrüstungskonformität mit den 802.11x-Standards testet und zertifiziert.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung (12, 14, 16 und/oder 18 von 1) auf Bodenbasis unter Verwendung von Positionsbestimmungstechnologien auf terrestrischer Basis unter Verwendung von Mobiltelefonsignalen (E-OTD oder TDOA) implementiert werden. Multilateration, auch als hyperbolische Positionsbestimmung bekannt, ist der Prozess der Ortung eines Objekts durch genaues Berechnen der Ankunftszeitdifferenz (TDOA) eines Signals, das vom Objekt zu drei oder mehr Empfängern ausgesandt wird. Sie bezieht sich auch auf den Fall der Ortung eines Empfängers durch Messen der TDOA eines von drei oder mehr synchronisierten Sendern übertragenen Signals.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung (12, 14, 16 und/oder 18 von 1) auf Bodenbasis unter Verwendung der Locata-Technologie implementiert werden. Die Locata-Positionsbestimmungstechnologie verwendet ein Netzwerk von terrestrischen drahtlosen Sendern, um eine Positionsbestimmung in anspruchsvollen Umgebungen für Positionsbestimmungssysteme auf Satellitenbasis (z. B. drinnen) mit Systemen im ISM-Band von 2,4 GHz bereitzustellen.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner mindestens vier synchronisierte Funksendeempfänger 12, 14, 16 und 18 auf Bodenbasis. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt das Netzwerk von mindestens vier synchronisierten Funksendeempfängern auf Bodenbasis eine 3-D-Lösung für Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit 22 bereit.
  • BEISPIEL II
  • Es reicht aus, vier synchronisierte Funksendeempfänger auf Bodenbasis zu haben, um eine 3-D-Lösung für Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit bereitzustellen, da drei Gleichungen, um 3-D-Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit zu erhalten, plus eine Gleichung für die Synchronisation der Taktkoordinate nötig sind.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis von 1 (12, 14, 16 und 18) ferner mindestens vier synchronisierte Funksendeempfänger auf Bodenbasis mit einer im Wesentlichen schwachen vertikalen Geometrie. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt das Netzwerk von mindestens vier synchronisierten Funksendeempfängern auf Bodenbasis eine 3-D-Lösung für Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit 22 bereit, wobei die 3-D-Lösung eine im Wesentlichen niedrige vertikale Genauigkeit aufweist.
  • BEISPIEL III
  • Vier synchronisierte Funksendeempfänger auf Bodenbasis weisen eine im Wesentlichen schwache vertikale Geometrie auf und stellen eine 3-D-Lösung für Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit bereit, die auch eine im Wesentlichen schwache vertikale Geometrie aufweisen, da die vertikale (Z) Koordinate überbestimmt ist.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner mindestens drei synchronisierte Funksendeempfänger 12, 14 und 16 auf Bodenbasis. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt das Netzwerk von mindestens drei synchronisierten Funksendeempfängern auf Bodenbasis eine 2-D-Lösung für horizontale Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit 22 bereit.
  • BEISPIEL IV
  • Es reicht aus, drei synchronisierte Funksendeempfänger auf Bodenbasis zu haben, um eine 2-D-Lösung für Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit bereitzustellen, da zwei Gleichungen zum Erhalten von 2-D-Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit plus eine Gleichung zur Synchronisation der Taktkoordinate nötig sind.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner mindestens drei Funksendeempfänger 12, 14 und 16 auf Bodenbasis mit Synchronisationssignalen 60,1; 60,2; bzw. 60,3, die von einem einzelnen externen Synchronisationssignal 60 stammen. bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt das Netzwerk von mindestens drei Funkempfängern auf Bodenbasis eine 3-D-Lösung für Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit 22 bereit.
  • BEISPIEL V
  • Es reicht aus, drei Funksendeempfänger auf Bodenbasis zu haben, um eine 3-D-Lösung für Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit bereitzustellen, da drei Gleichungen zum Erhalten von 3-D-Positionskoordinaten jedes Mobilgeräts nötig sind, wobei die Synchronisation der Taktkoordinate durch ein externes Signal bereitgestellt wird.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner mindestens zwei Funksendeempfänger 12 und 14 auf Bodenbasis mit Synchronisationssignalen 60,1 bzw. 60,2, die von einem einzelnen externen Synchronisationssignal 60 stammen. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt das Netzwerk von mindestens zwei Funkempfängern auf Bodenbasis eine 2-D-Lösung für Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit 22 bereit.
  • BEISPIEL VI
  • Es reicht aus, zwei Funksendeempfänger auf Bodenbasis zu haben, um eine 2-D-Lösung für Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit bereitzustellen, da zwei Gleichungen zum Erhalten von 2-D-Positionskoordinaten jedes Mobilgeräts nötig sind, wobei die Synchronisation der Taktkoordinate durch ein externes Signal bereitgestellt wird.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner einen einzelnen Funksendeempfänger 12 auf Bodenbasis mit einem Synchronisationssignal 60,1, das von einem einzelnen externen Synchronisationssignal 60 stammt. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt der einzelne Funkempfänger 12 auf Bodenbasis eine einzelne Abstandskoordinate vom einzelnen Funksendeempfänger 12 auf Bodenbasis zu jeder mobilen Einheit 22 bereit.
