DE1254206B - Verfahren zur Standortbestimmung und -anzeige von Objekten - Google Patents

Description

DEUTSCHES WTWWl· PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21 a4 - 48/43

Nummer: 1254 206

Aktenzeichen: J 13696IX d/21 a4

J 254 206 Anmeldetag: 10.September 1957

Auslegetag: 16. November 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Standortbestimmung und -anzeige mindestens eines sich bewegenden, mit einem impulsgetasteten Hochfrequenzsender ausgestatteten Objektes, das ein Fahrzeug, Flugzeug oder Schiff sein kann.

Bei der Luftüberwachung z.B. stellt die Standortbestimmung und -überwachung der einzelnen Flugzeuge in einem Überwachungsgebiet jeweils vom Start bis zur Landung eine unabdingbare Forderung dar. Diese Aufgabe kann aber von üblichen Funkmeßeinrichtungen nur mit großem Aufwand an Personal und Material erfüllt werden, da Radareinrichtungen einerseits nur eine begrenzte Reichweite besitzen, die aber zur präzisen Standortbestimmung über größere Entfernungen weniger geeignet sind. Andererseits stehen deshalb Navigationshilfeverfahren zur Verfügung, die sich aber auch nur für relativ kurze Strecken, _ d.h. zum Beispiel Flugzeugentfernungen, eignen, da Trägerfrequenzen von etwa 1000 Megahertz verwendet werden. Dies bietet aber wiederum den Vorteil, daß ein relativ großes Frequenzband für Übertragungskanäle zur Kennung verschiedener Flugzeuge in einem bestimmten Bereich zur Verfügung steht. Diese Verfahren sind aber im allgemeinen zur Entfernungsbestimmung und nicht ohne weiteres zur Standortanzeige eingerichtet.

Die bekannten Hyperbelverfahren zur Ortung dienen zur Entfernungs- und Standortbestimmung in den Flugzeugen selbst und besitzen den Nachteil, daß die einzelnen Sender der erforderlichen Bodenstationen untereinander zur exakten Zeitbestimmung synchronisiert sein müssen. Andererseits müssen die Sender, damit die Laufzeiten genau ermittelt werden können, in Dauerbetrieb arbeiten. Aber auch diese Verfahren dienen in der Regel nicht zur Standortanzeige von Objekten, die sich in einem bestimmten Bereich bewegen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur Standortbestimmung und -anzeige von Objekten, die sich in einem Bereich bewegen, der weit ♦o über dem mit bisherigen Funkmeßeinrichtungen zu erfassenden Bereich liegt, bereitzustellen, wobei eine präzise Bestimmung des jeweiligen Standortes ohne Synchronisierung der die Meßwerte ermittelnden Stationen ermöglicht wird. Weiterhin soll das System zur Standortbestimmung nur auf einer einzigen Frequenz arbeiten, so daß eine relativ niedrige Frequenz als Trägerfrequenz verwendet werden kann, die im wesentlichen eine Bodenwellenausbreitung gestattet, um die Reichweite nicht auf den Sichtbereich beschränken zu müssen.

Der Erfindung liegt demnach also ein Verfahren zur Verfahren zur Standortbestimmung und -anzeige von Objekten

Anmelder:

IBM Deutschland Internationale
Büro-Maschinen Gesellschaft m. b. H.,
Sindelfingen bei Stuttgart

Als Erfinder benannt:

Dan Connor Ross, Wappinger Falls,

Dutchess County, Ν. Υ. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 12. September 1956
(609 414)

Standortbestimmung eines mit einem Sender für hochfrequente elektrische Schwingungen ausgestatteten Objektes mittels vier auf einer Fläche verteilten Empfangsstationen mit bekannten geographischen Koordinatenwerten zugrunde, bei welchem in einer Zentralstation mit Hilfe der gemessenen Laufzeitdifferenzen der vom Sender abgestrahlten und von den Empfangsstationen aufgenommenen Schwingungen die Lage des Objektes in bezug auf die vier Empfangsstationen ermittelt wird.

Hierfür wird nun erfindungsgemäß die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Laufzeitdifferenzen in der Zentralstation einer elektronischen Rechenanlage zugeführt werden, in der die geographischen Koordinatenwerte der Empfangsstationen gespeichert sind und die mit Hilfe von Koordinatenbestimmungsgleichungen, wie

JV² - V² (K₁ ² + 2 K₁T_b)
^X~ 2 JV""

P² + M^z -2PX - V² (Kj +2 K₂ Tb)

worin unter Berücksichtigung, daß der Koordinatenursprung in eine erste Empfangsstation B gelegt ist,

N = x-Koordinatenwert einer zweiten Empfangsstation^, deren j-Koordinatenwert gleich Null ist,

P = x-Koordinatenwert einer dritten Empfangsstation C,

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M = j-Koordinatenwert der dritten Empfangsstation C,

K₁ = Laufzeitdiiferenz zwischen den Empfangsstationen A und B,

V = Lichtgeschwindigkeit
die Bekannten und

Χ. Y = Koordinatenwerte des Objektes,

Tb = Eintreffzeitpunkt der Schwingungen in der ersten Empfangsstation B

die Unbekannten bedeuten, den Standort des Objektes unter Korrektur des Gangzeitunterschiedes zwischen den Uhren der Empfangsstationen durch Variation der Unbekannten errechnet.

Wie sich ohne weiteres aus dem größeren Zusammenhang ergeben dürfte, stellt dabei die Übereinstimmung der Lage des Koordinatenursprungs mit der Lage der zweiten Empfangsstation offensichtlich eine der Möglichkeiten dar, die sich für die Verarbeitung der Meßwerte anbietet. Dies gilt aber genauso für die Wahl der in Betracht zu ziehenden Koordinatenebene, indem hierzu lediglich entsprechende Bestimmungsgleichungen aufgestellt werden.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Eichung des Systems mit Hilfe eines Hilfssenders, dessen geographische Koordinatenwerte in der Rechenanlage gespeichert werden.

Hierbei wird in vorteilhafter Weise so vorgegangen, daß zur Darstellung der Laufzeitdifferenzen in digitaler Form für die Einspeisung in die Rechenanlage die Eintreffzeitpunkte der vom impulsgetasteten Hilfssender abgestrahlten Hilfsimpulse jeweils vor der Zeitmessung der vom Objektsender in Form von Objektimpulsen abgestrahlten Schwingungen mit Hilfe entsprechender, jeweils den Empfangsstationen zugeordneter elektronischer Mittel erfaßt werden und daß die aus den Eintreffzeitpunkten der Hilfsimpulse ermittelten virtuellen Laufzeitdifferenzen mit den aus den eingespeicherten geographischen Koordinatenwerten sowohl der des Hilfssenders als auch der der Empfangsstationen sich ergebenden wahren Laufzeitdifferenzen der Hilfsimpulse zur Ableitung von Korrekturwerten der Gangzeitunterschiede zwischen den einzelnen Empfangsstationsuhren verglichen werden und einer der Zentralstation zugeordneten Speichervorrichtung zugeführt werden, an der die jeweiligen Korrekturwerte beim Auftreten der an den Objektimpulsen abgeleiteten Laufzeitdifferenzen abgefragt und einem Eingang einer Addiervorrichtung zugeführt werden, deren anderem Eingang jeweils die aus den Objektimpulsen abgeleiteten Laufzeitdifferenzen zugeführt werden.

Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken werden in der Ausgabeeinrichtung der digitalen Rechenanlage aus den so berechneten wahren Koordinatenwerten des Objektes entsprechende Ablenkspannungen für eine Anzeigevorrichtung in Koordinatendarstellung abgeleitet.

In vorteilhafter Weise wird hierbei die Abstrahlung der Objektimpulse durch einen Impuls eines Ortungsbereichssenders eingeleitet, welcher jeweils durch einen Empfänger an Bord der Objekte aufgenommen wird und die Rückstellung eines Zählers über ein UND-Glied in Gang setzt, das mit vorheriger Einstellung des Zählers auf einen Zählerstand, der dem dem Objekt

fest zugeteilten Zeitabschnitt zum Aussenden der Objektimpulse entspricht, vorbereitet worden ist, so daß der Zähler nach Rückstellung einen Impuls einer Modulatorstufe eines HF-Senders zur Abstrahlung des Objektimpulses zuführt.

Die Impulsabgabe mehrerer Ordnungsbereichssender wird aber, zeitlich je besonders, über jeweils zugeordnete Empfänger ihrerseits durch einen Überwachungsgebietssender gesteuert, wobei ein Überwachungsgebiet mehrere Ortungsbereiche umfaßt, derart, daß die Ortungsergebnisse der einzelnen Bereiche nacheinander von einer Überwachungsgebiets-Rechenanlage verarbeitet und durch die Anzeigevorrichtung dargestellt werden.

Die Kennung der einzelnen Objekte eines Ortungsbereichs und die Kennung der einzelnen Ortungsbereiche eines Uberwachungsgebiets geschieht also durch zeitliche Staffelung der Impulsabgabe der Objektsender. Die zeitliche Staffelung gewährleistet für jedes zu

ao ortende Objekt einen ausreichenden Zeitabschnitt zur Berechnung und Anzeige des Standorts auf einem Luftlageschaubild. Da aber die Messungen und Berechnungen für jedes Objekt nach relativ kurzen Zeitabschnitten wiederholt werden, läßt sich aus dem Luftlageschaubild darüber hinaus auch die Bewegung der einzelnen Objekte verfolgen.

Die Synchronisierung des Ortungssystems für ein Überwachungsgebiet läßt relativ große Sicherheitstoleranzen zu, so daß an die Präzision der Zeitgeber- vorrichtungen zur Abgabe der Objektimpulse keine allzu großen Anforderungen gestellt zu werden brauchen.

Andererseits entfällt durch die Korrekturmessung und -berechnung mittels der Hilfssenderimpulse für jeden Ortungsbereich die sonst erforderliche Synchronisierung der Bodenstationen zur Ermittlung der jeweiligen Laufzeitdifferenzen. Da diese Laufzeitdifferenzen zur Bereitstellung brauchbarer Meßwerte äußerst exakt sein müssen, müßten sonst extreme Anforderungen an ein solches Synchronisierungssystem gestellt werden, was einen beträchtlichen Geräteaufwand bedingen würde, der aber bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens entfällt.
Da dank der erfindungsgemäß verwendeten Kennungsmethode im gesamten Überwachungsgebiet nur auf einer Frequenz gearbeitet zu werden braucht, entfällt außerdem die Notwendigkeit der Mehrkanalübertragung, so daß eine Trägerfrequenz gewählt werden kann, deren Ausbreitung nicht durch die optische

5p Sichtweite begrenzt wird. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, eine Frequenz zu wählen, die hauptsächlich Bodenwellenausbreitung gestattet. Da ein zunächst eintreffender Bodenwellenimpuls den Meßvorgang an eine Bodenstation einleitet und die Übertragung weiterer empfangener Impulse für den jeweilig einsetzenden Meßzyklus gesperrt ist, kann auch ein eventuell später eintreffender Raumwellenimpuls das Meßergebnis nicht beeinflussen oder gar verfälschen.
Die Erfindung wird anschließend an Hand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Übersicht des erfindungsgemäß verwendeten Standortbestimmungs- und -anzeigesystems für ein Überwachungsgebiet mit mehreren Ortungsbereichen,

F i g. 2 eine graphische Darstellung der räumlichen Beziehung zwischen Bodenstationen und zu messendem Objekt in einem kartesischen Koordinatensystem,

F i g. 3 die Schaltung einer Bodenstation für das Synchronisierungssystem eines Ortungsbereichs,

Fig. 3a eine graphische Darstellung bestimmter Impulsfolgen in der Anordnung nach Fig. 3,

F i g. 4 die Schaltung einer Bordstation eines Objektes,

F i g. 5 die Schaltung einer Bodenempfangsstation zur Messung der Ankunftszeiten der Impulse und die Anschaltung der einzelnen Bodenempfangsstationen an die Eingabevorrichtung der Rechenanlage,

F i g. 6 die Zusammensetzung der Zeichnungen nach Fig. 6-1, 6-2 und 6-3, die das Schaltbild der Eingabevorrichtung darstellen,

Fig. 6 a eine graphische Darstellung bestimmter Zeitsteuersignale zur Steuerung der Eingabevorrichtung der Gebietsrechenanlage.

