DE2808982C2 - Navigationssystem zur Richtungsund Entfernungsmessung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Nuvigationssystcm wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben. Ein derartiges Navigationssystem ist aus der Druckschrift »SEFAN, Sektor-Fahrzeug-Navigationssystem« der Firma Standard Elektrik Lorenz ACi, Stuttgart, l^l)7^r), bekannt. Mit

diesem Navigationssysiem sind in einem vorgegebenen räumlichen Sektor Winkel- und Entfernungsmessungen möglich.

Aufgabe

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Navigationssysiem anzugeben, das preiswert ist und mit dem eine hohe Meßgenauigkeit erzielt werden kann.

Lösung

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Vorteile

Ii

Mit dem neuen Navigationssystem ist eine hohe Meßgenauigkeit erzielbar. Infolge des besonderen Frequenzverhältnisses der Modulationssignale zueinander führen Nichtlinearitäten im Transponder und im Bordgerät zu keinen Meßfehlern. _>o

Da alle Meßfrequenzen von einem Quarzoszillator abgeleitet werden, enthält man im Gesamtsystem einen strengen Synchronismus. Die eigentlichen Meßgrößen zur Winkel- und Entfernungsmessung ergeben sich alle als Phasendifferenzen im niederfrequenten Bereich und _>"> sind daher einfach und genau auswertbar. Durch Signalregeneration im Transponder und im Bordgerät mit schmalbandigen Phasenregclschleifen ist das informationstheoretische Optimum einfach zu erreichen.

Durch ein weitgehend identisches Bausteinkonzept jo für Transponder und Bordgerät läßt sich das neue Navigationssystem kostengünstig realisieren.

Die Geräte sind leicht bedienbar und müssen vor Inbetriebnahme nicht geeicht werden. Dadurch sind sie sehr gut für einen mobilen Einsatz geeignet. r,

Beschreibung

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die räumliche Anordnung von Bordgerät und Transponder,

F i g. 2 ein Blockschallbild des Bordgeräts,

F i g. 3 ein Blockschaltbild des Transponders.

Fig.4 ein Blockschaltbild einer Weiterbildung des Winkelmeßteils des Transponders, π

Fig.5 ein Blockschaltbild einer Weiterbildung des Entfernungsmeßteils des Transponders.

In der Fig. I ist ein Fahrzeug mit einem Bordgerät (dieses wird an Hand der Fig. 2 näher erläutert) abgebildet, das in einem von einem Transponder (dieser w wird an Hand der F i g. 3 näher erläutert) festgelegten Sektor navigiert. Der Transponder legt in der Mitte des Sektors eine Leitlinie fest. Die Leitlinie kanu die Millelsenkrcchte auf der Verbindungsstücke zwischen den zwei Transpcnderantennen 29, .30 sein. Dies muß r> jedoch nicht unbedingt der Fall sein. Das Bordgerät des Transponders besitzt ebenfalls zwei Antennen, die um mehrere Betriebswellenlängen voneinander getrennt sind.

Aus der L.itcrnlurstclle ist bekannt, daß die Knifer- m> niing von dem Fahrzeug : um Transponder aus der Laufzeit eines vom Dordgerät abgestrahlten Signals zum Transponder und zurück ermittelt werden kann. Die Messung des Winkels <5, der die Abweichung der Verbindungsgcraden Fahrzcug/Transpondcr zu der hi Leitlinie angibt, kann durch Auswertung der Laiifzeildifferenz zweier hochfrrnuenter Signale, die von den beiden räumlich gegeneinander versetzten Antennen 29,30 des Transponders abgestrahlt werden, erfolgen.

Die Laufzeit ist auch der Phasenverschiebung zwischen dem abgestrahlten und dem empfangenen Signal proportional, Deshalb wird bei der Erfindung die Entfernung aus der Phasenverschiebung zwischen einem Abfrageentfernungsmodulationssignal und einem im Empfänger des Bordgeräts demodulierten Antwortentfernungsmodulationssignal ermittelt. Diese Signale werden an Hand der weiteren Figuren näher erläutert.

Während bei der erfindungsgemäBen Entfernungsmessung das niederfrequente Modulationssignal die eigentliche Entferniingsinformation enthält, ist bei der Winkelmessung die Richtungsinformation in der Laufzeitdifferenz — und somit auch in der Phasendifferenz — zweier hochfrequenter Signale enthalten.