  • BEISPIEL VII
  • Es reicht aus, einen einzelnen Funksendeempfänger auf Bodenbasis zu haben, um eine einzelne Abstandskoordinate vom einzelnen Funksendeempfänger auf Bodenbasis zu jedem Mobilgerät bereitzustellen, wobei die Synchronisation der Taktkoordinate durch ein externes Signal bereitgestellt wird.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Lasersender 16 ferner einen Lasersender, der an einem Ort 44 mit bekannten Koordinaten angeordnet ist.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Lasersender 16 ferner den Lasersender 16, der an einem Ort 44 mit unbekannten Koordinaten angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie in 2 gezeigt, ist es möglich, einen Prozess, der ”Bewertung” genannt wird, zu verwenden, um die Position des Lasersenders 16 durch eine Einrichtungsprozedur zu ermitteln. Die Höhe Po 102 eines Punkts am Laserdetektormatrixmast 104 ist jene der GNSS-Antenne 108 der Benutzereinheit 22. Die Höhe Po 102 wird an Ort und Stelle unter Verwendung eines Maßbandes oder eines Stahlstabes gemessen. Sie ist auch als Höhe der GNSS- Antenne Ho 110 über dem Bezugsbodenpunkt 112 definiert. Die absolute Höhe in irgendeinem GPS-Koordinatensystem ist bei einer Bewertungsoperation nicht erforderlich. Der Ort eines Laserauftreffpunkts 106 von der Ebene des Laserlichts 114 auf dem Laserdetektormatrixmast 104 wird bestimmt. Die Höhe dieser Position Ps 116 am Mast wird dann zur bekannten Höhe Po 102 addiert, um die Höhe H (LR) der Laserbezugsstelle über dem ersten Bezugspunkt 112 auf der Baustelle zu bestimmen. Die Höhe der Benutzereinheit 22 auf der Baustelle in einer anderen Position kann durch Vergleichen der aktuellen Laserauftreffposition mit Ps 116 ermittelt werden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Lasersender ferner einen Lasersender mit Eigenvermessung (nicht dargestellt), der ferner einen stationären Funkpositionsbestimmungssystem-(RADPS)Empfänger umfasst, der mit dem Lasersender mit Eigenvermessung integriert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der stationäre RADPS-Empfänger eine stationäre Funkantenne. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Positionskoordinaten des Lasersenders unter Verwendung des stationären RADPS-Empfängers bestimmt, der eine Vielzahl von Funksignalen von mindestens einer Funkquelle empfängt, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); einem Pseudolit-Sender; einem TV-Sender; einem UWB-Sender; einem Bluetooth-Sender; einem Wi-Fi-Sender; Positionsbestimmungstechnologien auf terrestrischer Basis unter Verwendung von Mobiltelefonsignalen (E-OTD oder TDOA); und einem Locata-Sender}.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Lasersender 20 immer noch mit Bezug auf 1 ferner einen Ebenenlasersender, der dazu ausgelegt ist, einen Bezugslaserstrahl (24 oder 26) zu erzeugen, der eine vertikale Koordinate mit hoher Genauigkeit bereitstellt. Ein ähnlicher Ebenenlasersender ist vollständig im US-Patent Nr. 6 433 866 ”High precision GPS/RTK and laser machine control”, das auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, offenbart. US 6 433 866 wird in seiner Gesamtheit hierin aufgenommen.
  • Insbesondere umfasst gemäß dem '866-Patent der Lasersender 20 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 Millimetergenauigkeit bereitstellt. Um den rotierenden Laserstrahl zu erfassen und von diesem zu profitieren, muss sich jedoch der potentielle Benutzer innerhalb einer vertikalen Reichweite befinden 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 physikalisch den Laser und folglich den Laserstrahl. Beim optischen Ausführungsbeispiel dreht sich der Spiegel auf eine solche Weise, dass der physikalisch nicht rotierende Laser den rotierenden Laserstrahl emittiert.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 erzeugt der Lasersender 20 bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Laserebene 24 (und/oder 26) mit doppelter Neigung. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst der Benutzereinheitsempfänger 26 einen ”Vektor”-GPS-Empfänger, der in der Lage ist, die Lage einer Laserebene 24 (und/oder 26) mit doppelter Neigung zu ermitteln. Ein ”Vektor”-GPS-Empfänger ist im US-Pat. Nr. 5 268 695 , herausgegeben an Dentinger et al., offenbart. Dieses Patent wird in seiner Gesamtheit hierin aufgenommen. Der Vektor-GPS-Empfänger umfasst ein System zum Zeitmultiplexieren eines Trägersignals, das von zwei oder mehr GPS-Antennen über einen einzelnen Hardwarepfad empfangen wird, unter Verwendung eines Oszillators eines einzelnen Empfängers in diesem Hardwarepfad als Referenz, um die Phase von jeder Antenne zu vergleichen. Eine der Antennen ist als Bezugsantenne festgelegt und ein von dieser empfangenes Trägersignal wird verwendet, um in einem numerisch gesteuerten Oszillator eine Phasenverriegelung durchzuführen. Dasselbe Trägersignal, das von den anderen Antennen empfangen wird, wird hinsichtlich der Phase mit dem Ausgangssignal des numerisch gesteuerten Oszillators periodisch verglichen. Jeder Vergleich führt zu einer Phasenwinkelmessung für die jeweiligen Antennen im Vergleich zur Hauptantenne.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Lasersender 20 ferner einen Fächerlasersender, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen rotierenden fächerförmigen Laserstrahl 24 (und/oder 29) zu erzeugen, der kontinuierlich um eine vertikale Achse mit einer gleichmäßigen Rate über einem bekannten stationären Punkt in dem Grundstück rotiert. Trimble Navigation Ltd. stellt die 3D-Laserstation her, die mindestens einen rotierenden fächerförmigen Laserstrahl 13 (und/oder 15) erzeugt. Die ausführliche Beschreibung eines solchen Fächerlasersenders findet sich in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung A-1500 ”COMBINATION LASER SYSTEM AND GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM”. Die gleichzeitig anhängige Patentanmeldung A-1500 ist auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Patentanmeldung übertragen.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst das Benutzereinheits-Positionsbestimmungssystem 22 bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung: einen Funkempfänger 26, der ferner eine Funkantenne 27 umfasst, die dazu ausgelegt ist, eine Vielzahl von Entfernungsmessfunksignalen zu empfangen, einschließlich mindestens eines Entfernungsmesssignals (30, 32, 34 und 36), das durch mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung (14, 16, 12 bzw. 18) auf Bodenbasis übertragen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Benutzereinheits-Positionsbestimmungssystem 22 ferner einen Laserdetektor 28, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl (24 und/oder 26) zu empfangen, der durch den Lasersender 20 erzeugt wird. Der Laserdetektor 28 mit einer Anzahl von Dioden misst die Signalstärke an der Anzahl von Dioden, um das Zentrum eines Laserstrahls zu ermitteln. Topcon, Laser Systems, Inc. mit Sitz in Pleasanton, Kalifornien, stellt an einer Maschine montierte Laserempfänger her: 9130 Laserverfolgungseinrichtung und LS-B2-Laserempfänger. Zur Bezugnahme siehe bitte das '866-Patent. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Benutzereinheits-Positionsbestimmungssystem 22 ferner einen Prozessor 38, der dazu ausgelegt ist, einen Satz von Daten, der umfasst: {einen Satz von Daten, die durch mindestens ein Entfernungsmessungsfunksignal übertragen werden; und einen Satz von Daten, die durch mindestens einen Laserstrahl übertragen werden}, in Positionskoordinaten der Benutzereinheit 22 umzuwandeln, wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird.