Das Verfahren zur Standortbestimmung von Objekten gemäß der Erfindung läßt sich mit Erfolg für einen bestimmten Bereich anwenden, dessen Größe zwischen einigen Quadratkilometern und mehreren tausend Quadratkilometern liegt. Zweckmäßigerweise ist dieser bestimmte Bereich in eine Anzahl von benachbarten Ortungsbereichen beliebiger Größe eingeteilt. Ein System zur Durchführung eines solchen Verfahrens ist in Fig. 1 dargestellt, wo eine Anzahl von aneinander angrenzenden Ortungsbereichen mit jeweils gestrichelt dargestellten Grenzen veranschaulicht ist. Obwohl der Einfachheit halber diese Ortungsbereiche in gleicher Größe und in rechteckiger Form gezeichnet sind, können ihre Größe und ihre Form verschieden voneinander sein, ohne die Wirkungsweise des Verfahrens zu beeinträchtigen. Jeder dieser Ortungsbereiche enthält mehrere ortsfeste Bodenstationen, von denen hier jeweils vier gezeigt sind, und zwar für den Ortungsbereich 1 die Stationen 1-51, 1-52, 1-53 und 1-54. Diese verschiedenen Stationen empfangen periodisch wiederkehrende Standortmeldeimpulse in Form elektromagnetischer Strahlung von dem im beweglichen Objekt mitgeführten impulsgetasteten HF-Sender, z. B. von einem Objekt Pl im Ortungsbereich 1, einem Objekt Pl im Ortungsbereich 8 und einem Objekt P3 im Ortungsbereich 3. Diese periodischen Impulse werden vom beweglichen Objekt automatisch ohne jede Überwachung durch Bedienungspersonal abgestrahlt, wobei ihre Aussendung fortlaufend während der ganzen Dauer der Standortbestimmung erfolgt, die sich z.B. bei einem Flugzeug zur Flugüberwachung von der Start- bis zur Landezeit erstrecken kann.

Das auf einen Ortungsbereich bezogene Standortbestimmungssystem wird unter regelmäßig wiederkehrenden Operationszyklen betrieben, die z.B. jeweils eine Periode von 10 oder 11 Sekunden Dauer haben können. Jeder Operationszyklus ist in eine große Anzahl von gleichen Zeitabschnitten eingeteilt, die beispielsweise eine Dauer von einer Millisekunde haben können. Eine bestimmte Anzahl der Zeitabschnitte jedes Operationszyklus dient zur Ermittlung von Korrekturgrößen, während die restlichen Zeitabschnitte eines Operationszyklus der eigentlichen Ortung vorbehalten sind.

Für die Standortmeldung ist jedem beweglichen Objekt ein eigener Zeitabschnitt zugeordnet, währenddessen es seinen periodischen elektromagnetischen Standortmeldeimpuls (Ortungsimpuls) ausstrahlt. Diese Zeitabschnitte liegen so weit auseinander, daß alle erforderlichen Berechnungen zur Standortermittlung durchgeführt werden können, bevor der nächste Standortmeldeimpuls eines anderen Zieles ankommt. Auf diese Weise melden alle Objekte innerhalb eines Ortungsbereiches automatisch und nacheinander ihre Standorte je einmal während jedes Operationszyklus. Bei Wiederholung dieser Meldungen während aufeinanderfolgender Operationszyklen kann die Bewegung jedes Objektes verfolgt und damit sein Kurs, seine Richtung und seine Geschwindigkeit ermittelt werden.

ίο Jeder von einem Punkt innerhalb eines Ortungsbereichs ausgestrahlte Standortmeldeimpuls wird von allen dem Bereich zugeordneten Bodenstationen empfangen, und der Zeitpunkt des Eintreffens eines Impulses wird an jeder Station automatisch festgehalten.

Diese Ankunftszeitinformation wird über ein eigenes Leitungssystem oder andere Verbindungskanäle auf die Eingabevorrichtung 10 einer Rechenanlage weitergeleitet, nachdem zuvor ein Bereichsüberwachungszentrum durchlaufen worden ist. So verläuft z. B. die vieradrige Stammleitungr _jRl für den Bereichl vom Überwachungszentrum zur Eingabevorrichtung Cl. Die Eingabevorrichtung 10 empfängt die Ankunftszeitinformation von jedem Bereichsüberwachungszentrum, kann sie in bezug auf leichte Differenzen zwischen den an den Bereichsstationen herrschenden momentanen Uhrzeiten, wie nachstehend genauer erklärt wird, korrigieren und sendet diese Information (zusammen mit Informationen über die Koordinatenposition des betreffenden Ortungsbereichs innerhalb des Überwachungsgebiets) zu einer automatischen Rechenanlage 11. Diese ist so vorprogrammiert, daß sie aus den ihr zugeführten Angaben die Position eines Objektes, z.B. des Flugzeuges PI, in dem Überwachungsgebiet berechnet. Die Resultate dieser Berechnung werden dann automatisch von der Rechenanlage 11 einem Auswertegerät 12 zugeleitet, das z. B. ein Standortanzeigesystem sein kann, wo die jeweiligen Standorte aller Objekte innerhalb des Überwachungsgebiets in solcher Weise sichtbar gemacht werden, daß ihre jeweils veränderlichen Standorte über eine beliebige Zeitdauer verfolgt werden können. Nach dieser beispielsweise optischen Darstellung kann sowohl der Kurs als auch die Geschwindigkeit jedes Objektes festgestellt werden, die genaue Position jedes Objektes zu einem gegebenen Zeitpunkt bestimmt und sowohl der voraussichtliche Kurs als auch eine zukünftige Position jedes Objektes zu jedem beliebigen Zeitpunkt leicht geschätzt werden. Diese Möglichkeiten sind von außerordentlichem Wert bei der Luftverkehrsüberwachung nicht nur vom Standpunkt des Vermeidens von Kollisionskursen zweier beliebiger Flugzeuge, sondern auch zur Ermittlung der Anzahl und der Ankunftszeiten bestimmter Flugzeuge an bestimmten Stellen. Mit Hilfe der so ermittelten Informationen wird eine wirksamere und schnellere Verkehrsabwicklung gewährleistet.

Alle sich in einem Ortungsbereich bewegenden Objekte übertragen ihre Standortmeldeimpulse auf nur einer gemeinsamen Ubertragungsfrequenz. Die automatische Aussendung von Standortmeldeimpulsen durch die Objekte in einem Ortungsbereich kann zeitlich in zufälliger Folge stattfinden; aber diese zufällige Folge des Eintreffens von Standortmeldeimpulsen kann für kurze Zeitabschnitte in etwa die Genauigkeit der Standortbestimmung für mehrere Objekte beeinflussen, weil die Impulsaussendungszeiten dieser Objekte in diesen Zeitabschnitten so nahe beieinanderliegen können, daß unter Umständen fehlerhafte Berechnungen

in der Rechenanlage durchgeführt werden. Wenn dieser Zustand auch nur von kurzer Dauer ist, so sind doch die während dieser Zeitdauer ermittelten Standortbestimmungen vorübergehend für die betreffenden Objekte wertlos. Obwohl in Gebieten geringer Verkehrsdichte diese Tatsache nicht ins Gewicht fallen dürfte, wäre hingegen in Gebieten großer Verkehrsdichte hiermit nicht gedient.

Durch Synchronisierungsmaßnahmen bei den automatischen Standortmeldungsoperationen für jedes Objekt im Überwachungsbereich läßt sich hier also abhelfen. Für diese Synchronisierungsmaßnahmen wird lediglich ein zusätzliches Frequenzband bei relativ kleiner Trägerfrequenz benötigt, um ständig zuverlässigen Empfang ohne Rücksicht auf das Gelände und die Krümmung der Erdoberfläche zu haben (z. B. eine Frequenz zwischen 100 und 200 Kilohertz). Da alle Standortmeldeimpulsübertragungen im gleichen Übertragungskanal erfolgen, können die automatischen Standortmeldeoperationen der Objekte innerhalb des Überwachungsbereichs so synchronisiert werden, daß die von jedem Objekt ausgesendeten periodischen Standortmeldeimpulse alternierend mit denen aller anderen Objekte, die den Überwachungsbereich durchqueren kennten, auftreten. Bei einer solchen Synchronisation kennen die Standortmeldeimpulse jedes Objektes niemals die eines anderen Objektes stören, so daß keine Verwechslungen und keine Fehler entstehen können, selbst wenn alle eine gemeinsame Übertragungsfrequenz benutzen. Außerdem kann durch die synchronisierte Wirkungsweise jedes Objekt eindeutig identifiziert werden.

Obwohl die zu den Bedenstationen übertragenen automatischen Standortmeldeimpulse von Stationen außerhalb des Bereichs empfangen werden können, in dem sich das meldende Objekt gerade befindet, kann keine Verwechslung entstehen, da die Standortinformation von der Rechenanlage für die Bodenstationen des Bereichs, in dem sich das meldende Objekt befindet, zuerst empfangen und verarbeitet wird. Die Gebietsrechenanlage kann leicht so programmiert werden, daß sie später empfangene Standortmeldungen außer acht läßt cder die Resultate einer Berechnung, die zeigt, daß die Meldung von außerhalb der Grenzen des Meldebereichs gekommen ist, ausscheidet. Es kann aber auch jede Meldung ausgeschieden werden, die von Stationen empfangen wird, welche von der vorher errechneten Position des Objektes weit entfernt sind.

Wie bereits erwähnt, wird die Ankunftszeit jedes Standortmeldeimpulses an jeder Bodenstation eines Bereichs festgestellt und die Ankunftszeitangabe zur Gebietsrechenanlage übertragen. Die Ankunftszeit wird unter Verwendung einer sogenannten »elektronischen Uhr« identifiziert und aufgezeichnet, die in der Anlage an jeder Bodenstation enthalten ist. Jede dieser Uhren arbeitet mit großer Genauigkeit, und geringe relative DifTerenzen zwischen den Uhrzeiten der verschiedenen Stationen eines Bereichs können durch Synchronisation der Uhren von einer Zentralstelle aus vermieden werden. Da jedoch die Stationen eines Bereichs gewöhnlich zwischen 100 und 200 km voneinander entfernt liegen und da die Uhrensynchronisation von einer zentralen Stelle des Bereichs aus weitere Übertragungseinrichtungen zu jeder Station von der Synchronisierungszentrale aus erfordern würde, wäre es vorteilhaft, exakte Standortangaben auch ohne ein solches Uhrensynchronisierungssystem erhal-

ten zu können. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, entsprechende Korrekturen der Ankunftszeiten der Standortmeldungen an den verschiedenen Stationen selbst durchzuführen. Jeder Ortungsbereich enthält zu diesem Zweck einen Meßsender zugeordnet, z.B. den SenderTl für den Bereich 1. Dieser Meßsender besitzt dieselbe Ausrüstung wie jedes zu ortende Objekt im Überwachungsbereich und strahlt ebenfalls periodisch Standortmeldeimpulse aus; ίο der Meßsend er hat einen genau bekannten feststehenden Standort innerhalb des zugeordneten Ortungsbereichs. Die von einem Bereichsmeßsender ausgesendeten und durch die Bodenstationen des Bereichs empfangenen Standortmeldeimpulse werden auswertete mäßig so behandelt, als ob sie von einem zu ortenden Objekt herrührten, d.h., die Ankunftszeitangaben werden ebenfalls zur Gebietsrechenanlage übertragen. Diese Standortmeldeimpulse der Meßsender treten in den obenerwähnten Zeitabschnitten zur Ermittlung von Korrekturgrößen jedes Operationszyklus auf, wobei jedem Ortungsbereich ein besonderer Zeitabschnitt hierfür zugeordnet ist. Diese Meßsenderimpulszeitangaben für jeden Ortungsbereich werden der Gebietsrechenanlage 11 zugeführt, die so programmiert ist, daß während des Zeitabschnitts zur Ermittlung von Korrekturgrößen, d.h. während des Empfangs der Meßsenderimpulse, Berechnungen in umgekehrter Weise als bei Empfang von Objektimpulsen unter Verwendung des genau bekannten Standorts jedes Meßsenders für einen gegebenen Ortungsbereich durchgeführt werden. Die Ergebnisse dieser umgekehrten Rechnung liefern dann einen relativen Uhrzeitdifferenzkorrekturfaktor für jede Empfängergruppe eines Ortungsbereichs. Dieser Korrekturfaktor wird in der Eingabevorrichtung 10 der Gebietsrechenanlage gespeichert und dient zur Abänderung der Meldeimpuls-Ankunftszeitangabe von entsprechenden Empfängergruppen, d.h. Stationspaaren, so daß die abgeänderte Zeitinformation mit der identisch ist, die von den Stationen dann geliefert würde, wenn ihre Uhren genau synchron laufen würden.

