DE19647098A1 - Ortungssystem zum mehrdimensionalen Orten eines Objektes auf der Grundlage von gemessenen Laufzeitdifferenzen von elektromagnetisch übertragenen Signalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ortungssystem zum mehrdimensionalen Orten eines Objektes auf der Grundlage von gemessenen Laufzeitdif­ ferenzen von elektromagnetisch übertragenen Signalen. Dabei soll unter einem Objekt auch ein Punkt verstanden werden, der sich bei­ spielsweise auf der Oberfläche eines größeren Objektes, wie bei­ spielsweise eines Schiffrumpfes o.ä. befinden kann, so daß das Ortungssystem durch Orten mehrerer Punkte in einem umgebungsfesten Koordinatensystem auch als Vermessungssystem betrieben werden kann.

In einer Ausführungsform betrifft die Erfindung weiterhin ein Zeitmeßsystem zum Erzeugen einer an verschiedenen Orten abgreif­ baren Systemzeit, die einen Fehler aufweist, der um zumindest eine Größenordnung kleiner ist, als der Fehler von in dem Zeitmeßsystem verwendeten Taktgebern (Uhren).

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Gerät zur Verwendung als ortsfeste Einheit in einem Ortungssystem oder Zeitmeßsystem der gattungsgemäßen Art, mit einem Sender, einem Empfänger und einem Taktgeber.

Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum mehrdimensio­ nalen Orten unter Verwendung eines Ortungssystems der erfindungs­ gemäßen Art bzw. ein Verfahren zum Schaffen einer hochgenauen Systemzeit an unterschiedlichen Orten unter Verwendung eines er­ findungsgemäßen Zeitineßsystems.

Die Ortung eines Objektes auf der Grundlage von Laufzeitmessungen eines von einem Sender ausgesandten Signals ist bekannt. In der einfachsten Form ist bei eindimensionaler Ortung der Standort des Senders z. B. auf einer endlosen, geraden Schiene bekannt und die Zeit, die ein mit einer bestimmten Signalausbreitungsgeschwindig­ keit ausgesandtes Signal zum Überwinden der Distanz zwischen Sen­ der und Empfänger benötigt, kann zum Errechnen des Abstandes zwi­ schen Sender und Empfänger verwendet werden. Hierzu ist jedoch bereits Voraussetzung, daß sich der Empfänger ebenfalls auf der endlosen geraden Schiene befindet, so daß diese zusätzliche Infor­ mation (Eindimensionalität) vorausgesetzt werden kann, und daß ein Taktgeber (Uhr) im Sender synchron zur Empfängeruhr läuft.

Laufen die beiden Uhren nicht synchron, so kann aus einem auf eine Trägerwelle aufmodulierten Zeitsignal keine absolute Ortsbestim­ mung durchgeführt werden, da die gemessene bzw. errechnete Entfer­ nung dann durch einen konstanten Unterschied zwischen beiden Uhren verfälscht wird und die Entfernung entweder zu klein oder zu groß gemessen wird.

Um einen eventuellen Offset (Zeitversatz) der Empfängeruhr rech­ nerisch korrigieren zu können, ist daher eine weitere Bestimmungs­ gleichung notwendig, die beispielsweise erzeugt werden kann, indem die Laufzeit eines von einem zweiten Sender stammenden Signals gemessen wird.

Zur dreidimensionalen Ortung und Korrektur einer Empfängeruhr sind daher zumindest vier Sender notwendig, deren auf eine Trägerfre­ quenz aufmodulierte Zeitsignale vom Empfänger in Echtzeit empfan­ gen und verarbeitet werden müssen.

Dies ist im wesentlichen das Funktionsprinzip der bekannten GPS-Systeme, d. h. Satellitennavigation mit Hilfe des bekannten ameri­ kanischen NAVSTAR GPS oder des russischen GLONASS.

Dieses System setzt voraus, daß die auf die Trägerfrequenz der jeweiligen Sender aufmodulierten Zeitsignale in bezug auf eine gemeinsame Systemzeit genau sind, d. h. daß die jeweils einen Sen­ der tragenden Satelliten höchstgenaue Uhren aufweisen müssen. Zu diesem Zweck sind die bekannten GPS-Satelliten mit jeweils vier Atomuhren bestückt, üblicherweise zwei Cäsium- und zwei Rubidium- Frequenznormale. Von diesen Uhren werden die Zeit und alle anderen benötigten Frequenzen abgeleitet.

Aufgrund der großen Entfernung zwischen Satellit und GPS-Empfän­ ger, beispielsweise an Bord eines Flugzeuges oder Kraftfahrzeuges, und wegen der von den Satelliten lediglich zur Verfügung stellba­ ren geringen Sendeleistungen, ist es notwendig, daß direkte, d. h. von leistungszehrenden Hindernis sen freie Ausbreitungswege in be­ zug auf die verwendete Wellenlänge des Signals zwischen Satellit und Empfänger zum Zeitpunkt der Messung gegeben sind. Dies bedeu­ tet bei den verwendeten Frequenzen, daß ein Satellit, der vom Emp­ fänger aus nicht sichtbar ist, nicht auswertbar ist.

Satelliten-Navigationssysteme eignen sich daher nicht zur Verwen­ dung in Innenräumen, wie beispielsweise Fabrikhallen, Werftanlagen o.ä. und eignen sich ebenfalls nicht zur Verwendung als Ortungs­ system in geometrisch schwierigen Umgebungsbedingungen, beispiels­ weise einem Containerhafen. Wollte man beispielsweise einen Con­ tainer mittels eines Satelliten-Navigationssystems durchgehend orten, um seinen Standort in einem Containerumschlag- oder Lager­ platz festzustellen, so wäre Voraussetzung, daß der Empfänger zu keinem Zeitpunkt verdeckt wird, beispielsweise weil er im Schwenkbereich eines Kranauslegers o. ä. liegt.

Insbesondere wegen der Bedingung, daß zumindest vier Satelliten für jede Ortung "sichtbar" sein müssen, scheiden Satelliten-Navi­ gationssysteme (GPS) zur Konstruktion eines Ortungssystems für Innenräume und komplexe Umgebungen aus.

