DE1941899A1 - Anordnung zum Synchronisieren von Zeitgebern - Google Patents

Description

Anordnung zum Synchronisieren von Zeitgebern

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Synchronisieren von Zeitgebern und befaßt sich insbesondere mit dar Zeitgebersynchronisation in Kollisionsverhütungsanlagen (im folgenden kurz CAS genannt) für Luftfahrzeuge. Dabei geht es vor allem darum, mittel und Maßnahmen zu schaffen, die as erlauben, die zahlreichen vorhandenen Bodenstationen mit Drehfunkfeuer-Entfernungsmeßgeräten (UOR/DME-Geräten.) ,' TAC.AN-Geräten und/oder VORTAC-Gerä.ten ohne irgendwelche Änderungen für das Synchronisieren der Zeitgeber in bewegbaren Stationen mit einer weltweiten Normalzeit auszunutzen, wobei davon ausgegangen wird, daß diese bewegbaren Stationen bereits mit Entfernungsmeßgeräten (DME-Geräten) ausgerüstet sind, die mit dem in den genannten Bodenstationen vorhandenen DME-Gerä't zusammenwirken. ■ . ·

ErfindungsgemMß werden an den Bodenstationen neuartige Abfragegeräte benutzt, die durchweg mit der weltweiten Normalzeit synchronisiert sind. Mittels der am Boden befindlichen Abfragegeräte werden bestimmte Bodenstationen veranlaßt, Antwort-Signals auszusenden, die in spezieller Uisise verschlüsselte,

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• aus Impulsgruppen bestehende Signale umfassen. Diese Signale können von einem Empfänger in der bewegbaren Station aufgenommen werden, die mittels des eigenen DfflE-Geräts einen Zeit-. faktor bestimmt, der proportional zu dem Abstand zu der ausgewählten ortsfesten Station ist, deren Sendesignale sowohl normale DiKlE-Antworten auf das abfragende Luftfahrzeug als auch spezielle Synchronisationsimpulsgruppen umfassen, die die weltweite CAS-Normalzeit darstellen» Nachdem auf diese W~ Weise die Signallaufzeit zwischen der bewegbaren Station, insbesondere einem Luftfahrzeug, und der Bodenstation ermittelt ist, benutzt das Luftfahrzeug diesen Zeitfaktor zusammen mit den speziellen Synchronisationssignalen, die von der Bodenstation als Antwort auf die Abfragegeräte ausgasendet werden, um etwaige Unterschiede zwischen der Wiltwsiten Normalzeit und der örtlichen Zeitgeberzeit im Luftfahrzeug zu korrigieren.

k Die Erfindung wird im folgenden unter Berücksichtigung von Bestimmungen beschrieben, die von der Air Transport Association of America (ATA) für eine KollisionsverhUtungsanlage (CAS) herausgegeben wurden, die in erster Linie zur Verwendung bei normalen Luftfahrzeugen von Flugzeugträgern bestimmt ist und bei der ein Netz von ortsfesten Stationen (CAS-EinheVten) vorgesehen ist, die untereinander sehr genau, das heißt auf ungefähr eine halbe Iflikrosekunde, synchronisiert sind, um eine weltweite Normalzeit zu erhalten, mit der sich die Luftfahrzeuge dann seibat synchronisieren. Jedem Luftfahrzeug,'das für

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die Teilnahme an einem solchen System ausgerüstet ist, ist ein eigener Zeitschlitz von 1500 us Dauer innerhalb einer Zeitschlitzfolgs oder Epoche zugeordnet, die sich alle sechs Sekunden wiederholt. Zu einem vorbestimmten Zeitpunkt innerhalb des eigenen Zeitschlitzes sendet das Luftfahrzeug sein CAS-Entfernungsmeßsignal aus, das eine verschlüsselte Impulsgruppe und andere Signale entsprechend den ATA-Bestimmungen umfaßt. Andere Luftfahrzeuge, die dieses Entfernungsmeßsignal empfangen, können die Entfernung zudem sendenden Luftfahrzeug anhand der mittels des eigenen Zeitgebers gemessenen Laufzeit des empfangenen Signals bestimmen. Die ortsfesten CAS-StationBn des Netzes senden Zeitgebersynchronisieriflipulsgruppen an die bewegbaren Stationen mährend des ersten Zeitschlitzes in jeder zweiten sich wiederholenden Folge von Zeitschlitzen aus; dieser erste Zeitschlitz wird auch als Zeitschlitz 0000 bezeichnet. Die ΑΤΑ-Bestimmungen lassen ferner beschränkte Ausrüstungen für kleinere Luftfahrzeuge zu, wobei möglichst viele komplizierte Anlagenteile weggelassen sind, jedoch beschränkte Möglichkeiten vorgesehen sind, die einen Notbetrieb erlauben, der für bestimmte Arten von Benutzern akzeptierbar sein kann. Die ΑΤΑ-Bestimmungen schlagen den Aufbau einer großen Anzahl von genau synchronisierten Bodenstationen vor, die gegebenenfalls sämtlich mit einer Atomuhr ausgestattet sind. Es sind ferner Einrichtungen vorhanden, um diese Bodenstationen wechselseitig synchronisiert zu haiten. Ferner wird vorgeschlagen, jedes voll ausgerüstete Luftfahrzeug und jede Bodenstation mit einem komplexen Synchronisationssystem zu versehen, um Impulse für die Kompensation

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der Laufzeitverzögerung der Synchronisierimpulsgruppe auszutauschen, die von der Bodenstation an das batreffende Luftfahrzeug periodisch, beispielsweise einmal alle zuiei Epochen, übermittelt u/ird. Typische Beispiele von Impulaaustauschanlagan, die notwendig sind, um die Lauf zeitverzögerung zu eliminieren und auf diese Weise für die Synchronisation der Zeitgeber der bewegbaren Stationen zu sorgen, sind in den USA-Patentschriften 3 336 591, 3 258 896, 3 183-504 und*

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2 869 121 beschrieben. Es handelt sich dabei um komplizierte und teuere Anlagen· ^

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ge- ' sonderte Abfragegeräte zu schaffen, die an den bodennahen, ungeänderten Antwortsender-Bodenetationen dee V OR/DIHE-j VORTAC- - und/oder TACAN-Typs angeordnet sind, um diese Stationen synehron mit der weltweiten Normalzeit zu veranlassen, spezielle Synchronisationssignale auszusenden, »Jährend gleichzeitig das normale DNIE-Gerät der Bodenetation ausgenutzt wird, um genaue Entfernungsmessungen zu den mit DIHE-Gträten ausgestatteten bavegbären Stationen durchzuführen. Dadurch «ollen dia üben ersBähnten Synchrontsationssystema vereinfacht werden, ohne daQ ihr Betriebeverhalten schlechter wird.

Dia Mlttr* Anmeldung P 19 09 982.2 schlägt tin von einem Luftfahrzeug mitzufUhrendea Gerät vor, da· für tine Synchronltetion mit der weltwiltin Normelzalt der Bodtnitationtn In dem biecndtrtn Falle sorgt, daß nahe dar synchroni·Wrtin'GAS-Bodenetatibn ein UOR/DJHE-, TACAN- oder VORTAC-Gerät vorhanden

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, ist; Dabei benutzt das Luftfahrzeug das eigene, herkömmliche DDflE-Gerät für die messung des Abstandes von dieser Station anstelle der komplizierteren und kostenaufwendigen bekannten, oben erwähnten Pulsaustauschsysteme für die Kompensation der Laufzeit der Synchronisationsimpulsgruppe der Bodenstation zum Luftfahrzeug.