Die Meldeimpuls-Eingangszeitangaben, die sich aus den an den Stationen in einem Bereich empfangenen Standortmeldeimpulsen ergeben, können zur Berechnung des Standorts eines Objektes in bezug auf die Lage der Stationen ausgenutzt werden. Dies kann nach verschiedenen Rechenverfahren geschehen.
Ein beispielsweises Rechenverfahren, das die Objektposition in kartesischen Koordinaten, deren Ursprung in einer der Bodenstationen gelegt ist, sei an Hand von F i g. 2 erläutert. Hier sind die Orte der vier Stationen eines Ortungsbereichs mit A, B, C und D bezeichnet. Der Ursprung des kartesischen Koordinatensystems fällt dabei mit dem Ort der Station B zusammen. Ein von einem Objekti^r ausgesendeter Standortmeldeimpuls wird in den verschiedenen Stationen zu unterschiedlichen Zeitpunkten empfangen; die Differenz dieser von einem Stationspaar ermittelten Zeitpunkte definiert die Position des Objektes dahingehend, daß es sich auf irgendeiner Hyperbel befindet, die symmetrisch zu einer durch das Stationspaar gehenden Achse verläuft. Der Schnittpunkt zweier oder mehrerer solcher Hyperbeln, die zweien oder mehreren Paaren von Bodenstationen zugeordnet sind, identifiziert dann den Standort des Flugzeuges.

Wenn also der Ankunftszeitpunkt eines Standortmeldeimpulses an einer Station durch T mit einem die

betreffende Station kennzeichnenden Index bezeichnet wird, dann können die DirTerenzwerte^₁, K₂ und K₃ der Ankunftszeiten für drei Stationspaare durch folgende Gleichungen dargestellt werden:

Ta~Tb = K₁, Tc — Tb = K₂ , Td — Tb = K₃ .

(1) (2) (3)

Wenn die Ausbreitungsgeschwindigkeit durch die Konstante V dargestellt wird und wenn die Bezugszeit an jeder Station in dem Augenblick, wenn der Meldeimpuls das Flugzeug verläßt, den Wert Null hat, dann

10

kann jeweils die Funktion der Zeit, die ein Standortimpuls für den Weg vom Flugzeug F zu jeder der Bodenstationen braucht, durch folgende Gleichungen ausgedrückt werden:

VZ\ (4) + Y²^Z², (5) + {M - Yf -r Z², (6)

A-{R- Yf + {Z- Sf.

Durch Kombination der Gleichung (4) mit den Gleichungen (5), (6) und (7) erhält man die folgenden Gleichungen:

{VT_Bf = X² + Y² -{VT_Af = {N- Xf {VTcj)² = {X-Pf {V Td)² = (Ö - Xf

VHTb

Ta²) = 2XN

V² {T_b ² - T_c ²) = IXP V²{Tb² -T_d ²) = IXQ

N²,

P² +2 YM — M²,

Q² + 2 YR - R² -VlSZ

S².

(8) (9) (10)

Unter Berücksichtigung der folgenden aus den Gleichungen (1) bis (3) abgeleiteten Beziehungen

Ta² = (X₁ + Tb)² = K₁ ²+! K₁ T_b + T_b ² (H)

Tb²

T_a

-K₁ ² -IK₁T_b

(12)

25 und entsprechend

Tb² - Tc² T_b ² - Td²

-K₂ ² -IK₂T_b, -K₃ ² — 2 K₃Tb

(12a) (12b)

lassen sich die Gleichungen (8), (9) und (10) wie folgt vereinfachen:

V² {K₁ ² + 2 K₁ Tb) = N² - 2 XN,

V²{K* + IK_tT_a) = P²+ M² - 2PX - 2MY,

V¹ {K₃ ² -i-2 K₃T_b) = Q¹ + R² + S² - 2QX- 2 RY 2SZ.

(13) (14) (15)

Die Auflösung der Gleichungen (13), (14) und (15) für den Standort des Flugzeugs, ausgedrückt in seinen X- und y-Koordinaten, führt zu den folgenden Gleichungen:

X =

N²- V² {K₁ ² + 2 K ₁T_b) 2 N

(16)

Pⁱ + M² - 2PX - V² {K₂ ² + 2K₂T_B) ~ 2 V/

(17)

Aus den zuletzt aufgeführten Gleichungen geht hervor, daß die Ankunftszeiten eines Standortmeldeimpulses an den vier Bodenstationen eines Bereichs in einer Rechenanlage ausgewertet werden können, die zur Lösung der Gleichungen (16) und (17) programmiert ist, um die X- und F-Koordinaten des Standorts des meldenden Objektes ableiten zu können. Die so berechneten Werte der X- und F-Standortkoordinaten können, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird, leicht in entsprechende Spannungswerte umgesetzt werden, die einer Darstellungsvorrichtung zugeführt werden, durch die jeder gemeldete Standort eines Objektes in bezug auf die Bodenstationen sichtbar gemacht wird. Da die Bereichsbodenstationen einen genau bekannten Ort innerhalb eines Überwachungsgebiets haben, kann jede Berechnung eines meldenden Flugzeuges leicht in ein Koordinatensystem umgesetzt werden, das für das ganze Ortungsgebiet gültig ist.

Die automatische Ortungsanlage besteht aus mehreren Teilanlagen, die im folgenden beschrieben werden.

Um sicherzustellen, daß die Standortmeldungen in jedem Bereich zeitlich genau mit denen eines anderen Bereichs in Einklang gebracht werden können, werden die Meldeoperationen innerhalb jedes Bereichs genau mit denen anderer Bereiche innerhalb des Gebiets synchronisiert. Diese Synchronisierung kann auch zwischen den Gebieten eines Uberwachungsplans, z.B. der Gesamtheit aller Überwachungsgebiete innerhalb der Grenzen eines Staates oder sogar innerhalb der Grenzen zweier benachbarter Staaten, durchgeführt werden.

F i g. 3 stellt ein Synchronisiersystem dar, das in einer Bodenstation innerhalb eines Bereichs verwendet wird. Die Synchronisation dieses Systems wird von einem allen Überwachungsgebieten des obenerwähnten größeren Überwachungsplans gemeinsamen Synchronisiersender gesteuert. Dieser Synchronisiersender strahlt einen Synchronisierimpuls mit einer Dauer von ¹I₂ bis 1 Millisekunde aus, um jeden Operationszyklus des Ortungssystems einzuleiten, und zwar erfolgt die Strahlung vorzugsweise mit einer relativ niedrigen Trägerfrequenz in der Größenordnung von 100 bis 200 Kilohertz, damit der Empfang ohne Rücksieht auf Erdkrümmung oder Geländebedingungen innerhalb des Überwachungsbereichs gewährleistet ist. Die Synchronisierimpulse werden von einem Empfänger 20 des Bereichssynchronisiersystems empfangen. Die von diesem empfangenen Synchronisierimpulse, die in F i g. 3 a durch die Kurve A graphisch dargestellt sind, werden einem Wellenformer 21 zugeleitet. Um die Bandbreite zur Übertragung eines Synchronisierimpulses klein halten zu können, hat die durch die Kurve A von Fig. 3 a dargestellte Impulsform keine steilen Vorder- und Hinterflanken. Der Impulsformer 21 hat den Zweck, jeden Synchronisierimpuls so zu formen, daß er eine für genaue Synchronisierung geeignete scharf definierte Vorderflanke

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erhält. Diese umgeformten Impulse werden dann einer Verzögerungseinheit 28 zugeleitet, die eine derartige Impulsverzögerung erzeugt, daß entsprechende Synchronisierimpulse vom jeweiligen Ausgang der Verzögerungseinheiten 28 aller Synchronisiersysteme abgegeben werden, ohne Rücksicht auf den jeweiligen Abstand eines Syhchronisiersystems vom Synchronisiersender.

Das Bodensynchronisiersystem enthält außerdem einen Oszillator 22, dessen Frequenz von der Zeitabschnittsperiodenzahl innerhalb jedes Überwachungssystemzyklus abhängt, und zwar hat die Oszillatorfrequenz einen Wert von 1 Kilohertz für Zeitabschnitte von 1 Millisekunde Dauer. Der Ausgang des Oszillators 22 ist sowohl mit einem Frequenzvervielfacher 23 als auch mit einem Impulsformer 24 verbunden, der die normalerweise sinusförmigen Schwingungen des Oszillators 22 in eine zum Betrieb eines binären Zählers 25 geeignete Impulsform umformt. Dieser Zähler besteht aus mehreren Speichermagnetkernen, die mit ao den Ziffern 1 bis 8 bezeichnet sind und darstellungsgemäß eine Ringschaltung bilden, so daß der Ausgang eines Kerns an den Eingang des folgenden Kerns anliegt. Drei zusätzliche Steuermagnetkerne A, B und C sind in Reihe geschaltet. Die Kerne A und 7 erhalten Treiberimpulse vom Impulsformer 24. Ein Ausgang des Kerns A ist mit einem Eingang des Kerns B und ein weiterer Ausgang mit einer Blockierwicklung des Kerns 8 verbunden, so daß die Übertragung der Bits vom Kern 8 zum Kern 7 verhindert wird, solange die Blockierwicklung durch Kern A erregt ist. Der Kern 1 erregt zusätzlich eine Blockierwicklung des Kerns B, und der Kern C erregt sowohl einen Eingang des Kerns 6 als auch eine Blockierwicklung des Kerns 7, wie die Zeichnung zeigt. Alle Kerne empfangen außerdem Zählerschaltimpulse, die vom Frequenzvervielfacher 23 über ein UND-Glied 26 und eine Blockiereinrichtung 27 zugeleitet werden, durch welche bestimmte, vom Frequenzvervielfacher 23 zugeführte Impulse unterdrückt werden, wie nachstehend noch erklärt wird.