  • Immer noch mit Bezug auf 1 umfasst in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Benutzereinheits-Positionsbestimmungssystem 22: einen Funkempfänger 26, der ferner eine Funkantenne 27 umfasst, die dazu ausgelegt ist, eine Vielzahl von Entfernungsmessfunksignalen zu empfangen, einschließlich mindestens eines Entfernungsmesssignals (30, 32, 34 und 36), das durch mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung (14, 16, 12 bzw. 18) auf Bodenbasis übertragen wird, und eine Satellitenantenne 30, die dazu ausgelegt ist, mindestens ein Entfernungsmess-Satellitenfunksignal zu empfangen, das durch mindestens einen GNSS-Satelliten (48, 50, 52 und/oder 54) übertragen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Benutzereinheits-Positionsbestimmungssystem 22 ferner einen Laserdetektor 28, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl (24 und/oder 29) zu empfangen, der durch den Lasersender 20 erzeugt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Benutzereinheits-Positionsbestimmungssystem 22 ferner den Prozessor 38, der dazu ausgelegt ist, einen Satz von Daten, der umfasst: {einen Satz von Daten, die durch mindestens ein Entfernungsmessungsfunksignal übertragen werden; einen Satz von Daten, die durch mindestens ein Entfernungsmessungs-Satellitenfunksignal übertragen werden; und einen Satz von Daten, die durch mindestens einen Laserstrahl übertragen werden}, in Positionskoordinaten der Benutzereinheit umzuwandeln, wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Positionsbestimmungssystem 10 der vorliegenden Erfindung immer noch mit Bezug auf 1 ferner eine drahtlose Kommunikationsverbindung 64, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {einer zellulären Verbindung; einer Funkverbindung; einer Privatfunkband-Verbindung; einem SiteNet® 900 privaten Funknetzwerk; einer drahtlosen Internet-Verbindung; einer UWB-Verbindung; einer Bluetooth-Verbindung; einer Wi-Fi-Verbindung; und einer drahtlosen Satelliten-Kommunikationsverbindung}.
  • Im Allgemeinen kann die drahtlose Kommunikationsverbindung 64 (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 drahtlose Kommunikationsverbindung 64 (von 1) unter Verwendung des privaten Funknetzes Trimble SiteNet® 900 implementiert werden. Das private Funknetz Trimble SiteNet® 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 abgeschirmten 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 ortbeweglich 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 Stauimmunität 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 geräterobuste 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 Betriebskosten 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 drahtlose Kommunikationsverbindung 64 (von 1) unter Verwendung eines Bandes von 1,8 GHz implementiert werden, das die persönlichen Kommunikationsdienste (PCS) unterstützt. Der PCS verwendet den internationalen Standard DCS-1800. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die drahtlose Kommunikationsverbindung noch eine leitungsvermittelte drahtlose Echtzeit-Kommunikationsverbindung umfassen. Die 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 drahtlose Kommunikationsverbindung 64 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 drahtlose Kommunikationsverbindung 64 kann ein Mobiltelefon-Kommunikationsmittel, 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 drahtlose Kommunikationsverbindung kann auch das Mobiltelefon-Kommunikationsmittel 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 (CDPD) im Bereich von 800 MHz aufweisen. 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.
  • Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann ein Mobiltelefon-Kommunikationsmittel verwendet werden, um einen drahtlosen Zugriff auf das Internet zu erhalten, um beispielsweise die Echtzeitkoordinaten der Position des Lasersenders mit Eigenvermessung auf einer speziellen Website zu senden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eine Benutzereinheit 22 immer noch mit Bezug auf 1 ferner eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 62, die dazu ausgelegt ist, die Positionskoordinaten der Benutzereinheit 22 über die drahtlose Verbindung 64 zu übertragen. Die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 62 kann unter Verwendung irgendeiner von Vorrichtungen implementiert werden, die dazu ausgelegt sein können, Folgendes bereitzustellen: {eine zelluläre Verbindung; eine Funkverbindung; eine private Funkbandverbindung; eine SiteNet 900 private Funknetzverbindung; eine Verbindung zum drahtlosen Internet; und eine drahtlose Satellitenkommunikationsverbindung}. Ein Fachmann kann leicht alle diese Vorrichtungen identifizieren.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eine Benutzereinheit 22 immer noch mit Bezug auf 1 ferner eine mobile Einheit, die ferner einen Bordcomputer 66 aufweist, der dazu ausgelegt ist, den Satz von Positionsbestimmungsdaten, der vom Prozessor 38 mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten wird, zu verwenden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eine mobile Einheit 22 immer noch mit Bezug auf 1 ferner ein Arbeitsgerät 68. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Arbeitsgerät 68 unter Verwendung eines Satzes von Positionsbestimmungsdaten, die durch den Prozessor 38 mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten werden, gesteuert werden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das System 10 (von 1) der vorliegenden Erfindung ferner eine entfernt angeordnete Verfolgungsstation (RLTS) 70, die dazu ausgelegt ist, den Satz von Positionsbestimmungsdaten der mobilen Einheit 22, die mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten werden, zu verwenden, um die mobile Einheit 22 zu verfolgen.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur kombinierten Funk- und Laserpositionsbestimmung.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren zur kombinierten Funk- und Laserpositionsbestimmung (nicht dargestellt): (A) Vorsehen eines Netzwerks von Funkkommunikationsvorrichtungen 12, 14, 16 und 18 (von 1) auf Bodenbasis; (B) Vorsehen eines Lasersenders 20 (von 1), der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl 24 (und/oder 26) zu erzeugen; und (C) Verwenden des Netzwerks von Funkkommunikationsvorrichtungen 12, 14, 16 und 18 (von 1) auf Bodenbasis und Verwenden des Lasersenders 20 (von 1), um Positionskoordinaten von mindestens einer Benutzereinheit 22 mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit zu erhalten.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt (A) ferner (nicht dargestellt): (A1) Auswählen von mindestens einer Funkkommunikationsvorrichtung (12, 14, 16 und/oder 18) auf Bodenbasis aus der Gruppe, die aus Folgendem besteht: {einem Pseudolit-Sender; einem Pseudolit-Sendeempfänger; einem TV-Sender; einem UWB-Sender; einem Bluetooth-Sender; einem Wi-Fi-Sender; Positionsbestimmungstechnologien auf terrestrischer Basis unter Verwendung von Mobiltelefonsignalen (E-OTD oder TDOA); einem Locata-Sender; und einem Locata-Sendeempfänger}.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt (B) ferner (nicht dargestellt): (B1) Auswählen des Lasersenders 20 aus der Gruppe, die aus Folgendem besteht: {einem planaren Lasersender; einem geneigten planaren Lasersender; und einem Fächerlasersender}.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem mindestens eine Benutzereinheit 22 ferner den Funkempfänger 26, den Laserdetektor 28 und den Prozessor 38 aufweist, umfasst der Schritt (C) ferner (nicht dargestellt): (C1) Verwenden des Funkempfängers 26, um mindestens ein Entfernungsmessfunksignal zu empfangen, das durch mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung 12, 14, 16 und/oder 18 auf Bodenbasis übertragen wird; (C2) Verwenden des Laserdetektors 28, um mindestens einen Laserstrahl 24 (und/oder 26) zu empfangen, der durch den Lasersender 20 erzeugt wird; und (C3) Verwenden des Prozessors 38, um einen Satz von Daten, der {einen Satz von Daten, die durch mindestens ein Entfernungsmessungsfunksignal übertragen werden; und einen Satz von Daten, die durch mindestens einen Laserstrahl übertragen werden} umfasst, in Positionskoordinaten der Benutzereinheit 22 umzuwandeln, wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem mindestens eine Benutzereinheit 22 ferner die drahtlose Kommunikationsvorrichtung 62 aufweist, umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung ferner (nicht dargestellt): (C4) Verwenden der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 62, um die Positionskoordinaten der Benutzereinheit 22 unter Verwendung einer drahtlosen Kommunikationsverbindung 64 zu übertragen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem mindestens eine Benutzereinheit 22 ferner eine mobile Einheit aufweist, die ferner einen Bordcomputer 66 umfasst, umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung ferner (nicht dargestellt): Verwenden des Bordcomputers 66, um die Benutzereinheit 22 unter Verwendung des Satzes von Positionsbestimmungsdaten, die mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten werden, zu steuern. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, in dem mindestens eine Benutzereinheit 22 ferner eine mobile Einheit umfasst, die ferner einen Bordcomputer 66 aufweist, umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung ferner (nicht dargestellt): manuelles Steuern der mobilen Einheit 22 unter Verwendung des Satzes von Positionsbestimmungsdaten der mobilen Einheit, die durch den Bordcomputer 66 geliefert werden, wobei der Satz von Positionsbestimmungsdaten der mobilen Einheit durch den Prozessor 38 mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten wird.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem mindestens eine Benutzereinheit 22 ferner ein Arbeitsgerät 68 aufweist, umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung ferner (nicht dargestellt): Verwenden des Bordcomputers 66, um das Arbeitsgerät 68 unter Verwendung eines Satzes von Positionsbestimmungsdaten des Arbeitsgeräts 68 zu steuern, wobei der Satz von Positionsbestimmungsdaten des Arbeitsgeräts 68 durch den Prozessor 38 mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten wird. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei dem mindestens eine Benutzereinheit 22 ferner das Arbeitsgerät 68 aufweist, umfasst das Verfahren der vorliegenden Erfindung ferner: manuelles Steuern des Arbeitsgeräts 68 unter Verwendung des Satzes von Positionsbestimmungsdaten des Arbeitsgeräts, die durch den Bordcomputer 66 geliefert werden; wobei der Satz von Positionsbestimmungsdaten des Arbeitsgeräts durch den Prozessor 38 mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten wird.
