DE3152340T5 - Satellite-based vehicle position determining system - Google Patents

Satellite-based vehicle position determining system

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DE3152340T5 DE19813152340 DE3152340A DE3152340T5 DE 3152340 T5 DE3152340 T5 DE 3152340T5 DE 19813152340 DE19813152340 DE 19813152340 DE 3152340 A DE3152340 A DE 3152340A DE 3152340 T5 DE3152340 T5 DE 3152340T5
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Description

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Beschreibungdescription

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Bestimmen der augenblicklichen Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeugen.The invention relates to a method and an arrangement for determining the instantaneous positions of a plurality of themselves on or above a defined section vehicles moving the earth's surface, in particular aircraft.

Nach dem Stande der Technik hängt die Ortung eines Flugzeugs nach dessen geographischer Breite und Länge mittels derzeitiger Luftverkehrskontrollsystemen gewöhnlich von einer direkten Radarabfragung ab. Mit Radar kann typischerweise eine Abtastung nur wenige Male pro Minute durchgeführt werden, weil beim Radar nach jeder radialen Abtastung auf Echos aus dem vollen Bereich gewartet werden muß, bevor der Impuls für den nächsten radialen Be*- reich gesendet wird. Demgemäß ist die Frequenz, mit der durch Radar ermittelte Positionsinformationen aktualisiert werden können, inhärent beschränkt. Mit Radar ist es nicht möglich, Flugzeuge außerhalb der direkten Sichtlinie festzustellen, und wegen des unebenen Terrains und der Krümmung der Erde sind viele Bereiche, in denen Flugzeuge fliegen, nicht mittels Radar erfaßbar, insbesondere dann, wenn sich die Flugzeuge in niedriger Höhe befinden. Obwohl die Entfernung (d. h. der Abstand des Flugzeugs von der Radarantenne) im Prinzip ziemlich genau gemessen werden kann, hängt die Genauigkeit der Azimutmessung (d.h. der Ortung eines Flugzeugs relativ zu Nord von einem Radarsender aus, die gewöhnlich in Grad ausgedrückt wird) . von der Radarstrahlbreite ab und ist verhältnismäßig schlecht.According to the prior art, the location of an aircraft depends on its latitude and longitude by means of current air traffic control systems usually from a direct radar interrogation. Radar can typically scan only a few times per minute because the radar waits for echoes from the full range after each radial scan must before the pulse for the next radial range is sent. Accordingly, the frequency with which positional information determined by radar can be updated is inherently limited. With radar is not possible to detect aircraft out of direct line of sight and because of the uneven terrain and Due to the curvature of the earth, many areas in which airplanes fly cannot be detected by means of radar, in particular when the aircraft are at low altitude. Although the distance (i.e. the distance of the aircraft from the radar antenna) can in principle be measured fairly accurately, the accuracy of the azimuth measurement (i.e. the location of an aircraft relative to north from a radar transmitter, usually expressed in degrees). depends on the radar beam width and is relatively bad.

Die Messung der Höhe eines Flugzeugs kann, abgesehen von sehr groben Messungen, mittels Radar nicht durchgeführtApart from very rough measurements, the measurement of the altitude of an aircraft cannot be carried out using radar

werden. Daher wird sie selbst für die größten und bestausgerüstetsten kommerziellen Flugzeuge gewöhnlich aus dem lokalen Luftdruck abgeleitet, der ungefähr durch lokale barometrische Einstellungen korrigiert wird, wenn solche bekannt sind. Bei dem vorliegenden System der Luftverkehrskontrolle wird der mittels eines Aneroidbarometer gemessene Druck in Digitalsignale umgewandelt, die codiert und mittels des Flugzeug-"Transponders" zur Luftverkehrskontrolle (ATC) zurückübermittelt werden; letzteres ist eine Einrichtung, die auf Radarimpulse derart anspricht, daß sie eine codierte Impulsfolge als Antwort sendet. Das vorhandene System der Höhenmessung ist daher inhärent grob, und seine Brauchbarkeit für eine Terrainumgehung unter Instrumentenblindflugbedingungen (IFR) hängt von der genauen Kenntnis der lokalen Barometereinstellung ab (die sich bei gewissen Wetterbedingungen sehr schnell ändern kann), sowie davon, daß die Besatzung daran denkt, die Barometereinstellung oft zu aktualisieren.
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will. Therefore, for even the largest and most well-equipped commercial aircraft, it is usually derived from local air pressure roughly corrected by local barometric adjustments, if known. In the present air traffic control system, the pressure measured by means of an aneroid barometer is converted into digital signals which are encoded and transmitted back to the air traffic control (ATC) by means of the aircraft "transponder"; the latter is a device which responds to radar pulses by sending a coded pulse train in response. The existing system of altitude measurement is therefore inherently crude, and its usefulness for terrain avoidance under instrument blind flight conditions (IFR) depends on a precise knowledge of the local barometer setting (which can change very quickly in certain weather conditions) and on the fact that the crew thinks about it to update the barometer setting often.
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Wegen der ungenauen Kenntnis der Höhe und des Azimuts und der Unfähigkeit des Radars, Abtastungen nahe am Boden vorzunehmen, kann das Luftverkehrskontrollradarsystem nicht als Präzisionslandeanflugsystem unter Instrumentenblindflugbedingungen benutzt werden. Es muß daher durch ein völlig anderes bzw. gesondertes System ergänzt werden, z. B. das ILS-System (Instrumenten-Lande-System),das für • jede Start- und Landebahn eines Flughafens dupliziertBecause of the imprecise knowledge of the altitude and azimuth and the inability of the radar to scan close to the ground cannot be done by the air traffic control radar system as a precision landing approach system under instrument blind flight conditions to be used. It must therefore be supplemented by a completely different or separate system, z. B. the ILS system (Instrument Landing System), which for • Duplicates every runway at an airport

werden muß.
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must become.
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Aus ähnlichen Gründen sind Versuche, das vorliegende System zur Abgabe von Warnungen möglicher Zusammenstöße in der Luft zu verwenden, nicht zufriedenstellend gewesen. Bei der niedrigen Radarabtastrate und bei den großen "Feh-SS lern in der Höhen-, Azimut- und Geschwindigkeitsmessung sind die extrapolierten Wege jedes Flugzeugs im ErgebnisFor similar reasons, attempts to use the present system to issue warnings of possible collisions in using the air has not been satisfactory. With the low radar sampling rate and with the large "Feh-SS learning in altitude, azimuth and speed measurements are the extrapolated paths of each aircraft in the result

expandierende Unsicherheitskonen, deren Ausmaß so groß ist, daß es zu vielen Fehlalarmen kommt. In einem Flughafenbereich von typisch mittlerem bzw. gemäßigtem Verkehr können diese "KonfIikt-Alarm"-Warnungen zehn oder mehr Male pro Tag auftreten. Daher hat das Kontrollpersonal die Tendenz, sie zu mißachten, nachdem es gelernt hat, daß viele Alarme Fehlalarme sind. Das hat zu großen Luftunfällen beigetragen.expanding cones of uncertainty, the extent of which is so great that there are many false alarms. In an airport area of typically medium or moderate traffic, these "conflict alarm" warnings can be ten or more occur more times a day. Hence, after learning, the control personnel have a tendency to disregard them has that many alarms are false positives. This has contributed to major air accidents.

Die gefährlichste Navigationssituation ist ein Flug in einem Bergtal unter Blindflug- oder IFR-Bedingungen. Das derzeitige Radarsystem kann in dieser Situation wenig Hilfe geben, weil es nicht in ein Tal unter seine Horizontlinie reichen kann.The most dangerous navigational situation is a flight in a mountain valley under blind flight or IFR conditions. The The current radar system can provide little help in this situation because it is not in a valley below its horizon line can be enough.

Wegen der vielen nicht erfaßten Bereiche, die mit Radar nicht erreichbar sind, müssen Flugzeuge noch mittels eines anderen, unabhängigen Systems navigieren. Das gebräuchlichste hiervon besteht darin, daß VHF-Drehfunk- feuer-Entfernungssystemstationen (Stationen des VOR-Systems) Azimutinformation liefern. Für Flugzeuge, die hierfür ausgerüstet sind, erfolgt eine Ergänzung durch Entfernungsmeßgeräte (DME) zum Messen des Abstands von der Boden-VOR-Station. Im VOR-System definiert ein Funksender eine schmale Radiallinie, die viele Male pro Sekunde in einem vollen Kreis um den Sender herum durchläuft. Hiervon kann man mittels einer speziellen Ausrüstung an Bord eines Flugzeugs die Ortung von dem VOR-Sender erhalten. In diesem System wird das Azimut schlecht gemessen, nominell mit. einer Unsicherheit von mehreren Graden, was in der Umwandlung mehrere' Kilometer bei einem typischen Abstand von etwa 90 km von einer VOR-Station ergibt. In diesem System gibt es darüber hinaus viele Blindstellen, insbesondere bei niedriger Höhe. Außerdem haben, weil die meisten Flugzeuge RadiallinienBecause of the many areas not covered by radar are not reachable, aircraft still have to navigate using another, independent system. The most common of these is that VHF rotary radio fire removal system stations (stations of the VOR system) Provide azimuth information. For aircraft that are equipped for this, an addition is made by Distance measuring devices (DME) for measuring the distance from the ground VOR station. In the VOR system, a radio transmitter defines a narrow radial line many times per second runs in a full circle around the transmitter. You can do this with special equipment receive the location from the VOR transmitter on board an aircraft. In this system, the azimuth becomes bad measured, nominally with. an uncertainty of several degrees, which translates into several kilometers in the case of a typical distance of about 90 km from a VOR station. In this system there are beyond many blind spots, especially at low altitude. Also, because most planes have radial lines

von VOR-Stationen folgen müssen, typische Luftverkehrsrouten Zick-Zack-Form, so daß sie sich über eine größere als eine geradlinige Entfernung erstrecken und dadurch unnötigen Kraftstoffverbrauch bedingen. 5From VOR stations must follow typical air traffic routes zigzag so that they cover a larger one as a straight line distance, thereby causing unnecessary fuel consumption. 5

Entfernungsmeßgeräte beinhalten eine spezielle Sender/ Empfänger-Kombination, die sich an Bord einiger Plugzeuge befindet. Der Sender sendet imp.ulsförmige Abfragesignale aus, die von militärischen taktischen Luftnavigationsstationen (TACAN-Stationen) empfangen werden. TACAN-Stationen befinden sich gewöhnlich am gleichen Ort wie VOR-Stationen (sie sind gewöhnlich "gemeinsam" mit letzteren Stationen vorgesehen). Eine TACAN-Station sendet ein Antwortsignal, das von dem Entfernungsmeßgerät im Flugzeug empfangen wird. Aus der vergangenen Zeit und der bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit der Funksignale berechnet das Flugzeug-Entfernungsmeßgerät die Entfernung von der TACAN-Station. Der prinzipielle Nachteil dieses Systems ist die Kompliziertheit und der Kostenaufwand für die vom Flugzeug mitzuführende Ausrüstung, die zum Abfragen der TACAN-Station und zum Verarbeiten des Antwortsignals erforderlich ist; diese Faktoren machen Entfernungsmeßgeräte (das DME-System) praktisch nur für relativ teure Geschäftsflugzeuge anwendbar, sowie für die größeren und komplizierteren militärischen und kommerziellen Flugzeuge. Distance measuring devices contain a special transmitter / Receiver combination that is on board some plug-in tools is located. The transmitter sends pulse-shaped interrogation signals received by military tactical air navigation stations (TACAN stations). TACAN stations are usually in the same location as VOR stations (they are usually "shared" with the latter Stations provided). A TACAN station sends a response signal, which the distance measuring device im Aircraft is received. Calculated from the elapsed time and the known propagation speed of the radio signals the aircraft rangefinder shows the distance from the TACAN station. The principal disadvantage of this Systems is the complexity and cost of the aircraft-carried equipment needed to interrogate the TACAN station and is required to process the response signal; these factors make range finders (the DME system) practical only for relatively expensive ones Business jets applicable, as well as for the larger ones and more complex military and commercial aircraft.

Das ungerichtete Funkfeuer- und das ILS-System repräsentieren noch weitere Teile des vorhandenen "Misch-Maschs" .30 der Luftverkehrskontroll systeme. Das ungerichtete Funkfeuer (NDB) ist im wesentlichen ein "zielansteuernder" Sender, der für Nichtpräzisions-Navigation und -Anflüge verwendbar ist. Das Instrumenten-Landesystem (ILS), das viel komplizierter ist, wird mittels spezieller Funkausrüstung, die für gewisse Start- und Landebahnen in eini-Represent the omnidirectional beacon and ILS systems further parts of the existing "mish-mash" .30 of the air traffic control systems. The undirected radio beacon (NDB) is essentially a "targeting" transmitter used for non-precision navigation and approaches is usable. The Instrument Landing System (ILS), which is much more complicated, is operated using special radio equipment, which for certain runways in some

gen Flughafen vorgesehen ist, verwirklicht. Das ILS besteht derzeit aus drei gesonderten Funksystemen (die alle ohne Bezug zu VOR, NDB oder irgendein anderes vorstehend beschriebenes System sind) zum Senden von Information zu dem Flugzeug, die sich auf dessen Links-Rechts-Position und auf dessen Winkel vertikal vom Ende der Start- und Landebahn (d. h. auf die Anstiegsneigung) bezieht, und auf dessen horizontale Entfernung von der Start- und Landebahn. Die so gesendete Funkinformation muß mittels spezieller Ausrüstung, die für diesen Zweck an Bord des Flugzeugs vorgesehen ist, decodiert werden.at the airport. The ILS currently consists of three separate radio systems (all unrelated to VOR, NDB or any other system described above) for sending information to the aircraft, referring to its left-right position and its angle vertically from the end of the Runway (i.e. slope slope) and its horizontal distance from the Start-and runway. The radio information sent in this way must be carried out using special equipment designed for this purpose is provided on board the aircraft, can be decoded.

Da die derzeit in einem Flugzeug erforderlichen Systeme folgendes bestimmen müssen : " (a) seine Höhe, (b) sein Azimut, und (c) seinen Abstand von einem VHF-Drehfunkfeuer; wobei (d) seine Höhe und (e) sein Azimut bei ILS während eines Präzisionsanflugs zum Landen; (f) sein Ort relativ zu einem ungerichteten Funkfeuer (NDB); und (g) seine Entfernung von einer Start- und Landebahn bei einem Präzisionsflug alle unterschiedlich sind, erfordert ein vollständig für IFR-Flüge ausgerüstetes Flugzeug eine große Anzahl von unterschiedlichen elektronischen Einheiten, die alle teuer sind und ausfallen können. Aus diesem Grund ist nur ein Bruchteil aller Flugzeuge mit sogar nur minimaler Blindflugausrüstung versehen. Nur die größten und teuersten Flugzeuge führen im wesentlichen redundante Ausrüstung für alle die vielen in Frage stehenden Systeme mit sich. Das Gewicht' der Ausrüstung ist ebenfalls ein Faktor; bei den kleineren Arten von Geschäftsflugzeugen, die normalerweise für IFR-Flüge ausgerüstet sind, ist das Gewicht der erforderlichen IFR-Elektronikgeräte, das diese mit sich führen, oft bis zu 5 % der nutzbaren Flugzeugladung und vermindert dementsprechend das Gewicht des mitführbaren Kraftstoffs oder der Nutzladung.As the systems currently required in an airplane Determine: "(a) its altitude, (b) its azimuth, and (c) its distance from a VHF rotary radio beacon; where (d) its altitude and (e) its azimuth at ILS during a precision approach for landing; (f) its location relative to a non-directional radio beacon (NDB); and (g) its distance from a runway in a precision flight are all different, an aircraft fully equipped for IFR flights requires one large number of different electronic units, all of which are expensive and can fail. For this Reason is that only a fraction of all aircraft are equipped with even minimal blind flight equipment. Only the greatest and most expensive aircraft carry essentially redundant equipment for all of the many systems in question with himself. The weight of the equipment is also a factor; in the smaller types of business aircraft, that are normally equipped for IFR flights is the weight of the required IFR electronic equipment that these carry with you, often up to 5% of the usable aircraft load and reduce the weight accordingly the amount of fuel that can be carried or the cargo.

Da das derzeitige System für Präzisionsanflüge (Instrumenten-Lande-System oder ILS) nicht in der Lage ist, ein Flugzeug zu leiten, abgesehen von einer geraden Linie, muß sich ein Flugzeug viele Kilometer außerhalb zum Anflug einmessen. Das beschränkt die Fähigkeit eines Flughafens, ein großes Verkehrsvolumen zu bewältigen. Im Hinblick auf diese Beschränkung plant die US-Luftfahrtstelle (Federal Aviation Agency) gegenwärtig noch ein anderes System als erforderlich einzuführen, nämlich das Mikrowellenlandesystem (MLS), um einige der Nachteile des ILS zu überwinden. Dadurch wird die für IFR-Flüge an Bord notwendige Ausrüstung noch weiter erhöht, und so wird die Anzahl der Flugzeugführer bzw. -besitzer, die sich solche Flugzeuge leisten können, weiter vermindert.Since the current system for precision approaches (instrument landing system or ILS) is unable to direct an aircraft other than in a straight line, an airplane has to measure itself many kilometers outside for the approach. This limits an airport's ability to to handle a large volume of traffic. In view of this restriction, the US aerospace authority is planning (Federal Aviation Agency) to introduce yet another system than necessary, namely that Microwave Landing System (MLS) to overcome some of the disadvantages of the ILS. This will allow for IFR flights The number of pilots or owners who can afford such aircraft is further reduced.

Eine weitere Schwierigkeit des vorhandenen Systems des Überwachens und Kontrollierens des Luftverkehrs betrifft die Ortung eines Flugzeugs bei einem Unfall. Gegenwärtig dient zu diesem Zweck der sogenannte "Notortungssender" (ELT). Der ELT ist eine batteriebetriebene Einrichtung, die durch gesetzliche Bestimmung für jedes Flugzeug erforderlich ist, und diese Einrichtung soll bei einem durch Unfall bedingten Stoß beginnen, ein Notsignal zu senden. Die meisten ELT-Signale sind jedoch in Wirklichkeit Fehlalarme, und im Falle eines tatsächlichen Unfalls gehen die ELT-Antennen oft zu Bruch oder werden durch abschirmende Trümmer bedeckt, wodurch der ELT unwirksam gemacht wird. Das Luftverkehrskontroilradarsystem kann in dieser kritischen Situation wenig Hilfe geben, da ein niedergehendes Flugzeug unter dem Radarhorizont an der Stelle verschwindet, wenn seine Situation am schlimmsten wird.Another difficulty with the existing system of monitoring and controlling air traffic concerns the location of an aircraft in the event of an accident. The so-called "emergency location transmitter" is currently used for this purpose. (ELT). The ELT is a battery operated device required by law for every aircraft and this facility is intended to start an emergency signal in the event of an accident-related impact send. Most ELT signals, however, are actually false positives, and in the event of an actual accident the ELT antennas often break or are covered by shielding debris, making the ELT ineffective is made. The air traffic control radar system can provide little help in this critical situation, as one descending aircraft disappears below the radar horizon at the point when its situation is worst will.

Schließlich ergibt sich noch ein Problem in dem gegenwärtigen Luftverkehrskontrollnetzwerk insofern, als die Sprechverbindungen zwischen Flugzeug und BodenkontrolleFinally, another problem arises in the current air traffic control network in that Voice connections between aircraft and ground control

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problematisch sind. Diese Verbindungen hängen derzeit von den über das Land verstreuten Sender-Empfänger-Orten ab. Dieses System hat außerdem Blindstellen, insbesondere bei niedrigen Höhen oder in bergigem Terrain. In einem gegebenen Verkehrsbereich ist es bei vielen Flugzeugen üblich, mit der Luftverkehrskontrolle auf der gleichen Frequenz Nachrichten- bzw. Sprechverbindung zu haben, wodurch es sich zwangsweise ergibt, daß die Information auf einer "Gemeinschaftsleitungs"-Basis ausgetauscht wird und es zu der Gefahr kommt, daß für ein Flugzeug bestimmte Information irrtümlicherweise von einem anderen Flugzeug angenommen bzw. als für dieses bestimmt behandelt wird. Während eines Landeanflugs müssen darüber hinaus die Frequenzen oft manuell umgeschaltet werden, wenn das Flugzeug von der Zuständigkeit eines Mitglieds der Bodenkontrolle in diejenige eines anderen Mitglieds der Bodenkontrolle übergeben wird, so daß es dadurch zu zusätzlicher Verwirrung für die Flugzeugbesatzung zu einem Zeitpunkt kommt, in dem viele andere Dinge ihre Aufmerksamkeit erfordern.are problematic. These connections currently depend on the sender-receiver locations scattered across the country. This system also has blind spots, especially at low altitudes or in mountainous terrain. In a given traffic area, it is common for many aircraft to to have communication or voice communication on the same frequency with air traffic control, which means it inevitably, the information will be exchanged on a "shared line" basis and it will there is a risk that information specific to one aircraft will be mistakenly accepted by another aircraft or is treated as intended for this. During a landing approach, the frequencies often manually switched when the aircraft is in the responsibility of a member of ground control that of another member of the ground control is given, adding to the confusion for the flight crew comes at a time when many other things require their attention.

Es sind verschiedenste Vorschläge zum Ergänzen oder Ersetzen des vorhandenen bruchstückhaften Systems der Luftverkehrskontrolle und -navigation durch ein einheitliches, umfassendes System, das große Bereiche der Erdoberfläche abdeckt, gemacht worden. Ein besonders anspruchsvoller Versuch in diesem Rahmen ist das Navstar-System, das auch als das "Globale Positionierungssystem" (GPS) bezeichnet wird, wie es derzeit in den USA von dem Verteidigungsministerium in Entwicklung gegeben ist. Militärische Flugzeuge haben jedoch Navigationserfordernisse, die sich von denjenigen der zivilen Flugzeuge völlig unterscheiden. Für militärische Flugzeuge unterliegen die Kosten der Navigationsausrüstung einer sekundären Betrachtung, das wichtigste ist die Fähigkeit, in jedem Teil der Welt leicht navigieren und das Senden irgendwelcher SignaleThere are various suggestions for adding or replacing the existing fragmentary air traffic control system and navigation through a unified, comprehensive system that covers large areas of the earth's surface covers, has been made. A particularly demanding attempt in this context is the Navstar system, which too referred to as the "Global Positioning System" (GPS) as it is currently used in the United States by the Department of Defense is under development. However, military aircraft have navigation requirements that differ from completely different from that of civil aircraft. For military aircraft, a secondary consideration is the cost of navigational equipment, that is most important is the ability to easily navigate in any part of the world and send any signals

vermeiden zu können, die ihren Aufenthaltsort in einer Situation in Feindesland oder in Kampfhandlungen verraten. Wie derzeit beabsichtigt, wird in dem Navstar-System eine Anordnung von 24 Satelliten in drei gegenseitig senkrecht zueinander verlaufenden ZwölfStundenumlaufbahnen um die Erde angewandt (zwei sind polar und eine äquatorial). Die Satelliten senden ausschließliche identifizierende Signale auf einer gemeinsamen Trägerfrequenz, die von dem Flugzeug empfangen werden, dessen Position berechnet werden soll. Basierend auf den Ausbreitungszeiten der Signale von vier der Satelliten zum Empfänger im Flugzeug kann der Ort des Flugzeugs aus den bekannten augenblicklichen Positionen der in Frage stehenden Satelliten berechnet werden. Eine volle Ausführung dieses Systems erfordert unter anderem Atomuhren, damit die Zeitgebungssynchronisätion bzw. die zeitliche Synchronisation auf das erforderliche Genauigkeitsniveau gebracht werden kann, sowie komplizierte Rechenausrüstung im Flugzeug oder an einer zentralen Stelle, die dem Flugzeug mittels einer Satellitenverbindung zugänglich ist. Die komplizierte Ausrüstung, die zum Navigieren mit dem Navstar-System erforderlich ist, insbesondere dort, wo die Navigationsberechnungen an Bord des Flugzeugs ausgeführt werden müssen, ist wahrscheinlich bzw. entsprechend aufwendig, so daß sie die-to avoid being able to reside in a Betray the situation in enemy territory or in combat operations. As presently contemplated, the Navstar system will have an array of 24 satellites in three mutually perpendicular twelve-hour orbits around the Earth applied (two are polar and one equatorial). The satellites only send identifying signals on a common carrier frequency received by the aircraft whose position is calculated target. Based on the propagation times of the signals from four of the satellites to the receiver in the aircraft can the location of the aircraft is calculated from the known instantaneous positions of the satellites in question will. A full implementation of this system requires, among other things, atomic clocks for timing synchronization or the time synchronization can be brought to the required level of accuracy, as well as Complicated computing equipment in the aircraft or at a central location, which is connected to the aircraft by means of a satellite connection is accessible. The complicated equipment required to navigate the Navstar system is, especially where the navigation calculations on board the aircraft have to be carried out is likely or correspondingly expensive, so that they

25. ses System für die meisten Flugzeugbetreiber bzw. -gesellschaften aus Kostengründen unzugänglich macht. Bezüglich einer genaueren Beschreibung des Navstar-Systems sei. z.B. auf die US-Patentschrift 4 114 155 und die darin angege-■ benen Druckschriften verwiesen.25. This system for most aircraft operators or airlines makes inaccessible for cost reasons. For a more detailed description of the Navstar system, see. e.g. to US Pat. No. 4,114,155 and the documents cited therein referenced publications.

Es sind auch andere Funknavigationssysteme vorgeschlagen worden, in denen künstliche Satelliten in einer Erdumlaufbahn verwendet werden. Zum Beispiel ist in der US-Patentschrift 3 665 464 ein System für die Positionsbestimmung von Hochgeschwindigkeitsflugzeugen beschrieben, in demOther radio navigation systems have also been proposed in which artificial satellites are in orbit be used. For example, in U.S. Patent 3,665,464 there is a system for location determination of high-speed aircraft described in the

- y-Λθ' - y-Λθ '

drei im Abstand voneinander vorgesehene Antennenaufstellungsorte und ein Bakenantwortgerät, das an Bord des Flugzeugs mitzufuhren ist, verwendet werden. Das System ist in einer Bodenbasis-Konfiguration oder in Verbindung mit einer Anzahl von synchronen, nahezu synchronen oder nichtsynchronen Satelliten verwendbar. Ein Bakensender an einem der Antennenaufstellungsorte fragt das Flugzeug zu einem definierten Zeitpunkt unter Verwendung eines diskreten Flugzeugcodes oder einer diskreten Impulsgruppe ab, und in Antwort hierauf sendet das Bakenantwortgerät ein Antwortsignal, das an allen drei Antennenaufstellungsorten empfangen wird. Ein Bodenrechner berechnet dann basierend auf der Abfragezeit, der Empfangszeit der Antwort an jedem der drei Antennenaufstellungsorte, und der bekannten Positionen der Antennenaufstellungsorte die Flugzeugposition. Die auf diese Weise berechnete Flugzeugpositionsinformation wird dann als Teil des nächsten Abfragesignals zum Flugzeug zurückgesendet. Das Problem des Überlappens zwischen Antwortsignalen, die von unterschiedlichen Flugzeugen herkommen, wird im wesentlichen in der Weise gehandhabt, daß man anfänglich die Positionen aller Flugzeuge innerhalb des Bereichs des Systems bestimmt und danach die Flugzeuge in der Reihenfolge ihrer Nähe zum Bakensender abfragt.three antenna locations provided at a distance from each other and a beacon answering device that is on board the aircraft is to be carried. The system is in a ground base configuration or in conjunction with a number can be used by synchronous, nearly synchronous or non-synchronous satellites. A beacon transmitter on one of the The aircraft queries antenna locations at a defined point in time using a discrete aircraft code or a discrete group of impulses, and in response to this the beacon response device sends a response signal, that received at all three antenna sites will. A ground calculator then calculates, based on the polling time, the time of receipt of the response at each the three antenna locations, and the known one Positions of the antenna sites the aircraft position. The aircraft position information calculated in this way is then used as part of the next interrogation signal sent back to the aircraft. The problem of the overlap between response signals coming from different aircraft is essentially handled by initially looking at the positions of all aircraft within the range of the system and then the aircraft in the order of their proximity to the beacon transmitter queries.

Ein etwas unterschiedliches auf Satelliten basierendes Funknavigationssystem ist in der US-Patentschrift 3 384 891 beschrieben. In einer Betriebsweise, die als "aktive" Betriebsweise bezeichnet wird, sendet eine Bodenstation in zeitlichem Abstand befindliche Entfernungsmeßsignale zu jedem von zwei Satelliten in synchronen oder nichtsynchronen Umlaufbahnen. Jedes der Entfernungsmeßsignale enthält digitale· Adressencodes, die einen der Satelliten und das spezielle zu ortende Fahrzeug identifizieren. Die Satelliten senden ihre jeweiligen Entfer-A slightly different satellite based one Radio navigation system is described in U.S. Patent 3,384,891. In an operating mode that is called "Active" mode of operation is referred to, a ground station transmits distance measuring signals located at a time to each of two satellites in synchronous or nonsynchronous orbits. Each of the distance measuring signals contains digital address codes that identify one of the satellites and the particular vehicle to be located. The satellites transmit their respective range

nungsmeßsignele einzeln wieder ζμ dem Fahrzeug und außerdem direkt zur Bodenstation zurück. Die an Bord des Fahrzeugs befindliche Ausrüstung wiederholt die beiden von den Satelliten wieder ausgesendeten Entfernungsmeßsignale und übermittelt sie über die jeweiligen Satelliten zur Bodenstation zurück. Basierend auf den gemessenen Differenzen zwischen den Ankunftszeiten der direkt und indirekt wieder ausgesendeten Entfernungsmeßsignale, die jedem Satelliten zugeordnet sind, an der Bödenstation,berechnet letztere den Abstand des Fahrzeugs von jedem Satelliten. Alternativ kann ein einziger nichtsynchroner Satellit in zwei bekannten Umlaufbahnpositionen abgefragt werden, um die beiden Entfernungsmeßwerte zu erhalten. In jedem Falle definieren die beiden Entfernungsmeßwerte dann, wenn sich das Fahrzeug auf der Erdoberfläche befindet, zwei Positionskreise, die sich in zwei Punkten schneiden, von denen der eine die Fahrzeugposition und der andere eine Doppeldeutigkeit ist, die basierend auf der ungefähren Kenntnis der wahren Position des Fahrzeugs zurückgewiesen wird. Wenn das Fahrzeug über der Erdoberfläche geortet werden soll, kann ein ähnlicher Vorgang ausgeführt werden, sofern die Höhe des Fahrzeugs gesondert bestimmt wird; alternativ können drei (mehr als zwei) Satelliten abgefragt werden, um drei Entfernungsmessungen der Entfernung zum Fahrzeug zu erhalten, was die Berechnung einer vollständigen Position des Standorts einschließlich . der Höhe ermöglicht.nungsmeßsignele individually again ζμ the vehicle and also straight back to the ground station. The equipment on board the vehicle repeats the two from the satellites re-transmitted distance measurement signals and transmits them to the ground station via the respective satellites back. Based on the measured differences between the arrival times of the direct and indirect again transmitted distance measurement signals, which are assigned to each satellite, at the ground station, calculates the latter the distance of the vehicle from each satellite. Alternatively, a single nonsynchronous satellite can split into two known orbital positions are queried in order to obtain the two distance measurements. Define in each case the two distance measurements when the vehicle is on the surface of the earth, two position circles, which intersect in two points, one of which is the vehicle position and the other one Ambiguity is rejected based on an approximate knowledge of the true position of the vehicle will. If the vehicle is to be located above the surface of the earth, a similar process can be performed if the height of the vehicle is determined separately; alternatively three (more than two) satellites can be queried to get three distance measurements of the distance to the vehicle, resulting in the computation of a full position of the site including. the height allows.

In der alternativen, als "passiv" bezeichneten Betriebsweise des in der US-Patentschrift 3 384 891 beschriebenen Systems sendet die Bodenstation gesondert die bekannten augenblicklichen Positionen der beiden Satelliten zu den Fahrzeugen. Unmittelbar danach sendet die Bodenstation Entfernungsmeßsignale zu jedem der beiden Satelliten bei im voraus angenommenen Laufzeiten, derart, daß die Entfer-In the alternative mode of operation referred to as "passive" to that described in US Pat. No. 3,384,891 The ground station sends the known current positions of the two satellites separately to the system Vehicles. Immediately thereafter, the ground station sends range finding signals to each of the two satellites at times assumed in advance, such that the distance

nungsmeßsignale durch die beiden Satelliten im wesentlichen gleichzeitig wiederholt und wieder ausgesendet werden. Die wiederausgesendeten Entfernungsmeßsignale werden von den Fahrzeugen mit einer Zeitdifferenz empfangen, die für die Entfernuftgsdifferenz zwischen dem jeweiligen Fahrzeug und den beiden Satelliten indikativ ist. Diese Differenz definiert eine hyperbolische Fläche, die in eine Positionslinie für das Fahrzeug aufgelöst bzw. zu einer Positionslinie für das Fahrzeug reduziert wird, wenn das Fahrzeug auf der Erdoberfläche oder seine Höhe bekannt ist. Wiederholt man diesen Vorgang mit unterschiedlichen Satellitenpaaren, dann erhält man sich schneidende Positionslinien, die die Fahrzeugposition definieren. Das unterscheidende Merkmal gegenüber der passiven Betriebsweise besteht darin, daß keine Funkübertragung vom Fahrzeug aus stattfindet und seine Position daher anderen nicht bekannt wird. Eine Beschreibung des vorstehend erläuterten Systems sowohl in der aktiven als auch in der passiven Betriebsweise ist enthalten in einem Aufsatz, dessen Titel (in deutscher Übersetzung) lautet "Ein Navigationssystem unter Verwendung von Entfernungsmessungen von Satelliten bei zusammenarbeitenden Bodenstationen", der in der Zeitschrift "Journal of the Institute of Navigation", Band 11, Nr. 3 (Sommer 1964) Seiten 315 bis 334 veröffentlicht ist-voltage measurement signals are repeated and re-transmitted essentially simultaneously by the two satellites. The retransmitted distance measurement signals are received by the vehicles with a time difference, those for the distance air difference between the respective Vehicle and the two satellites is indicative. This difference defines a hyperbolic surface, which in a position line for the vehicle is resolved or reduced to a position line for the vehicle when the vehicle on the surface of the earth or its altitude is known. If you repeat this process with different Satellite pairs, then you get intersecting position lines that define the vehicle position. The The distinguishing feature compared to the passive mode of operation is that there is no radio transmission from the vehicle takes place and its position is therefore not known to others. A description of the above Systems in both active and passive mode of operation is included in an essay, whose title (in German translation) is "A navigation system using distance measurements from satellites at cooperating ground stations ", that in the Journal of the Institute of Navigation, Volume 11, No. 3 (Summer 1964) pages 315 bis 334 is published-

Die US-Patentschrift 3 430 234 betrifft ein Funknavigationssystem, in dem eine Mehrzahl von Satelliten in.einer stationären (d. h. geosynchronen) Erdumlaufbahn verwendet wird. Im einzelnen sind sechs stationäre Satelliten gleichförmig im Abstand um die Erde in einer Äquatorialebene vorgesehen, so daß eine Sichtlinienverbindung zwischen einem nahezu irgendwo in der Welt befindlichen Flugzeug und wenigstens zwei der Satelliten sichergestellt wird.US Patent 3,430,234 relates to a radio navigation system, using a plurality of satellites in stationary (i.e., geosynchronous) earth orbit will. Specifically, six stationary satellites are uniformly spaced around the earth in an equatorial plane provided so that a line of sight connection between an aircraft located almost anywhere in the world and at least two of the satellites are secured.

Jeder Satellit weist einen Empfänger zum Empfangen vonEach satellite has a receiver for receiving

identitätscodierten Abfragesignalen auf, die von dem zu ortenden Flugzeug erzeugt worden sind, und einen Sender zum Aussenden von Signalen, die mit den empfangenen Abfragesignalen synchronisiert sind. Die von den Satelliten in Ansprechung auf einen von einem Flugzeug erzeugten Abfrageimpuls erzeugten Signale werden vom Flugzeug empfangen, ihre Zeitdifferenz wird mit einer im Flugzeug befindlichen Ausrüstung bestimmt, um ein Hyerboloid zu erzeugen, das sich mit der Erdoberfläche schneidet (oder das sich im Falle eines Flugzeugs, das eine bekannte Höhe hat, mit einer sphärischen Oberfläche schneidet, die oberhalb der Erdoberfläche liegt), so daß dadurch eine Positionslinie für das Flugzeug definiert wird. Eine zweite, sich damit schneidende Positionslinie wird durch Messen der Rundlauf-Laufzeit eines von dem Flugzeug erzeugten und mittels eines der Satelliten zum Flugzeug zurückübertragenen Abfragesignals bestimmt, so daß dadurch die Flugzeugposition geortet wird. Alternativ wird die zweite Positionslinie dadurch erhalten, daß man die Summe der Rundlauf- Laufzeiten des Abfragesignals durch die beiden Satelliten bestimmt, wodurch eine elliptische Positionslinie erzeugt wird, die die ursprüngliche, durch ein Hyperboloid definierte Positionslinie am Ort des Flugzeugs schneidet. Um ein Signalüberlappen in den Satelliten zu vermeiden, wenn eine große Anzahl von Flugzeugen das System benutzt, wird vorgeschlagen, ein Zeitmultiplex zu realisieren, indem von einem der Satelliten ein Abfragesynchronisiersignal gesendet wird, das dahingehend wirkt, daß damit das Auftreten der von den verschiedenen, eine gemeinsame Frequenz benutzenden Flugzeugen gesendeten Abfragesignale in einer vorbestimmten Folge sichergestellt wird.identity-coded interrogation signals that are sent from the to locating aircraft have been generated, and a transmitter for sending out signals associated with the received interrogation signals are synchronized. Those generated by the satellites in response to one from an airplane Interrogation pulse generated signals are received by the aircraft, their time difference is compared to one located in the aircraft Equipment designed to create a hyerboloid that intersects with the surface of the earth (or that intersects in the The case of an aircraft having a known altitude intersects with a spherical surface that is above the Earth's surface), so that it defines a position line for the aircraft. A second to deal with it intersecting position line is determined by measuring the run-out time one generated by the aircraft and transmitted back to the aircraft by means of one of the satellites Interrogation signal determined, so that thereby the aircraft position is located. Alternatively, the second position line is obtained by adding the sum of the concentricity Transit times of the interrogation signal determined by the two satellites, creating an elliptical position line which intersects the original position line defined by a hyperboloid at the location of the aircraft. To avoid signal overlap in the satellites when a large number of aircraft are using the system, it is proposed to implement time division multiplexing by sending an interrogation synchronization signal from one of the satellites is sent, which acts to the effect that the occurrence of the different, a common frequency polling signals sent to the aircraft using it is ensured in a predetermined sequence.

In der US-Patentschrift 3 544 995 ist ein weiteres Navigationssystem beschrieben, in dem ein oder mehrere künstliehe Erdsatelliten verwendet werden. In einer erstenIn U.S. Patent 3,544,995 there is another navigation system in which one or more artificial earth satellites are used. In a first

Version des Systems wird ein einziger Satellit dazu verwendet, einer Bodenstation die Flugzeügpositions-, -identifizierungs- und -höheninformation, die gesondert durch an Bord des Flugzeugs befindliche Ausrüstung erzeugt worden ist, zu übermitteln. Die Bodenstation empfängt die von einer Mehrzahl von Flugzeugen erzeugte Information zur Verwendung bei der Zusammenstoßvermeidung. In einer zweiten Version des Systems werden mit flugzeugidentifizierenden Adressen codierte Signale von der Bodenstation gesendet und dem identifizierten Flugzeug über ein Paar Satelliten übermittelt. Im Flugzeug befindet sich ein Transponder, der diese Signale feststellt und ein Rücksignal sendet, das durch die beiden Satelliten zur Bodenstation zurückübermittelt wird. Um die von den beiden Satelliten herkommenden Signale in der Bodenstation zu trennen, werden .in hohem Maße richtfähige Antennen benutzt. Das Rücksignal enthält die von einem Funk- oder barometrischen Höhenmesser an Bord des Flugzeugs abgeleitete Höheninformation. Basierend auf den Laufzeiten der Signale, die durch die beiden Satelliten zur Bodenstation zurückübermittelt worden sind, berechnet der Bodenstationsrechner die Position des Flugzeugs unter Verwendung der gegebenen Höheninformation. Die Positions- und Flugzeugidentifikationsinformation wird dann durch einen der Satelliten zum Fahr- bzw. Flugzeug zurückübermittelt. Ein Überlappen der Rücksignale von unterschiedlichen Flugzeugen wird entweder dadurch verhindert, daß man sicherstellt, daß die von der Bodenstation für unterschiedliche Flugzeuge ausgehenden Signale genügend weit auseinander liegen, um ein Überlappen der Rücksignale zu verhindern, oder dadurch, daß man die Fahrzeug- bzw. Flugzeugadressen in dem Bodenstationsrechner entsprechend ihren Entfernungen von dem Satelliten anordnet. In einem beispielhaften System werden sechs äquidistante synchrone Satelliten im Abstand um den Erdäquator herum vorgesehen,Version of the system, a single satellite is used to provide a ground station with the aircraft position, identification and altitude information separately generated by equipment on board the aircraft is to be transmitted. The ground station receives the information generated by a plurality of aircraft for use in collision avoidance. A second version of the system uses aircraft identifiers Addresses encoded signals sent from the ground station and the identified aircraft via a pair Satellite transmitted. There is a transponder in the aircraft that detects these signals and a return signal which is transmitted back to the ground station by the two satellites. About the two of them To separate signals coming from satellites in the ground station, directional antennas are used to a high degree. The return signal includes that derived from a radio or barometric altimeter on board the aircraft Altitude information. Based on the transit times of the signals sent by the two satellites to the ground station have been transmitted back, calculates the ground station computer the position of the aircraft using the given altitude information. The position and Aircraft identification information is then provided by a the satellite transmitted back to the vehicle or aircraft. An overlap of the return signals from different ones Aircraft is prevented either by ensuring that that the signals emanating from the ground station for different aircraft are sufficiently far apart to prevent the return signals from overlapping, or by using the vehicle or aircraft addresses in the ground station computer according to their distances from the satellite. In an exemplary system, six become equidistant synchronous Satellites spaced around the earth's equator,

damit eine Erfassung aller Stellen auf der Oberfläche der Erde bis zu geographischen Breiten von +75° ermöglicht wird.This enables all points on the surface of the earth to be recorded up to geographical latitudes of + 75 ° will.

Eine weit verbreitete Annehmbarkeit eines auf Satelliten basierenden Luftverkehrskontroll- und -navigationssystems hängt letztlich von den folgenden vier Faktoren ab: (1) der Genauigkeit der Ortung der Flugzeugposition, (2) der Zuordnung bzw. Verteilung der komplizierten Hardware bzw. Geräte, durch die das System gebildet wird, zwischen Flugzeugen, Satelliten und Bodenstation, (3) dem Ausmaß, bis zu dem das System einer Überlastung oder "Sättigung" selbst im Falle eines nachhaltigen Zunehmens der Anzahl der mittels des Systems überwachten Flugzeuge standhalten kann, und (4) dem Ausmaß, bis zu dem das System auf vollständig automatische oder "pilotenlose" Flüge anwendbar ist.A widespread acceptability of a satellite-based air traffic control and navigation system ultimately depends on the following four factors: (1) the accuracy of the location of the aircraft position, (2) the Allocation or distribution of the complicated hardware or devices that make up the system between aircraft, Satellites and ground station, (3) the extent to which the system is overloaded or "saturated" withstand even in the event of a sustained increase in the number of aircraft monitored by the system and (4) the extent to which the system is applicable to fully automated or "pilotless" flights is.

Was den ersten dieser Faktoren anbetrifft, so ist zu sagen, daß alle einen großen Umfang besitzenden, allgemeinen Zwekken dienenden Positionsmeßsysteme direkt oder indirekt von der Messung von Zeitintervallen abhängen, die durch Multiplikation mit der Geschwindigkeit des Lichts in Entfernungen umgewandelt werden. Die Genauigkeit der Zeitmessung ist der Bandbreite, die der Messung zugeordnet werden kann, proportional. Jedes System, das nur durch Unterteilung der . verfügbaren Bandbreite in eine große Anzahl von Kanälen schmälerer Bandbreite (z. B. zur Vermeidung einer Systemsättigung) funktionieren kann, muß daher die Genauigkeit der Zeitmessung und infolgedessen letztlich der Position opfern.As for the first of these factors, it can be said that that all large-scale, general-purpose position measuring systems directly or indirectly from the measurement depend on time intervals obtained by multiplication can be converted into distances at the speed of light. The accuracy of timing is proportional to the bandwidth that can be assigned to the measurement. Any system that can only be achieved by dividing the . available bandwidth in a large number of channels with a narrower bandwidth (e.g. to avoid system saturation) can work, therefore must the accuracy of the time measurement and, ultimately, the position sacrifice.

Was den zweiten Faktor anbelangt, so ist klar, daß die optimale Zuordnung der Systemkomponenten diejenige ist, bei der die am wenigsten komplizierte Hardware in demAs for the second factor, it is clear that the optimal allocation of the system components is the one with the least complicated hardware in the

einzelnen Flugzeug untergebracht wird, und in dem sich die am meisten komplizierte Hardware in der Bodenstation befindet, da die letztere im wesentlichen einen einmaligen Aufwand bedeutet, während die Ausrüstung der Flugzeuge einen Aufwand darstellt, der für jedes Flugzeug, das das System benutzen kann, aufgebracht werden muß. Ein Luftverkehrskontrollsystem ist von geringer Brauchbarkeit, sofern es nicht für alle Flugzeuge empfindlich ist, und diese Fähigkeit läßt sich nicht für alle Flugzeuge erfüllen, sofern die an Bord erforderliche Ausrüstung sehr einfach und nicht teuer ist. Vom Standpunkt der Zuverlässigkeit sollte darüber hinaus die Kompliziertheit der in den Satelliten unterzubringenden Hardware ebenfalls minimalisiert sein, da die Satelliten zu Reparaturzwecken nicht leicht zugänglich sind, sobald sie in eine Umlaufbahn gebracht . worden sind.individual aircraft is housed, and in which the am Most of the complicated hardware is located in the ground station, since the latter is essentially a one-time expense means, while equipping the aircraft represents an expense for each aircraft that uses the system can use, must be applied. An air traffic control system is of little usefulness unless it is sensitive to all aircraft, and that ability cannot be met for all aircraft, provided that the equipment required on board is very simple and is not expensive. From the standpoint of reliability it should also be the intricacy of the satellites Hardware to be accommodated must also be minimized, since the satellites are not easy to repair are accessible once put into orbit. have been.

Bezüglich des dritten der oben genannten Faktoren braucht nur auf die dramatische Steigerung des kommerziellen und privaten Luftverkehrs während der letzten paar Dekaden verwiesen zu werden, woraus klar wird, daß jedes anzuwendende System in der Lage sein muß, ein zehn- oder sogar hundertfaches Zunehmen des Luftverkehrs über das derzeitige Niveau zu verkraften, ohne daß eine ernsthafte Verschlechterung der Leistungsfähigkeit eintritt.Regarding the third of the above factors just need to increase the commercial and dramatic private aviation for the past few decades, from which it is clear that each applicable System must be able to handle a ten or even a hundred fold increase in air traffic over the current one To cope with level without a serious deterioration in performance.

Schließlich ist es im Hinblick auf die bereits kritische Natur der Luftverkehrsdichte über den größten Teil der urbanen Zentren und im Hinblick auf die kleine Fehlergrenze bei den hohen Geschwindigkeiten, die moderne Flugzeuge haben, unvermeidbar, daß man auf vollständig automatischen oder pilotenlosen Flug bis zu wenigstens einem gewissen Grad in der nicht zu fernen Zukunft zurückgreifen kann. Dadurch ergeben sich genaue Forderungen für die Leistungsfähigkeit des Systems; die Ansprecht-After all, it is already critical in terms of Nature of the air traffic density over most of the urban centers and in terms of the small margin of error At the high speeds that modern airplanes have, it is inevitable that you have to go completely resort to automatic or pilotless flight to at least some degree in the not-too-distant future can. This results in precise requirements for the performance of the system; the address

bzw. Antwortzeiten, die für passive Überwachungszwecke ausreichend sind, können vollständig unakzeptabel sein, sofern das System auch zur Steuerung der Bewegungen des überwachten Flugzeugs erforderlich sein kann bzw. verwendet werden können soll.or response times that are used for passive monitoring purposes Sufficient can be completely unacceptable, provided the system is also able to control the movements of the monitored aircraft can be required or can be used.

Die Einführung eines neuen Luftverkehrskontröl1 systems ist eine sehr umfangreiche Unternehmung, die typischerweise mehrere Dekaden erfordert. Wenn ein Luftverkehrssystem einmal eingeführt worden ist, dann ist zu erwarten, daß es während weiterer mehrerer Dekaden in Betrieb bleibt. Das System muß daher mit einem großen Maß an Voraussicht entworfen sein, da ein verfrühtes Veraltern den Verlust einer großen Investition in Arbeit und Ausrüstung bedeuten kann. Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen ist es klar, daß ein vollständig zufriedenstellendes Luftverkehrskontröl1 system folgende Eigenschaften haben muß: (1) Es muß wenigstens in einer rudimentären Form auf jedes fliegende Flugzeug anwendbar sein, um dem Luftverkehrskontrol1 Zentrum eine wirksame Zusammenstoßvermeidung zu ermöglichen; (2) es muß ohne Sättigung oder wesentliche Minderung der Wirksamkeit erweiterungsfähig sein, "um eine Anpassung an die enorme Zunahme (wahrscheinlich um den Faktor 100) der Gesamtzahl von Flugzeugen, die innerhalb der nächsten mehreren Dekaden stattfindet, zu ermöglichen; und (3) es muß leicht auf vollständig automatische oder "pilotenlose" Flüge ausgedehnt werden können, ohne daß eine wesentliche Rückanpassung bzw. -anbringung oder ein wesentliches Ausrangieren von Systemkomponenten erforderlich ist. Nur wenn alle diese Kriterien , die bisher inhärent unverträglich waren oder sich gegenseitig ausgeschlossen haben, erfüllt werden, kann ein Luftverkehrssystem von praktischer Ausführbarkeit und Freiheit gegen verfrühtes Veralten sichergestellt bzw. erhalten werden.The introduction of a new air traffic control system is a very large undertaking that typically takes several decades. When an air transport system once introduced, it can be expected to continue to operate for several decades to come remains. The system must therefore be designed with a great deal of foresight to prevent premature obsolescence Can mean losing a large investment in labor and equipment. In view of the above It is clear that a fully satisfactory air traffic control system would have the following characteristics must: (1) It must be applicable in at least a rudimentary form to every aircraft in flight in order to permit air traffic control Center to enable effective collision avoidance; (2) It must be devoid of satiety or essential Reduction of the effectiveness be expandable "by an adjustment to the enormous increase (probably by a factor of 100) of the total number of aircraft that will take place within the next several decades, to enable; and (3) it must be easily extended to fully automatic or "pilotless" flights can be without a substantial readjustment or attachment or a substantial scrapping of System components is required. Only if all of these criteria were previously or were inherently incompatible mutually exclusive must be met, an air transport system can be of practical feasibility and freedom against premature obsolescence are guaranteed or preserved.

Jedes der bisher vorgeschlagenen Systeme zur Ausführung einer Luftverkehrskontrolle und Navigation auf Satellitenbasis ist bezüglich eines oder mehrerer der vorstehenden Kriterien nachteilig, die aber, worauf nochmals hingewiesen sei, alle gleichzeitig erfüllt sein müssen, wenn das in Frage stehende System allgemein anwendbar und in großem Umfang verwendbar sein soll. Das Navstar-System mit seiner Abhängigkeit von der Mitführung komplizierter Positionsberechnungsausrüstung an Bord des einzelnen Flugzeugs ist nicht erschwinglich, abgesehen von seiner Anwendung bei militärischen und teureren Geschäfts- und kommerziellen Flugzeugen. Diese bilden aber nur wenige Prozent der gesamten Luftflotte. Von den übrigen Systemen belasten diejenigen, die eine diskrete Abfrage der einzelnen Flugzeuge unter Verwendung von vorher zugewiesenen Adressencodes oder dergl. erfordern, ebenfalls das einzelne Flugzeug mit einer unangemessenen Ausrüstungsbelastung, da diese Flugzeuge dann eine Spezialausrüstung zur Erkennung ihrer ausschließlichen Adressen, bevor sie auf eine spezielle Abfrage antworten, mit sich führen müssen. Diese Ausrüstung ist jeweils für jedes Flugzeug erforderlich, welches das System benutzt.Any of the previously proposed systems for performing air traffic control and navigation based on satellites is disadvantageous with regard to one or more of the above criteria, which, however, is pointed out again be, all must be fulfilled at the same time if the system in question is generally applicable and on a large scale Scope should be usable. The Navstar system, with its reliance on carrying complicated position computing equipment on board the single aircraft is not affordable, apart from its application in military and more expensive business and commercial aircraft. But these only make up a few percent of the entire air fleet. Of the rest of the systems, those who have a discrete query of the individual aircraft are burdening using pre-assigned address codes or the like also require the individual aircraft with an inadequate equipment load, as these aircraft then have special equipment for detection of their exclusive addresses before responding to a specific query. This Equipment is required for each aircraft using the system.

