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System zur Ermittlung und Anzeige des jeweiligen Standorts von Fahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur kontinuierlichen Ermittlung und Anzeige
des jeweiligen Standorts von Fahrzeugen, wie Polizei-Streifenwagen, um deren genaue
relative Standorte, insbesondere in einem Großstadtgebiet, anzuzeigen.
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Für eine wirksame Bekämpfung der Kriminalität ist es besonders wichtig,
den Verbrecher während der Ausfuehrung seiner Straftat festzunehmen, statt zu versuchen,
ihn zu finden, wenn er bereits entkommen ist. Eine solche Festnahme eines Täters
am Tatort erfordert jedoch einen äußerst wirksamen Einsatz von Polizeistreifenwagen.
Der Polizeiverteiler ist häufig über den jeweiligen Standort eines jeden Streifenwageni
nur annähernd infcrmiert, nämlich, daß er sich wahrocheinlich innerhalb der ihm
zugeordneten Runde aufhält. Andere, in benachbarten Bezirken befindliche Streifenwagen
können tatsächlich dem Tatort näher sein. Außerdem können einige Streifen bereits
beschäftigt
und daher nicht in der Lage sein, Fälle, die sie gerade untersuchen, zu verlassen,
um sich einer neuen Aufgabe an einem anderen Ort zu widmen.
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen System@ wird die zwischen der Meldung
einer Strartat und dem Eintreffen einer oder mehrerer Polizeistreifern am Tatort
versteichende Zeit wesentlich verkürzt. Darüberhinaus versetzt dieses System einen
V@rteilungsbeamten in die Lage, eine Verfolgung, an der Streifenwagen beteiligt
sind, genau zu beobachten, so daß der Weg eines flücht@nden Wagens durch wirksamen
Einsatz anderer Streifenwagen, die ihn einschließen und den Fluchtweg blockieren,
leichter abgeschnitten werden kann.
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Ein Hauptziel der Erfindung ist es, ein System zur Ortsbestimmung
einer großen Anzahl von Fahrzeugen in einem Großstadtgebiet zu schaffen, und zwar
mit einer Genauigkeit, die es ermöglicht, die Position eines Wagens um weniger als
einen Häuserblock genau anzuzeigen.
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Ein weiteres wesentliches Ziel der Erfindung besteht darin, ein System
vorzusehen, das seine Standortsangaben bezüglich jedes Fahrzeugs mit so großer Geschwindigkeit
angibt, daß das Fahrzeug nur eine sehr kurze Strecke zurücklegen kann, bis seine
Position erneut ermittelt und am Anzeigegerät oder an den Anzeigegeräten des Verteilungsbeamten
aufgezeigt wird.
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Ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung ist in einen System zu sehen,
das jedes Fahrzeug, dessen Standort bestimmt wird, identifiziert, zumindest in dem
Maße, daß die Sendezeit, in der das Fahrzeug sendet und die diesem Fahrzeug allein
zugeordnet ist, identifiziert wird.
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Weiterhin sieht die Erfindung ein System mit einer Anzahl von in festem
Abständen voneinander angeordneten Empfängern vor, von denen die meisten Signal
impulse von den Polizeistreifen wagen empfangen und Ankunftszeit-Informationen an
einen zentralen Rechner liefern, der dann den Standort jedes Streifenwagens errechnet
und anzeigt.
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Die Erfindung bezweckt außerdem ein System, bei den die in jedem Fahrzeug
erforderliche elektronische Ausrüstung einfach und wenig kostspielig ist, während
sich die kompliziertere Ausrüstung an den in viel geringerer Anzahl vorhandenen
orstfesten Steilen befindet.
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Erfindungsgemäß ist ein System vorgesehen, bei dem alle Empränger
mit einer gemeinsamen Zeituhr synchronisiert sind oder wahlweise jeweils eigene,
untereinander synchronisierte Uhren aufweisen. Da der Rechner die Position jede.