Gemäß einem weiteren Vorschlag braucht,nur ein Teil der von der ATA vorgeschlagenen CAS-Ausrüstung zusätzlich vorgesehen zu werden, wenn vorhandene VOR/DME-, VORTAC-und/oder TACAN-Stationen ihrerseits mit der weltweiten Normalzeit synchronisiert sind und außerdem geeignete mittel vorhanden sind, verschlüsselte Synchronisierimpulsgruppen an Luftfahrzeuge zu übermitteln, die mit den eigenen DIKIE-Geräten arbeiten. -Aus der Kombination des vorgeschlagenen GAS-Gerätes mit vorhandenen VOR/DHilE-, VORTAC- oder TACAN-Stationen ergeben sich wesentliche Vorteile, weil jede VOR/DI!^-, VORTAC- oder TACAN-Station bereits in der Lage ist, Entfernungemessungen zum Luftfahrzeug durchzuführen und weil ferner.die meisten Luftfahrzeuge jeder Größe bereits das mobile DIKIE-Gerät aufweisen, das erforderlich ist, um mit diesen bestehenden Bodenstationen zusammenzuarbeiten.

Die vorliegende Erfindung sucht die Vorteile der oben erwähnten älteren Vorschläge beizubehalten und in der einen oder anderen Richtung sogar noch weiter auszubauen* Die Erfindung berücksichtigt aber, daß, soweit Änderungen vorhandener VOR/

DIK1E-», TACAN- oder VORTAC-Stationen vorgeschlagen werden, sol-

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ehe Änderungen auf Widerstand stoßen können, und zwar nicht · aufgrund technischer Schwierigkeiten, sondern aus juristischen, administrativen oder Kostengründen. Erfindungsgemäß werden da-* her neuartige Bodenstations-Antwortsender in Form von kleinen, gesonderten Einheiten an oder nahe den teilnehmenden VO R/D WIE—, TACAN- oder VORTAC-Stationso. installiert und werden die Abfragegeräte sämtlich unter Ausnutzung beliebiger bekannter Wiittel mit einer ,'weltweiten Normalzeit synchronisiert, so daß die AbTragegeräte an die zugehörigen Bodenstationen Abfragesignale übermitteln, die zeitlich so gelegt sind, daß die Bodenstationen zum Antworten in Augenblicken veranlaßt werden, die mit den Zeitschlitzen und/oder den im folgenden kurz Epoche genannten. Zeitschlitzfolgen der weltweiten Normalzeit genau synchronisiert sind. Beim richtigen Abfragen muß jede derartige Antwortsender-Bodenstation antworten; ihre Antwort kann dabei eindeutig verschlüsselt werden, so daß sie ein spezielles Synchronisationssignal einschließt» Dies erfolgt, indem die Bodenstation mit in geeigneter Weise verschlüsselten Impuls- > gruppen abgefragt wird. Diese neuartige Technik verlangt keiner lsi Änderungen an der vorhandenen Bodenstation. Dagegen muß das teilnehmende Luftfahrzeug mit Mitteln ausgerüstet sein, um derartige spezielle Synchronisationssignals der VOR/ D(UE-, TAEAN- oder VORTAC-Stationen zu erkennen, und zwar entu/eder aufgrund der verschlüsselten Kennwerte dieser Signale oder dadurch, daß alle Bodenstationssignale auf Impulsgruppen abgesucht werden, deren gegenseitiger Abstand der vorgegebenen rölgegeschwindigkeit der speziellen Synchronisationssignale "

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entapricht. Ea können auch beide Methoden gemeinsam ange- * wendet werden.

Die im einzelnen verwendeten mittel, mittels deren für die Synchronisation in dem Netz der den teilnehmenden VOR/DME-, VORTAC- oder TACAN-Stationen zugeordneten Bodenabfragegeräten gesorgt wird, bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Ea kann sich dabei um die gleichen mittel handeln, die verwendet würden, um in der von den ATA-Beetimmungen vorgeschlagenen Weise die Hauptboden-CAS-Stationen zu synchronisieren. Die Stationen können beispielsweise über Leitungen oder über Satelliten—Nachrichtenverbindungen verbunden werden, wobei geeignete Phasenglieder zur Berücksichtigung der Zeitverzögerung vorhanden eind. Die Synchronisation kann auch mit Hilfe von impulsverfahren vorgenommen werden, wie sie beispielsweise aus der USA-Patantschrift 2 869 121 bekannt sind. In weiterer Abwandlung kann die Synchronisation mit Hilfe von Atomuhren erfolgen, die mittels eines Luftfahrzeugee von einer Station zur anderen gebracht wird, ein Verfahren, das beispielsweise in FMllen anwendbar ist, in denen große unbewohnte Gebiete, beispielsweise Wüsten oder ffleere, Überbrückt werden müssen.

mit der Erfindung sollen ferner mittel geschaffen werden, die ea einem Luftfahrzeug ermöglichen, die von einer Antuiortsender-Bodenetation synchron mit der weltweiten Normalzeit auagesandten Signale zu identifizieren und gleichzeitig alle anderen von der gleichen Station auageaandten Fremdaignela unberücksichtigt zu lassen, beispielsweise Signale, die die eigens

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Drehantennencharakteriattk darstellen, oder Antwortsignale . auf DUIE-Abfrageaignale von anderen Luftfahrzeugen. ' Λ

Ea sind zahlreiche Systeme bekannt, die ee einem Luftfahrzeug erlauben,; Antiuörtsignale von entfernt liegenden Antworteendern dieser Art zu identifizieren, insbesondere wenn es eich um Antworteignale auf Anfragen des Luftfahrzeuges selbet handelt. Dabei werden normalerweise Such- oder Signalauewerteverfahren benutzt» die darauf beruhen, daß eine Antwort auf ein abfragendes Lüftfahrzeug mit Bezug auf die Zeitpunkte der Übermittlung durch das Luftfahrzeug im wesentlichen zeitlich stillsteht, wobei derartige Antwortsignale zu einem Zeitpunkt zurückkehren, der um eine praktisch konstante Zeitdauer, die näherüngsweise gleich dem doppelten Ulert der Signallaufzeit zu der Bodenstation let, später, als der Aussendevorgang des ; Abfragesignals liegt. Bei derartigen bekannten Systemen werden ' die Abfragefolgegeschwindigkeiten aller Luftfahrzeuge unterschiedlich gemacht ₉ Indem jeweils für einen beabsichtigten, ^ regelloeen Synchrönisationafehler gesorgt wird, um die fflögiichkeit zu vermeiden, daB die Impulefolgefrequenzen zweier Luftfahrzeuge für sine gewlese Zeltdauer praktisch gleich werden, wodurch ein.Luftfahrzeug irrtümlicherweise Antwortsignale der Bodenstation verwerten kannte, die durch Sendeslgnele des .anderen Luftfahrzeugeeausgalött wurden.

fflit der Erfindung soll ferner eine Anlege geschaffen die ee einem tellnebmsndin Luftfahrzeug erlaubt, epeziill® Synehrenlestlonsgignalimpuiee SU Identlfitieren, die nleht

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durch den eigenen Sender, sondern durch einen Bodenabfragesender ausgelöst wurden, der mit der weltweiten Normalzeit synchronisiert ist. Dies stellt ein Problem dar, weil in dem Bordsystem des Luftfahrzeuges kein Signal ausgelöst wird, das in vorbestimmter Phasenbeziehung mit den Synchronisationssignalen steht, die von der Bodenstation durch die der Bodenstation zugeordnete Abfrageeinheit, also am Boden, ausgelöst werden.

Die Erfindung löst dieses Problem auf zwei Wege. Zum einen sucht das Luftfahrzeug nach Bodenstationssignalen, die um eine vorbestimme Anzahl von Iflikrosekunden auseinanderliegen, die den Abstand der weltweiten Zeitschlitz- und Epochenvorgänge bilden, aufgrund deren das Abfragegerät die Impulssignale aussendet, auf die die Bodenstationen antworten. Zum anderen ist dafür gesorgt, daß die Bodenabfragegeräte die Antwortsender-Bodenstationen mit Gruppen von Impulspaaren abfragen, wobei die Gruppen einen einer Verschlüsselung entsprechenden gegenseitigen Abstand aufweisen, der sie als Synchronisationseignale ausweist,, Da ferner die weltu/eite Normalzeit eine zyklische Folge von Zeitschlitzen darstellt, die in aufeinanderfolgenden Epochen wiederholt werden, kann der Beginn oder das Ende jeder Epoche oder jeder Anzahl von Epochen durch unterschiedlich verschlüsselte Impulspaargruppen identifiziert werden, so daß das empfangende Luftfahrzeug eine Synchronisation nicht nur bezüglich der Zeitschlitze, sondern auch bezüglich der aufeinanderfolgenden

-Epochen durchführen kann<> · , " .

