DE1591518B1

DE1591518B1 - Radio positioning process using satellites

Info

Publication number: DE1591518B1
Application number: DE1967S0110939
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Bottenberg; Dipl-Ing Hans-Joachim Jestaedt; Dr-Ing Hans Leysieffer; Dr-Phil Felix Stockinger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-07-21
Filing date: 1967-07-21
Publication date: 1970-04-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Funk-Ortungsverfahren zur Darstellung des Standortes vieler Fahrzeuge an einer oder mehreren zentralen Überwachungsstellen mit Hilfe von mindestens zwei künstlichen Erdsatelliten, vorzugsweise bahnstabilisierten Synchronsatelliten. The invention relates to a radio location method for display the location of many vehicles at one or more central monitoring points with the help of at least two artificial earth satellites, preferably orbital stabilized Synchronous satellites.

Es ist bekannt (USA.-Patentschrift 3 191 176), daß eine Ortung mit Hilfe von Satelliten derart vorgenommen werden kann, daß von einer Boden-Überwachungsstelle aus Ortungssignale über einen Satelliten zu einem Fahrzeug übertragen und von diesem ein Antwortsignal über den Satelliten zur Bodenstation gesandt wird. Bei mindestens zwei Satelliten, welche derartige Ortungssignale von und zur Überwachungsstelle übertragen, kann bereits eine Ortung des Fahrzeuges vorgenommen werden. It is known (USA.-Patent 3 191 176) that a location with The help of satellites can be made so that from a ground surveillance point from positioning signals transmitted via a satellite to and from a vehicle a response signal is sent via the satellite to the ground station. At least two satellites, which such location signals from and to the monitoring station the vehicle can already be located.

Diesem Verfahren haftet jedoch der Nachteil an, daß Höhenfehler bei den Fahrzeugen, wie sie vor allem bei Verwendung barometrischer Höhenmesser auftreten können, mit in die Positionsfehler eingehen.However, this method has the disadvantage that height errors the vehicles, as they occur especially when using barometric altimeters can be included in the position errors.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei diesem Ortungsverfahren in bestimmten Zonen nicht oder nur sehr ungenau geortet werden kann. Eine derartige Zone liegt z. B. bei Verwendung von äquatorialen Synchronsatelliten im Bereich beiderseits des Aquators.Another disadvantage is that in this location method can not be located or only very imprecisely in certain zones. Such a one Zone is z. B. when using equatorial synchronous satellites in the area on both sides of the equator.

Der vorliegenden Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Schwierigkeiten bei der genauen Ortung von Fahrzeugen mittels Satelliten zu beseitigen. The present invention is primarily based on the object the difficulties described in the precise location of vehicles by means of Eliminate satellites.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zur simultanen Darstellung unabhängig voneinander zwei vollständige, an sich bekannte Ortungssysteme betrieben werden, von denen beim ersten System die vollständigen Ortskoordinaten, die von den Fahrzeugen selbst bestimmt werden, über die oder einen weiteren Satelliten an die tSberwachungsstelle(n) gemeldet werden und beim zweiten System mittels Ortungssignalen, die von der (den) Üb erwachungsstelle(n) über die Satelliten zum Fahrzeug und wieder zurücklaufen, die vollständigen Ortskoordinaten der Fahrzeuge erst in der tZberwachungsstelle selbst durch Laufzeitmessung ermittelt werden. According to the invention this is achieved in that the simultaneous Representation of two complete, well-known positioning systems independently of one another are operated, of which the complete location coordinates in the first system, which are determined by the vehicles themselves, via the or another satellite are reported to the monitoring station (s) and, in the case of the second system, by means of location signals, from the monitoring point (s) via the satellites to the vehicle and again run back, the complete location coordinates of the vehicles only in the monitoring station can be determined by measuring the transit time.

Das die vom Fahrzeug ermittelten Ortskoordinaten übertragende Ortungssystem (im folgenden Ortungssystem I genannt) ergibt einen Ortungsfehler, der von den Eigenschaften der jeweiligen Geräte der einzelnen Fahrzeuge abhängt, wobei diese Fehler untereinander nicht korreliert sind und lediglich einer allgemeinen statistischen Verteilung folgen. Das zweite Ortungssystem (im folgenden Ortungssystem II genannt), welches mittels von der Überwachungsstelle über mindestens zwei Satelliten zum Fahrzeug und wieder zurück laufender Ortungssignale arbeitet, liefert dagegen einen systematischen Fehler der Absolutposition aller Fahrzeuge, dessen Größe vom Luftdruck am Ort der Fahrzeuge abhängt. Diese Fehler in der Absolutposition sind also untereinander korreliert und hängen bei barometrischer Höhenmessung vom Luftdruck am Ort der Fahrzeuge ab. Da das Ortungssystem 1 diesen Fehler nicht aufweist, kann durch Vergleich beider Werte in einer Auswertezentrale der Überwachungsstelle(n) ein tXberblick über die Luftdruckverteilung im überwachten Gebiet erhalten werden. Dadurch kann die Wettervorhersage bzw. eine wetterabhängige Flugführung verbessert werden. Unter normalen Umständen ist nämlich eine Auswertung von in Luftfahrzeugen ausgeführten Luftdruckmessungen nicht möglich, wenn die Höhe über Grund unbekannt ist. Auf Grund des bekannten Luftdruckes kann zusammen mit der Höhenmesserablesung im Flugzeug die exakte Höhe über Grund ermittelt werden. The location system that transmits the location coordinates determined by the vehicle (hereinafter referred to as location system I) results in a location error that depends on the properties the respective devices of the individual vehicles depends, with these errors among each other are not correlated and only follow a general statistical distribution. The second location system (hereinafter referred to as location system II), which by means of from the monitoring point via at least two satellites to the vehicle and again locating signals running back works, on the other hand delivers a systematic error the absolute position of all vehicles, its size from the air pressure at the location of the vehicles depends. These errors in the absolute position are therefore correlated with one another and depend on the air pressure at the location of the vehicles in the case of barometric altitude measurement. Since the positioning system 1 does not have this error, a comparison of both Values in an evaluation center of the monitoring point (s) an overview of the Air pressure distribution in the monitored area can be obtained. This allows the weather forecast or a weather-dependent flight guidance can be improved. Under normal circumstances is namely an evaluation of air pressure measurements carried out in aircraft not possible if the height above ground is unknown. Due to the known air pressure together with the altimeter reading in the aircraft, it can determine the exact height above ground be determined.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Ortungsverfahrens besteht darin, daß die Fehler der beiden Ortungsgruppen I und II unterschiedlich ortsabhängig sind und die in den beiden Verfahren ermittelten Positionsangaben jeweils getrennt oder mit unterschiedlichen Gewichten zur Ermittlung eines brauchbaren Mittelwertes zusammengesetzt werden können, je nachdem, in welchem Teilbereich des überdeckten Gebietes sich das bzw. die zu ortenden Fahrzeuge befinden. Außerdem tritt noch der Vorteil auf, daß bei Ausfall eines der beiden Systeme nur eine Verminderung der Meßgenauigkeit, nicht aber ein völliger Verlust von Ortungsinformationen eintritt. There is a further advantage of the location method according to the invention in that the errors of the two locating groups I and II are different depending on the location and the position information determined in the two procedures are separated or with different weights to determine a useful mean value can be put together, depending on the sub-area of the covered The vehicle or vehicles to be located are located in the area. In addition, the The advantage is that if one of the two systems fails, only a reduction in the Measurement accuracy, but not a complete loss of location information occurs.

Außerdem bietet das erfindungsgemäße Ortungsverfahren zugleich auch die Möglichkeit eines Nachrichtenübertragungsverfahrens, was seine Anwendungsmöglichkeiten bedeutend erweitert und die Wirtschaftlichkeit verbessert. In addition, the locating method according to the invention also offers at the same time the possibility of a message transmission method, what its possible applications significantly expanded and the economy improved.