Fahrzeuguenders durch die Ankunfszeiten seine Sendung an mehreren Empfängern bestiimnt,
müssen die Empfängereinheiten genau, z.B. mit einer Genauigkeit von unter einer
Mikrosekunde synchronisiert sein,
so daß die Ankunftszeiten an den
verschiedenen Empfängern genau bestimmt und an den zentralen Rechner weitergegeben
werden können. Die Genauigkeit der Uhr in jedem Kraftfahrzeug beeinträchtigt nicht
die Genauigkeit, mit der der Rechner den Standort desselben bestimmt, so daß der
Gleichlauf der Fahrzeuguhren nicht sehr genau zu sein braucht. Letztere dienen lediglich
dazu, annähernde Sendezeitgrenzen aufrechtzuerhalten, die ihrerseits dazu. bestimmt
sind, das allein innerhalb einer besonderen Sendezeit sendende Fahrzeug zu identifizieren
und Störungen der Sendungen anderer Fahrzeuge zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß wird weiterhin im System eine erheblich größere Anzahl
im Abstand voneinander an festen Standorten angebrachter Empfänger vorgesehen, als
zur Bestimmung des Orts eines Fahrzeugs tatsächlich nötig ist. Die Xooten von zusatzlichen
Empfängerstationen sind verhältnismäßig gering, in. besondere in Anbetracht der
Tatsache, daß diese Empfänger automatische, bedienungsfreie, unter Benützung einer
Binärcordeverbindung über gewöhnliche Telefonleitungen an den Rechner angeschlossene
Gerste sein können; diese geringen Mehrkosten werden übrigens mehr als aufgewogen
durch die Tatsache, daß eine größere Anzahl von Empfängern eine Redundanz ergibt,
die es dem Rechner ermöglicht, die Genauigkeit seiner Berechnungen nachzuprüfen.
Darüber hinaus wird die Betriebssicherheit durch die Benutzung einer großen Anzahl
von Empfängern erhöht, da
so der Verlust eines Signals infolge zeitweiliger
Abschirmung einer Sendung durch ein großes Gebäude vermieden wird und außerdem mehr
sich kreuzende hyperbelförmige Positionslinien zur Verfügung stehen so daß der Rechner
dieienigen, die sich annähernd im rechten Winkel kreuzen, auswählen und in seiner
Berechnung stärker berücksichtigen kann.
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Die Erfindung sieht ferner ein System vor, bei dem eine Mehrwegeausbreitung
zwischen einem beweglichen Sender und einem Empfänger, die durch Reflexion an Gebäuden
oder anderen Ge genständen entsteht, keine Störung in der Auswertung der Informationen
verursacht, da z. B. jeder Sender nach dem Empfang der ersten Impulses einige Mikrosekunden
lang gesperrt wird, die zum Abklingen der Mehrwegereflexionen ausreichen. Der erste
zu einem Empfänger gelangende Impuls hat den kürzesten Weg zurückgelegt und liefert
daher die genaueste Information hinsichtlich der Entfernung des Senders vom Empfänger.
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Die Erfindung besteht auch in einem System, bsi dem nichtpolizeiliche
Verkehrsmittel, wie Taxis und Omnibusse, durch versteckte Fußschalter betätigbare
Sender aufweisen können, über die eine Straftat im Augenblick des Geschehens an
einen Po zeiverteiler gemeldet kann, z.B. wenn ein Bus- oder Taxifahrer angegriffen
wird oder auf der Straße ein Verbrechen geschehen sieht. Der Ausgang des Notsenders
im Verkehrsmittel
kann verschlüsselt sein, so daß er von demjenigen
des Polizeiwagens verschieden ist und somit für den Verteiler als "Alarm"-Signal
kenntlich wird; da die Impulse dieses Senders durch mehrere ortsfeste Empfangsgeräte
empfangen werden, bestimmt dann der Rechner den Standort des angegriffenen Verkehrsmittels
auf die gleiche Weise, wie er denjenigen eines Streifenwagens ermittelt. Diese Impulse
können auf demselben Frequenzkanal wie diejenigen der Polizeifahrzeuge sendet und
mit diesen verflochten werden, ohne das Rechnersystem zu verwirren.
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Der Verteiler kann nach Empfang eines derartigen Alarmsignals augenblicklich
den am nächsten befindlichen Polizeiwagen zum Tatort schicken, wobei gute Aussicht
besteht, daß dieser dort eintrifft, noch bevor der Tät@r entkommen kann.
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Schließlich beinhaltet die Erfindung ein System der beschriebenen
Art zur Ermittlung des Standorts von Fahrzeugen, das auf einen einzigen Frequenz-Kanal
arbeit @ den Wog von bis zu 1000 und mehr Polizeistreifenwagen verfolgen und von
diesen mehrmals in einer Minute Standortangaben empfangen kann und schließlich die
jeweiligen Standorte derselben, z.B. in der ganzen Stadt, innerhalb verhältnismäßig
enger Grenzen bestimmt.
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Darüber hinaus benötigt dieses System in den Fahrzeugen nur eine sehr
einfache, zuverlässige und wenig kostspielige Ausrüstung.