  • Die vorangehende Beschreibung von speziellen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung erfolgte zum Zwecke der Erläuterung und Beschreibung. Sie sollen nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die offenbarten genauen Formen begrenzen und offensichtlich sind angesichts der obigen Lehre viele Modifikationen und Veränderungen möglich. Die Ausführungsbeispiele wurden gewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung am besten zu erläutern, um dadurch anderen Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung und verschiedene Ausführungsbeispiele mit verschiedenen Modifikationen, die für die spezielle in Erwägung gezogene Verwendung geeignet sind, am besten zu verwenden. Es ist vorgesehen, dass der Schutzbereich der Erfindung durch die hier angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.
  • Zusammenfassung:
  • POSITIONSBESTIMMUNGSSYSTEM UNTER VERWENDUNG VON FUNK UND LASER IN KOMBINATION
  • Ein kombiniertes Funk- und Laserpositionsbestimmungssystem (10) mit: einem Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen (12, 14, 16, 18) auf Bodenbasis, einem Lasersender (20), der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl (24, 26) zu erzeugen, und mindestens einer Benutzereinheit (22). Jede Benutzereinheit umfasst einen Funkempfänger (26), der dazu ausgelegt ist, mindestens ein Entfernungsmessfunksignal (30, 32, 34, 36) zu empfangen, das durch mindestens eine Funkkommunikations-vorrichtung (14, 16, 12, 18) auf Bodenbasis übertragen wird, einen Laserdetektor (28), der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl zu empfangen, der durch den Lasersender erzeugt wird, und einen Prozessor (38), der dazu ausgelegt ist, einen Satz von Daten, der umfasst: {einen Satz von Daten, die durch mindestens ein Entfernungsmessfunksignal übertragen werden, und einen Satz von Daten, die durch den mindestens einen Laserstrahl übertragen werden}, in Positionskoordinaten der Benutzereinheit (22) umzuwandeln, wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 6433866 [0083, 0083]
    • - US 5268695 [0085]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - ”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 Aeronautics and Astronautics, Inc., 1966 [0057]
    • - Standard DCS-1800 [0092]
    • - IS-54 [0094]
    • - IS-95 [0094]

Claims (36)

  1. Kombiniertes Funk- und Laserpositionsbestimmungssystem mit: einem Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis; einem Lasersender, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl zu erzeugen; und mindestens einer Benutzereinheit; wobei jede Benutzereinheit aufweist: einen Funkempfänger, der dazu ausgelegt ist, mindestens ein Entfernungsmessfunksignal zu empfangen, das durch die mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis übertragen wird; einen Laserdetektor, der dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Laserstrahl zu empfangen, der durch den Lasersender erzeugt wird; und einen Prozessor, der dazu ausgelegt ist, einen Satz von Daten, der aufweist: {einen Satz von Daten, die durch das mindestens eine Entfernungsmessfunksignal übertragen werden, und einen Satz von Daten, die durch den mindestens einen Laserstrahl übertragen werden}, in Positionskoordinaten der Benutzereinheit umzuwandeln, wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird.
  2. System nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis ferner aufweist: einen Funksendeempfänger auf Bodenbasis, der an einem Ort mit bekannten Koordinaten angeordnet ist.
  3. System nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis ferner aufweist: einen stationären Funkpositionsbestimmungssystem-(RADPS)Empfänger, der mit einem Funksender auf Bodenbasis integriert ist, wobei Positionskoordinaten des Funksenders auf Bodenbasis unter Verwendung einer Vielzahl von Funksignalen ermittelt werden, die durch mindestens eine Funkquelle übertragen werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); einem Pseudolit-Sender; einem Pseudolit-Sendeempfänger; einem TV-Sender; einem UWB-Sender; einem Bluetooth-Sender; einem Wi-Fi-Sender; Positionsbestimmungstechnologien auf terrestrischer Basis unter Verwendung von Mobiltelefonsignalen (E-OTD oder TDOA); einem Locata-Sender; und einem Locata-Sendeempfänger}.
  4. System nach Anspruch 1, wobei das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner aufweist: mindestens vier synchronisierte Funksendeempfänger auf Bodenbasis; und wobei das Netzwerk von mindestens vier synchronisierten Funksendeempfängern auf Bodenbasis eine 3-D-Lösung für Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit bereitstellt.
  5. System nach Anspruch 1, wobei das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner aufweist: mindestens vier synchronisierte Funksendeempfänger auf Bodenbasis mit einer im Wesentlichen schwachen vertikalen Geometrie; und wobei das Netzwerk von mindestens vier synchronisierten Funksendeempfängern auf Bodenbasis eine 3-D-Lösung für Positionskoordinaten von jeder mobilen Einheit bereitstellt; und wobei die 3-D-Lösung eine im Wesentlichen niedrige vertikale Genauigkeit aufweist.
  6. System nach Anspruch 1, wobei das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner aufweist: mindestens drei synchronisierte Funksendeempfänger auf Bodenbasis; und wobei das Netzwerk von mindestens drei synchronisierten Funksendeempfängern auf Bodenbasis eine 2-D-Lösung für horizontale Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit bereitstellt.
  7. System nach Anspruch 1, wobei das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner aufweist: mindestens drei Funksendeempfänger auf Bodenbasis mit einem externen Synchronisationssignal; und wobei das Netzwerk von mindestens drei Funkempfängern auf Bodenbasis eine 3-D-Lösung für Positionskoordinaten jeder mobilen Einheit bereitstellt.