Zur Wirkungsweise des binären Zählers 25 sei erwähnt, daß der Zähler einen Zähleroperationszyklus dann einleitet, wenn alle Kerne 1 bis 8 eine binäre Eins und die Kerne A, B und C eine binäre Null speiehem. Eine vom Oszillator 22 abgegebene positive Sinushalbschwingung wird durch den Impulsformer 24 in Rechteckform gebracht und an die Kerne A und 7 angelegt, so daß Kern A seinen Zustand ändert und eine binäre Eins speichert, aber keine Änderung des Speicherzustandes des Kerns 7 herbeigeführt wird, da er bereits eine binäre Eins enthält. Gleichzeitig wird die genannte positive Sinushalbschwingung zur Synchronisierung dem Frequenzvervielfacher 23 und außerdem der Blockiereinrichtung 27 zugeleitet, die daraufhin die Übertragung eines entsprechenden Impulses des Frequenzvervielfachers 23 verhindert, wie es graphisch in F i g. 3 a durch die gestrichelt gezeichneten Sperreinheitausgangsimpulse in bezug auf die darüber dargestellten Impulsformerausgangsimpulse gezeigt ist. Daher empfängt zwar der Kern A einen Impuls vom Impulsformer 24, aber kein Kern in der Ringschaltung erhält einen Weiterschaltimpuls übei die Blockiereinrichtung 27 vom Frequenzvervielfacher 23.

Der nächste Weiterschaltimpuls des Frequenzvervielfachers 23 wird jedoch über die Blockiereinrichtung 27 und über das UND-Glied 26 auf alle Kerne

übertragen. Das UND-Glied 26 ist zur Übertragung des Impulses durch ein Flip-Flop 29 vorbereitet, da er durch den vorhergehenden, vom Impuls 24 übertragenen Impuls ausgeschaltet worden ist und der Rückstellausgang mit dem Vorbereitungseingang des UND-Glieds 26 verbunden ist. Dieser an den Kern A angelegte Weiterschaltimpuls verändert dessen binären Zustand, so daß er nun eine binäre Null speichert. Der Kern A verhindert nun seinerseits eine Eingabe vom Kern 1 in den Kern 8, verhindert aber nicht eine Übertragung vom Kern 8 zum Kern 7. Der Kern 1 verhindert die Eingabe vom Kern A in den Kern Β. so daß schließlich durch den ersten Weiterschaltimpuls eine Null in den Kernen A, B, C und 8 zurückgelassen wird. Der nächste allen Kernen vom Frequenzwandler 23 über die Einheiten 26 und 27 zugeleitete Weiterschaltimpuls kann eine in einem beliebigen Kern stehende binäre Null zum nächstfolgenden Kern, verändert aber sonst nicht die Speicherung der binären Eins in den restlichen Kernen, so daß also die im Kern 8 gespeicherte binäre Null zum Kern 7 übertragen wird. Die sechs nachfolgenden Impulse vom Frequenzvervielfacher 23 bewirken jeweils eine Weiterübertragung dieser binären Null bis zum Kern 1.

Im jetzt beginnenden nächsten Zeitintervall wird wiederum eine Halbschwingung vom Oszillator 22 über Impulsformer 24 auf den Kern A übertragen, während ein entsprechender Impuls wie vorhin vom Frequenzvervielfacher 23 durch die Blockiereinrichtung 27 unterdrückt wird, wie durch den gestrichelten Impuls in Fig. 3a angedeutet, wodurch zunächst wieder eine binäre Eins im Kern A gespeichert wird. Der nächste Impuls des Frequenzvervielfachers 23 wird allen Kernen zugeleitet und überträgt die binäre Eins vom Kern A zum Kern Β, was jetzt nicht durch den Kern 1, der ja noch eine binäre Null vom vorherigen Zeitintervall enthält, verhindert wird. Gleichzeitig wird die im Kern 8 gespeicherte binäre Eins zum Kern 7 übertragen, so daß eine Null im Kern 8 bleibt und alle binären Einsen in den numerierten Kernen zum nächstniedrigen Kern übertragen werden. Die folgenden Weiterschaltimpulse übertragen diese Null durch den Kernring, bis die Null in den Kern 2 zu der Zeit gelangt, wenn der nächste Impuls vom Impulsformer 24 den Kern A aufsetzt. Beim nächsten Impuls wird die binäre Eins aus Kern B in den Kern C übertragen, aber die binäre Eins im Kern 1 verhindert, daß nach Entnahme aus dem Kern B darin wieder eine binäre Eins hergestellt wird. Beim dritten Impuls verhindert die Entnahme einer binären Eins aus Kern C die Eingabe einer binären Eins in den Kern 7, so daß darin eine binäre Null stehenbleibt, während gleichzeitig die Eingabe einer binären Eins in den Kern 6 erfolgt.

Die Weiterschaltung des binären Zählers 25 unter Steuerung des Impulsformers 24 und der Blockiereinrichtung 27 erfolgt also derart, daß die im Zähler gespeicherte binäre Zahl am Ende jedes Zählerzyklus um eine numerische Werteinheit verringert wird, so daß schließlich alle Kerne 1 bis 8 mit Ausnahme des Kerns 7 eine binäre Eins gespeichert haben und nur der Kern 7 eine binäre Null enthält. Der nächste über den Impulsformer 24 an den Zähler angelegte Impuls bewirkt die Speicherung einer binären Eins auch im Kern 7, womit die Rückwärtszähloperation beendet ist und ein Ausgangsimpuls vom Kern 7 an ein UND-Glied 30 gelangt. Diese Entnahme erfolgt gleichzeitig mit Anlegen eines Impulses vom Impulsformer 24 an

den anderen Eingang des UND-Glieds 30, so daß dieses einen Ausgangsimpuls des Kerns 7 weiterleitet, um ein Flip-Flop 29 einzuschalten. Der EIN-Ausgang dieses Flip-Flops bereitet ein UND-Glied 31 für die Weiterleitung des durch den Empfänger 20 empfangenen und durch den Impulsformer 21 und die Verzögerungseinheit 28 weitergeleiteten Synchronisierungsimpulses vor, falls dieser verzögerte Synchronisierimpuls innerhalb einer Zeitperiode des Oszillators 22 auftritt, wodurch angezeigt wird, daß der Zähler im wesentlichen mit dem System synchronisiert ist. Wenn das UND-Glied 31, wie zuletzt erwähnt, vorbereitet ist, gelangt der Synchronisierimpuls von der Verzögerungseinheit 28 an ein ODER-Glied 32 und weiter zu einem Impulsdehner 33, dessen Aus- »5 gang einen Impuls relativ langer Dauer liefert, der sich für die Rückstellung der Kerne des Zählers eignet. Dieser Rückstellimpuls wird den Kernen zugeleitet, um normalerweise die Kerne A, B und C in den Null-Speicherzustand und die Kerne 1 bis 8 in den Eins-Zustand zurückzustellen. Da der Zähler aber synchronisiert ist, hat er seine Kerne bereits in diese zuletzt erwähnten Speicherzustände gebracht, so daß der Rückstellimpuls jetzt keine Wirkung hat. Während der Rückstellzeit wird das UND-Glied 26 bedingt durch den EIN-Zustand des Flip-Flops 29 unwirksam gemacht, so daß die Zuführung von Weiterschaltimpulsen von der Blockiereinrichtung 27 zum Zähler 25 beendet wird.

Der vom UND-Glied 31 weitergeleitete Impuls wird außerdem dazu verwendet, um ein Flip-Flop 34 AUS-zuschalten, das vorher durch den vom UND-Glied 30 bei Beendigung der Zähleroperation weitergeleiteten Impuls EIN-geschaltet worden war. Wäre der Zähler nicht mit dem von der Verzögerungseinheit 28 weitergeleiteten Systemsynchronisierungsimpuls synchronisiert gewesen, so wäre der Synchronisierimpuls von der UND-Einheit 31 nicht weitergeleitet worden, so daß der Zähler nicht zurückgestellt und das Flip-Flop 34 nicht AUS-geschaltet worden wären. In diesem Fall macht der EIN-Ausgangskreis des Flip-FIops 34 einen daran angeschlossenen Integrator 35 wirksam, der die Dauer des EIN-Zustandes des Flip-Flops 34 mißt, um bei Überschreiten einer bestimmten Dauer des EIN-Zustandes eine Anzeigevorrichtung 36 zu betätigen und so eine fehlende Zählersynchronisation anzuzeigen. Wenn dies der Fall ist, wird ein Handschalter 37 betätigt, um das Flip-Flop 34 AUS-zuschalten und ein UND-Glied 38 zur Weiterleitung des nächsten, von der Verzögerungseinheit 28 weitergeleiteten Systemsynchronisierimpulses zum Impulsdehner 33 vorzubereiten. Daraufhin stellt, wie oben beschrieben, der Impulsdehner 33 den Zähler zurück, damit der Zähler synchron mit den Systemsynchronisierimpulsen arbeiten kann.

Der normalerweise gleichzeitig mit dem von der Verzögerungseinheit 28 weitergeleiteten Systemsynchronisierimpuls auftretende Impuls am Ausgang des UND-Glieds 30 gelangt außerdem über einen Impulsformer 41 an eine Modulations- oder Tasteinrichtung, um einen zur Fernübertragung geeigneten Synchronisierimpuls zu bilden, mit dessen Hilfe der Betrieb des von jedem Objekt mitgeführten Standortmeldesystems synchronisiert wird. Dieser der Einrichtung 42 zugeführte Synchronisierimpuls moduliert eine Trägerwelle, die von einem Trägergenerator 43 erzeugt und an die Einrichtung 42 angelegt wird. Die so modulierte Trägerwelle wird durch einen Verstärker 44 verstärkt und von einem Antennensystem 45 abgestrahlt. Dieser abgestrahlte Synchronisierimpuls tritt nur bei Einleitung jedes Systemarbeitszyklus auf, der, wie schon erwähnt, eine Gesamtdauer von zehn oder elf Zyklen haben kann. Daher können die Einheiten 42, 43, 44 auch die üblichen Sprachübertragungsvorrichtungen enthalten, die im allgemeinen vom Bodenpersonal zur Verständigung mit Flugzeugen innerhalb des zugeordneten Bereichs verwendet werden. Zur Übertragung des Synchronisierimpulses wird daher kein besonderer Übertragungskanal benötigt, wobei außerdem keine nennenswerte Störung der üblichen Sprechverbindung zu befürchten ist.

Die Einrichtung, die jedes zu ortende Objekt mit sich führen muß, um automatisch periodische Standortmeldungen zu senden, ähnelt der in Verbindung mit F i g. 3 beschriebenen Bodensynchronisieranlage. Die Meldevorrichtung ist in Fig. 4 dargestellt, und die Bestandteile von Fig. 4, die den Bestandteilen von F i g. 3 entsprechen, sind mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet, während analoge Bestandteile zwar dieselben Bezugsziffern tragen, aber mit einem Strich versehen sind.