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Nachstehend ist die Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beispielsweise
näher
erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der Verteilung von Empfangsstationen
in einem Großstadtgebiet eowie des Rechners und der Anlage zur Anzeige des Fahrzeugstandorti
in diesem Gebiet; Fig. 2 ein Diagramm dreier Empfängerstellungen, die allein den
Standort eines Fahrzeugs bestimmen, dessen Signal sie empfangen; Fig. 3 ein Blockdiagramm
eines synchronisierten Empfangs-und Anzeigesystems; Fig. 4 ein Blockdiagramm einer
erfindungsgemäßen beweglichen elektronischen Ausrüstung in einem Polizeifahrzeug;
Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Empfangsstation ähnlich derjenigen von Fig. 3, jedoch
so ausgerüstet, daß sie zwischen Polizeifahrzeugen und anderen, für die Notfallmeldung
eingerichteten Verkehrsmitteln unterscheidet; Fig. 6 ein Blockdiagramm einer zur
Einbau in Omnibusse und Taxis geeigneten Notfallausrüstung.
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Das Schema gemäß Fig. 1 zeigt einundzwanzig feste Stationen die auf
ein angedeutetes Großstadtgebiet, im vorliegenden Beispiel New York, verteilt sind.
Diese verschiedenen Empfangsstationen tragen die Bezeichnung R1, R2, R3, R4, R5,
R6, .... und weisen an jeder Stelle z.B. die nahe einer der Antennen auf der linken
Seite von Fig , 3 zusammengefaßte Ausrüstung oder diejenige gemäß Fig.5 auf. Die
Zmpfangsstellen sind auf die in Fig. 1 unteren gezeigte Weise miteinander verbunden,
um einen Ausgang zu einem zentralen Rechen- und Speichersystem 10 zu liefern, das
seinerseits die ermittelten Standorte der Signale sendenden Fahrzeuge auf einer
Anzeigetafel 12 abzeigt; letztere kann zweckmäßigerweise mit einem die Empfängerstellen
R' zeigenden Grundrißplan (Stadtplan) versehen sein.
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Wenn die Anzeigetafel groß genug ist, sollten die Straßen innertralb
des Gebiets ebenfalls auf dom Plan verzeichnet sein.
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Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäß ausgerüsteten Polizeiwagen V, der
Impulse sendet, welche durch eine Anzahl Empfänger empfangen wurden. Diese Anzahl
schließt die Empfänger R1, R2, R3, aber auch viele andere ähnliche Empfänger ein.
Das Fahrzeug V sondet Impulse in gewissen Zeitabständen, und die Empfänger Ri, R2
R3 sowie andare melden dem Rechner aber Draht die genauen Zeitpunkte, wann oder
die durch das Fehrteug V gesendeten Impulse empfangen haben. Es ist nicht erforderlich,
den absoluten Zeitpunkt zu können, in dem jede Empfangsstation den
Impuls
empfangen hat, aber es ist notwendig, den genauen Zeitunterschied zwischen den Augenblicken
zu kennen, in denen die Impulse durch die genannten Empfänger ernpfangen wurden.
Deshalb sind all e Empfänger R mit einer gemeinsamen Uhr, der in Fig. 1 gezeigten
Hauptuhr 14, synchronisiert. Letztere synchronisiert alle Empfänger niit einer Genauigkeit
kleiner/gleich einer halben Mikrosekunde; auf diese Weise kann jeder Empfänger eine
durch seine örtlich synchronisierte Uhr bestimmte Zeitablesung an den Rechner weitergeben,
auf Grund daren der Rechner einen Punkt V' auf dem Plan M ermitteln kann, der die
einzige, die Eingangssignale von allen Sendern befriedigende Lösung darstellt. Ea
sei bemerkt, daß mehr als drei Empfänger die Ankunftszeiten des von einem Fahrzeug
kommenden Impulses m@lden.
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Fig. 2 stellt drei Empfangsstationen R1, R2 und R3 sowie einige hyperbolische
Standortlinien dar. Betrachtet man beispielsweise nur die Empfänger R1 und R2, so
bilden die hyperbolischen Linien H1, H2, H3, H4 und H5 eine Kurvenschar, die die
möglichen Standorte des Fahrzeugs aufzeigen. Wenn die Empfänger Ri und R2 den Impuls
aus dem Fahrzeug V gleichzeitig empfangen, muß sich letzteres irgendwo auf der Linia
H3 befinden, die eine zu der zwischen R1 und R2 verlaufenden Mittellinie L senkrechte
und diese halbierende Gerade ist, Wenn jedoch die Empfänger R1 und R2 melden, daß
R2 den Impuls zuerst empfangen hat, muß sich das Fahrzeug auf einer der Linien H4
oder H5 aufhalten, je nachdem,
wie groß die Zeitdifferenz zwischen
der Ankunftszeit des Fahrzeugimpulses bei R2 und der nachfolgenden Ankunftszeit
bei R1 ist, Beim dargestellten Beispiel wird angenommen, daß der Standort des Fahrzeugs
näher zu R1 als zu R2 liegt, so daß er auf der Hyperbellinie H2 erscheint. Diese
Inforznation liefert eine Positionslinie für das Fahrzeug, nicht jedoch eine genaue
Ortsbestimmung auf dieser Linie.