In vielen Anwendungsgebieten sind jedoch Ortungssysteme wünschens­ wert, die sich durch geringe Kosten, hohe Genauigkeit und einfache Bedienbarkeit auszeichnen, und die in Innenräumen oder geometrisch komplexen Umgebungsbedingungen verwendbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemä­ ßes Ortungssystem so weiter zu entwickeln, daß bei Verwendung bil­ liger und damit vergleichsweise ungenauer Taktgeber (z. B. Quarzuh­ ren) trotzdem eine hohe Ortungsgenauigkeit, ständige Verfügbarkeit und einfache Bedienbarkeit gewährleistet sind.

Die Lösung der Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen Ortungssystem dadurch gekennzeichnet, daß an dem zu ortenden Objekt eine Sende- oder eine Empfangseinheit mit einem Taktgeber angeordnet ist, daß in der terrestrischen Umgebung Empfangs- bzw. Sendeeinheiten (ortsfeste Einheit) in einer Anzahl ortsfest angeordnet sind, die zumindest um eins größer ist, als die Anzahl der zu vermessenen Dimensionen, und daß die ortsfest angeordneten Empfangs- oder Sen­ deeinheiten (ortsfeste Einheiten) auf eine gemeinsame Systemzeit synchronisiert werden.

Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß alle ortsfesten Einheiten zur Synchronisation auf eine Systemzeit mit einem allen ortsfesten Einheiten gemeinsamen zentralen Taktgeber verbunden sind. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß jede ortsfeste Einheit über eine Signalleitung definierter Länge mit dem zentralen Taktgeber ver­ bunden ist.

Die Erfindung zeichnet sich also dadurch aus, daß in der terres­ trischen Umgebung, beispielsweise an der Hallendecke einer Fabrik­ halle, Sender angeordnet sind, die auf eine gemeinsame Systemzeit synchronisiert werden, beispielsweise indem über Signalleitungen bzw. Kabel definierter Länge von einem zentralen Taktgeber eine gemeinsame Systemzeit verteilt wird. Bei zweidimensionaler Ortung, beispielsweise weil bekannt ist, daß sich das zu ortende Objekt auf dem Hallenboden und damit auf einer definierten Fläche befin­ det, so daß die Höhe bereits bekannt ist, ist es ausreichend, wenn drei Sender Zeitsignale aussenden, die von dem am Objekt angeord­ neten Empfänger aufgenommen werden. Es stehen somit drei Bestim­ mungsgleichungen zur Verfügung, aus denen der Zeit-Offset der Emp­ fängeruhr und die beiden interessierenden kartesischen Koordinaten errechnet werden können.

Voraussetzung ist dabei, daß die Sender von einem Empfänger aus "sichtbar" sind. Unter dem Begriff "sichtbar" soll dabei nicht verstanden werden, daß die Sender notwendigerweise optisch sicht­ bar sind. Vielmehr ist Voraussetzung, daß zwischen Empfänger und Sender eine in bezug auf die verwendete Wellenlänge direkte Ver­ bindung besteht. Es muß mit anderen Worten eine Ausbreitung der elektromagnetischen Welle auf direktem Wege vom Sender zum Empfän­ ger möglich sein. Es ist somit unschädlich, wenn sich zwischen Empfänger und Sender Objekte befinden, die für die verwendete Wel­ lenlänge kein Hindernis darstellen.

Soll eine dreidimensionale Ortung durchgeführt werden, so sind zumindest vier Sender notwendig, damit eine dreidimensionale Or­ tung unter gleichzeitiger Bestimmung des Offsets (Zeitfehler) der Empfängeruhr möglich ist.

Wie Anspruch 1 ausdrückt, ist auch eine Umkehrung denkbar, d. h. das zu ortende Objekt trägt einen Sender, während zumindest drei bzw. vier (im Falle dreidimensionaler Ortung) zeitsynchronisierte Empfänger ortsfest installiert sind.

Um eine Verfälschung der Zeitsynchronisation durch Signallaufzei­ ten zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß Signallei­ tungen bzw. Kabel definierter Länge verwendet werden, so daß der entstehende Übertragungsfehler bekannt und damit kompensierbar ist.

Voraussetzung des erfindungsgemäßen Ortungssystems ist es selbst­ verständlich, daß die Positionen der ortsfesten Einheiten in einem umgebungsfesten Koordinatensystem bekannt sind.

Dies bedeutet, daß jede ortsfeste Einheit bei der Installation, beispielsweise unter der Decke einer großen Fabrikhalle, zunächst mit bekannten herkömmlichen Meßmitteln wie Theodolit, Bandmaß o. ä. vermessen werden muß. Diese Vermessung mit äußeren Mitteln sowie die Installation der zum Verteilen der Systemzeit vorgesehen Si­ gnalleitungen bedeuten einen erheblichen Aufwand, der zudem von Fachkräften durchzuführen ist, so daß sich ein solches Ortungssy­ stem nicht dazu eignet, von Nichtfachleuten installiert oder er­ weitert zu werden.

Der Erfindung liegt daher die weitere Teilaufgabe zugrunde, ein erfindungsgemäßes Ortungssystem bzw. ein erfindungsgemäßes Verfah­ ren so weit zu optimieren, daß der Vermessungsaufwand bei der In­ stallation der ortsfesten Einheiten möglichst entfällt oder zumin­ dest minimiert wird, und daß die Verwendung von Signalleitungen zwischen den einzelnen ortsfesten Einheiten entfallen kann.

Die Lösung dieser Teilaufgabe ist bei einem erfindungsgemäßen Or­ tungssystem dadurch gekennzeichnet, daß jede ortsfeste Einheit eine Sende- und eine Empfangseinheit sowie eine eigene Uhr (Takt­ geber) aufweist, und daß jede ortsfeste Einheit durch Bestimmung je einer Zeitdifferenz (Offset) auf eine gemeinsame Systemzeit synchronisiert wird.

Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß bei einem geeigneten Verfahren zum mehrdimensionalen Orten eines Objektes unter Verwen­ dung eines solchen erfindungsgemäßen Ortungssystem zur Selbstver­ messung von ortsfesten Einheiten

• - die Lage einer ersten ortsfesten Einheit in bezug auf ein umgebungsfestes Koordinatensystem vermessen wird, daß gegebe­ nenfalls k-3 weitere Größen ermittelt werden, daß zumindest n-1 weitere ortsfeste Einheiten dergestalt angeordnet werden, daß zwischen allen zumindest n ortsfesten Einheiten in bezug auf die Wellenlänge der verwendeten elektromagnetischen Schwingung direkte Verbindungswege bestehen, wobei n so ge­ wählt wird, daß gilt:
  
• - daß die so bestimmbaren n(n-1)/2 Laufzeitmessungen zwi­ schen je zwei ortsfesten Einheiten zur Selbstvermessung der ortsfesten Einheiten durch Bestimmung von Zeitdiffe­ renzen zur Systemzeit (Offset) sowie der dreidimensiona­ len Position der n-1 weiteren ortsfesten Einheiten und des Offsets der ersten ortsfesten Einheit verwendet wer­ den, und
• - daß nach Selbstvermessung aller ortsfesten Einheiten die Position eines zu ortenden, mit einem Sender und/oder Empfänger ausgestatteten Objektes durch Auswertung der Laufzeitdifferenzen zwischen dem Objekt und zumindest vier der ortsfesten Einheiten bestimmt wird.

Es ist mit anderen Worten ein Kerngedanke der Erfindung, kleine unabhängige, leicht zu installierende ortsfeste Einheiten vorzuse­ hen, die jeweils einen Sender, einen Empfänger und einen eigenen Taktgeber aufweisen. Dabei kann der Taktgeber erfindungsgemäß eine billige Quarzuhr sein, die beispielsweise eine Stabilität von 10^-6 über eine Zeitspanne von 10 Minuten aufweist. Der zum Zeitpunkt der Anmeldung gegebene Stand der Technik hinsichtlich der Kon­ struktion von Sendern oder Empfängern bzw. Quarzuhren macht Geräte für den Einsatzzweck als ortsfeste Einheiten für ein erfindungs­ gemäßes Verfahren realisierbar, die etwa Zigarettenschachtelgröße bei wenigen dg Gewicht aufweisen. Solche Geräte können einen sehr geringen Leistungsbedarf von etwa 1 W hatten. Damit sind die Emp­ fänger kostengünstig und universell in großen Stückzahlen einsetz­ bar.

Wie aus den obenstehend genannten Gleichungen hervorgeht, wird für eine Selbstvermessung der einzelnen Geräte davon ausgegangen, daß ein an einen beliebigen Ort innerhalb beispielsweise einer Fabrik­ halle gesetztes Gerät vier Unbekannte in das System einbringt:
Drei kartesische Koordinaten und den Offset zur gemeinsamen Systemzeit.

Dabei gilt diese Annahme naturgemäß für den häufigsten Spezialfall der dreidimensionalen Ortung bzw. Vermessung. Bei Ortungen in ei­ nem kleinerdimensionalen Raum, beispielsweise weil davon ausgegan­ gen werden kann, daß sich das zu ortende Objekt auf einer bekann­ ten Fläche, beispielsweise einem Hallenboden, befindet, und weil die einzelnen Geräte sämtlich unter einer Hallendecke definierter Höhe hängen, bringt jedes zusätzliche Gerät lediglich drei Unbe­ kannte in das System ein, so daß die genannte Gleichung, aus der sich die Mindestanzahl der Geräte ableiten läßt, entsprechend an­ zupassen ist.

Geht man bei dem häufigsten Spezialfall der dreidimensionalen Or­ tung nun davon aus, daß die Koordinaten zumindest eines Gerätes bekannt sind, beispielsweise indem das als umgebungsfestes Koor­ dinatensystem verwendete Koordinatensystem so definiert wird, daß der Ursprung im ersten Gerät liegt, so sind bereits drei Größen bekannt, nämlich die drei kartesischen Koordinaten des ersten Ge­ rätes. Unbekannt ist bis dahin der Offset dieses ersten Gerätes zur noch zu schaffenen synchronisierten Systemzeit. Gibt man wei­ tere k-3 Größen vor, beispielsweise den Offset einzelner Geräte oder insbesondere den Abstand zwischen einem ersten und einem zweiten Gerät, d. h. zwischen einer ersten ortsfest installierten Einheit und einer zweiten ortsfest installierten Einheit, so sind insgesamt 4n-k Größen unbekannt, seien dies Koordinaten der Posi­ tionen der einzelnen Geräte oder der Offset eines Gerätes.

Da jedes Gerät einen Sender aufweist, der eine mit einer Geräte­ kennung modulierte Trägerwelle aussendet, lassen sich Laufzeitmes­ sungen zwischen jeweils zwei verschiedenen Geräten anstellen. Jede Laufzeitmessung zwischen einem Paar von Geräten liefert eine Glei­ chung, so daß insgesamt n(n-1)/2-Bestimmungsgleichungen erzeugt werden können. Dabei rührt der Faktor 1/2 von der Tatsache her, daß die Laufzeitmessung von einem ersten zu einem zweiten Gerät das gleiche Ergebnis liefert wie eine Laufzeitmessung in der umge­ kehrten Richtung.

Ist die Anzahl der insgesamt installierten Geräte so groß, daß der Ausdruck n(n-1)/2 größer oder gleich wird als die Anzahl der Un­ bekannten 4n-k, so ist es möglich, daß sich die Geräte selbst ein­ messen.

Besonders bevorzugt ist jedoch, in einem gegebenen Koordinatensy­ stem eine erste ortsfeste Einheit (Gerät) im Ursprung anzuordnen, sowie drei weitere ortsfeste Einheiten mit definiertem Abstand zum Ursprung auf den Koordinatenachsen.

Ein solches Quartett von fest installierten ortsfesten Einheiten mit bekannten Positionen ermöglicht auf besonders einfache Weise das Eininessen von weiteren Geräten.

Auf diese Weise wird ein sich selbst vermessendes bzw. kalibrie­ rendes Ortungssystem geschaffen, das in einer ersten Ausbaustufe vorzugsweise aus acht ortsfest installierten Einheiten besteht, da ein solches System bereits dann zu einem lösbaren Gleichungssystem führt, wenn lediglich vier Unbekannte gegeben sind.