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Ein ΐΐΒϋθΓθδ wichtiges Ziel der Erfindung ist die Schaffung von verhältnismäßig einfachen, am Boden stationierten Abfragegeräten, die mit der weltweiten Normalzeit synchronisiert sind und von denen jedes eine Antwortssnder-Bodenstation mit der zugeordneten Frequenz abfragt, mittels deren diese identifiziert wird. UJenn Bodenstationen verhältnismäßig dicht beieinanderliegen, kann außerdem ein einziges Abfragegerät mehrere verschiedene Bodenstationen abfragen, indem mehrere Sender vorgesehen werden, die mit unterschiedlichen Frequenzen arbeiten. Ein derartiges Abfragegerät verwendet dieselben" Verschlüßler und synchronisierten, zeithaltenden Einrichtungen, erfordert jedoch unterschiedliche UerzögerungsgliBder, mittels deren d^{4 e}\ verschiedenen Sendesignale in die richtige Phasenlage gebracht werden können, um- Unterschiede der Entfernung von dem Abfragegerät zu jeder abgefragten Antwortsenderstation zu eliminieren.

Die Anordnung nach der Erfindung soll wirtschaftlich arbeiten und verhältnismäßig einfach aufgebaut sein.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben Sich aus-der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Es zeigt:

Figur 1 ein Blockschaltbild, in dem eine normale Ant-

wartsendBr-Bodenstation, die durch ein zugeord-

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netes, ortsfestes Abfragegerät abgefragt wird', -· und gleichzeitig mit einer bewegbaren Station (Luftfahrzeug) zusammenarbeitet, um nicht nur Entfernungsmessungen mit Bezug auf die bewegbare Station auszuführen, sondern auch weltweite Normalzeit-Synchronisationssignale zu liefern, sowie verschiedene andere Bodenstations-

Abfragegeräts erkennen läßt, die mit demselben Hauptzeitgeber synchronisiert sind,

Figur 2

eine graphische Darstellung von fünf zusammengehörigen Impulsfolgen, die die relative Zeitbeziehung bestimmter Vorgänge in der Anordnung nach der Erfindung veranschaulichen, und

Figur 3

ein Blockschaltbild, das Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels einer Impulserkennungs- und Synchronisationsanlage Innerhalb eines Luftfahrzeuges erkennen läßt.

Figur 1 zeigt eine typische Bodenstetion 10 an der VOR/DfflE-, TACAN- und/oder VORTAC-Geräte vorhanden sind. Eine solche Bodenstation ist mit einer zweckentsprechenden Antenne 12 ausgerüstet. Ein Hauptzeitgeber 16 stellt die Quelle der weltweiten Normalzeit dar. Er ist Über einen geeigneten SIgnallaufzeitkompensator, der im vorliegenden Ausführungebeispiel durch ein Phasenglied 18 dargestellt ist, mit einem ins-

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gesamt mit 20 bezeichneten BodenabfragegerMt verbunden. Ea ist ferner angenommen, daß der Hauptzeitgeber 16 mit den Abfragegeräten andarer Bodenstationen verbunden iet, beispieleweise dem Abfragegerät 22 und dem Abfragegerät 24, die an entfernter Stelle angeordnet und an den Hauptzeitgeber 16 über u/eitere Laufzeitkompenaatoren 26 und 28 angekoppelt aind. Dieee anderen Abfragegeräte haben die Aufgabe, andere entfernt angeordnete Antwortaender-Bodenstationen abzufragen, die in* dem Blockachaltbild nicht dargestellt sind.

Das Abfragegerät 20 meist einen Taktzähler 30 auf, der mit dem Hauptzeltgeber 16 genau synchronisiert und in der Lage let, Zeitintervalle auezuzählen, die die Augenblicke dee Auftretens von vorbestimmten Vorgängen innerhalb Jeder eich zyklisch wiederholenden Epochs von Zeitschlitzen darstellen. U/erden beieplelsweise Zeitechlitze und Epochen verwendet, wie βie in din oben genannten ΑΤΑ-Beetimmungen angegeben sind, hat jede Epoche «ine Dauer von drei Sekunden (wobei.jede zweite Epoche der Bodenatationssynchronieierung zugeordnet ist) und let jede Epoche in Zeittchlitze von jeweils 1500 we Dauer unterteilt. Zum Zwecke der Erläuterung werden bestimmte, willkürliche Zeitpunkte innerhalb Jeder Epoche für das Aussenden vonSynchronieationssignalen ausgewählt, und zwar im allgemeinen die Grenzen von bestimmten, gleich weit auseinandsrliegenden Zeltschlitzen, wie dies in l/erblndung mit Figur 2 noch näher erläutert ist. Jedes Abfragegerät, beispielsweise das Abfragegerät 20, fragt die zugehörige Bodenstation, bel-

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spielsweise die Station 10, unter Verwendung der zugeordneten Hf-Frequenz ab'. Diese Abfragevorgängs lösen an der abgefragten Bodenetation Antworteignale aus.. Diese Antwortsignale umfassen Antwortsenderantworten, die zu vorbestimmten Zeitpunkten innerhalb jeder Epoche auftreten. Um für eine große Anzahl derartiger Synchronisationsantworten von der Bodenstation 10 zusor— gen, fragt das Abfragegerät 20- .beim vorliegend -erläuterten Ausführungsbeispiel die Bodenstation einmal für jeden achten aufeinanderfolgenden Zsitschlitz ab, so daß die Bodenstation Synchronisierimpulse alle 12000 /je abgibt. Alle Abfragesignale und alle darauf zurückzuführenden Antwortsender-Antwortsignale der Bodenstation haben die Form von verschlüsselten Impulspaaren, wie dies in Verbindung mit VCR/OWE-, TACAN- und VORTAC-Stationen üblich ist. Im vorliegenden Beispiel verwendet das Abfragegerät zu unterschiedlichen Zeiten während der Epochen drei verschiedene verschlüsselte Impulsgruppen. Alle 12000 jus (acht Zeitschlitze) fragt der in Figur 1 mit 32 bezeichnete Verschlüßler Nr. 1 die Bodenstation 10 mit einem ersten verschlüsselten Impulsgruppenpaar ab, das beispielsweise aus einem Impulspaar, mit dem herkömmlichen VOR/DIYIE-, TACAN- und VORTAC-Abstand besteht und zwei schmale Impulse umfaßt, deren gegenseitiger-Abstand 12 us beträgt. Als Antwort darauf gibt die Bodenstation 10 ein Antwortimpulspaar ab. Auf diese U/eise kann die Grenze zwischen jeder Gruppe von acht Zeitechlitzen als SynchronieationesignalvOrgang ausgenutzt werden, den der Code Nr. 1 für jedes Luftfahrzeug kenntlich macht. Jede derartige Codegruppe wird von der Bodenstation 10 synchron mit der weltweiten Normalzeit ausgesendet und wird von den Bord-• 00980 9/1193 .