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Deshalb wird ein dritter Empfänger R3 verwendet, um die Positionslinie
in einen einzigen Punkt V« aufzulösen. Dies wird erreicht, indem auf Grund der Messung
der Ankunftszeit des Fahrzeugssignals bei R3 und R1 bestimmt wird, daß infolge der
Zeitdifferent der beiden Signale das Fahrzeug sich auf der hyperbolischen Linie
H7 befindet. Die Kreuzung der Linie H7 und der Linie H2 bestimmt allein den Punkt
V", der den Standort des Fahrzeugs darstellt. Dieser Punkt kann weiter geprüft werden,
indem eine Hyperbelschar, wie zwischen R2 und R3, vorgesehen und ermittelt wird,
welche hyperbolische Positionslinie in dieser Schar das Fahrzeug besetzten muß.
Der dritte Empfänger sollte die Linien H2 und H7 ebenfalls im Punkt V" kreuzen.
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Diese Berechnungen werden durch den zentralen Rechner 10 ausgeführt,
und zwar für die Ausgangssignale aller Empfangsstationen, die den Empfang von Fahrzeugimpulsen
melden, so daß zur genauen Überprüfung des Fahrzeugstandorts eine große Redundanz
gegeben
ist. Die Lösung dieser simultanen Hyperbelgleichungen ist eine zun Stand der Technik
gehörende Rechnerfunktion und erfordert daher keine weiteren Ausführungen.
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Wie bereits erwähnt, erfolgt die Ermittlung des Standorts eines Fahrzeugs
lediglich durch Bestimmung der Ankunftszeit seines Impulssignals bei jeder von mehreren
in einem Großstadtgebiet angeordneten Empfangsstationen. Diese Empfangsstationen
müssen mit großer Genauigkeit synchronisiert sein, da Fehler ihrer Zeitangaben im
System unmittelbar als Pebler in der Standortanzeige des Fahrzeugs erscheinen. Nun
ist es zwar möglich, jede Empfangsstation init einer äußerst genauen Uhr, 1 .B.
einer Atomuhr, zu versehen; dies würde aber sehr hohe Kosten mit sich bringen und
zu einer Beschränkung der Anzahl der Empfangsstationen in einem praktischen System
führen. Demgegenüber ist es jedoch leicht, in vorliegenden Fall eine Uhrsynchronisation
zu erzielen, da die Stellungen aller Empfänger festgelegt, also bekannt sind und
daher die Laufszeit von einer zentralen Hauptuhr 14 (Fig.1) zu jeder Empfangsstation,
wie R1, R2 und R3, konstant und somit leich abgleichbar ist. Es genügt daher, jede
Empfangsstation mit einem Kristallschwinger guter Stabilität auszustatten und dessen
Ausgang in an sich bekannter Weise zur Betätigung einer Kette von Zählern zu benützen,
um eine Uhr zu bilden. Die Uhr des Empfängers R1 ist mit 20 bezeichnet und kann
über wesentliche
Zeitspannen, in der Größenordnung von Millisekunden
oder sogar Sekunden, als genau betrachtet werden.
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Bei der dargestellten Ausführungsform werden die Uhren 20, 22 und
24 usw. in den Empfängern R1, R2, R3 usw. periodisch gestellt oder mit der Hauptuhr
14 synchronisiert. Letztere liefert ein Ausgangssignal an die Leitung 14a, die wahlweise
eine Funklinie zu den verschiedenen Empfängern sein kann; das Ausgangssignal wird
zu den verschiedenen Uhren über Verzögerungskreise 21, 23 und 25 geleitet, die so
eingerichtet sind, daß sie Verzögerungen bewirken, die zum Ausgleichen der Laufzeitunterschiese
der synchronisierenden Signale von der zentralen Hauptruhr 14 zu den verschiedenen
örtlichen Empfängeruhren ausreichen. Wenn diese Verzögerungen einmal ausgeglichen
sind, erfordern diese Uhren nur wenig oder gar keine Aufmerksamkeit mehr, da sich
die Laufzeit zwischen der Hauptruhr und den verschiedenen Empfängern nicht ändert.
In regelmäßigen Zeitabständen kann die Ifauptalhr ein Synchronisierungssignal zu
allen Empfangsstationen senden, um deren Uhren 20, 22, 24 genau miteinander zu synchronisieren.
Dies kann sehr leicht geschehen, indem alle Zählerketten in den verschiedenen Empfäng@ruhren
gleichzeitig auf Null oder auf eine andere geeignete Zahl gestellt werden.