Weil jedoch im Bordgerät ein hochfrequenter Bezug fehlt und andererseits die genaue Messung der hochfrequenten Phase technisch nur sehr schwierig zu realisieren ist, stattet man erfindungsgemäß eines der beiden hochfrequenten Signale mit einem kohärenten Frequenzversatz /J? aus, der aus e.-^er vom Bordgerät abgestrahlten niederfrequenten Referenz {r, die einem hochfrequenten Abfiragesignal aufmoduliert ist, phasenstarr abgeleitet wird. Bei der neuen Lösung bildet sich die hochfrequente Phasenverschiebung zwischen den von den Antennen 29 und 30 abgestrahlten HF-Signalen direkt auf die Niederfrequenz (r ab. Somit kann im Bordgerät durch Phasenvergleich eines im Boidgerät erzeugten Winkelmodulationssignals /j? und des im Empfänger des Bordgeräts demodulierten Signals /«der Winkel δ ermittelt werden. Er ergibt sich aus der Gleichung

Ι =2.7 —■ sin -ι,

wobei φ der niederfrequente Phasenunterschied, A die der Frequenz fnientsprechende Wellenlänge und öder Abstand der Transponderantennen 29,30 in W&ilenlängen λ ist.

Die verwendeten Signale und ihr gegenseitiger Zusammenhang werden nachfolgend an Hand der weiteren Figuren näher erläutert.

Es wird zunächst an Hand der Fig.2 die Erzeugung der Abfragesignale im Bordgerät, dann anhand der F i g. 3 die Erzeugung der Antwortsignale im Transponder und schließlich wieder an Hand der Fig. 2 die Auswertung im Bordgerät erläutert.

Ein in einem HF-Oszillator 1 erzeugtes Dauerslrichsignal mit der Frequenz /Vs (/Ve ist beispielsweise 1205MHz) wird in einem Modulator 2 mit dem Winkelmodulationssignal (Frequenz /«, ζ Β. in= 1,2 kHz) und einem Abfrageentfernungsmodula-'ion^signal (Frequenz fen, z. B. fan = 20OkHz) moduliert. Die Ausgangssignale des Modulators 2 haben die Frequenzen /Vs, /Vai/r;» und /Vh+Zr. Sie werden in einem Verstärker 3 verstärkt und von einer der Antennen 12 oder 11 abgestrahlt. Die jeweilige Antenne wird über einen Schalter 11 ausgewählt. Der Zweck der Umschaltung wird im Zusammenhang mit der Auswertung näher erläutert.

Die abgestrahlten Signale werden von den Antennen 29 und JO des Transponders (Fig. 3) empfangen und einem Empfanger 25 zugeführt. Die Empfänger, auch die an Hand der F i g. 2, F i g. 4 und F i g. 5 beschriebenen Empfänger und ihre Funktionsweisen sind an sich bekannt. Es wird deshalb nur jeweils auf die Teile des Empfängers Bezug genommen, die für die Erfindung

von Bedeutung sind. Die Empfänger enthalten auch Piller, die die gewünschten Signale ausfiltern.

In dem Transponder (F i g. 3) erzeugt ein HF-Oszillator 21 ein Dauerstrichsignal mit der Frequenz /n^/n/ist beispielsweise 1142MHz), das einerseits mit einem > Modulator 22 mit einem Antwortentfernungsmodulalionssignal (Frequenz fön z.B. fön - foe+2fn) und andererseits in einem Modulator 27 mit dem Winkelmodulationssignal (Frequenz Λ?) moduliert wird. In dem Modulator 22 erfolgt eine Zweiseitenbandmodulation in während in dem Modulator 27 eine Einseitenbandmodulation mit unterdrücktem Träger erfolgt. Die Ausgangssignalc des Modulators 22 bzw. des Modulators 27 werden in einem Verstärker 23 bzw. einem Verstärker 28 verstärkt und über die Antenne 29 bzw. 30 π abgestrahlt.

Ein Teil dieser Signale gelangt auch zu dem Empfänger 25. Zwischen den Antennen 29, 30 und dem Empfänecr 25 befinden sich nur passive Leitiingsstürkr gleicher Länge. Frequenzweichen zur Trennung von Sende- und Empfangssignalcn sind nicht notwendig, wenn sich die Signalpegel um mehr als 1OdB unteischciden. Diese Forderung wird bei einem Abstand von 0,5 m zwischen Bordgerät und Transponder bereits übertroffen. Die Sender 21, 22, 23 bzw. 21,27, 28 wirken r> in diesem Fall auf die empfangenen Signale wie 50 Ω-Widerstände.