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geräten aufgrund ihrer Peri'odi'zität erkannt. Dieser Cods allein wäre jedoch nicht geeignet, um den Beginn oder das Ende einer Epoche anzuzeigen. Für diasa Zwacke werden daher srfindungsgemäß zu/ei zusätzliche Codes verwendet, die der in Figur 1 mit 34 bezeichnete Verschlüßler Nr. 2 und der mit 36 bezeichnete Uerschlüßler Nr. 3 liefert. Der Werschlüßler Nr. 2 gibt be-, stimmte Impulspaargruppen während des Endes des letzten 12000 uSi-Intarvalls innerhalb jeder zweiten Epoche ab und markiert damit deren Ende. Die Impulspaargruppen dieses Codes bestehen 'beispielsweise aus vier aufeinanderfolgenden Impuls— paaren, daran gegenseitiger Abstand 200 ρ beträgt. Da jedoch stets die IKIöglichkait besteht, daß diese Impulse vorübergehend im Rauschen untergehen oder durch Positionsmarken für die Antennencharakteristik oder durch Antwortsignale der Bodenstation 10 auf Abfragesignale anderer, in der Nähe befindlicher Luftfahrzeuge überdeckt werden, wird beispielsweise am Ende das zweitletzten 12000 ftis-Intervalls innerhalb jeder zweiten Epoche eine weitere Gruppe von Impulspaaren vorgesehen, die entsprechend dam Code Nr„ 3 verschlüsselt sind und beispielsweise aus vier Impulspaaren bastehen, deren gegenseitiger Abstand 220 ijs beträgt-«;."Diese -beiden- verschiedenen verschlüsselten Impuls-, gruppen, die nahe dem Ende jeder zweiten Epoche auftreten, sollten ausreichend sein, um ein Luftfahrzeug mit eindeutig erkennbaren Impulscodes zu versehen, aufgrund deren das Luftfahrzeug den Ablauf jeder Epoche markieren kann. Dedes Abfragegerät umfaßt ferner einen Hf-Sender 38, der eine nahe der Antenne 12 angeordnete Antenne 39 antreibt, die beispielsweise"

\ί,οη· der Antenne 12 den genau bekannten Abstand d hat. : " ;; 009809/1193

Da ββ erwünscht ist, daß die Bodenstation 10 ihre Antwort- -signale, zu denen die Synchronisationseignale für die weltweite Normalzeit gehören, genau synchron mit den Unterteilungen zwischen den Zeitschlitzen und/oder Epochen auseandet, muß bei den Abfragevorgängen für eine Zeitvorgabe gesorgt werden, beispielsweise durch geeignete Einstellung der Phasenglieder 18,26 und 28, um die verschiedenen Zeitverzögerungen zu eliminieren, die zwischen dem Zeitpunkt des Aussendsns einer verschlüsselten Impulsgruppe durch den Sender 38 und dem Augenblick einer Antwort durch die Bodenstation 10 auftreten. Diese Verzögerungen umfassen feste und bekannte Antuiortsender— Verzögerungen sowie außerdem die Verzögerung, die darauf zurückzuführen ist, daß die Antenne 39 von der Antenne 12 der Bodenstation den Abstand d hat. Der Gesamtbetrag dieser Verzögerung kenn daher bestimmt werden, indem die Systemverzögerungen und die Laufzeit des Signals auf der'Strecke d addiert werden. Daraus ergibt sich die Gesamtzahl von Rlikrosekunden, um die Sendesignale des Abfragegerätes 20 Antwortsignelen der Bodenstation 10 voreilen müssen, damit die Bodenetatlon genau synchron mit der weltweiten Normalzeit sendet. Diese Verzögerungen werden einfach dadurch kompensiert, daß die verschiedenen Ausgangssignale des Taktzählers 30 in der Zählkette etwas vorverlegt werden, so daß die Zählwerte, mittels deren die Verschlüßlsr 32,34 und 36 angesteuert werden, um das oben erwähnte zusammengesetzte Verzögerungsintervall früher als die ausgewählten Synchronisationszeitpunkte entsprechend dem Häuptzeitgeber 16 liegen. Das insoweit beschriebene System liefert also in spezieller Weise verschlüsselte Signale, die-

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an die Bodenstation 10 übermittelt werden, um die Grenze jedes achten Zeitschlitzes und die Grenze jeder Epoche in eindeutiger ilieise zu markieren.

Figur 1 zeigt ferner ein vereinfachtes Blockschaltbild der Gerätegruppe in einem Luftfahrzeug, das so ausgerüstet ist, daß es mit dem oben erläuterten Bodenstationssyetam zusammenarbeiten kann, um seinen eigenen örtlichen Zeitgeber, beispielsweise zum Zwecke der Kollisionsverhütung, mit der weltweiten Normalzelt des Hauptzeitgebers zu synchronisieren. Das Kolllsionsverhütungsgerät innerhalb der bewegbaren Station 40 (im Luftfahrzeug) ist mit 41 bezeichnet und mit einer Antenne 42 beliebiger zweckentsprechender Bauart verbunden. Die Kollisionsverhütungsanlage ist vorliegend nicht näher diskutiert, da Einzelheiten dieser Anlage für die vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung sind und da eine große Anzahl derartiger Kollisionaverhütungeanlagen aus der Patentliteratur bekannt let. Die vorliegend verwendete Kollisionsverhütungsanlage ist jedenfalls derart aufgebaut, daß eine genaue Synchronisation der Zeitgeber der bewegbaren Stationen erforder lich ist. Entsprechend der Darstellung der Figur 1 umfaßt ein örtlicher Zeitgeber einen Zeitgeberosztllator 43, der eine Zeitschli'tzzählkette 44 antreibt und mit Hilfe elnea Zettgebersynchronisators 45 mit den Signalen synchronisiert ist, die von der oben beschriebenen Bodenstation 10 empfangen werden«- Einzelheiten dieser Anordnung sind im folgenden in Verbindung mit den figuren 2 und 3 erläutert»

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Das Luftfahrzeug ist ferner mit einem herkömmlichen Entfernungsmeß- oder DWIE-GerMt 46 ausgestattet, das einen Empfänger und einen Sender auf u/eist, die beide an eine zweckentsprechende Antenne 47 angeschlossen sind. Es ist ferner eine Entfernungsmeßeinrichtung vorhanden, die einen Bestandteil des herkömmlichen DWIE-GerätBS 46 bildet und in an sich bekannter Weise die Entfernung zur Bodenstation ermittelt. Uiird angenommen, daß es sich dabei um ein digitales D-WIE-G eräthandelt, tuird die Entfernungsbestimmung durch Ausgangsignale auf einer Gruppe von Leitungen 46a (Figuren 1 und 3) kenntlich gemacht. Das Videoausgangssignal des Empfängers des DWIE-Gerätes 46 wird über eine Leitung 46b herausgeführt und einer Erkennungsschaltung 48 zugeleitet, die spezielle Signalent— schlüßler aufweist, deren Einzelheiten im folgenden in Verbindung mit Figur 3 beschrieben sinde Die Erkennungsschaltung hat die Aufgabe, die von der Bodenstation 10 auf Abfragesignale des Abfragegerätes 20 hin ausggsandten speziellen Synchronisationssignale auch bei Vorhandensein anderer von dieser Bodenstation ausgesandter Signale sowie weiterer Nebensignale, die von anderen Quellen ausgehen können, zu erkennen. Diese verschlüsselten Signale u/erden über eine Leitung 48a einer Vergleichsschaltung 49 zugeführt, die ihre Ankunftszeit mit dem augenblicklichen Zähltuert des Zeitgeberzählers 44 vergleicht, der auf einer Leitung 44a auftritt. Wird jedoch angenommen, daß der Zähler 44 mit der weltweiten Normalzeit des Hauptzeitgebers synchronisiert ist, sind die auf der Leit'ung 48a auftretenden, entschlüsselten Vorgänge um ein Zeit-

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interval! verzögert, das gleich ihrer Laufzeit von der Bodenstation 10 zum Luftfahrzeug ist. Bevor daher in der Schaltung 49 ein Vergleich erfolgt, werden die auf der Leitung 44a ankommenden örtlichen Zeitgebersignale um einen Betrag verzögert, der durch die Entfernungsmeßsignale bestimmt ist, die auf den Leitungen 46a erscheinen» UJe-nn die Vergleichsschaltung 49 den Vergleich vorgenommen hat, gibt sie auf eine Leitung 49a ein Vorlaufsignal oder auf eine Leitung 49b ein Nachlaufsignal. Diese Signale betätigen den Zeitgebersynchronisator 45, um geeignete Korrekturen des örtlichen Zeitgebers herbeizuführen, wie dies -tuelter unten auaführllcher in Verbindung mit Figur 3 erläutert ist» .