Das erfindungsgemäße Ortungssystem zusammen mit dem erfindungsge­ mäßen Verfahren zum Betreiben des Ortungssystemes erlaubt es bei­ spielsweise, die von dem Gesamtsystem erfaßte Fläche bzw. den Ge­ samtraum, in dem sich das zu ortende Objekt bewegen darf, um noch ortbar zu sein, mithin die Reichweite des Gesamtsystems, durch unqualifizierte Arbeiter zu erweitern, indem an der Peripherie des bereits existierenden Systems, bestehend aus einer Anzahl von ortsfest montierten Einheiten, weitere Einheiten installiert wer­ den, die sich selbst einmessen.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, daß ein Gerät zur Verwendung als ortsfeste Einheit mit einem Sender, einem Empfänger und einem Taktgeber über ein den genannten Baugruppen gemeinsames Gehäuse verfügt, und daß ein Netzteil über ein genormtes Kupplungsmittel mit einer Versorgungsspannung verbindbar ist. Auf diese Weise kann ein erfindungsgemäßes Gerät beispielsweise von einem ungelernten Arbeiter mittels eines Dübels o.ä. in einer Fabrikhalle, einem Vortriebsstollen, o.ä. angebracht werden und über das genormte Kupplungsmittel mit der üblichen Versorgungsspannung, beispiels­ weise 230 V Wechselstrom oder 400 V Drehstrom, verbunden werden.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, daß das genormte Kupplungsmit­ tel das männliche Teil einer genormten Leuchtmittelfassung ist, beispielsweise der Fassung E27, das mit dem Gehäuse dergestalt fest verbunden ist, daß bei Zusammenfügen mit einem ortsfest in­ stallierten weiblichen Teil einer genormten Leuchtmittelfassung gleichzeitig eine elektrische und eine das Gehäuse lagernde mecha­ nische Verbindung geschaffen werden. Auf diese Weise kann ein er­ findungsgemäßes Gerät bzw. eine Baueinheit zur Verwendung als ortsfeste Einheit in dem erfindungsgemäßen Ortungssystem durch einfaches Einschrauben ähnlicher einer Glühbirne oder einem ähn­ lichen Leuchtmittel installiert werden. Das Gerät mißt sich so­ dann, wie oben bereits geschildert, selbst ein, so daß der Aufwand zum Erweitern des erfindungsgemäßen Ortungssystems auf ein Minimum reduziert ist und insbesondere von ungelernten Kräften erledigt werden kann. Hierdurch werden die Kosten des Ortungssystems ins­ gesamt drastisch gesenkt, so daß eine Vielzahl von Anwendungsfäl­ len denkbar ist.

Hierzu gehören beispielsweise folgende Anwendungsgebiete:

• - Tunnel oder Vortriebsstollen im Tunnelbau, in denen Fahrzeuge und/oder Maschinen positioniert und synchronisiert werden müssen,
• - Containerhäfen, bei denen Satelliten-Navigationssysteme wie oben bereits geschildert aufgrund schwieriger Umgebungsbedin­ gungen nicht einsetzbar sind,
• - fahrerlose Transportsysteme, besonders in Situationen, wo häufige Veränderungen notwendig sind, weil beispielsweise in Fabrikhallen o. ä. je nach Fertigungslage unterschiedliche Strukturen aufgebaut werden, und daher keine Systeme mit ho­ hem Infrastrukturaufwand genutzt werden können,
• - Vermessung großer Bauteile, bei denen bisherige Meßmethoden und Systeme keine ausreichende Meßlänge oder einen zu hohen Meßaufwand erfordern, wie beispielsweise im Schiffbau, Gebäu­ deerstellung, Brückenbau etc.,
• - Waren- und Personenverfolgung, um einen Just-in-Time-Betrieb zu gewährleisten und eine zentrale Warenflußsteuerung zu er­ möglichen,
• - Warensicherung und Definition zulässiger Bewegungsbereiche, wobei bei Überschreiten automatische Waren-Schutznachrichten generiert werden können,
• - automatisches Nachführen von Systemen auf ein bewegtes Objekt (Studiokameras, Schweißroboter o. ä.).

Wird die durch ortsfeste Installation von einzelnen Geräten bzw. Baueinheiten geschaffene Infrastruktur nicht dazu verwendet, ein Objekt zu orten, so kann die innerhalb des Systems geschaffene hochgenaue Systemzeit beispielsweise dazu verwendet werden, an unterschiedlichen Stellen Verfahrensabläufe zu synchronisieren. Auf diese Weise läßt sich das erfindungsgemäße Ortungssystem ein­ fach durch Weglassen des zu ortenden Objektes auch als Zeitmeßsy­ stem zum Erzeugen einer an verschiedenen Orten abgreifbaren Systemzeit verwenden, die einen Fehler aufweist, der um zumindest eine Größenordnung kleiner ist, als der Fehler von in dem Zeitmeß­ system verwendeten Taktgebern, insbesondere Quarzuhren des Konsum­ güterstandards.

Anwendungsbeispiele sind

• - Maschinensteuerung und Synchronisation räumlich getrennter Maschinenbereiche, beispielsweise Antriebsmotoren einer Seil­ bahn o. ä., ohne Infrastrukturaufwand unter Nutzung der Daten­ übertragungsfähigkeiten des Systems, oder
• - Zeitsynchronisationen verteilter Fertigungsprozesse oder di­ rekte Systemkupplung.

Allen bisher beschriebenen Systemen bzw. Verfahren ist gemeinsam, daß ab einer bestimmten Anzahl von ortsfesten Einheiten bzw. Gerä­ ten mehr Bestimmungsgleichungen aufgrund von Laufzeitmessungen zur Verfügung stehen, nämlich im Idealfall n(n-1)/2, als zum Bestimmen der 4n-k unbekannten Größen notwendig sind.

