DE19648982C2

DE19648982C2 - Method for providing navigation information for a secondary radar transponder

Info

Publication number: DE19648982C2
Application number: DE1996148982
Authority: DE
Inventors: Ivan Dipl Ing Vannieuwenhuyse
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 1998-11-19
Anticipated expiration: 2016-11-27
Also published as: DE19648982A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

Unter dem Sekundärradar-Prinzip versteht man ein Funkortungs verfahren mit Laufzeitmessung, bei dem im Gegensatz zur nor malen Primärradar-Technik nicht mit dem passiven Echo eines Zieles gearbeitet wird. Am Ort des Zieles, beispielsweise ei nes Flugzeuges, befindet sich ein aktives Antwortgerät, der sogenannte Transponder. Bei dem Sekundärradar-Prinzip wird jede von einem am Boden befindlichen Abfragegerät von dem im Flugzeug befindlichen Antwortgerät aktiv beantwortet.The secondary radar principle means a radio location procedure with transit time measurement, in which, in contrast to nor do not paint primary radar technology with the passive echo of one Target is being worked on. At the destination, e.g. egg plane, there is an active answering device so-called transponders. With the secondary radar principle each from an interrogator located on the ground by the im Aircraft answer device actively answered.

Abfrage und Antwort können auf zwei verschiedenen Trägerfre quenzen übertragen werden. Das Antwortgerät bzw. der Trans ponder läßt sich als Empfänger und Sender von codierten Nach richten verwenden. Neben der Ortung kann also ein zusätzli cher Informationsaustausch stattfinden.Query and response can be on two different carriers sequences are transmitted. The answering device or the trans ponder can be used as a receiver and transmitter by coded use judge. In addition to the location, an additional Exchange of information takes place.

Der Einsatz eines solchen kooperativen Sekundärradar-Systems setzt eine gewisse Normung der Kennwerte voraus. Weitere Ein zelheiten über das Sekundärradar-Gerät selbst und die verwen dete Normungen sind in dem Buch "Sekundär-Radar" von Peter Honold, herausgegeben 1971 von der Siemens AG, Berlin und München, beschrieben.The use of such a cooperative secondary radar system requires a certain standardization of the characteristic values. Another one details about the secondary radar device itself and how to use it Standardizations are in the book "Secondary Radar" by Peter Honold, published in 1971 by Siemens AG, Berlin and Munich.

Besondere Bedeutung hat neben der Übertragung von reinen Codenummern in der Sekundärradar-Technik die Übertragung der Höheninformation. Diese erfolgt als Antwort auf eine Abfrage im sogenannten Modus C. Hierbei benützt man das Sekundärra dar-System nicht nur als Kennsystem, sondern überträgt auch Navigationsdaten vom Flugzeug zum Boden. Es ist auch denkbar, unter Verwendung eines weiteren Abfragemodus beispielsweise die Fluggeschwindigkeit oder die Flugrichtung zu übertragen.In addition to the transmission of pure Code numbers in the secondary radar technology the transmission of the Height information. This is done in response to a query in the so-called mode C. Here one uses the secondary space dar system not only as an identification system, but also transmits Navigation data from the aircraft to the ground. It is also conceivable using another query mode, for example to transmit the flight speed or the direction of flight.

Zur Beantwortung einer Höhenabfrage versieht man den Höhen messer im Flugzeug mit einer Codierscheibe. Jeweils beim Ein treffen einer Höhenabfrage wird diese abgetastet und die Hö heninformation in Form eines Antworttelegramms vom Antwortge rät zur Bodenstation übermittelt. An den zur Übertragung der Höheninformation verwendeten Code werden folgende Anforderun gen gestellt. Die Höheninformation ist ein Analogwert, der sich stetig ändert. Beim Übergang von einem Schritt des digi talen Codes zum nächsten darf durch eine unvollkommene Ab tastung der Codiereinrichtung kein schwerwiegender Fehler auftreten. Mögliche Verfälschungen dürfen höchstens den nächst höheren oder nächst niederen Abtastschritt ergeben. Diese Eigenschaften werden von zyklischen binär reflektierten Codes erfüllt. Ein bekannter Vertreter dieser Gruppe ist der Gray-Code. Weitere Eigenschaften dieses Codes sind ebenfalls der vorstehend zitierten Literaturstelle zu entnehmen.To answer a height query, you provide the heights knife in the plane with a coding disc. Each time on meet a height query, this is scanned and the height heninformation in the form of a reply telegram from the Replyge advises transmitted to the ground station. To the for the transfer of the Height information used code will have the following requirements opposed. The height information is an analog value that is constantly changing. When moving from a step of digi tal codes to the next may be replaced by an imperfect Ab keying of the coding device no serious error occur. Possible falsifications may not exceed result in the next higher or next lower scanning step. These properties are reflected by cyclic binary Codes met. A well-known representative of this group is the Gray code. Other features of this code are also from the literature cited above.