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Ein an einer Antenne 30, 32, 34 usw. empfangenes Signal gelangt
zu
einem Empfänger 31, 33, 35 usw., wo es demoduliert wird, um die ganz rechteckige
HUllkurve des vom Fahrzeug korns menden Impulses wiederzugewinnen. Dann wird das
Signal zu einem Sperrkreis 36, 37, 38 usw. geleitet, der dazu dient, das erste ankommende
demodulierte Signal durchzulassen, jedoch alle nachfolgenden, von einer Mehrwegeausbreitung
herrührenden Signale zu einem später ausführlicher dargelegten Zweck zu blockieren.
Das Sperrgatter läßt so das erste, vom Fahrzeug kommende Signal durch und liefert
es z.B. über eine Leitung 19 an die Uhr 20, wobei letztere die augenblicke Zahl
ihres Zählers einem Digitalkreis 40 eingibt. Dieser verschlüsselt die Abl@-sung
der Uhr ;tm Augenblick des Empfangs und leitet die geeignete Code-Gruppe über eine
Leitung 42 zum zentralen Rechner 10.
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Auf ähnliche Weise verschlüsselt der Digitalkreis 41 die Abl@-sung
seiner Uhr 22 und gibt sie über eine Leitung 43 den Rechner ein. Ebenso liest der
Digitalkreis Or die ihm zugeordnete Uhr 2 ab und gibt die Ablesung über die Leitung
45 dem Rechner 10 ein. Diese Digitalkreis sind zur Lieferung eines Ausgangscodes
eingerichtet, der über gewähnliche Telefonleitungen 42, 43, 45 zum zentralen Rechner
übertragbar ist, so daß die Notwendigkeit der Verwendung besonderer Hochfrequenz-Kabelverbindungen
oder Funkverbindungen vermieden wird. Derartige Verbindungen wären erforderlich,
wenn der Ausgangsimpulse jedes Empfängers direkt zum Rechner geleitet würde.
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Ein solches System fällt jedoch ebenfalls in den Rahmen der
Erfindung
und kann sich in Großstadtbereichen, wo derartige Leitungen bereits verfügbar oder
leicht montierbar sind, als wirtschaftlich erweisen. Wenn das Ausgangssignal des
Empfängers direkt dem zentralen Rechner eingegeben werden konnte, wären örtliche
Uhren oder Digitalkreise nicht mehr notwendig; die Ausgangssignale der Empfänger
könnten dann über Ausgleichs-Verzögerungsleitungen geleitet werden, die dazu dienen,
die Unterschiede der Entfernungen der verschiedenen Empfänger von den zentralen
Rechnern auszugleichen.
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Fig. 4 zeigt die praktische Anordnung einer in einem Polissifahrzeug
benützten Ausrüstung. Ein Polizeisende- und -empfangsgerät 50 sowie Antennen 51
sind aus Fig.4 ersichtlich, da diese zur Standardausrüstung eines Polizeistreifenwagens
gehören und, wie weiter unten beschrieben, zweckmäßig eingesetzt werden können.
Das gemäß der Erfindung ausgerüstete Polizeifahrzeug besitzt noch eine Antenne 52,
welche unter Benützung geeigneter Verdrahtungen mit der Antenne 51 verbunden werden
kann, sowie einen Sender 53. In Anbetracht der Tatsache, daß die Empfänger R1, R2,
R3 ... auch andere, von Störquellen stammende Impulse empfangen können, ist es wünschenswert,
daß jeder Sender 53 ein charakteristische Signal in Form einer verschlüsselten Impulsgruppe
liefert, z.B. zwei 1-Mikrosekunden-Impulse, getrennt durch einen Zeitabstand von
einer Mikrosekunde. Dann kann jeder Empfänger einen Dekoder aufweisen, wie in Verbindung
mit Fig.5
ausführlicher beschrieben, um die empfangenen Impulse
definitiv als Signale zu identifizieren, die von einem in einem Polizeifahrzeug
befindlichen Gerät gemäß Fig. 4 stammen.
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Bisher wurde das System so beschrieben, als ob nur ein einziges Fahrzeug
dazugehörte. Wenn viele solche Fahrzeuge im Einsatz sind, ist es wünschenswert,
das Überlagern der Sendungen zu vermeiden, da dies die Ermittlung des Standorts
eines jeden Fahr.
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zeugs, wie bezüglich Fig. 2 ausgeführt, stören würde. Außerdem erscheint
es ebenfalls wünschenswert, die verschiedenen Fahrzeuge, deren Standorte auf der
T@fel 12 angezeigt sind, einzeln zu identifizieren. Beisen Erfordernissen wird zufriedenstellend
entsprechen, indem regelmäßig wiederkehrende Sendezeiten vorgesehen werden, in denen
jeder Wagen ohne Störung durch die anderen senden kann und die einzelnen Fahrzeugen
jeweils allein zugeordnet sind, um zu deren getrennter Identifizierung auf die nachstehend
beschriebene Weise beizutragen.