Eine diskrete Abfrage der einzelnen Flugzeuge ist bei den Systemen nach dem Stande der Technik aus einer Anzahl von Gründen heraus erforderlich, von denen die Notwendigkeit wichtig ist, sicherzustellen, daß sich die von den unterschiedlichen abgefragten Flugzeugen zurückgesendeten Signale nicht am Empfangsort überlappen. Selbst bei einer diskreten Adressierung ist jedoch das Überlappungsproblem nicht notwendigerweise gelöst, da die Rücksignale von Flugzeugen in unterschiedlichen Entfernungen nicht notwendigerweise in der gleichen Reihenfolge, in der die Flugzeuge abgefragt worden sind, wieder zurück an der Bodenstation ankommen. Infolgedessen sind weitere Notbe-Discrete interrogation of the individual aircraft is possible in the systems according to the prior art from a number of Reasons out needed, the need to ensure that differ from the different ones, is important interrogated aircraft do not overlap at the receiving location. Even with one discrete addressing does not necessarily solve the problem of overlap since the return signals from Aircraft at different distances not necessarily in the same order in which the Aircraft have been queried to arrive back at the ground station. As a result, further emergency

helfslösungen erforderlich, wie es beispielsweise der Vorschlag in der oben angegebenen US-Patentschrift 3 665 464 ist, wonach die Positionen aller Flugzeuge innerhalb des Bereichs des Systems zunächst bestimmt und danach diese Flugzeuge in der Reihenfolge ihrer Nähe zum Sender abgefragt werden. Es ist klar, daß sich die Relativpositionen der mittels des Systems verfolgten Flugzeuge konstant ändern, wodurch eine kontinuierliche Wiederumordnung der Information in dem Rechnerspeicher des Systems erforderlieh wird. Eine Alternativlosung des Problems, die in der US-Patentschrift 3 544 995 vorgeschlagen wird, besteht darin, sicherzustellen, daß die von der Bodenstation für unterschiedliche Flugzeuge ausgesandten Abfragesignale genügend weit auseinander sind, um ein Überlappen der Rücksignale auszuschließen. Das erfordert es, daß die Bödenstation auf Rücksignale von Flugzeugen wartet, die sich in der maximalen Entfernung des Systems befinden, bevor sie das nächste Abfragesignal sendet, wodurch die für einen einzigen Überblick über alle mittels des Systems verfolgten Flugzeuge erforderliche Zeit ganz erheblich anwächst. Infolgedessen ist die Häufigkeit, mit der die Position jedes gegebenen Flugzeugs festgelegt werden könnte, für jede beträchtliche Anzahl von Flugzeugen bei weitem zu niedrig für Anwendungen des Systems beim vollständig automatisierten Flug, auf die weiter oben hingewiesen wurde.Helpful solutions are required, such as the proposal in U.S. Patent 3,665,464 identified above, which states the positions of all aircraft within the Area of the system is first determined and then these aircraft are queried in the order of their proximity to the transmitter will. It is clear that the relative positions of the aircraft tracked by the system are constantly changing, thereby continuously rearranging the Information is required in the computer memory of the system. An alternative solution to the problem that is provided in the U.S. Patent 3,544,995 is proposed in ensuring that the interrogation signals sent by the ground station for different aircraft are far enough apart to prevent the return signals from overlapping. This requires that the ground station wait for return signals from aircraft that are are at the maximum distance from the system before it sends the next interrogation signal, which for a single overview of all aircraft tracked by the system increases significantly. As a result, the frequency with which the position of any given aircraft could be determined is for any significant number of aircraft, far too low for the system to be used at full automated flight referred to above.

Entsprechendes gilt für die in der US-Patentschrift 3 430 234 vorgeschlagene Lösung. In diesem System wird, woran erinnert sei, die Abfrage mittels des Flugzeugs selbst durchgeführt, und eine Antwort erfolgt durch die Satelliten, deren Positionen zum Festlegen der Position des Flugzeugs verwendet werden. Um eine Signalüberlappung an den Satelliten zu verhindern, wenn eine große Anzahl von Flugzeugen das System verwendet, wurde vorgeschlagen,The same applies to the solution proposed in US Pat. No. 3,430,234. In this system, it should be remembered that the query is carried out by means of the aircraft itself, and a response is provided by the Satellites whose positions are used to set the position of the aircraft. To prevent signal overlap to the satellites when a large number the system used by aircraft has been suggested

daß einer der Satelliten ein Abfragesynchronisiersignal senden soll, woraufhin jedem Flugzeug eine beschränkte Zeitdauer zum Ausführen seiner Entfernungsmeßfunktionen zugeteilt wird. Während dieser Zeitdauer findet keine andere Abfrage von Flugzeugen statt, welche die gleiche Trägerfrequenz haben. Die beabsichtigte Wirkung besteht daher in einem Zeitmultiplex der Abfragesignale, die von den verschiedenen Flugzeugen gesendet worden, indem sichergestellt wird, daß sie in einer vorbestimmten Folge nach dem Synchronisiersignal auftreten. Das erforderliche "Zeitfenster", das jedem Flugzeug zugeteilt werden muß, soll jedoch gleich dem Maximalwert des möglichen Variationsbereichs der Signallaufzeit für den vollständigen Abfrageweg oder das Zweifache des Verzögerungsäquivalents eines Erdradius sein. Das Problem bei diesem Ausweg ist dann im wesentlichen das gleiche, wie es vorher aufgetreten ist: für eine realistische Anzahl von Flugzeugen wird die Zykluszeit des Systems unannehmbar groß für eine wirksame Luftverkehrskontrolle und für Anwendungen bei automatisierten Flügen. Es scheint so, daß in der US-Patentschrift 3 430 234 in stillschweigender Kenntnis dieser Tatsache die Verwendung des Systems nur als eine Navigationshilfe für das einzelne Flugzeug gedacht ist, und zwar unter Verwendung von Rechenausrüstung, die das Flugzeug mit sich führt, zur Ausführung von allen erforderlichen Entfernungs- und Positionsberechnungen, statt daß es als zentralisiertes Luftverkehrskontrollsystem gedacht ist. In der genannten Patentschrift wird jedoch vorgeschlagen, daß die Zykluszeitbeschränkungen des Systems dadurch vermieden werden können, daß man eine Anzahl von unterschiedlichen Betriebsfrequenzen vorsieht, und daß man dann jeder Frequenz eine beschränkte Anzahl von Flugzeugen auf der Zeitmultiplexbasis zuordnet, wie bereits weiter oben beschrieben. Durch dieses Mittel wird natürlich nur eine 5 Schwierigkeit durch eine andere ersetzt, da die Anzahlthat one of the satellites has an interrogation sync signal to send, whereupon each aircraft has a limited amount of time to carry out its range finding functions is allocated. During this period of time there is no other polling of aircraft that is the same Have carrier frequency. The intended effect exists therefore in a time division multiplex of the interrogation signals that have been sent by the various aircraft ensured by becomes that they occur in a predetermined sequence after the synchronizing signal. The required The "time window" that must be allocated to each aircraft should, however, be equal to the maximum value of the possible range of variation of the signal propagation time for the complete one The interrogation path or two times the delay equivalent of an earth's radius. The problem with this way out is then essentially the same as it occurred before: for a realistic number of aircraft will the cycle time of the system is unacceptably large for effective air traffic control and for automated applications Flights. It appears that US Pat. No. 3,430,234 tacitly aware of this Fact that the use of the system is only intended as a navigation aid for the individual aircraft, namely using computing equipment carried by the aircraft to perform any necessary Distance and position calculations rather than being intended as a centralized air traffic control system. However, the cited patent suggests that this avoid the cycle time limitations of the system that one provides a number of different operating frequencies, and that one then each Frequency allocates a limited number of aircraft on a time division basis, as mentioned above described. This means, of course, only replaces one difficulty with another, since the number

von Kanälen, die für eine große Anzahl von Flugzeugen erforderlich ist, groß ist, so daß die Bandbreite für jeden Kanal vermindert und die Genauigkeit der Positionsmessung für alle Flugzeuge entsprechend verschlechtert werden würde. of channels required for a large number of aircraft is large, so that the bandwidth for each channel is reduced and the accuracy of the position measurement is reduced would be degraded accordingly for all aircraft.

Ein Versuch, eine diskrete Adressierung von einzelnen Flugzeugen zu vermeiden, ist, obwohl nicht in Verbindung rn.it einem auf Satelliten basierenden Positionsbestimmungssystem, von O'Grady et al. in der Schrift mit dem Titel "ATCRBS Trilateration: The Advanced Airport Surface Traffic Control Sensor" beschrieben, die in "AGARD Conference Proceedings" Nr. 188 über Pläne und Entwicklungen der Luftverkehrssysteme (Cambridge, Massachusetts, 20. bisOne attempt to avoid discreet addressing of individual aircraft is, although not in connection rn. with a satellite-based positioning system, by O'Grady et al. in the script entitled "ATCRBS Trilateration: The Advanced Airport Surface Traffic Control Sensor "described in" AGARD Conference Proceedings "No. 188 on plans and developments of the Air Transportation Systems (Cambridge, Massachusetts, 20th through

23. Mai 1975) veröffentlicht worden ist. Der Zweck des vorgeschlagenen Systems besteht darin, das Flugzeug auf der Flughafenfläche zu orten und zu identifizieren, und zwar unter Verwendung von drei Bodenantennenaufstellungsorten, die sich um den Umfang des Flughafens herum befinden. Ein Abfragesignal von einem der Antennenaufstellungsorte bewirkt, daß ein Bakentransponder an Bord des Flugzeugs ein identitätscodiertes Antwortsignal erzeugt, das von einem voreilenden und nacheilenden Rahmenimpuls für Zeitmessungszwecke eingeschlossen ist. Die Differenzen in den Ankunftszeiten der Antwortsignale an den drei Antennenaufstellungsorten ermöglichen es, die Flugzeugposition in zwei Dimensionen (d. h. auf der Flughafenfläche) mittels hyperbolischer Verfahren zu berechnen.May 23, 1975). The purpose of the proposed system is to locate and identify the aircraft on the airport surface, and using three ground antenna locations around the perimeter of the airport. An interrogation signal from one of the antenna sites causes a beacon transponder on board the aircraft to generate an identity-coded response signal, which is enclosed by a leading and trailing frame pulse for timing purposes. The differences in the arrival times of the response signals to the three Antenna locations allow the aircraft position in two dimensions (i.e. on the airport surface) to be calculated using hyperbolic methods.

In dem von O'Grady et al. vorgeschlagenen System ist das Abfragesignal nicht mit der Identität irgendeines speziellen Flugzeugs codiert und löst theoretisch eine Antwort von jedem Flugzeug aus, das es empfängt. Demgemäß wird die Antwortsignalüberlappung an den auf dem Boden befindlichen Empfangsantennenorten ein ernsthaftes Pro-In the O'Grady et al. proposed system is that Interrogation signal does not encode with the identity of any particular aircraft and theoretically triggers a response from any aircraft that receives it. Accordingly, the response signal overlap with that on the ground receiving antenna locations is a serious problem

blem, insbesondere in der kritischen Situation, die auftritt, wenn zwei Flugzeuge einander sehr eng benachbart sind. Das ist natürlich die Situation, in der eine genaue Positionsüberwachung am nötigsten ist. Wie.von O'Grady et al. festgestellt, wird das Problem nicht lediglich dadurch vermieden, daß man ein in hohem Maße gerichtetes Abfragesignalstrahlungsmuster benutzt, da es stets möglich ist, daß zwei oder mehr in engem Abstand voneinander befindliche Flugzeuge im gleichen Augenblick im Ab- fragestrahl sind. Um ein unerwünschtes Überlappen von Antwortsignalen zu verhindern, wird durch O'Grady et al. eine zeitweise Unterdrückung der Flugzeugtransponder vorgesehen (d. h.ein Sperren der Transponder gegen ein Antworten auf alle gültigen Abfragen während einer festen Zeitdauer),und zwar in Ansprechung auf den Empfang eines angemessen codierten Unterdrückungssignals. Das Unterdrückungssignal wird in einer gesteuerten (d. h. bewegbaren) Weise von zwei der Bodenantennenorte mit einer tiefen Nut oder Null in seinem Strahlüngsmuster gesendet, so daß nur ein Flugzeug, das sich im Schnittpunkt der Unterdrückungsnullen befindet, in der Lage ist, auf ein nachfolgend übertragenes Abfragesignal schmaler Strahlungskeule zu entworten. Auf diese Weise läßt sich sagen, daß die Gerichtetheit des Abfragevorgangs künstlich verschärft ist, ohne daß physisch große Antennen notwendig sind.problem, especially in the critical situation that occurs when two planes are very close to each other. That is of course the situation in which an exact Position monitoring is most needed. As. By O'Grady et al. found, the problem is not avoided merely by having a highly directional Interrogation signal radiation pattern is used, since it is always possible that two or more closely spaced aircraft are in the same instant question beam are. In order to prevent undesired overlapping of response signals, O'Grady et al. a temporary suppression of the aircraft transponder is provided (i.e. a blocking of the transponder against a response on all valid queries during a fixed period of time) in response to the receipt of a appropriately coded suppression signal. The suppression signal is generated in a controlled (i.e. movable) Sent way from two of the ground antenna locations with a deep groove or zero in its radiation pattern, so that just an airplane that is at the intersection of the suppression zeros located, is able to follow a subsequent to answer transmitted interrogation signal narrow radiation lobe. In this way it can be said that the directionality of the interrogation process is artificially tightened without the need for physically large antennas.

Im Überblick gesehen besitzt die von O'Grady et al. vorgeschlagene Antwortunterdrückungstechnik eine Anzahl von deutlichen Vorteilen gegenüber den weiter oben beschriebenen diskreten Adressierungssystemen. Am wichtigsten ist, daß ein Rücksignalüberlappen vermindert oder ausgeschaltet wird, ohne daß die Notwendigkeit besteht, daß das Flugzeug zusätzliche Hardware mit sich führen muß, um selektiv auf speziell codierte Abfragesignale zu antworten.Viewed as an overview, the O'Grady et al. proposed The response suppression technique has a number of distinct advantages over those described above discrete addressing systems. Most importantly, return signal overlap is reduced or eliminated becomes, without the need for the aircraft to carry additional hardware, to selectively to respond to specially coded interrogation signals.

Die Art und Weise, in der diese Technik von O'Grady et al.The manner in which this technique by O'Grady et al.

verwirkicht wird, ist jedoch in einem in großem Maßstab vorgesehenen, auf Satelliten basierenden Luftverkehrskontrollsystem undurchführ- und unbeherrschbar. Zum Beispiel ist es zwar möglich, ein interferierendes Unterdrückungssignalstrahlungsmuster mit der erforderlichen Präzision von einer Anzahl von Antennen aus zu erzeugen, die im Abstand voneinander um den Umfang eines kleinen Bereichs, wie beispielsweise eines Flughafens, herum vorgesehen sind, wie von O'Grady et al. vorgeschlagen, jedoch wäre es schwierig oder unmöglich, das für einen großen Bereich, wie es die Erdoberfläche ist, von Satelliten in hohen Umlaufbahnen aus zu tun. Selbst wenn man annimmt, daß das getan werden könnte, wäre es noch notwendig, das Muster der Strahlungskeule über den abgedeckten Bereich auf einer periodischen Basis zu steuern, was zu der Tendenz führen würde, daß die Zykluszeit des Systems unannehmbar lang würde. Das leitet sich von der Tatsache her, daß die Selektivität des Systems für einzelne Flugzeuge in ihrer Natur räumlich ist, so daß es notwendig wird, wiederholt eine Abtastung durch eine Folge von diskreten räumlichen Segmenten durchzuführen, um eine vollständige Abdeckung bzw. Erfassung zu erreichen (in den diskreten Adressierungssystemen ist, wie hier in Analogie bemerkt sei, die Selektivität für individuelle Flugzeuge durch die Flugzeugidentität definiert, so daß es notwendig ist, eine wiederholte Abtastung durch eine Aufeinanderfolge von diskreten Identitätscodes vorzunehmen, um eine vollständige Abdeckung bzw. Erfassung zu erzielen). Die Verwirklichung des Systems von O'Grady et al. würde es darüber hinaus erfordern, daß zwei unterschiedliche Arten von Signalen erzeugt werden, eine zur Abfrage und eine zur Antwortunterdrückung, so daß dadurch ein zusätzliches und unerwünschtes Kompliziertheitsniveau in das System sowie eine potentielle Unzuverlässigkeitsquelle eingeführt wird.is realized, however, is on a large scale proposed satellite-based air traffic control system impracticable and uncontrollable. For example it is possible to use an interfering suppression signal radiation pattern with the required precision from a number of antennas that are spaced apart from each other around the perimeter of a small area such as an airport are, as reported by O'Grady et al. suggested, however, it would be difficult or impossible to do this for a large area, as it is the surface of the earth, from satellites in high orbits off to do. Even assuming that could be done, the pattern would still be necessary to steer the radiation lobe over the covered area on a periodic basis, leading to the tendency would make the cycle time of the system unacceptably long. This derives from the fact that the selectivity of the system for individual aircraft is spatial in nature, so that it becomes necessary to repeat a scan perform through a sequence of discrete spatial segments to achieve complete coverage to be achieved (in the discrete addressing systems, as should be noted here by analogy, the selectivity for individual aircraft defined by the aircraft identity so that it is necessary to repeat scanning through a sequence of discrete identity codes to achieve complete coverage or coverage). The realization of the system by O'Grady et al. would also require that two different types of signals be generated are, one for interrogation and one for response suppression, so that thereby an additional and undesirable Introduces a level of complexity into the system as well as a potential source of unreliability.

Zusammenfassende allgemeine Darstellung der Erfindung Summarizing general presentation of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugpositionsbestimmungssystem auf Satellitenbasis, mit dem viele der Nachteile und Beschränkungen vermieden werden, die den bisher auf Satellitenbasis vorgeschlagenen Systemen eigen sind, und das erfindungsgemäße System ist bezüglich der Abdeckung bzw. Erfassung, der Genauigkeit und der Hardwareerfordernisse gegenüber dem fragmentarischen Luftverkehrskontrollsystem, auf das Piloten und Kontrollpersonal derzeit zurückgreifen müssen, überragend. In seinem breitesten Aspekt umfaßt ein Fahrzeugpositionsbestimmungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung einen Transponder, der von jedem der Fahrzeuge, die durch das System erfaßt werden, mit sich geführt wird und in Ansprechung auf ein allgemeines Abfragesignal, das an alle Fahrzeuge innerhalb der Reichweite des Systems gerichtet ist, ein Bakensignal sendet, welches mit Information codiert ist, die ausschließlich das jeweilige eine Fahrzeug identifiziert; sowie wenigstens drei Satelliten in im Abstand voneinander befindlichen Umlaufbahnorten über der Erde, wobei jeder der Satelliten eine Wiederholungseinrichtung zum Empfangen und Wiederaussenden de-s Bakensignals, das von den Fahrzeugtranspondern gesendet worden ist, aufweist, wodurch die drei Satelliten gemeinsam drei wieder ausgesendete Bakensignale für jedes von einem Fahrzeugtransponder gesendete Bakensignal erzeugen; und eine Bodenstation zum periodischen Senden des allgemeinen Abfragesignals und zum' Empfangen und Verarbeiten der wieder ausgesendeten Bakensignale zum Zwecke des Berechnens der augenblicklichen Position der von dem System erfaßten Fahrzeuge. Im einzelnen weist die Bodenstation eine Einrichtung zum Feststellen der Ankunftszeit von jedem wieder ausgesendeten Bakensignal an der Bodenstation auf, sowie eine Einrichtung zum Feststellen der fahrzeugidentifizierenden Infor-The present invention relates to a vehicle positioning system satellite-based, which avoids many of the disadvantages and limitations that the are peculiar to systems previously proposed on a satellite basis, and the system of the invention is related to Coverage, accuracy and hardware requirements compared to the fragmentary air traffic control system, that pilots and control personnel currently have to fall back on, outstanding. At its widest Aspect comprises a vehicle positioning system according to the present invention a transponder, which is carried by each of the vehicles detected by the system and in response to a general interrogation signal that is sent to all vehicles within the range of the system is directed, sends a beacon signal which is encoded with information that only identifies the respective one vehicle; and at least three satellites at a distance from each other orbital locations above the earth, each of the satellites having a repeater for receiving and retransmitting the beacon signal transmitted by the vehicle transponders, whereby the three satellites together have three beacon signals sent out again for each from a vehicle transponder generate transmitted beacon signals; and a ground station for periodically transmitting the general interrogation signal and for ' Receiving and processing the re-transmitted beacon signals for the purpose of calculating the current ones Position of the vehicles recorded by the system. In detail, the ground station has a device for determining the arrival time of each re-sent beacon signal at the ground station, as well as a device to determine the vehicle-identifying information

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mation, die in jedem wieder ausgesendeten Bakensignal enthalten ist, und eine Einrichtung zum Berechnen der augenblicklichen Position von jedem der von dem System erfaßten Fahrzeuge auf der Basis der Sendezeit des Abfragesignals von der Bodenstation und der Ankunftszeit der drei fahrzeugidentifizierende Information enthaltenden wieder ausgesendeten Bakensignale, die das jeweilige eine Fahrzeug identifizieren. Gemäß einem wichtigen Aspekt der Erfindung weist jeder Fahrzeugtransponder eine Einrichtung auf, die auf das allgemeine Abfragesignal dahingehend anspricht, daß sie das Senden weiterer Bakensignale mittels des Transponders während eines vorbestimmten Zeitintervalls verhindert, welches auf die Antwort des Transponders auf ein Abfragesignal folgt. Wie bald ersichtlieh werden wird, wird dadurch eine einfache und trotzdem in hohem Maße wirksame Art und Weise der Minimalisierung des Auftretens einer Rücksignalüberlappung an der Bodenstation geschaffen, und es wird außerdem eine Sättigung der Signalverarbeitungs- und Rechenausrüstung in der Bodenstation durch Minimalisierung der gesamten Anzahl von Rücksignalen, die während eines gegebenen Zeitintervalls empfangen werden, erzielt.mation contained in every beacon signal that is sent out again and means for calculating the current position of each of those detected by the system Vehicles based on the time the interrogation signal was sent from the ground station and the time of arrival of the three containing vehicle-identifying information again emitted beacon signals that identify the respective vehicle. According to an important aspect of the invention each vehicle transponder has a device that responds to the general interrogation signal responds to the sending of further beacon signals by means of the transponder during a predetermined time interval prevents which follows the transponder's response to an interrogation signal. How soon to be seen will become, thereby becomes a simple and yet highly effective way of minimization of the occurrence of return signal overlap is created at the ground station, and it becomes a Saturation of the signal processing and computing equipment in the ground station by minimizing the whole Number of return signals received during a given time interval.

Vorzugsweise sind die Sperrintervalle (in denen das Senden eines weiteren Bakensignals verhindert wird) von wenigstens einigen der Fahrzeugtransponder in dem vorliegenden System unterschiedlich von den Sperrintervallen der übrigen Fahrzeugtransponder (es ist jedoch nicht notwendig, daß allen Fahrzeugtranspondern und jedem Fahrzeugtransponder ein ausschließliches Sperrintervall zugeteilt wird). Da das Sperrintervall eines gegebenen Fahrzeugtransponders effektiv die Frequenz bestimmt, mit der er auf die Bodenstationsabfragesignale antwortet, ist es infolgedessen möglich, die Antwortfrequenz eines gegebenen Fahrzeugs seinen eigenen speziellen Erfordernissen anzu-The blocking intervals (in which the transmission of a further beacon signal is prevented) are preferably at least some of the vehicle transponders in the present system differ from the blocking intervals the other vehicle transponders (it is not necessary, however, that all vehicle transponders and every vehicle transponder an exclusive blocking interval is allocated). Because the blocking interval of a given vehicle transponder effectively determines the frequency with which it responds to the earth station interrogation signals, it is consequently possible to adapt the response frequency of a given vehicle to its own special requirements.

passen, ohne daß die Abfragesignalwiederholungsfrequenz an der Bodenstation abgewandelt wird. Wenn die in Frage stehenden Fahrzeuge z. B. Flugzeuge sind, ist es normalerweise wünschenswert, die schnelleren Turbinen- bzw. Strahltriebwerksflugzeuge mit kürzeren Sperrintervallenmatch without affecting the interrogation repetition rate is modified at the ground station. If the vehicles in question are e.g. B. aircraft, it is usually desirable to use the faster turbine or Jet engine aircraft with shorter lockout intervals

(d. h. höheren Antwortfrequenzen) zu versehen, um eine häufigere Aktualisierung der Position zu ermöglichen, während langsamere Kolbenmotorf lugzeug.e mit längeren Sperrintervallen (d. h. niedrigeren Antwortfrequenzen) versehen werden können, weil sie üblicherweise eine weniger häufige Positionsaktualisierung erfordern. Indem auf diese Weise eine unterschiedliche effektive Abfragefrequenz für jede unterschiedliche Flugzeugklasse vorgesehen wird, ist die Anzahl von Rücksignalen, die pro Zeiteinheit an der Bodenstation ankommen, viel geringer als das der Fall sein würde, wenn alle Flugzeuge mit einer hohen Frequenz, wie sie für die schnellsten Flugzeuge geeignet ist, antworten würden,so daß infolgedessen dadurch mit der Erfindung das Rücksignalüberlappen minimalisiert und eine Sättigung der Ausrüstung an der Bodenstation vermieden wird. Als Ergebnis wird daher mit dem vorliegenden System eine Selektivität unter unterschiedlichen Flugzeugen oder unterschiedlichen Flugzeugklassen erzielt, ohne daß die Notwendigkeit besteht, entweder auf eine zeitaufwendige diskrete Adressierung dec Flugzeuge zurückzugreifen oder auf die sogar noch beschwerlichere Maßnahme einer Abfrage mit schmaler Strahlungskeule. Darüber hinaus kann durch die zwangsweise Verknüpfung des Einsetzens des Sperrintervalls mit dem Abfragesignal selbst statt mit einem besonders vorgesehenen Unterdrückungssignal die Sperrfunktion vollständig auf die einzelnen Flugzeugtransponder beschränkt werden, und die Gesamtkompliziertheit des Systems kann daher minimalisiert werden. Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß es die Erfindung im Gegensatz zu einigen der vorher vorgeschla-(i.e., higher response frequencies) to provide a allow more frequent updates of the position, while slower piston-engined aircraft .e with longer ones Lockout intervals (i.e., lower response frequencies) can be provided because they are usually one less require frequent position updates. By doing this a different effective polling frequency For each different class of aircraft provided is the number of return signals per unit of time Arriving at the ground station, much less than that would be the case if all aircraft with a high Frequency suitable for the fastest airplanes would respond, so that as a result with of the invention minimizes return signal overlap and avoids saturation of the equipment at the ground station will. As a result, therefore, the present system provides selectivity among different aircraft or different classes of aircraft without the need to rely on either one time consuming discrete addressing dec aircraft to access or the even more cumbersome measure of an interrogation with a narrow beam. About it In addition, the mandatory link between the onset of the blocking interval and the query signal itself instead of using a specially provided suppression signal, the blocking function is completely applied to the individual Aircraft transponders can be limited and the overall complexity of the system can therefore be minimized will. It should also be noted that, in contrast to some of the previously proposed

genen Navigationssysteme auf Satellitenbasis nicht erfordert, daß die verfügbare Signalbandbreite in eine große Anzahl von Schmalbandkanälen unterteilt wird, um eine Sättigung oder ein Signalüberlappen für eine große Anzahl von Flugzeugen zu vermeiden, so daß aufgrund der Erfindung eine breite Bandbreite zur Verwendung bei der Durchführung von Hochpräzisionsmessungen der Signalausbreitungs- bzw. -laufzeiten bewahrt wird.Genetic satellite-based navigation systems do not require the available signal bandwidth to be large Number of narrowband channels is divided to allow saturation or signal overlap for a large number of aircraft, so that due to the invention a wide range for use in the Carrying out high-precision measurements of signal propagation and transit times is preserved.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Sperreinrichtung von wenigstens einem der Fahrzeugtransponder eine Steuereinrichtung zum Variieren des Sperrintervalls des Transponders auf. Das kann manuell geschehen, oder gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung automatisch in Ansprechung auf ein von der Bodenstation gesendetes Kommandosignal. Wenn die in Frage stehenden Fahrzeuge Flugzeuge sind, wird es dadurch ermöglicht, die Antwortfrequenz eines gegebenen Flugzeugs den sich ändernden Bedürfnissen dieses Flugzeugs an unterschiedlichen Stellen während seines Flugs anzupassen. So kann, wie als Beispiel angegeben sei, ein Turbinen- bzw. Strahltriebwerksflugzeug hoher Geschwindigkeit eine sehr häufige Positionsaktualisierung in und um Zonen hoher Luftverkehrsdichte wie beispielsweise in und um Haupt-According to a further aspect of the invention, the blocking device has at least one of the vehicle transponders a control device for varying the blocking interval of the transponder. This can be done manually or according to a particularly preferred embodiment of the invention automatically in response to a command signal sent from the ground station. If the in question stationary vehicles are aircraft, this enables the response frequency of a given aircraft adapt to the changing needs of this aircraft at different points during its flight. So As an example, a high-speed jet engine aircraft can have a very high speed frequent position updates in and around zones of high air traffic density such as in and around main

flughafen, erfordern, aber es benötigt keine solche häufige Positionsaktualisierung, wenn es in einem geradlinigen und auf einem bestimmten Niveau bzw. in vorbestimmter Höhe stattfindenden Flug weit weg von anderen Flugzeugen ist. Durch Erhöhen der Sperrintervalle (und das dadurch erfolgende Herabsetzen der Antwortfrequenz) der von diesen Flugzeugen mitgeführten Transponder unter Umständen, in denen eine häufige Positionsaktualisierung nicht erforderlich ist, wird die Wahrscheinlichkeit eines Rücksignalüberlappens in der Bodenstation vermindert, und die Sättigung des Systems wird vermieden.airport, require, but it doesn't require such frequent Position update when it is in a straight line and at a certain level or in predetermined Altitude is far from other aircraft. By increasing the blocking intervals (and thereby lowering of the response frequency) of the transponders carried by these aircraft under certain circumstances, where frequent position update is not required, the likelihood of return signal overlap becomes in the ground station is reduced and saturation of the system is avoided.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden drei eine Wiederholungseinrichtung aufweisende Satelliten in geosynchroner äquatorialer Umlaufbahn um die Erde verwendet, wobei sich jeder Satellit in einer unterschiedlichen Position geographischer Länge in dieser Umlaufbahn befindet. Einer der Satelliten kann so angeordnet bzw. ausgebildet sein, daß er als feste Nachrichtenverbindung (Bodenverbindung) mit der Bodenstation funktioniert, indem er der Bodenstation die wieder ausge-According to a preferred embodiment of the invention become three repeater satellites in geosynchronous equatorial orbit around the earth, with each satellite in a different longitude position in this orbit is located. One of the satellites can be arranged or designed so that it serves as a fixed communication link (Ground connection) with the ground station works by giving the ground station the

10. sendeten Bakensignale übermittelt, die von den beiden übrigen Satelliten erzeugt worden sind. Der Bodenverbindungssatellit kann außerdem so funktionieren, daß er die Abfragesignale von der Bodenstation zu den von dem System erfaßten Fahrzeugen übermittelt. Um das individuelle Erkennen der wieder ausgesendeten Bakensignale, die von jedem der drei Satelliten erzeugt worden sind, in der Bodenstation zu erleichtern, kann der als Bodenverbindung dienende Satellit eine Einrichtung aufweisen, welche die von wenigstens einem der beiden übrigen Satelliten wieder ausgesendete Bakensignale während der Übermittlung dieser wieder ausgesendeten Bakensignale zur Bodenstation in einer charakteristischen Weise abwandelt. Die Bodenstation kann dann eine Einrichtung zum Feststellen der charakteristischen Abwandlung oder von deren Fehlen in jedem wieder ausgesendeten Bakensignal aufweisen, um das Bakensignal dem speziellen Satelliten, der es erzeugt hat, zu Zwecken des Ausführens der Fahrzeugpositionsberechnung zuzuordnen. Wenn das Bakensignal eine digitale Impulsgruppe umfaßt oder ist, wie das in der bevorzugten Ausführungsform der Fall ist, dann kann die charakteristische Abwandlung die Form einer Amplitudendifferenz bzw. die Form eines Bewirkens einer Amplitudendifferenz zwischen dem voreilenden und dem nacheilenden Impuls der Impulsgruppe sein.10. Sent beacon signals transmitted by the two remaining satellites have been created. The ground link satellite can also function to provide the Interrogation signals transmitted from the ground station to the vehicles detected by the system. About individual recognition of the re-transmitted beacon signals generated by each of the three satellites in the ground station To facilitate, the satellite serving as a ground connection can have a device which the Beacon signals re-transmitted by at least one of the two remaining satellites while they are being transmitted modifies the re-sent beacon signals to the ground station in a characteristic way. The ground station can then be a device for determining the characteristic modification or lack of it in each re-sent beacon signal to the Beacon to the particular satellite that generated it for purposes of performing vehicle position calculation assign. When the beacon signal comprises or is a digital pulse group, such as that in the preferred embodiment is the case, then the characteristic modification can take the form of an amplitude difference or the form of causing an amplitude difference between the leading and trailing pulses of FIG Be impulse group.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Bodenstation eine Einrichtung zum Feststellen eines wieder ausgesendeten Bakensignals aufweisen, das ein Zeitintervall einnimmt, welches einen vorbestimmten Nominalwert überschreitet, wie es das Ergebnis eines Überlappens zwischen zwei unterschiedlichen wiederausgesendeten Bakensignalen in der Bodenstation ist, sowie zum Erzeugen eines Zurückweisungssignals in Ansprechung hierauf. Das Zurückweisungssignal wird dann dazu verwendet, die Benutzung des übermäßig langen wieder ausgesendeten Bakensignals bei der Fahrzeugpositionsberechnung zu unterdrücken.According to a further aspect of the invention, the ground station can have a device for determining a re-transmitted Have beacon signal which occupies a time interval which exceeds a predetermined nominal value, as it is the result of an overlap between two different re-broadcast beacon signals is at the ground station and for generating a rejection signal in response thereto. The rejection signal is then used to prevent the excessive use of the to suppress the long beacon signal that is sent out again when calculating the vehicle position.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Bakensignal eine digitale Impulsgruppe umfassen oder sein, die einen voreilenden bzw. ersten Impuls, einen nacheilenden bzw. letzten Impuls und eine Mehrzahl von dazwischenliegenden Impulsen zur Aufnahme der Fahrzeugidentifizierungsinformation hat. Die Bodenstation kann dann eine Einrichtung zum Messen der individuellen Ankunftszeiten der voreilenden bzw. ersten und nacheilenden bzw. letzten Impulse von jedem wieder ausgesendeten Bakensignal und zum Ableiten einer analogen Steuerspannung als Funktion bzw. in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Ankunftszeiten des voreilenden bzw. ersten und des nacheilenden bzw. letzten Impulses aufweisen. Die Steuerspannung wird dazu verwendet, die Frequenz eines Taktgebers variabler Frequenz zu steuern, der seinerseits die aufeinanderfolgenden Bits der Bakensignalimpulsgruppe in die aufeinanderfolgenden Stufen eines Schieberegisters in der Bodenstation eintaktet. Auf diese Weise wird die Eintaktungsrate bzw. -frequenz des Schieberegisters genau der Bitrate bzw. -frequenz der in dem Bakensignal enthaltenen Digitalinformation* angepaßt, welche unter den unterschiedlichen Fahrzeugtranspondern etwas variieren kann.According to a further aspect of the invention, the beacon signal may comprise or be a digital pulse group which a leading or first pulse, a trailing or last pulse, and a plurality of intermediate ones Has pulses to receive the vehicle identification information. The ground station can then be a facility for measuring the individual arrival times of the leading or first and lagging or last pulses of each beacon signal sent again and for deriving an analog control voltage as a function or in Dependence on the difference between the arrival times of the leading or first and the lagging or last Have momentum. The control voltage is used to set the frequency of a variable frequency clock to control, in turn, the successive bits of the beacon signal pulse group in the successive Stages of a shift register clocked in the ground station. In this way, the clocking rate or frequency of the shift register exactly the bit rate or frequency of the digital information contained in the beacon signal * adapted, which may vary slightly among the different vehicle transponders.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Bodenstation eine Signalcödiereinrichtung aufweisen, und zwar zum Erzeugen eines Navigationssignals, das Positionsinformation enthält, die in der Bodenstation für eines der Fahrzeuge berechnet worden ist, und eine vorher zugewiesene Adresse, die das jeweilige eine Fahrzeug ausschließlich identifiziert; die Bodenstation kann diese Codiereinrichtung zusammen mit einem Sender zum Senden des Navigationssignals an alle Fahrzeuge innerhalb der Reich- weite des Systems aufweisen. Das identifizierte Fahrzeug ist mit einem Empfänger zum Empfangen des von der Bodenstation gesendeten Navigationssignals versehen, sowie mit einer Einrichtung zum Feststellen einer Äquivalenz zwischen der in dem Navigationssignal enthaltenen Adresse und der vorher zugeteilten, das Fahrzeug identifizierenden Adresse, und eine Einrichtung, welche die in dem Navigationssignal enthaltene Positionsinformation dann, wenn Adressenäquivalenz festgestellt wird, in Sichtwiedergabe wiedergibt. Das Navigationssignal kann außerdem mit dem Kommandosignal zum Variieren des Sperrintervalls des Fahrzeugtransponders in Fällen versehen sein, in de-. nen der Transponder so ausgebildet ist, daß er diese Fähigkeit hat. Für Fahrzeuge, die mit automatischen Steuerungen ausgerüstet sind, kann das Navigationssignal weiter mit Steuerinformation codiert sein, die in der Bodenstation erzeugt worden ist und dazu dient, die Bewegung des Fahrzeugs zu steuern, wodurch im Falle von Flugzeugen automatische Flüge realisiert werden können. Bei der geosynchronen Satellitenkonfiguration kann der Satellit, der als die feste Nachrichtenverbindung mit der Bodenstation dient, mit einer zusätzlichen Wiederholungseinrichtung zum Übermitteln der Navigationssignale von der Bodenstation an alle Fahrzeuge innerhalb der Reichweite des Systems versehen sein.According to a further aspect of the invention, the ground station can have a signal coding device, to be precise for generating a navigation signal containing position information that is stored in the ground station for one of the Vehicles has been charged, and a pre-assigned address that is exclusive to that particular vehicle identified; The ground station can use this coding device together with a transmitter to send the navigation signal to all vehicles within the range. the breadth of the system. The identified vehicle has a receiver for receiving the from the ground station provided navigation signal sent, as well as with a device for determining an equivalence between the address contained in the navigation signal and the previously assigned, identifying the vehicle Address, and a device which the position information contained in the navigation signal then, if address equivalence is found, displays in visual display. The navigation signal can also be provided with the command signal for varying the blocking interval of the vehicle transponder in cases in which. NEN the transponder is designed so that it has this ability. For vehicles with automatic controls are equipped, the navigation signal can be further coded with control information that is in the ground station has been generated and is used to control the movement of the vehicle, which in the case of aircraft is automatic Flights can be realized. With geosynchronous satellite configuration, the satellite that serves as the fixed communications link with the ground station, with an additional repeater to transmit the navigation signals from the ground station to all vehicles within the range of the system be provided.

Die vorstehenden sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung seien nachfolgend anhand einiger, in den Figuren der Zeichnung dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen in näheren Einzelheiten erläutert; es zeigen:The above and other features and advantages of the invention are shown below with reference to some of the figures the drawing illustrated, particularly preferred embodiments explained in more detail; it show:

Fig. 1 eine bevorzugte Anordnung der Satelliten gemäß der Erfindung, worin die Art und Weise veranschaulicht ist, in welcher ein Abfragesignal von der Bodenstation durch einen der SatellitenFigure 1 illustrates a preferred arrangement of the satellites according to the invention, wherein the manner is illustrated is in which an interrogation signal from the ground station through one of the satellites

zu dem Flugzeug übermittelt wird;is transmitted to the aircraft;

Fig. 2 die Art und Weise, in der das als Antwort von dem Flugzeugtransponder gesendete Bakensignal von jedem der drei Satelliten empfangen und2 shows the manner in which the beacon signal sent in response by the aircraft transponder received by each of the three satellites and

durch einen der Satelliten zur Bodenstation wieder ausgesendet wird;is re-transmitted by one of the satellites to the ground station;

Fig. 3 und 4 eine Darstellung der geometrischen Basis für die Berechnung der Flugzeugposition auf der3 and 4 show the geometric basis for calculating the aircraft position on the

Basis der Ankunftszeiten der drei wieder ausgesendeten Bakensignale an der Bodenstation;Basis of the arrival times of the three re-sent Beacon signals at the ground station;

Fig. 5 ein beispielhaftes Format eines Bakensignals, . das mittels der von den Flugzeugen mitgeführten Transponder erzeugt wird;5 shows an exemplary format of a beacon signal, . generated by means of the transponders carried by the aircraft;

Fig. 6 bis 12 verschiedene interne Komponenten der vonFIGS. 6 to 12 show various internal components of the FIG

den Flugzeugen mitgeführten Transponder; 30transponders carried on aircraft; 30th

Fig. 13 und 14 Einzelheiten von unterschiedlichen Ausführungsformen der Sperrschaltung, die in jedem der von den Flugzeugen mitgeführten Transponder enthalten ist;
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FIGS. 13 and 14 show details of different embodiments of the blocking circuit contained in each of the transponders carried by the aircraft;
35

Fig. 15 die internen Komponenten der beiden in Fig. 1 und 2 dargestellten äußeren Satelliten Sl und S3;15 shows the internal components of the two outer satellites S1 and 2 shown in FIGS S3;

Fig. 16A bis 16C die internen Komponenten des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Bodenverbindungs-Satelliten S2;Figures 16A through 16C illustrate the internal components of the ground link satellite illustrated in Figures 1 and 2 S2;

Fig. 17 eine beispielhafte Schaltung zum Erzeugen von Abfragesignalen in der Bodenstation;17 shows an exemplary circuit for generating interrogation signals in the ground station;

Fig. 18 die Schaltung der Bodenstation zürn Decodieren der Rücksignale von den von den Flugzeugen mitgeführten Transpondern und zum Messen der Ankunftszeiten dieser Signale;18 shows the circuit of the ground station for decoding the return signals from the transponders carried by the aircraft and for measuring the Arrival times of these signals;

Fig. 19 eine beispielhafte Konfiguration des Bodenstationsrechners, der zur Verarbeitung der Ausgangsinformation benutzt wird, die mittels der Zeitmeß- und Decodierschaltung der Fig. 18 ge19 shows an exemplary configuration of the ground station computer, which is used to process the output information that is generated by means of the The timing and decoding circuit of Fig. 18

liefert wird;is delivered;

Fig. 2OA bis 2OD ein Ablaufdiagramm, das allgemein die Folge von Operationen veranschaulicht, die von dem Bodenstationsrechner der Fig. 19 ausgeFigures 20A through 20D are a flow diagram generally illustrating the Illustrates a sequence of operations performed by the ground station computer of FIG

führt wird;will lead;

Fig. 21 ein beispielhaftes System zum Codieren eines Navigationssignals, das zum Zurücksenden zu dem speziellen Flugzeug, zu dem es gehört, bestimmt21 shows an exemplary system for coding a navigation signal, intended to be sent back to the specific aircraft it belongs to

ist, mit der Flugzeugposition und anderer Information, die in der Bodenstation berechnet worden ist;is, with the aircraft position and other information, which has been calculated in the ground station;

Fig. 22 und 23 zwei unterschiedliche Ausführungen des22 and 23 two different versions of the

-:'-- -:-':-.:-: 31523A0 - 33.-: '- -: -' : -. : - : 31523A0 - 33.

beispielhaften Systems zum Empfangen und Verarbeiten von Navigationssignalen an Bord eines einzelnen Flugzeugs; undexemplary system for receiving and processing of navigation signals on board a single aircraft; and

Fig. 24 ein beispielhaftes System zum Verwirklichen von automatischen Flügen mit Flugzeugen, die mit einem geeigneten Dreiachsenautopiloten versehen sind, unter Verwendung von Steuerinformation, die von dem Navigationssignal abgeleitet wird. 1024 shows an exemplary system for implementing automatic flights with aircraft provided with a suitable three-axis autopilot using control information derived from the navigation signal. 10

Es sei darauf hingewiesen, daß in allen Figuren der Zeichnung zur Bezeichnung von gleichen oder gleichartigen Teilen die gleichen Bezugszeichen verwendet worden sind.It should be noted that in all figures of the drawing to denote the same or similar parts the same reference numerals have been used.

Allgemeine Beschreibunggeneral description

Alle Navigations-, Luftverkehrskontroll-, Präzisionsanflughilfsmittel-, Zusammenstoßvermeidungs-, Nachrichtenverbindungs- und Notortungsfunktionen, die jetzt von den zahlreichen gesonderten Anordnungen erfüllt werden, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, können mittels der Erfindung mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden, indem jedes Flugzeug mit einem einfachen, geringes Gewicht besitzenden Transponder versehen wird, der mittels der normalen elektrischen Anlage des Flugzeugs betreibbar ist und in Ansprechung auf ein allgemeines Abfragesignal, das an alle Flugzeuge innerhalb des Bereichs der Anordnung gesendet wird, ein Antwortsignal (wie beispielsweise eine Reihe von digitalen Impulsen) aussendet, das mit Information codiert ist, die ausschließlich das spezielle Flugzeug identifiziert, dem es zugeordnet ist. Die Sende- und Empfangsträgerfrequenzen des im Flugzeug befindlichen Transponders können im Hochfrequenz- oder Mikrowellenbereich liegen, z. B. eine vorhandene, Flugzeugen zugeordnete Frequenz sein. In der folgenden Beschreibung wird der TransponderAll navigation, air traffic control, precision approach aids, Collision avoidance, communications and emergency location functions now supported by the numerous separate arrangements as described above can be met by means of of the invention can be carried out with high accuracy by making any aircraft with a simple, light weight owning transponder is provided, which can be operated by means of the normal electrical system of the aircraft and in response to a general interrogation signal sent to all aircraft within range of the arrangement a response signal (such as a number of digital pulses) encoded with information that only identifies the specific aircraft, to which it is assigned. The transmit and receive carrier frequencies of the transponder in the aircraft can be in the high frequency or microwave range, e.g. B. an existing frequency assigned to aircraft being. In the following description, the transponder

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als ein "Automatischer Bakentransponder" oder ABT bezeichnet, und das Antwortsignal, das von dem Transponder erzeugt wird, wird als das Bakensignal bezeichnet. Wie nachstehend ohne weiteres ersichtlich werden wird, kann der ABT auch einen hier auch als ELT bezeichneten Notortungssender mit ersetzen , wie er nunmehr aufgrund gesetzlicher Bestimmung von jedem Flugzeug mitgeführt werden muß.referred to as an "Automatic Beacon Transponder" or ABT, and the response signal received from the transponder is referred to as the beacon signal. As will become readily apparent below, can the ABT also replace an emergency location transmitter, also referred to here as ELT, as it is now due to must be carried by every aircraft as required by law.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Anordnung nach der. Erfindung wenigstens drei künstliche Satelliten, die in einer geosynchronen Umlaufbahn um die Erde angeordnet und in der geographischen Länge um einen wesentlichen Winkel, vorzugsweise von 45°, von einem zum nächsten getrennt sind. Eine solche Anordnung von Satelliten ist in Fig. 1 dargestellt, worin drei Satelliten jeweils mit Sl, S2 und S3 bezeichnet sind (es sei darauf hingewiesen, daß die Fig. 1 und solche Figuren, die dieser Figur ähnlich sind, nicht maßstabgerecht ausgeführt sind, vielmehr ist die Umlaufbahnhöhe der Satelliten in Wirklichkeit viel größer als die Höhe des dargestellten Flugzeugs bzw. im Vergleich zur Höhe des gezeigten Flugzeugs). Es sei weiter darauf hingewiesen, daß es nach der Erfindung nicht notwendig ist, daß die Satelliten Sl, S2 und S3 in einer geosynchronen äquatorialen Umlaufbahn sind; sie können statt dessen nahezusynchrone, nichtsynchrone, elliptische, geneigte oder irgendeine andere Art • einer Umlaufbahn ausführen, in der ihre Positionen.zu jeder gegebenen Zeit leicht feststellbar sind. Zur Vereinfachung der Analyse und zur Beschreibung der Betriebsweise der erfindungsgemäßen Anordnung und des Verfahrens nach der Erfindung hinsichtlich einer einzigen ortsfesten Bodenstation wird jedoch nachstehend angenommen, daß die Satelliten Sl, S2 und S3 in einor geosynchronen äquatorialen Umlaufbahn um die Erde in der allgemeinenIn a preferred embodiment the arrangement comprises after. Invention of at least three artificial satellites arranged in geosynchronous orbit around the earth and around a substantial longitude Angles, preferably 45 °, are separated from one to the next. Such an arrangement of satellites is shown in Fig. 1, in which three satellites are each designated with Sl, S2 and S3 (it should be noted that that FIG. 1 and those figures which are similar to this figure are not drawn to scale rather, the orbit altitude of the satellites is actually much greater than the altitude of the one shown Aircraft or compared to the altitude of the aircraft shown). It should also be noted that it is after the invention is not necessary that the satellites Sl, S2 and S3 in a geosynchronous equatorial orbit are; they can instead be near-synchronous, nonsynchronous, elliptical, inclined, or any other type • perform an orbit showing their positions. To each can be easily determined in a given time. To simplify the analysis and to describe the operating mode the arrangement according to the invention and the method according to the invention with regard to a single stationary Ground station is assumed below, however, that the satellites Sl, S2 and S3 in einor geosynchronous equatorial orbit around the earth in general

Anordnung sind, wie sie in Fig. 1 veranschaulicht ist. Aber auch abgesehen von Betrachtungen bzw. Forderungen der analytischen Einfachheit besitzt diese spezielle Umlaufbahnkonfiguration, wie bald ersichtlich werden wird, gewisse Vorteile hinsichtlich der globalen Überdeckung, die dazu führen, daß sie gegenüber anderen Arten von Umlaufbahnkonfigurationen in der Praxis der vorliegenden Erfindung zu bevorzugen ist.Arrangements are as illustrated in FIG. 1. But also apart from considerations or demands analytical simplicity possesses this particular orbital configuration, as will soon become apparent, certain advantages in terms of global coverage, which lead to them being opposed to other types of orbit configurations is preferred in the practice of the present invention.

Wie an sich bekannt ist, hat ein Satellit in einer geosynchronen äquatorialen Umlaufbahn (die nachstehend auch als GEO bezeichnet wird) aufgrund der Definition eine Umlaufdauer von 24 Stunden, so daß er über einer ausgewählten Stelle auf dem Erdäquator effektiv stationär bleibt.As is known per se, a satellite in geosynchronous equatorial orbit (hereinafter also is referred to as GEO) due to the definition a period of circulation of 24 hours, so that it is above a selected Effectively remains stationary on the Earth's equator.

Die Umlaufbahnhöhe eines solchen Satelliten beträgt ungefähr 35406 km; der genaue Wert läßt sich leicht aufgrund der physikalischen Gesetze ableiten.The orbit altitude of such a satellite is approximately 35,406 km; the exact value can easily be based on derive the laws of physics.