Die überzähligen Gleichungen, die dazu führen, daß das gesamte Gleichungssystem überbestimmt ist, können entweder dazu verwendet werden, die Genauigkeit der ermittelten Größen durch eine Fehler­ ausgleichsrechnung zu verbessern, oder aber dazu, die Prinzipien des aus der Satelliten-Navigation bekannten RAIM (Receiver Autono­ mous Integrity Monitoring) zur dauernden Überprüfung der Senderpo­ sition und der Signalqualität zu verwenden. Mit anderen Worten kann ein ortsfestes Gerät, das offensichtlich falsche Informatio­ nen sendet, aus der weiteren Berechnung ausgeschlossen werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, bei Erkennen eines defekten Gerätes eine Fehlermeldung auszugeben, so daß beispielsweise in einer zentralen Steuerungskonsole ein Gerät als defekt identifi­ zierbar ist. Insbesondere bei der bevorzugten Ausführungsform mit genormten Kupplungsmitteln zur Energieversorgung lassen sich de­ fekte Geräte dann auch von technischen Laien identifizieren und austauschen, wodurch die Wartungskosten des Systems weiter gesenkt werden.

Erfindungsgemäß ist bevorzugt vorgesehen, daß zur Identifikation einer jeden ortsfesten Einheit und/oder an einem zu ortenden Ob­ jekt angebrachten Sendeeinheit ein Code verwendet wird, der auf die Trägerwelle aufmoduliert wird.

In Anlehnung an aus der Satellitentechnik bekannte Verfahren zur Vergrößerung des Störabstandes bei Verwendung von leistungsschwa­ chen Sendern kann zusätzlich vorgesehen werden, daß korrelierbare Codes verwendet werden. Bei einer endlichen Anzahl von Sendern ist auch beim korrelierbaren Code sichergestellt, daß genügend vonein­ ander unterscheidbare Codes vergebbar sind.

Bei einer Invertierung des Systems bzw. Verfahrens, bei denen die Sender an zu ortenden Objekten angeordnet sind, kann die Anzahl der unterscheidbaren Objekte u. U. durch die Anzahl von vergebbaren korrelierbaren Codes beschränkt sein. Bei Invertierung des Verfah­ rens, d. h. die Version, bei der die Sender an den zu ortenden Ob­ jekten angeordnet sind, während die Sender der ortsfesten Einhei­ ten lediglich zur Selbstvermessung der ortsfesten Einheiten ge­ nutzt werden, kann darüber hinaus vorgesehen sein, daß zusätzlich zu dem Identifikationscode Datennachrichten auf die Trägerwelle aufmodulierbar sind. Auf diese Weise können beispielsweise Zu­ standsänderungen, Liefertermine o.ä. von dem Objekt aus zusätzlich zum Standort des Objektes zu einer Zentrale o. ä. gemeldet werden und so die Fertigungssteuerung o. ä. Prozesse vereinfachen. Die Übermittlung von zusätzlichen Datennachrichten ist dabei bei auf­ wendigen Systemen auch in beiden Richtungen denkbar, d. h. von ei­ ner Zentrale zu dem zu ortenden Objekt, beispielsweise einem be­ mannten Flurförderzeug o.ä. und von dem Objekt zurück zur Zentra­ le.

Zur Erhöhung der Genauigkeit des Verfahrens kann weiterhin vor­ teilhaft vorgesehen werden, daß neben der Laufzeitmessung zwischen einzelnen Geräten und/oder zu ortenden Objekten die Phasenlage der Trägerwelle in an sich bekannter Weise zusätzlich ausgewertet wird.

Auf diese Weise läßt sich die Genauigkeit der Positionsbestimmung von einzelnen Punkten, insbesondere bei der Verwendung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens als Meßverfahren in den Millimeterbereich bringen.

In an sich bekannter Weise können zusätzlich vorgesehen sein, daß zusätzlich zur Position eines zu ortenden Objektes, dessen Ge­ schwindigkeit bestimmt wird, in dem entweder die Lagekoordinaten differenziert werden oder die Frequenzverschiebung der Trägerwelle aufgrund des Doppler-Effektes ausgewertet wird.

Schließlich können Winkellage und Winkelgeschwindigkeit eines zu ortenden Objektes zusätzlich ermittelt werden, indem mindestens zwei unabhängige Antennen oder mehrere Sende- oder Empfangseinhei­ ten relativ zu dem zu ortenden Objekt unverfahrbar an diesen an­ geordnet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Senders zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Ortungs­ system,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Empfängers zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Ortungs­ system,

Fig. 3 eine Installation des erfindungsgemäßen Ortungssy­ stems unter Verwendung von ortsfest installierten Empfängern, die mittels fest installierter Signal­ leitungen mit einem zentralen Taktgeber verbunden sind,

Fig. 4 eine Umkehrung des in Fig. 3 gezeigten Aufbaus eines Ortungssystems mit fest installierten Sen­ dern,

Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Ortungssystems, bei der jede ortsfeste Einheit einen eigenen Sender, einen eigenen Empfänger und einen eigenen Taktgeber aufweist, und

Fig. 6 eine konstruktive Ausführungsform einer ortsfesten Einheit zur Verwendung in einem Ortungssystem gemäß Fig. 5 in perspektivischer Darstellung.

Ein in Fig. 1 schematisch dargestellter Sender 10 weist einen Verstärkerteil 12 und eine Antenne 14 auf, um eine elektromagneti­ sche Welle auszusenden. Auf die Trägerwelle ist mittels eines Mo­ dulationsteils 16 ein Datenstrom aufmodulierbar. Der Datenstrom kann ein Zeitsignal sowie einen den Sender kennzeichnenden, korre­ lierbaren Code enthalten. Zur Generierung des Zeitsignals weist der Sender 10 eine Schnittstelle 18 auf, über die der Sender mit einem externen Zeit- oder Frequenzstandard von einem zentralen Taktgeber 20 verbunden werden kann.

Der korrelierbare Code und u. U. andere senderspezifische Daten können einem Speicher 22 entnommen werden, der zuvor von einer externen Programmiervorrichtung 24 beschrieben worden sein kann.