Die Verwendung bahnstabilisierter Synchronsatelliten ist deshalb besonders vorteilhaft, weil hierbei keine die Lageänderung erfassenden Umrechnungen erforderlich sind. In der Äquatorzone angeordnet, ermöglichen Satelliten eine besonders weitreichende Erfassung der Erdoberfläche. The use of orbital stabilized synchronous satellites is therefore particularly advantageous because there are no conversions that capture the change in position required are. Arranged in the equatorial zone, satellites enable a special extensive coverage of the earth's surface.

Die Erfindung und weitere Einzelheiten sind im folgenden an Hand von Zeichnungen näher erläutert. The invention and further details are given below explained in more detail by drawings.

In Fig. 1 ist in Schrägansicht ein Teil der Erdoberfläche dargestellt, wobei auf zwei verschiedenen Kontinenten, z. B. Europa und (Nord-) Amerika, vier Überwachungsstationen B 1 bis B4 aufgebaut sind. In entsprechender Höhe über Grund befinden sich Satelliten SI, SII und SIII, deren Lage und Bahn vorteilhaft stabilisiert und synchronisiert sind (Synchronsatelliten). Über den Satelliten SI wird von der Bodenstation B3 aus eine Ortung des Fahrzeugs F 1 vorgenommen, wobei dieses Fahrzeug seine - mit Bordmitteln bestimmte - Position, zusammen mit einer Kennung, über den SatellitenSI zur Bodenstation B 3 überträgt, wie dies durch Pfeile angedeutet ist. Für den Ubertragungsweg vom Fahrzeug Fl zum Satelliten SI wird dabei z. B. die Frequenz 1,6 GHz benutzt, während die Verbindung vom Satelliten SI zur Bodenstation B3 auf der Frequenz 4 GHz hergestellt wird. Anders verläuft die Ortung des Fahrzeuges F2, welche von der Dberwachungsstelle B 1 ausgeht und über insgesamt mindestens zwei Satelliten vorgenommen werden muß. Hierzu werden die beiden SatellitenSII und SII' z.B. im 6-GHz-Bereich von der Überwachungsstelle B 1 aus mittels Richtantennen angepeilt und eine Aufforderung zur Antwort mittels einer bestimmten Kennung zu dem Fahrzeug2 übertragen. Die Abfrage mit der Frequenz von 6 GHz wird nach Umsetzung in den Satelliten 511 und SII' im VHF-Band ausgestrahlt und gelangt zum Fahrzeug F2. Hier wird in einem Bordtransponder ein Antwortsignal bereitgestellt, welches neben der Kennung noch die Höheninformation und sonstige zur Übertragung geeignete oder notwendige Daten enthält. Dieses Antwortsignal läuft, ebenfalls im VHF-Bereich, zu den Satelliten SII und SII' zurück und wird von hier aus über gerichtete Antennen im 4-GHz-Bereich zur Uberwachungsstelle B 1 übertragen, wo zum Empfang Richtantennen benutzt werden. Aus der Laufzeit zwischen der von der Überwachungsstelle B 1 ausgehenden Abfrage und den über mindestens zwei Satelliten SII und SII' eintreffenden Antwortsignalen wird - unter Berücksichtigung der bei den Fahrzeugen und in den Satelliten auftretenden, systemmäßig festgelegten Totzeiten - eine Ortung des Fahrzeuges F 2 vorgenommen, wozu allerdings dessen Höhe über Grund bekannt sein muß. In Fig. 1, a part of the earth's surface is shown in an oblique view, being on two different continents, e.g. B. Europe and (North) America, four Monitoring stations B 1 to B4 are set up. At the appropriate height above ground there are satellites SI, SII and SIII, whose position and orbit are advantageously stabilized and are synchronized (synchronous satellites). Via the SI satellite, the Ground station B3 made a location of the vehicle F 1, this vehicle its position - determined with on-board resources - together with an identifier via the Satellite SI transmits to ground station B 3, as indicated by arrows. For the transmission path from the vehicle Fl to the satellite SI, z. B. the frequency 1.6 GHz is used while the connection from the SI satellite to the B3 ground station is on the frequency 4 GHz is produced. The location of vehicle F2 is different, which originates from the monitoring station B 1 and a total of at least two Satellites must be made. For this purpose the two satellites SII and SII ' E.g. in the 6 GHz range targeted from monitoring point B 1 using directional antennas and a request for a response by means of a specific identifier to the vehicle2 transfer. The query with the frequency of 6 GHz is after implementation in the satellite 511 and SII 'in the VHF band and arrives at vehicle F2. Here in an on-board transponder provided a response signal which, in addition to the identifier nor the altitude information and other suitable or necessary for transmission Contains data. This response signal travels to the satellites, also in the VHF range SII and SII 'return and is directed over from here Antennas transmitted in the 4 GHz range to monitoring station B 1, where directional antennas are used for reception to be used. From the runtime between the outgoing from the monitoring point B 1 Query and the response signals arriving via at least two satellites SII and SII ' is - taking into account the occurring in the vehicles and in the satellites, system-based dead times - a location of the vehicle F 2 carried out, for which, however, its height above ground must be known.

Diese Ortung wird in denjenigen Breiten ungenau, in welchen sich der Satellit befindet. Da üblicherweise äquatoriale Satelliten verwendet werden, tritt im Bereich des Äquators A eine gestrichelt angedeutete Zone auf, bei der die Ortung mittels des im Zusammenhang mit den SatellitenSII und SII' beschriebenen Verfahrens ungenau wird. Hierbei ergibt sich durch das mit dem Satelliten 51 arbeitende OrtungssystemI eine Verbesserung, weil hier diese Zone nicht in dem Umfang fehlerbehaftet ist wie das Ortungssystem II. This location is imprecise in those latitudes in which the satellite is located. Since equatorial satellites are commonly used, occurs in the area of the equator A, a zone indicated by dashed lines, in which the Positioning by means of the described in connection with the satellites SII and SII ' Procedure becomes imprecise. This results from what works with the satellite 51 Positioning system I an improvement, because this zone is not subject to errors to the same extent is like the positioning system II.

Zum besseren Verständnis werden im folgenden die beiden Ortungssysteme I und II getrennt voneinander im einzelnen beschrieben. For a better understanding, the two positioning systems are described below I and II described separately from one another in detail.

Ortungssystem I Bei diesem Verfahren wird nur ein einziger Satellit benötigt, der zum Transfer für Standortinformationen von den Fahrzeugen zu den Bodenstationen dient. Wie noch gezeigt wird, benötigt man zur Simultanübermittlung der Standorte von 300 Flugzeugen insgesamt eine Bandbreite von 10 MHz. Benutzt man dafür das 1,6-GHz-Band, so werden somit hierfür nur weniger als 10 0/o des Bandes belegt. Positioning system I With this method, only a single satellite needed to transfer location information from the vehicles to the ground stations serves. As will be shown, you need the locations for simultaneous transmission of 300 aircraft a total bandwidth of 10 MHz. If you use the 1.6 GHz band for this, thus only less than 10% of the band is used for this purpose.

Der weitaus größere Rest wäre für eine Vielzahl von Ferngesprächen für die Passagiere und/oder für die Kanäle des Ortungssystems II frei.The far greater remainder would be for a variety of long distance calls free for the passengers and / or for the channels of the positioning system II.

Die Fahrzeuge senden ihre mit Bordmitteln gemessene Position (Breite, Länge, Höhe) und eventuell auch ihre Geschwindigkeit (Betrag und Kurs) im 1,6-GHz-Band ungerichtet zu dem Satelliten 51. The vehicles send their position measured with on-board equipment (latitude, Length, height) and possibly also their speed (amount and course) in the 1.6 GHz band omnidirectional to satellite 51.

Dieser gibt die Nachricht verstärkt und auf 4 GHz umgesetzt an die Bodenstationen weiter.This gives the message amplified and converted to 4 GHz to the Ground stations further.