Weiter ist, wie die Fig. 1 zeigt, eine Bodenstation GS auf der Erdoberfläche an einer Stelle vorgesehen, die vorzugsweise eine geographische Länge hat, welche nahe derjenigen des stationären Satelliten S2 ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die Bodenstation eine Vielzahl von unterschiedlichen Formen haben kann, was von. der Art der verwendeten Satelliten (d. h. synchron oder nichtsynchron) und den Erfordernissen der speziellen Anwendungen abhängt. So kann z. B. die Bodenstation an einer ortsfesten Stelle auf der Erdoberfläche auf oder in der Nähe der Meeresspiegelhöhe sein, wie dargestellt, oder sie kann an einer Stelle angeordnet sein, die wesentlich oberhalb der Meeresspiegelhöhe liegt, wie z.B. auf der Spitze eines Hügels oder Bergs. Die Erdstation braucht * nicht notwendigerweise ortsfest angeordnet zu sein, sondern sie kann statt dessen'von einem bewegbaren oder sich bewegenden Fahrzeug getragen sein, wie beispielswei-Furthermore, as FIG. 1 shows, a ground station GS is provided on the earth's surface at a location which preferably has a longitude which is close to that of the stationary satellite S2. Be it noted that the ground station can take a variety of different forms, from what of. of the kind the satellites used (i.e., synchronous or non-synchronous) and the requirements of the particular application depends. So z. B. the ground station at a fixed point on the surface of the earth or in the vicinity be the sea level as shown, or it can be located in a location that is significant is above sea level, such as on the top of a hill or mountain. The earth station needs * not necessarily to be arranged in a stationary manner, but instead it can be made by a movable or be carried by moving vehicle, such as

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se von einem Schiff oder sogar von einem Flugzeug. Es ist darüber hinaus vorstellbar, daß eine Anzahl von geographisch getrennten Bodenstationen verwendet werden kann, wie beispielsweise im Falle einer Anordnung von nichtsynchronen Satelliten. Unterschiedliche Gruppen von Satelliten können dann im Verlauf ihrer nichtsynchronen Umlaufbahnen auf einer umlaufenden Basis zwischen unterschiedlichen aufeinanderfolgenden Bodenstationen "ab- bzw. umschalten". Jedoch soll in der nachfolgenden Beschreibung angenommen sein, daß die Bodenstation an einem einzigen ortsfesten Platz auf der Erdoberfläche ist, der sich auf der gleichen geographischen Länge wie ein Satellit aus einer Anzahl von stationären Satelliten befindet, wie vorstehend beschrieben.se from a ship or even from an airplane. It is furthermore it is conceivable that a number of geographically separated ground stations can be used, such as in the case of an arrangement of non-synchronous Satellites. Different groups of satellites can then move in their nonsynchronous orbits "toggle" between different successive ground stations on a revolving basis. However, in the following description it should be assumed that the ground station at a single is a fixed place on the earth's surface, which is located on the same geographical longitude as a satellite a number of stationary satellites as described above.

Zu einer Zeit t» erzeugt die Bodenstation GS ein allgemeines Abfragesignal mit einer Trägerfrequenz f, , das mittels einer geeigneten Antenne mit schmaler Strahlungskeule zu einer anderen solchen Antenne, die sich am Satelliten S2 befindet, gesendet wird. Eine im Satelliten S2 befindliche Verstärker- bzw. Wiederholungsschaltung sendet dann das Abfragesignal wieder aus, und zwar zu dem Flugzeug A wie auch zu allen anderen Flugzeugen, die sich innerhalb des Bereichs der Anordnung befinden. Dieses Wiederaussenden erfolgt vorzugsweise mit der gleichen Trägerfrequenz f, unter Verwendung von einer oder mehreren Antennen (nicht gezeigt) mit breiter Strahlungskeule, die der Satellit S2 aufweist. Der Weg des Abfragesignals bezüglich eines speziellen Flugzeugs A ist durch gestrichelte Linien in Fig. 1 angedeutet.At a time t », the ground station GS generates a general one Interrogation signal with a carrier frequency f, which by means of a suitable antenna with a narrow radiation beam to another such antenna, which is located on the satellite S2 is located, is sent. An amplifier or repeater circuit located in the satellite S2 then transmits the interrogation signal off again, namely to aircraft A as well as to all other aircraft that are inside of the area of the arrangement. This retransmission is preferably carried out with the same carrier frequency f, using one or more broad lobe antennas (not shown) connected to the satellite S2 has. The path of the interrogation signal with respect to a particular aircraft A is indicated by dashed lines indicated in FIG. 1.

Das Abfragesignal kann jede gewünschte Form annehmen, es ist jedoch gewöhnlich ein einziger digitaler Impuls oder · eine charakteristische Reihe von digitalen Impulsen. Es ist jedoch wichtig, daß das Abfragesignal nicht für ir-The interrogation signal can take any desired form, it however, is usually a single digital pulse or a distinctive series of digital pulses. It it is important, however, that the interrogation signal is not

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gendein spezielles Flugzeug spezifisch ist, sondern daß es statt' dessen von mehr als einem der verschiedenen Flugzeuge, die die Anordnung benutzen, erkannt werden und eine Antwort auslösen kann. In diesem Sinne soll die Bezeichnung "allgemeines" Abfragesignal verstanden werden, und nachstehende weitere Bezugnahmen auf ein "Abfragesignal" betreffen ein allgemeines Abfragesignal. Wie weiter im Verlauf der Beschreibung klar werden wird, ist es durchaus möglich und tatsächlich zu bevorzugen, daß die Bodenstation nur eine Art eines Abfragesignals erzeugt, das von allen (statt nur von einer Untergruppe) verschiedenen Flugzeugen, die die Anordnung benutzen, erkannt wird und bei diesen zu einer Maßnahme, insbesondere zur Aussendung eines Antwortsignals, führt bzw. führen kann.gendein particular aircraft is specific, but that it will instead be recognized by more than one of the various aircraft using the array and can trigger a response. In this sense, the term "general" query signal should be understood, and further references below to an "interrogation signal" relate to a general interrogation signal. How on As the description proceeds, it is entirely possible, and indeed preferable, that the Ground station only generates one type of interrogation signal that is different from all (instead of just one subgroup) Aircraft that use the arrangement is recognized and a measure, in particular, in these to the transmission of a response signal, leads or can lead.

In einer wahlweisen Betriebsweise, die in Fig.l nicht dargestellt ist, sendet der Satellit S2 auch das allgemeine Abfragesignal direkt zur Bodenstation GS zurück. Dann wird die Ankunftszeit des zurückgesendeten Abfragesignals an der Bodenstation als die Bezugszeit t„ anstelle der ursprünglichen Aussendezeit des Abfragesignals verwendet. Der Vorteil dieses Vorgangs besteht darin, daß dadurch die Signalausbreitungszeit zwischen GS und S2 aus den spateren Berechnungen herausfällt und auf diese Weise die nachfolgende Analyse etwas vereinfacht wird. Mathematisch jedoch sind die beiden Betriebsweisen im wesentlichen äquivalent. Um an dieser Stelle zu vermeiden, daß in das System eine unnötige zusätzliche Kompliziertheit eingeführt wird, wird daher nachfolgend (ausgenommen dort, wo etwas anderes angegeben ist) angenommen, daß sich tQ auf die ursprüngliche Sendezeit des allgemeinen Abfragesignals von der Bodenstation GS bezieht, wie weiter oben beschrieben.In an optional mode of operation, which is not shown in Fig.l, the satellite S2 also sends the general interrogation signal back directly to the ground station GS. Then the arrival time of the returned interrogation signal at the ground station is used as the reference time t "instead of the original transmission time of the interrogation signal. The advantage of this process is that the signal propagation time between GS and S2 is omitted from the later calculations and the subsequent analysis is somewhat simplified in this way. Mathematically, however, the two modes of operation are essentially equivalent. In order to avoid introducing unnecessary additional complexity into the system at this point, it is therefore assumed below (except where otherwise stated) that t Q relates to the original transmission time of the general interrogation signal from the ground station GS, as described above.

Wenn der ABT an Bord des Flugzeugs A das vom Satelliten S2 als Relaisstation gesendete Abfragesignal empfängt, antwortet der ABT des Flugzeugs, sofern er nicht intern gesperrt ist, durch Erzeugen eines Bakensignals mit einer Trägerfrequenz f~, die für alle Flugzeuge, welche die Anordnung benutzen, die gleiche ist, sich jedoch von der Trägerfrequenz f, des Abfragesignals unterscheidet (die Art und Weise, in der der ABT intern gesperrt werden kann und der Grund hierfür wird weiter unten in näheren Einzelheiten erläutert). Die Auswahl von f„ als unterschiedlich gegenüber f, schließt die Möglichkeit aus, daß ein Bakensignal von einem Flugzeug durch ein anderes Flugzeug als ein Abfragesignal von der Bodenstation interpretiert wird.When the ABT on board aircraft A receives the interrogation signal sent by satellite S2 as a relay station, the aircraft's ABT responds, provided it is not internally locked, by generating a beacon signal with a Carrier frequency f ~, which is used for all aircraft using the Use arrangement that is the same, but different from that Carrier frequency f, of the interrogation signal differs (the The way in which the ABT can be blocked internally and the reason for this is explained in more detail below Details explained). Choosing f "as different opposite f, precludes the possibility of a beacon signal from one aircraft through another Aircraft is interpreted as an interrogation signal from the ground station.

Wie vorstehend erwähnt wird das Bakensignal, das mittels des ABT erzeugt wird, welchen jedes Flugzeug A aufweist, mit Information codiert, die ausschließlich dieses spezielle Flugzeug identifiziert. Es sei nun auf Fig. 2 Bezug genommen, wonach das Bakensignal, das von dem nichtgesperrten ABT des Flugzeugs A erzeugt wird, von jedem der Satelliten Sl, S2 und S3 mittels geeigneter Antennen (nicht gezeigt) mit breiter Strahlungskeule, die jeder Satellit aufweist, empfangen wird. Eine zusätzliche Verstärker- bzw. Wiederholungsschaltung, die auf der Frequenz f„ arbeitet, befindet sich im Satelliten S2, damit dieser das Bakensignal, welches der Satellit S2. direkt von dem Flugzeug A empfangen hat, als Relaisstation zur Bodenstation GS senden kann. Das geschieht unter Verwendung der vorher beschriebenen Antennen mit schmaler Strahlungskeule beim Satelliten S2 und der Bodenstation GS, und zwar unter der Annahme, daß diese Antennen sowohl mit der· Frequenz f„ als auch mit der Frequenz f-, betreibbar sind; alternativ kann ein unabhängiges Antennensystem mit schmaler Strahlungskeule (nicht gezeigt) für diesen Zweck beiAs mentioned above, the beacon signal generated by the ABT that each aircraft A has is encoded with information that only identifies that particular aircraft. Refer now to FIG. 2 after which the beacon signal generated by the unlocked ABT of aircraft A is taken from each the satellites Sl, S2 and S3 by means of suitable antennas (not shown) with a wide beam, which each Has satellite is received. An additional amplifier or repeater circuit based on the frequency f "is working, is located in the satellite S2, so that it receives the beacon signal which the satellite S2. direct has received from the aircraft A, can send as a relay station to the ground station GS. This is done using the previously described antennas with a narrow radiation beam at the satellite S2 and the ground station GS, and on the assumption that these antennas can be operated both with the frequency f “and with the frequency f-; alternatively, an independent, narrow beam antenna system (not shown) can be used for this purpose

f„ und GS vorgesehen sein. Die Satelliten Sl und S3, die auch eine Verstärker- bzw. Wiederholungsschaltung aufweisen, die mit der Trägerfrequenz f2 betreibbar ist, besitzen Antennen mit schmaler Strahlungskeule zum Wiederaussenden des Bakensignals, das sie von dem Flugzeug empfangen haben, zu gleichartigen Antennen (nicht gezeigt), die am Satelliten S2 vorgesehen sind. Die Wiederholungsschaltung des Satelliten S2 für f„ sendet dann als Relaisstation die wieder ausgesendeten Bakensignale von den Satelliten Sl und S3 zur Bodenstation GS, und zwar unter Verwendung des vorher erwähnten kombinierten oder unabhängigen Antennensystems mit schmaler Strahlungskeule. Im Ergebnis arbeitet daher der Satellit S2 als festes Verbindungsglied oder Bodenverbindung mit der Bodenstation GS für alle Signale, die zum Flugzeug A gesendet worden sind und vom Flugzeug A ausgehen. Die gestrichelten Linien in Fig. 2 veranschaulichen die Wege, welche das Bakensignal vom Flugzeug A über die verschiedenen Satelliten und schließlich zur Bodenstation GS durchläuft.f "and GS should be provided. The satellites S1 and S3, which also have an amplifier or repeater circuit that can be operated with the carrier frequency f 2 , have antennas with a narrow beam for re-transmitting the beacon signal that they have received from the aircraft to antennas of the same type (not shown) provided on satellite S2. The repeater circuit of the satellite S2 for f “then sends the re-transmitted beacon signals from the satellites S1 and S3 to the ground station GS as a relay station, specifically using the aforementioned combined or independent antenna system with a narrow beam. As a result, the satellite S2 therefore works as a fixed link or ground connection with the ground station GS for all signals that have been sent to aircraft A and originate from aircraft A. The dashed lines in FIG. 2 illustrate the paths which the beacon signal traverses from aircraft A via the various satellites and finally to the ground station GS.

In der Bodenstation werden drei zeitlich auseinanderliegende Rücksignale vom Satelliten S2 für jedes Bakensignal empfangen, das von dem nichtgesperrten ABT des Flugzeugs A erzeugt worden ist (alle drei Signale sind in Fig. 2 schamtisch durch die einzige gestrichelte Linie angedeutet, die den Satelliten S2 mit der Bodenstation GS verbindet) . Die Ankunftszeiten dieser drei Signale an der Bodenstation, die jeweils als t-, , t~ und t., bezeichnet seien, sind gegenüber der Sendezeit t„ des ursprünglichen Abfragesignals um Zeitintervalle verschoben, die teilweise von den Abständen zwischen dem Flugzeug A und den jeweiligen Satelliten Sl, S.2 und S3 abhängen. Wenn eine Mehrzahl von Flugzeugen innerhalb des Bereichs der Anordnung bzw. des Systems ist, dann kommen die Rücksignale von unterschiedlichen Flugzeugen gewöhnlich in ei-In the ground station, there are three time-spaced return signals from satellite S2 for each beacon signal received generated by the unlocked ABT of aircraft A (all three signals are shown in FIG shamefully indicated by the single dashed line that connects the satellite S2 with the ground station GS) . The arrival times of these three signals at the ground station, referred to as t-,, t ~ and t., Respectively are shifted by time intervals compared to the transmission time t "of the original interrogation signal partly depend on the distances between the aircraft A and the respective satellites S1, S.2 and S3. When a plurality of aircraft are within the range of the arrangement or the system, then the return signals come from different aircraft usually in one

ner untereinander vermischten Weise an der Bodenstation an. Infolgedessen kann, wie als Beispiel angeführt sei,
jedes Paar von aufeinanderfolgenden Rücksignalen, die von dem Flugzeug A herkommen, in der Bodenstation durch viele andere Rücksignale getrennt bzw. mit vielen anderen Rücksignalen durchsetzt sein, welche von vielen anderen Flugzeugen herkommen. Jedoch gibt die codierte Identifikationsinformation, die jedes Rücksignal enthält, einem Rechner in der Bodenstation die Information, die erforderlich ist, damit jedes Rücksignal dem speziellen Flugzeug zugeordnet werden kann, von dem es ausgegangen ist. Durch Decodieren dieser Information ist, wenn hierbei die Ankunftszeit jedes Rücksignals gemessen wird, der Rechner in der Bodenstation in der Lage, den richtigen Satz von Rücksignal-
in a mixed manner at the ground station. As a result, as can be seen as an example,
each pair of successive return signals originating from aircraft A must be separated in the ground station by many other return signals or interspersed with many other return signals originating from many other aircraft. However, the encoded identification information which each return signal contains provides a computer in the ground station with the information necessary so that each return signal can be assigned to the particular aircraft from which it originated. By decoding this information, if the arrival time of each return signal is measured, the computer in the ground station is able to determine the correct set of return signal

Ankunftszeiten t,, t- und t^ für jedes Flugzeug zu isolieren unabhängig davon, in welcher vermischten Weise diese Rücksignale empfangen werden.Isolate arrival times t ,, t and t ^ for each aircraft regardless of the mixed up manner in which these Return signals are received.

Wenn ein kompletter Satz von Rücksignal-Ankunftszeiten zusammengekommen ist, bildet der Rechner in der Bodenstation die Differenzen (t,-tfi), (t~-t„) und (t,-tß) und führt eine Rechenfolge durch, die im wesentlichen gleichbedeutend mit der Lösung eines Satzes von drei Gleichungen für drei Unbekannte ist, wobei diese Unbekannten die drei Positionskoordinaten des Flugzeugs A relativ zur Erde sind. Diese Gleichungen, die weiter unten in näheren Einzelheiten angegeben sind, basieren auf den unterschiedlichen Ausbreitungszeiten des Bakensignals von dem Flugzeug zu den drei • bekannten Satellitpositionen und berücksichtigen die Signalausbreitungsverzögerungen, die sich aus den Abständen ergeben, welche die Satelliten Sl und S3 vom Satelliten
S2 trennen, sowie die Umlaufzeit der Wiederholungsschaltung in jedem der drei Satelliten und die Antwortverzögerung des im Flugzeug befindlichen ABT. Die aus diesen Berechnungen erhaltenen Positionskoordinaten sind in Angaben
When a complete set of return signal arrival times has come together, the computer in the ground station forms the differences (t, -t fi ), (t ~ -t ") and (t, -tß) and carries out a calculation sequence that essentially is equivalent to solving a set of three equations for three unknowns, these unknowns being the three position coordinates of aircraft A relative to earth. These equations, which are given in more detail below, are based on the different propagation times of the beacon signal from the aircraft to the three known satellite positions and take into account the signal propagation delays that result from the distances that the satellites S1 and S3 from the satellite
Separate S2, as well as the round trip time of the repeater circuit in each of the three satellites and the response delay of the ABT in the aircraft. The position coordinates obtained from these calculations are given in information

der geographischen Breite, der geographischen Länge und der Höhe des Flugzeugs oberhalb einer festen Bezugsoberfläche (normalerweise der mittleren Meeresspiegelhöhe, die auch als MSL bezeichnet wird) ausgedrückt (oder sie lassen sich leicht in solche Angaben umwandeln).the latitude, longitude and altitude of the aircraft above a fixed reference surface (usually the mean sea level, also known as MSL) (or they can easily be converted into such information).

Obwohl die mathematischen Einzelheiten der Positionsberechnung weiter unten kurz angegeben sind, sei hier unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 die geometrische Basis für die Berechnung dargelegt. Die Fig. 3 ist eine Sicht längs der Polarachse der Erde, und zwar sei angenommen, daß sie vom Nordpol aus erfolgt, und diese Ansicht zeigt das Flugzeug A sowie die drei geosynchronen Satelliten Sl, S2 und S3, die in der Äquatorialebene umlaufen. Fig. 4 isr. eine Ansicht längs der Äquator ial ebene EP (auf deren Kante gesehen) der Erde, wobei angenommen sei, daß sich der Nordpol auf der Oberseite befindet und sich die Satelliten Sl und S3 in der Ansicht überlagern, weil sie sich im gleichen Winkelabstand vom Satelliten S2 befinden. Vergleicht man die Fig. 3 und 4, so sieht man, daß sich das Flugzeug A in den nördlichen geographischen Breiten sowie in einer geographischen Länge befindet, aufgrund deren es in Sichtlinienverbindung mit allen drei Satelliten ist.Although the mathematical details of the position calculation are briefly given below, see below With reference to FIGS. 3 and 4, the geometric basis for the calculation is set out. Fig. 3 is a view along the Earth's polar axis, assuming it is from the North Pole, and shows this view the aircraft A and the three geosynchronous satellites S1, S2 and S3, which orbit in the equatorial plane. Fig. 4 isr. a view along the equatorial plane EP (on its Edge seen) of the earth, assuming that the north pole is on top and the satellites are Superimpose S1 and S3 in the view because they are at the same angular distance from satellite S2. Compares 3 and 4, it can be seen that the aircraft A is in the northern latitudes as well is at a longitude that makes it in line of sight with all three satellites.

Die Rücksignalankunftszeiten t,, t2 und t~ von den jeweiligen Satelliten Sl, S2 und S3 sind gegenüber der Sendezeit t„ des ursprünglichen Abfragesignals um Zeitintervalle verschoben,·welche nicht nur von dem Abstand des Flugzeugs A von jedem der Satelliten abhängen, sondern auch von den Abständen zwischen den Satelliten, welche Sl von S2 und S3 von S2 trennen, sowie von dem Boden-Verbindungsglied-Abstand zwischen dem Satelliten S2 und der Bodenstation GS (in den Fig. 3 und 4 nicht geneigt). Es ist an dieser Stelle zu beachten, daß sich die tiefgestellten Ziffern, die den Ankunftszeiten t^, t2 und t^The return signal arrival times t 1, t 2 and t 1 from the respective satellites S1, S2 and S3 are shifted from the transmission time t 1 of the original interrogation signal by time intervals which depend not only on the distance between aircraft A and each of the satellites, but also of the distances between the satellites separating S1 from S2 and S3 from S2, as well as the ground link distance between the satellite S2 and the ground station GS (not inclined in FIGS. 3 and 4). It should be noted at this point that the subscript digits, which correspond to the arrival times t ^, t 2 and t ^

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zugeordnet sind, lediglich auf die Satelliten beziehen, von denen die Rücksignale ausgehen, jedoch nicht auf die Reihenfolge, in denen die Signale empfangen werden. Im Ergebnis kommt es, wie weiter unten gezeigt werden wird, dazu, daß t„ stets zuerst auftritt, und daß die Reihenfolge zwischen t, und t^ durch den Ort des Flugzeugs bestimmt wird.are assigned, refer only to the satellites, from which the return signals originate, but not the order in which the signals are received. As a result, as will be shown below, the result is that t “always occurs first, and that the Order between t, and t ^ by the location of the aircraft is determined.

Da die Koordinaten der Bodenstation und der Satelliten als bekannt vorausgesetzt werden, ist es möglich, die Ankunftszeiten t-, , t~ und t-> zu korrigieren, so daß man drei neue Werte t, ', t„' und t,1 erhält, welche die Ankunftszeiten des Bakensignals an jedem der jeweiligen Satelliten Sl, S2 und S3 sind, und zwar basierend auf einer neuen Bezugszeit t~', die die Sendezeit des Bakensignals vom Flugzeug repräsentiert (in Wirklichkeit kann das nicht direkt getan werden, da die Verschiebung von tn' gegenüber t0 selbst von dem unbekannten Abstand des Flugzeugs von dem als Bodenverbindung dienenden Satelliten S2 abhängt, jedoch wird dieses automatisch während der tatsächlichen Lösung des Satzes von Simultangleichungen, welche die Positionsberechnung bestimmen, berücksichtigt). Die Differenzen (t'-t '), (t'-t') und (t-j'-t«1) können dann gebildet werden, und jeder dieser Klammerausdrücke kann mit der Signalausbreitungsgeschwindigkeit (nominell ist das die Lichtgeschwindigkeit, die auch als c bezeichnet wird) multipliziert werden, so daß man die Signalweglängen zwischen dem Flugzeug A und jedem der Satelliten Sl, S2 und S3 erhält.Since the coordinates of the earth station and the satellites are assumed to be known, it is possible to correct the arrival times t-,, t- and t-> so that three new values t, ', t "' and t, 1 are obtained , which are the arrival times of the beacon signal at each of the respective satellites Sl, S2 and S3, based on a new reference time t ~ ', which represents the transmission time of the beacon signal from the aircraft (in reality this cannot be done directly because the shift of t n 'compared to t 0 itself depends on the unknown distance of the aircraft from the satellite S2 serving as the ground link, but this is automatically taken into account during the actual solution of the set of simultaneous equations which determine the position calculation). The differences (t'-t '), (t'-t') and (t-j'-t « 1 ) can then be formed, and each of these bracketed expressions can be related to the speed of signal propagation (nominally this is the speed of light, which is also referred to as c) are multiplied so that the signal path lengths between the aircraft A and each of the satellites S1, S2 and S3 are obtained.

Mit Bezug auf Fig. 3 läßt sich sagen, daß durch die be-. kannten Abstände von den Satelliten Sl und S3 das Flugzeug A zunächst irgendwo auf der Schnittlinie zwischen zwei Kugeln angeordnet wird, von denen Schnitte, auf die Kante gesehen, bei 10 und 12 dargestellt sind, wobei die-With reference to FIG. 3 it can be said that the loading. knew distances from the satellites S1 and S3 the aircraft A is first placed somewhere on the cutting line between two spheres, one of which cuts to the Edge seen, are shown at 10 and 12, the-

se Kugeln ihre Mitten in. den jeweiligen Satelliten Sl und S3 haben. Diese Schnittlinie, die nahezu senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. 3 ist, ist als die Linie 16 in der Äquatorialansicht der Fig. 4 eingezeichnet. Der bekannte Abstand des Flugzeugs vom Satelliten S2 definiert eine Kugel, von der ein Schnitt, auf die Kante gesehen, bei 18 in Fig. 4 dargestellt ist, und diese Kugel hat ihre Mitte bei S2. Die Position des Flugzeugs A wird durch den Schnittpunkt der Linie 16 mit der Kugel 18 lokalisiert.se balls have their centers in the respective satellites S1 and S3. This cutting line, which is almost perpendicular to the 3 is drawn as line 16 in the equatorial view of FIG. 4. The known The distance of the aircraft from the satellite S2 defines a sphere, from which a cut, seen on the edge, is shown at 18 in Fig. 4, and this ball has its center at S2. The position of aircraft A is given by the intersection of the line 16 with the sphere 18 is located.

Zur Luftverkehrskontrolle, Zusammenstoßvermeidung und Absturzortung muß ein Luftverkehrskontroll Zentrum (das auch als ATC bezeichnet wird) in der Lage sein, die Richtung, Geschwindigkeit und Steigrate jedes Flugzeugs zusätzlich zu dessen augenblicklicher Position genau zu bestimmen.For air traffic control, collision avoidance and crash location an air traffic control center (also known as ATC) must be able to determine the direction Accurately determine the speed and rate of climb of each aircraft in addition to its current position.

Das läßt sich im Rechner der Bodenstation bei der vorliegenden Anordnung leicht dadurch erreichen, daß dieser die letzten beiden oder mehr Sätze der Positionskoordinaten jedes Flugzeugs und die Zeit, die zwischen aufeinanderfolgenden Positionsberechnungen für dieses Flugzeug vergangen ist, in einer Speicherspur oder in sonstiger Weise aufbewahrt bzw. festhält. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß die Bezeichnung "Bodenstation" hier in einem funktionellen Sinn verwendet wird und sich nicht notwendigerweise auf einen diskreten physischen Ort bezieht. Es ist nämlich z. B. möglich, daß die Funktionen des Signalsendens und -empfangens der Bodenstation an einem geographischen Ort ausgeführt werden, und daß die Rechnerfunktionen der Bodenstation an einem vollständig unterschiedlichen geographischen Ort ausgeführt werden.This can be easily achieved in the computer of the ground station in the present arrangement in that this the last two or more sets of the position coordinates of each aircraft and the time between successive ones Position calculations for that aircraft have passed, on a memory track, or in some other way kept or holds. It should be noted at this point that the term "ground station" is used here in is used in a functional sense and is not necessarily relates to a discrete physical location. It is z. B. possible that the functions of the signal transmission and reception of the ground station are carried out at a geographic location, and that the Computer functions of the ground station at one complete different geographic location.

Jeder dieser Orte kann der gleiche Ort sein, der üblicherweise als Luftverkehrskontroll Zentrum bezeichnet wird, wo speziell ausgebildetes Personal die Positionen einer Mehrzahl von Flugzeugen überwacht und in Sprechverbindung mit den Besatzungen der Flugzeuge steht. Alternativ können alleEach of these places can be the same place commonly referred to as an air traffic control center where Specially trained personnel monitor the positions of a plurality of aircraft and communicate with them the crews of the aircraft. Alternatively, all can

Funktionen der Bodenstation an einer Stelle oder an mehreren Stellen ausgeführt werden, die vom Luftverkehrskontroll Zentrum entfernt sind, wobei die notwendige Information zu dem ATC mittels einer geeigneten Nachrichtenverbindung übertragen wird. Es ist sogar möglich, daß einige der Funktionen, die hier der Bodenstation zugeordnet sind, an Bord von einem oder mehreren der Satelliten ausgeführt werden, aber es ist gewöhnlich wünschenswert, soviel wie möglich von den Apparaten der Anordnung auf der Erde vorzusehen, wo diese zu Wartungszwecken leicht zugänglich sind.Functions of the ground station are carried out in one place or in several places, which are carried out by air traffic control Center, with the necessary information being sent to the ATC by means of a suitable communication link is transmitted. It is even possible that some of the functions that are assigned to the ground station here on board one or more of the satellites, but it is usually desirable as much as possible to provide from the apparatus of the arrangement on the ground, where these are easily accessible for maintenance purposes are.

Wenn einmal Information über die Position, die Richtung, die Geschwindigkeit und die Steigrate für ein gegebenes Flugzeug berechnet worden ist, dann wird diese einem Luftverkehrskontroll Zentrum verfügbar gemacht, damit die Information dort allgemein in der gleichen Weise benutzt werden kann, wie die konventionelle Information, die von Radarmessungen abgeleitet worden ist, in den derzeitigen Anordnungen verwendet wird. Zu diesem Zweck ist es nur erforderlich, das Flugzeug mit einem ABT zu versehen und mit nicht mehr, und im Ergebnis sind die Ziele und Zwecke der vorliegenden Erfindung im wesentlichen an dieser:, stelle erreicht. Die mit der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellte Anordnung kann jedoch eine natürliche Ausweitung erfahren, und diese Ausweitung soll nun näher beschrieben werden. ■Once information about the position, the direction, the speed and rate of climb has been calculated for a given aircraft, it is submitted to an air traffic control Center made available so that the information there is generally used in the same way like the conventional information derived from radar measurements into the current one Arrangements is used. For this purpose it is only necessary to provide the aircraft with an ABT and with no more, and as a result the objects and purposes of the present invention are essentially in this: place achieved. However, the arrangement provided by the present invention can be a natural extension and this expansion will now be described in more detail. ■

Im Falle gewisser Flugzeuge kann es für das spezielle in Frage stehende Flugzeug wünschenswert sein, daß hier ein direkter Zugang zu der Information über die genaue Position, die Richtung und die Geschwindigkeit, die in der Bodenstation berechnet worden sind, möglich ist. In dem Flugzeug kann eine solche Information die Navigationsinformation, die normalerweise durch Cockpitinstrumente undIn the case of certain aircraft, it may be necessary for the special in Aircraft in question, it is desirable that direct access to the information about the exact position, the direction and the speed that have been calculated in the ground station is possible. By doing Such information can be the navigation information normally provided by cockpit instruments and aircraft

spezialisierte Punkausrüstung des Flugzeugs zur Verfügung gestellt wird, ergänzen oder sogar ersetzen. Zu diesem Zweck kann die Bodenstation nach der Erfindung eine zusätzliche Ausrüstung zum Codieren der berechneten Positions-, Richtungs- und Geschwindigkeitsinformation auf ein Navigationssignal zum Zurücksenden zu dem speziellen Flugzeug, auJ die sie sich bezieht, aufweisen. Das Navigationssignal kann jede gewünschte Form bekommen, aber es ist üblicherweise eine Gruppe von digitalen Impulsen, in denen die codierte Navigationsinformation als eine Reihe von Bits einer binären Information repräsentiert wird. Aus diesem Grund wird das Navigationssignal nachstehend gelegentlich als Navigationsimpulsgruppe oder NPG bezeichnet. Das Zurücksenden dieses Signals zu dem richtigen Flugzeug wird dadurch erzielt, daß in die codierte Information, welche die NPG enthält, eine Adresse aufgenommen wird, die ausschließlich das Flugzeug identifiziert, für welches die Information bestimmt ist, und diese Adresse kann die gleiche sein wie der Identifizierungscode, der durch den ABT des Flugzeugs erzeugt wird, oder es kann auch nicht die gleiche Adresse sein. Das Navigationssignal wird von der Bodenstation auf einer Trägerfrequenz f., zum Satelliten S2 gesendet, der mit einer zusätzlichen Verstärker- bzw. Wiederholungsschaltung versehen ist, die mit der Frequenz f, betreibbar ist, und dadurch wird es in der gleichen Weise, wie für das allgemeine Abfragesignal in Fig. 1 veranschaulicht, zum Flugzeug A übertragen (im Gegensatz zu dem Navigationssignal ist jedoch das Abfragesignal nicht für ein spezielles Flugzeug codiert).specialized aircraft punk equipment available is put, supplement or even replace. For this purpose, the ground station according to the invention can have an additional Equipment for coding the calculated position, direction and speed information a navigation signal to be sent back to the particular aircraft to which it relates. The navigation signal can take any shape you want, but it is usually a group of digital pulses in which the coded navigation information is represented as a series of bits of binary information. For this reason, the navigation signal is sometimes referred to hereinafter as a navigation pulse group or NPG. Sending this signal back to the correct aircraft is achieved by inserting into the coded information, which contains the NPG, an address is added that identifies only the aircraft for which the information is intended, and this address may be the same as the identification code, the generated by the aircraft's ABT, or it may not be the same address. The navigation signal is from the ground station on a carrier frequency f., to Satellite S2 sent, which is provided with an additional amplifier or repeater circuit, the is operable at frequency f i, and thereby it becomes operable in the same way as for the general interrogation signal illustrated in Fig. 1, transmitted to aircraft A (in contrast to the navigation signal, however, is the interrogation signal not coded for a specific aircraft).

Das Senden des Navigationssignals auf einer Frequenz f.,, die sich von den Trägerfrequenzen f, und f ~ des Abfragebzw, des Bakensignals unterscheidet, verhindert eine Verwechslung unter diesen Signalen. Die Empfängerschaltung, die mit der Frequenz f., betreibbar ist, kann dann an Bord des Flugzeugs sein, so daß damit das NavigationssignalThe transmission of the navigation signal on a frequency f. ,, which differ from the carrier frequencies f, and f ~ of the query or of the beacon signal prevents confusion between these signals. The receiver circuit, which can be operated with the frequency f., can then be on board of the aircraft, so that the navigation signal

empfangen und eine Äquivalenz zwischen der codierten Adresse, die das Navigationssignal hat und der ausschließlichen Adresse, die dem Flugzeug zugeordnet ist, festgestellt werden kann. Wenn eine Adressenäquivalenz festgestellt wird, wird die in der NPG enthaltene Navigationsinformation decodiert und mittels einer digitalen Ausleseeinrichtung in Sichtwiedergabe wiedergegeben, z. B. mittels einer regelmäßigen Anordnung aus lichtemittierenden Dioden (LED-Anordnung) oder mittels einer Flüssigkristallsicht-Wiedergabeeinrichtung (LCD). Die sichtbar wiedergegebene Information umfaßt im Minimum die vollständige Position des Flugzeugs in Angaben der geographischen Breite,der geographischen Länge und der Höhe sowie vorzugsweise auch seinen wahren Kurs, seine Bodengeschwindigkeit und seine Steigrate. Wahlweise kann die in allen empfangenen NPG-Signalen enthaltene Information durch entsprechend ausgerüstete Flugzeuge decodiert werden, so daß es dadurch in diesen Flugzeugen möglich ist, im Cockpit in Sichtwiedergabe nicht nur ihre eigenen Positionen, sonderen ebenso gut die Positionen aller in der Nähe befindlichen Flugzeuge anzuzeigen.received and an equivalence between the coded address that the navigation signal has and the exclusive one Address associated with the aircraft can be determined. When address equivalence is found is, the navigation information contained in the NPG is decoded and using a digital readout device reproduced in visual display, e.g. B. by means of a regular arrangement of light emitting diodes (LED array) or by means of a liquid crystal display device (LCD). The visibly reproduced Information includes at a minimum the complete position of the aircraft in terms of geographical latitude, the geographical longitude and altitude and preferably also its true course, ground speed and its Rate of climb. Optionally, the information contained in all received NPG signals can be provided by appropriately equipped Aircraft are decoded, so that it is thereby possible in these aircraft in the cockpit in visual reproduction not just their own positions, but the positions of everyone nearby as well View aircraft.

In dem Ausmaß, in dem gewisse erforderliche Information nicht explizit in der NPG enthalten ist, kann sie durch eine im Flugzeug befindliche Rechenausrüstung aus den Rohdaten berechnet werden, die bereits aus der NPG verfügbar sind. So ist es z. B. dort, wo die NPG nur die Positionsinformation enthält, möglich, durch im Flugzeug befindliche Geräte den wahren Kurs des Flugzeugs, die Bodengeschwindigkeit und die Anstiegsrate aufgrund der Positionen zu berechnen, die von zwei oder mehr aufeinanderfolgenden NPGs geliefert werden sowie aufgrund der Zeit, die. zwischen diesen Informationen vergangen ist. Üblicherweise jedoch ist im Interesse der Minimalisierung der vom Flugzeug mitgeführten erforderlichen Ausrüstung und aufgrundTo the extent that certain information is required is not explicitly contained in the NPG, it can be obtained from the raw data by computing equipment in the aircraft which are already available from the NPG. So it is B. where the NPG only contains the position information, possible by in the aircraft Devices the aircraft's true heading, ground speed, and rate of rise based on positions to calculate that will be delivered by two or more consecutive NPGs as well as based on the time that. between this information has passed. Usually, however, it is in the interest of minimizing that of the aircraft required equipment carried and due to

der Tatsache, daß die vollständige Positions-, Kurs-, Bodengeschwindigkeits- und Anstiegsrateninformation zur Verwendung durch die ATC in jedem Falle am Boden berechnet werden muß, alle diese Information in der NPG enthalten, die zum Flugzeug gesendet wird.the fact that the complete position, course, ground speed and rate of rise information calculated for use by the ATC in each case on the ground must contain all of this information in the NPG that is sent to the aircraft.

Andere natürliche Ausweitungen der Anordnung nach der Erfindung, die durch das NPG-Konzept ermöglicht werden, wie beispielsweise wirksame Nachrichtenverbindung zwischen Pi-10·! lot und Boden sowie vollständig automatisierter Flug, werden nachstehend beschrieben.Other natural expansions of the arrangement according to the invention made possible by the NPG concept, such as for example effective communication link between Pi-10 ·! plumb and ground as well as fully automated flight described below.

Es ist zu beachten, daß die zum Empfang und zum Decodieren der NPG erforderliche Schaltung im Flugzeug vollständig unabhängig von der ABT-Schaltung des Flugzeugs funktionieren kann und vorzugsweise auch vollständig unabhängig hiervon funktioniert. Infolgedessen braucht ein kleines Flugzeug, wie es typischerweise zur Übung oder zum Sport verwendet wird, dessen Piloten keine Navigationsinformation über diejenige hinaus benötigen, die durch die übliche Cockpitinstrumentierung zur Verfügung gestellt wird, nur mit einem ABT unter minimalen Kosten versehen zu sein, wogegen Luftlinien-, Militär- und Geschäftsflugzeuge je nach Wunsch des Eigentümers weiterhin mit der vollständigen ergänzenden Ausrüstung versehen sein können, die zum Verarbeiten des Navigationssignals erforderlich ist. Aufgrund ihrer ABT-Geräte können jedoch alle Flugzeuge mit gleicher Genauigkeit durch das Luftverkehrskontroll Zentrum verfolgt bzw. geleitet werden. In dem Ausmaß, in dem die genaue Positions-, Richtungs- und Geschwindigkeitsinformation, die im Luftverkehrskontroll Zentrum verfügbar ist, periodisch von einem Flugzeug benötigt wird, das nicht mit einer Navigationssignalempfangsschaltung ausgerüstet ist, kann diese Information verbal durch Luftverkehrskontroilpersonal unter Verwendung der normalen Sprechverbindungska-It should be noted that the circuitry required to receive and decode the NPG in the aircraft is completely independent can function from the ABT circuit of the aircraft and preferably also completely independently thereof is working. As a result, a small airplane, such as is typically used for exercise or sport, needs whose pilots do not need any navigation information beyond that provided by the usual cockpit instrumentation is made available to be provided with only an ABT at minimal cost, whereas Airline, military and business aircraft depending on The owner's request can still be provided with the full complementary equipment necessary for processing of the navigation signal is required. Due to their ABT devices, however, all aircraft can use the same Accuracy tracked by the air traffic control center or be directed. To the extent that the exact position, direction and speed information that available at the air traffic control center is periodically required by an aircraft that is not equipped with a navigation signal receiving circuit this information can be provided verbally by air traffic control personnel using normal voice communication cables

näle übermittelt werden.channels are transmitted.

Die Anordnung von drei synchronen Satelliten, die in Abständen von 45° in ihrer geographischen Länge in der Äquatorialebene der Erde angeordnet sind, wie in den Fig. 1 bis 4 veranschaulicht, ermöglicht es theoretisch, einen Sektor der Erdoberfläche zu erfassen, der eine Breite hat, die angenähert gleich derjenigen des gesamten nordamerikanischen Kontinents ist (selbstverständlich ist die Abmessung des überdeckten Sektors einfach durch das Erfordernis definiert, daß das Flugzeug gleichzeitig mit allen drei Satelliten in Sichtlinienverbindung sein muß). Eine weltweite Abdeckung wird dadurch erzielt, daß weitere Satelliten an anderen Stellen geographischer Länge über dem Äquator vorgesehen werden (und wahlweise dadurch, daß weitere Bodenstationen hinzugefügt werden, obwohl es möglich wäre, alle Signale zu und von einer einzigen Bodenstation zu übertragen), so daß die Erdoberfläche im Ergebnis in eine Anzahl von benachbarten Sektoren unterteilt wird. Bei einem Abstand von 45° zwischen aufeinanderfolgenden Satelliten ist eine Gesamtheit von acht Satelliten für eine weltweite Abdeckung erforderlich. Es ist jedoch leicht ersichtlich, daß ein unterschiedlicher Winkelabstand gewählt und eine größere oder kleinere Anzahl von Satelliten vorgesehen werden kann. So können z. B. 12 Satelliten mit einem Abstand von ^Oc von einem zum nächsten vorgesehen sein. Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß der Winkelabstand zwischen aufeinanderfolgenden Satelliten nicht für alle Satelliten gleich sein muß, solange die Position jedes Satelliten genau bekannt oder feststellbar ist.The arrangement of three synchronous satellites, which are arranged at intervals of 45 ° in their geographical longitude in the equatorial plane of the earth, as illustrated in FIGS. 1 to 4, makes it theoretically possible to cover a sector of the earth's surface which has a latitude which is approximately equal to that of the entire North American continent (of course the size of the covered sector is simply defined by the requirement that the aircraft must be in line of sight with all three satellites at the same time). Worldwide coverage is achieved by adding more satellites at other longitude locations over the equator (and optionally by adding more ground stations, although it would be possible to transmit all signals to and from a single ground station) so that as a result, the earth's surface is divided into a number of adjacent sectors. With a spacing of 45 ° between successive satellites, a total of eight satellites is required for worldwide coverage. However, it is readily apparent that a different angular spacing can be selected and a greater or lesser number of satellites can be provided. So z. B. 12 satellites can be provided at a distance of ^ O c from one to the next. It should also be noted that the angular spacing between successive satellites need not be the same for all satellites as long as the position of each satellite is precisely known or can be determined.

Infolge der großen Anzahl von Flugzeugen, die 'zu jeder gegebenen Zeit in einem Erdsektor der hier vorgeschlagenen Abmessung fliegen, besteht die Möglichkeit eines Überlap-As a result of the large number of aircraft that are 'at any given time in a sector of the earth the here proposed Dimension fly, there is the possibility of an overlap

pens der Rücksignale in der Bodenstation. In der Praxis können die folgenden beiden Arten eines Signalüberlappens auftreten: (1) ein Überlappen zwischen zwei unterschiedlichen Rücksignalen, die von dem gleichen Flugzeug ausgehen, und (2) ein Überlappen zwischen zwei unterschiedlichen Rücksignalen, die von zwei unterschiedlichen Flugzeugen ausgehen.pens of the return signals in the ground station. In practice, the following two types of signal overlap can occur occur: (1) an overlap between two different return signals emanating from the same aircraft, and (2) an overlap between two different return signals from two different aircraft go out.

Das Überlappen von Rücksignalen des gleichen Flugzeugs (Typ 1) bildet keine ernsthafte Schwierigkeit. Wie man aus Fig. 2 ersieht, kann das zum Beispiel dann auftreten, wenn das Flugzeug A in oder sehr nahe der Ebene ist, in der sich der Satellit S2 und die Bodenstation GS befindet und die senkrecht zur Verbindungslinie zwischen den Satelliten Sl und S2 verläuft. Diese Schwierigkeit kann in der Bodenstation einfach dadurch bewältigt werden, daß die sich überlappenden Rücksignale, die während dieser Zeit auftreten, zurückgewiesen bzw. nicht verarbeitet werden, und daß der Kurs des Flugzeugs auf der Basis der Information extrapoliert wird, die durch die unmittelbar vorhergehenden nichtüberlappenden Rücksignale geliefert worden ist. Da die Dauer des Bakensignals, das von dem ABT des Flugzeugs erzeugt wird, typischerweise ziemlich kurz ist, tritt ein Überlappen von Rücksignalen üblicherweise nur während einer sehr kurzen Zeitdauer auf, wenn das Flugzeug die oben genannte Ebene kreuzt. Während dieses Intervalls ist der Vorgang der Kursextrapolation mehr als adäquat, um das Luftverkehrskontrollzentrum mit der erforderlichen Information zu versorgen.Overlapping return signals from the same aircraft (Type 1) does not pose a serious problem. How one As seen from Fig. 2, this can occur, for example, when aircraft A is in or very close to the plane in which is the satellite S2 and the ground station GS and which is perpendicular to the connecting line between the Satellites Sl and S2 runs. This difficulty can be overcome in the ground station simply by that the overlapping return signals that occur during this time are rejected or not processed and that the course of the aircraft is extrapolated on the basis of the information provided by the immediate previous non-overlapping return signals has been provided. Since the duration of the beacon signal that generated by the aircraft's ABT is typically quite short, overlapping of return signals occurs usually only for a very short period of time when the aircraft crosses the above-mentioned plane. During this interval, the course extrapolation process is more than adequate to the air traffic control center with the necessary information.

Ein Überlappen von Rücksignalen von unterschiedlichen Flugzeugen (Typ 2) wird mittels des Systems nach der Erfindung auf zwei Niveaus bewältigt. Aiif dem Niveau der Bodenstation werden Rücksignale von unterschiedlichen Flugzeugen, die sich tatsächlich überlappen, einfach in derOverlapping of return signals from different aircraft (type 2) is achieved by means of the system according to the invention mastered on two levels. At the level of the ground station, return signals from different aircraft, that actually overlap, just in the

gleichen Weise zurückgewiesen bzw. nicht verarbeitet, wie überlappende Rücksignale von dem gleichen Flugzeug zurückgewiesen bzw. nicht verarbeitet werden. Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung jedoch ist auf dem Niveau des Flugzeugs eine Einrichtung vorgesehen, die es von Anfang an unwahrscheinlich macht, daß sich Rücksignale von unterschiedlichen Flugzeugen in der Bodenstation überlappen. Im einzelnen weist der von jedem Flugzeug mitgeführte ABT eine Sperrschaltung auf, welche die Erzeugung eines Bakensignals durch den ABT für ein vorbestimmtes Zeitintervall, das dem Empfang eines Abfragesignals und der Antwort auf ein Abfragesignal, welches durch die Bodenstation erzeugt worden ist, folgt, unterdrückt. Infolgedessen leitet, wie zur Erläuterung angegeben sei, die Antwort des ABT auf ein gegebenes Abfragesignal ein Ausfallen einer Antwort durch diesen speziellen ABT auf die nächsten "n" Abfragesignale ein, wobei die Anzahl "n" von der Beziehung zwischen der Abfragerate und dem Zeitintervall, während die Sperrschaltung des ABT wirksam ist, abhängt.Rejected or not processed in the same way as rejected overlapping return signals from the same aircraft or not processed. According to an important feature of the invention, however, is at the level of Aircraft provided a device that makes it unlikely from the start that return signals from different aircraft overlap in the ground station. In detail, the ABT carried by every aircraft has a blocking circuit which generates a beacon signal by the ABT for a predetermined time interval following the receipt of an interrogation signal and the response to an interrogation signal which has been generated by the ground station follows, suppressed. As a result, how for explanation it should be stated that the response of the ABT to a given interrogation signal a failure of a response through this particular ABT to the next "n" interrogation signals, the number "n" depending on the relationship between the polling rate and the time interval during which the ABT lock-out is in effect.

Im Prinzip kann das Sperrintervall des ABT jedes Flugzeugs unterschiedlich von demjenigen des ABT jedes anderen Flugzeugs in dem System sein, so daß ein Überlappen einer ABT-Antwort mit der nächsten nicht stattfinden kann.In der Praxis jedoch ist es nicht notwendig, allen Flugzeugen und jedem Flugzeug, welche das System benutzen, ein unterschiedliches Sperrintervall zuzuordnen. Es reicht aus, wenn eine genügende Anzahl von unterschiedlichen Sperrintervallen unter den verschiedenen ABTs der Flugzeuge verteilt ist, um die Möglichkeit eines Überlappens bis zu einem annehmbaren niedrigen Wert zu vermindern, weil die Ankunftszeit eines Rücksignals von einem gegebenen Flugzeug in jedem Fall ebenso von dem Ort des Flugzeugs wie von dem Sperrintervall seines ABT abhängt.In principle, the blocking interval of the ABT of each aircraft can be different from that of the ABT of every other aircraft Aircraft must be in the system so that one ABT response does not overlap with the next In practice, however, it is not necessary to list all aircraft and every aircraft using the system assign a different blocking interval. It is sufficient if a sufficient number of different Blocking intervals are distributed among the various ABTs of the aircraft to avoid the possibility of overlapping to decrease to an acceptably low value because the arrival time of a return signal from one given aircraft depends in each case as much on the location of the aircraft as on the blocking interval of its ABT.

Infolgedessen erzeugen Flugzeuge mit nominell gleichenAs a result, planes produce nominally equal

ABT-Sperrintervallen keine überlappenden Rücksignale an der Bodenstation, sofern sie nicht in der gleichen Position sehr nahe sind oder sofern sie nicht in Spiegelbildpositionen relativ zu einer Symmetrieebene des Satellitenmusters sind, und sofern sie nicht übereinstimmend in dem Sinn synchronisiert sind, daß sie Zeitpunkt um Zeitpunkt auf das gleiche Abfragesignal antworten. Selbst wenn das auftreten sollte, ist die Überlappung nur momentan und würde verschwinden, da die Kurse der beiden Flugzeuge divergieren. Es kommt nicht zu einem wiederholten Überlappen der Rücksignale von zwei unterschiedlichen Flugzeugen, sofern diese Flugzeuge nicht beide die gleichen ABT-Sperrintervalle, die gleiche Synchronisation, mit der sie auf die Abfragesignale antworten und im wesentlichen die gleiche Position, den gleichen Kurs und die gleiche Geschwindigkeit haben. Das würde eine 5-fache Übereinstimmung erfordern und ist daher ziemlich unwahrscheinlich. ABT blocking intervals do not show any overlapping return signals the ground station unless they are very close in the same position or unless they are in mirror image positions relative to a plane of symmetry of the satellite pattern and unless they are synchronized in the sense that they are point in time at the time to answer the same query signal. Even if that should occur, the overlap is only momentarily and would disappear as the courses of the two planes diverge. There is no repetition Overlapping of the return signals from two different aircraft, provided that these aircraft do not both have the same ABT blocking intervals, the same synchronization, with which they respond to the interrogation signals and essentially have the same position, course and have the same speed. That would require a 5-fold match and is therefore quite unlikely.

Positionsberechnung und SystemauflösungPosition calculation and system resolution

Es sei nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 ein Verfahren zum Berechnen der Positionskoordinaten des Flugzeugs A beschrieben, das auf den gemessenen Ankunftszeiten t, , t~ und t-, der Rücksignale basiert, die in Erwiderung auf ein Abfragesignal, das von der Bodenstation zur Zeit tfi erzeugt worden ist, erzeugt werden. Aus Gründen der leichten Handhabung wird die Berechnung mit sphärischen Koordinaten der üblichen Form (r, Θ, 0) ausgeführt, worin r vom Erdmittelpunkt aus gemessen ist, θ den Wert 90° minus der geographischen Breite repräsentiert und 0 die geographische Länge vom Greenwich-Nullmeridian aus repräsentiert. Daher können die jeweiligen Koordinaten'der Bodenstation GS, der Satelliten Sl, S2 und S3 und des Flugzeugs A wie folgt ausgedrückt werden:A method for calculating the position coordinates of aircraft A will now be described with reference to FIGS the ground station was generated at time t fi. For reasons of ease of use, the calculation is carried out with spherical coordinates of the usual form (r, Θ, 0), where r is measured from the center of the earth, θ represents the value 90 ° minus the geographical latitude and 0 the geographical longitude from the Greenwich prime meridian from represents. The respective coordinates of the ground station GS, the satellites S1, S2 and S3 and the aircraft A can therefore be expressed as follows:

Bodenstation: (rQS' 6GS' ^GS^Ground station: ( r QS ' 6 GS' ^ GS ^

Satellit Sl: (rsl' 6Sl' ^Sl} Satellite Sl: (r sl ' 6 Sl' ^ Sl }

Satellit S2: (rs2' 6S2' iZ>S2) Satellite S2: (r s2 ' 6 S2'iZ> S2 )

Satellit.S3: (T53, O53, 0g3)Satellite.S3: (T 53 , O 53 , 0 g3 )

5 Flugzeug: (rA, ΘΑ, 0R) 5 plane: (r A , Θ Α , 0 R )

Alle Koordinatensätze außer demjenigen für das Flugzeug A sind bekannt. Andere notwendige Größen, die bekannt oder meßbar sind, sind die Abfragesignalübertragungszeit t„, die Antwortverzögerung T des Flugzeug-ABT, und die Antwortverzögerung Τς der Satelliten-Wiederholungsschaltung, wobei angenommen wird, daß letztere für alle Satelliten bei beiden Frequenzen (f, und f?), die in die Positionsberechnungen eingehen, dieselbe ist. Es sei weiter angenommen, daß sich alle Signale gleichförmig mit Lichtgeschwindigkeit (c) ausbreiten. In dem Ausmaß, in dem eine dieser Annahmen in einem speziellen Fall ungenau ist, ist es eine Sache der Routine bzw. des Programms, angemessene Korrekturen in den nachfolgenden Gleichungen vorzunehmen.All sets of coordinates except that for aircraft A are known. Other necessary quantities, which are known or measurable, are the interrogation signal transmission time t ", the response delay T of the aircraft ABT, and the response delay Τ ς of the satellite repeater circuit, it being assumed that the latter is the case for all satellites at both frequencies (f, and f ? ) that go into the position calculations is the same. Assume further that all signals propagate uniformly at the speed of light (c). To the extent that any of these assumptions are inaccurate in a particular case, it is a matter of routine or program to make appropriate corrections to the equations below.