Als Signale zum Heruntermischen im Empfänger 25 werden die Sendesignale verwendet. Der Empfänger enthält u.a. einen Hüllkurvendetektor und es wird eine «ι additive Mischung durchgeführt. Von den entstehenden Mischprodukten sind nur die Signale mit den Frequenzen fan und f/t von Interesse. Die anderen Signale werden weggefiltert und stören deshalb nicht.

Das Empfängerausgangssignai mit der Frequenz /> ist π das Winkelmodulationssignal und moduliert im Modulator 27 das hochfrequente Dauerstrichsignal. Dieses modulierte Signal mit der Frequenz fn + (r wird von der Antenne 30 abgestrahlt und ist das eine Winkelantwortsignal. Das andere Winkelantwortsignal ist das von der 4η Antenne 29 abgestrahlte Signal mit der Frequenz /πι Die beiden Transponderantennen sind zueinander mit ca. ju dB entKoppeit. denn sonst wurde das Seitenband auch von der Trägerantenne abgestrahlt. Dies kann beispielsweise durch einen Leistungsteiler 15 erreicht werden.

Das Ausgangssigna! des F.mpfängers mit der Frequenz fg wird außerdem einem Frequenzverdoppler 26 zugeführt, dessen Ausgangssignal einem Mischer 24 zugeführt wird. Der Mischer 24 erhält außerdem das andere Ausgangssignal des Empfängers 25. das die Frequenz f₍,e hat. Dies ist das im Empfänger demodulierte Abfrageentfernungsmodulationssignal. Von den Mischerausgangssignalen ist das Signal mit der Frequenz fcu=fGB+2f/i das Antwortentfernungsmodulationssignal. Mit ihm wird im Modulator 22 das im Oszillator 21 erzeugte hochfrequente Dauers'.richsignal moduliert. Das modulierte Signal mit den Frequenzen /71/+/ciy ist das Entfernungsantwortsignal. Die Modulationssignale fc,u und /> sind mit den empfangenen w> Modulationssignalen phasenstarr gekoppelt.

Befindet sich das Bordgerät nicht auf der Leitlinie. dann gelangen die Abfragesignale zu unterschiedlichen Zeiten und somit mit unterschiedlichen Phasen zu den beiden Antennen.

Da sich diese beiden gieichfrequenten Signale überlagern, wird dieser Fehler ausgemittelt. Selbst wenn dies nicht der Fall wäre, würde dies nicht stören, denn bei den gewählten Frequenzen könnte dieser Fehler vernachlässigt werden. Zur Erzielung genauer und eindeutiger Entfernungsmeßwerte können unterschiedlich hohe Modulationsfrequenzen verwendet werden. Dies wird hier jedoch nicht näher erläutert, da die sogenannte Grob/Fein-Messung an sich bekannt ist und es dem Fachmann keine Schwierigkeiten bereit .■(, das Ausführungsbeispiel entsprechend zu erweitern.

Wie aus den von dem Bordgerät empfangenen Signalen die for die Winkel- bzw. Entfernungsmessung notwendigen Phasenverschiebungen ermittelt werden, wird nachfolgend an Hand der Fig. 2 erläutert.

Ein Empfänger 10 erhält folgende Signale:

Winkelantwortsignale:
Entfernungsantwort signale:

Ausgangssignalc
des Verstärkers 3:

fm, fm+ /r

fm± fen

in. Ith ± fan, fm ± //?

Der Frequenzunterschied /wischen den Trägerfrequenzen fm-fm ist die für die Verarbeitung im Empfänger maßgebliche Zwischenfrequenz fr, es sind also keine zusätzlichen Signale zum Heruntermischen in niedrigere Frequenzbereiche notwendig. Dies galt auch für den Empfänger 25 im Transponder.

Von den im Empfänger erzeugten Signalen werden das Signal mit der Frequenz /» zur Winkelmessung und das Si,^r°ial mit der Frequenz fan zur Entfernungsmessung weiterverarbeitet.