Ein Merkmal dieses Ortungssystems 1 besteht darin, daß der Informationsfluß nur den Weg Fahrzeug-Satellit-Bodenstation zurücklegen muß. Die Anlagen werden dadurch einfacher als beim Ortungssystem II, bei dem stets eine Verbindung in beiden Richtungen besteht. A feature of this location system 1 is that the flow of information only has to cover the path vehicle-satellite-ground station. The plants are thereby easier than with location system II, which always has a connection in both directions consists.

Nachteilig ist, daß die Positionsfehler der verschiedenen Flugzeuge nicht korreliert sind wie beim Ortungssystem II. Durch einen Gerätefehler an Bord können durch eine falsche Ortsangabe gefährliche Situationen entstehen, die jedoch über das Ortungssystem II rasch geklärt werden. The disadvantage is that the position errors of the various aircraft are not correlated as with the location system II. Due to a device error on board dangerous situations can arise due to an incorrect location, however can be quickly clarified via the positioning system II.

Der Kanalabstand ist gegeben durch die Stabilität der Oszillatoren und die maximal mögliche Dopplerverschiebung. Wird die Frequenz von einem Quarzoszillator hergeleitet, so kann relativ leicht eine Genauigkeit von 10 - 6 erreicht werden, entsprechend einem Frequenzfehler von l 1,6 kllz. Die Dopplerverschiebung kann bei einer Geschwindigkeit des Flugzeuges bis zu 3 Mach einen Betrag von einigen kHz erreichen. Die Bandbreite der Modulation kann dagegen vernachlässigt werden. Bei einer. Kanalbreite von 25 kHz und einer angemessenen Reserve für die Selektion zwischen den Kanälen ergibt sich für 300 Simultankanäle eine Gesamt-Bandbreite von 10 MHz. The channel spacing is given by the stability of the oscillators and the maximum possible Doppler shift. Used the frequency of a crystal oscillator derived, an accuracy of 10 - 6 can be achieved relatively easily, corresponding to a frequency error of l 1.6 kllz. The Doppler shift can be at a speed of the aircraft up to 3 Mach an amount of a few kHz reach. The bandwidth of the modulation, on the other hand, can be neglected. at one. Channel width of 25 kHz and an adequate reserve for the Selection between The channels result in a total bandwidth of 10 MHz for 300 simultaneous channels.

An Bord des Flugzeuges befindet sich ein binärer Frequenzgenerator, dessen Ausgangsfrequenz in Stufen einstellbar ist. Sie ist von der Schwingfrequenz eines temperaturstabilisierten Quarzgenerators hergeleitet. Die Kanal-Ordnungszahl wird beim Einflug in den Ortungsbereich mitgeteilt. There is a binary frequency generator on board the aircraft, whose output frequency can be set in steps. It is of the oscillation frequency derived from a temperature-stabilized quartz generator. The channel ordinal number will be communicated when entering the tracking area.

Die Phase der Schwingung wird von den drei Meßgrößen geographische Länge (25 bit), geographische Breite (25 bit) und Höhe des Flugzeuges (10 bit) umgetastet. In den Übertragungspausen läuft der Träger unmoduliert weiter. Der anschließende Sendeverstärker stellt die zur Überbrückung der großen Entfernung nötige Leistung zur Verfügung. Wenn die Position im Rhythmus von einer Sekunde übertragen werden soll, genügt für den Übertragungskanal eine Bandbreite von 120 Hz. Im Ortungssystem I soll die Flugzeugantenne einen Gewinn von Odb, die Satellitenantenne einen von mindestens 17 db haben. The phase of the oscillation is geographic from the three measurands Longitude (25 bit), geographical latitude (25 bit) and altitude of the aircraft (10 bit) keyed. In the transmission pauses, the carrier continues to run unmodulated. The subsequent The transmission amplifier provides the power required to bridge the great distance to disposal. When the position is transmitted every second should, a bandwidth of 120 Hz is sufficient for the transmission channel. In the location system I want the aircraft antenna to gain from Odb and the satellite antenna to gain from have at least 17 db.

Die Übertragung ergibt einen angemessenen Störabstand, wenn der Sender eine Leistung von etwa 5 Watt abgibt. Solche Sender sind noch mit Halbleitern zu realisieren.The transmission gives a reasonable signal-to-noise ratio if the transmitter is delivers a power of about 5 watts. Such transmitters are still using semiconductors too realize.

Im Satelliten werden die von den Flugzeugen ausgesandten Signale in einem Empfänger auf eine Zwischenfrequenz von 70 MHz umgesetzt, in dieser Lage verstärkt und in schon beschriebener Weise in den 4-GHz-Bereich umgesetzt. Man kommt dort mit einer Sendeleistung von einigen hundert Milliwatt aus, die sich auf die Antennen verteilt. Von einer Bodenstation wird im 1,6-GHz-Band ein Frequenz-Vergleichs-Pilot zum Satellit gesendet, der beim Rückempfang im 4-GHz-Bereich zur Korrektur der Frequenzlage dient. The signals sent by the aircraft are stored in the satellite in a receiver converted to an intermediate frequency of 70 MHz, in this position amplified and implemented in the manner already described in the 4 GHz range. One comes there with a transmission power of a few hundred milliwatts, which is based on the Antennas distributed. A ground station becomes a frequency comparison pilot in the 1.6 GHz band sent to the satellite, which is used to correct the frequency position during return reception in the 4 GHz range serves.

Das in der Bodenstation empfangene Signal im 4-GHz-Band wird zunächst verstärkt und in Stufen in eine so niedrige Frequenzlage umgesetzt, daß die Selektion der einzelnen Nachrichtenträger mit erträglichem Aufwand gelingt. Für jeden Träger wird wegen der Dopplerverschiebung eine Vorrichtung zur automatischen Frequenznachstellung vorgesehen. The signal received in the ground station in the 4 GHz band is initially amplified and implemented in steps in such a low frequency position that the selection the individual message carriers succeed with bearable effort. For every wearer becomes a device for automatic frequency adjustment because of the Doppler shift intended.

Nach Durchlaufen eines Frequenzdemodulators und eines Schieberegisters werden die Signale von einem Rechner abgerufen und ausgewertet.After passing through a frequency demodulator and a shift register the signals are called up by a computer and evaluated.

Ortungssystem II Dieses System beruht auf der Auswertung der Laufzeit von Meßsignalen, die von einer Bodenstation aus über zwei Satelliten zu den Fahrzeugen gesendet und auf dem gleichen Weg beantwortet werden. Die Antwort besteht aus dem in einem Transponder verstärkten Entfernungsmeßimpuls und einer weiteren Impulsgruppe, die unter anderem die an Bord des Flugzeuges ermittelten Höheninformationen enthält. Die Auswertung der Laufzeit in der Bodenstation liefert unter den Annahmen über Frequenzen, Antennen, Sendeleistungen und Bandbreite des Ortungskanals, die dem hier beschriebenen System zugrunde gelegt wurden, eine Entfernungsangabe Fahrzeug-Satellit mit einem Meßfehler unter 100 m. Zusammen mit der Fahrzeughöhe werden diese Zahlen einem Computer zugeführt, der daraus den Fahrzeugstandort errechnet. Die Standortinformation wird dem Fahrzeug von der Bodenstation aus über den Satelliten in codierter Form mitgeteilt. Zusätzliche Sprachkanäle ermöglichen die Abwicklung von Gesprächen der Kontrollbeamten mit den Besatzungen. Location system II This system is based on the evaluation of the transit time of measurement signals sent from a ground station via two satellites to the vehicles sent and answered in the same way. The answer is that Distance measuring pulse amplified in a transponder and another pulse group, which, among other things, contains the altitude information determined on board the aircraft. The evaluation of the transit time in the ground station delivers under the assumptions about Frequencies, antennas, transmission power and bandwidth of the location channel, which the The system described here was based on a vehicle-satellite distance specification with a measurement error of less than 100 m, together with the vehicle height will these numbers are fed to a computer, which uses them to calculate the vehicle's location. The vehicle receives the location information from the ground station via the satellite communicated in coded form. Additional voice channels enable processing of discussions between the control officers and the crews.