Fig. 2 zeigt den Aufbau eines geeigneten Empfängers zur Verwen­ dung in einem erfindungsgemäßen Ortungssystem. Der Empfänger 11 weist eine Empfangsantenne 14 auf. Von dieser wird die empfangene Trägerwelle zu einer Filter- und Verstärkereinheit 26 geleitet. Je nach Systemanforderung sind eine oder mehrere Demodulations- bzw. Korrelationseinheiten 28 parallel nachgeschaltet. Diese trennen Code und Dateninformation von der Trägerwelle und erlauben eine Bestimmung der Phasenlage der einzelnen Signale relativ zu einem geräteeigenen, lokalen Zeitstandard. Dieser wird von einem Taktge­ ber 20 geliefert. Die Ausgabe der Ergebnisse kann an eine Rechen­ einheit 30 über eine Schnittstelle 32 erfolgen.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der beispielsweise an der Hallendecke einer Fabrikhalle eine Anzahl von Sendern 10a, 10b, 10c, . . ., 10x angeordnet sind, die sämtlich von einem zentralen Taktgeber über Signalleitungen 34 mit dem Signal eines Zeitstan­ dards 20 versorgt werden.

Um beliebige, jeweils mit einem Empfänger versehene Objekte o, o+1 etc. orten zu können, nutzen die auf den jeweiligen Objekten an­ geordneten Empfänger 11', 11'', . . . die sämtlich gemäß Fig. 2 ausgestaltet sind, die von den Sendern 10a, 10b, . . ., 10x übertra­ genen codierten elektromagnetischen Signale, um jeweils mittels einer Recheneinheit 30', 30'',. . . daraus die Positions-, Geschwin­ digkeits- und Zeitinformationen relativ zum eigenen Zeitstandard 20', 20'', etc. zu gewinnen. Bei Nutzung mehrere Empfänger 11', 11'' auf einem einzelnen Objekt mit festem Antennenabstand lassen sich Lage- und Rotationsgeschwindigkeitsinformationen extrahieren, indem die Positionsdifferenz der Empfangsantennen als Richtungs­ vektor aufgefaßt wird.

Zur Unterscheidung der Sender 10a, 10b, 10c, . . ., 10x ist jeder Sender mit einem individuellen Code versehen. Weiterhin wird die Position des Senders in einem umgebungsfesten Koordinatensystem und ein fester Zeitkorrekturfaktor, zum Ausgleich der durch die Länge der Signalleitungen 34 bestimmten Fehler, in einem Initiali­ sierungsprozeß jedem Sender aufgeprägt.

Die Anzahl der Empfänger ist bei dieser Ausführungsform nicht be­ grenzt.

Fig. 3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei der orts­ fest nicht Sender, sondern Empfänger 11a, 11b, 11c, . . ., 11x ver­ wendet werden.

Alle Empfänger werden über Signalleitungen 34 mit einem Zeit- oder Frequenzstandard von einem zentralen Taktgeber 20 versorgt.

Eine Auswerteeinheit 30 dient zur Auswertung und Anzeige der Er­ gebnisse.

Jedes zu ortende Objekt o, o+l, . . . trägt einen Sender 10', 10'' mit je einem eigenen Zeit- oder Frequenznormal (Taktgeber, Uhr) 20', 20'',. . .

In Fig. 5 schließlich ist die bevorzugte Ausführungsform darge­ stellt, bei der die einzelnen ortsfesten Geräte 40a, 40b, 40c, . . ., 40x jeweils eigene Sender 10a, 10b, 10c, . . ., 10x sowie eige­ nen Empfänger 11a, 11b, 11c, . . ., 11x aufweisen.

Die Ausbreitungswege der elektromagnetischen Wellen des Senders 10a der ortsfesten Einheit 40a sind durch breite Halblinien ge­ kennzeichnet; die Ausbreitungswege der Trägerwellen, die von Sen­ der 10b der ortsfesten Einheit 40b herrühren, durch einfache Li­ nien; die Ausbreitungswege des Senders 10c der ortsfesten Einheit 40c durch fettgezogene Linien und die Ausbreitungswege des Senders 10x der ortsfesten Einheit 40x durch eine jeweils gestrichelte Linie.

Aufgrund der graphischen Darstellung werden die von einem beliebi­ gen Sender 10x einer ortsfesten Einheit 40x ausgesendeten elektro­ magnetischen Trägerwellen lediglich von zwei anderen ortsfesten Einheiten, bzw. deren Empfängern 11x empfangen. Dies ist jedoch auf die Darstellung zurückzuführen. Im Idealfall sollen die ein­ zelnen ortsfesten Einheiten 40x gegeneinander so positioniert wer­ den, daß eine freie Ausbreitung der Trägerwellen zwischen je zwei beliebigen Einheiten möglich ist, und demgemäß eine Laufzeitmes­ sung zwischen je zwei beliebigen Geräten.

Bei insgesamt n ortsfesten Geräten sind demgemäß n(n-1)/2 Laufzeitmessungen auswertbar und führen zu Bestimmungsgleichungen.

Sind zusätzlich k Größen, wie beispielsweise kartesische Koordina­ ten der Position einer ortsfesten Einheit 40x, oder der Offset (Zeitversatz) ihres Taktgebers 20x zur gemeinsamen Systemzeit be­ kannt, so lassen sich die insgesamt 4n-k Unbekannten, wie die kar­ tesischen Koordinaten der Position eines anderen ortsfesten Gerä­ tes 40a, 40b, . . . bestimmen.

Sind Positionen einer jeden ortsfesten Einheit in bezug auf ein umgebungsfestes Koordinatensystem und der Offset eines jeden Gerä­ tes in bezug auf eine gemeinsame Systemzeit bekannt, so können die von den jeweiligen Sender 10a, 10b, 10c, . . ., 10x ausgesandten Signale auf gleiche Weise von an Objekten o, o+1, . . ., o+i ange­ ordneten Empfängern ausgewertet werden.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform eines Gerätes zur Verwendung als ortsfeste Einheit, bei der Sender 10, Taktgeber 20 und Empfän­ ger 11 in einem gemeinsamen Gehäuse 50 angeordnet sind. Das Gehäu­ se 50 ist fest mit einem Schraubgewinde verbunden, das den männ­ lichen Teil 52 einer genormten Leuchtmittelfassung E27 darstellt. Ein solches Gerät läßt sich daher einfach in eine bereits bei­ spielsweise an der Hallendecke zur Verfügung stehende Leuchtmit­ telfassung einschrauben, wodurch einerseits eine mechanische Lage­ rung für das Gehäuse 50 geschaffen wird, andererseits eine Versor­ gungsspannung zur Verfügung gestellt wird, die über ein Netzteil 54 Sender 10, Taktgeber 20 und Empfänger 11 mit der nötigen Span­ nung versorgt.