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Beispielsweise sei angenommen, daß zu jedem Fahrzeug eine Sendezeit
gehfrt, den Dauur 6 000 Mikrosekunden beträgt. Eine Zählerkette 16 (Fig. 3) kann
durch die Hauptuhr 14 betätigt werden und verfolgt die den verschiedenen Wagen zugeordneten
unterschiedlichen Sendezeiten. Wenn tausend Fahrzeuge im Betrieb sind, von denen
jedes mit einer Sendezeit von 5 000 Mikrosekunden arbeitet, dauert jeder einen vollständigen
Sendezeit-Zyklus
umfassende Bereich 5 Sekunden. Dies bedeutet,
daß der Standort jedes Fahrzeugs alle 5 Sekunden neu bestimmt wird, was eine sehr
günstige Datenverbindungsgeschwi ndigkeit: darstellt, denn ein mit 45 km/h fahrender
Wagen legt in einem 5-Sekunden-Bereich nur 62,5 m zurück.
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Außerdem muß auch jedes Fahrzeug selbst in der Lage sein, die ihm
zugeordnete Sendezeit, während der es senden und seinen Standort bestimmen lassen
muß, einzuhalten. Die Laufzeit eines Impulses beträgt etwa vier Mikrosekunden pro
km, so daß ein ganzes Großstadtgebiet in wesentlich weniger als 100 Mikrosekunden
von jedem in diesem Gebiet g@@@ndeten Impuls durchlaufen wird.
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Wenn man also annimmt, daß die Uhr des Fahrzeugs anfänglich so einstellt
war, daß sie ihre Sendung genau in der Mitte ihrer Sendezeit, d.h. 2500 Mikrosekunden
nach Beginn derselben, vornimmt, was unmittelbar nach Synchronisierung der Uhr der
Fall ist, dann kann die den Schwinger 54 und den Zähler 55 umfassende örtliche Fahrzeuguhr
eine Abweichung von etwa 2400 Mikrosekunden in jeder Richtung aufweisen, ohne Gefahr
zu laufen, daß eine Überschneidung einer zu einem anderen Fahrzeug gehörenden Sendezeit
eintritt. Zu diesem Zweck kann ein Kristallschwinger 54 mit einer Stabilität von
107:1 400 Minuten lang abweichen, bevor die Gefahr besteht, daß @r den zulässigen
Fehler von 2400 Mikrosekunden überschreitet. Eine derartige Uhr muß also nur etwa
alle seche Stunden gestallt werden, was fast ausreicht,
einen ganzen
Einsatz oder eine Runde ohne die Notwendigkeit einer erneuten Synchronisierung au
vollenden. Eine kostspieligere Uhr, gesteuert von einem Schwinger mit einer Stabilität
von 108:1, würde mhr als genügen, um volle acht Stunden ohne neue Synchronisierung
zu laufen.
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Wie bereits erwähnt, besitzt jeder Polizeiwagen ein Sende- und Empfangsgerät
50, so daß Anweisungen zur Synchronisation der Uhr jedem Wagen je nach Bedarf von
Zeit zu Zeit mündlich gegeben werden können, wobei ein im Fahrzeug befindlicher
Beamter eine Handeinstellung vonehmen kann, indem er ein Zifferblatt auf einem Uhren
Phasenkontrollgerät 68 dreht. Eine solche von Hand erfolgende Stellung der Uhr ist
erwünscht, da hierdurch die Notwendigkeit der Anbringung automatischer Empfangs-
und Einstellvorrichtungen in jedem Wagen vermieden wird, und die Kosten für die
zusätzliche erfindungsgemäße Ausrüstung der einzelnen Fahrzeuge stark herabgesetzt
werden. Die Information zur Uhrenphaseneinstellung kann durch den Rechner jederzeit
erfolgen, wenn der Augenblick des Empfangs eines von einem Fahrzeug kommenden Impulssignals
anfängt, sich der Grenze der zugeordneten Sendezeit zu nähern. Der Rechner 10 von
Fig. 3 kann beispielsweise mit einer "Früh-Spät"-Anzeigeeinrichtung 10 b, z.B.
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in Form von Lampen an der Vorderplatte, versehen sein, welche eine
übermäßige Verschiebung der Phasenlage einer einzelnen Fahrzeug bezüglich deren
eignen Sendezeit anzeigt, wenn die
Bedienungsperson diese Sendezeit
wählt und für einen Augenblick di. Anzeige von Signalen aller anderen Sendezeiten
unmöglich macht. Das Mittel zur Durchführung einer solchen Wahl würde aus einem
Handwähler 16a bestehen, um die Anzeige von Informationen bezüglich einer einzigen
Sendezeit oder vielleicht mehrerer ausgesuchter Sendezeiten zu wählen. Dieser Handwähler
16a bietet auch eine zufriedenstellende Möglichkeit zur Identifizierung eines einzelnen
Polizeiwagens, nämlich durch die Wahl der Anzeige von Informationen bezüglich seiner
eigenen Sendezeit unter kurzzeitiger Ausschließung aller anderen Sendezeiten.