Im allgemeinen wird der geradlinige Abstand zwischen zwei Punkten (r , BQ, 0Q) und (r^, θ^, 0^) wie folgt ausgedrückt: In general, the straight line distance between two points (r, B Q , 0 Q ) and (r ^, θ ^, 0 ^) is expressed as follows:

(Dd = /Jr± SINe1 C(^1 - rQ SIN©0 COS0Q)2 +(Dd = / Jr ± SINe 1 C (^ 1 - r Q SIN © 0 COS0 Q ) 2 +

(r. SIN6. SIN0. - r_ SIN6_ rt (r. SIN6. SIN0. - r_ SIN6_ rt

L COSe1 - rQ coseo)f7 L COSe 1 - r Q cose o ) f7

Daher läßt sich die Laufzeit eines Signals, das diesen Ab stand mit Lichtgeschwindigkeit (c) durchläuft, wie folgt ausdrücken:Therefore, the transit time of a signal that this Ab stood at the speed of light (c) passes through, as follows to express:

(2) T = (1/c) f(r. SIN6. COS0. - r_ SIN6„ COS0n)a +(2) T = (1 / c) f (r. SIN6. COS0. - r_ SIN6 "COS0 n ) a +

± SINe1 SIN0 35 {r± COSe1 - r ± SINe 1 SIN0 35 {r ± COSe 1 - r

1 SIN0i - r SIN6 SIN0Q)2 21^ 1 SIN0 i - r SIN6 SIN0 Q ) 2 21 ^

31523A031523A0

Zur Vereinfachung kann die rechte Seite der Gleichung (2) in funktioneller Schreibweise wie folgt ausgedrückt werden: For simplification, the right-hand side of equation (2) can be expressed in functional notation as follows:

O)T = tßrQ, θ0, 0O), (rif Θ.,O) T = tßr Q , θ 0 , 0 O ), (r if Θ.,

Diese Ausdrucksweise wird nachstehend angewandt, wobei festzuhalten ist, daß die Funktion "f" lediglich eine Kurzschreibweise des vollständigen, wenn auch viel längeren Ausdrucks auf der rechten Seite der Gleichung (2) ist.This terminology will be used hereinafter, it being understood that the function "f" is only one Is the shorthand notation of the full, albeit much longer, expression on the right-hand side of equation (2).

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Abstandsmessung und infolgedessen die Laufzeit die gleichen sind, wenn die Koordinaten der beiden Punkte (rQ, ©o, 0 ) und (r., Θ., 0.) in den Gleichungen (1) und (2) ausgetauscht werden. In der Ausdrucksweise der verkürzten : funktionalen . Schreibweise, wie sie oben definiert worden ist, bedeutet das:It is readily apparent that the distance measurement and, consequently, the running time are the same if the coordinates of the two points (r Q , © o , 0) and (r., Θ., 0.) in equations (1) and (2) be exchanged. In the terminology of the abbreviated: functional. Notation as defined above means that:

(4) f/Tr0, θ0, 0O), (r±f θ±, 0±)J = U0, θ0, 0(4) f / Tr 0 , θ 0 , 0 O ), (r ± f θ ± , 0 ± ) J = U 0 , θ 0 , 0

Anhand der Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß der Unterschied zwischen der Zeit t„ des Sendens des Abfragesignals vom Boden und der Zeit t? der Ankunft des Rücksignals, das dem Satelliten S2 zugeordnet ist, in der Bodenstation wie folgt ist:1 and 2 it can be seen that the difference between the time t "of the transmission of the interrogation signal from the ground and the time t ? the arrival of the return signal associated with satellite S2 at the ground station is as follows:

(5j t2-t0 = fßrs2, es2, 0S2), (rGS,eGS, 0GSi/ + Ts + f^irA, ΘΑ, 0A), (rs2, 0S2, 0S2]7 + TA + fZ(rs2, 6S2, 0S2), (rA, 6ft, 0ftj7(5j t 2 -t 0 = fßr s2 , e s2 , 0 S2 ), (r GS , e GS , 0 GS i / + T s + f ^ ir A , Θ Α , 0 A ), (r s2 , 0 S2 , 0 S2 ] 7 + T A + fZ (r s2 , 6 S2 , 0 S2 ), (r A , 6 ft , 0 ft j7

+ Ts + f/(rGS, eGS, 0GS), (rs2, es2/0s2l7+ T s + f / (r GS , e GS , 0 GS ), (r s2 , e s2 / 0 s2 l7

Unter Anwendung der Gleichung (4) und Zusammenfassung der Ausdrücke ergibt sich:
35
Applying equation (4) and combining the expressions, we get:
35

(6)(6)

Die Gleichungen für die Rücksignale von den Satelliten Sl und S2 sind etwas langer, da diese Signale durch den mittleren Satelliten S2 als Relaisstation übertragen werden, bevor sie zurück zur Bodenstation gelangen. Infolgedessen gilt für den Satelliten Sl:
10
The equations for the return signals from the satellites S1 and S2 are somewhat longer, since these signals are transmitted by the central satellite S2 as a relay station before they get back to the ground station. As a result, the following applies to the satellite S1:
10

(7) trt0 = ffirs2,.es2. 0S2), <rGS,(7) t r t 0 = ffir s2 , .e s2 . 0 S2 ), <r GS ,

TS + f^rA' ΘΑ' 0A>' (rS2' 6S2' T S + f ^ r A ' Θ Α' 0 A>' (r S2' 6 S2 '

+ TA + f^rSl' 6Sl' 0Sl)' (rA' ΘΑ' 0A^ + T A + f ^ r Sl ' 6 Sl' 0 Sl) ' (r A' Θ Α ' 0 A ^

+ T5 + f/(rs2, es2, 0S2), (rsl, esl, 0S1)J is + T5 + f/(rGS, eGS, 0GS), (rS2, es2, 0S2)J + T 5 + f / (r s2 , e s2 , 0 S2 ), (r sl , e sl , 0 S1 ) J is + T 5 + f / (r GS , e GS , 0 GS ), (r S2 , e s2 , 0 S2 ) J.

Durch Anwendung der Gleichung (4) und Zusanunenfassung der Ausdrücke ergibt sich:By applying equation (4) and combining the Expressions result:

(8) tx-t0 = 2f/fr(8) t x -t 0 = 2f / fr

S2' °£
+ TA
S2 '° £
+ T A

^ (rS2'^ (r S2 '

Sl' 6Sl' 0Sl)' (rA' 8A'Sl ' 6 Sl' 0 Sl) ' (r A' 8 A '

s2, es2, 0S2), (rsl, es s2 , e s2 , 0 S2 ), (r sl , e s

Wendet man die entsprechende Verfahrensweise für den Satelliten S3 an, dann erhält man nach einiger Vereinfachung:Applying the appropriate procedure for the satellite S3, then after some simplification you get:

(9) t3-t0 = 2fÄrs2,-es2, 0S2),(9) t 3 -t 0 = 2fÄr s2 , -e s2 , 0 S2 ),

+ 3T5 + TA + 3T 5 + T A

, 0A),, 0 A ),

, (rA,, (r A ,

+ ffus2, es2, 052), (rS3, es3, 0S3)J + ffu s2 , e s2 , 0 52 ), (r S3 , e s3 , 0 S3 ) J

Die Gleichungen (6), (8) und (9) bilden einen Satz vonEquations (6), (8) and (9) form a set of

315234° 315 234 °

drei Gleichungen, in denen die Koordinaten des Flugzeugs (γδ, ΘΔ, 0Λ) die einzigen Unbekannten sind, während die übrigen Größen bekannt oder direkt meßbar sind. Diese Gleichungen können unter Verwendung von Standardmatrixverfahren für die Koordinaten (r , ΘΔ , 0 ) gelöst werden. Es sei ζ. B. auf Korn und Korn "Mathematical Handbook for Scientists and Engineers" (in deutscher Übersetzung "Mathematisches Handbuch für Wissenschaftler und Ingenieure") (McGraw-Hill, New York 1961), Kapitel 13, verwiesen. Wenn die Lösung vollständig erhalten worden ist, wird die Koordinate r in die Höhe des Flugzeugs über mittlerer Meeresspiegelhöhe (MSL) umgewandelt, indem der Erdradius r„ subtrahiert wird, und die Koordinate ΘΛ wird in die geographische Breite des Flugzeugs umgewandelt, indem die Differenz (90° - 6a) gebildet wird. Die Koordinate 0Ά ist direkt gleich der geographischen Länge des Flugzeugs.three equations in which the coordinates of the aircraft (γ δ , Θ Δ , 0 Λ ) are the only unknowns, while the other quantities are known or directly measurable. These equations can be solved for the coordinates (r, Θ Δ , 0) using standard matrix methods. Let it be ζ. B. on Korn and Korn "Mathematical Handbook for Scientists and Engineers" (in German translation "Mathematisches Handbuch für Wissenschaft und Ingenieure") (McGraw-Hill, New York 1961), Chapter 13, referenced. When the solution is completely obtained, the coordinate r is converted to the aircraft's altitude above mean sea level (MSL) by subtracting the earth's radius r ", and the coordinate Θ Λ is converted to the aircraft's latitude by taking the difference (90 ° - 6 a ) is formed. The coordinate 0 Ά is directly equal to the longitude of the aircraft.

Wie weiter oben bereits angegeben, kann das vorliegende System in einer wahlweisen Betriebsweise (in Fig. 1 nicht gezeigt) arbeiten, indem die Bodenstation GS außerdem das Abfragesignal von S2 feststellt. Wenn die Ankunftszeit des zurückgesendeten Abfragesignals in der Bodenstation als die Bezugszeit t„ genommen wird, besteht die Wirkung darin, daß die GrößeAs already indicated above, the present system can in an optional operating mode (not in FIG shown) work in that the ground station GS also detects the interrogation signal from S2. If the arrival time of the interrogation signal sent back is taken as the reference time t "in the ground station, the effect is that the size

2f/(rs2, eS2, 0S2), (rGS, eGS, 0GSi7 .+ ts 2f / (r s2 , e S2 , 0 S2 ), (r GS , e GS , 0 GS i7. + T s

von der rechten Seite jeder der Gleichungen (6), (8) und (9) abzuziehen ist, wodurch diese Gleichungen etwas vereinfacht werden. Mathematisch jedoch ist das Berechnungsverfahren im wesentlichen äquivalent dem vorher beschriebenen, obwohl diese wahlweise Betriebsweise insofern vorteilhaft sein kann, als man Informationen über die sich ändernden ionosphärischen Verzögerungen erhält bzw. ableiten kann, welche das Abfragesignal und die anderenis to be subtracted from the right side of each of equations (6), (8) and (9), thereby somewhat simplifying these equations will. Mathematically, however, the calculation method is essentially equivalent to the one previously described, although this optional mode of operation can be beneficial in that it provides information about the changing ionospheric delays receives or can derive which the interrogation signal and the other

Signale, auf denen das System beruht, beeinflussen.Influence signals on which the system is based.

Aus den Gleichungen (6), (8) und (9) läßt sich weiter erkennen, daß die Koordinaten (^g,, ©slf ^Sl^' ^rS2' 6S2' 0 2). und (r„^, θς3, 0S3) vom Standpunkt des Rechners der Bodenstation als feste Konstanten behandelt werden können, da sie geosynchronen oder "stationären" Satelliten zugeordnet sind. Obwohl das angenähert richtig ist, treten normalerweise kleinere Störungen bzw. Veränderungen in der Umlaufbahnposition eines geosynchronen Satelliten aufgrund der Gravitationseinflüsse von Sonne und Mond auf.. Aus diesem Grund werden die Satellitenkoordinaten in den Gleichungen (6), (8) und (9) vorzugsweise als veränderlich belassen und während des Verlaufs der Positionsberechnung jedes Flugzeugs vom Rechner der Bodenstation eingesetzt. Die so eingesetzten Koordinaten können dann kontinuierlich auf den neuesten Stand gebracht werden, und zwar auf der Basis von bekannten Satellitenpositionstabellen, die im Speicher des Rechners der Bodenstation gespeichert sind, oder aufgrund von periodischen direkten Messungen der Satellxtenpositionen. Wie weiter unten beschrieben ist, können die letzteren Messungen im Ergebnis dadurch ausgeführt werden, daß das System bzw. die Anordnung der vorliegenden Erfindung benutzt wird (siehe den Abschnitt über "Fixpunkte", unten).From equations (6), (8) and (9) it can also be seen that the coordinates (^ g ,, © sl f ^ Sl ^ '^ r S2' 6 S2 '0 2 ). and (r "^, θ ς3 , 0 S3 ) can be treated as fixed constants from the point of view of the computer of the ground station, since they are assigned to geosynchronous or" stationary "satellites. While this is approximately correct, minor perturbations or changes in the orbit position of a geosynchronous satellite usually occur due to the gravitational effects of the sun and moon. For this reason, the satellite coordinates in equations (6), (8) and (9) are preferred left as changeable and used during the course of the position calculation of each aircraft by the computer of the ground station. The coordinates used in this way can then be continuously updated on the basis of known satellite position tables which are stored in the memory of the computer of the ground station, or on the basis of periodic direct measurements of the satellite positions. As a result, as will be described below, the latter measurements can be carried out using the system or arrangement of the present invention (see the section on "Fixed Points", below).

Wenn die Satelliten Sl, S2 und S3 anstatt synchron, wie bisher angenommen wurde, nichtsynchron sind, dann ist es nicht nur eine wahlweise Maßnahme, sondern notwendig, ihre Koordinaten in der oben beschriebenen Weise kontinuierlich auf den neusten Stand zu bringen. In entsprechender Weise müssen, wenn die Bodenstation statt ortsfest bewegbar ist (z. B. wenn sie sich an Bord eines auf See fahrenden Wasserfahrzeugs befindet), die Bodenstationkoordinaten (r^_, θ_,ο, 0OCJ als Variable in den Glei-If the satellites S1, S2 and S3 are not synchronous instead of synchronous, as was previously assumed, then it is not only an optional measure, but also necessary to continuously update their coordinates in the manner described above. In a corresponding manner, if the ground station is movable instead of stationary (e.g. if it is on board a watercraft traveling at sea), the ground station coordinates (r ^ _, θ_, ο , 0 OC J as a variable in the slide

bb lab VjObb lab VjO

chungen (6), (8) und (9) belassen und vor jeder Flug.zeugpositionsberechnung auf den neuesten Stand gebracht und in die Gleichungen eingefügt werden.Leave settings (6), (8) and (9) as they are and before each aircraft position calculation updated and inserted into the equations.

Geographisch gibt die Lösung der Gleichungen (6), (8) und (9) aktuell zwei mögliche Spiegelbildpositionen für das Flugzeug A, und zwar eine in der nördlichen Hemisphäre und eine in der südliche Hemisphäre. Diese Doppeldeutigkeit folgt, wie sich ohne weiteres ersehen läßt, aus der Tatsache, daß alle drei Satelliten Sl, S2 und S3 in der Erdäquatorialebene sind und diese daher eine Symmetrieebene des Systems bildet. Das kann man sich visuell durch die Feststellung klarmachen, daß ein Abfragesignal, welches zur Zeit t„ von einer äquatorialen Bodenstation GS erzeugt wird, den gleichen Satz von Rücksignalankunftszeiten t·, , t~ und t-j für ein Flugzeug, das sich auf einer gegebenen geographischen Breite, geographischen Länge und Höhe nördlich vom Äquator befindet, und für ein Flugzeug, das sich auf einer gleichen geographischen Breite, geographischen Länge und Höhe südlich vom Äquator befindet, zur Folge hat. In der Wirklichkeit jedoch verursacht diese Doppeldeutigkeit nur geringe Schwierigkeiten und kann leicht durch eine entsprechende Programmierung bzw. die Software des Systems gelöst werden. Infolgedessen ist es lediglich erforderlich, dem Rechner der Bodenstation den Startort des Flugzeugs einzugeben, der aus der Identität des Flughafens, von dem das Flugzeug ausgegangen oder auf dem das Flugzeug zuletzt gelandet ist, hergeleitet werden kann. Sofern das Flugzeug später nicht den Äquator kreuzt, hat man damit alle erforderliche Information zur unzweideutigen Berechnung der nachfolgenden Positionen des Flugzeugs an jeder Stelle während seines Flugs. Wie weiter unten in näheren Einzelheiten beschrieben ist, kann die Programmierung bzw. Software des Systems im Ergebnis so gestaltet sein, daß zuverlässigGeographically gives the solution of equations (6), (8) and (9) currently two possible mirror image positions for aircraft A, one in the northern hemisphere and one in the southern hemisphere. This ambiguity follows, as can be readily seen, from the The fact that all three satellites Sl, S2 and S3 are in the earth's equatorial plane and this is therefore a plane of symmetry of the system. This can be made clear visually by noting that an interrogation signal, which at time t "is generated by an equatorial ground station GS, the same set of return signal arrival times t ·,, t ~ and t-j for an airplane that is on a given latitude, longitude and altitude north of the equator, and for a Airplane that is at the same latitude, longitude and altitude south of the equator, has the consequence. In reality, however, this ambiguity causes little trouble and can easily be solved by appropriate programming or the software of the system. Consequently it is only necessary to the computer of the ground station enter the place of departure of the aircraft based on the identity of the airport from which the aircraft originated or on which the aircraft last landed can be derived. Unless the plane does not later crosses the equator, one has all the information necessary for the unambiguous calculation of the following Positions of the aircraft at each point during its flight. As described in more detail below as a result, the programming or software of the system can be designed to be reliable

Durchkreuzungen des Äquators mittels des Flugzeugs, das überwacht wird, festgestellt und berücksichtigt werden, so daß die äquatoriale Mehrdeutigkeit für alle Ziele und Zwecke ausgeschaltet wird.Crossings of the equator are detected and taken into account by means of the aircraft that is being monitored, so that equatorial ambiguity is eliminated for all aims and purposes.

' · ■ ■ · ■ ■- ■■■'· ■ ■ · ■ ■ - ■■■

Es bleibt festzustellen, wie groß die Genauigkeit ist, mit der das System die drei Flugzeugkoordinaten messen kann. Von besonderem Interesse ist die Empfindlichkeit der in den Gleichungen (6), (8) und (9) definierten Zeitdifferenzen gegenüber Änderungen von einer der drei Flugzeugkoordinaten. Diese kann mathematisch dadurch bestimmt werden, daß man die partiellen Ableitungen jeder der drei Zeitdifferenzgleichungen (6), (8) und (9) mit Bezug auf die interessierende Koordinate bildet, um eine Empfindlichkeitsgleichung zu erhalten, und daß man dann verschiedene Flugzeugpositionswerte in die Empfindlichkeitsgleichung substituiert, um die Empfindlichkeit der Zeitdifferenzmessung gegenüber Änderungen der interessierenden Koordinate bei jeder Position aus einer Anzahl von unterschiedlichen Flugzeugpositionen zu erhalten. Der Kehrwert der Empfindlichkeit ist die Auflösung des Systems für die interessierende Koordinate, d. h. die Änderung dieser Koordinate pro Einheit der gemessenen Zeitdifferenz .It remains to be determined how great the accuracy is, with which the system can measure the three aircraft coordinates. Of particular interest is sensitivity of the time differences defined in equations (6), (8) and (9) versus changes in one of the three aircraft coordinates. This can be determined mathematically by taking the partial derivatives of each of the three Time difference equations (6), (8) and (9) with respect to the coordinate of interest form a sensitivity equation and then substituting various aircraft position values into the sensitivity equation to obtain the sensitivity of the time difference measurement versus changes in the coordinate of interest at any one of a number of positions to get different aircraft positions. The reciprocal of the sensitivity is the resolution of the system for the coordinate of interest, d. H. the change in this coordinate per unit of the measured time difference .

Die Ergebnisse einer solchen Berechnung sind in den Tabellen 1 und 2 angegeben. Es wurde der Fall gewählt, in dem die drei Satelliten Sl, S2 und S3 genau äquatorial und in Abständen von 45° in der geographischen Länge voneinander angeordnet sind, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Tabellen für andere Situationen ergeben Zählen, die sich im gleichen allgemeineh Bereich befinden, so daß ein Beispie'l ausreicht. Aus Vereinfachungsgründen ist weiter angenommen worden, daß sich das Flugzeug A auf der gleichen geographischen Länge wie der mittlere Satellit S2 befin-The results of such a calculation are given in Tables 1 and 2. The case was chosen in which the three satellites Sl, S2 and S3 exactly equatorial and at intervals of 45 ° in geographical longitude from one another are arranged as shown in Figs. Tables for other situations result in counting up are in the same general area, so that an example sufficient. For reasons of simplification, it is still assumed that the aircraft A is on the same geographic longitude as the central satellite S2.

31 523A031 523A0

det, so daß die Systemauflösung pro Zeitdifferenzeinheit die gleiche sowohl für (t,-t,J als auch für (t-.-t„) ist.det, so that the system resolution per time difference unit is the same for both (t, -t, J and (t -.- t “).

In Tabelle 1 ist die Auflösung des Systems gegenüber Änderungen in der Flugzeughöhe für verschiedene repräsentative Werte der geographischen Breite in der nördlichen Hemisphäre angegeben. Natürlich erhält man die gleiche Auflösung für entsprechende geographische Breiten in der südlichen Hemisphäre. Für alle gewählten geographischen Breiten sind die Auflösungsdaten in Meter Höhe pro Nanosekunde Änderung des gemessenen Werts sowohl von (t~-tn) als auch von (t,-tfi) oder (t,-t0) angegeben.Table 1 shows the resolution of the system against changes in aircraft altitude for various representative values of latitude in the northern hemisphere. Of course, the same resolution is obtained for corresponding geographical latitudes in the southern hemisphere. For all selected geographical latitudes, the resolution data are given in meters altitude per nanosecond change in the measured value of (t ~ -t n ) as well as of (t, -t fi ) or (t, -t 0 ).

Es gibt einen kleinen Bereich geographischer Breite, der völlig jenseits des nördlichen Polarkreises liegt, wo der r -Vektor des Flugzeugs ungefähr rechtwinklig zu den Linien zwischen dem Flugzeug und jedem der Satelliten ist, und in dieser Zone ist die Höhenauflösung des Systems am schlechtesten (obwohl sie immer noch mit den typischen Genauigkeiten von barometrischen Höhenmessern vergleichbar ist). Bemerkenswerterweise jedoch erscheinen die Nullpunkte der (t-.-tg)- und (t, 3—tQ)-EmpfEndlichkeiten (d. h. die Punkte der Nullauflösung des Systems bezüglich jeder dieser Zeitdifferenzen) nicht auf der gleichen geographisehen Breite, so daß das System selbst in diesen Zonen extremer nördlicher (oder südlicher) Breite anwendbar ist. Die Höhenauflösung an den Polen ist gut, und sie ist auch im allgemeinen überall zwischen dem nördlichen und südlichen Polarkreis gut. Von besonderem Interesse ist die Höhenauflösung des Systems über dem kontinentalen Teil der USA, und die Tabelle 1 zeigt, daß sie hier ungefähr 0,3048 m pro Nanosekunde oder besser ist.There is a small area of latitude completely beyond the Arctic Circle, where the aircraft's r vector is roughly perpendicular to the lines between the aircraft and each of the satellites, and it is in this zone that the system's altitude resolution is worst (though it is still comparable to the typical accuracies of barometric altimeters). Remarkably, however, the zero points of the (t -.- tg) and (t, 3-t Q ) sensitivities (i.e. the points of zero resolution of the system with respect to each of these time differences) do not appear at the same latitude, so the system itself is applicable in these zones of extreme north (or south) latitude. The height resolution at the poles is good, and it is generally good everywhere between the northern and southern Arctic circles. Of particular interest is the altitude resolution of the system over the continental US, and Table 1 shows that here it is about 0.3048 meters per nanosecond or better.

< Co.<Co.

TABELLETABLE

Höhenauflösung als Funktion der geographischen BreiteHeight resolution as a function of latitude

Geographische Breite des Flugzeugs (Grad)Geographical latitude of the aircraft (degrees)

Geographischer OrtGeographic location

Auflösung, m/Nanosekunde (t1-t0) oderResolution, m / nanosecond (t 1 -t 0 ) or

(t2-t0)(t 2 -t 0 )

(t3-t0)(t 3 -t 0 )

20° 30° 50°20 ° 30 ° 50 °

60'60 '

70'70 '

80° 82° 85° 90°80 ° 82 ° 85 ° 90 °

Äquatorequator

Südliche USASouthern USA

Ungefähr nördliche Grenze der kontinentalen USAApproximately northern border of the continental US

Nördliches KanadaNorthern Canada

Nördlich vom nördlichen PolarkreisNorth of the Arctic Circle

0,18288 0,21336 0,18898 0,23165 0,21336 0,243840.18288 0.21336 0.18898 0.23165 0.21336 0.24384

0,30480.3048

0,365760.36576

0,0, 4267242672 ,7432, 7432 0,0, 53345334 0,0, 762762 ,0668, 0668 1,1, 00580058 4,4, 87688768 24,24, 079079 -53,9496-53.9496 -6-6 ,7056, 7056 -2-2 -2-2 ,1336, 1336 -1-1 -1-1 ,0668, 0668

Da die Satelliten Sl, S2 und S3 in Richtung der geographischen Länge im Abstand voneinander in der Erdäquatorialebene angeordnet sind, ist die geographische Längenauflö- Since the satellites Sl, S2 and S3 in the direction of the geographical Longitudes are arranged at a distance from each other in the earth's equatorial plane, the geographic longitude resolution is

25 sung des Systems ziemlich konstant mit bzw. bei der geographischen Breite. Solange das Flugzeug in einer Sichtlinienverbindung mit allen drei Satelliten bleibt, kann seine geographische Länge mit einer Auflösung von etwa 0,1524 m pro Nanosekunde gemessener Zeitdifferenz be-The solution of the system is fairly constant with or with the geographic one Broad. As long as the aircraft is in line of sight with all three satellites remaining, its longitude can be resolved by about 0.1524 m per nanosecond measured time difference

stimmt werden.become true.

Die letzte übrigbleibende wichtige Zahl, nämlich die geographische Breitenauflösung, ist in" Tabelle 2 angegeben. Der Fall ist hier der gleiche, wie er in Verbindung mit 35 Tabelle 1 in Betracht gezogen ist, jedoch sind die Auflö-The last remaining important number, namely the geographical one Width resolution, is given in "Table 2. The case here is the same as that in connection with 35 Table 1 is taken into account, but the resolutions are

sungsdaten nur bezüglich der gemessenen Zeitdifferenz (t2-tQ) angegeben, wobei die Werte für (t^-tg) und (t-.-tn) gleich bzw. ähnlich sind.The measurement data is only given in relation to the measured time difference (t 2 -t Q ), with the values for (t ^ -tg) and (t -.- t n ) being the same or similar.

TABELLE 2TABLE 2

Breitenauflösung als Funktion der geographischen BreiteLatitude resolution as a function of geographical latitude

Geographi
sche Breite
des Flug
zeugs (Grad)
Geography
width
of the flight
stuff (degree)
Geographischer OrtGeographic location Auflösung, m/NanosekundeResolution, m / nanosecond
11 Nahe dem ÄquatorNear the equator 22 33 55 1010 Geoqraphische Breite
von Panama
Geographic latitude
of Panama
2020th MittelamerikaCentral America 2525th Südliche Grenze der USSouthern US border 3030th 5050 Nördliche Grenze der 4 8
zusammenhängenden Staa
ten der USA
Northern limit of the 4 8th
contiguous Staa
in the USA
5,79125.7912 4,26724.2672 3,0483.048 1,82881.8288 0,914400.91440 0,45720.4572 0,365760.36576 0,30480.3048 0,213360.21336

; Wie die Tabelle 2 zeigt, gibt es nur ein dünnes äquatoriales Band unterhalb der geographischen Breite von Panama, wo die geographische Breitenauflösung des Systems - vermindert ist. Von der geographischen Breite des nördlichen Panamas aus jedoch ist die geographische Breitenauf,-lösung etwa 0,9144 m pro Nanosekunde oder besser. ; As Table 2 shows, there is only a thin equatorial band below the latitude of Panama, where the latitude resolution of the system is - diminished. From the latitude of northern Panama, however, the latitude resolution is about 0.9144 m per nanosecond or better.

Betrachtet man die Tabellen 1 und 2 zusammen, so ist ersichtlich, daß die Auflösung des beschriebenen Systems pro Nanosekunde ziemlich gut mit Ausnahme eines kleinen Bereichs in der Nähe der Pole (wo die Höhenauflösung vermindert ist) und eines kleinen Bereichs um den ÄquatorLooking at Tables 1 and 2 together, it can be seen that the resolution of the system described per nanosecond pretty good except for a small area near the poles (where the altitude resolution diminishes is) and a small area around the equator

herum (wo die geographische Breitenauflösung vermindert ist) ist. Es ist möglich, diese Bereiche verminderter Auflösung, dadurch "auszufüllen", daß zusätzliche Satelliten in nichtäquatorialen Umlaufbahnen hinzugenommen werden, aber aus praktischen Gründen ist die bevorzugte Anordnung von drei geosynchronen Satelliten in äquatorialer Umlaufbahn (oder einer Gesamtheit von acht Satelliten zur weltweiten Abdeckung unter Annahme eines 45°- Abstands, wie beschrieben) mehr als adäquat. Das ist deswegen der Fall, weil der äquatoriale Bereich und die Bereiche in der Nähe der Pole, in denen die Auflösung des Dreisatellitensystems vermindert ist, im Ergebnis Bereiche von sehr geringem Luftverkehr sind, welche infolgedessen nur eine minimale Luftverkehrskontrollüberwachung erfordern. Außerdem besteht der in diesem Bereichen stattfindende Luftverkehr hauptsächlich aus militärischen und großen kommerziellen Flugzeugen, di<; normalerweise mit ausreichender zusätzlicher Ausrüstung versehen sind, mit der ihre Navigationserfordernisse in diesen Bereichen erfüllt werden können. Ein wichtiger Vorteil des vorlie-. genden Systems besteht dann darin, daß die Zonen verminderter Auflösung, die sich unvermeidbar aus der Verwendung einer minimalen Anzahl von Satelliten ergeben, in diesem Falle in geographischen Bereichen liegen, in denen die verminderte Auflösung am besten toleriert werden kann. Auf diese Weise wird die Fähigkeit einer hohe Auflösung besitzenden Positionsüberwachung in Bereichen hoher Verkehrsdichte erreicht, ohne daß die Anzahl der Satelliten, die für die praktische Verwirklichung des Systems erforderlich sind, unangemessen erhöht werden muß.around (where the latitude resolution diminishes is is. It is possible to "fill in" these areas of reduced resolution by using additional satellites can be added in non-equatorial orbits, but for practical reasons is the preferred Arrangement of three geosynchronous satellites in equatorial orbit (or a total of eight satellites for worldwide coverage assuming a 45 ° distance, as described) more than adequate. That's because of that the case because of the equatorial area and the areas near the poles in which the dissolution of the Three satellite system is diminished, as a result, areas of very little air traffic are, as a result, which require minimal air traffic control surveillance. There is also one in these areas air traffic taking place mainly from military and large commercial aircraft, di <; usually Are provided with sufficient additional equipment to meet their navigational needs in these areas can be met. An important advantage of the present. The lowering system then consists in the zones of reduced resolution, which inevitably result from use a minimum number of satellites, in this case in geographical areas in which the reduced resolution can best be tolerated. In this way the capability of high resolution becomes own position monitoring in areas of high traffic density achieved without reducing the number of satellites, required for the practical implementation of the system must be increased inappropriately.

FixpunkteFixed points

Die vorliegende, auch als System bezeichnete Anordnung kann umgekehrt dazu verwendet werden, jeden der Satelli-The present arrangement, also known as a system, can be used in reverse to connect each of the satellites

z C3z C3

ten Sl, S2 und S3 genau zu lokalisieren, indem man drei Fixpunkt-ABTs (die den ABTs der Flugzeuge in den meisten Hinsichten gleichartig bzw. ähnlich sind) an drei bekannten, in weitem Abstand voneinander befindliehen Stellen auf der Erdoberfläche vorsieht. In Erwiderung auf ein Abfragesignal, das den drei Fixpunkt-ABTs durch den Satelliten S2 übermittelt worden ist, erzeugt jeder Fixpunkt-ABT ein Bakensignal, das das gleiche Format wie das im Flugzeug erzeugte Bakensignal hat, was in Fig. 5 abgebildet ist. Im Falle der von den Fixpunkt-ABTs erzeugten Bakensignale identifiziert jedoch der 22-Bitidentifikationscode (Bits 3 bis 24 in Fig. 5) eine Bodenstation-Rechnerspeicherstelle, wo der genaue Ort des speziellen Fixpunkt-ABT gespeichert ist. Für jedes von der Bodenstation erzeugte und durch die drei Fixpunkt-ABTs beantwortete Abfragesignal wird eine Gesamtheit von neun Rücksignalen empfangen: drei vom Satelliten S2 direkt, drei vom Satelliten Sl (mittels des Satelliten. S2 zur Bodenstation übertragen), und drei vom Satelliten S3 (ebenfalls mittels des Satelliten S2 zur Bodenstation übertragen).Aufgrund der großen Abstände, durch die die äußeren Satelliten Sl und S3 von dem als Verbindung zum Boden dienenden Satelliten S2 getrennt sind, sind die ersten drei Rücksignale, die in der Bodenstation empfangen werden, diejenigen, die von den Fixpunkt-ABTs direkt über den Satelliten S2 zur Bodenstation übertragen worden sind. Verwendet man Gleichungen, die den im vorhergehenden Abschnitt erörterten Gleichungen analog sind, dann kann der Rechner der Bodenstation nun den Ort des Satelliten S2 basierend auf der Übertragungszeit des Abfragesignals, der Ankunftszeit der Rücksignale, die mittels des Satelliten S2 von jedem der drei Fixpunkt-ABTs zur Bödenstation übertragen worden sind,und den bekannten geographischen Orten der drei Fixpunkt-ABTs berechnen. Ein entsprechender Vorgang wirdten Sl, S2 and S3 by using three fixed point ABTs (which correspond to the ABTs of the aircraft in are similar or similar in most respects) to three known, far apart Provides places on the earth's surface. In response in response to an interrogation signal transmitted to the three checkpoint ABTs by satellite S2 every fixed point ABT receives a beacon signal that has the same format as the beacon signal generated in the aircraft, which is shown in Fig. 5 is depicted. In the case of the beacon signals generated by the checkpoint ABTs, however, the 22-bit identification code identifies (Bits 3 through 24 in Fig. 5) a ground station computer storage location where the exact location of the special fixed point ABT is stored. For each ABT generated by the ground station and by the three fixed point ABTs Answered interrogation signal, a total of nine return signals are received: three from satellite S2 direct, three from the satellite S1 (transmitted to the ground station by means of the satellite S2), and three from the satellite S3 (also transmitted to the ground station by satellite S2). Due to the large distances, through which the outer satellites S1 and S3 are separated from the satellite S2 serving as a connection to the ground, are the first three return signals received at the ground station, those received from the fixed point ABTs have been transmitted directly to the ground station via the satellite S2. Using equations that express the If the equations discussed in the previous section are analogous, the ground station computer can now the location of the satellite S2 based on the transmission time of the interrogation signal, the arrival time of the return signals, which have been transmitted to the ground station by means of the satellite S2 from each of the three fixed point ABTs and calculate the known geographic locations of the three fixed point ABTs. A corresponding process will be

für die drei Rücksignale ausgeführt, die vom Satelliten Sl empfangen worden sind, sowie für die drei Rücksignale, die vom Satelliten S3 empfangen worden sind (im Falle dieser Satelliten gehen die Signalverzogerungszeiten, die sich aus der Übertragung aller Abfrage- und Rücksignale durch den zur Verbindung mit dem Boden dienenden Satelliten S2 ergeben, in die Berechnungen ein, aber diese Verzögerungszeiten lassen sich leicht berechnen, wenn einmal der Ort des Satelliten S2 bekannt ist). Durch periodische Wiederholung dieses Vorgangs ist es möglich, daß der Rechner der Bodenstation kontinuierlich die Positionen der drei Satelliten überwacht, wodurch die Genauigkeit der nachfolgenden Flugzeugpositionsberechnungen, in denen die Satellitenorte als Programmkonstanten verwendet werden, sichergestellt wird.for the three return signals carried out by the satellite Sl have been received, as well as for the three return signals that have been received by the satellite S3 (in the case of these satellites are the signal delay times that result from the transmission of all query and return signals by the one used to connect to the ground Satellite S2 result in the calculations, but these delay times can easily be calculated if once the location of the satellite S2 is known). By repeating this process periodically, it is possible that the computer of the ground station continuously monitors the positions of the three satellites, thereby increasing the accuracy the subsequent aircraft position calculations, in which the satellite locations are used as program constants will be ensured.

In den Fällen, in denen die drei Satelliten Sl, S2 und S3 alle in einer geosynchronen äquatorialen Umlaufbahn um die Erde sind,·wie in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, ändern sich die Satellitenorte nur langsam und innerhalb enger Grenzen. Infolgedessen brauchen die Satellitenpositionen nicht sehr häufig auf den neuesten Stand gebracht zu werden, und die Fixpunkt-ABTs können so ausgebildet werden, daß sie relativ nicht häufig auf Abfragesignale von der Bodenstation antworten (z. B. einmal alle 10 Sekunden), indem man ihnen geeignete lange Sperrintervalle gibt. Wenn andererseits die Satelliten Sl, S2 und S3 in nichtsynchronen Umlaufbahnen sind, dann ändern sich ihre Positionen sehr schnell, und 'Sie erfordern es daher, daß ihre Daten viel häufiger auf den neuesten Stand gebracht werden (z. B. bei jeder Abfrage).In the cases in which the three satellites Sl, S2 and S3 are all in a geosynchronous equatorial orbit around the earth, · as in the preferred embodiment According to the invention, the satellite locations change only slowly and within narrow limits. As a result, need the satellite positions do not get updated very often, and the fixed point ABTs can be designed so that they do not respond frequently to interrogation signals from the ground station (e.g. once every 10 seconds) by giving them suitable long lockout intervals. On the other hand, if the satellites S1, S2 and S3 are in non-synchronous orbits, then their positions change very quickly and 'they require it is therefore that your data is brought up to date much more frequently (e.g. with every query).

Als weitere Anwendung des Fixpunktkonzejts können ortsfeste oder bewegbare ABTs an speziellen Orten auf der Erdoberfläche angeordnet sein, um die Orte von gewissen kri-As a further application of the Fixedpunktkonzejts stationary or movable ABTs can be arranged at special locations on the earth's surface in order to avoid the locations of certain critical

tischen Bezugspunkten innerhalb des Rechnerspeichers des Systems genau zu fixieren. So können z. B. tragbare ABTs von Hand zu den Anfangs- und Endpunkten gewisser Flughafenstart- und -landebahnen gebracht werden, damit es ermöglicht wird, diese Punkte mittels des Rechners der Bodenstation genau zu lokalisieren und zu speichern, so daß sie zur Ermöglichung von Präzisionsanflügen oder zur Ausführung von automatischen (d. h. NPG-gesteuerten) Landungen verwendet werden. In einer ähnlichen Weise können Merkmale erhöhten Terrains, wie beispielsweise Berge oder hohe Türme, im Rechnerspeicher der Bodenstation genau festgelegt werden, indem man an der in Frage stehenden Stelle zeitweilig oder dauernd einen Fixpunkt-ABT anordnet. Im Falle eines dauernd vorgesehenen ABT ermöglicht das ein Verfolgen von Bodenverschiebungen aufgrund von Erdbeben. Mit oder ohne diesen Zusatz ermöglicht es die topographische Information im Rechnerspeicher, automatisch einen Terrainalarm durch die Bodenstation zu erzeugen, wenn festgestellt wird, daß sich ein Flugzeug auf Kollisionskurs mit gefährlichem Terrain befindet.table reference points within the computer memory of the system. So z. B. Portable ABTs be manually brought to the start and end points of certain airport runways to make it possible is to precisely locate and store these points by means of the computer of the ground station, so that they are used to enable precision approaches or to perform automatic (i.e., NPG-controlled) landings be used. In a similar manner, features of elevated terrain, such as mountains or high towers, can be precisely defined in the computer memory of the ground station by looking at the one in question Place a fixed point ABT temporarily or permanently. Enabled in the case of a permanent ABT tracking ground displacements due to earthquakes. With or without this addition, it enables the topographical information in the computer memory, automatically generating a terrain alarm by the ground station, when an aircraft is determined to be on a collision course with dangerous terrain.

Bakensignalformat und ABT-Schaltung des FlugzeugsBeacon signal format and aircraft ABT circuit

Wie vorstehend erwähnt, erfordert es die vorliegende Anordnung nur, daß sich in dem einzelnen Flugzeug ein einfacher Transponder befindet, der in der Lage ist, in Erwiderung auf ein allgemeines Abfragesignal, das an alle Flugzeuge innerhalb des Bereichs der Anordnung gesendet wird, ein Antwortbakensignal zu erzeugen, das mit Information codiert ist, welche ausschließlich das spezielle Flugzeug identifiziert, dem der Transponder zugeordnet ist. Vorzugsweise hat das Bakensignal die Form einer Gruppe von digitalen Impulsen, wobei aufeinanderfolgende Impulse aufeinanderfolgende Bits einer binären Information repräsentieren. As mentioned above, the present arrangement only requires that there be a simple one in the individual aircraft Transponder is located that is able to respond to a general interrogation signal sent to all aircraft is sent within range of the assembly to generate a response beacon signal encoded with information which only identifies the specific aircraft to which the transponder is assigned. Preferably the beacon signal is in the form of a group of digital pulses, with successive pulses represent successive bits of binary information.

Ein exemplarisches (obwohl in keinem Sinne erforderliches) Format für die Bakensignal-Impulsgruppe ist in Pig. 5 gezeigt. In Übereinstimmung mit der Definition eines Binären Bits kann jedes Bit der Impulsgruppe nur einen von zwei möglichen Zuständen haben: "Hoch" (binäre Eins) oder "Niedrig" (binäre Null). Fortschreitend in der Reihenfolge der zeitlichen Aufeinanderfolge ist das anfängliche Bit einer Impulsgruppe eine binäre Eins, die von der Bodenstation zur Markierung der Ankunftszeit der Anstiegsflanke der Impulsgruppe benutzt wird. Auf dieses Bit folgt ein Leerstellenbit (Null), und dann folgt hierauf eine Aufeinanderfolge von 22 Bits, die den Identifikationscode für das jeweilge Flugzeug, welches das Bakensignal erzeugt, enthalten. Die dargestellten 22 Bits reichen zur ausschließlichen Identifizierung von mehr als 4 Millionen unterschiedlicher Flugzeuge aus, was etwa das 100-fache der Gesamtzahl von derzeit existierenden Flugzeugen ist. Sollte jedoch schließlich e'ine größere Anzahl von Flugzeugen das System benutzen, dann ist es Iediglich erforderlich, die Anzahl der Identifikationsbits entsprechend zu erhöhen.An exemplary (although not required in any sense) The format for the beacon pulse group is in Pig. 5 shown. In accordance with the definition of a binary bit, each bit of the pulse group can only be one of have two possible states: "high" (binary one) or "low" (binary zero). Progressing in order the timing of the sequence, the initial bit of a pulse group is a binary one from the ground station is used to mark the arrival time of the rising edge of the pulse group. On this bit it is followed by a space bit (zero) and then followed by a sequence of 22 bits which is the identification code for the respective aircraft that generates the beacon signal. The 22 bits shown are sufficient for the exclusive identification of more than 4 million different aircraft from what about 100 times the total number of aircraft currently in existence. However, it should eventually be a larger number of aircraft using the system, all that is required is the number of identification bits to increase accordingly.

Auf die 22 Identifkationsbits folgt eine Reihe von 5 Bits, deren Zustände durch Schalter von dem Piloten gewählt werden können, damit dieser gewisse festgelegte Botschaften an das Luftverkehrskontroll Zentrum senden kann. Da für diesen Zweck 5 Bits reserviert sind, sind 32 unterschiedliche Botschaften möglich. Unter diesen kann ein Hinweis sein, daß eine Entführung stattfindet, ein Hinweis, daß ein Notfall ausgerufen worden ist, eine Aufforderung zur Behandlung mit Priorität aufgrund von geringem Kraftstoff, ein Hinweis darauf, daß das Flugzeug nicht in der Lage ist, seine ihm zugewiesene Höhe zu halten, 'usf. Auf diese Bits folgt ein weiteres durch Schalter wählbares Bit, das dann, wenn es in den binären Eins-Zustand einge-The 22 identification bits are followed by a series of 5 bits, the states of which are selected by the pilot using switches so that it can send certain specified messages to the air traffic control center. Therefore If 5 bits are reserved for this purpose, 32 different messages are possible. Among these can be a note that a kidnapping is taking place, an indication that an emergency has been declared, an invitation to Priority treatment due to low fuel consumption, an indication that the aircraft is not in the Is able to maintain its assigned height, 'etc. These bits are followed by another that can be selected using a switch Bit that when it enters the binary one state

- "" "", '" 315234Q- "" "", '"315234Q

stellt ist, anzeigt, daß die Flugzeugbesatzung eine Sprechverbindung mit dem ATC wünscht. Infolgedessen kann die Besatzung eine Sprechverbindung fordern und gleichzeitig eine von 32 unterschiedlichen Botschaften an das LuftverkehrskontrollZentrum senden. Auf dieses Verbindungs-Anforderungs-Bit folgen ein Leerbit und ein binäres Eins-Bit als Abschluß, das von der Bodenstation zur Markierung der Ankunftszeit der Abstiegsflanke der Impulsgruppe verwendet wird.
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indicates that the flight crew wants a voice connection with the ATC. As a result, the crew can request a voice connection and at the same time send one of 32 different messages to the air traffic control center. This connection request bit is followed by an empty bit and a binary one bit as a termination, which is used by the ground station to mark the arrival time of the falling edge of the pulse group.
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Typischerweise ist die Breite eines einzigen Bits in der Impulsgruppe etwa 4 ns. Demgemäß ist die Dauer der gesamten 32-Bit-Bakensignalimpulsgruppe etwa 128 ns.Typically the width of a single bit in the pulse group is about 4 ns. Accordingly, the duration is the entire 32-bit beacon burst approximately 128 ns.

Ein Blockschaltbild einer für die Mitnahme im Flugzeug bestimmten ABT-Schaltung, die in der Lage ist, ein Bakensignal zu erzeugen, welches das eben beschriebene Format hat, ist in Fig. 6 gezeigt. Es sei darauf hingewiesen, daß, obwohl das Blockschaltbild der Fig. 6 eine speziell bevorzugte Schaltungsanordnung zeigt, auch andere Schaltungen in Abhängigkeit von der Art des Bakensignals, das erzeugt werden soll, und von den Forderungen spezieller Anwendungen verwendet werden können. In diesem und in allen folgenden Blockschaltbildern ist darüber hinaus die Spezifizierung der speziellen Schaltungen oder Schaltungskomponenten nur erläuternd bzw. im Sinne einer Ausführungsform gegeben und soll auch andere Schaltungen oder Schaltungskomponenten erfassen, die in ihrer Funktion im wesentlichen äquivalent sind. Wo spezielle.diskrete integrierte Schaltungen aufgeführt sind, gilt auch, daß bei der Massenproduktion des ABT (oder von anderen Systemkomponenten) alle oder die meisten Schaltungen in einer einzigen, in großem Maßstab integrierten Schaltungspackung bzw. -platte (LSI) zusammengefaßt sein können. Spezifische Aufführungen von Leistungsfähigkeitspa-A block diagram of an ABT circuit designed to be taken on board an aircraft, capable of emitting a beacon signal to produce which has the format just described is shown in FIG. It should be noted that, although the block diagram of Figure 6 shows a particularly preferred circuit arrangement, other circuits may also be used more specific depending on the type of beacon signal to be generated and the requirements Applications can be used. In this and in all of the following block diagrams, the Specification of the special circuits or circuit components only given in an illustrative manner or in the sense of an embodiment and should also include other circuits or detect circuit components which are essentially equivalent in function. Where special, discreet integrated circuits are listed, it is also true that in the case of mass production of the ABT (or by other System components) all or most of the circuits in a single, large-scale integrated circuit package or plate (LSI) can be combined. Specific performances of performance-based

rametern sollen dazu dienen, darauf hinzuweisen, daß eine identifizierbare kommerziell erhältliche Schaltung oder ein identifizierbares kommerziell erhältliches Element für jede Funktion vorhanden ist, die bzw. das die Erfordernisse des vorliegenden Systems erfüllt oder übersteigt. Hinsichtlich des größten Teils jedoch gilt, daß spezifizierte Bitdauerzeiten, Frequenzen und Impulsfrequenzen lediglich nomineller oder erläuternder Art sind und in der Praxis der vorliegenden Erfindung keine spezielle Auswahl kritisch ist.The purpose of the parameters is to indicate that an identifiable commercially available circuit or there is an identifiable commercially available item for each function that the requirement is of the present system meets or exceeds. For the most part, however, it holds that specified bit duration times, frequencies and pulse frequencies are only nominal or illustrative in nature and no particular selection is critical in the practice of the present invention.

In Fig. 6 können alle Schaltungselemente vom 250 MHz-Taktgeber 48 bis zum Impulsverlängerer 60 integrierte Schaltungen Motorola MECL III sein (in den nachfolgenden Figuren, in denen spezifische Schaltelemente gezeigt sind, sind die Abschlußwiderstände in einigen Fällen aus Gründen der Klarheit weggelassen worden). Die grundsätzlichen Parameter dieser Familie, integrierter Schaltungen sind folgende:In Fig. 6, all of the circuit elements can be used by the 250 MHz clock generator 48 to the pulse extender 60 be Motorola MECL III integrated circuits (in the following figures, In which specific switching elements are shown, the termination resistors are in some cases for reasons omitted for clarity). The basic parameters of this family, integrated circuits are the following:

Eingangskapazität 3,3 PicofaradInput capacitance 3.3 picofarads

Anstiegs-/Abfallzeit (Flanke) 1 nsRise / fall time (edge) 1 ns

Ausbreitungsverzögerung 1 nsPropagation delay 1 ns

Kipprate TypischerweiseTip rate Typically

500 MHz, minimal 260 MHz500 MHz, minimum 260 MHz

Ausgangstreiberimpedanz 5Λ.Output driver impedance 5Λ.

Ausgangsstrom 22 mAOutput current 22 mA

Logisches HOCH/NIEDRIG - 0,88 V/- 1,75 VLogical HIGH / LOW - 0.88V / - 1.75V

Die Familie MECL III wurde zum Betreiben von 50 Λ-ijbertragungsleitungen für alle langen Wege ausgelegt. Die Logikfamilie Fi-OOK ECL der Firma Fairchild ist schneller als die Familie MECL III und kann als eine Alternative verwendet werden. Die Bezeichnungen MECL, MECL III und MECL 10 000 sind Warenzeichen der Firma Matorola, Inc.The MECL III family was designed to operate 50 transmission lines designed for all long journeys. The Fi-OOK ECL logic family from Fairchild is faster than the MECL III family and can be used as an alternative. The names MECL, MECL III and MECL 10,000 are trademarks of Matorola, Inc.

31 523A031 523A0

Es sei nun die Betriebsweise der in Fig. 6 dargestellten ABT-Schaltung beschrieben. Es sei angenommen, daß ein kurzer Abfrageimpuls (typischerweise mit einer Dauer von 4 ns) in der Bodenstation mit einer Trägerfrequenz f, erzeugt und durch den Satelliten S2 zum Flugzeug übermittelt worden ist, wie in Fig. 1 veranschaulicht. Der ABT des Flugzeugs weist eine Empfangsantenne 20 auf, die ein mittig gespeister bzw. angeschlossener Halbwellendipol, wie angedeutet, zum Empfang des Abfragesignals sein kann.The operation of the ABT circuit shown in FIG. 6 will now be described. Assume that a short interrogation pulse (typically with a duration of 4 ns) in the ground station with a carrier frequency f generated and has been transmitted to the aircraft by the satellite S2, as illustrated in FIG. The abbot of the aircraft has a receiving antenna 20, which is a centrally fed or connected half-wave dipole, as indicated, can be for receiving the interrogation signal.