Dieses System ermöglicht ohne weiteren Zusatz die Betreuung des Flugverkehrs im Nordatlantik in einem Abstand von mehr als 1000 km vom Äquator und mit einer Absolutgenauigkeit von 1 Seemeile für den Standort des Fahrzeuges, wenn die Fahrzeughöhe über Grund auf t 50 m genau bekannt ist. Für Fahrzeuge mit Funkhöhenmessern ist diese Meßgenauigkeit gewährleistet. Bei Verwendung von barometrischen Höhenmessern kann die Höhe über Grund um einige hundert Meter falsch sein, wenn der Luftdruck entsprechend stark vom Normaldruck abweicht. Da alle benachbarten Fahrzeuge die Höhe in gleicher Weise falsch zeigen, verschieben sich auch die errechneten Standorte benachbarter Fahrzeuge um gleiche Beträge in der gleichen Richtung, so daß das Kollisionsrisiko durch diesen atmosphärischen Fehler der Höhenmessung nicht vergrößert wird. This system enables air traffic to be managed without any additional additions in the North Atlantic at a distance of more than 1000 km from the equator and with a Absolute accuracy of 1 nautical mile for the location of the vehicle if the vehicle height is known to an accuracy of t 50 m above ground. For vehicles with radio altimeters is this measurement accuracy is guaranteed. When using barometric altimeters the height above ground can be wrong by a few hundred meters if the air pressure deviates accordingly strongly from normal pressure. Since all neighboring vehicles have the If the height is incorrectly shown in the same way, the calculated locations will also shift neighboring vehicles by equal amounts in the same direction, so that the risk of collision is not increased by this atmospheric error in the altitude measurement.

Diese Überlegung gilt auch noch in einem weltweiten System, wenn das Fahrzeug auf seinem Flugweg an ein benachbartes Satellitenpaar übergeben wird.This consideration is also still valid in a worldwide system if that Vehicle is handed over to an adjacent pair of satellites on its flight path.

Ein System von sechs äquidistanten Synchronsatelliten rund um den Äquator gewährleistet eine Bedeckung für alle Punkte der Erdoberfläche bis zu geographischen Breiten von +750 (minimale Elevation von 50 mit Rücksicht auf Sharing-Probleme eingerechnet). A system of six equidistant synchronous satellites around the Equator ensures coverage for all points on the earth's surface up to geographic Widths of +750 (including a minimum elevation of 50 with consideration of sharing problems).

Mit dem Bedeckungsproblem steht die Staffelung der Meßsignale in engem Zusammenhang. Das von der Bodenstation über die Satelliten zu den Fahrzeugen gesendete Signal besteht zweckmäßig aus einem Meßimpuls und einem Codewort in Form einer Impulsgruppe. Das gesamte Signal hat dann eine Länge von etwa 100 los. Die Laufzeitunterschiede aller Signale, die zu den Fahrzeugen und wieder zurück gesendet werden, sind kleiner als 50 ms. Bei zu enger Aneinanderreihung der Meßsignale besteht die Gefahr, daß die Signale einander überholen oder gleichzeitig an der Bodenstation eintreffen und einander stören. Dieser Vorgang ist in der Sekundärradartechnik als » Garbling« bekannt. The staggering of the measurement signals is related to the coverage problem close connection. That from the ground station via the satellites to the vehicles The transmitted signal expediently consists of a measuring pulse and a code word in the form an impulse group. The entire signal then has a length of about 100 loops. the Differences in transit time of all signals sent to the vehicles and back again are less than 50 ms. If the measuring signals are too close together the danger that the signals will overtake each other or at the same time at the ground station arrive and disturb each other. This process is called in the secondary radar technology "Garbling" known.

Man könnte die Signale zu den verschiedenen Fahrzeugen in Abständen von 50 ms voneinander anordnen, wodurch »Garbling« sicher vermieden wird. One could get the signals to the different vehicles at intervals of 50 ms from each other, which reliably prevents "garbling".

Bei z. B. sechshundert gleichzeitig zu überwachenden Fahrzeugen in einem weltweiten System bedeutet das bei jeweils zwei Satelliten eine Gesamtzykluszeit von einer Minute, d. h., daß jedes Fahrzeug nur einmal pro Minute geortet wird. Besser ist es deshalb, die im Rechner der Bodenstation in einer Tabelle gespeicherten Fahrzeugadressen mit Hilfe der letzten gespeicherten Positionsinformationen nach zunehmenden Entfernungen vom jeweiligen Satelliten aus zu ordnen. Dies braucht keinen Zeitverlust bei den Positionsberechnungen zu bedeuten, da Umspeicherungen nach der richtigen Reihenfolge durch einen Parallelrechner erfolgen kann, wenn die Fahrzeugbewegung dies erforderlich macht. In diesem Fall muß nur darauf geachtet werden, daß die Gesamtzykluszeit so groß ist, daß »Garbling« zwischen den Antwortimpulsen des ersten und letzten Fahrzeuges einer Tabelle vermieden wird. Dies muß vor allem bei dem Satellitenpaar beachtet werden, das den Nordatlantik als Hauptverkehrsgebiet betreut. Rechnet man mit 300 Fahrzeugen, die maximal von einem Satellitenpaar betreut werden müssen, und wählt man den Abstand zweier aufeinanderfolgender Meßsignale zu 150 ills, so kommt man auf eine Zeit von 95 ms von der Aussendung des ersten Signals an bis zum Empfang des letzten Antwortsignals pro Satellit. Im Abstand von je 100ms können die Satelliten die ihnen zugewiesenen Fahrzeuge abfragen, so daß nach 600 ms alle Luftfahrzeuge, die auf der Erde unterwegs sind, ihre Informationen an die Bodenstationen abgegeben haben. Das heißt, daß jedes gemeldete Fahrzeug alle 600 ms eine Standortinformation erhalten kann, sofern die Fahrzeugtransponder für diese hohe Antwortrate und die Rechner für die Auswertung der Meßdaten und die Organisation und Steuerung der Signalzusammensetzung und -aussendung ausgelegt sind.At z. B. six hundred simultaneously monitored vehicles in In a worldwide system that means a total cycle time for two satellites of one minute, d. that is, each vehicle is located only once per minute. It is therefore better to use the data stored in a table in the computer of the ground station Vehicle addresses using the last saved position information to order increasing distances from the respective satellite. This doesn't need one To mean loss of time in the position calculations, since relocations after the correct sequence can be done by a parallel computer when the vehicle is moving makes this necessary. In this case you just have to make sure that the Total cycle time is so large that "garbling" between the response pulses of the first and last vehicle in a table is avoided. This must above all at the satellite pair must be taken into account that the North Atlantic is the main traffic area. One calculates with 300 vehicles that must be supported by a maximum of one pair of satellites, and if the distance between two successive measurement signals is selected to be 150 ills, see above there is a time of 95 ms from the transmission of the first signal to Receipt of the last response signal per satellite. At intervals of 100ms each can the satellites query the vehicles assigned to them, so that after 600 ms all Aircraft that are traveling on earth send their information to the ground stations have given up. This means that every vehicle reported receives location information every 600 ms can receive, provided the vehicle transponder for this high response rate and the Computer for the evaluation of the measurement data and the organization and control of the signal composition and emission are designed.