Ein solches Gerät kann von technischen Laien einfach installiert werden und übermittelt seine eigene Position automatisch in bezug auf ein ortsfestes Koordinatensystem, in dem bereits andere orts­ feste Einheiten aktiv sind. Auf diese Weise kann beispielsweise bei Erweiterung in einer Fabrikhalle der Erweitungsteil kostengün­ stig in den Überwachungsbereich eines Ortungssystems einbezogen werden, ohne daß kostenintensive Vermessungs- und/oder Installa­ tionsarbeiten notwendig werden.

Claims (25)

1. Ortungssystem zum mehrdimensionalen Orten eines Objektes auf der Grundlage von gemessenen Laufzeitdifferenzen von elektro­ magnetisch übertragenen Signalen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Objekt (o, o+1, . . ., o+i) eine Sende- oder eine Emp­ fangseinheit (10', 10''; 11', 11'') mit einem Taktgeber (20', 20'') angeordnet ist, daß in der terrestrischen Umgebung Em­ pfangs- bzw. Sendeeinheiten (ortsfeste Einheit) (10, 11, 40) in einer Anzahl ortsfest angeordnet sind, die zumindest um eins größer ist, als die Anzahl der zu vermessenden Dimensio­ nen, und daß die ortsfest angeordneten Empfangs- oder Sende­ einheiten (ortsfeste Einheiten) auf eine gemeinsame System­ zeit synchronisiert werden.

2. Ortungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle ortsfesten Einheiten zur Synchronisation auf eine Systemzeit mit einem allen ortsfesten Einheiten gemeinsamen zentralen Taktgeber (20) verbunden sind.

3. Ortungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede ortsfeste Einheit (10, 11) über eine Signalleitung (34) definierter Länge mit dem zentralen Taktgeber verbunden ist.

4. Ortungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede ortsfeste Einheit (40a, 40b, 40c, . . ., 40x) eine Sende- und eine Empfangseinheit (10a, 10b, 10c, . . ., 10x; 11a, 11b, 11c, . . ., 11x) sowie eine eigene Uhr (Taktgeber) (20a, 20b, 20c, . . ., 20x) aufweist und daß jede ortsfeste Einheit durch Bestimmung je einer Zeitdifferenz (Offset) auf eine gemeinsa­ me Systemzeit synchronisiert wird.

5. Ortungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Selbstvermessung der ortsfesten Einheiten bei gegebenen k Größen, die durch äußere Vermessung in bezug auf ein umge­ bungsfestes Koordinatensystem oder einem Zeitstandard be­ stimmt sind, n ortsfeste Einheiten (40a, 40b, 40c, . . ., 40x) dergestalt angeordnet sind, daß zwischen je zwei beliebigen ortsfesten Einheiten eine in bezug auf die verwendete Wellen­ länge direkte Verbindung besteht, und für n gilt:

6. Zeitmeßsystem zum Erzeugen einer an verschiedenen Orten ab­ greifbaren Systemzeit, die einen Fehler aufweist, der um zu­ mindest eine Größenordnung kleiner ist, als der Fehler von in dem Zeitmeßsystem verwendeten Taktgebern (Uhren), dadurch gekennzeichnet, daß das System eine Anzahl n von ortsfesten Einheiten (40a, 40b, 40c, . . ., 40x) aufweist, die je eine Sende- (10a, 10b, 10c, . . ., 10x), eine Empfangseinheit (11a, 11b, 11c, . . ., 11x) und eine eigene Uhr (Taktgeber) (20a, 20b, 20c, . . ., 20x) aufweisen, um Laufzeitmessungen von elek­ tromagnetisch übertragenen Signalen zwischen je zwei ortsfe­ sten Einheiten zu ermöglichen, wobei bei gegebenen k Größen die n ortsfesten Einheiten dergestalt angeordnet sind, daß zwischen je zwei beliebigen ortsfesten Einheiten (40a, 40b, 40c, . . ., 40x) eine in bezug auf die verwendete Wellenlänge direkte Verbindung besteht, und für n gilt:

7. Baueinheit zur Verwendung als ortsfeste Einheit in einem Or­ tungssystem nach Anspruch 4 oder 5 oder einem Zeitmeßsystem nach Anspruch 6, mit einem Sender (10), einem Empfänger (11) und einem Taktgeber (20), dadurch gekennzeichnet, daß Sender, Empfänger und Taktgeber in einem gemeinsamen Gehäuse (50) angeordnet sind, und daß ein Netzteil (54) über ein genormtes Kupplungsmittel (52) mit einer Versorgungsspannung verbindbar ist.

8. Baueinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das genormte Kupplungsmittel das männliche Teil (52) einer ge­ normten Leuchtmittelfassung ist, das mit dem Gehäuse derge­ stalt fest verbunden ist, daß bei Zusammenfügen mit einem ortsfest installierten weiblichen Teil einer genormten Leuchtmittelfassung gleichzeitig eine elektrische und eine das Gehäuse (50) lagernde mechanische Verbindung geschaffen werden.

9. Verfahren zum mehrdimensionalen Orten unter Verwendung eines Ortungssystems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur zweidimensionalen Ortung eines Objektes auf einer bekann­ ten Fläche (Hallenboden) zumindest drei in der terrestrischen Umgebung (Hallendecke) angeordnete Sendeeinheiten verwendet werden, deren Position in bezug auf ein umgebungsfestes Koor­ dinatensystem bekannt ist.

10. Verfahren zum mehrdimensionalen Orten unter Verwendung eines Ortungssystems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur dreidimensionalen Ortung eines Objektes zumindest vier in der terrestrischen Umgebung (Hallendecke) angeordnete Sende­ einheiten verwendet werden, deren Position in bezug auf ein umgebungsfestes Koordinatensystem bekannt ist.