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In Anbetracht der Tatsache, daß der Empfang der Sendungen von den
verschiedenen Fahrzeugen von Zeit zu Zeit bei einigen Enpfängern ausfallen kann,
z.B. infolge eienr Abschirmung durch große Gebäude, ist es erwünscht, den zentralen
Rechner 10 speicherfähig auszubilden, so daß für eine gewisse Zeit die neuesten
Daten bezüglich des Standorte eines Fahrzeugs speicherbar sind.
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Wenn auf diese Weise ein Signal aus dem Fahrzeug V zwar durch die
Empfänger R1 und R3, nicht jedoch durch R2 eimpfangen wird, kann eine Positionslinie
festgelegt und gespeichert werden. Wenn ein Fahrzeugsignal anschließend durch R1
und R2, aber nicht von R3 empfangen wird, kann der Rechner mit Hilfe seines Speichers
den Standort des Fahrzeugs mit ausreichender Genauigkeit bestimmen, indem die neu
emgfangenen Daten zusammen mit der gespeicherten, durch die Informationen der ersten
zwei Empfänger
festgelegten Positionslinie verwendet werden. Das
Fahrzeug legt während dieser zwischen der Berechnung der beiden nacheinander fest
gelegten Positionslinien liegenden Zeitspanne nur eine kurze Strecke zurück. Eine
andere nützliche Funktion des Speichers besteht darin, die Information bezüglich
des letzten bekannten Standorts eines Fahrzeugs, dessen Sendung z.B. infolge eines
Unfalls oder einer Begegnung mit Verbrechern plötzlich ausfällt, zu speichern.
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Fig. 6 zeigt teilweise ein System, du dem in Fig. 3 dargestellten
ähnlichen ist und einen besseren Empfänger besitzt, so daß andere Verkehrsmittel
als Polizeiwagen unter Benutzung des erfindungsgemäßen Systems eine Straftat melden
und/oder Polizeihilfe anfordern können. Die einzelne Empfangsstation R9 gemäß Fig.
5 weist eine Antenne 60, einen Emfpänger 81, eine Uhr 82 sowie einen Digitalkreis
63 auf, die alle den entsprechenden, in Fig. 3 bezüglich der Empfangsstationen R1,
R2 und R3 gezeigten Organen ähnlich sind. Da es für einen Verteiler wünschenswert
ist, zwischen Polizeifahrzeugen und anderen Verkehrsmitteln unterscheiden zu können,
ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß jedes Polizeifahrzeug sein Signal in Form einer
verschlüsselten Impulsgruppe X sendet. Andere Verkehrsmittel können dann in Tore
einer anders verschlüsselten Impulsgruppe Y unter Ver wendung der beweglichen Ausrüstung
gemäß Fig. 6 senden.
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Die in Fig. 6 gezeigte Schaltung ist a.B. für den Einbau in Taxis,
Omnibussen und auch anderen Fahrzeugen bestimmt. Da dies. Verkehrsmittel durch du
erfindungsgemäße System nicht ständig geortet werden, können deren Einrichtungen
einfacher sein. Jede besitzt eine Antenne 70, einen Sender 71 zum Senden von verschlüsselten
Y-Impulsen und irgendeinen einfachen periodischen Einschwinger, wie einen periodischen
Impuls-Spacer 72.
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Dieses System ist Uber einen im Fahrzeug versteckten Fußschalter 74,
den die Bedienungsperson im Fall eines Angriffs betätigen kann, mit einer Stromquelle
73 verbunden.
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Der Unterschied zwischen den verschlüsselten X- und Y-Impulsen kann
auf einer Änderung der Impulsanzahl in einer Gruppe, der Impulsbreite und der gegenseitigen
Impulsabstände beruhen. Es kommt nur darauf an, daß die Codes im Zentralsystem anzeigen
können, ob die Signale von einem Polizeifahrzeug oder einem Taxi oder Bus stammen,
Jedenfalls wird der Ausgangsimpuls des Empfängers gemäß Fig. 5 zwei getrennten Dekodern,
nämöich dem Dekoder 64 für die X-Impulsgruppe und dem Dekoder 65 für die Y-Impulsgruppe
eingegeben. Die Ausgänge dieser beiden Dekoder gelangen zu einem Gatter 66, an dem
normalerweise der Ausgang des Dekoders 64 liegt. Dieser Ausgang kommt zu einem Sperrkreis
67, der dem gleichen Zweck dient wie der Sperrkreis 36 in Fig. 3, nämlich zum Blockieren
des Empfängers für eine gewisse Zeitspanne nach Empfang des ersten Impulses in jeder
Sendezeit, um die anschließend
ankommenden Mehrwegimpulse abklingen
zu lassen, bevor der Empfänger wieder auf ein weiteres Signal anspricht. Soweit
arbeitet die Empfangsanlage gemäß Fig. 5 normalerweise ebenso, wie die in Fig. 3
gezeigten Empfänger R1, R2, R3 usw. Wenn jedoch im Dekoder 65 eine Y-Signalgruppe
entschlüsselt wird, blockiert dessen Ausgang an den Leitungen 65a das "Oder"-Gatter
66, so daß letzteres keine X-Signalgruppe durchläßt.