Die in gegenwärtig verwendeten Transpondern für Sekundärra dar-Systeme eingesetzten Höhenmesser übermitteln oftmals durch Abfragezeitpunkt, Ungenauigkeiten, mechanische Vibra tionen und Ähnliches falsche Höhenangaben, welche unverändert im entsprechenden SST-Mode an das Abfragegerät der Bodensta tion weitergemeldet werden. Diese fehlerhaften Angaben der Höhenwerte müssen im Abfragegerät einer Plausibilitätsprüfung unterzogen werden, was bei einem hohen Verkehrsaufkommen und entsprechender Fehlerhäufigkeit eine nicht unerhebliche Re chenleistung in Anspruch nimmt und die Systemsicherheit ein schränkt.The transponders currently used for secondary ra dar systems often use transmitters due to query time, inaccuracies, mechanical vibra tions and the like incorrect height information, which remains unchanged in the appropriate SST mode to the querying device from Bodensta tion are reported. This incorrect information from the Altitude values must be checked for plausibility in the interrogator be subjected to what with a high volume of traffic and corresponding frequency of errors a not inconsiderable re performance and system security limits.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Sekundärra dar-System die Sicherheit bei der Abfrage von Navigationsda ten, insbesondere von Höhendaten, zu verbessern. The invention has for its object for a secondary dar system the security when querying navigation data ten, especially of elevation data.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentan spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the in patent claim 1 specified features solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Inhalt der Unteransprüche.Advantageous further developments of the method according to the invention are the content of the subclaims.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.In the following the invention with reference to one in the drawing illustrated embodiment described.

In der einzigen Figur ist ein Sekundärradar-Antwortgerät AG dargestellt, das über zwei Antennen A1 und A2 mit einem in der Figur nicht dargestellten Sekundärradar-Abfragegerät in Verbindung steht. Zur Bedienung des Abfragegerätes AG ist ein Bediengerät BG vorgesehen. Die weiteren Schaltungsdetails des Abfragegerätes AG selbst sind in der Figur nicht dargestellt und für die Erfindung von untergeordneter Bedeutung.In the single figure is a secondary radar transponder AG shown that over two antennas A1 and A2 with one in the figure, not shown, secondary radar interrogator in Connection is established. To operate the interrogation device AG is a Operating device BG provided. The other circuit details of the Queriergerätes AG itself are not shown in the figure and of minor importance for the invention.

Dem Bediengerät BG werden über eine Codiereinrichtung CE die von einem Höhenmesser HM ermittelten Höhenwerte zugeführt. In der Codiereinrichtung CE werden die analogen Höhenwerte des Höhenmessers HM in digitale Höhendaten umgewandelt, und gemäß einer vorgegebenen Codetabelle codiert. Als Codiertabelle wird beispielsweise der sogenannte Gray-Code verwendet.The HMI device BG uses a coding device CE height values determined by an altimeter HM. In the coding device CE, the analog height values of the Altimeter HM converted to digital elevation data, and according to a given code table. As a coding table the so-called Gray code is used, for example.

Erfindungsgemäß weist beispielsweise das Bediengerät BG eine Prüfeinrichtung PE auf. In dieser Prüfeinrichtung PE werden die Höhendaten einer Plausibilitätsprüfung unterzogen. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Prüfeinrichtung PE zur weiteren Reduktion der an das Antwortgerät AG gelieferten Höhendaten verwendet.According to the invention, the operating device BG has, for example PE test facility. In this test facility PE are subjected the altitude data to a plausibility check. At One embodiment of the invention is the testing device PE for further reduction of those delivered to the responder AG Elevation data used.

Vom Bediengerät BG, d. h. von der Prüfeinrichtung PE, werden nur solche Höhendaten an das Antwortgerät AG geliefert, die in der verwendeten Code-Tabelle gültig sind. Bei Verwendung der 11 Bit Gray-Tabelle sind beispielsweise nur 1280 aus 2¹¹- 1 Möglichkeiten gültig. From the operating device BG, ie from the testing device PE, only those height data are delivered to the answering device AG that are valid in the code table used. When using the 11 bit gray table, for example, only 1280 out of 2 ¹¹ - 1 possibilities are valid.