Das Abfragesignal wird einem Verstärker 22 und einem Detektor 24 zugeführt, so daß man auf der Leitung 26 eine Impulsumhüllung erhält. Die Signalumhüllung wird auf einen monostabilen oder one-shot-Univibrator 28 gegeben, der darauf durch Erzeugen eines positiv verlaufenden 2-Nanosekunden-Ausgangsimpulses auf der Leitung 30 und eines negativ verlaufenden Ausgangsimpulses der gleichen Dauer auf der Leitung 32 anspricht. Ein schematisches Schaltbild für den monostabilen Univibrator 28 ist in Fig. 7 gezeigt. Er ist aus einem Eingangs-ODER/NOR-Tor MC 1688 Dual 4-5 gebaut, das einer von Motorola empfohlenen Schaltung folgt (siehe "MECL System Design Handbook" herausgegeben 1972, Seite 203, Fig. 8-47). Die Impulsbreite dieses Univibrators ist 2 ns, die durch ein Verzögerungskabel 70 eingestellt sind (das alternativ eine Bandleitung oder ein Mikrostrip, bzw. -band sein kann).The interrogation signal is passed to an amplifier 22 and a detector 24 so that a pulse envelope is obtained on line 26. The signal envelope is on a given monostable or one-shot univibrator 28, which is then generated by generating a positive 2 nanosecond output pulse on line 30 and a negative going output pulse of the same Duration on line 32 responds. A schematic circuit diagram for the monostable univibrator 28 is shown in FIG 7 shown. It is built from an input OR / NOR gate MC 1688 Dual 4-5, which is one recommended by Motorola Circuit follows (see "MECL System Design Handbook" published 1972, page 203, Fig. 8-47). The pulse width this univibrator is 2 ns set by a delay cable 70 (the alternate a ribbon cable or a microstrip or tape).

Die Leitung 30 ist mit dem Eingang eines zweiten oneshot bzw. monostabilen Univibrators 34 verbunden, der auf den positiven Übergang des Impulses auf der Leitung 30 dadurch anspricht, daß er einen negativ verlaufenden 140-Nanosekunden-Ausgangsimpuls auf der Leitung 36 und gleichzeitig einen positiv verlaufenden Impuls der gleichen Dauer auf der Leitung 38 erzeugt. Der Univibrator 34 kann ebenfalls gemäß dem schematischen Schaltbild derThe line 30 is connected to the input of a second oneshot or monostable univibrator 34 connected to the positive transition of the pulse on the line 30 is responsive by having a negative going 140 nanosecond output pulse on line 36 and at the same time a positive-going pulse of the same duration is generated on line 38. The univibrator 34 can also according to the schematic circuit diagram of FIG

Fig. 7 aufgebaut sein, damit eine schnelle bzw. kurze Anstiegszeit des Ausgangsimpulses erzielt wird (so daß dadurch der Taktgeber 48 prompt gestartet wird, wie kurz beschrieben werden wird), aber das 140-Nanosekunden-Ausgangsimpulsintervall des Univibrators 34 braucht nicht von großer Genauigkeit zu sein, und daher kann es mittels einer RC-Schaltung anstatt mittels einer Präzisionsverzögerungsleitung, wie in Fig. 7 gezeigt ist, eingestellt sein. Aus Gründen, die im Verlauf der weiteren Beschreibung klar werden, braucht die Ausgangsimpulsdauer des Univibrators 34 nur etwas langer die 128-Nanosekunden-Dauer der Bakensignalimpulsgruppe zu sein, die von der ABT-Schaltung der Fig. 6 erzeugt werden soll, jedoch ist ihr genauer Wert nicht kritisch.Fig. 7 be constructed so that a fast or short rise time of the output pulse is achieved (so that thereby the clock 48 is started promptly, how short will be described), but the 140 nanosecond output pulse interval of the univibrator 34 does not need to be of great accuracy, and therefore it can by means of an RC circuit instead of a precision delay line, as shown in Fig. 7 should be set. For reasons that will be discussed in the course of the further description become clear, the output pulse duration of the univibrator 34 needs only slightly longer the 128 nanosecond duration however is to be the beacon pulse group to be generated by the ABT circuit of FIG their exact value is not critical.

Der negativ verlaufende 140-Nanosekunden-Impuls auf der Leitung 36 wird auf den Eingang einer Sperrschaltung 40 gegeben, welche das auf den Abfrageimpuls folgende Zeitintervall festlegt, währenddessen der ABT gegen eine Antwort auf weitere Abfrageimpulse gesperrt werden soll. Die Einzelheiten der Sperrschaltung 40 sind weiter unten beschrieben. Für die vorliegenden Zwecke reicht es aus, darauf hinzuweisen, daß die Sperrschaltung 40 in Ansprechung auf den negativen Übergang, der am Ende des 140-Na- nosekunden-Impulses auf der Leitung 38 auftritt, eine positives logisches Niveau auf der Leitung 42 erzeugt. Die Dauer des positiven logischen Niveaus auf der Leitung 42 definiert das Sperrintervall des ABT als ein Ganzes. Es sei darauf hingewiesen, daß die Dauer des positiven Ausgangssignals der Sperrschaltung 40 weder eine Funktion des 2-Nanosekunden- noch des 140-Nanosekunden-Univibratorintervalls,sondern vielmehr typischerweise mehrere Größenordnungen größer als diese ist.The negative going 140 nanosecond pulse on the Line 36 is applied to the input of a blocking circuit 40 which sets the time interval following the interrogation pulse defines during which the ABT is to be blocked against a response to further interrogation pulses. the Details of the interlock circuit 40 are described below. For the present purposes it is sufficient it should be noted that the blocking circuit 40, in response to the negative transition that occurs at the end of the 140-Na- nosecond pulse occurs on line 38, a positive logic level on line 42 is generated. the Duration of the positive logic level on line 42 defines the blocking interval of the ABT as a whole. It it should be noted that the duration of the positive output signal of the blocking circuit 40 is neither a function of the 2-nanosecond nor the 140-nanosecond univibrator interval, but rather rather, it is typically several orders of magnitude larger than this.

Weiter ist, wie Fig. 6 zeigt, der Ausgang des ODER-Tors 44 mit dem Eingang eines 250 MHz-Taktgebers 48 verbunden,Furthermore, as FIG. 6 shows, the output of the OR gate 44 is connected to the input of a 250 MHz clock generator 48,

der auf ein r.iedriges Eingangssignal auf der Leitung 46 dadurch anspricht, daß er eine Reihe von 2-Nanosekunden-Impulsen auf seiner Ausgangsleitung 50 erzeugt. Ein schematisches Schaltbild des 250 MHz-Taktgebers ist in Fig. gezeigt. Er besteht aus einem NOR-Tor 72 (1/4 eines MC 1661), dessen Ausgang über eine Verzögerungsleitung 74 auf einen der Eingänge rückgekoppelt ist. Ein zweites NOR-Tor 76 (auch 1/4 eines MC 1662) gibt eine Ausgangspufferung. Solange die Eingangsleitung 46 auf einem niedrigen MECL-Logikniveau ist, wechselt das Ausgangsniveau des NOR-Tors 7 2 kontinuierlich zwischen hohem und niedrigem Niveau mit einer Rate, die durch die Verzögerungsleitung 74 bestimmt ist. Wenn die Leitung 46 jedoch auf ein hohes Niveau gebracht wird, dann wird das Ausgangssignal des NOR-Tors 7 2 niedriggehalten, und weitere Übergänge werden verhindert, so daß der Taktgeber angehalten wird. Der Taktgeber kann alternativ aus einem MC 1688 oder aus 1/2 eines MC 1690 UHF Vorteiles (Typ D-Flip-Flop) gebaut sein. Es wird in Kürze klar werden, daß die 250 MHz-Taktfrequenz des Taktgebers 48 die nominelle Bitübertragungsrate der ABT-Schaltung der Fig. 6 festlegt, aber die Taktfrequenz braucht nicht mit einer sehr hohen Genauigkeit eingestellt oder aufrechterhalten zu werden. Im allgemeinen reicht eine Genauigkeit von + 1 % aus, um es unnötig zu machen, daß die Bodenstationsschaltung ABT-Bitübertragungsraten bzw. -frequenzdifferenzen korrigieren muß. Wenn die Toleranz auf + 5% oder mehr nachläßt oder ausgedehnt wird, muß die Empfangs- und Decodierungsschaltung der Bodenstation automatisch eine Einstellung auf die Taktfrequenz des speziellen ABT vornehmen bzw. die Taktfrequenz des speziellen ABT einstellen ( eine Art und Weise, in der das erzielt werden kann, ist weiter unten in Verbindung mit Fig. 18 beschrieben.).which responds to a low input signal on line 46 by sending a series of 2 nanosecond pulses generated on its output line 50. A schematic The circuit diagram of the 250 MHz clock generator is shown in FIG. It consists of a NOR gate 72 (1/4 of an MC 1661), the output of which is fed back to one of the inputs via a delay line 74. A second NOR gate 76 (also 1/4 of an MC 1662) provides output buffering. As long as input line 46 is at a low MECL logic level is, the output level of the NOR gate 7 2 changes continuously between high and low level with a rate determined by delay line 74. However, when the line 46 is brought to a high level then the output of the NOR gate 7 2 is held low and further transitions are prevented, so that the clock is stopped. The clock generator can alternatively consist of an MC 1688 or 1/2 of a MC 1690 UHF advantage (type D flip-flop). It will shortly become clear that the 250 MHz clock frequency of the clock 48 defines the nominal bit transmission rate of the ABT circuit of FIG. 6, but the clock frequency need not be adjusted or maintained with very high accuracy. In general an accuracy of + 1% is sufficient to make it unnecessary for the ground station circuit to have ABT bit rates or -frequency differences must be corrected. When the tolerance decreases to + 5% or more or is expanded, the receiving and decoding circuit the ground station automatically adjusts to the clock frequency of the special ABT or the Set the clock frequency of the special ABT (one way in which this can be achieved is further described below in connection with Fig. 18.).

Weiter ist aus Fig. 6 ersichtlich, daß in Abwesenheit ei-It can also be seen from Fig. 6 that in the absence of a

nes empfangenen Abfragesignals normalerweise wenigstens der Eingang 3 6 des ODER-Tors 4 4 auf hohem Niveau ist, so daß der Ausgang 46 des ODER-Tors 4 4 auch auf hohem Niveau und der Taktgeber 48 daher gestoppt ist. In Ansprechung auf ein empfangenes Abfragesignal jedoch geht der Eingang 36 des ODER-Tors für eine Zeitdauer von 140 ns auf niedriges Niveau. Angenommen , daß die Sperrschaltung 4 durch einen kürzlichen vorherigen Abfrageimpuls nicht getriggert worden ist, ist auch der Eingang 42 des ODER-Tors auf niedrigem Niveau, und daher ist ebenfalls der Ausgang des ODER-Tors auf der Leitung 46 auf niedrigem Niveau. Dieses setzt den 250 MHz-Taktgeber 48 in Gang, der eine Reihe von 2 ns breiten Impulsen erzeugt, bis das Niveau auf der Leitung 36 140 ns später nach oben geht.nes received interrogation signal normally at least input 3 6 of OR gate 4 4 is high, so output 46 of OR gate 4 4 is also high and the clock 48 is therefore stopped. In response to a received query signal, however, the input goes 36 of the OR gate for a period of 140 ns at a low level. Assume that the lock circuit 4 has not been triggered by a recent previous interrogation pulse, input 42 of the OR gate is also is low and therefore the output of the OR gate on line 46 is also low Level. This sets the 250 MHz clock 48 in motion, which generates a series of 2 ns wide pulses until the Level on line 36 goes up 140 ns later.

Während des 140-Nanosekunden-Intervalls, während dessen der Taktgeber 48 im Betrieb ist, wird eine Impulsfolge auf der Leitung 50 erzeugt, die aus etwas mehr als 32 Taktimpulsen besteht. Wie in Kürze gezeigt werden wird, wird dadurch sichergestellt, daß alle 32 Bits der 128-Nanosekunden-Bakensignal-Impulsfolge durch den ABT vor dem Einsatz des Sperrintervalls zuverlässig erzeugt und gesendet werden.During the 140 nanosecond interval, during which the clock 48 is in operation, a pulse train is generated on the line 50, which consists of a little more than 32 Clock pulses. As will be shown shortly, this ensures that all 32 bits of the 128 nanosecond beacon pulse train reliably generated and sent by the ABT prior to the use of the blocking interval will.

Bei Beendigung des 140-Nanosekunden-Intervalls geht das Niveau auf der Leitung 38 nach unten, wodurch die Sperrschaltung 40 für das gewählte Sperrintervall getriggert wird. Während dieses Intervalls ist das logische Niveau auf der Leitung 42 hoch, und daher bleibt der Ausgang des ODER-Tors 44 unabhängig davon, was· auf der Leitung 36 geschieht, auf hohem Niveau. Demgemäß bleibt der 2 50 MHz-Taktgeber 48 gestoppt, und das Erzeugen und Senden der Bakensignal impulsgruppe wird infolgedessen während dieses Intervalls trotz des Auftretens von nachfolgenden Abfragesignalen verhindert. Jedoch ist der ABT aufgrund des 140-Nanosekunden-Verzögerungsintervalls, das dem Uni-Upon completion of the 140 nanosecond interval, the level goes on line 38 down, thereby triggering lockout circuit 40 for the selected lockout interval will. During this interval the logic level on line 42 is high and therefore the output remains of the OR gate 44 regardless of what · on the line 36 happens at a high level. Accordingly, the 250 MHz clock 48 remains stopped, and the generation and transmission as a result, the beacon pulse group becomes during this interval despite the occurrence of subsequent ones Interrogation signals prevented. However, the ABT is due the 140 nanosecond delay interval given to the university

vibrator 34 zuzuschreiben ist, in der Lage gewesen, auf das zuerst aufgetretene Abfragesignal ohne Störung durch die Sperrschaltung 40 zu antworten.vibrator 34 has been able to respond to the interrogation signal that occurred first without interference the lock circuit 40 to respond.

Es sei nun angenommen, daß ein Abfragesignal empfangen worden ist und daß die Sperrschaltung nicht bereits durch ein kürzliches vorheriges Abfragesignal getriggert wurde (d. h. das Logikniveau auf der Leitung 4 2 ist niedrig) , dann erfolgt das Erzeugen und Senden der Bakensignalimpulsgruppe, wie es nun beschrieben wird. Der positiv verlaufende Ausgangsimpuls auf der Leitung 30 von dem monostabilen Univibrator 28 wird auf eine Ausgangsfächerungsschaltung 56 gegeben, um die SETZ-Eingänge (die allgemein mil. 54 bezeichnet sind) eines 32-Bit-Schieberegisters 52 zu betreiben. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, wird das 32-Bit-Schieberegister 52 durch acht in Reihe geschaltete MC 1694-Schieberegister von je vier Bit gebildet (diese Einrichtungen haben eine spezifizierte minimale Schiebefrequenz von 275 MHz bei 25°C). Die Ausfächerungsschaltung 56, die schematisch in Fig. 10 gezeigt ist, besteht im wesentlichen aus einer parallelen Gruppe von vier ODER-Toren und einer gleichartigen parallelen Gruppe von vier NOR-Toren, die mit dem positiv verlaufenden Ausgang (Leitung 30) bzw. dem invertierten Ausgang (Leitung 32) des Univibrators 28 verbunden sind. Auf diese Weise werden acht positive Ausgangssignale mittels der Ausgangsfächerungsschaltung auf den Leitungen 55-1 bis 55-8 (die in Fig. 6 zusammenfassend durch die Leitung 55 dargestellt sind) erzeugt. Jede dieser acht Leitungen hat die volle 22 mA-Ausgangstreiber- bzw. -betriebsfähigkeit der MECL III-Logikfamilie.It is now assumed that an interrogation signal has been received and that the locking circuit has not already been triggered by a recent previous interrogation signal (i.e. the logic level on line 4 2 is low) then the generation and transmission of the beacon pulse group occurs, as it will now be described. The positive going output pulse on line 30 from the monostable univibrator 28 is based on a fan-out circuit 56 are given to the SET inputs (indicated generally at 54) of a 32-bit shift register 52 to operate. As shown in Fig. 9, the 32-bit shift register 52 is eight in series switched MC 1694 shift registers of four bits each formed (these facilities have a specified minimum Shift frequency of 275 MHz at 25 ° C). The fan-out circuit 56, which is shown schematically in Fig. 10, consists essentially of a parallel Group of four OR gates and a similar parallel group of four NOR gates, those with the positive going Output (line 30) or the inverted output (line 32) of the univibrator 28 are connected. on this provides eight positive output signals by means of the fan-out circuit on lines 55-1 to 55-8 (which are shown collectively in FIG. 6 by the line 55). Each of these eight lines has the full 22 mA output driver or operability of the MECL III family of logic.

Es sei wieder auf Fig. 9 Bezug genommen, wonach jede der Leitungen 55-1 bis 55-8 jeweils vier der 32 einzelnen SETZ-Eingänge des Schieberegisters 52 betreibt. Infolge-Referring again to FIG. 9, each of the lines 55-1 through 55-8 are four of the 32 individual ones SET inputs of shift register 52 operates. As a result-

3 Ί 523403 Ί 52340

dessen betreibt die Leitung 55-1 die SETZ-Eingänge 54-1 bis 54-4, und die Leitung 55-8 betreibt die SETZ-Eingänge 54-29 bis 54-32, wie dargestellt. Die dazwischen befindlichen Leitungen 55-2 bis 55-7 und die SETZ-Eingänge 54-5 bis 54-28 sind aus Gründen der Klarheit in Fig.9 weggelassen, aber es ist ohne weiteres ersichtlich, daß sie in analoger Weise verbunden sind. Wie durch die einschlägigen Beschreibungen (Motorola "MECL High-Speed Integrated Circuits" bzw."MECL-integrierte Schaltungen hoher Geschwindigkeit" der Serie B, 2. Druck, 1978, Seiten 4 bis 43) angegeben, ist der SETZ-Ladefaktor 1,0 und die RC-Anstiegszeit, die sich durch vier SETZ-Beladungen ergibt, ist viermal 50 Ohm χ 3,3 pF = 0,66 ns.of which line 55-1 operates the SET inputs 54-1 through 54-4 and line 55-8 operates the SET inputs 54-29 through 54-32 as shown. The lines 55-2 to 55-7 in between and the SETZ inputs 54-5 through 54-28 are in Figure 9 for clarity omitted, but it will be readily apparent that they are connected in an analogous manner. As through the relevant Descriptions (Motorola "MECL High-Speed Integrated Circuits "or" High Speed MECL Integrated Circuits "of the B series, 2nd printing, 1978, pages 4 to 43), the SETZ load factor is 1.0 and the RC rise time, which results from four SETZ loads, is four times 50 Ohm χ 3.3 pF = 0.66 ns.

Wie schematisch in Fig. 9 dargestellt ist, sind einige der SETZ-Eingänge 54-1 bis 54-32 mit ihren jeweiligen Leitungen 5 5-1 bis 55-8 verbunden, dagegen andere nicht. Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird erkennbar, daß die verbundenen SETZ-Eingänge die binären Einer-Bits der Bakensignalimpulsfolge erzeugen, und daß die unverbundenen (offenen) SETZ-Eingänge die binären Null-Bits der Bakensignalimpulsfolge derzeugen. Infolgedessen sind die SETZ-Eingänge 54-1 und 54-32 verbunden bzw. angeschaltet, da sie das in der Reihenfolge vordere Bit 1 und das in der Reihenfolge hintere Bit 32 erzeugen, die zum Feststellen der Ankunftszeit und der Dauer der 32 Bit-Bakensignal-Impulsfolge in der Bodenstation verwendet werden. In ähnlicher Weise entsprechen die' SETZ-Eingänge 54-2 und 54-31 den "unausgefüllten" (Null) Bits 2 und 31 in Fig.As shown schematically in Figure 9, some of the SET inputs 54-1 through 54-32 are with their respective Lines 5 5-1 to 55-8 connected, but not others. Referring to Fig. 5 it can be seen that the connected SET inputs the binary one-bits of the beacon signal pulse train generate, and that the unconnected (open) SET inputs the binary zero bits of the beacon signal pulse train The witness. As a result, SET inputs 54-1 and 54-32 are connected or turned on because they generate the bit 1 in the front order and the bit 32 in the back order which are to be determined the arrival time and the duration of the 32-bit beacon pulse train used in the ground station. Similarly, the SET inputs 54-2 and 54-31 correspond to "empty" (zero) bits 2 and 31 in Fig.

und sind daher offengelassen. Der SETZ-Eingang 30 entspricht dem wahlweisen "Verbindung gewünscht"-Bit 30 in Fig. 5 und kann daher wahlweise über einen Hochpaßschalter, der vom Cockpit des Flugzeugs aus gesteuert bzw. betätigt werden kann, mit der Leitang 55-8 verbunden werden. Entsprechende Schalter sind für die SETZ-Ein-and are therefore left open. The SET input 30 corresponds the optional "connection desired" bit 30 in Fig. 5 and can therefore optionally via a high-pass switch, which can be controlled or actuated from the cockpit of the aircraft, connected to the Leitang 55-8 will. Corresponding switches are for the SET ON

ν "-■-■ 31523A0ν "- ■ - ■ 31523A0

Zu54-25 bis 54-29 vorgesehen, welche die reservierten Bits 25 bis 29 der Bakensignalimpulsgruppe repräsentieren, die wahlweise zum Aussenden von einer von 22 unterschiedlichen codierten Botschaften an das Luftverkehrskontroll Zentrum verwendet werden können, wie weiter oben beschrieben. Gedruckte Schaltungsverbindungen von den Leitungen 55 zu den übrigen Eingängen 54-3 bis 54-24 werden entweder an Ort und Stelle belassen oder entfernt, wenn der ABT hergestellt wird, so daß dadurch der 22 Bit-Identifizierungscode (Bits 3 bis 24 in Fig. 5) gebildet wird, der ausschließlich dem speziellen Flugzeug zugeordnet ist. Wie weiter oben angegeben ist, ist das ausreichend, um mehr als 4 Millionen Flugzeuge, die mit der gleichen Trägerfrequenz f„ arbeiten, zu unterscheiden.Provided to 54-25 to 54-29, which represent the 25 reserved bits to 29 of the beacon signal pulse group which may optionally be used for transmitting one of 22 different coded messages to the air traffic control center, as described above. Printed circuit connections from lines 55 to the remaining inputs 54-3 through 54-24 are either left in place or removed when the ABT is established, thereby rendering the 22 bit identification code (bits 3 through 24 in FIG ) is formed, which is assigned exclusively to the specific aircraft. As indicated above, this is sufficient to distinguish more than 4 million aircraft operating with the same carrier frequency f ".

Weiter ist aus Fig. 9 ersichtlich, daß die Eingänge Dl und D2 des am weitesten links liegenden Schieberegisters unbenutzt sind (wie es alle RÜCKSTELL-Leitungen sind), und diese Eingänge sind mit dem niedrigen MECL-Niveau verbunden. Die Leitung 50 von dem 250 MHz-Taktgeber 48 (Fig. 6) speist alle Schieberegistertakteingänge (CLK) gleichzeitig über eine Ausgangsfächerungsschaltung. Die Ausgangsfächerungsschaltung, die durch den Block 51 in Fig. 6 repräsentiert wird, ist aus Gründen der Klarheit in Fig. 9 weggelassen, aber sie ist gleichartig wie die in Fig. 10 dargestellte Ausgangsfächerungsschaltung 56.It can also be seen from FIG. 9 that the inputs D1 and D2 of the shift register located furthest to the left are unused (as are all RESET lines) and these inputs are tied to the MECL low level. Line 50 from 250 MHz clock 48 (FIG. 6) feeds all shift register clock inputs (CLK) simultaneously via an output fan-out circuit. The fan-out circuit, which is represented by the block 51 in Fig. 6 is omitted in Fig. 9 for the sake of clarity, but it is similar to the fan out circuit 56 shown in FIG.

Es sei erneut auf Fig. 6 Bezug genommen und darauf hingewiesen, daß ein empfangenes Abfragesignal, indem es, wie das geschieht, einen positiv verlaufenden Impuls auf der Leitung 30 erzeugt, dazu dient, gleichzeitig alle Stufen des Schieberegisters 52 über die Leitungen 55 und 54 mit binären Einsen und Nullen gemäß dem Muster zu laden, das durch die Festverdrahtung eingestellt worden ist (d. h.Referring again to FIG. 6, it should be noted that a received interrogation signal, by, as that happens, creates a positive going pulse on line 30 that serves to simultaneously run all stages of the shift register 52 via lines 55 and 54 with binary ones and zeros according to the pattern that has been set by hard wiring (i.e.

indem diese dauernd verbunden oder unverbunden sind, jein that these are permanently connected or disconnected, depending

nach dem jeweiligen Fall), und außerdem werden die durch Schalter ausgewählten SETZ-Eingänge der einzelnen Schieberegisterstufen gleichzeitig mit den vorerwähnten Schieberegisterstufen geladen. Wenn der erste der Taktimpulse der 140-Nanosekunden-Impulsfolge vom 250 MHz-Taktgeber 48 an den Takteingängen der in Reihe geschalteten Schieberegisterstufen erscheint (was ein Übergang zum niedrigen MECL-Niveau ist), dann wird der Inhalt des Schieberegisters um eine Stelle nach rechts verschoben. Dieser Vorgang wird bei den nachfolgenden Taktimpulsen der 140-Nanosekunden-Impulsf olge wiederholt, bis der gesamte 32-Bit-Inhalt des Schieberegisters 52, der 128 ns einnimmt, als Ausgang auf die Leitung 58 gegeben ist. In der Praxis kann eine von der Fabrik voreingestellte Verzögerung (nicht gezeigt) in die Leitung 50 relativ zur Leitung 30 eingefügt werden, damit eine korrekte Synchronisierung der SETZ- und CLK-Eingänge sichergestellt wird. Am Ende des 140-Nanosekunden-Intervalls wird die Sperrschaltung 40 wirksam, und es kann keine weitere Versorgung des Schieberegisters 52 mit Taktimpulsen stattfinden.depending on the case), and also the SET inputs of the individual shift register stages selected by switches loaded simultaneously with the aforementioned shift register stages. When the first of the clock pulses the 140 nanosecond pulse train from the 250 MHz clock 48 at the clock inputs of the shift register stages connected in series appears (which is a transition to the low MECL level) then the contents of the shift register shifted one place to the right. This process becomes the 140 nanosecond pulse for the subsequent clock pulses olge repeats until the entire 32-bit contents of shift register 52, which occupies 128 ns, are saved as Output on line 58 is given. In practice, a factory preset delay (not shown) are inserted into the line 50 relative to the line 30, so that a correct synchronization of the SET and CLK inputs is ensured. At the end of the 140 nanosecond interval the blocking circuit 40 becomes effective and no further supply of the shift register 52 is possible take place with clock pulses.

Die auf der Leitung 58 erscheinende Impulsfolge besteht aus Impulsen von 2 ns Breite. Diese Impulse werden durch den Impulsverlängerer 60 gedehnt, so daß Impulse von 4 ns Breite auf der Leitung 62 gebildet .werden. Das ist die gewünschte Breite der Impulse, die die Bakensignalimpulsfolge bilden sollen. Der Impulsverlängerer 60 ist unter Verwendung von 2/4 MC 1664 ODER-Toren, einem 1/2 MC 1688 NOR-Tor und einer 2-Nanosekunden-Verzögerungsleitung, die in der in Fig. 11 gezeigten Konfiguration geschaltet ist, aufgebaut. Das am Ende liegende NOR-Tor liefert ein negativ verlaufendes (invertiertes) Signal für die Leistungsmodulatorschaltung 64. Infolgedessen ergibt sich auf der Eingangsleitung 58 des Impulsverlängerers ein serieller 32-Bit-Code, der aus positiv verlaufenden 2-Nanosekunden-The pulse train appearing on line 58 consists of pulses 2 ns wide. These impulses are through the pulse extender 60 is stretched so that pulses of 4 ns Width on the line 62 .be formed. That is the one you want Width of the pulses that are to form the beacon signal pulse train. Pulse stretcher 60 is in use of 2/4 MC 1664 OR gates, a 1/2 MC 1688 NOR gate and a 2 nanosecond delay line, which in of the configuration shown in Fig. 11 is constructed. The NOR gate at the end delivers a negative running (inverted) signal for the power modulator circuit 64. As a result, on the Input line 58 of the pulse extender is a serial 32-bit code, which consists of positive running 2-nanosecond

31523A031523A0

Impulsen besteht. Auf der Ausgangsleitung 62 des Impulsverlängerers erscheint ein serieller 32-Bit-Code, der aus negativ verlaufenden Impulsen von 4 ns Breite besteht.Impulses. On the output line 62 of the pulse extender a 32-bit serial code appears consisting of negative-going pulses 4 ns wide.

Vom Impulsverlängerer 60 werden die gedehnten Impulse mittels der Leitung 62 zum Eingang einer Leistungsmodulatorschaltung 64 geführt, und dann zu einem 2500 MHz-Ausgangsoszillator 66. Die Einzelheiten der Leistungsmodulatorschaltung 64 und ihrer Verbindung mit dem Ausgangsoszillator 66 sind in Fig. 12 dargestellt. Der Leistungsmodulator ist erforderlich, um einen MECL-Signalausgang (0,9 V in 50 Ohm, oder 1,8 V in 100 Ohm, wenn sowohl ODER-als auch NOR-Ausgänge verwendet werd.en) aufzunehmen und höhere Leistung (5 bis 10 Watt gepulst) im 2500 MHz-Ausgangsoszillator 66 zu schalten, und zwar mit Anstiegsund Abfallzeiten in der Größenordnung von 1 ns. Das wird mittels eines VHF/UHF-Leistungstransistors Ql erzielt. Ein für diesen Zweck zufriedenstellender Leistungstransistor ist der Transistor vom Typ NEO-800-12 der Nippon Electric Company, der für eine Versorgungsspannung von 10 bis 13,5 V ausgelegt ist, was den elektrischen Anlagen von Flugzeugen angepaßt ist. Dieser Transistor hat eine typische Stromverstärkung von 60, einen Kollektorstrom von 0,5 A (gepulst), und eine typische Impulsausgangsleistung.von mehr als 10 W, gemessen bei einer Frequenz von 860 MHz. Widerstände Rl und R2 liefern eine Gleichstromvorspannung, um den Leistungstransistor Ql nichtleitend zu halten, so daß der Ausgangsoszillator 66 im' Dauerzustand keine Leistung erhält. Der Kondensator Cl isoliert die Basisspannung von Ql von den MECL-Gleichstromlogikniveaus auf der Leitung 62. Die seriell codierte Impulsfolge auf der Leitung 62 steuert den Leistungstransistor Ql in den angeschalteten Zustand, wodurch der Ausgangsoszillator 66 in aufeinanderfolgenden 4-Nanosekunden-Intervallen entsprechend dem binären Code, welcherFrom the pulse stretcher 60, the stretched pulses are transmitted via line 62 to the input of a power modulator circuit 64, and then to a 2500 MHz output oscillator 66. The details of the power modulator circuit 64 and its connection to the output oscillator 66 are shown in FIG. The power modulator is required to have a MECL signal output (0.9 V into 50 ohms, or 1.8 V into 100 ohms if both OR and NOR outputs are used) and to switch higher power (5 to 10 watts pulsed) in the 2500 MHz output oscillator 66, with rise and fall Fall times on the order of 1 ns. This is achieved by means of a VHF / UHF power transistor Ql. A power transistor which is satisfactory for this purpose is the Nippon type NEO-800-12 Electric Company, which is designed for a supply voltage of 10 to 13.5 V, what the electrical systems of aircraft is adapted. This transistor has a typical current gain of 60, a collector current of 0.5 A (pulsed), and a typical pulse output power of more than 10 W, measured at one frequency of 860 MHz. Resistors R1 and R2 provide a DC bias voltage to make the power transistor Ql non-conductive to hold so that the output oscillator 66 receives no power in the 'steady state. The capacitor Cl isolates the base voltage of Ql from the MECL DC logic levels on line 62. The serially encoded pulse train on line 62 controls the power transistor Ql in the on state, whereby the Output oscillator 66 at successive 4 nanosecond intervals according to the binary code which

der Impulsfolge eingeprägt ist, moduliert wird. Der Kondensator C2 liefert die Hochstromimpulse, die während des Schwingens erforderlich sind, wobei er sich aus der NiedrigstromversorgungsquelIe +V/-V während der. Intervalle zwischen aufeinanderfolgenden Bakensignalimpulsgruppen wiederauflädt.the pulse train is impressed, is modulated. The capacitor C2 supplies the high current pulses that during of oscillation are required, being derived from the low power supply source + V / -V during the. Intervals between successive groups of beacons recharges.

Der Ausgängsoszillator 66 kann vom Typ NE-3005 der Nippon Electric Company sein, der für eine typische gepulste Ausgangsleistung von 5 W ausgelegt ist, wenn er als ein Verstärker der Klasse C oder als Oszillator mit einer Frequenz von bis zu 3000 MHz betrieben wird. Im vorliegenden Falle wird eine Oszillatorfrequenz von 2500 MHz gewählt, welche die Trägerfrequenz f„ des Bakensignals bildet, das in der hier erläuterten Ausführungsform von dem ABT erzeugt wird.The output oscillator 66 can be of the type NE-3005 from Nippon Electric Company rated for a typical pulsed output power of 5W when used as a Class C amplifier or an oscillator operating at a frequency of up to 3000 MHz. In the present case, an oscillator frequency of 2500 MHz is selected, which forms the carrier frequency f "of the beacon signal, which is generated by the ABT in the embodiment explained here.

Mit dem Ausgang des Oszillators 66 ist eine Antenne 68 verbunden, so daß die Bakensignal-Impulsgruppe, die nun einer 2 500 MHz-Trägerfrequenz aufgeprägt ist, vom Flugzeug A zu dem als Verbindungsglied zur Erde dienenden Satelliten S2 in der in Fig. 2 dargestellten Weise ausgestrahlt werden kann. Vorzugsweise ist die Antenne 68 sowohl mit der Abfragesignal-Trägerfrequenz f, wie auch mit der Bakensignal-Trägerfrequenz f„ betreibbar. Auf diese Weise kann die Antenne 68 in Verbindung mit einer geeignten Verteilerschaltung sowohl für den Empfang der Abfragesignale als auch für das Senden der als Antwort dienenden Bakensignale (Antwortsignale} verwendet werden, und die gesonderte, in Fig. 6 gezeigte Empfangsantenne 20 für das Abfragesignal ist nicht erforderlich.An antenna 68 is connected to the output of the oscillator 66, so that the beacon signal pulse group that is now a 2,500 MHz carrier frequency is impressed by the aircraft A to the satellite S2 serving as a link to earth in the manner shown in FIG can be. Preferably, the antenna 68 is at both the interrogation signal carrier frequency f, as well as can be operated with the beacon signal carrier frequency f ". To this The antenna 68 can be used in conjunction with a suitable distribution circuit for receiving the interrogation signals as well as for sending the response beacon signals (response signals), and the separate receiving antenna 20 shown in FIG. 6 for the interrogation signal is not required.

Für die Antenne 68 ist eine mittig gespeiste Dipolkonfiguration zu bevorzugen, wobei der Dipol mit der Längsachse des Flugzeugs fluchtet und an dessen QuermittellinieA centrally fed dipole configuration is preferred for antenna 68, with the dipole aligned with the longitudinal axis of the aircraft is in line and at its transverse center line

31 523A031 523A0

auf der Oberseite des Flugzeugrumpfs angeordnet ist, vorzugsweise oberhalb der Haupträder des Flugzeugs. Dadurch wird ein breites Strahlungsmuster sichergestellt, das im wesentlichen unempfindlich gegen Schlingern, Nicken und Gieren ist. Während Landungsanflügen ermöglicht es diese Anordnung der Antenne auch, die Position der Haupträder des Flugzeugs; mittels des Systems relativ zu der Gleitflugneigung in einer Weise anzuordnen, die verhältnismäßig unempfindlich gegenüber Ni.cken wie auch gegenüber Schlingern und Gieren ist.is arranged on the top of the aircraft fuselage, preferably above the main wheels of the aircraft. This will ensure a broad radiation pattern that will appear in the is essentially insensitive to rolling, pitching and yawing. It enables this during landing approaches Arrangement of the antenna also, the position of the main wheels of the aircraft; by means of the system relative to the glide slope to be arranged in a way that is relatively insensitive to nicks as well as to There is lurching and yawing.

Im physischen Entwurf wird der ABT am einfachsten als eine einzige, kleine abgeschlossene Einheit komplett mit seiner Antenne (bei 2500 MHz ist die halbe Wellenlänge nur 5 cm) hergestellt. Die einzigen erforderlichen externen Verbindungen mit dem ABT sind dann die Stromversorgungsleitungen (von der elektrischen Hauptsammelleitung des Flugzeugs her) und wahlweise die Leitungen, welche die durch Schalter gewählten Signale vom Cockpit führen, die ihrerseits dazu dienen, auf den Bits 25 bis 30 der Bakensignalimpulsgruppe eine Botschaft bzw. Sendung an die Luftverkehrskontrolle zu richten.In physical design, the ABT is easiest to come complete with as a single, small, self-contained unit its antenna (at 2500 MHz half the wavelength is only 5 cm). The only required external The connections to the ABT are then the power supply lines (from the main electrical busbar of the aircraft) and optionally the lines that carry the signals selected by switches from the cockpit, which in turn serve to send a message or transmission on bits 25 to 30 of the beacon signal pulse group to the air traffic control.

ABT-SperrschaltungABT blocking circuit

..

Wie oben angedeutet, ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, daß in der ABT-Schaltung des Flugzeugs eine Sperrschaltung 40 (Fig. 6) zum Verhindern der Antwort des ABT auf alle Abfragesignale, die innerhalb eines vorbestimmten Intervalls erscheinen, das dem letzten Abfragesignal, auf welches geantwortet wurde, folgt, vorgesehen ist. Eine exemplarische Sperrschaltung, mit der dieses Ergebnis erreicht wird, ist in Fig. 13 gezeigt. Alle Komponenten der Sperrschaltung können von langsamer, Nichtprazisionsart (wie beispielsweise die Reihe MECL-10000) sein. SpezielleAs indicated above, an important feature of the invention is that there is a blocking circuit in the aircraft's ABT circuit 40 (Fig. 6) to prevent the ABT from responding to all interrogation signals that are within a predetermined Interval appear after the last interrogation signal, to which was answered, follows, is provided. An exemplary locking circuit that achieves this result is shown in FIG. All of the components of the interlock circuit can be of the slow, non-precision type (such as the MECL-10000 series). Specific

Schaltungen, die den Blocks in Fig. 13 entsprechen, kann man z. B. in dem "MECL Design Handbook" ("MECL Aufbauhandbuch") von Motorola finden, oder äquivalente Schaltungen bzw. in einem äquivalenten Buch, jedoch ist die gewählte spezielle Schaltung nicht kritisch. Demgemäß genügt eine Beschreibung des Blockschaltbilds der Fig. 13 zum Verständnis der Sperrschaltung.Circuits corresponding to the blocks in Fig. 13 may be one z. B. in the "MECL Design Handbook" from Motorola, or equivalent circuits or in an equivalent book, however, the particular circuit chosen is not critical. Accordingly, one is sufficient Description of the block diagram of Fig. 13 for understanding the lockout circuit.

Wie sich speziell aus der Fig. 13 ersehen läßt, weist die Sperrschaltung 40, die auch als Verhinderungsschaltung bezeichnet werden kann, einen freilaufenden Nichtpräzisions-Taktgeber 78 auf, dessen Frequenz mittels einer konventionellen Resonanz- oder Kippschaltung, die einen Nichtpräzisions-Kondensator Cl aufweist, festgesetzt wird. Der Taktgeber läuft mit einer relativ niedrigen Frequenz, typischerweies 1 MHz, die durch den Wert des Kondensators Cl eingestellt ist. Der Ausgang des Taktgebers ist über die Leitung 80 mit dem einen Eingang eines UND-Tors 82 verbunden, dessen Ausgang an einen Binäizähler 86 geführtAs can be seen specifically from FIG. 13, the Lockout circuit 40, which may also be referred to as a prevention circuit, is a non-precision free running clock 78, its frequency by means of a conventional resonance or flip-flop circuit containing a non-precision capacitor Cl is set. The clock runs at a relatively low frequency, typically 1 MHz, which is set by the value of the capacitor C1. The clock output is over the line 80 is connected to one input of an AND gate 82, the output of which is passed to a binary counter 86

2020th

ist. Ein Umfang von 2 (zwei hoch zwan-/ing) ist ein typischer Wert für den Binärzähler, Normalerweise bleibt, da der Taktgeber 78 nur einen Eingang des UND-Tors 82 periodisch triggert, der Ausgang 84 des UND-Tors auf niedrigem Niveau, und es findet kein Zählvorgang im Binär-is. A range of 2 (two to the power to the power of - / ing) is a typical value for the binary counter. Normally, since the clock 78 only periodically triggers one input of the AND gate 82, the output 84 of the AND gate remains at a low level, and there is no counting process in the binary

zähler 86 statt. " .counter 86 instead. ".

Diese Situation ändert sich, wenn ein positiv verlaufender 140-Nanosekundenimpuls auf der Leitung 38 von dem one-shot-Univibrator 34 der Fig. 6 her erscheint. Dieser Impuls wird durch den Kondensator C2 differenziert, so daß zwei Nadelimpulse (der eine ist positiv und der andere negativ) im Abstand von 140 ns erzeugt werden. Der Inverter 88 isoliert und invertiert den negativ verlaufenden Nadelimpuls, der dann über die Leitung 90 auf den SETZ-Eingang eines selbsthaltenden Schalters (d. h. einesThis situation changes when a positive going 140 nanosecond pulse is on line 38 from the one-shot univibrator 34 of FIG. 6 appears. This pulse is differentiated by the capacitor C2, see above that two needle pulses (one is positive and the other negative) at a distance of 140 ns. Inverter 88 isolates and inverts the negative going Needle pulse which is then applied on line 90 to the SET input of a latching switch (i.e., a

Flip-Flops) 92 gegeben wird. Der SETZ-Zustand des Flip-Flops 92 bewirkt, daß dessen nichtinvertierter Ausgang Q hohes Potential erhält, so daß ein positives Logikniveau auf der Leitung 42 erzeugt wird, welche den Ausgang der Sperrschaltung bildet (der invertierte Ausgang Q des Flip-Flops wird nicht verwendet). Das Auftreten des positiven Logikniveaus auf der Leitung 42 definiert den Beginn des Sperrintervalls.Flip-flops) 92 is given. The SET state of the flip-flop 92 causes its non-inverted output Q to have a high potential, so that a positive logic level is generated on line 42, which forms the output of the blocking circuit (the inverted output Q of the Flip-flops is not used). The occurrence of the positive logic level on line 42 defines the Start of the blocking interval.

Die Leitung 42 ist außerdem mit dem zweiten Eingang des UND-Tors 82 verbunden. Infolgedessen wird das UND-Tor nun in Ansprechung auf jeden positiven Übergang der Taktimpulsfolge auf der Leitung 80 geöffnet, so daß die Taktimr llsfolge am Ausgang des UND-Tors auf der Leitung 84 reproduziert wird. Das hat zur Folge, daß der Binärzähler 86 zu zählen beginnt. Wenn der Zähler bis zu seiner vol-The line 42 is also connected to the second input of the AND gate 82. As a result, it becomes the AND gate now opened in response to every positive transition of the clock pulse train on line 80, so that the Taktimr llssequence at the output of the AND gate on line 84 reproduced will. As a result, the binary counter 86 begins to count. If the meter is up to its full

20 len Kapazität gezählt hat, die, wie angegeben, 2 (zwei hoch zwanzig) im vorliegenden Beispiel beträgt, dann kehrt er zu seinem Ausgangszustand zurück und erzeugt einen Impuls an seinem Ausgang, der über die Leitung 94 auf den RÜCKSETZ-Eingang des Flip-Flops 92 gegeben wird. Wenn sich das Flip-Flop 92 nun im rückgestellten Zustand befindet, bekommt sein Q-Ausgang niedriges Potential, so daß dadurch das UND-Tor 82 gesperrt und ein weiteres Zählen mittels des Binärzählers verhindert wird. Das niedrige Potential des Q-Ausgangs des Flip-Flops 92 erzeugt ein niedriges Logikniveau auf der Ausgangsleitung 42 der Sperrschaltung, so daß dadurch das Sperrintervall endet.20 len capacity, which, as indicated, 2 (two to the power of twenty) in the present example, then it returns to its initial state and generates a pulse at its output which is applied to the RESET input of flip-flop 92 via line 94. If the flip-flop 92 is now in the reset state, its Q output gets low potential, see above that thereby the AND gate 82 is blocked and further counting by means of the binary counter is prevented. The low one The potential of the Q output of flip-flop 92 produces a low logic level on output line 42 of FIG Lock circuit, so that thereby the lock interval ends.

Wie vorher erwähnt, bestimmt das Sperrintervall des ABT eines speziellen Flugzeugs, wie oft der ABT auf Abfragesignale antwortet, die in der Bodenstation erzeugt worden sind, und infolgedessen auch, wie oft die Position des Flugzeugs durch den Bodenstationsrechner auf den neuesten Stand gebracht wird. Aus Gründen, die weiter un-As mentioned earlier, the ABT determines the blocking interval of a specific aircraft, how often the ABT responds to interrogation signals that have been generated in the ground station are, and as a result, how often the position of the aircraft by the ground station computer on the is brought up to date. For reasons that are further un-

- ιΛΖ- ιΛΖ

ten erörtert sind, ist eine bevorzugte Wiederholungsfrequenz für das Abfragesignal ungefähr 25 Hz, mit der infolgedessen die maximale Frequenz festgelegt wird, mit welcher die Position jedes gegebenen Flugzeugs auf den neuesten Stand gebracht werden kann. Um die Wahrscheinlichkeit eines Rücksignalüberlappens zu vermindern und eine Überlastung der Rechnerausrüstung in der Bodenstation zu vermeiden, ist es jedoch wünschenswert, daß wenigstens einige der Flugzeuge weniger oft als vorstehend angegeben antworten, was durch Erhöhen ihrer Sperrintervalle bewirkt wird. Weiter ist es wünschenswert, einen wesentlichen Variationsbereich der Sperrintervalle von ABTs unterschiedlicher Flugzeuge vorzusehen (obwohl es nicht notwendig ist,daßallen und jedem Flugzeug ein ausschließliches Intervall zugeordnet wird), so daß die Möglichkeiten eines Rücksignalüberlappens von zwei einander sehr nahen Flugzeugen auf akzeptable Niveaus vermindert werden.The preferred repetition rate is the preferred repetition rate for the interrogation signal approximately 25 Hz, which consequently defines the maximum frequency with which can update the position of any given aircraft. About the probability reverse signal overlap and overloading of the computing equipment in the ground station however, to avoid it, it is desirable that at least some of the aircraft be less frequent than indicated above respond, which is done by increasing their lockout intervals. It is also desirable to have an essential Provide variation range of the blocking intervals of ABTs of different aircraft (although it is not it is necessary that each and every aircraft is assigned an exclusive interval) so that the possibilities return signal overlap from two aircraft that are very close to each other can be reduced to acceptable levels.

Alle vorstehenden Erfordernisse werden mit der Sperrschaltung der Fig. 13 leicht erfüllt, indem man den Kondensator Cl, der die Taktimpulsfrequenz des Nichtpräzisions-Taktgebers 78 bestimmt, angemessen wählt. Bei einem Binärzähler 86 gegebener Kapazität wird durch diese Taktfrequenz das Sperrintervall des ABT und infolgedessen die Frequenz, mit der dieser auf Abfragesignale von der Bodenstation antwortet, gesteuert. Bei langsamen Flugzeugen mit Kolbenmotoren ist eine Antwort pro Sekunde (d. h. eine Antwort auf je 25 Abfragen im vorliegenden Beispiel) normalerweise mehr als adäquat. Bei Hochgeschwindigkeitsturbinen- bzw. -düsenflugzeugen mag eine Antworthäufigkeit in der Größenordnung von acht Antworten pro Sekunde angemessen sein. Wenn das Flugzeug für einen vollständig automatisierten Flug basierend auf Positionsinformation, die von seinen Rücksignalen abgeleitet ist, ausgerüstet ist, dann kann sogar eine höhere Ant-All of the above requirements are met with the lockout circuit 13 is easily fulfilled by adding the capacitor C1, which is the clock pulse frequency of the non-precision clock generator 78 determined, appropriately elects. Given a binary counter 86, this Clock frequency the blocking interval of the ABT and consequently the frequency with which it responds to query signals from the ground station replies, controlled. For slow piston aircraft aircraft, there is one response per second (i.e. one answer for every 25 queries in this example) usually more than adequate. In the case of high-speed turbine Jet planes like a response frequency on the order of eight responses per second to be reasonable. When the aircraft is ready for a fully automated flight based on position information, which is derived from its return signals, then even a higher response can

worthäufigkeit erforderlich sein. Jn jedem Falle kann die Antworthäufigkeit, d. h. die Antwortfrequenz, durch Auswahl des Werts des Kondensators Cl angemessen eingestellt werden. Das wird normalerweise im Herstellungswerk während des ursprünglichen Zusammenbaus des ABT getan, aber der Kondensator Cl wird vorzugsweise extern am Taktgeber 78 vorgesehen, so daß er in bequemer Weise in dem Fall ersetzt werden kann, in dem eine Änderung der Antwortfrequenz des ABT notwendig oder wünschenswert wird. Der Aufwand, den ein solcher Austausch erfordert, ist minimal, da der Kondensator Cl kein Hochpräzisionskondensator zu sein braucht und tatsächlich auch nicht sein sollte, damit ein gewisser Grad an Zufälligkeit bzw. Statistik unter nomine".I identischen ABTs erhalten wird.frequency may be required. In any case, the Response frequency, d. H. the response frequency, by selection of the value of the capacitor Cl can be set appropriately. This is usually done during the manufacturing facility of the original assembly of the ABT done, but the Capacitor C1 is preferably provided externally on clock 78 so that it can be conveniently replaced in that case in which a change in the response frequency of the ABT becomes necessary or desirable. The effort, which such replacement requires is minimal since the capacitor C1 does not have to be a high precision capacitor needs and actually shouldn't be, so that a certain degree of randomness or statistics under nomine ".I identical ABTs is obtained.

Ein wichtiges Merkmal der vorerwähnten Anordnung besteht darin, daß bei jedem Flugzeug, welches das System benutzt, dessen Position mit einer Frequenz auf den neuesten Stand gebracht werden kann, die den eigenen speziellen Notwendigkeiten des Flugzeugs entspricht, ohne daß auf eine diskrete Adressierung des Flugzeugs vom Boden aus zurückgegriffen werden muß und ohne daß die Abfragesignalwiederholungsfrequenz in der Bodenstation modifiziert werden muß. Das stellt eine ungemeine Verbesserung bezüglich der Einfachheit gegenüber bisher bekannten Systemen dar, in denen diskrete Adressierung und/oder variable Abfragefrequenzen angewandt werden. Darüber hinaus wird die Sperrfunktion dadurch, daß der Einsatz des Sperrintervalls mit dem Abfragesignal selbst in fester Beziehung steht anstatt mit irgendeinem gesondert vorgesehenen Signal, allein auf die Transponder der einzelnen Flugzeuge, begrenzt, die Kompliziertheit des Systems insgesamt wird minimalisiert. Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Systems besteht darin, daß es dadurch ermöglicht wird, die effektive Antwortfrequenz jedes gegebenen FlugzeugsAn important feature of the aforementioned arrangement is that for any aircraft using the system, whose position can be updated at a frequency that is your own particular Corresponds to the aircraft's needs without relying on a discrete addressing of the aircraft from the ground must be accessed from and without affecting the interrogation signal repetition rate must be modified in the ground station. That represents a tremendous improvement in terms of simplicity compared to previously known systems in which discrete addressing and / or variable Polling frequencies are applied. Furthermore the blocking function is achieved by using the blocking interval has a fixed relationship with the interrogation signal itself rather than with any one specifically provided Signal, limited solely to the transponders of the individual aircraft, the complexity of the system as a whole is minimized. Another advantage of the present system is that it enables the effective response frequency of any given aircraft

leicht zu verändern, indem lediglich ein Nichtpräzisions-Schaltungselement in dessen .Transponder ausgetauscht wird.easy to change by adding only one non-precision circuit element in whose .Transponder is exchanged.

Eine abgewandelte Ausführungsform der Sperrschaltung ist in Fig. 14 gezeigt. In dieser Version kann das Sperrintervall der Schaltung wahlweise variiert werden, um die ABT-Antwortfrequenz eines speziellen Flugzeugs in gewünschter Weise zu erhöhen oder zu vermindern. Der Vorteil dieser Fähigkeit ist leicht ersichtlich. Obwohl es nämlich z.B. bei einem Hochgeschwindigkeitsturbinen- bzw. Düsenflugzeug in oder um Zonen hoher Luftverkehrsdichte, wie beispielsweise Hauptflughäfen, erforderlich sein kann, dessen Position sehr häufig auf den neuesten Stand zu bringen, ist es bei dem gleichen Flugzeug nicht erforder-A modified embodiment of the locking circuit is shown in FIG. In this version, the locking interval of the circuit can optionally be varied to the To increase or decrease the ABT response frequency of a specific aircraft in the desired manner. The advantage of this Ability is easy to see. Although it is, for example, in a high-speed turbine or jet aircraft may be necessary in or around zones of high air traffic density, such as main airports, It is not necessary to update its position very often for the same aircraft.