Dies gilt allerdings nur für ein Laufzeitmeßsystem, das die geographische Breite von Fahrzeugorten in Äquatornähe nicht erfassen kann. Wird ein zusätzliches Winkelmeßverfahren angewandt, dann vergrößert sich die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ortungsvorgängen eines Fahrzeuges auf 6 Sekunden. Diese Häufigkeit der Ortungen ist immer noch ausreichend. However, this only applies to a transit time measuring system that uses the geographical Can not record the latitude of vehicle locations near the equator. Will be an additional If the angle measurement method is applied, the time between two successive ones increases Location processes of a vehicle in 6 seconds. This frequency of location is still sufficient.

Das vorgeschlagene System vermag ohne zusätzliche Richtungsinformation keine ausreichend genaue Angabe der geographischen Breite von Fahrzeugstandorten zu machen, wenn diese Fahrzeuge weniger als 1000 km vom Äquator entfernt sind. Die Äquatorzone kann in gewissem Umfang mit überdeckt werden, wie anderweitig bereits vorgeschlagen, wenn eine zusätzliche, in der Art des Monopulsverfahrens im lage- und bahnstabilisierten Satelliten erhaltene Meßinformation in Form eines codierten Signals im Anschluß an das Ortungssignal und die Höheninformation zur Bodenstation gesendet und dort mit ausgewertet wird. Diese setzt im Satelliten eine zusätzliche Summe-Differenz-Antenne voraus. The proposed system can do without additional directional information no sufficiently precise indication of the geographical latitude of vehicle locations to do when these vehicles are less than 1000 km from the equator. the The equatorial zone can be covered to a certain extent, as is already the case elsewhere Suggested, if an additional, in the form of the monopulse procedure in the posi- and orbital stabilized satellites obtained measurement information in the form of a coded Signal following the location signal and the altitude information to the ground station is sent and evaluated there. This sets an additional one in the satellite Sum-difference antenna ahead.

Die Fußpunkte der beiden Elemente dieser Antenne werden an die beiden Eingänge einer Gabelschaltung gelegt. An den beiden Ausgängen dieser Schaltung können Summe und Differenz der Eingangsspannungen abgenommen werden. Das Verhältnis der Spannungen im Differenz- und Summenkanal ist in Äquatornähe der geographischen Breite (vorzeichenrichtig) proportional. Der Störabstand im Differenzkanal muß durch Bandbegrenzung so groß gemacht werden, daß noch Spannungsunterschiede in der Größenordnung von 1 0/o der Maximalspannung erkannt werden.The base points of the two elements of this antenna are attached to the two Inputs of a hybrid circuit placed. At the two outputs of this circuit you can Sum and difference of the input voltages can be taken. The ratio of Tension in the difference and sum channel is near the equator of the geographical latitude (correct sign) proportional. The signal-to-noise ratio in the difference channel must be limited by band be made so large that there are still voltage differences in the order of magnitude of 1 0 / o of the maximum voltage can be recognized.

Erst in 1000km Abstand des sendenden Fahrzeuges vom Aquator erhält man die erste Nullstelle (Minimum der Strahlungscharakteristik) der Spannung des Summenkanals, wenn die Antennen neun Wellenlängen voneinander entfernt sind und die erste Null stelle des Differenzkanals durch geeignete Satellitenorientierung möglichst dicht an den Äquator gelegt wird. Nach diesem Verfahren kann unter den genannten Bedingungen die geographische Breite in Äquatornähe auf etwa 6 Seemeilen genau bestimmt werden. Um den geforderten Rauschabstand zu erreichen, müssen die Bandbreiten von Summen- und Differenzkanal auf weniger als 1 kHz beschränkt werden. Die Signaldauer muß deshalb über einer Millisekunde liegen. Für vorher durchgeführte Abschätzung der Zyklusdauer ergibt sich dadurch ein höherer Abstand der nunmehr längeren Meßsignale. Received only in 1000km distance of the sending vehicle from the equator the first zero (minimum of the radiation pattern) of the voltage of the Sum channel when the antennas are nine wavelengths apart and the first zero of the difference channel through suitable satellite orientation is placed as close as possible to the equator. Following this procedure, among the mentioned conditions the geographical latitude near the equator to about 6 nautical miles can be precisely determined. To achieve the required signal-to-noise ratio, the The bandwidths of the sum and difference channels can be limited to less than 1 kHz. The signal duration must therefore be over a millisecond. For previously performed appraisal This results in a greater interval between the cycle duration the now longer measurement signals.

Statt der dort genannten 150 lls müssen etwa 1,5 ms für die Abstände aufeinanderfolgender Signale eingesetzt werden. Dadurch verlängert sich der Abfragezyklus für alle Fahrzeuge in einem weltweiten System von 600 ms auf 6 Sekunden. Für die Kontrolle der Satellitenlage sind keine Bezugsstationen auf der Erde erforderlich, da man die Kontrollinformationen für die geographische Breite aus Messungen von Fahrzeugen, die mehr als 1000 km vom Aquator entfernt sind und deshalb nach dem Laufzeitmeßverfahren genau genug geortet werden können, erhält.Instead of the 150 lls mentioned there, about 1.5 ms are required for the intervals successive signals can be used. This increases the query cycle for all vehicles in a worldwide system from 600 ms to 6 seconds. For the Control of the satellite position, no reference stations on earth are required, since you can get the control information for latitude from measurements of Vehicles that are more than 1000 km from the equator and therefore after the The transit time measurement method can be located precisely enough.

Die Summe-Differenz-Messung kann durch eine Pulsgruppe ausgelöst werden. Das Meßergebnis wird ebenfalls als Pulsfolge codiert und nach dem Ortungssignal vom Satelliten an die Bodenstation gesendet. The sum-difference measurement can be triggered by a pulse group will. The measurement result is also coded as a pulse train and after the locating signal sent from the satellite to the ground station.

Dieses Verfahren wird überflüssig, wenn außer äquatorialen Satelliten auch Satelliten auf Polbahnen in synchroner Höhe eingesetzt werden. Dem so vereinfachten Satelliten aufwand entspricht dann allerdings eine etwas kompliziertere Auswertung in der Bodenstation, die die Bewegung der Satelliten berücksichtigen muß. This procedure becomes redundant when using equatorial satellites satellites can also be used on polar orbits at synchronous heights. The so simplified Satellite effort then corresponds to a somewhat more complicated evaluation in the ground station, which must take into account the movement of the satellites.

Für den Betrieb des Ortungssystems II wird bei der weiteren Betrachtung von folgenden Voraussetzungen ausgegangen: Der Betrieb vom Boden zum Satelliten erfolgt im 6-GHz-Bereich, der vom Satelliten zum Boden im 4-GHz-Bereich; der Satellit ist lagestabilisiert, so daß im Satelliten bündelnde Antennen für den Bodenverkehr mit beträchtlichem Antennengewinn eingesetzt werden können; am Boden stehen Antennen mit Durchmessern in der Größenordnung bis zu 25m zur Verfügung; für den Betrieb vom Satelliten zum Fahrzeug und umgekehrt beträgt der Antennengewinn beim Satelliten mindestens 17 db, beim Fahrzeug 0 db; ausgehend von der Normallage des Fahrzeuges hat die Fahrzeugantenne für die obere Halbkugel etwa eine Rundstrahlcharakteristik ; in der Richtung nach unten dürfte eine Unterdrückung von mindestens 10 db möglich sein; für den Betrieb vom Satelliten zum Fahrzeug und umgekehrt stehen die Frequenzbereiche 118 bis 136 MHz und 1,54 bis 1,66GHz zur Verfügung; um die geforderte Genauigkeit der Ortung zu gewährleisten, muß für die Ortungssignale ein 1 MHz breiter Kanal in jeder Richtung zur Verfügung gestellt werden; es sollen für Sprechverbindungen zwischen Flugzeugen und den Bodenstationen 20 Kanäle mit einem Niederfrequenzumfang von 300 bis 3000 Hz simultan bereitstehen; es sollen auch Verbindungen zwischen den mindestens zwei möglichen Bodenstationen innerhalb eines Ortungsbereiches bestehen. For the operation of the positioning system II, further consideration assumed the following conditions: Operation from the ground to the satellite takes place in the 6 GHz range, that from the satellite to the ground in the 4 GHz range; the satellite is position-stabilized, so that bundling antennas for ground traffic in the satellite can be used with considerable antenna gain; there are antennas on the ground available with diameters on the order of up to 25m; for the business from the satellite to the vehicle and vice versa is the antenna gain for the satellite at least 17 db, for vehicles 0 db; starting from the normal position of the vehicle the vehicle antenna has an omnidirectional characteristic for the upper hemisphere ; in the downward direction, a suppression of at least 10 db should be possible be; the frequency ranges stand for operation from the satellite to the vehicle and vice versa 118 to 136 MHz and 1.54 to 1.66 GHz available; the required accuracy To ensure location, a 1 MHz wide channel must be used for the location signals made available in every direction; it is intended for voice connections 20 channels with a low frequency range between aircraft and ground stations are available from 300 to 3000 Hz simultaneously; connections between the at least two possible ground stations exist within a location area.