Figur 2 zeigt ein Impulszeitdiagramm, das erkennen läßt, wie das Abfragegerät 20 die Bodenstation 10 abfragt und wie die Bodenstation mit geeignet verschlüsselten Impulsen antwortet· In der obersten Zeile A sind zwei Impulse veranschaulicht, die der Hauptzeitgeber 16 liefert, um den Beginn jeder zweiten Epoche der sich wiederholenden Zeitschlitzfolge anzuzeigen» Diese Impulse treten gleichzeitig mit entsprechend liegenden Impulsen in der Zeile B auf» Die Impulse in Zeile A haben einen gegenseitigen Abstand von sechs Sekunden entsprechend derjLänge von zwei Epochen« Dagegen haben die Impulse der Zeile B einen gegenseitigen Abstand von 1500 us; sie zeigen einzelne Zeitschlitze an, die innerhalb jeder Epoche auftreten» Bei der Anordnung nach der Erfindung, kann eine Vielzahl möglicher Codegruppen benutzt werden, um die Bodenstation 10 synchron mit der weltweiten CAS-Normalzeit zu triggern und auf diese Weise

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Antworteignale von der Bodenstation zu erhalten, die von den » bewegbaren Stationen erkannt werden können. Zur Erläuterung ist als Beispiel angenommen, daß das Abfragegerät 20 eine Folge von Impulsgruppen in genauen Ze itIntervallen» und zwar alle 12000 tie (oder alle 8 CAS-Zeitechlitze) aussendet. In der Zeile C dar Figur 2 sind die Grenzen von aufeinanderfolgenden ZeitIntervallen von 12000 ue Dauer veranschaulicht.

UfIe oben erwähnt, erfolgt das Abfragen der Antwortöender-Bodenstation durch verschlüsselte Impulsgruppen, die von der Bodenetation erkannt werden können, wobei es sich zum Beispiel um Impulepaare handeln kann. Diese Impulspaare können mit genau vorgegebenen Abständen oder in vorbestimmten Gruppen erzeugt werden, um sie eindeutig identifizierbar zu machen« Beim Abfragevorgang und dem Antworten der Bodenstation treten ferner, wie ebenfalls bereits angedeutet let,' zwei Arten von Verzögerungen auf» nämlich die dem Antwortsender eigene Verzögerung und die mit dieser zu addierende Verzögerung aufgrund des Abetandes d zwischen tier Antenne 39 des Abfregenerates und der Antenne 12 der Bodenstation« Diese Verzögerungen machen es erforderlich, alle Abfragesignale des Senders 38 um eine vorbsatiminte Anzahl von iflikrgsekundsn In Vorlauf richtung zu vsrschiebBnc Diese Verschiebung ist graphisch dadurch dargestellt, daß die marken In Zelle D der Figur 2 .gegenüber den Marken der. Zeile C nach links verschoben sind, wobei die letztgenannten die genauen Augenblicke innerhalb dsr CAS-Zsitfolge darstellen« lifts obsn erwehrst s handelt es sich--dabei um eine konstante ■ Verschiebung _r Öle Binfach dadurch herbslgsfUhrt werden kann, daß

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die logische Schaltung geringfügig geändert wird, die die verschiedenen Zeitintervalle im Abfragezeitgeber 30 auswählt und entsprechende Signale über Leitungen 30a, 30b und 30c zur Entsperrung der Uerschlüßler 32,34 und 36 laufen läSt.

Der mit 32 bezeichnete l/erschlDQler Nr. 1 liefert Impulspaare, die einen bestimmten Abstand voneinander haben und in Zeile E der Figur 2 bei 32' angedeutet sind. Diese Impulspaare stellen im allgemeinen den Beginn jedes achten Zeitßchlitzes dar, ausgenommen die beiden, die unmittelbar vor dem Ende jeder zuzeiten Epoche auftreten. Der VerschlÜßler Nr. 3 erzeugt gruppierte Abfrageimpulspaare, ,die einen gegenseitigen Abstand von 200/js haben und die in Zeile E der Figur 2 mit 34' bezeichnet sind. Diese Impulspaare zeigen die vorletzte Gruppe vor dem Beginn jeder zweiten neuen Epoche an. Schließlich erzeugt der Verschlüßler Nr. 2 die mit 36' bezeichnete Abfrageimpulsgruppe, die unmittelbar vor dem Ende Jeder zweiten Epoche auftritt und vier Impulspaare umfaßt, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen gegenseitigen Abstand von 200 /js haben. Der letzte Impuls in all diesen Impulsgruppen 32', 34' und 36' der Zeile E tritt stets an der gleichen Stelle wie die in der Zeile D der Figur 2 eingezeichneten Marken auf und damit etwas vor dem Beginn des Normalzeitvorganges, den die Impulse markieren sollen. Diese Impulse werden dann mittels der Antenne 39 auegesandt, um die Bodenstation 10 zu triggern und die Bodenstation zu veranlassen, die Impulagruppsn 32", 34" und 36" auszusenden,, die in Zeile F der Figur 2 veranschaulicht sind. Der letzte Impuls Jeder der Impulsgruppen 32", 34" und 36"

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fällt mit den Marken in den Zeilen A und C der Figur 2 zusammen, die die zyklischen Vorgänge der weltweiten Normalzeit darstellen, nämlich den Beginn von bestimmten Zeitschlitzen und Epochen* Die von der Bodenstation 10 in der in ZBiIe F gezeigten Weise ausgesandten Synchronisiersignalimpulse entsprechen also hinsichtlich ihrer Verschlüsselung den vom Abfragegerät entsprechend Zeile Eausgesandten· Abfrageimpulsen, sind jedoch zeitlich derart verzögert, daß sie mit den zugehörigen Vorgängen entsprechend der weltweiten Normalzeit genau zusammenfallen,, Die in der Zeile F dargestellten Impulse werden dann von jedem teilnehmenden Luftfahrzeug aufgenommen und zur Synchronisierung des eigenen Zeitgebers in der in Verbindung mit Figur 3 beschriebenen Weise benutzt.

Figur 3 zeigt ein ausführlicheres Blockschaltbild der bewegbaren Station (Luftfahrzeug)'entsprechend dem Block 40 in Figur 1„ In Figur 3. ist das KollisionsverhÜtungsgerät 41 mit Antenne 42 dargestellt, dessen Arbeitsablauf mittels eines Zeitgebers gesteuert wird, der den Impuisöszillator 43 einschließt, der seinerseits die Zeitgeberzählkette 44 antreibt. Das Luftfahrzeug weist ferner das herkömmliche DOflE-Gerät 46 auf, das an die Antenne 47 angeschlossen ist und zwei unterschiedliche Ausgänge aufweist, nämlich zum einen einen digitalen lYlehrbitausgang in Form der Leitungsgruppe 46a, der die Entfernung zur Bodenstation darstellt, und zum anderen die

• Leitung 46b, die aus dem Empfänger herausführt und Über die sämtliche Videosignale laufen, die von dem einen Teil dee