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Wenn man animmt, daß die Notsendeanlage gemäß Fig. 6 so eingestellt
ist, daß sie Y-Impulsgruppe mit einer Geschwindigkeit von zehn Gruppen pro Sekunden
ausstrahlt, sollte der Sperrkreis 68 so eingestellt sein, daß er den Ausgang des
Empfängers für etwas weniger als 1/10 Sekunde blockiert. Auf diese Weise würden
auf den Leitungen 69 Signale erscheinen, die die Uhr 62 sowie den Digitalkreis 63
betätigen würden, um eine Ablesung und Weitergabe der Ankunftszeiten der Notsignale
an den zentralen Rechner und dadurch eine Anzeige des Standortes des hilfesuchenden
Verkehrsmittels zu bewirken. Das Erscheinen eines Not-Flipsignals auf der Leitung
69 kann dazu benützt werden, eine Alarm-/ Flopschaltung 18 zu betätigen, die über
einen Draht 18a an die Xählerkette und Identifiziereinrichtung 16 angeschlossen
ist, zu dem Zweck, alle in der Sendezeit ankommenden Polizeiwagen-Signale unwirksam
zu machen und deren Anzeige auf der Tafel 12 kurzzeitig zu verhindern, so daß auf
letzterer nur das um Hilfe bittende Verkehrsmittel erscheint. Der Standort desselben
kann
vom Verteiler (Beobachter) unverzflglich bestimmt werden,
wonach dieser die Alarm-Flip-Flop-Schaltung 18 von Hand zurückschaltet, damit das
System die Ortung der Polizeifahrzeuge wieder aufneh-Den kann. Selbstverständlich
gibt es viele andere Möglichkeiten, das Vorliegen eines Notsignals zu erkennen und
seine Position auf der Anzeigetafel entweder zusammen mit oder getrennt von den
Standorten der Poliaeiwagen anzuseigen.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Systems besteht darin,
daß alle Funktionen unter Benützung eines einzigen Frequenzkanals, z.B. irgendwo
im Bereich von 150 bis 1500MHz, ausgeführt werden können. Eine Frequenz von etwa
450MHz ist für den vorliegenden Zweck sehr gut geeignet und eine Sendestärke von
ca. 10 Watt würde für die Impulse der Polizeiwagen reichlich genügen.
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Es gibt auch mehrere Möglichkeiten zur genauen Messung der Ankunftszeigen.
So ist es z.B. zweckmäßig, ein System vorzusehen, bei dem die verschiedenen Empfänger
nicht mehr mit völliger sind Genauigkeit synchronisiert, / sondern statt dessen
das zentrale Rechensystem jede Empfangsstation verschiedentlich befragt und von
dieser eine automatische Antwort erhält, welche den Beginn eines örtlich gemessenen
Zeitintervalls anzeigt. Wenn die Antwort von den verschiedenen Empfangsstationen
beim Rechner ankommt, speichert dieser die Ankunftszeiten der Antworten, vergleicht
sie mit don bekannten Werten in der örtlichen Reihenfolge, in der
dar
Empfänger hätte antworten müssen und bestimmt daraus die Uhreinstellung bei jeder
Empfangsstation. Die tatsächlichen EinsteUungen könnten dann gespeichert und dazu
benützt werden, aufeinanderfolgend gesendete Ankunftszeiten der von dem betreffenden
Empfänger kommenden Signale zu berichtigen. Mit anderen Worten: Statt die Uhren
in jeden Empfänger synchron z nu stellen, könnte der Rechner den Einstellfehler
der örtlichen Uhr bestiman und aug gleichen und dann die vom Empfänger empfangenen
Signale derart regeln, daß sie den durch dessen örtliche Uhr hereingebrachten Fehler
enthalten.
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Auf jeden Fall muß betont werden, daß allein die Uhren des Empfängersystems
die Genauigkeit beeinflussen, mit der der Bereich bestimmt wird. Die Fahrzeuguhren
dienen lediglich dazu, die Sendungen aus den Fahrzeugen innerhalb der ihnen jeweils
zugeordneten Sendezeiten zu halten.
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Patentansprüche