Der Empfänger 20' an Bord des Objektes empfängt die von der Antenne 45 des Bodensynchronisiersystems nach F i g. 3 abgestrahlten Synchronisiersignale. Die empfangenen Synchronisierimpulse werden dem Impulsformer 21 zugeführt, um den synchronen Ablauf des binären Zählers 25 in derselben Weise zu gewährleisten, wie es in bezug auf die Anordnung nach F i g. 3 beschrieben worden ist. Die Bordeinrichtung weist darüber hinaus einen zweiten binären Zähler 49 auf, der durch die Ausgangsimpulse des Impulsformers 24 und die Impulse der Einrichtungen 26 und 27 ebenso betrieben wird wie der binäre Zähler 25. Ein weiterer Unterschied zwischen der Bodeneinrichtung und der Bordeinrichtung besteht darin, daß, während der binäre Zähler 25 zu Beginn jedes Systemzyklus auf seine maximale Zählkapazität zurückgestellt wird, wie in Verbindung mit Fi g. 3 beschrieben, der binäre Zähler 49 zu Beginn jedes Systemzyklus so zurückgestellt wird, daß er eine bestimmte Zahl speichert, die der Nummer des dem zugehörigen Objekt zugeordneten Zeitabschnitts entspricht. Wenn also beispielsweise einem Objekt der Zeitabschnitt 10141 zugeordnet ist, werden im binären Zähler 40 die Kerne A, B und C auf Null zurückgestellt, die Kerne 1 bis 8 aber so eingestellt, daß sie diese Abschnittsnummer speichern. Infolgedessen entspricht die Zeitdauer, die der binäre Zähler 49 braucht, um abwärts bis zum Ende zu zählen, um anschließend zur Speicherung der maximalen Zahl zurückgestellt zu werden und um dann von der der maximalen Speicherkapazität entsprechenden Zahl abwärts zu der Zahl zu zählen, die er bei Rückstellung speichern soll, der Zeit, die der binäre Zähler 25 braucht, um beginnend mit der Zahl, die seiner maximalen Zählkapazität entspricht, zu Ende zu zählen. Der binäre Zähler 25 sorgt also für die synchronisierte Systemoperation der Bordeinrichtung in derselben Weise wie der in der Anordnung nach Fig. 3, aber es besteht bei der Bordeinrichtung dei Unterschied, daß das UND-Glied 39' durch die Abwärtszählung des binären Zählers 40, welcher beginnt, nachdem er bis zur dem Objekt zugeteilten binären Zahl abwärts gezählt hat, so gesteuert wird, daß der an den Modulator 42' angelegte Impuls jetzt einer Systemzykluszeitsteuerung entspricht, welche durch die jeweils im binären Zähler 40 zurückgestellte Zah

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bestimmt wird, und damit einer bestimmten Zeitabschnittsnummer entspricht. Dieser an den Modulator 42' angelegte Impuls ist der automatische Standortmeldeimpuls, den jede Bordeinrichtung einmal in jedem Systemzyklus sendet. Er wird über die Antenne 45' mit der für die Standortmeldung verwendeten gemeinsamen Systemfrequenz abgestrahlt.

Der von der zuletzt beschriebenen Bordeinrichtung abgestrahlte Standortmeldeimpuls wird von jeder Bodenstation des Bereichs empfangen, in dem sich das entsprechende Objekt gerade befindet. Zu diesem Zweck hat jede Bodenstation ein Empfangssystem gemäß Fig. 5, das für die Bodenstation 1 ausführlich gezeigt ist. Das Empfangssystem besteht aus einem Empfänger 50 zur Aufnahme der periodischen Standortmeldungen, die von einem Objekt gesendet werden. Der Standortmeldeimpuls wird vom Empfänger 50 aufgenommen und einem Impulsformer 51 zugeführt, um seine Vorderflanke zu versteilern. Der so geformte Impuls wird jeweils dem EIN-Eingangskreis der Flip-Flops 52 und 53 zugeleitet. Außerdem enthält das Empfangssystem einen Zähler 55, der als elektronische Zeitmeßeinrichtung angesehen werden kann. Er wird über eine Verzögerungseinheit 56 von einem HF-Oszillator 57 betrieben, dessen Ausgang Rechteckimpulse liefert. Der Zähler 55 ist hier eine übliche binäre Zählvorrichtung und zählt die Zahl der vom Oszillator 57 aufeinanderfolgend abgegebenen Impulse. Der Zähler 55 arbeitet kontinuierlich während aufeinanderfolgender Zyklen von Null bis zu seiner vollen Kapazität, wobei jeder Zyklus eine Periode geeigneter Länge von beispielsweise 1000 Mikrosekunden hat. Hieraus geht hervor, daß der Zähler 55 stets eine passende Bezugszeiteinheit liefert, z.B. eine Bezugszeiteinheit von einer Mikrosekunde, wenn der Oszillator 57 auf eine Frequenz von einem Megahertz abgestimmt ist, oder unter größerer Genauigkeit einer Bezugszeit von Vio Mikrosekunde bei einer Oszillatorfrequenz von 10 Megahertz.

Jeder Ziffern- oder Bezugszeitausgang des Zählers 55 ist mit einem besonderen UND-Glied einer UND-Gliedanordnung 59 verbunden, in der alle UND-Glieder normalerweise gesperrt sind, jedoch durch einen Impuls von einem weiteren UND-Glied 60 wirksam werden, dem vom Oszillator 57 seinerseits ein Impuls zugeführt wird, um das UND-Glied 60 wirksam werden zu lassen, nachdem es durch den EIN-Ausgangskreis des Flip-Flops 52 vorbereitet worden ist. Wie schon erwähnt, ist das Flip-Flop 52 durch den von einer Bordeinrichtung abgegebenen Standortmeldeimpuls EIN-geschaltet, so daß durch Wirksamwerden der UND-Glieder der Anordnung 59 das gerade im Zähler 55 aufgelaufene Zählergebnis in ein Schieberegister 61 übertragen und darin gespeichert wird. Der Ausgangsimpuls des UND-Glieds 60 schaltet außerdem das Flip-Flop 52 AUS, um dadurch sowohl das UND-Glied 60 als auch die UND-Gliedanordnung 59 zu sperren, so daß nur eine Bezugszeit vom Zähler 55 zum Schieberegistei 61 übertragen wird. Die Verzögerungseinheit 56 hat den Zweck, eine Änderung des Zählerstandes des Zählers 55 während des Zeitintervalls, in dem die UND-Gliedanordnung 59 geöffnet ist, zu verzögern.

Aus den zuletzt beschriebenen Vorgängen ergibt sich, daß von dem vom Empfänger 50 empfangenen Standortmeldeimpuls die Ankunftszeit durch Übertragung des Zählerstandes zur Speicherung im Schieberegister 61 festgehalten wird. Aus Gründen, die noch

näher erklärt werden, wird außerdem ein Synchronimpuls von einer Quelle 62 durch ein UND-Glied der Anordnung 59 während der Öffnungszeit dieser UND-Gliedanordnung weitergeleitet und in der ersten Stufe des Schieberegisters 61 zusammen mit der Ankunftszeitangabe eines empfangenen Standortmeldeimpulses gespeichert.

Zur Zeit der EIN-Schaltung des Flip-Flops 52 durch einen empfangenen Standortimpuls ist auch das

ίο Flip-Flop 53, wie oben erwähnt, EIN-geschaltet worden, dessen EIN-Ausgang ein UND-Ghed 64 öffnet, das den nächsten Impuls von einem Impulsoszillator 65 aus weiterleitet, dessen Schwingungsfrequenz höher als die der Systemzeitabschnitte ist

(z. B. 11 Kilohertz für Zeitabschnitte von 1 Millisekunde), um ein Flip-Flop 66 EIN-zuschalten. Der EIN-Ausgang dieses Flip-Flops öffnet ein UND-Glied 67, welches daraufhin die Impulse des Oszillators 65 als Treiberimpulse zum Schieberegister 61 weiterleitet. Der erste Treiberimpuls schaltet das Flip-Flop 53 AUS; dieser Impuls und alle folgenden Impulse schalten aber auch schrittweise sowohl den Synchronimpuls als auch die binäre Zeitangabe, die im Schieberegister gespeichert sind, serienweise weiter und schieben die Information aus dem Schieberegister heraus, so daß sie über einen Übertragungskanal Ll zum räumlich entfernten Rechnereingangssystem 10 übertragen werden kann, das sich gemäß der Beschreibung in Verbindung mit F i g. 1 im Gebietsüberwachungszentrum befindet. Die Treiberimpulse des Oszillators 65 werden außerdem dem Rechnereingabesystem 10 über einen weiteren Übertragungskanal Ll' zugeleitet. Die Ausgangsimpulse des UND-Glieds 67 werden weiterhin einem Zähler 69 zugeleitet, der ein Zählergebnis bereitstellt, das der Zahl von ZifTernspeicherpositionen im Schieberegister 61 entspricht, so daß der Zähler 69 bis zum Ende zählt und das Flip-Flop 66 zu einer Zeit Ausschaltet, die der Verschiebung dei letzten Informations- ziffer aus dem Schieberegister 61 in die Übertragungsleitung Ll entspricht. Daraufhin sperrt das Flip-Flop 66 das UND-Glied 67 und beendet so die weitere Operation de s Schieberegisters 61, so daß das Empfangssystem für den Empfang des nächsten Standortmeldeimpulses bereit ist.

Gemäß F i g. 5 wird die ermittelte Ankunftszeitangabe des an Station 2 empfangenen Standortmeldeimpulses von der Station 2 über eine Übertragungsleitung!^ (Treiberimpulse werden über eine LeitungL2' übertragen) zum Rechnereingabesystem 10 übertragen, und dasselbe trifft zu für die Ankunftszeitangaben an den Stationen 3 und 4, die eigene Ubertragungsleitungen Z,3, L3' und L4, L4' zum Rechnereingabesystem 10 besitzen. Die Ankunftszeitangaben von allen vier Stationen eines Bereichs werden so, wie für Station 1 beschrieben, automatisch zum Rechnereingabesystem 10 übertragen, von wo aus sie zur Auswertung zur Gebietsrechenanlage in der nachstehend beschriebenen Weise weitergeleitet werden.

Die Gebietsrechenanlage mit Anzeigevorrichtung ist in Fig. 6-1, 6-2 und 6-3 dargestellt, die gemäß F i g. 6 aneinanderzureihen sind.
Die Eingabevorrichtung 10 zur Aufnahme, Zwischenspeicherung und Weitergabe der Ankunftszeitangabeü wird für die Station 1 des Bereichs näher beschrieben. Für die Übertragung der von den anderen Stationen eines Bereichs empfangenen Zeitangaben werden, wie

in Fig. 6-1 angedeutet, gleiche Anordnungen verwendet.

Gemäß F i g. 6-1 wird die über den Übertragungskanal Tl übertragene Ankunftszeitangabe je einem Eingang der UND-Glieder 75 und 76 zugeleitet. Das UND-Glied 76 ist normalerweise, bedingt durch den AUS-Zustand eines zugeordneten Flip-Flops 77, gesperrt, während das UND-Glied 75 normalerweise durch denselben Zustand des Flip-Flops 77 offen gehalten wird. Der von der Bodenstation 1 übertragenen Ankunftszeitangabe geht ein Synchronimpuls voraus (geliefert von der Synchronimpulsquelle 62, wie in Verbindung mit Fig. 5 erklärt), der durch das offene Tor 75 weitergeleitet wird, um ein Flip-Flop 78 EIN-zuschalten, dessen EIN-Ausgang ein UND-Glied 79 für die Weiterleitung eines entsprechenden Treiberimpulses vorbereitet, der gleichzeitig über Leitung T Γ von der Bodenstation zugeführt wird. Dieser Impuls schaltet über das vorbereitete UND-Glied 79 das Flip-Flop 77 EIN, um das UND-Glied 75 zu sperren und das UND-Glied 76 zu öffnen, so daß jede Ziffer der binären Ankunftszeitangabe, die über den Ubertragungskanal L1 übertragen wird, an ein Flip-Flop 81 geleitet wird, welches durch eine binäre Eins der empfangenen Ankunftszeitangabe EIN-geschaltet, aber unmittelbar danach wieder AUS-geschaltet wird.