^;. DME-Gerätes 46 bildenden tmpfinger ermittelt werden. Zu den . ' 0 09809/1193

BADOBtGfNAt

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Signalen auf der Videoleitung 46b gehören die erwünschten Syhchronisierlmpulsgruppen, jedoch auch zahlreiche Impulse und Impulsgruppen, die für die Zeitgebersynchronislerung keine Bedeutung haben, zum Beispiel von der Bodenstation 10 aufgrund der Abfragesignale anderer Luftfahrzeuge ausgesandte Antwortimpulse, die für das vorliegende Luftfahrzeug ohne Interesse sind, won der Bodenstation 10 aufgrund der ÄbTragssig— nale des örtlichen DME-Gerätes 46 ausgesandte Impulse, die innerhalb des DMC-Gerätes 46 verarbeitet werden, um die auf den Leitungen 46a erscheinenden digitalen Entfernungsmeßelgnale zu erhalten, ferner R'auschlmpulse und Impulse., die für die Übertragung von akustischen Informationen von Bedeutung sind, beispielsweise Hauptbezugssignalstöße, d.h. Impulsgruppen, die vorliegend nicht weiter berücksichtigt zu u/erden brauchen« Die Anlage des örtlichen Luftfahrzeuges muß in der Lage sein, aus diesen verschiedenen Impulagruppen diejenigen herauszuziehen, die die CAS-Ze^synchronisierung betreffen, und die anderen zu eliminieren« Dies erfolgt mittels der im mittleren Teil der Figur 3 gezeigten Schaltungskomponenten. Der örtliche Zeitgeberoszillator 43 gibt auf eine Leitung 43a Taktimpulse mit einer Folgefrequenz von 5.IKlHz; diese Impulse werden über verschiedene Gatter und eine Leitung 43b an eine Zählkette angelegt, zu der ein Zähler 50 gehört, dar diese Impulse Im Verhältnis 750OsI untersetzt, so daß die auf einer Leitung 50a erscheinenden Impulse einen- gegenseitigen Abstand von 1500 XJS entsprechend der Dauer eines Zaitschlitzes gemäß Zeile B der Figur 2 habBn* Die mit einem Abstand von 1500 /JS₁

auftretenden Impulse werden dann einem weiteren Zähler, 52 zu-' Q09809/1t93 , ,

SADORIGiNAt ~

geführt, der sie im Verhältnis 8:1 untersetzt, so daß auf einer Leitung 52a Impulse entstehen, die alle 12000 yus auftreten. Die Leitung 52a ist mit dem Einstelleingang eines Flip-Flops 53 verbunden, das ein UND-Gatter 55 entsparrt. Das auf diese llfsise entsperrte UND-Gatter läßt Taktimpulse von der Leitung 43a über eine Leitung 55a zu dem Zähleingang eines Entfernungsuerzögerungszählsrs 54 gelangen, der über die Leitungen 46a auf das Komplement der digitalen Entfernung eingestellt und mittels der Impulse von dem 5 KlHz-Zeitgeberoszillator 43 hochgezählt wird, bis der Zähler 54 überläuft, worauf er ein Ausgangssignal an einen Auftastgenerator 56 gibt und das Flip-Flop 53 sowie den Verzögerungszähler 54 zurückstellt. Das Hochzählen des voreingestellten Zählers 54 beginnt also aufgrund der Ankunft jedes 12000 tie-Impulses vom Zähler 52 und wird beendet, wenn der Zähler 54 überläuft. Der Zähler 54 hat die Aufgabe, den im Luftfahrzeug erhaltenen Zeitgeberzählwert um die Zeitdauer zu verzögern, um die der Synchronisierimpuls von der Bodenstation 10 mährend des Laufs zum Luftfahrzeug verzögert wird. Diese beiden Zeiten können in einem V/ergleicher 58 verglichen werden, um die zuerst auftretende zu ermitteln und dadurch festzustellen, , ob der Zeitgeber des Luftfahrzeuges mit Bezug auf die CAS-Synchronieierimpulet vorgeht oder nachgeht, die von der Bodenstation 10 beim Abfragen durch das Abfragsgerät 20 übermittelt werden. Der Auftaktgenerator 56 erzeugt zwei Auftaeteignale, die einen Vorlauf bzw. einen Nachlauf darstellen und vom Zeltvergleicher 58 benutzt werden« Der Zeitvergleicher 5Θ gibt ein Vorlaufaus gangssignal auf sine Leitung 58a oder ein Nachlaufausgangsslg-

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nal auf eine Leitung 58b, je nachdem wie der -Vergleich ausfällt. Der Verzögerungszähler 54 wird in der U/eise eingesetzt, daß beim Auffinden von Koinzidenz das Signal auf der Leitung 52a mit dem Sendesignal in Bezug gesetzt wird, d.h. es wird die auf die Entfernung zurückzuführende Laufzeitverzögerung berücksichtigte

Die Zählkette 50,52 und 54 führt eine Such- oder Signalaus-* wsrtefunktibn aus, um die speziellen Synchronlsatlonslmpulse aufzufinden, die von der Bodenstation 10 alle 12000 /js ausgesandt werden. Werden solche Impulsgruppen festgestellt, fällt die Zählkette 50,52 und 54 mit den- Impulsgruppen in ' Tritt und versucht, die Synchronisierung mit diesen Impulsgruppen aufrechtzuerhalten«

Um störende Ausgangssignale vom Vergleicher 53 zu verhindern, die darauf zurückzuführen sind, daß gelegentlich Koinzidenzen mit Nebens.lgnalen, beispielsweise mit durch andere Luftfahrzeuge ausgelösten Anttuortsignalen, auftreten, kenn eine Inte-/" grationeechaltung sowohl in der Vorlaufkoinzidenzechaltung

als auch in dar Nachlaufkoinzidenzschaltung des Ziitverglelchers 58 vorgesehen werden, so daß eine kontinuierliche Folge von Koinzidenzen erforderlich Ist, um ein Auegangsiignal auf einer der Leitungen 58a oder.58b zu erzeugen. U/le oben erläutert 1st, werden die Abfragegeechuilndlgkelten sämtlicher Luftfahrzeuge abelchtlich geändert, eo daß nur die Örtlich euage- löeten Antwürtelgnale In Kolnzldenzgettern für ninnentwerte

Zeltdauern ajjftreten. Außerdem let die Periode der erwünschten

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Signals so gewählt,- daß sie nicht mit der Periode won Signaisn in Beziehung steht, die von der Bodenstation mit konstanter Folgegeschwindigkeit und/oder häufig erzeugt werden, beispielsweise Hilfsbezugssignalstöße.

Tritt an keiner der Leitungen 58a, 58b ein Ausgangssignal auf, kann ein Gatter 79 die auf einer Leitung 68a erscheinenden Impulse über ein ODER-Gatter 80 leiten, das in den Zähler 50 einen zusätzlichen Zählwert eingibt. Der Impuls auf der Leitung 68a wird mittels einer monostabilen Kippschaltung 68 erzeugt, die von einem 8:1 untersetzenden Zähler 66 angetrieben wird, der seinerseits in der unten näher erläuterten Weise von dem Zähler 52 angesteuert wird. Das heißt, der Zähler 52 zählt Intervalle von 12000 yus aus, um. bei jedem achten Intervall legt die monostabile Kippschaltung 68 über die Leitung 68a einen Impuls an das Gatter 79~an» Ist es im Zeitvergleicher 58 nicht zu ausreichend vielen Koinzidenzen gekommen, so daß weder auf der Leitung 58a noch auf der Leitung 58b ein Signal erscheint, wird das Gatter 79 entsperrt und läßt das Gatter den Impuls auf der Leitung 68a über das ODER-Gatter 80 in den Zähler 50 gelangen,, Solange es also zu keiner Koinzidenz kommt, werden d.ie Zähler 50, 52 und 54 um einen Zählschrit't weitergestellto Dadurch wird nach jeweils acht Intervallen von 12000 /us Dauer eine Such- oder Signalauswertefunktion ausgeübt, um nach Möglichkeit die speziellen Synchronisationsimpulse zu ermitteln, die von 'der Bodenstation 10 alle 12000 ue ausgesandt werden,, UJenn andererseits diese Impulsg'ruppen ermittelt WBrden und es im Zeitvergleicher 58 zu Koinzidenzen kommt, tritt auf

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der Leitung 58a oder der Leitung 58b ein Signal auf, das das Gatter 79 sperrt, wodurch verhindert wird, daß das Signal auf der Leitung 68a an den Zähler 50 angelegt wird. Dadurch wird . die Such- oder Signalauswertefunktion unterbrochen·.