Das Signal mit der Frequenz fn wird direkt einer Phasenvergleichseinrichtung 4 '.'!geführt, die auch das im Bordgerät erzeugte Winkelmodulationssignal fg erhält. Aus der gemessenen Phasenverschiebung wird nach der o.a. Gleichung der gewünschte Winkel rt berechnet.

Das Signal mit der Frequenz fan wird in einem Mischer 9 mit dem Abfrageentfernungsmodulationssignal, das die Frequenz few hat, gemischt. Somit erhält man — da fön= foe+2fR ist — ein Mischerausgangssignal mit der Frequenz 2Ir. Dieses Signal wird in einer Phasenvergleichseinrichtung 6 mit einem Signal mit der Frequenz 2/r verglichen. Dieses Signal wird durch Frequenzteilung des vom NF-Oszillator 8 erzeugten Abfrageentfernungsmodulationssignal (Frequenz foe) erzeugt. Aus diesem Signal wird durch weitere Frequenzteilung auch das Winkelmodulationssignai mit der Frequenz f_R erzeugt.

Durch die gewählten Frequenzbeziehungen der Modulationssignale zueinander (u.a. Referenz-Frequenzteilung (2/«-* fit) im Bordgerät und Verdopplung (/>-» 2f_R) im Transponder) wird verhindert, daC durch Nichtlinearitäten im hochfrequenten Übertragungssystem (Modulatoren, Demodulatoren, Verstärker usw.) unerwünschte Mischprodukte und damit Verfälschungen der Entfernungsmeßwerte entstehen können. Ohne die Teilung bzw. Verdopplung der Referenzfrequenz würde die Winkelmessung bereits prinzipbedingt (infolge der Mischprodukte) die Entfernungsmessung verfälschen.

Eine Reduzierung der durch Mehrwegausbreitung verursachten Fehler ist durch die Verwendung von zwei Antennen 12, 13 für das Bordgerät möglich. Diese Antennen haben einen Abstand von mehreren Betriebswellenlängen. Es werden beispielsweise zunächst mehrere Messungen mit der einen 12 und anschließend mehrere Messungen mit der anderen 13 Antenne durchgeführt. Da die Signale zu den beiden Antennen unterschiedliche durch die Mehrweeausbreitune verur-

Siii'hle Störungen erfahren, erreicht man durch Mittelung der Meßergcbnissc eine Reduzierung dieser Störungen. Diese Anordnung mit den zwei Antennen wirkt wie ein Großbasissystcm. Die Umschaltung zwischen diesen beiden Antennen 12, 13 mittels eines Schalters 11 erfolgt beispielsweise in regelmäßigen Abständen.

Mit diesem Navigalionssyslcm erhalt man sehr gute MeU^rgcbnissc. Diese lassen sich noch weiter verbessern, wenn im Bordgerät und im Transponder Regclschlcifcn vorgesehen sind, die die Signallaufzcitcn der für die Auswertung wichtigen Signale regeln und die korrekte Abstraliliing prüfen. F iir die Lnlfcmungsmessung ist wichtig, daU im Bordgerät und im Transponder die Laufzeiten der Fntfcrnungsmodulationssignalc keinen Lnlfcrnungsmcßfchlci verursachen. Deshalb werden die Laufzeiten durch Pilotrcgclschlcifcn auf Modiiliitionssignalpcrioden oder ganzzahligc Vielfache hiervon crgän/t. Hei der Winkelmessung muß gcwäliricistei werden, ciaü auf der Leitlinie exakt der Winkel ()' gemessen wird. Um dies zu überwachen und gegebenenfalls zu regeln ist im Transponder eine Monitorschlcife vorgesehen.

An Hand der Cig.4 wird zunächst die Monilorrcgclschlcifc erläutert. Bauteile, die bereits in der Cig. 3 \orhandcn waren, sind mil den gleichen Bezugszeichen versehen. Von den im Empfänger 25 erzeugten Signalen sind hier die Signale mit den IYcquenz.cn (r und f/:r±fR von Bedeutung. Das Signal f?i ± )r ist das Zwischenfrcqiienzsignal. das aus dem empfangenen Signal erzeugt wird, auf das die Modulationsfrequenz /r aufmodulicrt ist. Das Signal in ist das im Transponder erzeugte Winkelmodulationssignal und hat dieselbe Frequenz wie das im Bordgerät erzeugte Winkelmodulationssignal /ff. Die Kennzeichnung mit einem Strich wurde gewählt, um diese beiden Signale unterscheiden zu können. Durch die bereits beschriebene Wahl der Signalfrequenzen und eine geeignete Ausgestaltung des [Empfängers können diese Signale getrennt werden. Das Signal /"« liegt zunächst in der Videolage vor, während das Signal fzi ± (r zunächst in der ZF-Lagc vorliegt. Das ZI-Signal v.'ird einem ZF-Teil 32 zugeführt (dieser 7I".Toil Ut ir, wirM^hLo;· :«. π—rs oe —lU-u—