  8. System nach Anspruch 1, wobei das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner aufweist: mindestens zwei Funksendeempfänger auf Bodenbasis mit einem externen Synchronisationssignal; und wobei das Netzwerk von mindestens zwei Funkempfängern auf Bodenbasis eine 2-D-Lösung für horizontale Positionskoordinaten von jeder mobilen Einheit bereitstellt.
  9. System nach Anspruch 1, wobei das Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ferner aufweist: einen einzelnen Funksendeempfänger auf Bodenbasis mit einem externen Synchronisationssignal; und wobei der einzelne Funksendeempfänger auf Bodenbasis eine einzelne Abstandskoordinate vom einzelnen Funksendeempfänger auf Bodenbasis zu jeder mobilen Einheit bereitstellt.
  10. System nach Anspruch 1, wobei der Lasersender ferner aufweist: einen Lasersender, der an einem Ort mit bekannten Koordinaten angeordnet ist.
  11. System nach Anspruch 1, wobei der Lasersender ferner aufweist: einen Lasersender, der an einem Ort mit unbekannten Koordinaten angeordnet ist.
  12. System nach Anspruch 1, wobei der Lasersender ferner aufweist: einen Lasersender mit Eigenvermessung, der ferner aufweist: einen stationären Funkpositionsbestimmungssystem-(RADPS)Empfänger, der mit dem Lasersender mit Eigenvermessung integriert ist; wobei der stationäre RADPS-Empfänger eine stationäre Funkantenne aufweist, und wobei Positionskoordinaten des Lasersenders unter Verwendung des stationären RADPS-Empfängers ermittelt werden, der eine Vielzahl von Funksignalen von mindestens einer Funkquelle empfängt, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {GPS; GLONASS; kombiniertem GPS/GLONASS; GALILEO; einem globalen Navigationssatellitensystem (GNSS); einem Pseudolit-Sender; einem TV-Sender; einem UWB-Sender; einem Bluetooth-Sender; einem Wi-Fi-Sender; Positionsbestimmungstechnologien auf terrestrischer Basis unter Verwendung von Mobiltelefonsignalen (E-OTD oder TDOA); und einem Locata-Sender}.
  13. System nach Anspruch 1, wobei der Lasersender ferner aufweist: einen planaren Laser, der dazu ausgelegt ist, einen Bezugslaserstrahl zu erzeugen, der eine vertikale Koordinate mit einer im Wesentlichen hohen Genauigkeit bereitstellt.
  14. System nach Anspruch 1, wobei der Lasersender ferner aufweist: einen geneigten planaren Laser, der dazu ausgelegt ist, einen Bezugsneigungslaserstrahl zu erzeugen, der zwei Winkelkoordinaten mit einer im Wesentlichen hohen Genauigkeit bereitstellt.
  15. System nach Anspruch 1, wobei der Lasersender ferner aufweist: einen Fächerlaser, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen geneigten Fächerlaserstrahl zu erzeugen.
  16. System nach Anspruch 1, wobei der Lasersender ferner aufweist: einen Fächerlaser, der dazu ausgelegt ist, mindestens zwei geneigte Fächerlaserstrahlen zu erzeugen.
  17. System nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Benutzereinheit ferner aufweist: eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, die Positionskoordinaten der Benutzereinheit zu übertragen.
  18. System nach Anspruch 17, welches ferner aufweist: eine drahtlose Kommunikationsverbindung; wobei die drahtlose Kommunikationsverbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {einer zellulären Verbindung; einer Funkverbindung; einer Privatfunkband-Verbindung; einem Site Net 900 privaten Funknetzwerk; einer drahtlosen Internet-Verbindung; einer UWB-Verbindung; einer Bluetooth-Verbindung; einer Wi-Fi-Verbindung; und einer drahtlosen Satelliten-Kommunikationsverbindung},
  19. System nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Benutzereinheit ferner aufweist: eine mobile Einheit, die ferner aufweist: einen Bordcomputer, der dazu ausgelegt ist, den Satz von Positionsbestimmungsdaten der mobilen Einheit zu verwenden; wobei der Satz von Positionsbestimmungsdaten der mobilen Einheit mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten wird.
  20. System nach Anspruch 19, wobei die mindestens eine mobile Einheit ferner aufweist: ein Arbeitsgerät und wobei das Arbeitsgerät der mobilen Einheit unter Verwendung eines Satzes von Positionsbestimmungsdaten des Arbeitsgeräts gesteuert wird und wobei der Satz von Positionsbestimmungsdaten des Arbeitsgeräts mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten wird.
  21. System nach Anspruch 19, welches ferner aufweist: eine entfernt angeordnete Verfolgungsstation (RLTS), die dazu ausgelegt ist, den Satz von Positionsbestimmungsdaten der mobilen Einheit, der mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten wird, zu verwenden, um die mobile Einheit zu verfolgen.
  22. Kombiniertes Funk- und Laserpositionsbestimmungssystem mit: einem Netzwerk von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis; wobei jede Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis dazu ausgelegt ist, mindestens ein Entfernungsmessfunksignal zu übertragen; und einem Lasersender, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl zu erzeugen; wobei mindestens eine Benutzereinheit aufweist: einen Funkempfänger, der dazu ausgelegt ist, mindestens ein Entfernungsmessfunksignal zu empfangen, das durch die mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis übertragen wird; einen Laserdetektor, der dazu ausgelegt ist, den mindestens einen Laserstrahl zu empfangen, der durch den Lasersender erzeugt wird; und einen Prozessor, der dazu ausgelegt ist, einen Satz von Daten, der aufweist: {einen Satz von Daten, die durch das mindestens eine Entfernungsmessfunksignal übertragen werden; und einen Satz von Daten, die durch den mindestens einen Laserstrahl übertragen werden}, in Positionskoordinaten der Benutzereinheit umzuwandeln, wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird.