Wenn der Vergleicher 58 Koinzidenz ermittelt, erscheint ein Ausgangssignal auf der Leitung 58a oder der Leitung 58b, je nachdem, ob die Koinzidenzen verfrüht oder verspätet sind. Läuft die Zählkette 50, 52 und 54 vor, kann sie etwas verlangsamt werden, indem ein oder mehrere Eingangsimpulse auf den Leitungen 43a und 43b zum ersten Zähler 50 übersprungen werden. Dies geschieht, indem ein normalerweise leitendes Gatter 62 durch ein Sperrsignal auf einer Leitung 64a gesperrt wird, die von einem UND-Gatter 64 kommt, das durch das Ausgangssignal auf der Leitung 58a, de ho das Vorlauf signal des Vergleichers 58, ent— sperrt wird« Es ist erwünscht, in der Zählkette jeweils nur eine kleine Korrektur durchzufuhren» Infolgedessen wird der 8:1 untersetzende Zähler 66 durch die 12000 us auseinanderliegenden Impulse aus dem Zähler 52 angetrieben, so daß ein Korrekturzählimpuls nur alle 96000 us erhalten wird. Die monostabile Kippschaltung 68 liegt am Ausgang des Zählers 66,um auf den Leitungen 68a einen Impul3 zu erhalten, dessen Impulsdauer lange genug ist, um gerade einen Taktimpuls vom Hauptoszillator 43 auf der Leitung 43a zu erfassen. Wenn daher auf der Leitung 58a ein Vorlauf signal erscheint, das das UND-Gatter 64 entspBrrt, tritt auf den Leitungen 68a ein Impuls auf, der über das Gatter 64 läuft und das Gatter 62 gerade solange sperrt, daß." einer der. Hauptoszillatorimpulse auf der Leitung 43a unterdrückt wird«

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Dadurch wird die Zeitgeberzählarkette geringfügig nachgestellt,, um sie nach Möglichkeit, in Synchronismus mit dar Phase der Impulse zu bringen, die durch einen Entschlüßler 60 entschlüsselt werden und jeden achten Zeitschlitz darstellen. Solange infolgedessen der EntfBrnungsverzögerungszählwert in der Zählkette 50, 52 und 54 gegenüber der früheren Synchronisierimpulsgruppe aus dem Entschlüßler 60 nachläuft, uiird die Zählkette 50, 52, 54 schrittweise zurückgestellt, bis Koinzidenz herbeigeführt ist. \

(Kenn umgekehrt der Zählwert in der Zählkette 50, 52 und 54 gegenüber den im Entschlüßler 60 entschlüsselten Synchronieterlmpulsgruppen nachläuft, müssen auf die Leitung 43b zusätzliche Impulse gegeben werden, um den Zählwert in der Zählkette 50, 52 und 54 zu erhöhen und sie auf Schritt zu bringen. Dies erfolgt, wenn ein Entsperrsignal auf der Leitung 58b erscheint, das ein UND-Gatter 70 entsperrt und daher einen Impuls von der monostabilen Kippschaltung 68, sobald ein solcher erscheint, über das Gatter 70 und ein OOER-Gatter 72 laufen läßt. Dieser Impuls wird auf die Leitung 43b zusätzlich zu den normalen ZeitgeberoezillatarImpulsen auf der Leitung 43a gegeben, wodurch die Geschwindigkeit der Zählkette 50, 52 und 54 erhöht wird und die Zählkette die Synchronisierimpulsgruppen einzuholen sucht, die mittels des Entschlüßlers 60 entschlüsselt werden« UJenn Koinzidenz der über Leitungen 56a und 60a laufenden Signale auftritt, wird der Verglaicher 58 anschließend alle paar Impulse geringfügig hin und her verstellt, wobei dem Zählwert der Kette 50, 52 und 54 zeitweise ein geringer Betrag *

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zugefügt und zu anderen Zeiten von dem ZMhltuert der Kette 50, 52 und 54 ein geringer Betrag abgezogen u/ird; allgemein u/ird jedoch für eine enge Schritthaltung mit den Markier—-impulsen gesorgt, die vom Entschlüßler 60 entschlüsselt werden „ . . ■.".■.-..".-- :

Es reicht nicht aus, jeden zu/ölften Zeitschlitz zu synchronisieren; außerdem muß auch der Beginn, jeder freuen Epoche erkannt und synchronisiert werden. Zur Erkennung jeder neuen Epoche ist ein Zähler 74 vorgesehen, der die 1500 μβ auseinanderliegenden Impulse des Zählers 50 im Verhältnis 4000:1 untersetzt, so daß auf einer Leitung 74a einmal mährend jedes sechs Sekunden dauernden Zeitintervalls jeder zuzeiten Epoche ein Ausgangssignal erzeugt wird,, Mittels dieses Zählwertes wird der Hauptzeitgeberzahler 44 auf Null zurückgestellt. Es kommt dann darauf an, die richtige Zeitschlitzperiode zu ermitteln, in der diese Epochenrückstellung durchzuführen ist. Für diesen Ztveck wird das Videosignal auf dar Leitung 46b entschlüsselt, um die Code Nr. 3- und Code Nr. 2-Impul8gruppen zu finden, die die vorletzten und letzten Impulsgruppen jeder zweiten Hauptzeitgeberepoche anzeigen. Die vorletzte Impulsgruppe wird mittels eines Entschlüßlers 76, die letzte Impulsgruppe mittels eines EntschlüSlers 78 entschlüsselt. Mittels beider Gruppen u/ird der Zähler 74 auf 12000 üb vor dem Ende der Epoche bzu/. auf 0 us am Ende der Epoche zurückgestellt. Eine dieser Rückstellungen würde an sich ausreichen, um die Lage innerhalb einer Epoche zu bestimmen. Da es jedoch möglich ist, daß die eine oder die andere dieser Code Nr. 2- oder

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Code Nr. 3-Impulsgruppen kurzzeitig verlorengeht oder durch andere von der Bodenstation 10 gesendete Bezugsimpulse über-· deckt wird, erhöht die Verwendung beider Impulsgruppen die Sicherheit, daG das Ende einer Epoche eindeutig erkannt wird; Der Zähler 74 wird auf 12000 us vor dem Ende eines sechs Sekunden-Intervalls durch das auf einer Leitung 76a erscheinende Signal zurückgestellt, während das über eine Leitung 78a laufende Signal den Zähler 74 erneut, und ziuar dieses Nlal auf O₁ zurückstellt, vorausgesetzt, daß beide Signale vorhanden > sind und entschlüsselt werden. Fehlt eines dieser beiden Signale, arbeitet die Anordnung gleichwohl normal und u/ird pin.Rück— stellimpuls auf der Leitung 74a erzeugt, der den CAS-Haupt— ZBitschlitrzählBr 44 am Beginn einer Epoche auf 0 zurückstellt.

Die Vorlauf-Nachlauf-Signale auf den Leitungen 58a und 58b können auch an eine zweckentsprechende Frequenzregelschaltung im Zeitgsberoszillator 43 angelegt luerden, um dessen Schmingfrequenz geringfügig zu erhöhen oder geringfügig zu verringern und auf diese Weise die Schwingfrequenz stets in Richtung auf ^ den Synchronismus des Zeitgebers 43, 44 mit den GAS-Synchronisierimpulsen zu verbessern, die von der Bodenstation 10 aufgrund der Abfragung durch das Abfragegsrät 20 in der, oben beschriebenen .Weise ausgesandt werden. Bei dem Taktimpulsoszillator, dessen Frequenz durch Addition oder Subtraktion kleiner Spannungsinkremente verändert werden kann, die beispielsweise durch die Integration von Impulsen erhalten werden, handelt es sich vorzugsweise um einen spannungsgesteuerten Oszillator bekannter Bauart, wie er in Anlagen der vorliegenden Art hau-

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fig benutzt wird. Die oben« erläuterten speziellen Beispiele dienen der l/eranschaulichung der Erfindung, doch kann das Luftfahrzeug von der Bodenstation 10 übermittelte Synchronisiersignale auch auf andere Meise erkennen« Das Prinzip des Abfragens von herkömmlichen VOR/DIYIE-, TACAN- oder l/ORTAC-Bodenstationen durch ein in der Nähe befindliches Abfragegerät läßt sich zufriedenstellendauch mit verschiedenen anderen Ortsystemen zur Erkennung von Synchronisierimpulsen verwenden, die von der Bodenstation bei gleichzeitigem Vorliegen zahlreicher Bezugs- und DUIE-Impulse ausgesandt tuerden.