Der Aufbau der Verbindungen zwischen Satellit und Boden ist weniger problematisch als die Strecke Satellit - Fahrzeug. In dem Frequenzplan nach Fig. 2 a ist der Bereich 118 bis 136 MHz wegen der beträchtlichen niedrigeren Streckendämpfung für den Abschnitt Satellit-Fahrzeug vorgesehen, und zwar 118 bis 119 MHz als Nachrichtenkanal, 120 bis 121 MHz als Ortungskanal für die Strecke Fahrzeug Satellit und 133 bis 134 MHz als Nachrichtenkanal, 135 bis 136 MHz als Ortungskanal für die Strecke Satellit-Fahrzeug. Die weiter unten aufgeführten Vorschläge für den Verkehr Satellit Fahrzeug und umgekehrt beziehen sich aus diesem Grunde auf diesen VHF-Bereich. Um Störungen mit anderen Funksystemen, die in diesem Band üblich sind, möglichst zu vermeiden, wird nur ein Anteil von 22 0/o des Bandes für das Satellitensystem belegt; ein - allerdings nicht durchgehender - 14 MHz breiter Bereich des insgesamt 18 MHz breiten VHF-Bandes bleibt unberührt. The establishment of the connections between the satellite and the ground is less more problematic than the route Satellite vehicle. In the frequency plan according to Fig. 2a is the range 118 to 136 MHz because of the considerably lower path attenuation intended for the satellite-vehicle section, namely 118 to 119 MHz as a communication channel, 120 to 121 MHz as a location channel for the route vehicle satellite and 133 to 134 MHz as a communication channel, 135 to 136 MHz as a location channel for the satellite-vehicle route. The suggestions listed below for the transport satellite vehicle and vice versa therefore refer to this VHF range. About interference with others Avoiding radio systems, which are common in this band, is only one 22 0 / o of the band is occupied by the satellite system; a - but not Continuous - 14 MHz wide range of the total of 18 MHz VHF band remains untouched.

Die Prinzipschaltung der Satelliten- und Bordgeräte bliebe im wesentlichen unverändert, jedoch wäre der gesamte VHF-Bereich für den üblichen Flug-Funkverkehr frei. The basic circuit of the satellite and on-board units would essentially remain unchanged, but the entire VHF range would be for normal air traffic free.

Wenn Sprechverkehr von Passagieren mit den Bodenstationen möglich sein soll, werden die hier betrachteten 20 Kanäle nicht ausreichen. Für diesen Bedarf erscheint die bandsparende Einseitenbandmodulation technisch sinnvoll, z. B. im 1,6-GHz-Bereich in Verbindung mit dem Ortungssystem 1. When voice communication between passengers and the ground stations is possible should be, the 20 channels considered here will not be sufficient. For this need the band-saving single sideband modulation appears to be technically sensible, z. B. in 1.6 GHz range in connection with the location system 1.

Es zeigt sich aber, daß bei der Übertragung von nur 20 Sprachsignalen im Ortungssystem II der Vorteil der Einseitenbandmodulation - die Frequenzbandökonomie - nicht gravierend ist. Zweckmäßiger ist es, ein Modulationsverfahren, in diesem Falle Frequenzmodulation, zu verwenden, welches auf der Basis gleicher thermischer Geräuschabstände bei größerem Bedarf an Bandbreite kleinere Sender-Spitzenleistungen gestattet; diese Eigenschaft ist besonders für die Strecke Satellit-Flugzeug von Vorteil.It turns out, however, that when only 20 speech signals are transmitted in the location system II the advantage of single sideband modulation - the frequency band economy - is not serious. It is more expedient to use a modulation method in this Case frequency modulation, to use which based on the same thermal Signal-to-noise ratios with greater bandwidth requirements, smaller transmitter peak powers permitted; this characteristic is particularly useful for the satellite-airplane route from Advantage.

Ausgangspunkt für die Ortungssignale am Boden ist eine Rechnereinheit, welche zeitlich nacheinander Pulsfolgen mit jeweils verschiedener Adresse für die einzelnen Fahrzeuge und mit weiteren an die Adresse gebundenen Informationen für das betreffende Fahrzeug (z. B. Gesprächsanmeldung) abgibt. Diese Pulsserien werden in einem Modulator mit einer Frequenz im VHF-Bereich geträgert und anschließend in den 6-GHz-Bereich umgesetzt (Fig. 2b). Die Umsetzer-Oszillatorfrequenz ist mit 01, der Nachrichtenkanal mit N1 und der Ortungskanal mit R1 bezeichnet. The starting point for the location signals on the ground is a computer unit, which one after the other pulse trains each with a different address for the individual vehicles and with other information linked to the address for the vehicle concerned delivers (e.g. call registration). These pulse series are Carried in a modulator with a frequency in the VHF range and then implemented in the 6 GHz range (Fig. 2b). The converter oscillator frequency is with 01, the message channel with N1 and the location channel with R1.

Eine Sendeleistung von einigen Watt reicht für die Sendung zum Satelliten aus.A transmission power of a few watts is sufficient for transmission to the satellite the end.

Die Sprechverbindungen beginnen am Boden mit 20 Einzeleingängen jeweils für einen Niederfrequenzbereich von 300 bis 3000 Hz. Jedes Signal wird zur Großhub-Phasenmodulation eines Trägers benutzt. The speech connections begin on the ground with 20 individual entrances each for a low frequency range from 300 to 3000 Hz. Each signal becomes large-excursion phase modulation of a vehicle used.

Die Träger haben einen gegenseitigen Abstand von 50 kHz, so daß insgesamt, ebenso wie für den Ortungskanal, ein Band mit der Breite von 1 MHz belegt wird. Zur Frequenznachstellung auf der Empfangsseite (Satellit) wird dem PM-Einzelträger-Multiplexsignal bei einer der Bodenstationen ein Frequenz-Vergleichspilot hinzugefügt. Dieses Gesamtsignal wird in zwei Stufen in den 6-GHz-Bereich umgesetzt, und zwar in der Weise, daß zwischen dem Ortungs- und dem Nachrichtenkanal zur einfachen Trennung beider Signale in einer Zwischenfrequenzebene des Empfängers eine genügend große Lücke besteht. Eine Frequenz-Kontrolleinrichtung sorgt an jeder Bodenstelle dafür, daß die Sendefrequenz auf 1 bis 2 kHz absolut genau ist.The carriers are spaced 50 kHz apart, so that in total, as well as for the location channel, a band with the width of 1 MHz is occupied. The PM single carrier multiplex signal is used to adjust the frequency on the receiving side (satellite) A frequency comparison pilot added to one of the ground stations. This overall signal is implemented in two stages in the 6 GHz range, in such a way that between the location and the message channel for easy separation of both signals in one Intermediate frequency level of the receiver a sufficiently large gap consists. A frequency control device at each ground location ensures that the transmission frequency is absolutely accurate to 1 to 2 kHz.