  23. Benutzereinheits-Positionsbestimmungssystem mit: einem Funkempfänger, der dazu ausgelegt ist, mindestens ein Entfernungsmessfunksignal zu empfangen, das durch mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis übertragen wird; wobei der mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtungs-Sendeempfänger auf Bodenbasis ein Teil eines Netzwerks von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ist; wobei jede Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis dazu ausgelegt ist, mindestens ein Entfernungsmessfunksignal zu übertragen; einem Laserdetektor, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl zu empfangen, der durch den Lasersender erzeugt wird; und einem Prozessor, der dazu ausgelegt ist, einen Satz von Daten, der aufweist: {einen Satz von Daten, die durch das mindestens eine Entfernungsmessfunksignal übertragen werden; und einen Satz von Daten, die durch den mindestens einen Laserstrahl übertragen werden}, in Positionskoordinaten der Benutzereinheit umzuwandeln, wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird.
  24. Benutzereinheits-Positionsbestimmungssystem mit: einem Funkempfänger, der ferner aufweist: eine Funkantenne, die dazu ausgelegt ist, eine Vielzahl von Entfernungsmessfunksignalen zu empfangen, einschließlich mindestens eines Entfernungsmesssignals, das durch mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis übertragen wird, und eine Satellitenantenne, die dazu ausgelegt ist, mindestens ein Entfernungsmess-Satellitenfunksignal zu empfangen, das durch mindestens einen GNSS-Satelliten übertragen wird; einem Laserdetektor, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl zu empfangen, der durch einen Lasersender erzeugt wird; und einem Prozessor, der dazu ausgelegt ist, einen Satz von Daten, der aufweist: {einen Satz von Daten, die durch das mindestens eine Entfernungsmessfunksignal übertragen werden; einen Satz von Daten, die durch das mindestens eine Entfernungsmess-Satellitenfunksignal übertragen werden; und einen Satz von Daten, die durch den mindestens einen Laserstrahl übertragen werden}, in Positionskoordinaten der Benutzereinheit umzuwandeln, wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird; wobei jede Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {einem Pseudolit-Sender; einem Pseudolit-Sendeempfänger; einem TV-Sender; einem UWB-Sender; einem Bluetooth-Sender; einem Wi-Fi-Sender; Positionsbestimmungstechnologien auf terrestrischer Basis unter Verwendung von Mobiltelefonsignalen (E-OTD oder TDOA); einem Locata-Sender; und einem Locata-Sendeempfänger}; und wobei jeder GNSS-Satellit aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {einem GPS-Satelliten; einem GLONASS-Satelliten; und einem GALILEO-Satelliten}; und wobei der Lasersender aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {einem planaren Lasersender; einem geneigten planaren Lasersender; und einem Fächerlasersender}.
  25. Verfahren zur kombinierten Funk- und Laserpositionsbestimmung, aufweisend: (A) Vorsehen eines Netzwerks von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis; (B) Vorsehen eines Lasersenders, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl zu erzeugen; und (C) Verwenden des Netzwerks von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis und Verwenden des Lasersenders, um Positionskoordinaten mindestens einer Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit zu erhalten.
  26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt (A) ferner aufweist: (A1) Auswählen mindestens einer Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis aus der Gruppe, die aus Folgendem besteht: {einem Pseudolit-Sender; einem Pseudolit-Sendeempfänger; einem TV-Sender; einem UWB-Sender; einem Bluetooth-Sender; einem Wi-Fi-Sender; Positionsbestimmungstechnologien auf terrestrischer Basis unter Verwendung von Mobiltelefonsignalen (E-OTD oder TDOA); einem Locata-Sender; und einem Locata-Sendeempfänger}.
  27. Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt (B) ferner aufweist: (B1) Auswählen des Lasersenders aus der Gruppe, die aus Folgendem besteht: {einem planaren Lasersender; einem geneigten planaren Lasersender; und einem Fächerlasersender}.
  28. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die mindestens eine Benutzereinheit ferner aufweist: einen Funkempfänger, einen Laserdetektor und einen Prozessor; und wobei der Schritt (C) ferner aufweist: (C1) Verwenden des Funkempfängers, um mindestens ein Entfernungsmessfunksignal zu empfangen, das durch die mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis übertragen wird; (C2) Verwenden des Laserdetektors, um den mindestens einen Laserstrahl zu empfangen, der durch den Lasersender erzeugt wird; und (C3) Verwenden des Prozessors, um einen Satz von Daten, der aufweist: {einen Satz von Daten, die durch das mindestens eine Entfernungsmessfunksignal übertragen werden; und einen Satz von Daten, die durch den mindestens einen Laserstrahl übertragen werden}, in Positionskoordinaten der Benutzereinheit umzuwandeln, wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird.
  29. Verfahren nach Anspruch 28, wobei die mindestens eine Benutzereinheit ferner eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung aufweist; wobei das Verfahren ferner aufweist: (C4) Verwenden der drahtlosen Kommunikationsvorrichtung, um die Positionskoordinaten der Benutzereinheit unter Verwendung einer drahtlosen Kommunikationsverbindung zu übertragen; wobei die drahtlose Kommunikationsverbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {einer zellulären Verbindung; einer Funkverbindung; einer Privatfunkband-Verbindung; einem Site Net 900 privaten Funknetz; einer drahtlosen Internet- Verbindung; einer UWB-Verbindung; einer Bluetooth-Verbindung; einer Wi-Fi-Verbindung; und einer drahtlosen Satelliten-Kommunikationsverbindung}.