κι behaftet, mit dem die abgestrahlten Winkelanlwortsignalc behaftet sind. Diese möglichen Fehler werden durch die Phasenregelschleife ausgeregelt.

l'hascnregelkreisc sind beispielsweise aus dem Artikel »Das Prinzip des »Phase Locked Loop« und seine Anwendung in Nachrichten-Empfängern für die Raumfahrt«, von P. Il a rl I, Raumfahrtforschung Heft 2/64, Seiten 55 bis b4 bekannt.

Da sich zwischen den Antennen 29, 30 und dem Lmpfänger 25 nur passive Leitungsslückc gleicher Länge befinden (Zirkulatorcn und Frequcnzwcichcn sind nicht notwendig), besitzt die Phasenregelung praktisch die gleiche Präzision und Zuverlässigkeit wie ein im l'unkfcld abgesetztes Monitorgerät, t.s wird genau überprüft (und gegebenenfalls nachgcrcgclt). ob die Leitlinie in die gewünschte Richtung zeigt.

Line entsprechende Regelung wird für die !Entfernungsmessung durchgeführt. Dies wird an Hand der Ii g. 5 erläutert. Auch hier sind Bauteile, die bereits bei der I ι g. J vorhanden waren, mit demselben Bezugszeichen versehen.

Von den Lmpfängcrausgangssignalcn werden die Signale mit den Frequenzen fan und fae wcilcrverwendel. Diese Signale werden in einem Mischer 41 mit einem im Transponder erzeugten Fntfcrnungsrcfcrenzsignal f'ai>'gemischt. Dieses Referenzsignal hat dieselbe Frequenz wie das Anlwortentfcrnungsmodulationssignal faii- Am Ausgang des Mischers 4Ϊ erhält man ein Signal mit der Frequenz 2Ar und eine Gleichspannung DC, die proportional ist zu der Phasendifferenz zwischen dem Signal f\n· und dem im F.mpfänger dcmodiilicrtcn Antwortcntfernungsmodulationssignal faii- Die Gleichspannung wird von einem Tiefpaß 48 ausgefiltert und steuert einen spannungsgesteuerten Quarzoszillator VCXO49. Das Ausgangssignal dieses VfXO 49 ist das Antwortentfernungsmodulationssignal fait Der F.mpfänger 25, der Mischer 43, der Tiefpaß 48, der VCXO49, der Modulator 22 und der Verstärker bilden eine erste Phasenregelschleife (PLL I). durch den das Antwortentfernungsmodulationssignal fan phasenslarr an das Signal /"ei, gekoppelt wird.

Das Signal fan wiederum wird phasenstarr an das

„_m„r„„„„r,., u/:„l—I I..I-.: : ■ t

Fr wird hier lediglich dem besseren Verständnis wegen von diesem getrennt), in dem u. a. eine Demodulation ·τ> erfolgt und der das Winkelmodulationssignal fr abgibt, das über einen Bandpaß 33 einem Phasenvergleicher 34 zugeführt wird. Der Phasenvergleicher erhält auch das Signal Fr-. Der Phasenvergleicher gibt eine Gleichspannung DC ab, die der Phasenverschiebung Δφ proportional ist. Diese Gleichspannung wird über einen Tiefpaß 35 (hier werden fr und Störungen, die u. a. durch Rauschen verursacht werden, weggefiltert) einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 36 zugeführt und steuert diesen VCO. Das Ausgangssignal des VCO 36 ist das Winkelmodulationssignal fr-, mit dem die im Transponder erzeugte Trägerschwingung fn· moduliert wird.