Auch für die Nachrichtensignale kommt man bei jeder Bodenstelle mit einer Sendespitzenleistung von einigen Watt aus. Die beiden Signale, Ortungssignal und Nachrichtensignal, werden zusammengeführt und gemeinsam über zwei Antennen, von denen jede auf einen der beiden Satelliten ausgerichtet ist, abgestrahlt. You can also come along for the news signals at every ground station a transmission peak power of a few watts. The two signals, locating signal and message signal, are brought together and shared via two antennas, each of which is aimed at one of the two satellites.

An beiden Satelliten befinden sich mehrere Antennen gleicher Bündelung für den 6- und 4-GHz-Bereich, welche jede auf eine der Bodenstationen ausgerichtet sind. Jede der Bodenstationen kann wahlweise die Ortungsfunktion übernehmen; der Sendekanal ist jeweils der gleiche. Die Empfangssignale der Satelliten antennen werden zusammen gefügt und - Nachrichten- und Ortungssignal gemeinsam - einem 6-GHz-Empfänger zugeführt und dort auf eine Zwischenfrequenzlage so umgesetzt, daß das Ortungssignal im Bereich 135 bis 136 MHz erscheint. In dieser Lage wird es verstärkt und mit einer Pulsleistung von weniger als 100 Watt über die VHF-Antenne an die Fahrzeuge abgestrahlt. There are several antennas with the same focus on both satellites for the 6 and 4 GHz range, each of which is aimed at one of the ground stations are. Each of the ground stations can optionally take over the location function; the The transmission channel is always the same. The reception signals from the satellite antennas are joined together and - message and location signal together - a 6 GHz receiver fed and converted there to an intermediate frequency position so that the locating signal appears in the range 135 to 136 MHz. In this position it is reinforced and with a Pulse power of less than 100 watts emitted to the vehicles via the VHF antenna.

Das Nachrichtenband wird durch seine vom Ortungsband verschiedene Zwischenfrequenzlage von diesem getrennt und in einer weiteren Umsetzung auf die Lage 1 bis 2 MHz umgesetzt. Der hier selektiv entnommene Frequenz-Vergleichspilot der einen Bodenstation wird zur automatischen Frequenznachstellung eines der beiden Umsetzergeneratoren benutzt. Auf diese Weise werden Frequenzfehler der Empfangs-Umsetzergeneratoren ausreichend eliminiert. The message tape is different from the tracking tape by its Intermediate frequency position separated from this and in a further implementation on the Position 1 to 2 MHz implemented. The frequency comparison pilot selected here one of the ground stations is used to automatically adjust the frequency of one of the two Converter generators used. In this way, frequency errors of the receive converter generators become eliminated sufficiently.

Unabhängig davon, von welcher Bodenstelle aus gesendet wird, erscheint jeder einzelne Kanalträger an dieser Stelle des Satelliten im Band 1 bis 2 MHz an der ihm zugeordneten Stelle mit genügender Frequenzgenauigkeit. Die einzelnen Kanalträger können zur gleichen Zeit und von verschiedenen Bodenstellen aus gesendet werden. Interferenzen entstehen nur bei gleichzeitiger Aussendung eines Trägers gleicher Ordnungszahl von zwei oder mehreren Bodenstationen. Dies wird durch einen Kommandokanal vermieden, über den alle Bodenstellen miteinander verbunden sind. Zu diesem Zweck wird im Satelliten einer der 20 Kanäle im Band 1 bis 2 MHz abgezweigt und direkt der Sendeseite des Satelliten zur Aufbereitung in das 4-GHz-Band zugeführt. In diesem Kanal werden auch weitere Informationen zwischen den Bodenstellen ausgetauscht. Regardless of which ground location the transmission is from, appears every single channel carrier at this point of the satellite in the 1 to 2 MHz band the position assigned to it with sufficient frequency accuracy. The individual channel supports can be sent at the same time and from different ground locations. Interference only occurs when a carrier of the same type is transmitted at the same time Ordinal number of two or more ground stations. This is done through a command channel avoided, through which all ground locations are connected to one another. To this end one of the 20 channels in the 1 to 2 MHz band is branched off and directly in the satellite on the transmission side of the satellite for processing in the 4 GHz band. In this Channel, further information is also exchanged between the ground stations.

Die übrigen Sprachsignale werden aus der 1- bis 2-MIlIz-Lage in die Lage 133 bis 134 MIlIz umgesetzt und verstärkt. Die notwendige Spitzenleistung beträgt hier etwa 100 Watt, falls bei den Empfängern der Fahrzeuge das Prinzip der Frequenz-Gegenkopplung benutzt wird. Der Nachrichtenkanal wird mit dem Ortungskanal vereinigt (s. F i g. 2 a rechts) und die Signale der VHF-Antenne zugeführt. The remaining speech signals are transferred from the 1 to 2 MIlIz position to the Location 133 to 134 MIlIz implemented and reinforced. The necessary peak performance is here about 100 watts, if the principle of frequency negative feedback is used in the receivers of the vehicles is used. The message channel is combined with the location channel (see FIG. 2 a right) and the signals are fed to the VHF antenna.

Für die Übertragnng der Sprachsignale ist nur ein Satellit in Betrieb. Die entsprechenden Geräte im zweiten Satelliten dienen als Ersatz und können vom Boden aus eingeschaltet werden. Only one satellite is in operation for the transmission of the voice signals. The corresponding devices in the second satellite serve as a replacement and can be downloaded from Ground to be turned off.

Beim Fahrzeug werden die empfangenen Signale (Ortungsband 135 bis 136 MHz, Signalband 133 bis 134 MIlIz) in die Lage 3 bis 4MHz (Ortungsband) und 1 bis 2MHz (Nachrichtenband) umgesetzt. An den Nachrichtenkanal wird ein FM-Einzelkanal- empfänger angeschlossen, der wahlweise automatisch auf einen der verbliebenen 19 Kanäle abgestimmt werden kann. Wird ein Frequenzdiskriminator zur Demodulation benutzt, so muß das Niederfrequenzsignal mit einer entsprechenden Emphasis im Frequenzgang der Dämpfung geebnet werden. The received signals (tracking tape 135 to 136 MHz, signal band 133 to 134 MIlIz) in the position 3 to 4MHz (locating band) and 1 to 2MHz (message band) implemented. An FM single channel is sent to the message channel recipient connected, which can optionally be automatically matched to one of the remaining 19 channels can be. If a frequency discriminator is used for demodulation, it must Low frequency signal with a corresponding emphasis in the frequency response of the attenuation be leveled.

An den Ortungskanal wird ein Pulsdemodulator angeschlossen, der seinerseits mit einer Logik verbunden ist. Hier wird, wenn die beim Einflug in den Ortungsbereich einprogrammierte Puls-Adresse erkannt wird, auf den Sendekanal zum Satelliten durchgeschaltet und weitere digitale Informationen, nämlich die Höheninformation, eine Notinformation und die Information, daß ein Gespräch zur Bodenstation X gewünscht wird, angehängt. Beim nächsten Abfrageturnus wird der Logik die Information zur automatischen Einstellung von Sender und Empfänger auf denjenigen Kanal entnommen, auf dem die Bodenstation X zur Abwicklung des Gesprächs bereit ist. Für den Zustand der zur Zeit vollen Belegung aller Kanäle besteht eine spezielle Pulskonfiguration. A pulse demodulator is connected to the location channel, which in turn is connected to a logic. Here is when the when entering the detection area programmed pulse address is recognized, switched through to the transmission channel to the satellite and further digital information, namely the altitude information, emergency information and the information that a call to earth station X is desired is attached. At the next query cycle, the logic receives the information about the automatic setting taken from the transmitter and receiver on the channel on which the ground station X is ready to handle the call. For the state of the currently full occupancy all channels have a special pulse configuration.