11. Verfahren zum mehrdimensionalen Orten eines Objektes unter Verwendung eines Ortungssystems nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß

• - die Lage einer ersten ortsfesten Einheit als Ursprung eines umgebungsfesten Koordinatensystem angenommen wird, daß die Lage einer zweiten ortsfesten Einheit als auf einer der Koordinatenachsen liegend angenommen wird, daß zumindest sechs weitere ortsfeste Einheiten dergestalt angeordnet werden, daß zwischen allen zumindest acht ortsfesten Einheiten in bezug auf die Wellenlänge der verwendeten elektromagnetischen Schwingung direkte Ver­ bindungswege bestehen,
• - daß die so bestimmbaren 28 Laufzeiten zwischen je zwei ortsfesten Einheiten zur Selbstvermessung der ortsfesten Einheiten durch Bestimmung von Zeitdifferenzen zur Sy­ stemzeit (Offset) sowie der dreidimensionalen Position der insgesamt sieben weiteren ortsfesten Einheiten und des Offsets der ersten ortsfesten Einheit verwendet wer­ den, und
• - daß nach Selbstvermessung aller acht ortsfesten Einhei­ ten die Position eines zu ortenden, mit einem Sender und/oder Empfänger ausgestatteten Objektes durch Auswer­ tung der Laufzeitmessungen zwischen dem Objekt und zu­ mindest vier der ortsfesten Einheiten bestimmt wird.

12. Verfahren zum mehrdimensionalen Orten eines Objektes unter Verwendung eines Ortungssystems nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Selbstvermessung von ortsfesten Einhei­ ten

• - die Lage einer ersten ortsfesten Einheit in bezug auf ein umgebungsfestes Koordinatensystem vermessen wird, daß gegebenenfalls k-3 weitere Größen ermittelt werden, daß zumindest n-1 weitere ortsfeste Einheiten dergestalt angeordnet werden, daß zwischen allen zumindest n orts­ festen Einheiten in bezug auf die Wellenlänge der ver­ wendeten elektromagnetischen Schwingung direkte Verbin­ dungswege bestehen, wobei n so gewählt wird, daß gilt:
  
• - daß die so bestimmbaren n(n-1)/2 Laufzeitmessungen zwi­ schen je zwei ortsfesten Einheiten zur Selbstvermessung der ortsfesten Einheiten durch Bestimmung von Zeitdiffe­ renzen zur Systemzeit (Offset) sowie der dreidimensiona­ len Position der n-1 weiteren ortsfesten Einheiten und des Offsets der ersten ortsfesten Einheit verwendet wer­ den, und
• - daß nach Selbstvermessung aller ortsfesten Einheiten die Position eines zu ortenden, mit einem Sender und/oder Empfänger ausgestatteten Objektes durch Auswertung der Laufzeitdifferenzen zwischen dem Objekt und zumindest vier der ortsfesten Einheiten bestimmt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung von dreidimensionaler Position und Offset einer weiteren ortsfesten Einheit (Selbstvermessung) die Laufzeitdifferenzen zu zumindest vier bereits vermessenen ortsfesten Einheiten ausgewertet werden.

14. Verfahren zum Schaffen einer hochgenauen Systemzeit an unter­ schiedlichen Orten (Zeitsynchronisation) unter Verwendung eines Zeitmeßsystems nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Selbstvermessung von ortsfesten Einheiten und Schaf­ fung eines Zeitstandards

• - die Lage einer ersten ortsfesten Einheit in bezug auf ein umgebungsfestes Koordinatensystem vermessen wird, daß gegebenenfalls k-3 weitere Größen ermittelt werden, daß zumindest n-1 weitere ortsfeste Einheiten dergestalt angeordnet werden, daß zwischen allen zumindest n orts­ festen Einheiten in bezug auf die Wellenlänge der ver­ wendeten elektromagnetischen Schwingung direkte Verbin­ dungswege bestehen, wobei n so gewählt wird, daß gilt:
  
• - daß die so bestimmbaren n(n-1)/2 Laufzeitmessungen zwi­ schen je zwei ortsfesten Einheiten zur Selbstvermessung der ortsfesten Einheiten durch Bestimmung von Zeitdiffe­ renzen zur Systemzeit (Offset) sowie der dreidimensiona­ len Position der n-1 weiteren ortsfesten Einheiten und des Offsets der ersten ortsfesten Einheit verwendet wer­ den, und
• - die so errechnete Systemzeit an zumindest zwei ortsfe­ sten Einheiten als lesbare oder abgreifbare Größe zur Verfügung gestellt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Identifikation einer jeden ortsfesten Ein­ heit und/oder an einem zu ortenden Objekt angebrachten Sende­ einheit ein Code verwendet wird, der auf eine Trägerwelle aufmoduliert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Code korrelierbar ist.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Phase der Trägerwelle zusätzlich aus­ gewertet wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich zu dem Identifikationscode Daten­ nachrichten auf die Trägerwelle aufmodulierbar sind.

19. Verfahren zum mehrdimensionalen Orten nach einem der Ansprü­ che 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Geschwindigkeit des zu ortenden Objektes ermittelt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit durch Differenzierung der Lage-Koordinaten des zu ortenden Objektes nach der Zeit bestimmt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Geschwindigkeit die Frequenzverschiebung der elektromagnetisch übertragenen Signale aufgrund des Doppler-Effektes ausgewertet wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem zu ortenden Objekt mehrere Sende- oder Empfangseinheiten und/oder mindestens zwei unabhängige Anten­ nen relativ zu diesem unbeweglich angeordnet ist, und daß zu­ sätzlich zu Position und Geschwindigkeit des zu ortenden Ob­ jektes dessen Winkellage ermittelt wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Falle daß gilt:
die zur Bestimmung der Unbekannten überzähligen
Laufzeitmessungen zur Erhöhung der Genauigkeit ausgewertet werden.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Falle
die überzähligen
Laufzeitmessungen zur Überprüfung der Plausibilität der von einzelnen ortsfesten Einheiten (40a, 40b, 40c, . . ., 40x) ge­ sendeten Signale verwendet werden, und daß im Falle, daß eine ortsfeste Einheit offensichtliche Fehlsignale generiert, die­ se bei zukünftigen Ortungen unberücksichtigt bleiben.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erkennen einer offensichtlich fehlerhaft arbeitenden ortsfe­ sten Einheit eine Fehlermeldung generiert wird.