  30. Verfahren nach Anspruch 28, wobei die mindestens eine Benutzereinheit ferner eine mobile Einheit aufweist, die ferner einen Bordcomputer aufweist; wobei das Verfahren ferner aufweist: (C5) Verwenden des Bordcomputers, um die Benutzereinheit unter Verwendung des Satzes von Positionsbestimmungsdaten der mobilen Einheit zu steuern; wobei der Satz von Positionsbestimmungsdaten der mobilen Einheit mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten wird.
  31. Verfahren nach Anspruch 30, wobei die mindestens eine mobile Einheit ferner ein Arbeitsgerät aufweist, wobei das Verfahren ferner aufweist: (C6) Verwenden des Bordcomputers, um das Arbeitsgerät unter Verwendung eines Satzes von Positionsbestimmungsdaten des Arbeitsgeräts zu steuern, wobei der Satz von Positionsbestimmungsdaten des Arbeitsgeräts mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten wird.
  32. Verfahren nach Anspruch 28, wobei die mindestens eine Benutzereinheit ferner eine mobile Einheit aufweist, die ferner einen Bordcomputer aufweist; wobei das Verfahren ferner aufweist: (C7) manuelles Steuern der mobilen Einheit unter Verwendung des Satzes von Positionsbestimmungsdaten der mobilen Einheit, die durch den Bordcomputer geliefert werden; wobei der Satz von Positionsbestimmungsdaten der mobilen Einheit mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten wird.
  33. Verfahren nach Anspruch 30, wobei die mindestens eine mobile Einheit ferner ein Arbeitsgerät aufweist, wobei das Verfahren ferner aufweist: (C8) manuelles Steuern des Arbeitsgeräts unter Verwendung des Satzes von Positionsbestimmungsdaten des Arbeitsgeräts, die durch den Bordcomputer geliefert werden; wobei der Satz von Positionsbestimmungsdaten des Arbeitsgeräts mit der lasergestützten (LA) vertikalen Genauigkeit erhalten wird.
  34. Verfahren zur kombinierten Funk- und Laserpositionsbestimmung, aufweisend: (A) Vorsehen eines Netzwerks von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis; wobei jede Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis dazu ausgelegt ist, mindestens ein Entfernungsmessfunksignal zu mindestens einer Benutzereinheit zu übertragen; und (B) Vorsehen eines Lasersenders, der dazu ausgelegt ist, mindestens einen Laserstrahl zu erzeugen und zu der mindestens einen Benutzereinheit zu übertragen; wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird.
  35. Verfahren zur Benutzereinheits-Positionsbestimmung, aufweisend: (A) Verwenden eines Funkempfängers, um mindestens ein Entfernungsmessfunksignal zu empfangen, das durch mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis übertragen wird; wobei der mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtungs-Sendeempfänger auf Bodenbasis ein Teil eines Netzwerks von Funkkommunikationsvorrichtungen auf Bodenbasis ist; wobei jede Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis dazu ausgelegt ist, mindestens ein Entfernungsmessfunksignal zu übertragen; (B) Verwenden eines Laserdetektors, um mindestens einen Laserstrahl zu empfangen, der durch einen Lasersender erzeugt wird; und (C) Verwenden eines Prozessors, um einen Satz von Daten, der aufweist: {einen Satz von Daten, die durch das mindestens eine Entfernungsmessfunksignal übertragen werden; und einen Satz von Daten, die durch den mindestens einen Laserstrahl übertragen werden}, in Positionskoordinaten der Benutzereinheit umzuwandeln, wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird.
  36. Verfahren zur Benutzereinheits-Positionsbestimmung, aufweisend: (A) Verwenden eines Funkempfängers, um mindestens ein Entfernungsmessfunksignal zu empfangen, das durch mindestens eine Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis übertragen wird; (B) Verwenden des Funkempfängers, um mindestens ein Entfernungsmess-Satellitenfunksignal zu empfangen, das durch mindestens einen GNSS-Satelliten übertragen wird; (C) Verwenden eines Laserdetektors, um mindestens einen Laserstrahl zu empfangen, der durch einen Lasersender erzeugt wird; und (D) Verwenden eines Prozessors, um einen Satz von Daten, der aufweist: {einen Satz von Daten, die durch das mindestens eine Entfernungsmessfunksignal übertragen werden; einen Satz von Daten, die durch das mindestens eine Entfernungsmess-Satellitenfunksignal übertragen werden; und einen Satz von Daten, die durch den mindestens einen Laserstrahl übertragen werden}, in Positionskoordinaten der Benutzereinheit umzuwandeln, wobei ein Satz von vertikalen Koordinaten der Benutzereinheit mit einer lasergestützten (LA) Genauigkeit erhalten wird; wobei jede Funkkommunikationsvorrichtung auf Bodenbasis aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Folgendem besteht: {einem Pseudolit-Sender; einem Pseudolit-Sendeempfänger; einem TV-Sender; einem UWB-Sender; einem Bluetooth-Sender; einem Wi-Fi-Sender; Positionsbestimmungstechnologien auf terrestrischer Basis unter Verwendung von Mobiltelefonsignalen (E-OTD oder TDOA); einem Locata-Sender; und einem Locata-Sendeempfänger}; und wobei jeder GNSS-Satellit aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {einem GPS-Satelliten; einem GLONASS-Satelliten; und einem GALILEO-Satelliten}: und wobei der Lasersender aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Folgendem besteht: {einem planaren Lasersender; einem geneigten planaren Lasersender; und einem Fächerlasersender}.
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