Mit den aus der Logik entnommenen Pulsfolgen wird in einem Pulsmodulator ein Träger der Frequenz 120,5 MIlIz moduliert; die Pulsleistung beträgt etwa 300 Watt. The pulse trains taken from the logic are used in a pulse modulator a carrier of frequency 120.5 MIlIz modulates; the pulse power is about 300 Watt.

Zum Senden der Sprachnachrichten dient ein Einzelkanalsender, der wahlweise automatisch nach Anweisung der Logik auf einem von 19 Kanälen im Bereich 118 bis 119MHz (Fig. 2a) arbeitet. Das Signal eines Quarzgenerators wird in der Phase moduliert und die Frequenz zur Vergrößerung des Phasenhubs auf den Endwert vervielfacht. Die Sendeleistung beträgt etwa 10 Watt. A single channel transmitter, the optionally automatically on one of 19 channels in the area as instructed by the logic 118 to 119MHz (Fig. 2a) works. The signal from a quartz generator is in the Phase modulated and the frequency to increase the phase deviation to the final value multiplied. The transmission power is about 10 watts.

Sprach- und Ortungssignal werden kombiniert und über eine Sende-Empfangs-Weiche der gemeinsamen Antenne zugeführt. Voice and location signals are combined and via a send / receive switch fed to the common antenna.

In gleicher Weise wie im Fahrzeug werden die empfangenen VHF-Signale im Satelliten in die Lage 1 bis 2 bzw. 3 bis 4 MIlIz umgesetzt und voneinander getrennt. Das Ortungssignal wird in mehreren Stufen in die 4-GHz-Lage (F i g. 2 c) gebracht. Der letzte Umsetzer ist ein parametrischer Sendeumsetzer, dessen Ausgangs-Seitenbandleistung zur Aussendung gelangt. Die Frequenz des Umsetzeroszillators ist hier mit 02, der Nachrichtenkanal mit N2 und der Ortungskanal mit R2 bezeichnet. The VHF signals received are in the same way as in the vehicle in the satellite in position 1 to 2 or 3 to 4 MIlIz and separated from each other. The locating signal is brought to the 4 GHz position (FIG. 2 c) in several stages. The final converter is a parametric transmit converter, its output sideband power is sent out. The frequency of the converter oscillator is here with 02, the Communication channel with N2 and the locating channel with R2.

Im Nachrichtenband 1 bis 2 MHz wird das für den Direktverkehr zwischen den Bodenstationen dienende, vom 6-GHz-Empfänger des Satelliten bereits abgezweigte Signal unmittelbar, also ohne Umweg über die Fahrzeuge, zugeführt und das Multiplexsignal zusammen mit einem Frequenzvergleichspilot über die Zwischenfrequenzebene 70 MIlIz in den 4-GHz-Bereich umgesetzt. Dort werden die Nachrichtensignale verstärkt und zusammen mit dem Ortungssignal über eine Sende-Empfangs-Weiche (4/6 GHz) den Antennen zugeführt. In the 1 to 2 MHz message band, this is used for direct traffic between those serving the ground stations, already branched off from the 6 GHz receiver of the satellite The signal is supplied directly, i.e. without a detour via the vehicles, and the multiplex signal together with a frequency comparison pilot over the intermediate frequency level 70 MIlIz implemented in the 4 GHz range. There the message signals are amplified and the antennas together with the locating signal via a transmit / receive switch (4/6 GHz) fed.

Auch hier besteht eine ausreichende Lücke zwischen Ortungs- und Nachrichtenband, um die beiden Signale in den Bodenstationen leicht voneinander trennen zu können. Here, too, there is a sufficient gap between the tracking tape and the message tape, in order to be able to easily separate the two signals in the ground stations.

Die Empfangslage auf der Bodenstation arbeitet im Prinzip in gleicher Weise wie der 6-GHz-Empfänger im Satelliten, jedoch im 4-GHz-Bereich und von zwei Antennen gespeist. Das Ortungssignal wird in der Lage 135 bis 136MHz demoduliert und den Rechnereinheiten zur Auswertung der Laufzeiten und der übrigen Informationen zugeführt. Das Nachrichtensignal wird über das 70-MHz-Band in den Bereich 1 bis 2 MHz transportiert und dort 20 FM-Einzelkanal-Empfängern zugeleitet, die an ihren Ausgängen 20 Niederfrequenzsignale simultan abliefern. The reception position on the ground station works in principle in the same way Way like the 6 GHz receiver in the satellite, but in the 4 GHz range and from two Antennas fed. The location signal is demodulated at 135 to 136MHz and the computer units for evaluating the runtimes and the rest Information supplied. The message signal is transmitted over the 70 MHz band in the 1 to 2 MHz range is transported and 20 FM single-channel receivers are sent there, which simultaneously deliver 20 low-frequency signals at their outputs.

Claims

Claims: 1. Radio location method for displaying the location many vehicles at one or more central monitoring points with the help from at least two artificial earth satellites - preferably orbital stabilized Synchronous satellites, characterized in that for simultaneous display independently two complete location systems known per se are operated from each other, of those in the first system, the full location coordinates used by the vehicles (F) can be determined by yourself, via the satellite or another satellite (5) to the monitoring station (s) (B) are reported and, in the case of the second system, by means of location signals sent by the run (the) monitoring station (s) via the satellites to the vehicle and back again, the complete location coordinates of the vehicles only in the monitoring point itself can be determined by measuring the transit time.

2. The method according to claim 1 when using equatorial satellites, characterized in that at least one of the satellites of the second positioning system additional receiving devices for finding the response signals from such vehicles, which are located near the siquator (A), according to the monopulse method and that the bearing value is used as a measure of the latitude of the vehicle location Increasing the positioning accuracy in these latitudes is used.

3. The method according to claim 2, characterized in that the after the monopulse method additionally obtained information about the geographical Width of the vehicle location through a pulse telegram, which the signals for Measurement of the noise times is attached by the satellite to the central monitoring station be directed.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the reference values for checking the position of the satellites via vehicles are determined whose locations are sufficiently far from the equator and therefore sufficiently accurate are known.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that based on the measured locations of the vehicles, the query of the location information by the location signals sent by the monitoring point in such a Order is made that the information of different vehicles in relation to the place of reception neither overtake in time nor that they coincide in time can.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that in the second location system location and other multiple message signals, which are combined according to a multiplex system, together via one each Antenna transmitted and received.

7. The method according to claim 6, characterized in that locating and message signal for the ground-satellite and satellite-ground route at the ground surveillance stations and in the satellite over different intermediate frequency levels with the help of one each single converter oscillator brought into the radio frequency position, the two types of signals be amplified separately, then united and sent out.

8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that Both types of signal on the receiving side of the satellite and the monitoring station amplified together, implemented with a common converter oscillator and in the Intermediate frequencies are separated from each other by switches, the intermediate frequency of the location signal is chosen so that it is equal to the radio frequency for the route Satellite vehicle is.

9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that that several frequency-stabilized monitoring stations operate on the same frequencies, optionally one of them takes over the location function, while all voice channels can be occupied by any monitoring station.

10. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that that one or more news channels from the rest that are responsible for communication with the vehicles are intended to be separated in the satellite and in the direction of transmission to the monitoring points for the communication between them directly be switched through.

11. The method according to any one of claims 6 to 10, characterized in that that one of the monitoring stations and the satellite that acts as a news relay serves, a frequency comparison pilot for the automatic frequency adjustment of a the converter oscillators in the satellite or at the monitoring points with the help emits a conventional frequency adjustment device.

12. The method according to any one of claims 6 to 11, characterized in that that the location signals sent out by monitoring stations or by the vehicles , impulse telegrams are appended, which call registrations and such Contain information that automatically sends and receives devices in the addressed vehicles on the respectively determined by the monitoring agencies Tune the voice channel in the news band and a reporting device for the staff put into action.