15. lieh, die Position derart häufig auf den neuesten Stand zu bringen, wenn es in einem geraden und auf einem bestimmten Niveau verlaufenden Flug weit von anderen Flugzeugen entfernt ist, wie z. B. während eines Flugs in hoher Höhe längs eines der Hauptluftwege, die ein Land durchqueren. In solchen Fällen ist es wünschenswert, die Antwortfrequenz des Flugzeugs zu vermindern, da dadurch die Anzahl der Rücksignale, die in der Bodenstation empfangen werden, vermindert wird und daher sowohl die Rechnerbelastung der Bodenstationausrüstung als auch die Wahr- scheinlichkeit des Überlappens von Rücksignalen von unterschiedlichen Flugzeugen in der Bodenstation vermindert wird. Gleichzeitig ist es wünschenswert, für das Flugzeug die Möglichkeit einer höheren Antwortfrequenz zu erhalten, wenn diese benötigt wird.15. Loaned the item so frequently to bring when it is in a straight and level flight far from other aircraft is removed, such as B. during a flight at high altitude along one of the main airways that a country traverse. In such cases it is desirable to decrease the aircraft's response frequency because of this the number of return signals received in the ground station is reduced and therefore both the computing load on the ground station equipment and the truth likelihood of overlapping of return signals from different aircraft in the ground station reduced will. At the same time it is desirable to have the possibility of a higher response frequency for the aircraft, if this is needed.

Die vorstehenden Vorteile werden mit der abgewandelten Sperrschaltung 40' der Fig. 14 erreicht. Der obere Teil dieser Schaltung bis herab zum Binärzähler 86 entspricht der Schaltung der Fig. 13, und daher sind entsprechende Bezugsziffern für diese Bauteile vorgesehen. Wie vorherThe above advantages are achieved with the modified blocking circuit 40 'of FIG. The upper part this circuit down to the binary counter 86 corresponds to the circuit of FIG Reference numerals are provided for these components. As previously

sind auch alle Komponenten der Schaltung der Fig. 14 relativ langsame, Nichtpräzisionskomponenten, wie es beispielsweise die Reihe MECL 10000 ist, und die spezielle Wahl der Komponenten bzw. Hardware ist nicht kritisch. In der abgewandelten Schaltung der Fig. 14 sind die Ausgänge 96 bis 102 von einer Anzahl der höheren Stufen des Binärzählers 86 abgeführt. Jeder dieser Ausgänge ist mit einem Eingang eines UND-Tors aus einer entsprechenden Anzahl von UND-Toren 104 bis 110 verbunden. Die zweiten Eingänge 122 bis 128 der UND-Tore 104 bis 110 sind mit den einzelnen Stufen 114 bis 120 eines Schieberegisters 112 verbunden. Die Anzahl der erforderlichen Schieberegisterstufen ist gleich der Anzahl der Stufen höherer Ordnung des Binärzählers 86, die angezapft sind (in der dargestellten Ausführungsform sind es vier Stufen), diese Anzahl bestimmt den Variationsbereich des Sperrintervalls, wie nachstehend ersichtlich werden wird.also, all of the components of the circuit of FIG. 14 are relatively slow, non-precision components, such as, for example is the MECL 10000 series and the particular choice of components or hardware is not critical. In the modified circuit of FIG. 14, the outputs 96-102 are of a number of the higher stages of the Binary counter 86 discharged. Each of these outputs is connected to an input of an AND gate from a corresponding one Number of AND gates 104 to 110 connected. The second inputs 122 to 128 of the AND gates 104 to 110 are with the individual stages 114 to 120 of a shift register 112 are connected. The number of shift register stages required is equal to the number of higher order levels of binary counter 86 that are tapped (in the embodiment shown there are four stages), this The number determines the range of variation of the blocking interval, as will become apparent below.

Wie weiter aus Fig. 14 zu ersehen ist, sind die Ausgänge 130 bis 136 der jeweiligen UND-Tore 104 bis 110 mit den Eingängen eines ODER-Tors 138 verbunden. Der Ausgang 140 des ODER-Tors 138 ist mit dem RÜCKSETZ-Eingang des Flip-Flops 92 verbunden. Die Eingangsleitung 38 der Sperrschaltung ist außerdem über die Leitung 129 mit dem Eingang der am weitesten rechts liegenden Stufe 114 des Schieberegisters 112 verbunden. Die "Schiebe nach links"- und "Schiebe nach rechts"-Eingänge des Schieberegisters 112 werden mittels der jeweiligen Ausgänge 146 und 148 von zwei monostabilen bzw. one-shot-Univibratoren 142 und 144 gesteuert. Die Eingangssignale der Univibratoren 142 und 144 werden von einem Kommandosignal abgeleitet, das durch die Bodenstation zum Flugzeug gesendet wird, und diese Eingangssignale werden auf die Leitungen 150 und 152 gegeben. Wie nachstehend in näheren Einzelheiten beschrieben ist, kann das Kommandosignal dem Navigationssi-As can also be seen from FIG. 14, the outputs 130 to 136 of the respective AND gates 104 to 110 are connected to the Inputs of an OR gate 138 connected. The output 140 of the OR gate 138 is connected to the RESET input of the flip-flop 92 connected. The input line 38 of the blocking circuit is also connected to the input via line 129 the rightmost stage 114 of the shift register 112 is connected. The "slide to the left" - and "shift right" inputs of shift register 112 are provided by outputs 146 and 148, respectively controlled by two monostable or one-shot univibrators 142 and 144. The input signals of the univibrators 142 and 144 are derived from a command signal sent to the aircraft by the ground station, and these inputs are placed on lines 150 and 152. As detailed below the command signal can be sent to the navigation

gnal (NPG), das zur Übermittlung der Positions-, Geschwindigkeits- und Kursinformation von der Bodenstation zu dem speziellen Flugzeug, auf das es sich bezieht, benutzt wird, mittels reservierter Steuerbits eingeprägt sein. · gnal (NPG), which is used to transmit the position, speed and course information from the ground station to the specific aircraft to which it relates, must be impressed by means of reserved control bits. ·

Im Betrieb wird der 140-Nanosekunden-Impuls, der in Ansprechung auf jedes Abfragesignal auf der Leitung 38 erscheint, zwischen der Leitung 129 auch auf die ain weitesten rechts liegende Stufe 114 des Schieberegisters 112 gegeben, um darin eine binäre Eins anzuordnen (das geschieht primär dazu, einen korrekten Betrieb des ABT beim anfänglichen Ingangsetzen zu bewirken). Der obere Teil der Sperrschaltung 40' der Fig. 14 funktioniert nun im wesentlichen in der gleichen Weise wie unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben, wobei der Binärzähler 86 Taktimpulse von dem 1 MHz-Taktgeber 78 zur Abmessung des Sperrintervalls zählt. Wenn der Binärzähler bis zu seiner vollen Kapazität gezählt hat, wird ein hohes Logikniveau auf der Ausgangs leitung 96 seiner Endstufe erzeugt und auf einen Eingang des UND-Tors 104 gegeben. Der zweite Eingang 122 dieses UND-Tors liegt auch auf hohem Potential aufgrund der binären Eins in der am weitesten rechts liegenden Stufe 114 des Schieberegisters 112.During operation, the 140 nanosecond pulse that is in response appears on each interrogation signal on the line 38, between the line 129 also on the furthest The right-hand stage 114 of the shift register 112 is given in order to place a binary one therein (this is done primarily to ensure correct operation of the ABT at initial start-up). The upper part of the blocking circuit 40 'of FIG. 14 now functions in the in essentially the same manner as described with reference to FIG. 13, the binary counter 86 using clock pulses from the 1 MHz clock 78 to measure the Lock interval counts. When the binary counter has counted to its full capacity, it becomes a high level of logic generated on the output line 96 of its output stage and given to an input of the AND gate 104. The second input 122 of this AND gate is also at a high potential due to the binary one in the furthest stage 114 of shift register 112 on the right.

Infolgedessen wird das UND-Tor 104 geöffnet, so daß sein Ausgang auf hohes Niveau geht und dadurch das ODER-Tor 138 öffnet. Dieses erzeugt seinerseits ein hohes Logikniveau auf der Leitung 140, wodurch das Flip-Flop 92 zurückgesetzt und das Sperrintervall beendet wird, indem· bewirkt wird, daß die Ausgangsleitung 42 der Sperrschaltung auf niedriges Potential übergeht.As a result, the AND gate 104 is opened so that its Output goes to a high level and thereby opens the OR gate 138. This in turn creates a high level of logic on line 140, resetting flip-flop 92 and ending the lockout interval by causes the output line 42 of the blocking circuit to go low.

Nimmt man nun an, daß ein vom Boden gesendetes NPG-Signal einen oder mehrere Impulse auf der Eingangsleitung 150 erzeugt hat, dann ist die binäre Eins in der am weitestenAssume now that an NPG signal sent from the ground has generated one or more pulses on input line 150, then the binary one is furthest in the

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rechts liegenden Stufe 114 des Schieberegisters 112 um eine oder mehrere Stellennach links verschoben worden. Es sei zu Erläuterungszwecken angenommen, daß zwei Steuerimpulse auf der Leitung 150 aufgetreten sind und daß die binäre Eins in der Stufe 114 infolgedessen um zwei Stellennach links in die Stufe 118 verschoben worden ist. Das hat ein hohes Logikniveau am unteren Eingang 126 des UDN-Tors 108 zur Folge. Einige Zeit später, wenn der binäre Zähler 86 einen Punkt erreicht hat, in dem ein positives Logikniveau auf der Leitung 100 erscheint, wird das UND-Tor 108 geöffnet, so daß dadurch das ODER-Tor geöffnet und das Sperrintervall beendet wird. Es ist ersichtlich, daß, da die Leitung 100 von der Endstufe des Binärzählers 86 aus gesehen mit der zweiten Stufe dieses Binärzählers verbunden ist, das Sperrintervall beendet worden ist, wenn der Zähler nur 1/4 seiner vollen Zählkapazität erreicht hat. Infolgedessen ist das Sperrintervall um den Faktor 4 verkürzt worden, und die Antwortfrequenz des Flugzeug-ABT wurde effektiv vervierfacht.stage 114 of the shift register 112 on the right one or more positions has been moved to the left. It is assumed for explanatory purposes that two control pulses have occurred on line 150 and that the binary one in stage 114 has consequently decreased by two Positions has been moved to the left in stage 118. That has a high level of logic at the bottom entrance 126 of the UDN gate 108 result. Some time later, when the binary counter 86 has reached a point where a If a positive logic level appears on the line 100, the AND gate 108 is opened, so that the OR gate opened and the blocking interval is ended. It can be seen that since line 100 is from the output stage of the Binary counter 86 is connected to the second stage of this binary counter, the blocking interval ends when the counter has only reached 1/4 of its full counting capacity. As a result, the blocking interval is has been shortened by a factor of 4, and the aircraft ABT response frequency has effectively been quadrupled.

Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß, wenn die binäre Eins in der Stufe 114 des Schieberegisters 112 einmal in Ansprechung auf NPG-Steuerbits nach links in die Stufe 118 verschoben worden ist, diese binäre Eins für alle nachfolgenden Abfragesignale dort bleibt, sofern nicht und bis ein weiteres "Verschiebe nach links"- oder "Verschiebe nach rechts"-Kommando auftritt (jedes nachfolgende Abfragesignal erzeugt zwar wieder eine binäre Eins in der Stufe 114, jedoch ist das unwesentlich, da die Dauer des Sperrintervalls nur durch die binäre Eins bestimmt wird, welche im Schieberegister am weitesten links liegt). Demgemäß bleibt das Sperrintervall verkürzt, bis es erneut durch die Bodenstation modifiziert wird oder bis die ABT-Einheit vom Strom abgeschaltet wird. Wenn der ABT, nachdem er ausgeschaltet worden ist, erneut in Gang ge-It should also be noted that once the binary one in stage 114 of shift register 112 is in Response to NPG control bits has been shifted to the left in stage 118, this binary one for all subsequent interrogation signals remain there unless it is and until another "shift to the left" or "shift to the right" command occurs (each subsequent query signal generates a binary one in of stage 114, however, this is immaterial since the duration of the blocking interval is only determined by the binary one which is furthest to the left in the shift register). Accordingly, the blocking interval remains shortened until it is repeated modified by the ground station or until the ABT unit is disconnected from the power. If the ABT, restarted after it has been switched off

setzt wird, erzeugt das erste Abfragesignal erneut eine binäre Eins in der Stufe 114 des Schieberegisters 112, wodurch die Sperrschaltung so eingestellt wird, daß sich das maximale Sperrintervall ergibt. Im Ergebnis bringt sich daher die Sperrschaltung 40' automatisch auf das maximale Sperrintervall (d. h. die minimale Antwortfrequenz) jedesmal dann, wenn der ABT eingeschaltet wird, so daß dadurch die Möglichkeiten einer Rücksignalüberlappung in der . Bodenstation minimalisiert und die Rechenbelastung des Bodenstationsrechners bis zu dem Zeitpunkt vermindert wird, in dem positiv eine höhere ABT-Antwortrate gewählt wird.is set, the first interrogation signal generates a again binary one in stage 114 of shift register 112, thereby setting the interlock circuit so that gives the maximum blocking interval. As a result, the locking circuit 40 'therefore automatically brings itself to the maximum Lockout interval (i.e. the minimum response frequency) each time the ABT is turned on, so that thereby the possibilities of a return signal overlap in the. Ground station minimized and the computing load of the ground station computer is reduced until the point in time in which a higher ABT response rate is chosen positively.

2020th

Da die letzten vier Stufen des 2 -Binärzählers 86 in Fig. 14 angezapft sind, kann das von der Schaltung 40' erzeugte Sperrintervall um einen Faktor acht (2 ) variiert werden. Wönn der Taktgeber 78 eine Frequenz von 1 MHz hat, wie es in der dargestellten Ausführungsform der Fall ist, dann entspricht das einem maximalen Sperrintervall von etwa 1,05 Sekunden (wodurch ungefähr eine Antwort pro Sekunde bei einer 25 Hz-Abfragesignalwiederholungsfrequenz ermöglicht wird) und einem minimalen Sperrintervall von etwa 0,13 Sekunden (wodurch ungefähr acht Antworten pro Sekunde bei einer 25 Hz-Abfragesignalwiederholungsfrequenz ermöglicht werden).Since the last four stages of the 2-binary counter 86 in Fig. 14 are tapped, the circuit 40 ' generated blocking interval can be varied by a factor of eight (2). Wönn the clock 78 a frequency of 1 MHz, as in the illustrated embodiment If this is the case, then this corresponds to a maximum blocking interval of approximately 1.05 seconds (which means approximately one Response per second at a 25 Hz interrogation signal repetition rate is enabled) and a minimum blocking interval of about 0.13 seconds (which means about eight responses per second at a 25 Hz interrogation signal repetition rate are made possible).

Es ist eine Anzahl von Abwandlungen der Sperrschaltung der Fig. 14 möglich. Z. B. kann es, obwohl in Fig. 14 nur die letzten vier Stufen des Binärzählers 86'angezapft sind, wünschenswert sein, Ausgänge von einer größeren Anzahl von Stufen abzunehmen (und eine entsprechend größere Anzahl von Stufen in dem Schieberegister 112 vorzusehen), so daß dadurch ein größerer Variationsbereich des Sperrintervalls des Flugzeug-ABT erzielt wird. Im einzelnen kann es wünschenswert sein, ein Sperrintervall vorzusehen, das kurz genug ist, um es dem Flugzeug-ABT zuA number of modifications to the interlock circuit of FIG. 14 are possible. For example, although in FIG only the last four levels of the binary counter 86 'are tapped are, it may be desirable to take outputs from a greater number of stages (and one accordingly larger number of stages in the shift register 112), so that thereby a larger range of variation of the blocking interval of the aircraft ABT is achieved. In particular, it may be desirable to have a blocking interval provide that it is short enough to allow the aircraft ABT

ermöglichen, auf jedes Abfragesignal zu antworten, so daß es dadurch möglich ist, die Position des Flugzeugs mit der maximalen Frequenz auf den neuesten Stand zu bringen. Dieses Intervall kann z. B. während der letzten Sekunden des Leuchtfeuers und des Aufsetzens benutzt werden, um Präzisionsanflüge mit dem Flugzeug zu ermöglichen, das mit NPG-Empfangsausrüstung versehen ist, oder um automatisierte Präzisionslandungen mit einem Flugzeug zu ermöglichen, das mit einem NPG-gesteuerten Dreiachsen-Autopiloten ausgerüstet ist. So ergibt sich in Fig. 14 durch ein Anzapfen der letzten sechs (anstelle der letzten vier) Stufen des Binärzählers 86 ein minimales Sperrintervall, das kurz genug ist, um es dem ABT zu ermöglichen, bei einer Abfragesignalwiederholungsfrequenz von 25 Hz auf jedes Abfragesignal zu antworten. Bezüglich des anderen Extrems kann das maximale Sperrintervall so lang wie gewünscht gemacht werden, indem man lediglich zusätzliche Stufen zum Binärzähler 86 hinzufügt. So ergibt z. B. einallow to respond to any interrogation signal so that it is thereby possible to update the position of the aircraft with the maximum frequency. This interval can e.g. B. used during the last seconds of the beacon and touchdown to To enable precision aircraft approaches that equipped with NPG receiving equipment, or automated To enable precision landings with an aircraft using an NPG-controlled three-axis autopilot is equipped. In Fig. 14, tapping the last six (instead of the last four) Stages of the binary counter 86 a minimum lockout interval short enough to allow the ABT to pass a Interrogation signal repetition rate of 25 Hz on each To respond to the interrogation signal. Regarding the other extreme, the maximum lockout interval can be as long as desired can be done by merely adding additional stages to the binary counter 86. So z. B. a

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2 -Binärzähler ein maximales Sperrintervall von etwa 134 Sekunden (was einer Antwortfrequenz von etwa 0,0075 Hz entspricht), wenn er in Verbindung mit einem 1-MHz-Taktgeber 78 verwendet wird.
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2 binary counter has a maximum lockout interval of approximately 134 seconds (which corresponds to a response frequency of approximately 0.0075 Hz) when used in conjunction with a 1 MHz clock 78.

Als eine weitere mögliche Modifizierung der Sperrschaltung der Fig. 14 kann das Sperrintervall direkt durch den Piloten anstatt in Ansprechung auf von der Erde gesendete NPG-Signale verändert werden. Das kann durch Steuern der Eingangsleitungen 150 und 152 mit im Cockpit des Flugzeugs angeordneten Impulstasten erfolgen. Es kann dann eine digitale Ausleseeinrichtung vorgesehen sein, die dem Piloten das Sperrintervall (oder umgekehrt die ABT-Antwortfrequenz) anzeigt, das augenblicklich wirksam ist. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß sie eine Präzisionsüberwachung von Leichtflugzeugen ermöglicht, die nicht mit NPG-Empfangsausrüstung versehen sind. DieAs another possible modification of the locking circuit 14, the blocking interval can be set directly by the pilot rather than in response to being transmitted from Earth NPG signals can be changed. This can be done by controlling the input lines 150 and 152 in the cockpit of the aircraft arranged pulse buttons. A digital readout device can then be provided, which shows the pilot the blocking interval (or, conversely, the ABT response frequency) that is effective at the moment is. Such an arrangement has the advantage that it enables precision monitoring of light aircraft, which are not provided with NPG receiving equipment. the

Einstellung des geeigneten Sperrintervalls (oder der Antwortfrequenz) kann dann dem Piloten über normale Sprechverbindungskanäle durch Radio mitgeteilt werden, wenn sich das Flugzeug einem Flughafen oder einem anderen Bereich hoher Luftverkehrsdichte nähert. Für Flugzeuge, die mit der vollen Ergänzung der NPG-Empfangs- und Signalverarbeitungsschaltung einschließlich der Schaltung, die zur automatischen Steuerung des ABT-Sperrintervalls erforderlich ist, ausgerüstet sind, kann immer noch eine paralle-Ie manuelle Steuerung des Sperrintervalls wünschenswert sein, damit es der Besatzung ermöglicht wird, zeitweise eine häufiger auf den neuesten Stand gebrachte Positionsinformation zu erhalten, selbst wenn das vom Standpunkt des Luftverkehrskontroll Zentrums nicht notwendig sein mag.Setting the appropriate blocking interval (or the response frequency) can then be communicated to the pilot via normal voice communication channels through radio when the aircraft approaches an airport or other high-density area. For planes that use the full complement of the NPG receiving and signal processing circuitry including the circuitry required to automatically control the ABT lockout interval is, are equipped, a parallel manual control of the blocking interval may still be desirable in order to enable the crew to obtain more frequently updated position information from time to time, even from the point of view of the air traffic control center may not be necessary.

Satellitenelektronik . · Satellite electronics . ·

Gemäß einem wichtigen Ziel der Erfindung wird die Kompliziertheit der vom Satelliten mitgeführten Elektronik wie diejenige des vom Flugzeug mitgeführten ABT auf einem Minimum gehalten. Zum größten Teil brauchen die für das vorliegende System erforderlichen Satelliten nur eine Empfangs- und Sendeschaltung zur Übermittlung bzw. relaismäßigen Weiterübermittlung von Abfrage-, Antwortbaken- und (wahlweise) NPG-Signalen zwischen Bodenstation und Flugzeug zu enthalten. Die gesamte kritische Zeitmeßschaltung, die zur Positionsbestimmung der Flugzeuge verwendet wird, befindet sich in der Bodenstation, so daß diese Schaltung verbessert und auf den neuesten Stand eingestuft bzw. gebracht wird, wenn die Elektronik technisch fortschreitet, ohne daß die Notwendigkeit eines erneuten Zugangs zu irgendeinem der Satelliten besteht.According to an important object of the invention, the complexity of the electronics carried by the satellite becomes as that of the ABT carried by the aircraft was kept to a minimum. For the most part, they need it for that present system satellites only required a receiving and transmitting circuit for transmission or relay-like Forwarding of interrogation, response beacon and (optional) NPG signals between ground stations and airplane included. All of the critical timing circuitry used to position aircraft used is located in the ground station, so this circuit is improved and up to date classified or brought when the electronics technically advances without the need for a new one There is access to any of the satellites.

Das einzige zusätzliche Schaltungserfordernis über Relaisempfanger und -sender hinaus ist dasjenige, das sichThe only additional switching requirement via relay receivers and transmitter out is that which is

aus der Notwendigkeit ergibt, den speziellen Satelliten, dem jedes bzv/. das jeweilige Rücksignal zugeordnet ist, in der Bodenstation zu identifizieren. So empfängt, wie man aus Fig. 2 ersieht, die Bodenstation GS drei im zeitliehen Abstand befindliche Rücksignale (alle mit der gleichen Frequenz f~) für jedes Bakensignal, das von dem Flugzeug A ausgeht. In der Praxis kommt das Rücksignal vom Satelliten S2 (womit das Signal gemeint ist, das den direkten Weg von A zu S2 und dann zu GS durchläuft) stets vor den Rücksignalen von den Satelliten Sl und S3 (die durch S2 zur Bodenstation übertragen werden müssen) unabhängig von dem Ort des Flugzeugs in der Bodenstation an. Der Grund hierfür besteht darin, daß der Signalübermittlungsabstand, der S2 von Sl oder S3 trennt, viel größer als die Differenzen der Abstände sind, in denen sich, das Flugzeug von jedem der drei Satelliten befindet. Infolgedessen ist es stets möglich, das Rücksignal vom Satelliten S2 zu identifizieren. Die Reihenfolge der Rücksignale von den Satelliten Sl und S3 hängt jedoch von dem Ort des Flugzeugs ab, der voraussetzungsgemäß unbekannt ist. Es ist daher wünschenswert, wenigstens eines der Signale dieserSatelliten in irgendeiner Weise zu "markieren", so daß jedes Signal durch die Bodenstation zu dem speziellen Satelliten, der es erzeugt hat, in richtiger Weise zugeordnet werden kann. Das kann auf verschiedene unterschiedliche Weisen erfolgen. Unabhängig von der speziell gewählten Technik wird es jedoch bald erkennbar werden, daß es die Auswahl von einem Satelliten (im vorliegenden Fall is.t das der Satellit S2) als das Boden-Verbindungsglied ermöglicht, die gesamte erforderliche "Markierungs"-Schaltung vollständig auf diesen Satelliten zu beschränken.from the need to find the specific satellite to which each bzv /. the respective return signal is assigned, to be identified in the ground station. Thus, as can be seen from FIG. 2, the ground station GS receives three in a timely manner Distance return signals (all at the same frequency f ~) for each beacon signal sent by the Plane A goes out. In practice, the return signal comes from satellite S2 (which means the signal that goes the direct route from A to S2 and then to GS) always in front of the return signals from the satellites S1 and S3 (which must be transmitted through S2 to the ground station) independently from the location of the aircraft in the ground station. The reason for this is that the signal transmission distance, which separates S2 from S1 or S3 are much larger than the differences in the distances in which, the aircraft from each of the three satellites is located. As a result, it is always possible to receive the return signal from the satellite Identify S2. However, the order of the return signals from the satellites S1 and S3 depends on the location of the aircraft, which is unknown according to the requirements. It is therefore desirable to have at least one of the signals of these satellites in some way to "mark" so that each signal is transmitted by the ground station correctly assigned to the particular satellite that created it. This can be done in different ways done in different ways. Regardless of the specially chosen technique, however, it will soon become noticeable that it is the selection of a satellite (in the present case that is the satellite S2) than that Ground link enables all of the required "marking" circuitry entirely on this satellite to restrict.

Da die Schaltung der anderen Satelliten Sl und S3 die einfachste ist, ist es vorteilhaft, zunächst diese SatellitenSince the connection of the other satellites S1 and S3 is the simplest, it is advantageous to use these satellites first

zu beschreiben. Die Satelliten Sl und S3 sind lediglich dazu erforderlich, Bakensignale von dem abgefragten Flugzeug zu empfangen und diese Signale zum Bodenverbindungs-Satelliten S2 zu übermitteln. Die Fig. 15 veranschaulicht die hierfür erforderlichen Komponenten, und diese Komponenten sind für beide Satelliten Sl und S3 die gleichen. Jeder dieser Satelliten besitzt eine Empfangsantenne 154 für breitejStrahlungskeule zum Empfang von Bakensignalen von dem Flugzeug, das mittels des Systems geleitet werden soll. Diese Antenne, die mit der Trägerfrequenz f„ des Flugzeug-ABT (im vorliegenden Beispiel 2500 MHz) betreibbar ist, hat typischerweise die Form einer parabolischen Schale, aber sie kann gewünschtenfalls auch andere Konfigurationen annehmen. Die von der Antenne 154 empfangenen Signale werden durch einen Verstärker 156 mit geringem Rauschen verstärkt, der eine Signalniveauanhebung bewirkt, wie sie für die Eingangsempfindlichkeit des Breitbandsenders 158 geeignet ist. Der Sender 158 bewirkt eine weitere Verstärkung, wie sie für das Wiederaussenden des Bakensignals zum Bodenverbindungs-Satelliten S2 erforderlich ist. Dieses Wiederaussenden erfolgt mit der gleichen Frequenz f„ über die Sendeantenne 160 mit schmaler Strahlungskeule (die auch als parabolische Schale dargestellt ist), welche auf den Satelliten Sl und S3 so positioniert ist, daß ihr Strahlungsmuster nach einer gleichartigen Antenne zu gerichtet ist, die.auf dem mittleren Satelliten S2 angebracht ist. Alle vorerwähnten Komponenten sind im Aufbau konventionell und können aus leicht erhältlichen Teilen hergestellt werden. So kann z.B. für die erste Stufe des Verstärkers mit geringem Rauschen ein Feldeffekttransistorchip NE-244 verwendet werden, der eine Verstärkung von 2 0 dB und eine abgestimmte Rauschzahl von 1,2 dB bei einer Frequenz von 2500 Hz hat.to describe. The satellites S1 and S3 are only required to receive beacon signals from the interrogated aircraft and these signals to the ground link satellite To transmit S2. 15 illustrates the components required for this, and these components are the same for both satellites S1 and S3. Each of these satellites has a receiving antenna 154 for wide beam for receiving beacon signals from the aircraft, which by means of the system should be directed. This antenna, which operates with the carrier frequency f "of the aircraft ABT (in the present example 2500 MHz) is typically in the shape of a parabolic bowl, but may if desired also accept other configurations. The signals received by the antenna 154 are transmitted through a Low noise amplifier 156 amplifies the one The signal level is raised as is suitable for the input sensitivity of the broadband transmitter 158. The transmitter 158 provides additional amplification such as that required for re-broadcasting the beacon signal to the ground link satellite S2 is required. This retransmission takes place at the same frequency f "via the Transmitting antenna 160 with a narrow beam (which is also shown as a parabolic shell), which on the Satellites Sl and S3 is positioned so that their radiation pattern is directed towards an antenna of the same type which is mounted on the central satellite S2. All of the aforementioned components are conventional in construction and can be made from readily available parts will. For example, a field effect transistor chip can be used for the first stage of the amplifier with low noise NE-244 can be used, which has a gain of 20 dB and a matched noise figure of 1.2 dB at a Frequency of 2500 Hz.

- 1^ 3 - 1 ^ 3

Die Sende- und Empfangsschaltung des Bodenverbindungs-Satelliten S2 besteht aus einer Anzahl von Untersystemen, die in den Fig. 16A, 16B und 16C veranschaulicht sind. Es sei daran erinnert, daß der Satellit S2 eine Anzahl von unterschiedlichen Funktionen hat: (1) Die Abfragesignale von der Bodenstation an alle Flugzeuge innerhalb des Bereichs des Systems zu übertragen; (2) Bakensignale, die er von dem antwortenden Flugzeug direkt empfangen hat, zur Bodenstation wieder auszusenden; (3) die Bakensignale, die von den äußeren Satelliten Sl und S3 empfangen und wieder ausgesendet worden sind, zur Bodenstation zu übertragen; und wahlweise (4) NPG-Signale,die von der Bodenstation erzeugt worden sind, zum Flugzeug zu übertragen. Jede dieser Funktionen wird nacheinander unter Bezugnahme auf die Fig. 16A bis 16C beschrieben.The transmission and reception circuit of the ground link satellite S2 consists of a number of subsystems illustrated in Figures 16A, 16B and 16C. It will be recalled that satellite S2 has a number of different functions: (1) The interrogation signals broadcast from the ground station to all aircraft within range of the system; (2) beacon signals, which it has received directly from the responding aircraft to retransmit to the ground station; (3) the beacon signals, which have been received by the outer satellites S1 and S3 and transmitted again to the ground station; and optionally (4) transmit NPG signals generated by the ground station to the aircraft. Each of these functions will be described in turn with reference to Figs. 16A to 16C.

Die obigen Funktionen (2) und (3) werden von der Schaltung ausgeführt, die in dem Blockschaltbild der Fig. 16A dargestellt ist. Wie vorher sind alle gezeigten Komponenten im Aufbau konventionell und können aus leicht verfügbaren Teilen hergestellt werden; demgemäß ist eine Beschreibung der spezifischen Schaltungselemente, die die Blocks der Fig. 16A bilden, nicht erforderlich. Der Satellit S2 weist zwei Empfangsantennen 162 und 164 mit schmaler Strahlungskeule auf, die als parabolische Antennen vom Schalentyp dargestellt und physisch auf dem Satelliten S2 so montiert sind, daß sie den jeweils eine schmale Strahlungskeule aufweisenden Sendeantennen 160 (Fig. 15) der äußeren Satelliten Sl bzw. S3 zugewandt sind. Die Funktion der Antennen 162 und 164 besteht darin, die von den äußeren Satelliten Sl und S3 mit der ABT-Trägerfrequenz f? wieder ausgesendeten Bakensignale zu empfangen und diese Signale mit der gleichen*Trägerfrequenz f2 zur Bodenstation zu übertragen. Die Funkverbin-The above functions (2) and (3) are performed by the circuit shown in the block diagram of Fig. 16A. As before, all of the components shown are conventional in construction and can be made from readily available parts; accordingly, a description of the specific circuit elements making up the blocks of Fig. 16A is unnecessary. The satellite S2 has two receiving antennas 162 and 164 with a narrow beam, which are shown as parabolic antennas of the dish type and are physically mounted on the satellite S2 so that they each have a narrow beam having transmitting antennas 160 (Fig. 15) of the outer satellites S1 or S3 are facing. The function of the antennas 162 and 164 is that of the outer satellites S1 and S3 with the ABT carrier frequency f ? to receive again transmitted beacon signals and to transmit these signals with the same * carrier frequency f 2 to the ground station. The radio link

dung mit der Bodenstation erfolgt mittels einer Sendean-connection to the ground station is carried out by means of a

tenne 166 mit schmaler Strahlungskeule, die auch als parabolische Schale dargestellt und physisch so auf dem Satelliten S2 montiert ist, daß sie einer Empfangsantenne mit schmaler Strahlungskeule, die sich an der Bodenstation befindet, zugewandt ist. Der Satellit S2 ist außerdem mit einer Empfangsantenne 168 mit breiter Strahlungskeule versehen, die auch eine parabolische Schale sein kann und dazu dient, Bakensignale direkt von dem Flugzeug-ABTs zu empfangen. Diese Signale werden in entsprechender Weise mittels der Sendeantenne 166 mit schmaler Strahlungskeule zur Bodenstation wieder ausgesendet.antenna 166 with a narrow beam, which is also shown as a parabolic shell and physically so on the satellite S2 is mounted so that it has a receiving antenna with a narrow beam, which is located at the ground station is located, is facing. The satellite S2 is also provided with a wide lobe receiving antenna 168 which can also be a parabolic shell and serves to receive beacon signals directly from the aircraft ABTs to recieve. These signals are correspondingly narrowed by means of the transmitting antenna 166 Radiation lobe re-emitted to the ground station.

Die vom Satelliten Sl her mittels der Antenne 162 mit schmaler Strahlungskeule empfangenen Signale und die direkt von den Flugzeug-ABTs empfangenen Signale werden über die Antenne 166 im wesentlichen ohne Modifikation, abgesehen von einer Verstärkung, zur Bodenstation übertragen. Infolgedessen werden die von der Antenne 162 empfangenen Signale sequentiell bzw. aufeinanderfolgend über einen Verstärker 170 mit niedrigem Rauschen, einen Mischer 172 und einen Breitbandsender 174 mit der Antenne 166 zum Aussenden zur Bodenstation zugeführt. In entsprechender Weise werden die von der Antenne 168 empfangenen Signale über einen zweiten Verstärker 176 mit niedrigem Rauschen und dann über den Mischer 172 und den Breitbandsender 174 mit der Antenne 166 zugeführt, mit der sie zur Bodenstation gesendet werden. Die Verstärker 170 und 176 mit niedrigem Rauschen und der Breitbandsender 174 können gleichartig wie die entsprechenden Einheiten der Fig. 15 sein; der Mischer 172 ist konventionell.The from the satellite S1 by means of the antenna 162 with signals received from the narrow beam and the signals received directly from the aircraft ABTs transmitted via antenna 166 to the ground station with essentially no modification other than amplification. As a result, the signals received by the antenna 162 are sequentially transmitted a low noise amplifier 170, a mixer 172, and a broadband transmitter 174 with the antenna 166 for transmission to the ground station. Those are received by the antenna 168 in a corresponding manner Signals are fed through a second low noise amplifier 176 and then through mixer 172 and broadband transmitter 174 to antenna 166 with which they are used Be sent to the ground station. Low noise amplifiers 170 and 176 and broadband transmitter 174 can be similar to the corresponding units of Fig. 15; the mixer 172 is conventional.

Die vom Satelliten S3 mittels-.der eine schmale Strahlungskeule aufweisenden Antenne 164 empfangenen Signale werden jedoch "markiert", bevor sie zur Bodenstation übertragen werden, so daß sie in der Bodenstation von den ABT-The from satellite S3 by means of a narrow beam of radiation However, received signals having antenna 164 are "tagged" before being transmitted to the ground station so that they can be found in the ground station by the ABT

Signalen unterscheidbar sind, die vom Satelliten Si empfangen und wieder ausgesendet worden sind. Das wird dadurch erreicht, daß man die von der Antenne 164 empfangenen Signale auf den Signaleingang 178 eines Hochfrequenzverstärkers 180 von variablem Verstärkungsfaktor gibt, wobei der Ausgang 182 des Verstärkers 180 mit dem einen der Eingänge des Mischers 172 verbunden ist. Der Ausgang der Antenne 164 wird außerdem auf einen Verstärker 184 und einen Detektor 186 gegeben, so daß sich auf der Eingangsleitung 188 eines monostabilen bzw. one-shot-Univibrators 190 die Bakensignalimpulsumhullende ergibt. Der Univibrator 190 spricht auf die Anstiegsflanke der Bakensignalimpulsumhüllenden dadurch an, daß er einen negativ verlaufenden 70-Nanosekunden-Impuls auf der Leitung 192 erzeugt. Dieser Impuls wird mittels der Verzögerungsleitung 194 um 64 ns verzögert und dann auf den Steuereingang 196 des Hochfrequenzverstärkers 180 mit variablem Verstärkungsfaktor gegeben. Typischerweise ist der Verstärkungsfaktor dieses Verstärkers eine Funktion des an den Steuereingang angelegten Potentials. Im vorliegenden Fall wird davon ausgegangen, daß der negativ verlaufende Impuls, der auf den Steuereingang 196 des Verstärkers 180 gegeben wird, eine Verminderung des Verstärkungsfaktors dieses Verstärkers bewirkt. Infolgedessen bleibt der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 180 während der ersten 64 ns (die durch die Verzögerungsleitung 194 festgelegt sind) auf einem ersten Weg nachfolgend auf das Auftreten der Anstiegsflanke der Bakensignalimpulsfolge, und er wird dann während der nächsten 70 ns (die durch den Univibrator 190 festgelegt sind) auf einen niedrigeren Wert vermindert. Erinnert man sich nun, daß die Bakensignalimpulsfolge 32 Bits enthält und eine Dauer von etwa 128 ns hat, da'nn erkennt man, daß die verstärkte Bakensignalimpulsfolge, die auf der Ausgangs leitung 182 des Verstärkers 180 erscheint,Signals are distinguishable, which are received by the satellite Si and have been sent out again. This is accomplished by using the signals received by antenna 164 Signals to the signal input 178 of a high frequency amplifier 180 of variable gain output 182 of amplifier 180 is connected to one of the inputs of mixer 172. the The output of the antenna 164 is also given to an amplifier 184 and a detector 186 so that on the input line 188 of a monostable or one-shot univibrator 190 yields the beacon signal pulse envelope. The univibrator 190 is responsive to the rising edge of the beacon signal pulse envelope by having a negative going 70 nanosecond pulse on the line 192 generated. This pulse is delayed by 64 ns by means of delay line 194 and then to the Given control input 196 of the high-frequency amplifier 180 with a variable gain factor. Typically is the gain of this amplifier is a function of the potential applied to the control input. In the present Case it is assumed that the negative-going pulse which is sent to the control input 196 of the Amplifier 180 is given a gain reduction this amplifier causes. As a result, the gain of amplifier 180 remains subsequent on a first path during the first 64 ns (determined by delay line 194) on the occurrence of the rising edge of the beacon signal pulse train, and it is then during the next 70 ns (which are determined by the univibrator 190) reduced to a lower value. Recall that the beacon pulse train contains 32 bits and has a duration of about 128 ns, then it can be seen that the amplified beacon signal pulse sequence that on the output line 182 of the amplifier 180 appears,

während ungefähr der Hälfte ihrer Dauer (d. h. für die ersten 16 Bits) eine erste Amplitude hat, und daß sie während der übrigen Hälfte ihrer Dauer (d. h. für die letzten 16 Bits) eine niedrigere Amplitude hat. Diese Amplitudenverschiebung bleibt erhalten, wenn die Impulsfolge durch den Mischer 172, den Sender 174 und die Antenne 166 hindurchgeht, und sie bildet die "Markierung", mittels deren die Bodenstation in der Lage ist, die vom Satelliten S3 wieder ausgesendeten Bakensignale von anderen Rücksignalen zu unterscheiden·has a first amplitude for approximately half of its duration (i.e., for the first 16 bits), and that it has a lower amplitude for the remaining half of its duration (i.e. for the last 16 bits). This Amplitude shift is preserved as the pulse train passes through mixer 172, transmitter 174 and antenna 166, and it forms the "marker", by means of which the ground station is able to receive the beacon signals transmitted by the satellite S3 from others To distinguish return signals

Wie weiter unten in näheren Einzelheiten beschrieben ist, führt die Bodenstationsschaltung diese Unterscheidung in der Weise durch, daß sie die Amplituden des ersten und letzten Bits der empfangenen Impulsfolge vergleicht (wie in Fig. 5 angedeutet ist, sind diese Bits stets Bits mit hohem Logikniveau). Wenn sich die Amplituden dieser beiden Bits um mehr als eine vorgeschriebene Toleranz unterscheiden, ordnet die Bodenstation das Rücksignal dem Satelliten S3 zu (im Gegensatz zum Satelliten Sl), und die Flugzeugpositionsberechnung wird entsprechend ausgeführt. Da nur die Amplituden des ersten und letzten Bits der Bakensignalimpulsfolge von Interesse sind, besteht nicht die Notwendigkeit, daß die Zeitdauern des Univibrators 190 und der Verzögerungsleitung 194 Präzisionswerte sind. Im gegebenen Beispiel wurde die 64-Nanosekunden-Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 194 nur gewählt, um die Amplitudenverschiebung ungefähr in der Mitte der Bakensignalimpulsfolge stattfinden zu lassen.As described in more detail below, the ground station circuit makes this distinction in FIG in such a way that it compares the amplitudes of the first and last bits of the received pulse train (such as is indicated in Fig. 5, these bits are always bits with a high logic level). If the amplitudes of these two Bits differ by more than a prescribed tolerance, the ground station assigns the return signal to the Satellite S3 to (in contrast to satellite S1), and the aircraft position calculation is carried out accordingly. Since only the amplitudes of the first and last bits of the beacon pulse train are of interest, there is does not require that the durations of univibrator 190 and delay line 194 be precision values. In the example given, the 64 nanosecond delay time was used of delay line 194 is only chosen to approximate the amplitude shift in the To take place in the middle of the beacon signal pulse train.

Die 7 0-Nanosekunden-Ausgangsimpulsdauer des Univibrators 190 stellt dann sicher, daß die Amplitudenverschiebung für den gesamten restlichen Teil der Impulsfolge wirksam bleibt. Es ist außerdem ersichtlich, daß die Amplitudenverschiebung nicht notwendierweise eine Verschiebung von einer hohen Amplitude zu einer niedrigen Amplitude sein muß, wie vorstehend beschrieben, sondern sie kann inThe 7 0 nanosecond output pulse duration of the univibrator 190 then ensures that the amplitude shift is effective for the entire remaining part of the pulse train remains. It can also be seen that the amplitude shift is not necessarily a shift of must be of high amplitude to low amplitude as described above, but it can be in

gleicher Weise auch eine Verschiebung von einer niedrigen Amplitude zu einer hohen Amplitude sein. Es ist nur notwendig, daß der Amplitudenunterschied deutlich genug ist, um unzweideutig von der Bodenstation festgestellt werden zu können. Normalerweise ist eine Erhöhung oder eine Verminderung der Amplitude um den Faktor 2 für diesen Zweck mehr als ausreichend.in the same way it can also be a shift from a low amplitude to a high amplitude. It is only necessary that the difference in amplitude is clear enough to be unambiguously determined by the ground station to be able to. Usually increasing or decreasing the amplitude by a factor of two is suitable for this purpose more than enough.

Es ist klar, daß das vorstehend beschriebene Signalmarkierungsverfahren nur einer von vielen unterschiedlichen Wegen ist, mittels dessen die in der Bodenstation empfangenen Rücksignale den richtigen Satelliten zugeordnet werden können. Zum Beispiel kann als Alternative zu dem oben beschriebenen Amplitudenverschiebungsverfahren ein Markierungsbit zur Bakensignalimpulsfolge hinzugefügt werden, welches es der Bodenstation anzeigt, daß das Bakensignal vom Satelliten S3 empfangen worden ist. Es ist außerdem ersichtlich, daß, unabhängig davon, welches Verfahren gewählt wird, die Signalmarkierungsschaltung auch an Bord des Satelliten S3 angeordnet werden kann, wo das zu markierende Signal erzeugt wird, anstatt daß sie an Bord des Erdverbindungs-Satelliten S2 angeordnet wird. Es ist auch möglich, die Signale von beiden äußeren Satelliten Sl und S3 zu markieren (d. h. in einer gegenseitig ausschließlichen Weise), statt daß man die Signale von nur einem dieser Satelliten markiert. So kann den vom Satelliten Sl wieder ausgesendeten Bakensignalen z. B. eine Amplitudenverschiebung von niedrigen nach hohen Amplituden aufgeprägt werden,· während den Signalen vom Satelliten S3 eine Amplitudenverschiebung von hohen zu niedrigen Amplituden aufgeprägt wird; alternativ kann eine 01-Markierungsbitfolge den Satelliten Sl bezeichnen, während eine 10-Markierungsbitfolge den Satelliten S3 bezeichnen kann. In der Praxis jedoch bedeutet die Tatsache, daß das Signal vom Satelliten S2 stetsIt is clear that the signal labeling method described above is just one of many different ways in which that in the ground station received return signals can be assigned to the correct satellites. For example, can be used as an alternative to the amplitude shift method described above a marker bit can be added to the beacon pulse train which indicates to the ground station that the beacon signal has been received from satellite S3. It can also be seen that whichever Method is chosen, the signal marking circuit can also be placed on board the satellite S3 where the signal to be tagged is generated rather than being placed on board the earth link satellite S2 will. It is also possible to mark the signals from both outer satellites S1 and S3 (i.e. in one mutually exclusive way) instead of tagging the signals from just one of these satellites. So can the beacon signals sent out again by the satellite Sl z. B. an amplitude shift from low after high amplitudes are impressed, · during the signals from satellite S3 an amplitude shift of high to low amplitudes are impressed; alternatively, a 01 marker bit sequence can send the satellite S1 designate, while a 10 marker bit sequence denotes the satellite S3 can denote. In practice, however, the fact that the signal from satellite S2 always means

das erste an der Bodenstation ankommende Signal nachfolgend auf das Senden des Abfragesignals ist, daß es nur notwendig ist, die Reihenfolge der Signale von den Satelliten Sl und S3 aufzulösen bzw. zu bestimmen. Das erfordert nur 1 Bit Information, was man dadurch erhält, daß man die Signale von nur einem der Satelliten Sl und S3 markiert. ιthe first signal arriving at the ground station follows on sending the interrogation signal is that it is only necessary to change the order of the signals from the satellites Solve or determine Sl and S3. That only requires 1 bit of information, what you get by that the signals from only one of the satellites S1 and S3 are marked. ι

Es ist sogar möglich, durch geeignete Gestaltμng der Bodenstationsrechnerprogramme bzw. -software überhaupt auf eine Signalmarkierung zu verzichten. So werden die Rücksignale z. B. dann, wenn der Startort eines Flugzeugs bekanntermaßen an einer Stelle zwischen den geographischen Längen der Satelliten Sl und S2 liegt, notwendigerweise in der Reihenfolge S2-S1-S3 an der Bodenstation empfangen. Diese Aufeinanderfolge kann für alle folgenden Gruppen von Rücksignalen von dem Flugzeug angenommen werden, sofern nicht und bis das Flugzeug die geographische Länge des Satelliten S2 überquert, an welchem Punkt die Reihenfolge zu S2-S3-S1 wird. Das Überqueren dieser geographischen Länge wird dem Bodenstationsrechner durch die Konvergenz der Ankunftszeiten der Rücksignale von den Satelliten Sl und S3 angezeigt; während der kurzen Periode, in der sich diese Rücksignale überlappen, wird das Flugzeug dadurch geleitet, daß von den Positions-, Geschwindigkeits- und Kursdaten aus extrapoliert wird, die ausgehend von den aktuellsten sich nicht überlappenden Rücksignalen für das Flugzeug berechnet worden sind.It is even possible through a suitable design of the ground station computer programs or software to do without signal marking at all. So are the return signals z. B. when the starting point of an aircraft is known to be somewhere between the geographic Lengths of the satellites Sl and S2 is necessarily received in the order S2-S1-S3 at the ground station. This sequence can be used for all of the following groups of return signals from the aircraft are accepted unless and up to the aircraft's longitude of the satellite S2 crosses at which point the sequence becomes S2-S3-S1. Crossing this geographic Length is given to the ground station computer by the convergence of the arrival times of the return signals from the satellites Sl and S3 displayed; during the brief period in which these return signals overlap, the aircraft will guided by extrapolating from the position, speed and course data, the starting point calculated from the most recent non-overlapping return signals for the aircraft.

Es sei nun auf die Fig. 16B und 16C eingegangen, welche die Schaltung veranschaulichen, die der Satellit S2 zum Übermitteln der Abfrage- bzw. (wahlweise) der NPG-Signale von der Bodenstation zum Flugzeug aufweist. Mit Ausnahme der in Frage stehenden Trägerfrequenzen ist diese Schaltung in jedem Falle im wesentlichen die gleiche wie dieReferring now to Figures 16B and 16C, which illustrate the circuitry used by satellite S2 to transmit the interrogation or (optionally) the NPG signals from the ground station to the aircraft. With the exception of the carrier frequencies in question, this circuit is in each case essentially the same as that

Bakensignalrclaisschaltung, welche die äußeren Satelliten Sl und S3 haben. So empfängt nach Fig. 16B eine nach abwärts gerichtete Antenne 198 mit schmaler Strahlungskeule Abfragesignale mit der Trägerfrequenz f, von einer gleichartigen Antenne an der Bodenstation. Diese Signale gehen durch einen Verstärker 200 mit niedrigem Rauschen und einen Breitbandsender 202 und werden dann an alle Flugzeuge innerhalb des Bereichs des Systems mit der gleichen Frequenz f, mittels der Antenne 204 mit breiter Strahlungskeule gesendet. Nach Fig. 16C empfängt eine nach abwärts gerichtete Empfangsantenne 206 mit schmaler Strahlungskeule NPG-Signale mit der Trägerfrequenz f., von einer gleichartigen Antenne an der Bodenstation. Diese Signale gehen in entsprechender Weise durch einen Verstärker 208 mit niedrigem Rauschen und einen Breitbandsender 210 und werden zu allen Flugzeugen innerhalb des Bereichs des Systems mittels der Antenne 212 mit breiter Strahlungskeule übertragen (im Gegensatz zu den Abfragesignalen werden jedoch die NPG-Signale mit den Adressen der speziellen Flugzeuge, für die sie bestimmt sind, codiert) . Wie vorher sind die Antennen 198, 204, 206 und 212 vorzugsweise parabolische Antennen vom Schalentyp, obwohl sie auch gewünschtenfalls andere Konfigurationen haben können.Beacon signal circuit which the outside satellites Sl and S3 have. Thus, as shown in Fig. 16B, an after receives downwardly directed antenna 198 with narrow radiation beam interrogation signals with the carrier frequency f, from a similar antenna at the ground station. These signals pass through a low noise amplifier 200 and a broadband transmitter 202 and are then sent to all aircraft within range of the system using the same frequency f, transmitted by means of the antenna 204 with a wide radiation beam. Referring to Fig. 16C, a receives downwardly directed receiving antenna 206 with narrow radiation lobe NPG signals with the carrier frequency f., from a similar antenna at the ground station. These signals go through a corresponding way Low noise amplifiers 208 and broadband transmitter 210 and are used to all aircraft within of the area of the system transmitted by the wide beam antenna 212 (as opposed to the interrogation signals however, the NPG signals are encoded with the addresses of the specific aircraft for which they are intended). As before, antennas are 198, 204, 206 and 212 are preferably dish-type parabolic antennas, although other configurations can be used if desired can have.

In der Praxis kann, wenn man annimmt, daß die Trägerfrequenzen f, , f ~ und f -. nicht zu weit voneinander weg liegen, eine einzige die Verbindung nach unten bildende Antenne anstelle der drei gesonderten, eine Verbindung nach unten bildenden Sende- und Empfangsantennen 166, 198 und 206 der Fig. 16A, 16B und 16C verwendet werden, wenn eine geeignete Verteilerschaltung angewandt wird. In entsprechender Weise können die drei gesonderten Sende- und Empfangsantennen 168, 204 und 212 mit breiter Strahlungskeule durch eine einzige Antenne mit breiter Strahlungs-In practice, assuming that the carrier frequencies f,, f ~ and f -. are not too far apart, a single downlink antenna can be used in place of the three separate downlink transmit and receive antennas 166, 198 and 206 of Figures 16A, 16B and 16C if appropriate distribution circuitry is employed will. In a corresponding manner, the three separate transmitting and receiving antennas 168, 204 and 212 with a wide radiation lobe can be replaced by a single antenna with a wide radiation

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keule zum Zwecke des Übermittelns von Signalen mit allen in Frage stehenden Frequenzen zu und von dem Flugzeug ersetzt werden. Auf diese Weise kann die Zahl der Antennen, die auf dem Satelliten S2 vorgesehen sein müssen, von acht auf vier vermindert werden.lobe for the purpose of transmitting signals at all frequencies in question to and from the aircraft will. In this way, the number of antennas that must be provided on the satellite S2 can be from eight to be reduced to four.