Weiter werden von der Prüfeinrichtung PE erfindungsgemäß nur Höhendaten an das Antwortgerät AG geliefert, welche sich zwi schen zwei aufeinanderfolgenden Erfassung um weniger als ei nen vorgegebenen Wert unterscheiden. Dieser Wert stellt einen maximalen mathematischen Grenzwert dar, den der Höhenmesser HM des Flugzeuges innerhalb von zwei Erfassungen messen kann. Die Erfassungen erfolgen beispielsweise in einem Abstand von ca. 200 ms, und zwei aufeinanderfolgende Höhendaten dürfen sich beispielsweise um nicht mehr als 500 m unterscheiden, da ein größerer Höhenunterschied für ein Flugzeug nicht reali sierbar ist. Nur Höhendaten, die diesen Bedingungen entspre chen, werden zum Antwortgerät AG übertragen.Furthermore, according to the invention, the testing device PE only Height data delivered to the responder AG, which is between two consecutive acquisitions by less than one distinguish a specified value. This value represents one represents the maximum mathematical limit that the altimeter HM of the aircraft can measure within two acquisitions. The recordings are made, for example, at a distance of approx. 200 ms, and two successive height data may differ, for example, by no more than 500 m because a larger height difference for an aircraft is not reali is sizable. Only altitude data that meets these conditions Chen, are transmitted to the answering device AG.

Bei einem Defekt oder Aussetzen des Höhenmessers HM wird von der Prüfeinrichtung PE ein vorgegebenes Höhendatum an das Antwortgerät AG übermittelt. Dieses Höhendatum dient zur Mit teilung an das Antwortgerät AG, und weiter an das Abfragege rät am Boden, daß momentan keine gültigen Höhendaten vorlie gen. Das hierzu verwendete Höhendatum kann beispielsweise aus einer Folge von Nullen bestehen, die mit einer langsamen Fre quenz von ca. 0,3 Hz wiederholt an das Abfragegerät AG gegeben werden. Das nächste aktuelle Höhendatum wird wieder an das Antwortgerät AG gegeben, wenn von der Prüfeinrichtung PE ein oder mehrmals ein plausibles, von der Codiereinrichtung CE geliefertes Höhendatum erkannt wird.In the event of a defect or a failure of the altimeter HM, the test facility PE to the Answering device AG transmitted. This altitude date is used for Wed division to the answering device AG, and further to the query advises on the ground that there are currently no valid altitude data available The height date used for this can be, for example a sequence of zeros with a slow Fre 0.3 Hz is repeatedly given to the interrogation device AG will. The next current altitude date will be sent back to the Answer device AG given if from the test facility PE or several times a plausible one from the coding device CE delivered height date is recognized.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung werden nur notwendige, d. h. nur geänderte Höheninformationen zum Antwortgerät AG übertragen. Von der Prüfeinrichtung PE werden dabei nur ak tualisierte Höhendaten an das Antwortgerät AG geliefert, wenn sich zwei aufeinanderfolgende Höhendaten um einen vorgegebe nen Wert unterscheiden. Hierdurch wird die Datenrate vom Hö henmesser HM zum Antwortgerät AG und auch gleichzeitig die Rechenbelastung im Bediengerät BG reduziert.In one embodiment of the invention, only necessary, d. H. only changed height information on the answering device AG transfer. From the test facility PE, only ak updated altitude data delivered to the responder AG if two consecutive height data are given around one distinguish a value. As a result, the data rate from Hö hen knife HM to the answering device AG and at the same time the Computing load in the BG operator panel reduced.

Um die Datenrate weiter zu reduzieren, paßt sich die Daten rate bei der Übermittlung zum Antwortgerät AG dynamisch der Änderungsgeschwindigkeit der vom Höhenmesser HM ermittelten Flughöhe an.In order to further reduce the data rate, the data adapts rate dynamically when transmitting to the answering device AG Rate of change of the altitude determined by the altimeter HM Flight altitude.

Neben der Höheninformation können weitere Navigationsinforma tionen im Rahmen der Sekundärradar-Technik in einem Flugob jekt ermittelt und zu einer Bodenstation übertragen werden. Solche weiteren Navigationsinformationen sind beispielsweise Fluggeschwindigkeit und Flugrichtung.In addition to the altitude information, further navigation information can be found tions in the context of secondary radar technology in a flight room be determined and transmitted to a ground station. Such further navigation information is, for example Airspeed and direction.

Claims

1. A method for providing navigation information, in particular the altitude information, for a secondary radar response device, in which the navigation values supplied by a navigation measurement device are converted into digital, coded navigation data and transmitted to the secondary radar response device, if necessary, characterized in that only according to one Valid navigation data are transferred to the code table.

2. The method according to claim 1 characterized in that if the navigation values are incorrect, a given navigation system date of transmission.

3. The method according to claim 1 or 2 characterized in that only navigation data that are between two acquisitions by no more than a predetermined value differentiate.

4. The method according to any one of claims 1 to 3 characterized in that the data rate when the change is transmitted to the answering device speed of the navigation data is adjusted.