Die in Fig. 6-1 gezeigte Eingabevorrichtung arbeitet unter Steuerung von Zeitgeberimpulsen, deren Frequenz viel höher ist als die, mit der die Ziffern der Ankunftszeitangabe zugeführt werden. Dieses Zeitgebersystem besteht aus einem primären Zeitgeberimpulsgenerator 83, der Steuerimpulse erzeugt, welche an vier Ausgängen des Generators auftreten und als Zeitgeberimpulse PTPl bis PTP4 bezeichnet sind. Die Zeitgeberimpulse PTPl werden an ein UND-Glied 84 eines sekundären Zeitgeberimpulsgenerators angelegt, welches über einen Kathodenverstärker 88 durch den EIN-Zustand eines Flip-Flops 85 geöffnet wird, so daß dann ein PTTl-Impuls ein Flip-Flop 86 EIN-schalten kann. Ein PTP2-Impuls wird einem UND-Glied 87 zugeführt, das ebenfalls durch den EIN-Zustand des Flip-Flops 85 geöffnet wird. Der vom UND-Glied 87 durchgelassene iTP2-Impuls schaltet das Flip-Flop 86 AUS, so daß also am Ausgang dieses Flip-Flops 86 ein Impuls STP1-2 abgegeben wird, dessen Dauer dem Zeitabstand zwischen den Impulsen PTP1, PTP2 entspricht. Infolge der nachstehend beschriebenen Funktion des Flip-Flops 85 wird dieser ImpulsSTT^jI-I nur bei jedem zweiten PTPl- und PTP2-Impuls erzeugt, wie in Fig. 6a gezeigt, in der die primären Zeitgeberimpulse durch die Kurvet und die sekundären Impulse durch die Kurve B graphisch dargestellt sind-

Die /^jTTM-Impulse werden an das Flip-Flop 85 angelegt, das binär arbeitet, so daß also ein PTP4-Impuls das Flip-Flop EIN-schaltet und es ein folgender T^jTTM-Impuls AUS-schaltet. Während das Flip-Flop 85 EIN ist, öffnet es ein UND-Glied 89, dem die PTP4-Impulse zugeleitet werden, so daß am Ausgang dieses UND-Glieds 89 ein STiM-Impuls erzeugt wird, der demnach bei jedem zweiten PTTM-Impuls auftreten muß. Im AUS-Zustand bereitet das Flip-Flop 85 über einen Kathodenverstärker 92 ein UND-Glied 91 vor. Auch die PTTM-Impulse werden dem UND-Glied 91 zugeführt, um an dessen Ausgang sekundäre Zeitgeberimpulse STP 8 zu erzeugen, die zwei volle

Arbeitszyklen des Impulsgenerators 83 messen, wie Fig. 6a zeigt.

Nun wird die Beschreibung der Eingabevorrichtung 10 fortgesetzt. Wenn das Flip-Flop 77 durch einen empfangenen Synchronimpuls EIN-geschaltet ist, wird ein UND-Glied 94 vorbereitet, das daraufhin einen gleichzeitig ankommenden Treiberimpuls von der Leitung Tl' zum EIN-Eingangskreis eines Flip-Flops 95 weiterleitet, dessen EIN-Zustand ein UND-Glied 96 für die Weiterleitung des nächsten STP8-Impulses des sekundären Zeitgebergenerators vorbereitet. Die Impulse des Generators 83 haben aber eine viel höhere Frequenz, z. B. 400 Kilohertz, als die Treiberimpulse von der LeitungTl', so daß ein Treiberimpuls von dieser Leitung, der das Flip-Flop 95 EIN-schaltet, zu jedem Zeitpunkt entsprechend dem dem UND-Glied 96 zugeführten STP8-Impuls auftreten kann. Dieser Impuls schaltet bei seiner Weiterleitung durch das UND-Glied 96 ein Flip-Flop 97 EIN, und dieser Zu stand des Flip-Flops 97 führt über einen Kathodenv erstärker 98 drei Funktionen aus:

1. bereitet er ein UND-Glied 99 für die Weiterleitung des nächsten vom Generator 83 kommenden PTP4-Impulses vor,

2. bereitet er ein UND-Glied 101 vor, das die empfangene Ankunftszeitangabe weiterleitet, wie nachstehend beschrieben wird, und

3. bereitet er ein UND-Glied 103 vor.

Der nächste vom Tor 99 weitergeleitete PTP4-Impuls schaltet das Flip-Flop 95 in den AUS-Zustand zurück. Durch die bis hierher beschriebenen Funktionen sind das UND-Glied 99 und die UND-Glieder 101 und 103 von Zeit STP8 bis PTP4 vorbereitet bzw. für 10 Mikrosekunden, wenn der Generator 83 eine Frequenz von 400 Kilohertz hat, wie in der nachfolgenden Beschreibung vorausgesetzt wird. Wird beispielsweise angenommen, daß kein Synchronimpuls oder binärer Ankunftszeitimpuls gleichzeitig mit dem Zeitgeberimpuls auftritt, der das Flip-Flop 95 EIN-schaltet, so wird ein STPl-2-Impuls an ein ODER-Glied 105 und von diesem an das UND-Glied 103 weitergeleitet. Immer wenn letzteres durch den EINZustand des Flip-Flops 94 in der oben erklärten Weise vorbereitet ist, wird der an das UND-Glied 103 angelegte STP1-2 -Impuls von 2,5 Mikrosekunden Dauer vom UND-Glied 103 weitergeleitet und weiter durch einen Hochleistungskathodenverstärker 106 auf eine Treiberstufe 107 übertragen. Dieser leitet daraufhin den Schiebe wicklungen eines Magnetkernschieberegisters 108, das schließlich die Ankunftszeitangabe an Station 1 speichert, einen Schiebeimpuls zu, der eine Verschiebung des Registers um eine Stelle bewirkt. Der oben beschriebene, von der Operation des Flip-Flops 95 eingeleitete Vorgang zeigt, wie die Schiebeimpulse erzeugt und an das Register 108 angelegt werden, um in dieses Informationen serien- und schrittweise einzuführen.

Anschließend werden die Vorgänge bei dem Auftreten eines Synchronimpulses auf dem Übertragungskanal Tl beschrieben. Der Synchronimpuls schaltet, wie oben dargelegt, die Flip-Flops 77 und 78 EIN. Ein Treiberimpuls von der Leitung Tl' wird durch das UND-Glied 94 zum Flip-Flop 95 weitergeleitet und schaltet es EIN. Der EIN-Zustand des Flip-Flops 78 wird durch einen Kathodenverstärker 109 und das

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ODER-Glied 105 zum UND-Glied 103 weitergeleitet, das, wie bereits erkärr, für 10 Mikrosekunden durch das Flip-Flop 95 vorbereitet wird. Da die Flip-Flops 78 und 95 zusammen durch einen durch das UND-Glied 99 weitergeleiteten PTP4-lmpuh AUS-geschaltet werden, werden so der Kathodenverstärker 106 und die Treiberstufe 107 für 10 Mikrosekunden anstatt, wie oben beschrieben, für 2,5 Mikrosekunden erregt, so daß auch die Schiebewicklungen des Magnetkernschieberegisters 108 entsprechend während 10 Mikrosekunden erregt werden. Wenn die Schiebewicklungen des Registers 108 für diese Zeitdauer erregt werden, werden alle vorher im Register 108 gespeicherten Angaben gelöscht, und alle Kerne werden in den Null-Zustand gebracht, da eine binäre Eins, die von einem zum anderen Kern des Registers übertragen werden soll, durch den langanhaltenden Schiebestrom unterdrückt wird.

Durch den nächsten vom UND-Glied 99 weitergeleiteten PriM-Impuls werden die FIip-FIops 78 und 95 wieder AUS-geschaltet. Solange jedoch das Flip-Flop 78 im EIN-Zustand ist, bereitet es ein UND-Glied 110 zur Weiterleitung des nächsten ihm zugeleiteten PTP 4-Impulses vom Generator 83 vor. Dieser PrP4-Impuls wird durch ein ODER-Glied 111 geleitet, um ein Flip-Flop 112 EIN-zuschalten, das durch den nächsten 5TP8-Impuls, der vom Zeitgebergenerator aus an seinen AUS-Eingang gelangt, wieder AUS-geschaltet wird. Das Flip-Flop 112 bleibt also 10 Mikrosekunden lang im EIN-Zustand, die angenähert von der Beendigung des Schiebestroms der Treiberstufe 107 zu rechnen sind. Durch diese Funktion des Flip-Flops 112 wird das Schieberegister 108 über einen Kathodenverstärker 113 durch die Einstellung einer binären Eins in seine erste Stufe vorbereitet.

Die erste vom Übertragungskanal Ll übertragene Ziffer der Ankunftszeitangabe sei beispielsweise eine binäre Null. Dies hat zur Folge, daß das Flip-Flop 95 unter der Wirkung des Treiberimpulses von der Leitungil' EIN-geschaltet und das UND-Glied 103 für 10 Mikrosekunden vorbereitet wird. Da das Flip-Flop 78 jetzt im AUS-Zustand ist (AUS-geschaltet nach der EIN-Schaltung durch den Synchronimpuls und die Schließung des Tors 75 durch das Flip-Flop 77), erzeugt der STPl-2-Impuls, der von der ODEREinheit 105 und der UND-Einheit 103 und außerdem durch den Kathodenverstärker 106 und die Treiberstufe 107 weitergeleitet wird, einen Impuls von 2,5 Mikrosekunden Dauer in den Schiebewicklungen des Registers 108, so daß die Eins (entsprechend dem Synchronisierimpuls), die, wie oben erklärt, in den ersten Kern des Registers 108 eingeführt worden ist, jetzt zum zweiten Kern des Registers übertragen wird. Bei der Übertragung vom ersten zum zweiten Kern des Registers wird die binäre Eins im ersten Kern durch eine Null ersetzt, da das Flip-Flop 78 ebenso wie das Angabeneingangs-Flip-Flop 81 im AUS-Zustand ist.

Es sei angenommen, daß die nächste über die ÜbertragungsleitungLl übertragene Ziffer der Ankunftszeitangabe eine binäre Eins ist. Diese binäre Eins wird durch das UND-Glied 76 (geöffnet durch den EIN-Zustand des Flip-Flops 77) weitergeleitet, um das Flip-Flop 81 EIN-zuschalten. Das geschieht zur gleichen Zeit, in der ein Treiberimpuls von der Leitung Ll' das Flip-Flop 95 EIN-schaltet, das, wie oben erklärt, das UND-Glied 103 für die Weiterleitung eines STP 1-2-Impulses vorbereitet, wodurch eine Verschiebung des Registers 108 um eine Position

bewirkt wird. Im EIN-Zustand bereitet das Flip-Flop 81 zusammen mit den im EIN-Zustand befindlichen Flip-Flops 95 und 97 das UND-GliedlOl vor, um einen positiven Ausgangsimpuls von 10 Mikrosekunden Dauer zu erzeugen, der kurz nach der Zeit STPS beginnt (leicht verzögert durch die Anstiegszeit des Flip-Flops 97 und die Verzögerung des Kathodenverstärkers 98). Der vom UND-Glied 101 erzeugte Ausgangsimpuls wird durch einen Kathodenverstärker 115 geschickt, um ein UND-Glied 116 für die Weiterleitung des nächsten ihm zugeführten PTPA-Impulses vom Generator 83 aus vorzubereiten. Dieser vom UND-Glied 116 weitergeleitete Impuls wird durch das ODER-Glied 111 weitergeleitet, um das Flip-Flop 112 für 10 Mikrosekunden in den EIN-Zustand zu bringen. (Es wird wieder durch einen STP8-Impuls, wie oben schon erwähnt, AUS-geschaltet.) Nachdem der Schiebeimpuls von der Treiberstufe 107 die Verschiebung im Register 108 beendet hat, bewirkt daher

ao das Flip-Flop 112 über den Kathodenverstärker 113 die Einstellung des ersten Kerns des Schieberegisters 108 in den Eins-Zustand, so daß eine binäre Eins gespeichert wird, die der über die UbertragungsleitungLl aufgenommenen und dem Flip-Flop 81 zugeführten binären Ziffer Eins entspricht.