Der Empfänger 25, der Phasenvergleicher 34, der Tiefpaß 35, der VCO 36, der Modulator 27 und der μ Verstärker 28 bilden einen Phasenregelkreis (phase locked loop, PLL) — in der Zeichnung punktiert dargestellt — durch den das im Transponder erzeugte Winkelmodulationssignal fr- phasenstarr an das demodulierte Winkelmodulationssignal fr angekoppelt wird.

Das Signal fr- wird durch Mischen der beiden Winkelantwortsignale /n/une' fw+ fr· erzeugt. Deshalb ist es mit den Fehlern (z. B. Phasenverschiebungen)

IK, UV93CII I IV-

quenz vor seiner Verwendung zur Phasenregelung verdoppelt wird, gekoppelt. Hierzu ist eine zweite Phasenregelschleife (PLL2) bestehend aus einem Filter 47, einem Phasenvergleicher 46, einem Filter 45, einem spannungsgesteuerten Quarzoszillator VCXO 44 und dem Mischer 43 vorgesehen.

Von den Mischerausgangssignalen filtert das Filter 47 das Signal 2 f_R aus und führt es dem Phasenvergleicher 46 zu, der außerdem das Winkelmodulationssignal, dessen Frequenz verdoppelt wurde, erhält. Das Ausgangssignal des Phasenvergleichers 46, ein Gleich-Spannungssignal DC, das der Phasenverschiebung Δφ zwischen den Mischereingangssignalen proportional ist, wird über ein Filter 45 dem VCXO 44 zugeführt und steuert diesen.

Durch die erste Phasenregelschleife (PLL 1) wird die Signallaufzeit im Gerät (Sende- plus Empfangszweig) auf ganzzahlige Vielfache von Modulationsperioden ergänzt Dies gilt für nahezu beliebig große Geräte-Laufzeiten.

Durch die zweite Phasenregelschleife (PLL2) erfolgt eine phasenstarre Ankopplung an die vom Bordgerät abgestrahlten Modulationssignale.

Die hier im Zusammenhang mit dem Transponder beschriebene Regelung bei der Entfernungsmessung ist

auch im Hordgerät anwendbar.

Mit dem beschriebenen Navigalionssystem ist eine Winkel- und eine Entfernungsmessung möglich. Viele Bauteile können, u.a. bedingt durch den vorteilhaften Zusammenhang der jeweiligen Frequenzen, sowohl /tir Winkel- als auch zur Entfernungsmessung verwendet

10

werden, f'ür Anwendungen, bei denen nur der Winkel oder nur die Entfernung gemessen werden soll, kann der jeweils benötigte MeUtcil auch allein verwendet werden. Die erwähnten Vorteile — mit der Ausnahme der doppelten Bauteilausnutziing — bleiben voll erhallen.

liier/u t Itliilt /cidiminuen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Navigationssystem zum Messen des Winkels zwischen einer durch einen Transponder, der zwei räumlich gegeneinander versetzte Antennen besitzt, festgelegten Leitlinie und der Verbindungsgeraden von einem Bordgerät zu dem Transponder und der Entfernung zwischen dem Bordgerät und dem Transponder, wobei von dem Bordgerät modulierte hochfrequente Dauerstrichwinkel- und Entfernuingsabfragesignale abgestrahlt werden, die vom Transponder mit modulierten hochfrequenten Dauerstrichwinkel- und Entfernungsantwortsignalen beantwortet werden, bei dem im Bordgerät der Winkel aus den unterschiedlichen Laufzeiten der von den beiden Transponderantennen abgestrahlten Winkelantwortsignalen und die Entfernung aus der Summe der Laufzeiten des Entfernungsabfragesignals zum Transponder und des Entfernungsantwortsignals zum Bordgerät ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Bordgerät (Fig.2)i zur Erzeugung des Winkelabfragesignals bzw. des Entfernungsabfragesignals das hochfrequente Dauerstrichsignal (/Vb) mit unterschiedlichen niederfrequenten Signalen, einem Winkelmodulationssignal (in) und einem Abfrageentfernungsmodulationssignal (fee), moduliert wird, daß im Transponder (F i g. 3) aus dem Winkelabfragesignal (ίτβ± in) bzw. dem Entfernungsabfragesignal (7ra± fee) das jeweilige Abfragemodulationssignal (fg, foe) abgeleitet wird, daß zui Erzeugung der Winkelantwortsignale (fru fw+fn) einerseits das im Transponder erzeugte hochfrequente Dauerstrichsignal (fm) mit dem Winkelmodulationssignal (fit) ■ voduliert wird und dieses von der einen Transponderantenne (30) abgestrahlt wird und andererseits das im Transponder erzeugte Dauerstrichsignal (fm) von der anderen Transponderantenne (29) direkt abgestrahlt wird, daß zur Erzeugung des Entfernungsantwortsignals (fn)±fcu) das im Transponder erzeugte Dauerstrichsignal (fm) mit dem Antwortentfernungsmodulationssignal (fcu), das zu dem abgeleiteten Abfrageentfernungsmodulationssignal (foe) phasenkohärent ist und eine andere Frequenz hat als dieses, moduliert wird, daß dieses Signal von einer der beiden Transponderantennen (29, 30) abgestrahlt wird, daß im Bordgerät (Fig.2) aus den Winkelantwortsignalen (TVu fnj+fn) ein Signal mit der Winkelmodulationsfrequenz (fg) erzeugt wird, auf das die hochfrequente Phasenverschiebung der beiden Winkelaniwortsignale ((tu, fm+ Λ?) abgebildet ist, daß durch Phasenvergleich dieses Signals mit dem mit Bordgerät erzeugten Winkelmodulationssignal (fn) der Winkel ((5) ermittelt wird, daß das Entfernungsantwortsignal (fro±fai) demoduliert wird, und daß aus dem Phasenvergleich zwischen dem Abfrageentfernungsmodullationssignal (fen) und dem Antwortentfernungsmodulationssignal (fcu) die Entfernung ermittelt wird.