BodenstationGround station

Die Bodenstation nach der Erfindung umfaßt eine Anzahl unterschiedlicher Untersysteme zum Ausführen der folgenden Funktionen: (1) Erzeugen und Senden der Abfragesignale, (2) Ankunftszeitmessung und Decodierung eines Rücksignals (d. h. des wieder ausgesendeten Bakensignals), (3) Berechnung der Position, des Kurses, der Geschwindigkeit und der Steig-/Sinkrate des Flugzeugs auf der Basis der Rücksignalankunftszeiten und (4) Codieren und Seinden von Navigationssignalen (NPGs) zum Zurückleiten der Navigationsinformation zu dem speziellen Flugzeug. Jede dieser Funktionen wird aufeinanderfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 17 bis 21 beschrieben.The ground station according to the invention comprises a number different subsystems for performing the following functions: (1) generating and sending the interrogation signals, (2) time of arrival measurement and decoding of a return signal (i.e. the re-sent beacon signal), (3) Calculation of the position, course, speed and rate of climb / descent of the aircraft on the Based on return signal arrival times and (4) coding and being of navigation signals (NPGs) to route back the navigation information on the particular aircraft. Each of these functions will be described sequentially with reference to Figs.

Die Fig. 17 veranschaulicht eine exemplarische Schaltung zum Erzeugen von Abfragesignalen in der Bodenstation. Wie vorher sind alle Komponenten dieser Schaltung konventionell im Aufbau, und keine spezielle Wahl der Komponenten ist kritisch. Die Abfragefrequenz wird durch einen Nichtpräzisions-Multivibrator 214 festgesetzt, der mit einer Nennfrequenz von 25 Hz arbeitet. Alternativ kann der Multivibrator 214 durch einen Multivibrator höherer Frequenz ersetzt werden, dem ein Impulsuntersetzer bzw. Frequenzteiler nachgeschaltet ist, dessen Ausgangssignal eine Aufeinanderfolge von Impulsen mit einer Impulsfrequenz von 25 Hz ist. In jedem Falle bildet die Frequenz von 25 Hz, die normalerweise fest ist, die maximale Frequenz, mit der die Position eines gegebenen Flugzeugs auf den17 illustrates an exemplary circuit for generating interrogation signals in the ground station. As beforehand, all components of this circuit are conventional in construction, and no special choice of components is critical. The interrogation frequency is provided by a non-precision multivibrator 214, which operates at a nominal frequency of 25 Hz. Alternatively, the multivibrator 214 can be replaced by a higher frequency multivibrator, which is a pulse divider or frequency divider is connected downstream, the output signal of which is a sequence of pulses with a pulse frequency of 25 Hz. In any case, the frequency of 25 Hz, which is usually fixed, constitutes the maximum frequency, with which the position of a given aircraft on the

neuesten Stand gebracht werden kann (d. h. unter der Annahme, daß das Flugzeug auf jedes Abfragesignal antwortet) . Das Ausgangssignal des Multivibrators 214 wird über die Leitung 215 auf einen impulsformenden monostabilen bzw. one-shot-Univibrator 216 gegeben, der einen kurzen (z. B. wenige Nanosekunden dauernden), schnell ansteigenden Impuls auf seiner Ausgangsleitung 217 erzeugt. Das periodische Impulsausgangssignal des Univibrators auf der Leitung 217 wird einem Leistungsmodulator 218 zugeführt, der das Logikniveau-Ausgangssignal des Univibrators auf ein höheres Leistungsniveau übersetzt, wie es für den Eingang des Oszillators 220 geeignet ist.can be updated (i.e. assuming the aircraft will respond to each interrogation signal) . The output signal of the multivibrator 214 is transmitted via the line 215 to a pulse-shaping monostable or one-shot univibrator 216 is given, which has a short (z. B. lasting a few nanoseconds), rapidly increasing Pulse generated on its output line 217. The periodic pulse output of the univibrator on line 217 is applied to a power modulator 218 which is the logic level output of the univibrator translated to a higher level of performance, as is appropriate for the input of the oscillator 220.

Der Leistungsmodulator 218 und der Oszillator 220 können gleichartig wie die in Verbindung mit Fig. 12 beschriebenen Bausteine sein, jedoch mit der Ausnahme, daß der Oszillator 220 mit einer Frequenz f-, betrieben wird,die sich von der ABT-Trägerfrequenz f„ unterscheidet. Das Ausgangssignal des Oszillators 220 wird zur weiteren Ver-Stärkung auf den Eingang eines Leistungsverstärkers 222 gegeben, und das verstärkte Signal wird dann mittels einer geeigneten Antenne 224 mit schmaler Strahlungskeule zum Bodenverbindungs-Satelliten S2 gesendet. Vom Satelliten S2 wird das Abfragesignal an alle Flugzeuge innerhalb des Bereichs des Systems übermittelt, wie oben beschrieben. Power modulator 218 and oscillator 220 can be similar to those described in connection with FIG. 12 Be building blocks, but with the exception that the oscillator 220 is operated at a frequency f-, the differs from the ABT carrier frequency f ". The The output signal of the oscillator 220 is fed to the input of a power amplifier 222 for further amplification and the amplified signal is then provided by a suitable narrow beam antenna 224 sent to the ground link satellite S2. From the satellite S2 the interrogation signal is sent to all aircraft within of the area of the system as described above.

Das Ausgangssignal des Leistungsverstärkers 222 wird außerdem einem Schwächungsglied 22 5 und einem Detektor 2 27 zugeführt, damit man ein Logikniveau-Eingangssignal (das mit TPn bezeichnet ist) für die Zeitmeß- und Decodierungsschaltung der Fig. 18 erhält, die weiter unten beschrieben ist, und zwar zu dem Zweck, die Sendezeit jedes Abfragesignals zu ermitteln. Es ist möglich, das Schwächungsglied 225 und den Detektor 227 wegzulassen, indemThe output of the power amplifier 222 is also applied to an attenuator 22 5 and a detector 227 to provide a logic level input signal ( denoted TP n ) to the timing and decoding circuit of Figure 18, which will be described below. for the purpose of determining the transmission time of each interrogation signal. It is possible to omit the attenuator 225 and the detector 227 by

man das Ausgangssignal TP~ an einer vorhergehenden Stufe der Schaltung abnimmt, wo ein Logikniveau-Signal bereits verfügbar ist, wie z. B. am Ausgang 217 des Univibrators 216. Jedoch kann das aufgrund der variierenden Anlaufverzögerung in den übrigen Komponenten der Schaltung (insbesondere im Oszillator 220) dazu führen, daß das Signal TP„ ein zeitliches Zittern bzw. eine Zeitverschiebung relativ zu dem Hochleistungsimpuls auf der Leitung 223 hat, wodurch eine gewisse Ungenauigkeit in die nachfolgenden Positionsberechnungen eingeführt wird. Es ist daher zu bevorzugen, das Signal TP „ vom Ausgang 223 des Leistungsverstärkers 222 abzuleiten, wie in Fig. 17 gezeigt ist. the output signal TP ~ at a previous stage the circuit decreases where a logic level signal is already available, e.g. B. at output 217 of the univibrator 216. However, due to the varying start-up delay in the other components of the circuit (in particular in the oscillator 220) lead to the signal TP “having a temporal tremor or a time shift relative to the high power pulse on line 223, creating some inaccuracy in the subsequent Position calculations is introduced. It is therefore preferable to derive the signal TP ″ from the output 223 of the power amplifier 222, as shown in FIG.

Die genaue Form des Abfragesignals ist unwichtig, solange es eine genügend schnell ansteigende vordere Flanke hat, um eine prompte Antwort vom Flugzeug-ABT (Fig. 6) auszulösen. Für die Schaltung der Fig.17 ist die Abfragesignalumhüllende ein schnell ansteigender Impuls, der eine Breite von wenigen Nanosekunden hat und mit einer Frequenz von 25 Hz wiederkehrt. Die Wahl von 25 Hz als Abfragesignalwiederholungsfrequenz leitet sich von geographischen Betrachtungen ab. Im einzelnen ergibt diese Frequenz ein genügend langes Intervall (0,04 Sekunden) zwischen aufeinanderfolgenden Abfragesignalen, durch das sichergestellt wird, daß das früheste Rücksignäl (d. h. von einem Flugzeug über dem Äquator), das als Antwort auf ein Abfragesignal erzeugt und durch einen einzelnen Satelliten übertragen wird, nicht vor dem spätesten Rücksignal (d. h. von einem Flugzeug über einem Pol), das als Antwort auf das vorherige Abfragesignal erzeugt wird, zurück an der Bodenstation ankommt. Im Ergebnis werden dann durch die Beschränkung der Abfragefrequenz auf 25 Hz alle Rücksignale, die als Antwort auf ein gegebenes Abfragesignal erzeugt werden, in einem identifizierbaren Zeitfenster von 0,04 Sekunden Länge plaziert. DadurchThe exact form of the interrogation signal is unimportant while it has a leading edge rising fast enough to trigger a prompt response from the aircraft ABT (Fig. 6). For the circuit of Fig.17, the query signal envelope is a rapidly rising pulse, the one Width of a few nanoseconds and recurs at a frequency of 25 Hz. The choice of 25 Hz as the interrogation signal repetition frequency is derived from geographical considerations. In detail this results in frequency a sufficiently long interval (0.04 seconds) between successive interrogation signals through which ensuring that the earliest return signal (i.e. from an airplane over the equator) that is generated in response to an interrogation signal and by an individual Satellites, not before the latest return signal (i.e. from an aircraft over a pole) that generated in response to the previous interrogation signal, arrives back at the ground station. The result will be then by limiting the polling frequency to 25 Hz all return signals generated in response to a given interrogation signal in an identifiable Time window of 0.04 seconds in length placed. Through this

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wird verhindert, daß die Bodenstation irrtümlicherweise die Ankunftszeit eines gegebenen Rücksignals gegenüber bzw. mit Bezug auf die Sendezeit eines Abfragesignals mißt, das vor dem Abfragesignal erzeugt wurde, welches tatsächlich zu dem vorgenannten Rücksignal geführt hat. Es ist in diesem Zusammenhang festzustellen, daß die internen Sperrintervalle der einzelnen Flugzeug-ABTs keinen Anlaß zu irgendeiner Schwierigkeit beim Zuordnen von Rücksignalen zu dem richtigen Abfragesignal für Positionsberechnungszwecke geben. Sofern der ABT eines gegebenen Flugzeugs intern gesperrt ist, wenn das Abfragesignal empfangen wird, empfängt die Bodenstation einfach keine Rücksignale von diesem Flugzeug innerhalb des definierten Zeitfensters. Sofern andererseits der Flugzeug-ABT nicht intern gesperrt ist, wenn das Abfragesignal empfangen wird, werden seine Rücksignale alle in der Bodenstation innerhalb des definierten Zeitfensters empfangen und in richtiger Weise dem Abfragesignal, welches sie erzeugt hat, zugeordnet.prevents the ground station from mistakenly the arrival time of a given return signal compared to or with reference to the transmission time of an interrogation signal measures that was generated before the interrogation signal, which actually led to the aforementioned return signal. It should be noted in this connection that the internal Blocking intervals of the individual aircraft ABTs do not give rise to any difficulty in assigning Return signals to the correct interrogation signal for position calculation purposes give. Provided that the ABT of a given aircraft is internally blocked when the interrogation signal is received, the ground station simply does not receive any return signals from that aircraft within the defined Time window. On the other hand, unless the aircraft ABT is internally blocked when the interrogation signal is received, its return signals are all received in the ground station within the defined time window and correctly assigned to the interrogation signal which generated it.

Es sei nun unter Bezugnahme auf Fig. 18 die Bodenstationsschaltung zum Decodieren der Rücksignale von den Flug-. zeug-ABTs und zum Messen ihrem Ankunftszeit beschrieben. Die Bodenstation weist eine nach aufwärts gerichtete Empfangsantenne 226 mit schmaler Strahlungskeule auf, die mit der ABT-Trägerfrequenz f„ (im vorliegenden Beispiel 2500 Hz) zum Empfangen von Rücksignalen betreibbar ist, welche mittels des Bodenverbindungs-Satelliten S2 übertragen werden. Die Antenne 226, die eine nach aufwärts gerichtete parabolische Schale sein kann, wie gezeigt, kann die gleiche wie die Abfragesignal-Sendeantenne 224 in Fig. 17 sein, wenn eine geeignete Verteilerschaltung verwendet wird. In jedem Fall durchlaufen die von der Antenne 226 empfangenen Signale einen 2500 MHz-Breitbandverstärker 228 (der gleichartig wie der VerstärkerReferring now to FIG. 18, consider the ground station circuitry for decoding the return signals from the in-flight. vehicle ABTs and how to measure their arrival time. The ground station has an upwardly directed receiving antenna 226 with a narrow radiation lobe, which with the ABT carrier frequency f "(in the present example 2500 Hz) can be operated to receive return signals which are transmitted by means of the ground link satellite S2 will. The antenna 226, which can be an upwardly facing parabolic shell as shown, may be the same as interrogation signal transmitting antenna 224 in FIG. 17 with appropriate distribution circuitry is used. In either case, the signals received by antenna 226 pass through a 2500 MHz broadband amplifier 228 (the same as the amplifier

150 der Fig. 15 sein kann) und dann einen Diodendetektor 230, so daß die Bakensignalimpulscodeumhüllende auf der Leitung 232 wiedergewonnen wird- Im Detektor 230 können Schottky-Dioden oder andere Dioden für. schnelles Ansprechen vorgesehen sein. Das Signal auf der Leitung 232 wird in dreierlei Weise verwendet: (1) Zur genauen Messung der Ankunftszeiten des vorlaufenden Bits 1 und des 1 ■ abschließenden Bits $2 der Bakensignalimpulsgruppe (Fig. 5), woraus eine Ankunftszeit des Rücksignals insgesamt von Bestwert erhalten werden kann; (2) zur Wiedergewinnung der das Flugzeug identifizierenden Bits 3 bis 24 der Bakensignalimpulsgruppe wie auch der wahlweisen Botschaft, die in den Bits 25 bis 30 enthalten ist; und (3) zum Veto (Zurückweisen) gegen sich überlappende Rücksignale von dem gleichen Flugzeug oder von unterschiedlichen Flugzeugen. Wahlweise kann die Schaltung der Fig. 18 auch dazu verwendet werden, die Ankunftszeit des vom Satelliten S2 wieder ausgesendete Abfragesignals zu messen, wenn diese Betriebsweise gewählt wird, obwohl in der nachfolgenden Beschreibung angenommen wird, daß das nicht der Fall ist.150 of FIG. 15) and then a diode detector 230 so that the beacon signal pulse code envelope is retrieved on line 232. Schottky diodes or other diodes for. quick response should be provided. The signal on the line 232 is used in three ways: (1) In order to accurately measure the arrival times of the leading bits 1 and 1 ■ final bits $ 2 of the beacon signal pulse group (Fig. 5), from which a time of arrival of the return signal can be obtained a total of Optimum Value ; (2) to retrieve aircraft identifying bits 3 through 24 of the beacon pulse group as well as the optional message contained in bits 25 through 30; and (3) veto overlapping return signals from the same aircraft or from different aircraft. Optionally, the circuit of FIG. 18 can also be used to measure the time of arrival of the interrogation signal retransmitted by satellite S2 when this mode of operation is selected, although it is assumed in the following description that this is not the case.

Die vorerwähnten Funktionen können mittels MECL HI-Chips ausgeführt werden, deren Kenndaten weiter oben beschrieben worden sind, und/oder mittels ORTEC-Modulen. Die Geräte- bzw. Bausteinnummern, die in Fig. 18 angegeben sind, beziehen sich auf schnellogische ORTEC-Module aus der NIM-Reihe.The aforementioned functions can be performed using MECL HI chips are carried out, the characteristics of which have been described above, and / or by means of ORTEC modules. The devices- or module numbers, which are indicated in FIG. 18, relate to high-speed ORTEC modules the NIM series.

Um das voreilende bzw. erste Bit der Bakensignalimpulsgruppe herauszulösen, wird das Signal auf der Leitung 232 auf den Eingang eines schnellen Diskriminators 234 gegeben (ORTEC Typ 4 36, modifiziert für verlängerte Ausgangsimpulslänge). Die Anstiegsflanke der Bakensignalimpulsgruppe auf der Leitung 232 bewirkt, daß der schnelleTo extract the leading or first bit of the beacon signal pulse group, the signal is on the line 232 applied to the input of a fast discriminator 234 (ORTEC type 4 36, modified for extended output pulse length). The rising edge of the beacon pulse group on line 232 causes the fast

Diskriminator 234 einen 6-Nanosekunden-Ausgangsimpuls auf der Leitung 236 erzeugt, der auf den Steuereingang (Tor) eines schnellen linearen Tors 238 gegeben wird (ORTEC Typ LG 101/N). Das Signal auf der Leitung 232 wird außerdem durch eine Verzögerungsleitung 240 geschickt und dann auf den Signaleingang des schnellen linearen Tors 238 gegeben. Da das Tor 238 nachfolgend auf das Auftreten der Anstiegsflanke der Bakensignalimpulsgruppe auf der Leitung 232 während 6 ns geöffnet wird, erscheint der gesamte voreilende, 4 ns betragende Zeitgebungsbit 1 der Bakensignalimpulsgruppe (Fig. 5) auf der Ausgangsleitung 242 des Tors 238. Die Verzögerungsleitung 240 führt ein kurzes Verzögerungsintervall ein, das ausreicht, um sicherzustellen, daß das Tor 238 geöffnet wird, bevor das voreilende Bit 1 seinen Eingang erreicht.Discriminator 234 has a 6 nanosecond output pulse of line 236, which is applied to the control input (gate) of a fast linear gate 238 (ORTEC Type LG 101 / N). The signal on line 232 will also be sent through a delay line 240 and then to the signal input of the fast linear gate 238 given. Since gate 238 follows the occurrence of the rising edge of the beacon pulse group on the Line 232 is opened for 6 ns, the entire leading 4 ns timing bit 1 appears Beacon pulse group (Fig. 5) on output line 242 of gate 238. Delay line 240 introduces set a short delay interval sufficient to ensure that gate 238 is opened before the leading bit 1 reaches its input.

Die Ausgangsleitung 242 des Tors 238 ist mit dem Eingang eines Konstantbruchteildiskriminators 244 verbunden, der einen Ausgangszeitgebungsimpuls TP, mit einem Standard-NIM-Logikniveau erzeugt, das im wesentlichen unabhängig von der Stärke des mit der Antenne 226 empfangenen Rücksignals ist. Der Konstantbruchteildiskriminator 244 ist vorzugsweise ein ORTEC Typ 473A, der nach seinen listenmäßigen Daten eine Zeitauflösung von 0,3 ns Vollbreite bei Halbmaximum für Impulse im Bereich über einen Amplitudenfaktor von 100 hat. Das Auftreten des Zeitgebungsimpulses TP-, repräsentiert die Ankunftszeit des voreilenden Bits 1 der Bakensignalimpulsgruppe der Fig. 5.The output line 242 of the gate 238 is with the input a fractional constant discriminator 244, which provides an output timing pulse TP, having a standard NIM logic level which is essentially independent of the strength of the return signal received by antenna 226 is. The constant fraction discriminator 244 is preferably an ORTEC Type 473A, which according to its list Data have a time resolution of 0.3 ns full width at half maximum for pulses in the range over an amplitude factor of 100 has. The occurrence of the timing pulse TP- represents the arrival time of the leading one Bits 1 of the beacon pulse group of FIG. 5.

Die .Ausgangsleitung 242 des Tors 238 ist außerdem mit dem Eingang eines Analog-zu-Digital-Umsetzers 246 verbunden, der die Amplitude des voreilenden Bits 1 zu Zwecken des Vergleichs mit der Amplitude des nacheilenden oder letzten Bits 32 digitalisiert (wie weiter unten beschrieben ist, ermöglicht es das der Bodenstation, das RücksignalThe output line 242 of the gate 238 is also connected to the Input of an analog-to-digital converter 246 connected, which is the amplitude of the leading bit 1 for purposes of comparison with the amplitude of the lagging or last Bits 32 digitized (as described below, this enables the ground station to transmit the return signal

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dem richtigen Satelliten zuzuordnen). Die digitalisierte Amplitude des Bits 1 ist ein Multi-Bit-Binärwert, der in Fig. 18 als A, angedeutet ist.to be assigned to the correct satellite). The digitized amplitude of bit 1 is a multi-bit binary value, which is indicated as A in FIG.

In einem Parallelweg ist die Leitung 232 mit dem Eingang eines zweiten schnellen Diskriminators 248 verbunden (auch ORTEC Typ 436, modifiziert für gedehnte Ausgangsimpulslänge) , und zwar über eine 121-Nanosekunden-Verzögerungsleitung 250. Der schnelle Diskriminator 248 erzeugt einen 10-Nanosekunden-Ausgangsimpuls auf der Leitung 252, der aufgrund der Verzögerungsleitung 250 etwa 121 ns nach dem Auftreten der Anstiegsflanke des Bits 1 der Bakensignalimpulsgruppe auf der Leitung 232 beginnt. Der 10-Nanosekunden-Ausgangsimpuls auf der Leitung 252 wird auf den Steuereingang (Tor) eines schnellen linearen Tors 254 (ORTEC Typ LG 101/N) gegeben. Die Bakensignalimpulsgruppe auf der Leitung 232 wird über eine Verzögerungsleitung 256 auf den Signaleingang des Tors 254 gegeben. Da das Tor 254 während 10 ns,, beginnend 121 ns nach der Anstiegsflanke des Bits 1 der Bakensignalimpulsgruppe, geöffnet wird,erscheint das nachlaufende Bit 32 der Bakensignalimpulsgruppe (das nominell nach 124 ns beginnt und nach 128 ns endet) auf der Ausgangsleitung 258 des Tors 254. Die Ausgangsimpulsdauer von 10 ns des schnellen Diskriminators 248 ergibt eine Fehlergrenze von + 3 ns für das letzte Bit 32 der Impulsgruppe, so daß dadurch eine gewisse Ungenauigkeit in den ABT-Taktgebern ermöglicht wird. Die Verzögerungsleitung 256 führt ein kurzes Verzögerungsintervall (gleich demjenigen der Verzögerungsleitung 240) ein, damit sichergestellt wird, daß das Tor 254 geöffnet wird, bevor das letzte Bit 32 seinen Eingang erreicht.The line 232 is connected to the input of a second fast discriminator 248 in a parallel path (also ORTEC Type 436, modified for extended output pulse length), via a 121 nanosecond delay line 250. The fast discriminator 248 produces a 10 nanosecond output pulse on the line 252, which is due to the delay line 250 about 121 ns after the occurrence of the rising edge of bit 1 the beacon pulse group on line 232 begins. The 10 nanosecond output pulse on line 252 is given to the control input (gate) of a fast linear gate 254 (ORTEC type LG 101 / N). The beacon pulse group on line 232, a delay line 256 connects to the signal input of gate 254 given. Since gate 254 occurs for 10 ns, starting 121 ns after the rising edge of bit 1 of the beacon pulse group, is opened, the trailing bit 32 of the beacon signal pulse group appears (the nominal after 124 ns begins and ends after 128 ns) on output line 258 of gate 254. The output pulse duration of 10 ns of the fast discriminator 248 results in an error limit of + 3 ns for the last bit 32 of the pulse group, see above that thereby a certain inaccuracy in the ABT clocks is made possible. The delay line 256 carries a short delay interval (equal to that of the Delay line 240) to ensure that gate 254 is opened before the last bit 32 reached its entrance.

Die Ausgangsleitung 258 des Tors 254 ist mit dem Eingang eines Konstantbruchteildiskriminators 260 (ORTEC TypThe output line 258 of the gate 254 is with the input a constant fraction discriminator 260 (ORTEC Typ

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473A) verbunden,der einen Ausgangszeitgebungsimpuls TP-mit einem Standard-NIM-Logikniveau erzeugt, das im wesentlichen unabhängig von der Stärke des von der Antenne 226 empfangenen Rücksignals ist. Das Auftreten des Zeitgebungsimpulses TP„ repräsentiert die Ankunftszeit des nacheilenden oder letzten Bits 32 der Bakensignalimpulsgruppe der Fig. 5. Die Ausgangsleitung 258 des Tors 254 ist außerdem mit dem Eingang eines Analog-zu-Digital-Umsetzers 262 verbunden, der die Amplitude des nacheilenden Bits 32 für Zwecke des Vergleichs mit der Amplitude des voreilenden Bits 1, wie nachstehend beschrieben, digitalisiert. Die digitalisierte Amplitude des nacheilenden Bits 32 ist ein Multi-Bit-Binärwert, der in Fig. 18 als A„ angegeben ist.473A), which has an output timing pulse TP-mit a standard NIM logic level that is essentially independent of the strength of the antenna 226 received return signal. The occurrence of the timing pulse TP ″ represents the arrival time of the trailing or last bit 32 of the beacon pulse group of Fig. 5. Output line 258 of port 254 is also connected to the input of an analog-to-digital converter 262 which is the amplitude of the trailing bit 32 for purposes of comparison with the amplitude of the leading bit 1 as described below, digitized. The digitized amplitude of the trailing bit 32 is a multi-bit binary value shown in FIG is indicated as A ".

Es sei nun auf den unteren Teil der Fig. 18 Bezug genommen, wonach die Zeitgebungsimpulse TP, und TP„ die START-Eingangssignale für zwei Zeit-zu-Impulshöhe-Umsetzer 264 bzw. 266 (die auch je als TPHC bezeichnet werden) des Typs ORTEC 467 (siehe den ORTEC-Katalog von 1976, Seite 8) bilden. Die STOP-Signale für die Zeit-zu-Impulshöhe-Umsetzer werden von Zeitgebungsimpulsen TP^ gebildet, die (z. B. einmal alle 128 ns) mittels eines mäßig guten lokalen Taktgebers 268 erzeugt werden, der eine Genauigkeit und Stabilität von grob 1 ns über ein Intervall von 0,1 Sekunde hat. Der lokale Taktgeber bzw. die Ortsuhr 2.68 liefert außerdem ein Multi-Bit-Digitalausgahgssignal Tr, das die absoluten Zeiten des Auftretens der Impulse TP^ angibt, und dieses wird als die absolute Zeitbasis für die Berechnungen benutzt, die von dem Bodenstationsrechner ausgeführt werden. Die Analogspannungs-Ausgangssignale der Zeit-zu-Impulshöhe-Umsetzer 264 und 266 werden jeweils auf die Eingänge von Mehrkanalanalysatoren (MCAs) 270 und 272 des Typs ORTEC 800 gegeben, die die Zeitintervalle zwischen den Zeitgebungs-Referring now to the lower portion of FIG. 18, timing pulses TP, and TP "are the START inputs for two time-to-pulse height converters 264 and 266 (each also referred to as TPHC) of the type ORTEC 467 (see the ORTEC catalog from 1976, page 8). The STOP signals for the time-to-pulse height converters are formed by timing pulses TP ^ which are generated (e.g. once every 128 ns) by means of a moderately good local clock 268, which has an accuracy and stability of roughly 1 ns over an interval of 0.1 second. The local clock generator 2.68 also supplies a multi-bit digital output signal T r which indicates the absolute times of the occurrence of the pulses TP ^, and this is used as the absolute time base for the calculations which are carried out by the ground station computer. The analog voltage output signals of the time-to-pulse height converters 264 and 266 are respectively applied to the inputs of multi-channel analyzers (MCAs) 270 and 272 of the ORTEC 800 type, which determine the time intervals between the timing

impulsen TP, und TP- und dem nächsten Uhr- bzw. Taktgebungsimpuls TPC digitalisieren, um die Multi-Bit-AusgangssignaleÄTP, undATP- zu bilden. In entsprechender Weise wird der Zeitgebungsimpuls TP„ (der durch die Abfragesignalerzeugungsschaltung der Fig. 17 erzeugt wird) auf den START-Eingang eines dritten Zeit-zu-Impulshöhe-Wandlers 274 gegeben, der auch vom Typ ORTEC 467 sein kann. Die STOP-Signale für den TPHC 274 werden außerdem von denZeitgebungsimpulsen TPp gebildet, die von der Lokaluhr 268 bzw. dem lokalen Taktgeber 268 erzeugt werden. Der Ausgang des TPHC 274 ist mit dem Eingang eines dritten Mehrkanalanalysators (MCA) 276 verbunden, der auch vom Typ ORTEC 800 ist und das Zeitintervall zwischen dem Zeitgebungsimpuls TP„ und dem nächsten Uhr- bzw. Taktgebungsimpuls TP digitalisiert, um das Multi-Bit-Ausgangssignal ATPfi zu bilden. Wie kurz erläutert sei, können die Dif f erenzwerte ΔΤΡ«, ΔΤΡ, und ΔΤΡ- arithmetisch mit der Digitaluhrimpulszeit Tp kombiniert werden, damit man die absoluten Zeiten des Auftretens der jeweiligen Zeitgebungsimpulse TPQ, TP, und TP„ erhält.pulses TP, and TP- and digitize the next clock or timing pulse TP C to form the multi-bit output signals ÄTP, andATP-. In a corresponding manner, the timing pulse TP ″ (which is generated by the interrogation signal generation circuit of FIG. 17) is applied to the START input of a third time-to-pulse height converter 274, which can also be of the ORTEC 467 type. The STOP signals for the TPHC 274 are also formed from the timing pulses TPp which are generated by the local clock 268 and the local clock generator 268, respectively. The output of the TPHC 274 is connected to the input of a third multi-channel analyzer (MCA) 276, which is also of the ORTEC 800 type and digitizes the time interval between the timing pulse TP "and the next clock or clock pulse TP in order to obtain the multi-bit Form output signal ATP fi . As will be briefly explained, the difference values ΔΤΡ «, ΔΤΡ, and ΔΤΡ- can be arithmetically combined with the digital clock pulse time T p so that the absolute times of the occurrence of the respective timing pulses TP Q , TP, and TP“ are obtained.

In einem Parallelweg bilden die Zeitgebungsimpulse TP, und TP„ die START- bzw. STOP-Signale für einen vierten TPHC 278, der ein Analogspannungs-Ausgangssignal auf der Leitung 280 erzeugt, das dem zwischen TP, und TP2 auftretenden Zeitintervall proportional ist. Da die Zeiten des Auftretens von TP, und TP2 jeweils den Ankunftszeiten der Bits 1 und 32 der Bakensigna!impulsgruppe in der Bodenstation entsprechen, ist ersichtlich, daß das Analogspannungs-Ausgangssignal des TPHC 278 in Beziehung zur Taktfrequenz des Flugzeug-ABT steht, dessen Signal gerade empfangen wird. Die Analogspannung auf der Leitung 280 wird auf den Steuereingang eines Taktgebers 282 von variabler Frequenz gegeben, der eine nominelle Frequenz von 250 MHz hat, welches die nominelle Impulsfrequenz desIn a parallel path, the timing pulses TP 1 and TP ″ form the START and STOP signals, respectively, for a fourth TPHC 278, which generates an analog voltage output signal on line 280 that is proportional to the time interval occurring between TP 1 and TP 2. Since the times of occurrence of TP 1 and TP 2 correspond to the arrival times of bits 1 and 32 of the beacon pulse group in the ground station, it can be seen that the analog voltage output signal of the TPHC 278 is related to the clock frequency of the aircraft ABT Signal is being received. The analog voltage on line 280 is applied to the control input of a variable frequency clock 282 having a nominal frequency of 250 MHz which is the nominal pulse frequency of the

Flugzeug-ABT der Fig.6 ist. Der Taktgeber 282 variabler Frequenz ist im Aufbau konventionell und kann z. B. auf dem spannungsgesteuerten Multivibrator MECL III Typ MC 1658 basieren, sowie mit einer Nennfrequenz von 40 MHz im Linearbertiich des MC 1658 arbeiten. Die variable Frequenz von 40 MHz {+_) wird mit einer Frequenz von 210 MHz eines lokalen Festfrequenzoszillators überlagert, so daß eine variable Frequenz von 250 MHz jjf) auf der Leitung erzeugt wird, diesehr eng mit der Taktfrequenz des Flugzeug-ABT übereinstimmt, welcher die Bakensignalimpulsgruppe erzeugt hat, die gegenwärtig empfangen wird.Aircraft ABT of Fig. 6 is. The variable frequency clock 282 is conventional in construction and may e.g. B. based on the voltage-controlled multivibrator MECL III type MC 1658, and work with a nominal frequency of 40 MHz in the linear range of the MC 1658. The variable frequency of 40 MHz {+ _ ) is superimposed with a frequency of 210 MHz of a local fixed frequency oscillator, so that a variable frequency of 250 MHz jjf) is generated on the line, which corresponds very closely to the clock frequency of the aircraft ABT, which generated the group of beacons currently being received.

Die korrigierte Taktfrequenz auf der Leitung 283 wird auf den Signaleingang eines schnellen linearen Tors 285 (ORTEC Typ LG 101/N) gegeben. Der Steuereingang (Tor) 287 des schnellen linearen Tors 285 wird (über die Verzögerungsleitung 293) mittels des Q-Ausgangs eines Flip-Flops gesteuert, das jeweils durch die Zeitgebungsimpulse TP, und TPp gesetzt und rückgesetzt wird. Da TP, und TP^ die Ankunftszeiten des voreilenden bzw. nacheilenden Impulses der 32 Bit-Bakensignalimpulsgruppe repräsentieren, erscheint am Q-Ausgang des Flip-Flops 289 ein Rechteckimpuls variabler Länge t , die gleich der Dauer der 32-Bit-The corrected clock frequency on line 283 is applied to the signal input of a fast linear gate 285 (ORTEC Type LG 101 / N). The control input (gate) 287 of the fast linear gate 285 is activated (via delay line 293) by means of the Q output of a flip-flop controlled, which is set and reset by the timing pulses TP, and TPp, respectively. Da TP, and TP ^ the Arrival times of the leading or lagging pulse representing the 32 bit beacon pulse group appears at the Q output of the flip-flop 289 a square pulse of variable length t, which is equal to the duration of the 32-bit

Bakensignal impulsgruppe ist, welche durch den speziellen Flugzeug-ABT erzeugt worden ist, dessen Signal gegenwärtig empfangen wird. Infolgedessen wird das schnelle lineare Tor 285 durch den Rechteckimpuls t während einerBeacon signal is pulse group, which is determined by the special Aircraft ABT has been generated whose signal is currently being received. As a result, the fast becomes linear Gate 285 by the square pulse t during a

Zeitdauer gesteuert bzw. geöffnet, die ausreicht, daß . gerade 32 Impulse mit der korrigierten Taktfrequenz vom Ausgang 283 des Taktgebers 282 variabler Frequenz zum Ausgang 284 des schnellen linearen Tors 285 durchlaufen können. Die Verzögerungsleitung 293 ist zwischen den Q-Ausgang des Flip-Flops 289 und den Steuereingang 287 des schnellen linearen Tors 285 eingefügt, da der Taktgeber 282 nicht mit der korrekten Frequenz beginnt, bis sowohlPeriod of time controlled or opened, which is sufficient that. just 32 pulses with the corrected clock frequency from Output 283 of variable frequency clock 282 to output 284 of fast linear gate 285 is traversed be able. The delay line 293 is between the Q output of the flip-flop 289 and the control input 287 of the fast linear gate 285 is inserted because clock 282 does not start at the correct frequency until both

TP, als auch TP~ aufgetreten sind. Demgemäß ist das durch die Verzögerungsleitung 293 eingeführte Verzögerungsintervall ein empirisch bestimmter Wert, der etwas größer als die Dauer der Bakensignalimpulsgruppe ist. ' Die 32 Taktgebungsimpulse, die am Ausgang 284 des schnellen linearen Tors 285 erscheinen, werden auf die Takteingänge 291 (davon sind aus Gründen der Vereinfachung nur wenige dargestellt) eines 32-Bit-Schieberegisters 286 gegeben, das zur Aufnahme der 32 Bits der ABT-Impulsgruppe vorgesehen ist. Die ABT-Impulsgruppe auf der Leitung 232 wird durch die Verzögerungsleitung 288 verzögert, mittels eines Schottky-Begrenzers oder mittels anderer Dioden in einem Begrenzer 290 begrenzt, so daß man Impulse von Standardhöhe auf der Leitung 292 erhält, und auf den Eingang der am weitesten links befindlichen Stufe des Schieberegisters 286 gegeben. Die Verzögerungsleitung 288 ist deswegen erforderlich, weil die Bakensignalimpulsgruppe nicht eher in das Schieberegister 286 eingetaktet werden kann, bevor nicht die korrigierte Taktfrequenz bestimmt ist, was nicht geschehen kann, bevor nicht sowohl TP, als auch TPp aufgetreten sind. Demgemäß ist das Verzögerungsintervall, das durch die Verzögerungsleitung 288 eingeführt wird, ein empirisch bestimmter Wert, der etwas über der Dauer der Bakensignalimpulsgruppe liegt.TP, as well as TP ~ have occurred. Accordingly, this is through the delay interval introduced by the delay line 293 is an empirically determined value which is slightly larger than the duration of the beacon pulse group. 'The 32 clock pulses that appear at output 284 of the fast linear gate 285 appear on clock inputs 291 (of which are for the sake of simplicity only a few shown) of a 32-bit shift register 286, which is used to receive the 32 bits of the ABT pulse group is provided. The ABT pulse group on line 232 is delayed by delay line 288, by means of a Schottky limiter or by means of other diodes in a limiter 290 to provide standard height pulses on line 292 and to the input leftmost stage of the shift register 286 given. The delay line 288 is required because the beacon pulse group cannot be clocked into shift register 286 until the corrected clock frequency is determined is what cannot happen before both TP and TPp have occurred. Accordingly, the delay interval introduced by delay line 288 is becomes, an empirically determined value that is slightly longer than the duration of the beacon pulse group.

Nachdem die Bakensignalimpulsgruppe durch die Verzögerungsleitung 288 und den Begrenzer 290 hindurchgegangen ist, wird sie mit der korrigierten Taktfrequcsnz in das 32-Bit-Schieberegister 286 eingetaktet. Die 32 einzelnen Bitausgänge 294 (in Fig. 18 sind nur einige davon dargestellt) des Schieberegisters 286 werden mittels 32 parallelen Koinzidenzschaltungen 296, kurz nachdem die 32 Bit-ABT-Impulsgruppe das Schieberegister vollständig gefüllt hat, abgetastet. Dieser Augenblick wird durch die Ankunft ei-After the beacon pulse group has passed through delay line 288 and limiter 290, it is transferred to the 32-bit shift register with the corrected clock frequency 286 clocked. The 32 individual bit outputs 294 (only some of them are shown in Fig. 18) of the shift register 286 are made by 32 parallel coincidence circuits 296 shortly after the 32 bit ABT pulse group the shift register has completely filled, scanned. This moment is made possible by the arrival of

nes 3-Nanosekunden-Abtastimpulses von dem schnellen Diskriminator 298 (ORTEC Typ 4 36) am Koinzidenzeingang 300 der Koinzidenzschaltung bestimmt. Der 3-Nanosekunden-Abtastimpuls wird durch den schnellen Diskriminator 298 in Ansprechung auf die vordere Flanke der Bakensignalimpulsumhüllenden auf der Leitung 232 erzeugt und mittels der Verzögerungsleitung 302 um ein empirisch bestimmtes Zeitintervall verzögert, welches ausreicht, das Eintakten der gesamten 32-Bit-ABT-Impulsgruppe in das Schieberegister 286 zu ermöglichen. Wenn der 3-Nanosekunden-Abtastimpuls den Koinzidenzeingang 300 erreicht, erscheinen die 32 Bits der ABT-Impulsgruppe, die nun im Schieberegister 286 gespeichert sind, parallel an den Ausgängen 304 der Koinzidenzschaltung, an denen sie zum Gebrauch durch den Bodenstationsrechner zur Verfügung stehen, wie weiter unten beschrieben ist.nes 3 nanosecond sample pulse from the fast discriminator 298 (ORTEC type 4 36) at the coincidence input 300 of the coincidence circuit. The 3 nanosecond sampling pulse is determined by the fast discriminator 298 in response to the leading edge of the beacon pulse envelope generated on line 232 and by means of delay line 302 by an empirically determined time interval delays, which is sufficient, clocking the entire 32-bit ABT pulse group into the shift register 286 to enable. When the 3 nanosecond sample pulse reaches the coincidence input 300, appear the 32 bits of the ABT pulse group that are now in the shift register 286 are stored, in parallel at the outputs 304 of the coincidence circuit at which they are for use are available through the ground station computer, as described below.

In geeigneter Weise gepuffert können die Koinzidenzeinheiten 296 vom ORTEC Typ C314/NL oder C315/NL sein. Der Typ C315/NL hat nach den Angaben eine Auflösung von besser als 0,05 ns für Eingangsimpulse von Standardhöhe (ORTEC Katalog 1976, Seite 166).The coincidence units 296 of the ORTEC type C314 / NL or C315 / NL can be buffered in a suitable manner. the According to the information, type C315 / NL has a resolution of better than 0.05 ns for input pulses of standard height (ORTEC catalog 1976, page 166).

Es sei nun die Art und Weise beschrieben,in der die Zeitmeß- und Decodierschaltung der Fig. 18 überlappende Rücksignale von dem gleichen Flugzeug oder von unterschiedlichen Flugzeugen feststellt. Die Betriebsweise dieser Schaltung ist derart, daß zwei überlappende Rücksignale im Ergebnis das Schieberegister 286 mit digitalen Bits füllen, die eine legitime Bitreihe zu bilden scheinen, obwohl diese Bits in Wirklichkeit die miteinander vermischten Bits von zwei gesonderten Impulsgruppen und daher bedeutungslos sind. Anstatt das Eingeben solcher überlappenden Impulsgruppen in das Schieberegister 286 zu unterdrücken, besteht in solchen Fällen eine einfache-Let us now describe the manner in which the timekeeping and the decoder circuit of Fig. 18 overlap return signals from the same aircraft or from different ones Aircraft notices. The operation of this circuit is such that two overlapping return signals as a result, fill shift register 286 with digital bits that appear to form a legitimate bit string, although these bits are actually the intermingled bits of two separate pulse groups and therefore are meaningless. Instead of entering such overlapping pulse groups into shift register 286 to suppress, in such cases there is a simple-

re Maßnahme darin, die normale Betriebsweise der Schaltung zuzulassen, jedoch ein Signal zu erzeugen, welches es dem Bodenstationsrechner anzeigt, daß die gegenwärtig an den Schaltungsausgängen vorliegende Information aus überlappenden Bitsignalen entstanden und daher für Flugzeugpositionsberechnungen nicht brauchbar ist. Zu diesem Zweck erzeugt ein schneller, nichtsättigender Diskriminator 306 ein Signal von ungefähr 128 ns Breite für jeden Übergang von Logik Null zu Logik Eins, der von der Leitung 232 her auf diesen Diskriminator gegeben wird. Eine typische Möglichkeit dieses Diskriminators ist das ORTEC Model TR 204 A/N Dualer Aktualisierung iskriminator. Das eine seiner Ausgangssignale wird durch die Verzögerungsleitung 314 verzögert, die einen nominelle Länge von etwa 256 ns hat, und die beiden Ausgangssignale werden dann mittels der Koinzidenzschaltung 310 verglichen. Wenn ein isoliertes ABT-Signal empfangen wird, dann erzeugt der Aktualisierungsdiskriminator 306 ein Signal von etwa 252 ns Länge (d. h. 128 ns über die vordere Flanke des Bits 32 der Bakensignalimpulsgruppe hinaus, das 124 ns nach der vorderen Flanke des Bits 1 erscheint). Verglichen mit einer Version desselben, die um 256 ns verzögert worden ist, bewirkt dieses Signal keine Koinzidenz in der . Koinzidenzschaltung 310. Wenn jedoch das empfangene Signal wesentlich langer als 128 ns ist (vas der Fall ist, wenn es tatsächlich aus zwei sich überkippenden ABT-Signalen besteht), dann ist das Ausgangssignal des Aktualisierungsdiskriminators 306 länger als 256 ns, wodurch ein VETO-Signal am Ausgang der Koinzidenzschaltung 310 erzeugt wird. Dieses bewirkt, daß der Bodenstationsrechner die andere Ausgangsinformation, die von der Schaltung der Fig. 18 für den Zweck der Flugzeugpositionsberechnung zur Verfügung gestellt wird, zurückweist. Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich i;st, werden Bakensignalimpulsgruppendauern von bis zu 131 ns (3 ns über diere measure is to allow the normal operation of the circuit, but to generate a signal that allows the Ground station computer indicates that the information currently available at the circuit outputs is overlapping Bit signals originated and therefore cannot be used for aircraft position calculations. Produced for this purpose a fast, non-saturating discriminator 306 provides a signal approximately 128 ns wide for each transition from logic zero to logic one, which is applied from line 232 to this discriminator. A typical possibility this discriminator is the ORTEC Model TR 204 A / N dual update discriminator. The one its output is delayed by delay line 314, which has a nominal length of approximately 256 ns, and the two output signals are then compared by means of the coincidence circuit 310. When a isolated ABT signal is received, then update discriminator 306 generates a signal of approximately 252 ns length (i.e., 128 ns past the leading edge of bit 32 of the beacon burst that is 124 ns after the leading edge of bit 1 appears). Compared to a version of the same that has been delayed by 256 ns this signal does not cause any coincidence in the. Coincidence circuit 310. However, if the received signal is much longer than 128 ns (which is the case when it actually consists of two ABT signals that overturn exists), then the output of the update discriminator 306 is longer than 256 ns, whereby a VETO signal is generated at the output of the coincidence circuit 310 will. This causes the ground station computer to receive the other output information from the circuit which Fig. 18 is provided for the purpose of aircraft position calculation, rejects. As from the As can be seen from the foregoing description, beacon pulse group durations are used of up to 131 ns (3 ns over the

nominelle 128 ns Bakensignaldauer hinaus) toleriert, ohne daß sie ein VETO-Signal bewirken; das ermöglicht eine gewisse Variation in den Taktfrequenzen der einzelnen Flugzeug-ABTs. Eine weitere Toleranz kann gewünschtenfalls dadurch erzielt werden, daß man das Verzögerungsintervall der Verzögerungsleitung 314 und die Ausgangsimpulslänge des Diskriminators 306 erhöht.nominal 128 ns beacon signal duration beyond) tolerated without causing a VETO signal; that enables a certain Variation in the clock frequencies of the individual aircraft ABTs. A further tolerance can be added if desired can be achieved by having the delay interval of delay line 314 and the output pulse length of discriminator 306 is increased.

In Fig. 19 ist ein beispielsweiser Aufbau des Bodenstationsrechners veranschaulicht, der zur Verarbeitung der durch die Zeitmeß- und Decodierungsschaltung der Fig. zur Verfügung gestellten Ausgangsinformation verwendet wird, um die Positions-, Kurs-, Geschwindigkeits- und Steigrateninformation für die verschiedenen Flugzeuge zu berechnen, die mittels des Systems geleitet werden. Zu Beginn sei darauf hingewiesen, daß der Rechneraufbau für die Verwirklichung der Erfindung nicht kritisch ist. Wenn man die wenigen wesentlichen Eingangsparameter, die verarbeitet werden müssen und die direkte Weise, in der die notwendigen Berechnungen ausgeführt werden, in Betracht zieht, dann wird ersichtlich, daß jede Anzahl von verfügbaren Datenverarbeitungssystemen für allgemeine Zwecke verwendet werden kann. Die Wahl der geeigneten Hardware-Komponenten, die Eingangseinrichtungen, Schnittstellen, einen zentralen Prozessor bzw. eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung, einen Direktzugriffsspeicher, Ausgangseinrichtungen usw. umfaßt, ist eine Sache der routinemäßigen Wahl des Aufbaus.19 is an exemplary structure of the ground station computer which is used for processing the data generated by the timing and decoding circuit of FIG. The output information provided is used to determine the position, course, speed and Compute climb rate information for the various aircraft being directed by the system. At the beginning it should be pointed out that the computer structure is not critical for the implementation of the invention. Considering the few essential input parameters that need to be processed and the direct way in which If the necessary calculations are performed, then it will be seen that any number of available data processing systems can be used for general purposes. Choosing the right one Hardware components, the input devices, interfaces, a central processor or a central one Comprising data processing equipment, random access memory, output devices, etc. is one thing the routine choice of construction.

Es sei nun speziell auf Fig. 19 Bezug genommen, wonach die primären Komponenten des Bodenstationsrechners einen Eingangsdatenpuffer 318, eine zentrale Datenverarbeitungseinheit bzw. eine Zentraleinheit (CPU) 320, eine Speichereinheit 322 und einen Ausgangsdatenpuffer 324 umfassen. Diese Komponenten sind konventionell, und dieReferring now specifically to Figure 19, the primary components of the ground station computer are one Input data buffer 318, a central data processing unit or a central processing unit (CPU) 320, a Storage unit 322 and an output data buffer 324. These components are conventional, and the

Art und Weise, in der sie miteinander zusammenwirken, ist auf dem Gebiet, der Datenverarbeitung bekannt. Im allgemeinen werden Daten, die im Eingangspuffer 318 gespeichert worden sind, periodisch mittels der Zentraleinheit 320 in die Speichereinheit 322 eingeschleust und dann entsprechend den Software-Instruktionen, die im Speicher gespeichert sind, von der CPU verarbeitet. Die Speichereinheit 322 umfaßt typischerweise eine Anzahl von unterschiedlichen Arten von Speichereinrichtungen, wie einen Direktzugriffsspeicher (RAM), Magnetplatten oder -trommeleinheiten, Magnetbandeinheiten, usw. Als allgemeine Regel gilt, daß Speichereinrichtungen, die eine große Datenspeicherkapazität haben, auch die Tendenz haben, sich durch eine relativ lange Zugriffszeit auszuzeichnen, so daß es allgemeine Praxis ist, eine Anzahl von verschiedenen Arten von Einheiten zu verwenden, wobei die schnellsten Einheiten für Daten oder Instruktionen reserviert werden, die am häufigsten gebraucht werden. Die CPU 320 enthält die Rechenlogikschaltung, die zum Ausführen der gespeicherten Software-Instruktionen erforderlich ist, und sie enthält außerdem eine Anzahl von internen Speicherstellen (Registern) zum Speichern von Operanden, Zwischenergebnissen und dergl. Die CPU kann entweder "festver- drahtet" sein, um die angemessene Aufeinanderfolge der Operationen in Ansprechung auf eine gegebene Software-Instruktion auszuführen, oder sie kann alternativ ihre eigene interne Programmierung (Mikroprogrammierung) in einem Festspeicher (ROM) zum Ausführen jeder Software-Instruktion als eine Reihe von elementaren Programmschritten enthalten. Letztere Art des Systems ist gewöhnlich zu bevorzugen, da sie etwas vielseitiger ist, obwohl festverdrahtete Systeme hinsichtlich der Geschwindigkeit Vorteile haben, aufgrund deren sie zu be-Vorzügen sind, wenn eine Vielseitigkeit nicht wichtig ist.The way in which they interact is known in the data processing art. in the in general, data that has been stored in the input buffer 318 is periodically transmitted by the central processing unit 320 in the memory unit 322 and then according to the software instructions that are stored in memory, processed by the CPU. The storage unit 322 typically includes a number of different types of storage devices such as random access memory (RAM), magnetic disks or drum units, magnetic tape units, etc. As a general rule, storage devices, those who have a large data storage capacity also tend to have a relatively long access time so that it is common practice to use a number of different types of units with the fastest units reserved for data or instructions that are most common to be needed. The CPU 320 contains the computational logic circuitry necessary to execute the stored Software instructions is required and it also contains a number of internal storage locations (Registers) for storing operands, intermediate results and the like. The CPU can either "fixed wired "to be the appropriate succession of Perform operations in response to a given software instruction, or, alternatively, it may be theirs own internal programming (micro-programming) in a read-only memory (ROM) for executing every software instruction as a series of elementary program steps. The latter type of system is common preferable as it is a bit more versatile, although hardwired systems in terms of speed Have advantages that make them worthwhile when versatility is not important is.