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Claims (1)

1. Ansprüche

   .j Anordnung zum Synchronisieren von Zeitgebern mit mindestens einer VOR/DlflE-, TACAN- oder VORTAC-Antwortssnder-Bodsnstation und einer Einrichtung, -mittels deren die Station veranlaßt werden kann, Zeitgebersynchronisiersignals auszusenden, die die Zeitpunkte des Auftretens von vorbestimmten Vorgängen in einem sich wiederholenden Zeitzyklus darstellen, der von einem Hauptzeitgeber ausgelöst wird, gekennzeichnet durch eine Abfrageeinrichtung, die an den Stationen Antwortsignale auslöst, und eine durch den Hauptzeitgeber gesteuerte Einrichtung, die die Abfrageeinrichtung in fester Zeitbeziehung gegenüber den Zeitpunkten des sich wiederholenden Zeitzyklus betätigt.

   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablegeeinrichtung einen Sender für dem Auftreten der Vorgänge zugeordnete Impulse aufweist, und daß die Betätigungseinrichtung mit einer von dem Hauptzeitgeber gesteuerten Vorrichtung versehen ist, die die Abfrageeinrichtung um eine Zeltspanne vor dem Auftreten der Vorgänge betätigt, die derart gewählt ist, daß Verzögerungen der Bodenstationsantwortsignale kompensiert werden, die auf die Laufzeit der Abfrageimpulse zu der Bodenstation und Antworteenderverzögerungen innerhalb der Bodenstation zurückzuführen sind.

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   Anordnung nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfrageeinrichtung einen Impulssender aufweist und die Betätigungseinrichtung mit einer Verschlüsselungsvorrichtung versehen ist, die bewirkt, daß die Abfrageeinrichtung jedes Abfragesignal als eine Impulsgruppe aussendet, die derart verschlüsselt ist, daß die Vorgänge des sich wiederholenden

   Zeitzyklus·identifiziert werden, um in ähnlicher Weise ver-

   schlüsselte Antwortimpulsgruppen auszulösen.

   4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitzyklus sich wiederholende Epochen von Zeitschlitzen umfaßt, daß die Vorgänge momentane Zeitgrenzwerte derselben sind und daß die VerschlUsaelungsvorrichtung^verschlüsselte Impulsgruppen abgibt, die mindestens einen der momentanen Grenzwerte innerhalb einer Epoche eindeutig Identifizieren.

   Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verschlüsselten Impulsgruppen mindestens zwei unterschiedliche Arten von verschlüsselten Gruppen umfassen, von denen die eine Grenzwerte von vorbestimmten Zeitschlitzen darstellt, die während Jeder Epoche mehrmals auftreten, und die andere Grenzwerte von aufeinanderfolgenden Epochen darstallt.

   6. Anordnung nach Anspruch 3, bei der die Bodenstationen DIfIE-Antwortsender aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß bewegbare Stationen mit einer bewegbaren DME-Einrichtung zur '■■ \ Messung der Entfernung zu dem Bpdenstationsantwortsender .

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   und Lieferung von dafür kennzeichnenden Ausgangss'ignalen, einer Einrichtung zum Empfang der um die Laufzeit für diese Entfernung verzögerten verschlüsselten, impulsförmigen ZBitgebersynchronisiersignale, einer örtlichen Zeitgebereinrichtung mit Mitteln zum Auszählen eines Zeitzyklus mit momentanen Vorgängen entsprechend den vom Hauptzeit— geber ausgelösten Vorgängen und zur Lieferung von für das Auftreten dieser Vorgänge kennzeichnenden Taktsignalen, einer auf die relativen Auftrittszeiteh der Taktsignale und der die entsprechenden Vorgänge darstellenden Synchronisiersignale ansprechenden Vergleichseinrichtung, die auf die DIYIE-Ausgangssignale ansprechende Mittel zur Kompensierung der Laufzeitverzögerung der Synchronisiersignale aufweist und Korrektursignale liefert, und einer auf die Korrektursignale ansprechenden Einrichtung vorgesehen sind, die die örtliche Zeitgebereinrichtung derart korrigiert, daß Unterschiede in den kompensierten Auftrittszeiten beseitigt üierdeno

   Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daö diB Zeitzyklen des Haupttaktgebers und des örtlichen Taktgebers jeuieils sich wiederholende Epochen von Zeitschlitzen aufweisen, daß die Vorgänge momentane Zeitgrenzuierte derselben darstellen, daß die Impulsgruppen mittels der Abfrageeinrichtung verschlüsselte erste Gruppen einschließen, diB die Grenzu/erte von mehreren vorbestimmten ZBitschlitzen darstellen, die mährend einer Epoche in faster gegenseitiger . Beziehung auftreten, und daß die beuiegbare Station eine an

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   di'B Empfangseinrichtung angeschlossene Entschlüsseluhgseinrichtung für erste Impulsgruppen aufweist, die die" ersten Gruppen erkennt und an die Vergleiahseinrichtungerste Synchronisiersignale abgibt.

   8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Zeitzyklen des HauptzsitgebBrs und des örtlichen Zeitgebers sich wiederholende zyklische Zeitschlitzepochen aufweisen, daß die Vorgänge Zeitgrenzuierte dieser Epochen ' darstellen, daß die Impulsgruppen von der Abfrageainrich-"-tung verschlüsselte zweite Gruppen zur Darstellung dieser Grenzwerte umfassen und daß die bewegbare Station mit einer an die Empfangseinrichtung angekoppelten EntschlüsselungsBinrichtung für die zweiten Impulsgruppen ausgestattet:-- ist-, die die zweiten Gruppen .erkennt und die Korrektureinrichtung veranlaßt, mit dem Auszählen Biner neuen Epoche zu beginnen.

   9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzaichnstj daß die zweiten Impulsgruppen das Ende des letzten ZeitschlitzBS einer Epoche darstBllen, daß die Impulsgruppen

   • von der Abfrageeinrichtung uerschlüsseltB dritte Gruppen umfassen, die einen Zeitschlitzgrenzu/ert unmittelbar vor einem Epochengrenzwert darstellen, und daß die beiuegbarB Station Bine an die Empfangseinrichtung angekoppelte EntschlüssB'lun,g9einrichtung für dritte ImpulsgruppBn aufweist, die die drittBn Gruppen erkennt und bewirkt, daß die ; -_% KOrrektureinrichtung mit dem auszählen einer neuen Epoche

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   beginnt, nachdem die Zeit zwischen der zweiten und der' < dritten Impulsgruppe verstrichen ist.

   10. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbaren Stationen einen Zähler aufweisen, der von einem Taktimpulsoszillator angetrieben ist, der auch den örtlichen Zeitgeber antreibt, daß dieser Zähler die zeitliche Verteilung der Vorgänge auszählt, daß die Kompensationseinrichtung eine auf die DIDE.-Ausgangeeignale ansprechende VerzÖgerungaschaltung besitzt, die das Auftreten von Taktsignalen gegenüber den Vorgängen in Abhängigkeit von der gemessenen DIHE-Entfernung verzögert, und daQ die auf die Korrektursignale ansprechende Einriebtung mit Vorlauf-Nachlauf-Gattern ausgestattet ist, die in Abhängigkeit von den Korrektursignalen die Taktimpuleoazillatorfrequenz verringern oder erhöhen.

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