2. Nävigälionssystem nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das demodulicrte Antwortentfernungsmodulationssignal (fcu) und das Abfrageentferniingsmodulationssignal (fan) vor dem Phasenvergleich auf Signale mit einer gleichen Frequenz (2/r) umgesetzt (7,9) werden.

3. Navigationssystem nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationssigna-

Ie aus einem einzigen NF-Oszillator (8) abgeleitet werden und somit phasenkohärent sind,

4. Navigationssystem nach Anspruch I, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen (fm fm) der im Bordgerät (Fig, 1) bzw. Transponder (Fig.2) erzeugten hochfrequenten Dauerstrichsignale unterschiedlich sind.

5. Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umsetzen der empfangenen HF-Signale in den ZF- bzw. NF-Bereich in den Empfängern (10, 25) die Sendesignale verwendet werden.

6. Navigationssysteme nach Anspruch 2,3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Antwortentfernungsmodulationssignals (fcu) im Transponder das aus dem empfangenen Signal abgeleitete Abfrageentfernungsmodulationssignal (fee) mit dem abgeleiteten Abfragewinkelmodulationssigna! (7«) gemischt (24) wird.

7. Navigationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Winkelmodulationssignals vor der Mischung vervielfacht (26) wird.

8. Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulation (27) des H F-Dauerstrichsignals mit dem abgeleiteten Winkelmodulatirxissignal eine Einseitenbandmodulation ist.

9. Navigationssystem nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Transponder Phasenregelsciiieifen vorgesehen sind (34,35,36,27, 28, 25; 25,43,48, 49, 22, 23), die die Signallaufzeiten der Modulationssignale im Transponder auf Modulationssignalperioden oder ganzzahlige Vielfache hiervon ergänzen, so daß durch die Signallaufzeiten im Transponder keine Meßfehler verursacht werden.

10. Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bordgerät eine Phasenregelschleife vorgesehen ist, die die Signallaufzeiten der Entfernungsmodulationssignale im Bordgerät auf Modulationssignalperioden oder ganzzahlige Vielfache hiervon ergänzt, so daß durch die Signallaufzeiten im Bordgerät keine Meßfehler verursacht werden.

11. Navigationssystem nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Antwortenlferriungsmodulationssignals ein Oszillator (44), der mit der Modulationsfrequenz schwingt, vorgesehen ist und daß dieser Oszillator (44) phasenstarr (45, 46, 47) mit dem abgeleiteten Winkelmodulationssignal (/«) gekoppelt ist.

12. Navigationssystem nach einem der Ansprüche I bis 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bordgerät zwei räumlich mehrere Uetriebswcllcnlängen gegeneinander versetzte Antennen (12, 1.1) hat und daß zwischen den Antennen regelmäßig umgeschaltet wird.