Auf diese Weise werden die serienweise ankommenden binären Ziffern der Ankunftszeitangabe serienweise in das Register 108 hineingeschoben. Letzteres hat eine ausreichende Zahl von Kernstufen, um die größte vorkommende Zahl der Ankunftszeitangabe speichern zu können, die von einer Bodenstation empfangen werden kann. Bei der Verschiebung des Registers für die Aufnahme der letzten Ziffer wird die zuerst gespeicherte binäre Eins, die dem einleitenden Synchronimpuls entspricht (nachstehend Synchronziffer genannt), aus dem letzten Kern des Registers hinausgeschoben und über eine Verzögerungseinheit 118 dem Flip-Flop 77 zugeleitet, um dieses nach einer leichten Verzögerung durch die Einheit 118 AUS-zuschalten.

Diese Verzögerung genügt, um sicherzustellen, daß die letzte Ankunftszeitangabenziffer durch das UND-Glied 76 weitergeleitet worden ist, um das Flip-Flop 81 umzuschalten. Daraufhin sperrt das Flip-Flop 77 das Angaben-UND-Glied 76, öffnet das Synchron-UND-Glied 75 für den nächsten zu empfangenden Synchronimpuls und sperrt das UND-Glied 94, um die Weiterleitung der Treiberimpulse von LeitungLl' zum Flip-Flop 95 zu beenden. Alle empfangenen Ankunftszeitangaben von der Bodenstation 1 werden jetzt im Schiebespeicher 108 für die Weiterleitung zur Berechnung bereitgehalten, und das Angabenübertragungssystem ist für die Aufnahme der nächsten Ankunftszeitangabe bereit.
Die auf diese Weise in den verschiedenen Stations-Schieberegistern gespeicherten Ankunftszeitangaben werden jetzt der Rechenanlage durch das in F i g. 6-2 und 6-3 gezeigte Übertragungssystem zugeleitet. Diese Übertragung wird eingeleitet durch die letzte aus dem Stationsschieberegister geschobene Synchronziffer, welches als letztes Ankunftszeitangaben erhalten hat. Jede Synchronziffer beendet bei ihrer Entnahme aus einem Register nicht nur die Operation des zugeordneten Angabenübertragungssystems der Eingabevorrichtung, wie oben erklärt, sondern sie schaltet außerdem eines von mehreren Flip-Flops 125 bis 128 ein, die je einem Speicherregister zugeordnet sind. Der EIN-Ausgang jedes Flip-Flops wird einem UND-Glied 129 zugeleitet, und das letzte der Flip-Flops 125

bis 128, das EIN-geschaltet wird, bewirkt die EINSchaltung eines Flip-Flops 130. Das Flip-Flop bereitet ein UND-Glied 131 für die Weiterleitung der Impulse von einem Impulsoszillator 132 zu einem vierstufigen Zähler 133 vor. Das UND-Glied 131 bewirkt eine solche Weiterleitung jedoch erst, nachdem der Ausgangsimpuls des Flip-Flops 130 zur Rechenanlage 11 weitergeleitet worden ist und damit angezeigt hat, daß Informationen in allen Stationsspeicherregistern gespeichert sind und der Rechner bereit ist. Die Rechenanlage überträgt darauf einen Impuls zum UND-Glied 131, so daß es geöffnet und die Zähloperation des Zählers 133 eingeleitet wird. Der Übertragungsvorgang selbst erfolgt unter Steuerung des Zählers 133, wie aus der folgenden Beschreibung hervorgehen wird.

Die in jedem der Stationsspeicherregister gespeicherten Informationen werden parallel an je zwei UND-Glieder 136-143 geleitet. Zur Zeit Eins des Zählers 133 werden die Angaben aus dem Schieberegister der Station 1 über das UND-Glied 136 einer Subtrahiereinheit 145 zugeleitet, wobei die Angaben im Schieberegister der Station 2 über das UND-Glied 139 ebenfalls der Subtrahiereinheit 145 zugeleitet werden. Die Subtrahiereinheit 145 erhält also die Ankunftszeittionen, die sich auf X- und F-Koordinaten des betreffenden Meldebereichs in bezug auf die X- und F-Koordinaten des Überwachungsgebiets beziehen. Diese X- und F-Bereichskoordinatenangaben werden durch eine Bereichskoordinateneinheit 159 in bezug auf die feststehende Lage des betreffenden Bereichs innerhalb des Überwachungsgebiets ständig zur Verfügung gehalten. Die der Rechenanlage 11 zugeführten Koordinatenangaben setzen diese so in den Stand, Berechnungen auf der Basis der Koordinaten des Überwachungsgebiets durchzuführen, durch die es dann der Schaubildvorrichtung 12 ermöglicht wird, auf gebietsweiser Koordinatenbasis den Standort des Objektes, welches seine Standortmeldeimpulse zu den Bereichsstationen sendet, im Überwachungsgebiet darzustellen. Diese von der Einheit 159 gelieferten Bereichskoordinatenangaben werden außerdem bis zur vollständigen Übertragung der Ankunftszeitdifferenzangaben von den übrigen Stationen des Meldebereichs in der Rechenanlage 11 gespeichert.

Bei Beendigung der Übertragung der Ankunftszeitdifferenzangaben von den Stationen 1 und 2 zur Rechenanlage 11 bewirkt die zweite durch den Zähler 133 eingeleitete Periode einen ähnlichen Über

angaben von den Stationen 1 und 2 und führt einem 25 tragungsvorgang der Ankunftszeitdifferenzangaben für

Angabenregister 146 die Differenz der Ankunftszeiten der von den Stationen 1 und 2 empfangenen Standortmeldeimpulse zu. Gleichzeitig mit dieser Operation bereiten das dem Schieberegister der Station 1 zugeordnete Flip-Flop 125 und das dem Schieberegister der Station 2 zugeordnete Flip-Flop 126, die ja beide im EIN-Zustand sind, ein UND-Glied 148 vor, um vom UND-Glied 131 aus über eine Verzögerungseinheit 149 einen Entnahmeimpuls an ein Korrekturspeicherregister 150 gel angen zu lassen. Die im Register 150 enthaltenen In formationen stellen jeweils die obenerwähnte Zeitdifferenz zwischen den Zählern oder Uhren der Stationen 1 und 2 zur Meßzeit im laufenden Systemzyklus dar. Die Informationen aus

die Stationen 2 und 3 über die UND-Glieder 138 und 141 zur Rechenanlage 11, wobei die Korrektur während der Übertragung durch die Wirkung der UND-Glieder 166 und 167 und des Registers 168 erfolgt. In der dritten Periode des Zählers 133 bewirken die UND-Glieder 140 und 142 und die entsprechenden Baugruppen 169 bis 171 die Übertragung der korrigierten Ankunftszeitdifferenzangaben für die Stationen 3 und 4 zur Rechenanlage 11, und in der vierten Periode des Zählers 133 bewirken die UND-Glieder 137 und 142 und die entsprechenden Baugruppen 172 bis 174 die Übertragung der korrigierten Ankunftszeitdifferenzangaben für die Stationen 1 und 4 zur Rechenanlage 11. Nachdem die Rechenanlage 11 auch

diesem Register werden benötigt, um die im Register 146 40 die Ankunftszeitangaben für alle vier Bodenstationen enthaltenen Differenzangaben unter Einbeziehung eines Bereichs zusammen mit den dem Bereich aller Abweichungen von dem exakten Zeitsynchronis- zugeordneten X- und F-Bereichskoordinatenangaben mus der Zähler oder Uhren der Bodenstationen 1 und 2 empfangen hat, beginnt die eigentliche Berechnung zur korrigieren zu können, so daß nach Korrektur die Ermittlung der Gebietskoordinaten des meldenden Ankunftszeitdifferenz für diese Stationen bei Zuleitung 45 Objektes in dem betreffenden Bereich. Die Rechenzur Rechenanlage 11 dieselbe ist wie bei synchron anlage arbeitet nach festem Programm, wobei zunächst arbeitenden Uhren der Stationen 1 und 2. Eine nähere die X- und F-Bereichskoordinaten nach einem Beschreibung, wie diese Korrekturgrößen abgeleitet gegebenen Rechenverfahren bestimmt werden, z. B. und gespeichert werden, erfolgt später. Jedenfalls wird mit Hilfe der oben angeführten Gleichungen (16) und jede aus dem Register 150 zu entnehmende Korrektur- 50 (17). Nach Berechnung der X- und F-Bereichskoordi-

information durch ein UND-Glied 151, das jetzt durch einen ihm vom Zähler 133 zugeführten Periode-I-Impuls geöffnet ist, zu einem Korrekturregister 152 weitergeleitet, das die Information seinerseits einem Addierwerk 153 zuführt, um sie mit der dem Addierwerk 153 vom Register 146 zugeleiteten Ankunftszeitdifferenzinformation zu kombinieren. Die durch das Addierwerk 153 gebildete korrigierte Ankunftszeitdifferenzinformation wird einer UND-Gliedanordnung 154 zugeleitet, die durch einen vom Zähler 133 über eine ODER-Einheit 155 und eine Verzögerungseinheit 156 zugeführten Periode-I-Impuls geöffnet wird. Die von der Verzögerungseinheit 156 bewirkte Verzögerung genügt, um das Addierwerk 153 in den Stand zu setzen, die Korrektur der Ankunftszeitdifferenzangabe zu beenden. Ein UND-Glied 158 wird gleichzeitig mit der UND-Gliedanordnung 154 geöffnet und liefert der Rechenanlage 11 gleichzeitig Informanatenposition benutzt die Rechenanlage die ihr von der Einheit 159 zugeleiteten X- und F-Bereichskoordinatenangaben, um das Ergebnis in die Koordinaten des Überwachungsgebiets zu transformieren. Die berechneten X- und F-Gebietskoordinatenangaben sind Zahlen in binärer Form und werden anschließend der Schaubildvorrichtung 12 zugeführt, um sie in der nachstehend beschriebenen Weise zur Darstellung der Objekte zu verwenden.

Bei Zuführung jeder Ankunftszeitdifferenzangabe zur Rechenanlage 11 wird der Ausgang der Verzögerungseinheit 156 den vier UND-Gliedern 161 bis 164 zugeleitet. Außerdem wird dem UND-Glied 161 der Periode-I-Ausgangsimpuls des Zählers 133 zugeführt, der bei Koinzidenz zum AUS-Ausgang des Flip-Flops 125 übertragen wird, um diesen AUS-zuschalten. Ähnlich schaltet das UND-Glied 162 während der zweiten Periode des Zählers 133 das Flip-Flop 126,

Claims (9)

i 254 das UND-Glied 163 das Flip-Flop 127 während der dritten Periode des Zählers 133 und das UND-Glied 164 das Flip-Flop 128 während der vierten Periode des Zählers 133 AUS. Wenn der Zähler 133 seinen Zyklus beendet hat und ausläuft, schaltet er das Flip-Flop 130 AUS, das daraufhin das UND-Glied 131 sperrt und somit die Impulsübertragung vom Oszillator 132 zum Zähler 133 beendet. Damit ist die Übertragung von Ankunftszeitangaben für den betreffenden Bereich zur Rechenanlage 11 beendet, und das Übertragungssystem ist nun für den Empfang der folgenden Ankunftszeitangaben von den Bodenstationen des Bereichs bereit. Nachstehend wird nun beschrieben, w<e Uhrenkorrekturangaben berechnet und in jedem Systemzyklus in den Korrekturregistern 150, 168, 170 und 173 gespeichert werden. Wie bereits erwähnt, ist in jedem Zyklus ein Zeitabschnitt für Meßzwecke vorgesehen, in dem die jeweilige Abweichung der einzelnen Stationsuhren mit Hilfe eines Meßsenders ermittelt wird. Zu diesem Zweck wird die Rechenanlage 11 derartig programmiert, daß die Rechenanlage aus ihrem Speicher die bekannten und fest gespeicherten X- und F-Koordinatenwerte für einen Meßsender entnimmt und von den Bereichsstationen deren Ankunftsmeßangaben der Hilfssenderimpulse empfängt und daß sie schließlich mit diesen Angaben eine umgekehrte Berechnung gegenüber vorher durchführt, um gegebenenfalls zu bestimmen, in welchem Ausmaß die Ankunftszeitmeßdifferenz für zwei gegebene Bodenstationen vom bekannten Wert bei entsprechenden Uhrzeiten an beiden Stationen abweicht. Der Wert für eine solche Abweichung wird von der Rechenanlage zum jeweils entsprechenden Korrekturregister 150, 168, 170 oder 173 für das betreffende Bodenstationspaar übertragen und darin gespeichert; nach Beendigung der Meßberechnungen für alle Bodenstationen eines Gebiets wird entsprechend der festen Programmierung der Rechenanlage für den restlichen Teil des Systemzyklus die Berechnung der von den Objekten im Überwachungsgebiet kommenden Standortmeldeangaben durchgeführt. Diese Programmsteuerung der Rechenanlage erfolgt mit Hilfe eines Synchronisiersystems nach Fig. 4, durch welches Meßberechnungen gleichzeitig mit dem Auftreten jedes Systemzyklussynchronisierimpulses eingeleitet und zur Zeit des Auftretens eines Zählerausgangsimpulses, der einen vorher ausgewählten Zeitabschnitt im Systemzyklus kennzeichnet, beendet werden. Die der Schaubildvorrichtung 12 in binärer Form zugeleiteten Standortsrechenergebnisse in Form von X- und F-Gebietskoordinatenwerten werden von der Vorrichtung 12 zunächst in zwei entsprechende X- und 7-Spannungen umgewandelt, die an die Ablenkplatten einer Kathodenstrahlröhre als Schaubildvorrichtung angelegt werden können. Die Spannungen der obenerw ähnten Umwandlungseinheit werden also an senkrecht zueinander stehende Ablenkplatten einer Kathodenstrahlröhre angelegt. Diese Kathodenröhre ist imstande, ein kontinuierliches Darstellungsbild jedes angezeigten Standorts eines Objektes zu liefern, wobei die Intensität der die einzelnen Objekte darstellenden Lichtpunkte beliebig lange konstant gehalten werden kann. Auf diese Weise können die jeweiligen Standorte jedes Objektes dargestellt und dessen Fahrtrichtung und Standort zu jeder beliebigen Zeit festgestellt und die Geschwindig- keit durch Beobachtung oder Messung und Berechnung jederzeit bestimmt werden. In der Praxis wird man die Darstellung für jedes einzelne aller in einem Überwachungsgebiet befindlichen Objekte sichtbar bleiben lassen, bis die Darstellung unübersichtlich oder unnötig wird. Die Darstellung kann dann unterbrochen und zu einem späteren Zeitpunkt wieder eingeleitet werden. Bei dieser Darstellung werden die Standorte aller Objekte in einem Gebiet ohne ins Gewicht fallende Zeitverzögerung und mit einem hohen Genauigkeitsgrad ebenso dargestellt wie ihre bisherigen Bewegungen für eine bestimmte Zeitdauer. Der zukünftige Kurs und die Ankunftszeit eines oder mehrerer Fahrzeuge können also leicht aus der Darstellung ermittelt werden, so daß eine sehr wirksame Verkehrsüberwachung bei großem Verkehrsvolumen mit großer Sicherheit sichergestellt wird. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Standortbestimmung eines mit einem Sender für hochfrequente elektrische Schwingungen ausgestatteten Objektes mittels vier auf einer Fläche verteilten Empfangsstationen mit bekannten geographischen Koordinatenwerten, bei welchem in einer Zentralstation mit Hilfe der gemessenen Laufzeitdifferenzen der vom Objektsender abgestrahlten und von den Empfangsstationen aufgenommenen Schwingungen die Lage des Objektes in bezug auf die vier Empfangsstationen ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeitdifferenzen (K₁, K₂, K₃) in der Zentralstation einer elektronischen Rechenanlage (11) zugeführt werden, in der die geographischen Koordinatenwerte der Empfangsstationen (S₁ bis S₄) gespeichert sind und die mit Hilfe von Koordinatenebenenbestimmungsgleichungen, wie

_v_ N*- KW +IK₁T_b)

P² + M²-IPX- V² (K₂ ² + 2 K_z Tb) 2 M

worin unter Berücksichtigung, daß der Koordinatenursprung in eine erste Empfangsstation B (F i g. 2) gelegt ist,

N = ΛΓ-Koordinatenwert einer zweiten Emp fangsstation Λ, deren ^-Koordinatenwert gleich Null ist, P = x-Koordinatenwert einer dritten Emp fangsstation C, M = j-Koordinatenwert der dritten Empfangs station C, K₁ = Laufzeitdifferenz zwischen den Empfangs stationen A und B, K_i = Laufzeitdifferenz zwischen den Empfangs stationen C und B, V = Lichtgeschwindigkeit, die Bekannten und X, Y = Koordinatenwerte des Objektes, T_b = Eintreffzeitpunkt der Schwingungen in der ersten Empfangsstation B

die Unbekannten bedeuten, den Standort des Objektes (F) unter Korrektur des Gangzeitunterschiedes zwischen den Uhren der Empfangsstationen (S₁ bis S₄) durch Variation der Unbekannten errechnet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eichung des Systems mit Hilfe eines Hilfssenders (T₁) erfolgt, dessen geographische Koordinatenwerte in der Rechenanlage (11) gespeichert sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung der Laufzeitdifferenzen (K₁, K₂, K₃) in digitaler Form für die Einspeisung in die Rechenanlage (11) die Eintreffzeitpunkte der vom impulsgetasteten Hilfssender (T₁) abgestrahlten Hilfsimpulse jeweils vor der Zeitmessung der vom Objektsender in Form von Objektimpulsen abgestrahlten Schwingungen mit Hilfe entsprechender, jeweils den Empfangsstationen (S₁ bis 5*₄) zugeordneter elektronischer so Mittel (55, 56, 57; Fig. 5) erfaßt werden und daß die an den Eintreffzeitpunkten der Hilfsimpulse ermittelten virtuellen Laufzeitdifferenzen mit den aus den eingespeicherten geographischen Koordinatenwerten sowohl des Hilfssenders (T₁) als auch der Empfangsstationen (S₁ bis S₄) sich ergebenden wahren Laufzeitdifferenzen der Hilfsimpulse zur Ableitung von Korrekturwerten der Gangzeitunterschiede zwischen den einzelnen Empfangsstationsuhren verglichen werden und einer der Zentralstation zugeordneten Speichervorrichtung (150, 168, 170, 173; F i g. 6) zugeführt werden, aus der die jeweiügen Korrekturwerte beim Auftreten der aus den Objektimpulsen abgeleiteten Laufzeitdifferenzen (K₁, K₂, K₃) abgefragt und einem Eingang einer Addiervorrichtung (153) zugeführt werden, deren anderem Eingang jeweils die aus den Objektimpulsen abgeleiteten Laufzeitdifferenzen (K₁, K₂, K₃) zugeführt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausgabeeinrichtung (12) der Rechenanlage (11) aus den berechneten wahren Koordinatenwerten des Objektes entsprechende Ablenkspannungen für eine Anzeigevorrichtung in Koordinatendarstellung abgeleitet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von den einzelnen Empfangsstationen (S₁ bis S₄) in digitaler Form ermittelten und auf eine Eingabevorrichtung (10) der allen Empfangsstationen gemeinsamen Rechenanlage (11) übertragenen Eintreffzeitpunkte der empfangenen Impulse je in einem einer Empfangsstation (z. B. S₁) jeweils besonders zugeordneten Schiebespeicher (108) gespeichert werden, dessen Parallelausgänge je mit einer Subtrahenden-(136) und einer Minuenden-UND-Gliedanordnung (137) verbunden sind, derart, daß unter Steuerung eines Zählers (133) jeweils für zwei Schiebespeicher nacheinander gleichzeitig die Subtrahenden-UND-Gliedanordnung (136) eines einer Empfangsstation (z. B. S₁) zugeordneten Schiebespeichers (108) und die Minuenden-UND-Gliedanordnung (139) eines einer anderen Empfangsstation (z. B. S₂) zugeordneten Schiebespeichers (108) wirksam gemacht werden können und die Impulseintreffzeitpunkte über jeweils allen Subtrahenden-UND-Gliedanordnungen und allen Mi-

nuenden - UN D - Gliedanordnungen gemeinsame Verbindungsleitungen in digitaler Paralleldarstellung zur BDdung der Laufzeitdifferenzen einer Subtraktionseinrichtung (145) zugeführt werden, deren Resultat anschließend in einem Datenregister (146) gespeichert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils im Datenregister (146) gespeicherte Laufzeitdifferenz der Impulse des Hilfssenders (Ti) einem Augenden-Eingang eines Addierers (153) zugeführt werden, dessen Addenden-Eingang jeweils durch ein UND-Glied (151, 167, 171, 174) gesteuert wird, dessen jeweiliger erster Eingang durch den Ausgang eines jeweils zugeordneten Laufzeitkorrekturwertspeichers (150, 168, 170, 173) und dessen zweiter Eingang durch einen Impuls des Zählers (133) für die jeweilige Laufzeitdifferenzbildung gesteuert wird, so daß, da die Laufzeitkorrekturwertspeicher (150,168,170,173) in diesem Zeitabschnitt zurückgestellt sind, der Ausgang des Addierers (153) als Summe die virtuelle Laufzeitdifferenz der Hilfsimpulse auf die Rechenanlage (11) überträgt, und daß nach Vergleich der sich aus den festen Koordinatenwerten jeweils ergebenden wahren Laufzeitdifferenzen der Hilfsimpulse mit den ermittelten virtuellen Laufzeitwerten die sich ergebenden entsprechenden Korrekturwerte in die jeweils zugeordneten Laufzeitkorrekturwertspeicher (150, 168, 170, 173) eingegeben werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im jeweiligen Zeitabschnitt der Ermittlung der Ortsbestimmung eines Objektes (F) nacheinander die jeweiligen Lauf Zeitdifferenzen (K₁, K₂, K₃) der Objektimpulse unter Steuerung des Zählers (133) dem Augenden-Eingang des Addierers (153) zugeführt werden, dessen Addenden-Eingang über ein Zwischenregister (152) mit dem gemeinsamen Ausgang der UND-Schaltungen (151, 167, 171, 174) verbunden ist, so daß für die jeweilig zugeführte Laufzeitdifferenz (K₁, K₂, K₃) am Augenden-Eingang ein entsprechender Korrekturwert am Addenden-Eingang zugeführt wird und der Ausgang des Addierers (153) korrigierte Laufzeitdifferenzen (K₁, K₂, K₃) auf die Rechenanlage (11) überträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung der Eintreffzeiten der empfangenen Impulse in digitaler Form ein Flip-Flop (52) durch einen Eingangsimpuls eingeschaltet wird, dessen Ausgang ein UND-Güed (60) wirksam macht, das durch einen Rechteckimpuls eines zur Steuerung eines Zählers (55) kontinuierlich arbeitenden HF-Oszillators (57) vorbereitet ist, daß der Ausgangsimpuls des UND-Gliedes (60) seinerseits eine UND-Gliedanordnung (59) wirksam macht, deren andere Eingänge parallel durch die Stufen des Zählers (55) vorbereitet worden sind, so daß bei Wirksamwerden des UND-Glieds (60) der Zählerinhalt durch die UND-Gliedanordnung (59) parallel auf ein Schieberegister (61) übertragen wird, dessen Inhalt anschließend serienweise über die Verbindungsleitung (LI) dem zugeordneten Schiebespeicher (108) in der Eingabevorrichtung (10) zugeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstrahlung der Objektimpulse

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