Für die Zwecke der Erfindung erhält der Eingangsdatenpuffer 318 die nachfolgenden Eingangsinformationen, die alle von der Zeitmeß- und Decodierschaltung der Fig. 18 geliefert werden: (1) die Amplitude A, des voreilenden Bits der Bakensignalimpulsgruppe; (2) die Amplitude A„ des nacheilenden Bits 32 der Bakensignalimpulsgruppe; (3) das eine Überlappung anzeigende VETO-Signal; (4) die 32 Bits der Bakensignalimpulsgruppe, die von dem Flugzeug-ABT erzeugt worden sind; (5) die digitalisierte Zeit T^ des Auftretens des nächsten Takt- bzw. Uhrimpulses TP ; (6) den DifferenzwertΔΤΡ,, der die Zeit repräsentiert, die zwischen dem Auftreten des Zeitgebungsimpulses TP. (d.h. der Ankunft des voreilenden Bits 1 der Bakensignalimpulsgruppe) und dem nächsten Uhr- bzw. Taktimpuls TPp, der zur Zeit Tc auftritt, vergangen ist; (7) den Differenzwert Atp„, der die Zeit repräsentiert, welche zwischen dem Auftreten des Zeitgebungsimpulses TP~ (d. h. der Ankunft des nacheilenden Bits 32 der Bakensignalimpulsgruppe) und dem nächsten Uhr- bzw. Taktimpuls TP_,, der zur Zeit Tc auftritt, vergangen ist; (8) den DifferenzwertFor the purposes of the invention, the input data buffer 318 receives the following input information, all of which are provided by the timing and decoding circuitry of Figure 18: (1) the amplitude, A, of the leading bit of the beacon pulse group; (2) the amplitude A "of the trailing bit 32 of the beacon pulse group; (3) the VETO signal indicating an overlap; (4) the 32 bits of the beacon pulse group generated by the aircraft ABT; (5) the digitized time T ^ of the occurrence of the next clock pulse TP; (6) the difference value ΔΤΡ ,, which represents the time elapsed between the occurrence of the timing pulse TP. (ie the arrival of the leading bit 1 of the beacon pulse group) and the next clock pulse TP p occurring at time T c has passed; (7) the difference value Atp ", which represents the time between the occurrence of the timing pulse TP ~ (ie the arrival of the trailing bit 32 of the beacon signal pulse group) and the next clock or clock pulse TP_ ,, which occurs at time T c , has passed; (8) the difference value

„, der die Zeit repräsentiert, welche zwischen dem Auftreten des Zeitgebungsimpulses TPn (d. h. der Erzeugung eines Abfragesignals durch die Schaltung der Fig. 17) und den nächsten Uhr-,bzw. Taktimpuls TP„,, der zur Zeit T_ auftritt, vergangen ist; und (9) den Abfragesignal-Zeitgebungsimpuls TP«. Alle diese Eingangssignale sind Mehrfach-Bit-Digitalwerte mit Ausnahme des VETO-Eingangssignals, das ein Ein-Bit-Eingangssignal ist, welches sich entweder auf einem hohen Logikniveau (zur Anzeige eines Rücksignalüberlappens) oder einem niedrigen Logikniveau (zur Anzeige eines Nichtvorhandenseins von Überlappung) befindet, und mit Ausnahme des Abfragesignal-Zeitgebungsimpulses TP„, der ein Ein-Bit-Eingangssignäl ist, das sich während des Sendens des Abfragesignals auf einem hohen Logikniveau und zu allen anderen", Which represents the time between the occurrence of the timing pulse TP n (ie the generation of an interrogation signal by the circuit of FIG. 17) and the next clock, or. Clock pulse TP ",, which occurs at time T_, has passed; and (9) the interrogation signal timing pulse TP «. All of these inputs are multi-bit digital values with the exception of the VETO input, which is a one-bit input that is either a high logic level (to indicate return signal overlap) or a low logic level (to indicate the absence of overlap) is, and with the exception of the interrogation signal timing pulse TP "which is a one-bit input signal which is at a high logic level during the transmission of the interrogation signal and to all others

Zeiten auf einem niedrigen Logikniveau befindet.Times is at a low logic level.

Die vorerwähnten Größen werden in der Speichereinheit 322 an reservierten Stellen, die dem jeweiligen Flugzeug entsprechen, das durch die identifizierungsbits in der Bakensigna !impulsgruppe identifiziert worden ist, gespeichert, bis drei aufeinanderfolgende Rücksignale (von den drei Satelliten Sl, S2 und S3), die das gleiche Flugzeug identifizieren, in der Bodenstation empfangen und ihre Informationen gespeichert worden sind. Nachdem das dritte Rücksignal empfangen worden ist, berechnet der Bodenstationsrechner die Position des identifizierten Flugzeugs in Angaben der geographischen Breite, der geographischen Länge und der Höhe, wozu er die gespeicherten Informationen verwendet, die von den drei zugehörigen Rücksignalen abgeleitet worden sind, und zwar zusammen mit gewissen gespeicherten Konstanten oder extern gelieferten Parametern, wie es beispielsweise die Positionen der verschiedenen Satelliten und der Bodenstation, die Ansprech- bzw. Antwortzeit des Flugzeug-ABT und die Umlaufzeit der Satelliten-Wiederholungseinrichtungen sind. Wenn.das geschehen ist, benutzt der Bodenstationsrechner das Ergebnis der aktuellen Positionsberechnung, um den Kurs, .die Geschwindigkeit und die Steigrate bzw. -geschwindigkeit (oder die Sinkrate bzw. -geschwindigkeit) des Flugzeugs zu berechnen, indem er die gespeicherten Ergebnisse von einer oder mehreren der neuesten vorherigen Positionsbereichnungen und die Zeit, die seit der Ausführung dieser Positionsberechnungen vergangen ist, benutzt. Darüber hinaus decodiert der Rechner jede Botschaft, die durch die Besatzung des Flugzeugs in den Bits 25 bis 29 (zur Angabe von einer bis zu 31 Standardbptschaften) oder im Bit 30 (zum Hinweis, daß eine Sprechverbindung gewünscht wird) in die Bakensignalimpulsgruppe eingegeben worden 5 ist. Die berechneten Positions-, Kurs-, Geschwindigkeits-The aforementioned sizes are stored in the memory unit 322 at reserved locations which correspond to the respective aircraft that has been identified by the identification bits in the beacon signal pulse group, until three successive return signals (from the three satellites S1, S2 and S3) identify the same aircraft, received at the ground station and their information stored. After the third return signal has been received, the ground station computer calculates the position of the identified aircraft in terms of latitude, longitude and altitude, for which purpose it uses the stored information derived from the three associated return signals, together with certain stored constants or externally supplied parameters, such as the positions of the various satellites and the ground station, the response time of the aircraft ABT and the rotation time of the satellite repeaters. When this is done, the ground station computer uses the result of the current position calculation to calculate the heading, speed, and rate of climb (or rate of descent) of the aircraft by retrieving the stored results from a or more of the most recent previous position calculations and the time that has elapsed since these position calculations were performed. In addition, the computer decodes every message entered by the aircraft crew in bits 25 to 29 (to indicate one to 31 standard messages) or in bit 30 (to indicate that a voice connection is desired) in the beacon pulse group 5 is. The calculated position, course, speed

144^"-144 ^ "-

und Steigrateninformationen werden zusammen mit jeder decodierten Botschaft von dem Flugzeug in den Ausgangsdaten-Puffer 324 übertragen, der eine Schnittstelle für die Ausgangsdatenendstellen bildet, die sich im Luftverkehrskontroll Zentrum befinden (und wahlweise für die Codierungsausrüstung, die zum Erzeugen der Navigationsimpulsgruppe oder NPG zum Zwecke des Rücksendens der Navigationsinformation zu dem identifizierten Flugzeug verwendet wird). Die ATC-Datenendstellen können Drucker, Kathodenstrahlröhren(CRT)sichtwiedergabedatenendstellen oder andere numerische oder graphische Sichtwiedergabeeinrichtungen umfassen, die zur Anzeige der relativen Positionen der verschiedenen Flugzeuge, welche mittels des Systems geleitet werden, geeignet sind. Obwohl diese Datenendstellen als Ausgangseinrichtungen beschrieben worden sind, können sie in der Praxis ebensogut mit einer gewissen Eingabefähigkeit versehen sein. So können z. B. die ATC-Datenendstellen mit Tastatureingängen zur Abwicklung von Sichtwiedergabe-Steuer- bzw. -Kontrollinstruktionen von ATC-Personal versehen sein (z. B. zur Beschränkung der Sichtwiedergabe auf den Steigflug oder den Sinkflug der Flugzeuge, oder auf Flugzeuge unterhalb einer vorbestimmten Höhe, oder zur Verbreiterung oder Verschmälerung des mit der Sichtwiedergabe abgedeckten geographischen Bereichs). and rate of climb information is decoded along with each Message transmitted from the aircraft in the output data buffer 324, which is an interface for the Forms output data terminals, which are located in air traffic control Center (and optionally for the coding equipment used to generate the navigation pulse group or NPG is used for the purpose of returning the navigation information to the identified aircraft). The ATC data terminals can be printers, cathode ray tubes (CRT) display data terminals or other numerical or graphic display devices capable of displaying the relative positions of the various aircraft, which are guided by the system, are suitable. Although these data terminals have been described as output devices, in practice they can just as well with a certain Input ability. So z. B. the ATC data terminals with keyboard inputs for processing visual playback control or control instructions from ATC personnel must be provided (e.g. to restrict the Visual display of the climb or descent of the aircraft, or of aircraft below a predetermined one Height, or to widen or narrow the geographical area covered by the visual display).

Die Fig. 2OA bis 2OD umfassen ein Ablaufdiagramm, das allgemein die Aufeinanderfolge der Operationen veranschaulicht, die von dem Bodenstationsrechner der Fig. 19 unter Verwendung der Informationen.ausgeführt werden, die von der Zeitgebungs- bzw. Zeitmeß- und Decodierschaltung der Fig. 18 geliefert werden. Die Umformung der funktionellen Programmbeschreibung, die mittels des Ablaufdiagramms der Fig. 2OA bis 2OD gegeben wird, in spezielle Programmierungsschritte ist eine Routinesache für einen20A through 20D comprise a flow diagram generally illustrating the sequence of operations which are executed by the ground station computer of Fig. 19 using the information which from the timing and decoding circuit of FIG. The transformation of the functional Program description, which is given by means of the flowchart of FIGS. 20A to 20D, in special Programming steps is a routine thing for you

Rechnerprogrammierer, und sie kann unter Verwendung der entsprechenden Maschinensprache'oder irgendeiner Programmsprache aus einer Anzahl von verfügbaren Pro.grammsprachen höheren Niveaus durchgeführt werden. 5Computer programmer, and they can using the corresponding machine language 'or any program language can be performed from a number of available higher level programming languages. 5

Es sei zunächst auf Fig. 2OA Bezug genommen, wonach das Programm im START-Block 326 beginnt und das Auftreten des ersten Signals TPfi abgewartet wird, welches gleichzeitig mit dem Senden des ersten Abfragesignals durch die Bodenstation auftritt. Wenn das TP^-Signal erscheint, geht das Programm sofort zum Block 328 über, worin der Rechner den DifferenzwertΔτΡβ und die aktuelle Takt- bzw. Uhrimpuls zeit T', die von der lokalen Uhr 268 bzw. dem lokalen Taktgeber 268 in Fig. 18 abgeleitet worden ist, liest.Reference is first made to FIG. 20A, after which the program begins in START block 326 and the occurrence of the first signal TP fi is awaited, which occurs simultaneously with the transmission of the first interrogation signal by the ground station. When the TP ^ signal appears, the program immediately goes to block 328, in which the computer determines the difference value ΔτΡ β and the current clock or clock pulse time T ', which is provided by the local clock 268 or the local clock generator 268 in FIG. 18 has been derived reads.

Das Programm geht als nächstes zum Block 330 über, worin die Abfragesignal Sendezeit T„ durch arithmetisches Kombinieren des Differenzwerts ΔΤΡ« mit der digitalen Taktbzw. Uhrimpulszeit Tr berechnet wird. Im Block 332 wird der berechnete Wert der Abfragesignalsendezeit Tfi in einer von einer Anzahl von Registerspeicherstellen gespeichert, so daß er zur Benutzung in den nachfolgenden Flugzeugpositionsberechnungen verfügbar ist. Aus Gründen, die im weiteren Verlauf der Beschreibung klar werden, ist die Folge von Programmschritten, die in den Block 326 bis 332 der Fig. 2OA dargestellt sind, nur beim anfänglichen Start der Abfragesignale erforderlich.The program next goes to block 330, in which the query signal transmission time T "by arithmetically combining the difference value ΔΤΡ" with the digital clock or Clock pulse time T r is calculated. In block 332, the calculated value of the interrogation signal transmission time T fi is stored in one of a number of register storage locations so that it is available for use in subsequent aircraft position calculations. For reasons which will become clear in the further course of the description, the sequence of program steps shown in blocks 326 to 332 of FIG. 20A is only required when the interrogation signals are initially started.

Die Funktion der Registerspeicherung, die im Block 332 der Fig. 2OA stattfindet, läßt sich leicht verstehen, wenn man die relative zeitliche Aufeinanderfolge der verschiedenen Abfrage- und Rücksignale während des tatsächlichen Betriebs des Systems bedenkt. Erinnert man sich daran, daß die UmIauf .bahnhöhe der geosynchronen Satelliten Sl, S2 und S3 grob 35406 km ist, dann kann man zeigen, daß eine Ankunft von Rücksignalen von Flugzeugen in vernünftigen Hö-The function of register storage performed in block 332 of FIG Fig. 20A takes place can be easily understood by considering the relative timing of the various Consider interrogation and return signals during actual system operation. Do you remember that the orbit height of the geosynchronous satellites S1, S2 and S3 is roughly 35406 km, then one can show that an arrival of return signals from aircraft at a reasonable height

hen (d. h. mehrere Größenordnungen geringer als 35406 km) in der Bodenstation nicht zu erwarten ist, bevor nicht ungefähr 0,47 Sekunden nach dem Senden des Abfragesignals von der Bodenstation aus vergangen sind. Dieser Wort, der dem S2-Rücksignal von einem Flugzeug A entspricht, das sich auf der gleichen geographischen Länge wie der Erdverbindungs-Satellit S2 befindet, wird durch Multiplizieren der Signalübergangszeit zwischen der Bodenstation GS und dem Satelliten S2 mit vier (um die Ausbreitung des Abfragesignals über den Weg GS-S2-A und die Ausbreitung des in Antwort hierauf abgegebenen Rücksignals über den Weg A-S2-GS zu berücksichtigen) erhalten. Aufgrund der Abstände zwischen den Satelliten, in denen sich Sl und S3 vom Bodenverbindungs-Satelliten S2 befinden, kommen die Rücksignale von Sl und S3 mit einer zusätzlichen Verzögerung von 0,11 Sekunden (unter der Annahme eines 45° Abstands zwischen den Satelliten) an der Bodenstation an, so daß sich eine Gesamtverzögerung von 0,58 Sekunden für die am frühesten ankommenden Signale von diesen Satelliten ergibt. Aufgrund der Geometrie des Satellitenmusters bzw. der Satellitenverteilung kann darüber hinaus gezeigt werden, daß die S2-Rücksignale von allen Flugzeugen, die auf ein gegebenes Abfragesignal antworten, unabhängig von den Orten der Flugzeuge während eines bekannten 0,04-Sekunden-Intervalls ankommen, das auf den Ablauf des 0,47-Sekunden-Intervalls folgt. In entsprechender Weise kommen die Sl- und S3-Rücksignale von allen Flugzeugen, die auf dieses Abfragesignal antworten, innerhalb eines 0,04-Sekunden-Intervalls an, das auf den Ablauf des 0,58-Sekunden-Intervalls folgt. Daher kann ein Gesamtverzögerungsintervall von 0,62 Sekunden (gemessen von der Abfragesignalsendezeit aus) vergehen, bevor alle drei Rücksignale von allen antwortenden Flugzeugen an der Bodenstation als Antworten auf irgendein gegebenes Abfragesignal empfangen sind. Während das 0,62-hen (i.e. several orders of magnitude less than 35,406 km) in the ground station is not expected before about 0.47 seconds after sending the interrogation signal have passed from the ground station. That word that corresponds to the S2 return signal from aircraft A which is in the same longitude as the earth link satellite S2 is located by multiplying the signal transition time between the ground station GS and the satellite S2 with four (to the propagation of the interrogation signal over the path GS-S2-A and the propagation of the return signal emitted in response to this via the path A-S2-GS to be taken into account). Due to the Distances between the satellites in which Sl and S3 are from the ground link satellite S2 come the return signals from S1 and S3 with an additional delay of 0.11 seconds (assuming a 45 ° Distance between satellites) at the ground station, so that there is a total delay of 0.58 seconds for gives the earliest signals to arrive from these satellites. Due to the geometry of the satellite pattern or the satellite distribution can also be shown that the S2 return signals from all aircraft, which respond to a given interrogation signal regardless of the locations of the aircraft during a known one 0.04 second interval to arrive on the The 0.47 second interval will expire. In corresponding The SI and S3 return signals come from all aircraft that respond to this interrogation signal, within a 0.04 second interval that corresponds to the The 0.58 second interval expires. Hence can a total delay interval of 0.62 seconds (measured from the interrogation signal transmission time) elapses before all three return signals from all responding aircraft at the ground station as responses to any one given interrogation signal are received. While the 0.62-

Sekunden-Intervall abläuft, können jedoch auch Gruppen von Rücksignalen, die in Antwort auf vorhergehende Abfragesignale gesendet worden sind, an der Bodenstation ankommen; diese Gruppen sind infolge der angenommenen 25 Hz-Wiederholungsfrequenz des Abfragesignals, das von der Bodenstation erzeugt wird, alle 0,04 Sekunden erzeugt worden. Infolgedessen kann das System nicht einfach jede Gruppe von Rücksignalen dem neuesten gesendeten Abfragesignal zuordnen, sondern es müssen statt dessen die Sendezeiten einer Anzahl der neuesten Abfragesignale (das sind 16 im vorliegenden Beispiel) gespeichert werden, und es muß jede neu ankommende Gruppe von Rücksignalen mit dem richtigen einen Wert der gespeicherten Werte verknüpft werden. Eine konventionelle Registerspeicheranordnung ist ein geeignetes Mittel, um das zu erreichen.Second interval expires, but groups of return signals can also be used in response to previous interrogation signals have been sent, arrive at the ground station; these groups are adopted as a result of 25 Hz repetition frequency of the interrogation signal sent by generated by the ground station has been generated every 0.04 seconds. As a result, the system cannot just do everyone Assign the group of return signals to the most recent query signal sent, but instead the transmission times must be used a number of the most recent interrogation signals (16 in the present example) are stored, and each newly arriving group of return signals must be linked with the correct one of the stored values will. A conventional register memory arrangement is a convenient means of accomplishing this.

Wenn nun die Sendezeit des ersten Abfragesignals ermittelt worden ist, tritt der Rechner in eine Programmschleife (die am Block 334 beginnt) ein, worin die von den einzelnen Flugzeugtranspondern in Erwiderung auf das Abfragesignal erzeugten Rücksignale verarbeitet werden. Jedoch kann während des Ausführens dieser Programmschleife das Programm jederzeit durch das Erscheinen eines neuen TP^-Signals, welches anzeigt, daß ein neues Abfragesignal von der Bodenstation gesendet worden ist, unterbrochen werden. Das hat zur Folge, daß der Rechner unbedingt zu einer Unterbrechungsroutino (Fig. 20D) abzweigt, worin die Registerspeicherung aktualisiert wird, so daß dadurch das Auftreten des neuen Abfragesignals in den Vorgang eingebracht wird. Die Unterbrechungsroutine beginnt mit dem Block 366, worin der Differenzwert Atp„ und die aktuelle Takt- bzw. Uhrimpulszeit T_ gelesen werden. Im Block 368 wird die Sendezeit T_ des neuen Abfragesignals durch arithemtisches Kombinieren des Differenzwerts Atpq mit der aktuellen Takt- bzw. Uhrimpuls-When the transmission time of the first interrogation signal has now been determined, the computer enters a program loop (which begins at block 334) in which the return signals generated by the individual aircraft transponders in response to the interrogation signal are processed. However, during the execution of this program loop, the program can be interrupted at any time by the appearance of a new TP ^ signal, which indicates that a new interrogation signal has been sent by the ground station. The consequence of this is that the computer branches off to an interrupt routine (FIG. 20D) in which the register memory is updated so that the occurrence of the new interrogation signal is introduced into the process. The interruption routine begins with block 366, in which the difference value Atp "and the current clock or clock pulse time T_ are read. In block 368 the transmission time T_ of the new interrogation signal is determined by arithmetically combining the difference value Atp q with the current clock or clock pulse

zeit Tp berechnet. Der Block 370 der Abfrage- bzw. Unterbrechungsroutine bewirkt, daß der neu erhaltene T_-Wert in der Registerspeicherung gespeichert wird, wobei er irgendeinen vorher gespeicherten Wert von Tn ersetzt, der früher als 0,64 Sekunden vor ihm liegt (d. h. jeder T„-Wert, der mehr als sechszehn 0,04-Sekundenzyklen alt ist). An dieser Stelle ist die Unterbrechungsroutine beendet, und der Rechner geht wieder zur Ausführung des Hauptprogramms an der Stelle über, an der die Unterbrechung ursprünglich aufgetreten ist. Die vorstehende Folge von Operationen wird jedoch jedesmal wiederholt, wenn ein neues TP„-Signal auftritt. Während des normalen Dauerbetriebs enthalten daher die Registerspeicherstellen die Sendezeiten der 16 neuesten bzw. zeitlich zuletzt erzeugten AbEragesignale.time Tp calculated. Interrupt routine block 370 causes the newly obtained T_ value to be stored in register storage, replacing any previously stored value of T n earlier than 0.64 seconds before it (ie, every T " Value more than sixteen 0.04 second cycles old). At this point the interrupt routine is ended, and the computer goes back to executing the main program at the point at which the interruption originally occurred. However, the above sequence of operations is repeated each time a new TP "signal occurs. During normal continuous operation, the register storage locations therefore contain the transmission times of the 16 most recent or most recently generated Ab query signals.

Es sei nun auf den Beginn der Hauptprogrammschleife in Fig. 2OA eingegangen, und zwar bewirkt zunächst der Block 334, daß der Bodenstationsrechner die Differenzwerte ΔΤΡ-, und ΔΤΡ~ liest, die von der Zeitmeß- und Decodierschaltung der Fig. 18 in Ansprechung auf das Rücksignal erzeugt worden sind, das aktuell an der Bodenstation empfangen wurde. Der Rechner liest außerdem die aktuelle Takt- bzw. Uhrimpulszeit T-, und den Zustand des Ein-Bit-VETO-Eingangssignals, das am Ausgang der Koinzidenzermittlungsschaltung 310 in Fig. 18 erzeugt worden ist. Danach wird im Entscheidungsblock 336 bestimmt, ob am VETO-Eingang ein hohes Logikniveau erzeugt worden ist, was ein Überlappen zwischen zwei unterschiedlichen Rücksignalen bedeuten würde. Wie vorher erwähnt, macht ein solches Überlappen die übrigen Informationen, die an den Ausgängen der Zeitmeß- und Decodierschaltung der Fig. 18 zur Verfügung stehen, unbrauchbar. Demgemäß geht, wenn das Vorhandensein eines VETO-Signals festgestellt wird, das Programm in der Schleife zurück zum LESE-BlockLet it now be at the beginning of the main program loop 20A, block 334 first causes the ground station computer to calculate the difference values ΔΤΡ-, and ΔΤΡ ~ reads from the Zeitmeß- and Decoding circuit of Fig. 18 in response to the Return signal that was currently received at the ground station. The calculator also reads the current clock or clock pulse time T-, and the state of the one-bit VETO input signal, which is at the output of the coincidence detection circuit 310 in FIG. 18 has been generated. Thereafter, in decision block 336, it is determined whether a high logic level has been generated at the VETO input, which is an overlap between two different Would mean return signals. As mentioned earlier, such overlapping turns the rest of the information on the outputs of the timing and decoding circuit of Fig. 18 are useless. Accordingly, if the presence of a VETO signal is detected, the program loops back to the READ block

334, damit mit der Verarbeitung der Zeitmeßinformationen begonnen werden kann, die in Ansprechung auf das nächste Rücksignal, das an der Bodenstation empfangen worden ist und von dem gleichen oder einem unterschiedlichen Flugzeug ausgegangen sein kann, erzeugt worden sind.334 to start processing the timing information can be started in response to the next return signal received at the ground station and may have originated from the same or a different aircraft.

Es sei nun angenommen, daß im Entscheidungsblock 336 kein VETO-Signal festgestellt worden ist; dann geht der Rechner zum Block 338 weiter, worin die Differenzwerte ΔΤΡ, und ΔΤΡ- (die den Ankunftszeiten des voreilenden bzw. nacheilenden Bits der Bakensignalimpulsgruppe entsprechen) gemittelt werden, so daß ein Hauptankunftszeit-Differenzwert für die Bakensignalimpulsgruppe als Ganzes erhalten wird. Der Rechner geht als nächstes zum Block 340 über, worin die absolute Ankunftszeit t. (i = 1, 2 oder 3, wie nachfolgend bestimmt) der vorderen Flanke der Bakensignalimpulsgruppe durch arithmetisches Kombinieren des mittleren Differenzwerts ( ΔΤΡ, + ΔτΡ_)/2 mit der absoluten Uhrimpulszeit Tr, die im Block 334 gelesen worden ist, berechnet wird, und dann werden 62 ns subtrahiert (d. h. die Hälfte der nominellen 124-Nanosekunden-Dauer der Bakensignalimpulsgruppe zwischen den positiven Flanken des ersten und letzten Bits). Alternativ kann die Ankunftszeit t. der vorderen Flanke unter Verwendung von TP, allein anstatt unter Verwendung des Mittelwerts (ΔΤΡ, + Δτρ« j /2 berechnet werden. Die letztere Technik ist jedoch etwas empfindlicher gegenüber einem Fehler aufgrund von Rauschen und anderen Instabilitäten in der empfangenen Bakensignalwellenform, da sie nur auf einer Zeitmessung (Δ TP-, )basiert anstatt auf zwei unterschiedlichen Zeitmessungen (d. h. Δ TP, und Δτρ~). Es ist daher zu bevorzugen, bei der Berechnung der Ankunftszeit vom Mittelwert (Δτρ, + ΔτΡ2)/2 auszugehen, und zwar wenigstens dann, wenn die Taktgeber in den Flugzeuq-ABTs genügend genau sind,so daß es möglich ist, die Aikunftszeit derAssume now that a VETO signal was not detected in decision block 336; the computer then proceeds to block 338 wherein the difference values ΔΤΡ, and ΔΤΡ- (which correspond to the arrival times of the leading and trailing bits, respectively, of the beacon pulse group) are averaged to obtain a master time-of-arrival difference value for the beacon pulse group as a whole. The computer next proceeds to block 340 where the absolute arrival time t. (i = 1, 2 or 3, as determined below) of the leading edge of the beacon signal pulse group is calculated by arithmetically combining the mean difference value (ΔΤΡ, + ΔτΡ _) / 2 with the absolute clock pulse time T r , which has been read in block 334, and then subtract 62 ns (ie, half the nominal 124 nanosecond duration of the beacon pulse group between the positive edges of the first and last bits). Alternatively, the arrival time t. of the leading edge can be calculated using TP alone rather than using the mean (ΔΤΡ, + Δτρ «j / 2. The latter technique, however, is somewhat more sensitive to error due to noise and other instabilities in the received beacon waveform as it only is based on a time measurement (Δ TP-,) instead of two different time measurements (ie Δ TP, and Δτρ ~). It is therefore preferable to use the mean (Δτρ, + ΔτΡ 2 ) / 2 as a basis when calculating the time of arrival, and at least if the clocks in the aircraft ABTs are accurate enough so that it is possible to determine the arrival time of the

vorderen Flanke der Bakensignalimpulsgruppe von diesem Wert aus genau zu extrapolieren, indem eine feste 62-Nanosekunden-Verschiebung subtrahiert wird, wie oben beschrieben.
5
accurately extrapolate the leading edge of the beacon pulse group from this value by subtracting a fixed 62 nanosecond shift as described above.
5

Wenn diese Operation beendet ist, geht der Rechner zum Block 342 über, worin die digitalisierten Amplituden A, und A- des voreilenden und nacheilenden Bits der Bakensignalimpulsgruppe gelesen werden. Gleichzeitig werden die 22 Flugzeug-Identifizierungsbits der Bakensignalimpulsgruppe (Bits 3 bis 24 in Fig. 5, die nachstehend aus Gründen der Einfachheit als die ABT-Bits bezeichnet werden) gelesen. Abgesehen von der Identifizierung des speziellen Flugzeugs, das die Bakensignalgruppe, die aktuell verarbeitet wird, erzeugt hat, bezeichnen die ABT-Bits einen reservierten Datenblock innerhalb der Rechnerspeichereinheit 322 der Fig. 19, der dazu verwendet wird, die Positions-, Kurs- und Signalsende- sowie -ankunftszeitdaten für dieses spezielle Flugzeug zu speichern.When this operation is finished, the computer proceeds to block 342 in which the digitized amplitudes A, and A- of the leading and trailing bits of the beacon pulse group to be read. At the same time, the 22 aircraft identification bits become the beacon pulse group (Bits 3 through 24 in Fig. 5, hereinafter referred to as the ABT bits for the sake of simplicity) had read. Aside from identifying the particular aircraft that has the beacon group that is currently is processed, generated, the ABT bits designate a reserved data block within the computer storage unit 322 of Fig. 19, which is used to display the position, heading, and signal transmission and time of arrival data save for that particular aircraft.

Ein solcher Datenblock, der eine Anzahl von diskreten Speicherstellen enthält, ist für jedes das System mutzende Flugzeug reserviert. Unter den verschiedenen Speicherstellen, die in jedem Datenblock enthalten sind, sind drei Stellen zum Speichern der Ankunftszeiten t,, t- und t, der drei Rücksignale von den Satelliten Sl, S2 und S3, die sich für jedes von einem gegebenen Flugzeug gesendete Bakensignal ergeben, enthalten, sowie eine Stelle zum Speichern der Sendezeit t„ des Abfragesignals, welches diese Rücksignale veranlaßt hat. Wie in Kürze ersichtlieh werden wird, ermöglichen es diese reservierten Stellen, die Rucksignalankunftszeitdaten von dem Bodenstationsrechner für jedes unterschiedliche, das System benutzende Flugzeug unabhängig von der vermischten Weise,* in der diese Signale an der Bodenstation ankommen, zu organisieren und zu speichern. ,Jedesmal, wenn ein voll-Such a data block, containing a number of discrete storage locations, is one that consumes the system Reserved plane. Among the various storage locations included in each data block are three places for storing the arrival times t ,, t and t, the three return signals from the satellites S1, S2 and S3, that result for each beacon signal sent by a given aircraft, as well as a point for Saving the transmission time t "of the interrogation signal, which caused these return signals. As will be seen shortly, these reserved spaces allow the jerk signal arrival time data from the ground station computer for each different aircraft using the system regardless of the merged mode, * in which these signals arrive at the ground station, to organize and save. , Every time a full

ständiger Satz dieser drei Rücksignalankunftszeiten für ein gegebenes Flugzeug berechnet und gespeichert worden ist, hat der Bodenstationsrechner alle Information, die zum Berechnen der augenblicklichen Position dieses Flugzeugs für Luftverkehr;skontrollzwecke notwendig ist. Wie weiter unten erläutert ist, sind zusätzliche Speicherstellen in jedem Datenblock zum Speichern der Informationen reserviert, die zum Ausführen der Geschwindigkeits-, Steigraten- und Kursberechnungen erforderlich sind.constant set of these three return signal arrival times for a given aircraft has been calculated and stored, the ground station computer has all the information that to calculate the current position of this aircraft for air traffic; control purposes are necessary. As As explained below, there are additional memory locations in each data block for storing the information required to perform the speed, rate of climb, and course calculations.

Es sei zur Erläuterung des Programms der Fig. 2OA zurückgekehrt und angenommen, daß das antwortende Flugzeug nun im Block 342 aufgrund der in seiner Bakensignalimpulsgruppe enthaltenen ABT-Bits identifiziert worden ist, dann adressiert der Bodenstationsrechner den reservierten Speicher-Datenblock, der durch die empfangenen ABT-Bits identifiziert worden ist. Im Entscheidungsblock wird eine Prüfung durchgeführt, um zu bestimmen, ob die drei Speicherstellen für die Rücksignalankunftszeiten t,, t~ und t_. in dem adressierten Datenblock alle leer sind. Wenn das der Fall ist, liegt eine der folgenden beiden möglichen Situationen vor: (1) die Ankunftszeit t., die gerade im Block 340 berechnet worden ist, entspricht im Ergebnis dem ersten Rücksignal in dem Satz der drei Rücksignale, die von einem antwortenden Flugzeug ausgegangen sind, oder (2) die Ankunftszeit t., die gerade im Block 3 40 berechnet worden ist, entspricht aktuell dem zweiten oder dritten Rücksignal in dem Satz der drei Rücksignale, die von einem antwortenden Flugzeug auscfegangen sind, jedoch haben sich ein oder mehrere vorherige Rücksignale von diesem Flugzeug mit anderen Rücksignalen in der Bodenstation überlappt, so daß dadurch ein VETO-Signal ausgelöst und die Berechnung ihrer Ankunftszeit t. im Block 340 verhindert worden ist. An diesem Punkt jedoch versucht der Bodenstationsrechner nicht, zwischen diesenReturning to the explanation of the program of FIG. 20A, assume that the responding aircraft is now has been identified in block 342 on the basis of the ABT bits contained in its beacon signal pulse group, then the ground station computer addresses the reserved memory data block, which is defined by the received ABT bits has been identified. A test is made in the decision block to determine if the three storage locations for the return signal arrival times t ,, t ~ and t_. in the addressed data block are all empty. If so, one of the following two possible situations exists: (1) the arrival time t., Die has just been calculated in block 340, the result corresponds to the first return signal in the set of three return signals, which originated from an answering aircraft, or (2) the arrival time t. which is currently in the block 3 40 has been calculated, currently corresponds to the second or third return signal in the set of three return signals, which originated from an answering aircraft, but have one or more previous return signals from this aircraft overlaps with other return signals in the ground station, so that this triggers a VETO signal and the calculation of their arrival time t. has been prevented in block 340. Tried at this point though the ground station computer does not, between these

31523A031523A0

beiden Situationen zu unterscheiden, und er nimmt lediglich, richtig oder unrichtig, an, daß die berechnete Ankunftszeit t. im Ergebnis dem ersten Rücksignal in dem Satz der drei Rücksignale von dem identifizierten Flugzeug entspricht. Es sei daran erinnert, daß infolge der großen Entfernungen, in denen sich die äußeren Satelliten Sl und S3 von dem Bodenverbindungs-Satelliten S2 befinden, das erste Rücksignal, das von einem gegebenen Flugzeug an der Bodenstation empfangen wird, stets das S2-Rücksignal ist, d. h. dasjenige Rücksignal, das von dem Flugzeug direkt über den Satelliten S2 zur Bodenstation übermittelt worden ist. Demgemäß geht der Rechner zum Block 346 über, um die Ankunftszeit t. als t„ (die tiefgestellte Ziffer 2 dient zur Bezeichnung des Satelliten S2) zu markieren, indem er diese Ankunftszeit an der speziellen Speicherstelle speichert, die für t„ in dem gesamten Datenblock reserviert ist, der durch die empfangenen ABT-Bits identifiziert worden ist. Wenn das geschehen ist, geht der Rechner zum Block 348 über, worin die entsprechende Abfragesignal-Sendezeit t~ aus den verschiedenen tn~Werten erhalten wird, die derzeit in der Registerspeicherung gespeichert sind. Das geschieht durch Auswahl.desjenigen speziellen gespeicherten t„-Werts, der in ein 0,04-Sekunden-Fenster fällt, das 0,47 Sekunden früher als die Ankunftszeit t. beginnt, die gerade als t_ im Block 346 markiert worden ist. Sobald der richtige Wert von t„ erhalten worden ist, wird er an der speziellen Speicherstelle gespeichert, die in dem gesamten Datenblock, welcher durch die empfangenen ABT-Bits identifiziert worden ist, für t„ reserviert wurde. Der Rechner kehrt nun zum LESE-Block 334 zurück, um mit der Verarbeitung der Zeitgebungs- bzw. Zeitmeßinformation zu beginnen, die in Ansprechung auf das nächste in der Bodenstation empfangene Rücksignal erzeugt worden ist, das von dem gleichen Flugzeug oder von einem unterschiedlichento distinguish between the two situations, and he only assumes, correctly or incorrectly, that the calculated arrival time t. as a result corresponds to the first return signal in the set of the three return signals from the identified aircraft. It should be remembered that due to the great distances that the outer satellites S1 and S3 are from the ground link satellite S2, the first return signal received from a given aircraft at the ground station is always the S2 return signal, ie the return signal that was transmitted from the aircraft directly to the ground station via the satellite S2. Accordingly, the computer proceeds to block 346 to determine the arrival time t. as t "(the subscript 2 is used to designate satellite S2) by storing this arrival time in the special memory location reserved for t" in the entire data block identified by the received ABT bits. When this is done, the computer proceeds to block 348 wherein the corresponding interrogation signal transmission time t - is obtained from the various t n - values currently stored in the register memory. This is done by selecting that special stored t "value that falls within a 0.04 second window that is 0.47 seconds earlier than the arrival time t. that has just been marked as t_ in block 346. As soon as the correct value of t "has been obtained, it is stored in the special memory location which has been reserved for t" in the entire data block identified by the received ABT bits. The computer now returns to READ block 334 to begin processing the timing information generated in response to the next return signal received at the ground station, from the same aircraft or from a different one

Flugzeug ausgegangen sein kann.Plane may have gone out.

Es sei nun angenommen, daß die im Entscheidungsblock 344 getroffene Feststellung zu einem negativen Ergebnis geführt hat, was bedeutet, daß eine oder mehrere der Ankunftszeitstellen in dem reservierten Datenblock während vorhergehender Durchgänge durch die Programmschleife ausgefüllt worden sind; dann geht der Rechner zu einem Entscheidungsblock 350 (Fig. 20B) über. Hier wird eine Überprüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Ankunftszeit t., die gerade im Block 340 berechnet worden ist, innerhalb eines 0,04-Sekunden-Zeitfensters liegt, das 0,58 Sekunden nach der Abfragesignalsendezeit t„, die vorher im reservierten Datenblock gespeichert worden ist, beginnt.Assume now that the steps in decision block 344 has led to a negative result, which means that one or more of the arrival time locations in the reserved data block during previous passes through the program loop have been; then the computer proceeds to decision block 350 (FIG. 20B). Here is a review is performed to determine whether the arrival time t., just calculated in block 340, is within of a 0.04 second time window that is 0.58 seconds after the interrogation signal transmission time t ", which was previously in reserved data block has been saved begins.

Das ist äquivalent der Bestimmung, ob das aktuell empfangene Rücksignal ein S1- oder S3-Rücksignal ist, welches
ein Produkt des gleichen Abfragesignals ist, das das bereits im reservierten Datenblock gespeicherte Rücksignal (oder Signale) erzeugt hat. Wenn diese Überprüfung
This is equivalent to determining whether the currently received return signal is an S1 or S3 return signal, whichever
is a product of the same interrogation signal that generated the return signal (or signals) already stored in the reserved data block. If this review

ein negatives Ergebnis hat, was als Folge des Verlusts
von einem oder mehreren dazwischenliegenden Rücksignalen von dem gleichen Flugzeug aufgrund eines Überlappens geschehen kann, fährt; der Rechner in der Annahme fort, daß die neu berechnete Ankunftszeit t. ein S2-Rücksignal'bedeutet, welches dem ersten Rücksignal in einem neuen Satz von drei Rücksignalen entspricht. Infolgedessen werden im Block 355 des Programms alle vorher gespeicherten t„-
und t.-Werte im reservierten Datenblock gelöscht, und im Block 356 wird die neue Ankunftszeit t. als t~ markiert, indem sie an der Stelle gespeichert wird, die für t~ im
Datenblock reserviert ist. Im Block 357 des Programms
wird ein neuer Wert von t„ aus der Registerspeicherung
basierend auf der neu erhaltenen Ankunftszeit t. gewählt, wozu das gleiche Verfahren benutzt wird, wie es im Block 348 angewandt wurde. Nach dem Speichern des neuen t -Werts
has a negative result, what as a result of the loss
may occur from one or more intervening return signals from the same aircraft due to an overlap, drives; the computer continues with the assumption that the newly calculated arrival time t. means an S2 return signal which corresponds to the first return signal in a new set of three return signals. As a result, in block 355 of the program, all previously stored t "-
and t. values in the reserved data block are deleted, and in block 356 the new arrival time t. marked as t ~ by saving it in the location used for t ~ im
Data block is reserved. In block 357 of the program
becomes a new value of t "from the register storage
based on the newly received arrival time t. using the same method as used in block 348. After saving the new t value

an der für t„ in dem durch die empfangenen ABT-Bits iden-. tifizierten Datenblock reservierten Stelle kehrt der Rechner zum LESE-Block 334 zurück, um mit der Verarbeitung der Zeitgebungs- bzw. Zeitmeßinformation zu beginnen, die in Ansprechung auf das nächste ander Bodenstation empfangene Rücksignal, das von dem gleichen Flugzeug oder von einem unterschiedlichen Flugzeug ausgegangen sein kann, erzeugt worden ist.at the for t "in that by the received ABT bits iden-. When the data block has been reserved, the computer returns to the READ block 334 to start processing the timing information received in response to the next at the ground station Return signal, which may have originated from the same aircraft or from a different aircraft, has been generated.

Unter erneuter kurzer Bezugnahme auf den Block 356 sei darauf hingewiesen, daß es absolut möglich ist, daß die Markierung der neuen Ankunftszeit t. als t~ (d. h. als zum ersten Rücksignal in einem neuen Satz gehörig) als solche fehlerhaft war, und zwar z. B. infolge eines weiteren Überlappens der Rücksignale in der Bodenstation.Referring again briefly to block 356, it should be noted that it is absolutely possible that the Marking of the new arrival time t. as t ~ (i.e. as belonging to the first return signal in a new sentence) as such was faulty, namely z. B. as a result of a further overlap of the return signals in the ground station.

Jedoch würde eine solche Situation in genau der gleichen Weise, wie vorstehend beschrieben, während der folgenden Schritte durch das Programm festgestellt und automatisch berücksichtigt werden.However, such a situation would occur in exactly the same manner as described above during the following Steps are determined by the program and automatically taken into account.

Es sei nun angenommen, daß die Bestimmungsweise im Block ' 350 zu einem positiven Ergebnis geführt hat, dann folgt daraus, daß die Ankunftszeit t., die gerade im Block 340 berechnet worden ist, entweder t, (d. h. die Ankunftszeit des Rücksignals vom Satelliten Sl) oder t-, (d. h„ die Ankunftszeit des Rücksignals vom Satelliten S3) ist. Ob es sich um t, oder t, handelt, wird im Entscheidungsblock 351 des Programms ( Fig. 20B) dadurch bestimmt, daß die digitalisierten Amplituden A, und A„ des voreilenden bzw. nacheilenden Bits der Bakensignalimpulsgruppe verglichen werden. Wie weiter oben in Verbindung mit der Satellitenelektronik beschrieben wurde, bedeutet ein Unterschied in den Impulsamplituden dieser beiden Bits um mehr als eine vorgeschriebene Toleranz eine "Markierung", die anzeigt, daß das Rücksignal ein mittels desIt is now assumed that the determination in block '350 has led to a positive result, then it follows from the fact that the time of arrival t. just calculated in block 340 is either t 1 (i.e. the time of arrival of the return signal from satellite Sl) or t-, (i.e. " is the arrival time of the return signal from the satellite S3). Whether it is t, or t, is determined in decision block 351 of the program (FIG. 20B) by: that the digitized amplitudes A, and A "of the leading or trailing bits of the beacon pulse group are compared. As in connection above with satellite electronics means a difference in the pulse amplitudes of these two Bits by more than a prescribed tolerance create a "mark", which indicates that the return signal is received by means of the

Satelliten S3 (im Gegensatz zum Satelliten Sl) zur Bodenstation übermitteltes Rücksignal ist. Demgemäß schreitet . der Rechner, wenn eine Amplitudendifferenz festgestellt worden ist, im Block 353 in der Weise fort, daß er die Ankunftszeit t. als t., (markiert, indem er diese Ankunftszeit an dem speziellen Speicherort speichert, der für t^ in dem gesamten Datenblock reserviert worden ist, welcher durch die empfangenen ABT-Bits identifiziert wurde. Wenn keine wesentliche Amplitudendifferenz ermittelt wird, geht der Rechner statt dessen dazu über, im Block '352 die Ankunftszeit t. als t, zu markieren, indem er diese Ankunftszeit an der für t, in dem identifizierten Datenblock reservierten Speicherstelle speichert. In jedem Falle geht der Rechner dann zum Entscheidungsblock über, wo eine Überprüfung durchgeführt wird, um zu bestimmen, ob alle Speicherstellen, die in dem identifizierten Datenblock für die Ankunftszeiten t, , t~ und t-, reserviert sind, ausgefüllt worden sind. Wenn eine oder mehrere dieser Stellen leer ist, hat die;se Überprüfung ein negatives Ergebnis, und der Rechner kehrt zum LESE-Block 334 (Fig. 20A) zurück, um die Zeitgebungs- bzw. Zeitmeßinformationen, die vom nächsten Uücksignal abgeleitet worden sind, das seinerseits von dem gleichen Flugzeug oder einem anderen Flugzeug ausgegangen sein kann, zu verarbeiten.Satellite S3 (in contrast to satellite Sl) to the ground station transmitted return signal is. Accordingly, proceed. the computer when an amplitude difference is detected has been continued in block 353 in such a way that it determines the arrival time t. marked as t., (by indicating this arrival time in the special location used for t ^ has been reserved in the entire data block identified by the received ABT bits. When no significant amplitude difference is determined, the computer goes instead to block '352 the arrival time t. as t, by adding that time of arrival to the one for t, in the identified data block reserved memory location. In either case, the computer then goes to the decision block about where a check is being made to determine if any storage locations are in the identified Data block for the arrival times t,, t ~ and t-, have been reserved, have been filled out. If one or more of these places is empty, this has this check a negative result and the calculator returns to the READ block 334 (Fig. 20A) to return the timing information derived from the next wake-up signal which in turn assumed the same aircraft or a different aircraft can process.

Wenn andererseits die im Entscheidungsblock 354 ausgeführte Überprüfung ein positives Ergebnis hat, was bedeutet, daß alle Speicherstellen für die Ankunftszeiten t,, t2 und t^ voll sind, ist nun ein gültiger Satz von Rücksignalankunftszeiten für Zwecke der Flugzeugpositionsberechnung verfügbar. Der Rechner geht daher zum Block 358 (Fig. 20C) über, wo die Differenzen (t2-tQ), (t,-t„) und (t-,-t„) gebildet werden. Der Rechner geht dann zum Block 359 über, wo diese Differenzen in die obenOn the other hand, if the test performed in decision block 354 is positive, meaning that all storage locations for times of arrival t 1 , t 2 and t 1 are full, then a valid set of return signal arrival times is now available for aircraft position calculation purposes. The computer therefore proceeds to block 358 (FIG. 20C) where the differences (t 2 -t Q ), (t, -t ") and (t -, - t") are formed. The computer then proceeds to block 359 where these differences are converted into those above

- ] /129 - ] / 129

angegebenen Positionsberechnungsgleichungen eingefügt werden, um die möglichen Positionen des identifizierten Flugzeugs in der Form von sphärischen Koordinaten (r, Θ, 0) zu berechnen. Wie früher angegeben, ist es eine Folge des angewandten Äquatorialsatellitenmusters, daß man zwei verschiedene Lösungen der Positionsgleichungen für jeden gültigen Satz von Zeitdifferenzen (t~-tn), (t,-tn) und (t3-tfi) erhält. Eine Lösung ist die wahre Position des Flugzeugs, während die andere eine doppeldeutige Lösung ist, die der Spiegelbildposition des Flugzeugs bezüglich der Erdäquatorialebene entspricht. Im Block 360 wird die doppeldeutige Lösung zurückgewiesen, um den wahren Ort des Flugzeugs allein übrigzubehalten. Das läßt sich mit der Software des Systems leicht erreichen, indem von der Tatsache ausgegangen wird, daß die meisten Fluglinien in der gleichen Hemisphäre beginnen und enden. In den meisten Fällen ist es daher lediglich notwendig, dem Bodenstationsrechner den Startort des Flugzeugs einzugeben, der aus der Identität des Flughafens, von dem das Flugzeug abgeflogen oder zuletzt gelandet ist, hergeleitet werden kann. Es ist jedoch auch möglich, die Software des Systems in einer solchen Weise zu gestalten, daß Äquatorialdurchkreuzungen von dem überwachten Flugzeug detektiert und voll berücksichtigt werden. So kann der Bodenstationsrechner, wenn sich die geographische Breite eines speziellen Flugzeugs Null nähert, derart programmiert sein, daß er das Vorzeichen und die ungefähre Größe der zeitlichen Ableitung dB/dt, basierend auf einer oder mehreren vorher gespeicherten Positionsberechnungen für dieses Flugzeug und die Zeit, die seit ihrer Ausführung vergangen ist, berechnet. Wenn die geographische Breite des Flugzeugs nachfolgend Null erreicht, dann hat das zur Folge, daß diese Berechnung dazu verwendet werden kann zu bestimmen, ob das Flugzeug tatsächlich von der nördlichen Hemisphäre zur südlichen Hemisphäre,specified position calculation equations are inserted to calculate the possible positions of the identified aircraft in the form of spherical coordinates (r, Θ, 0) . As stated earlier, it is a consequence of the applied equatorial satellite pattern that one obtains two different solutions to the positional equations for each valid set of time differences (t ~ -t n ), (t, -t n ) and (t 3 -t fi ). One solution is the aircraft's true position while the other is an ambiguous solution that corresponds to the aircraft's mirror image position with respect to the Earth's equatorial plane. In block 360, the ambiguous solution is rejected in order to leave the true location of the aircraft alone. This is easily accomplished with the system's software, assuming the fact that most airlines begin and end in the same hemisphere. In most cases it is therefore only necessary to enter the start location of the aircraft into the ground station computer, which can be derived from the identity of the airport from which the aircraft departed or last landed. However, it is also possible to design the software of the system in such a way that equatorial crossings are detected by the monitored aircraft and fully taken into account. For example, when the latitude of a particular aircraft approaches zero, the ground station computer can be programmed to determine the sign and approximate size of the time derivative dB / dt, based on one or more previously stored position calculations for this aircraft and the time, that has passed since it was executed. If the aircraft's latitude subsequently reaches zero, then this calculation can be used to determine whether the aircraft is actually moving from the northern hemisphere to the southern hemisphere,

oder umgekehrt, den Äquator kreuzt. In der doppeldeutigen Situation, mit der die zeitliche Ableitung άθ/ät selbst gleich Null ist, wenn das Flugzeug die geographische Breite Null erreicht, wie das der Fall ist, wenn das Flugzeug längs des Äquators fliegt, können die Spiegelbilder des Flugzeugs in beiden Hemisphären zum Vermeiden eines Zusammenstoßes überwacht werden, nachdem das Flugzeug den Äquator verlassen hat. Das richtige Bild kann dann ausgewählt werden, wenn das Flugzeug einen bekannten Bezugspunkt erreicht, wie beispielsweise den Flughafen, wo es landen soll.or vice versa, crossing the equator. In the ambiguous situation in which the time derivative άθ / ät is itself equal to zero when the aircraft reaches latitude zero, as is the case when the aircraft is flying along the equator, the mirror images of the aircraft in both hemispheres can result in the Avoiding a collision will be monitored after the aircraft has left the equator. The correct image can then be selected when the aircraft reaches a known reference point, such as the airport where it is to land.

Nachdem er nun den wahren Flugzeugort ermittelt hat, geht der Rechner zum Block 361 des Programms über, worin die in sphärischen Koordinaten (r, Θ, 0) vorliegende Flugzeugposition in die geographische Breite, die geographische Länge und die Höhe des Flugzeugs umgewandelt wird. Diese Information wird dann mittels Kathodenstrahlröhren-Sichtwiedergabeeinrichtungen oder mittels anderer Ausgangseinrichtungen an das Personal der Luftverkehrskontrolle gegeben und kann auf einer geeigneten NPG-Codierungsausrüstung zum Zurückübermitteln der berechneten Positionsdaten zu dem speziellen Flugzeug, dem diese Daten zugeordnet sind, zugeführt werden. Der Rechner geht als nächstes zum Block 362 über, worin die.eben berechneten Positionsdaten mit vorher für das gleiche Flugzeug berechneten Positionsdaten verglichen und an einer Anzahl von reservierten Stellen in dem identifizierten Datenspeicherblock gespeichert werden. Im Block 363 werden die Ergebnisse dieses Vergleichs dazu benutzt, die Geschwindigkeit, Steig- oder Sinkrate bzw. -geschwindigkeit und den wahren Kurs des Flugzeugs, basierend auf der zwischen aufeinanderfolgenden Positionsberechnungen vergangenen Zeit, zu ermitteln. Diese Informationen werden ebenfalls mittels Kathodenstrahlröhren-SichtwiedergabeAfter it has now determined the true aircraft location, the computer goes to block 361 of the program, in which the aircraft position in spherical coordinates (r, Θ, 0) is converted into the latitude, longitude and altitude of the aircraft. This information is then provided to air traffic control personnel by cathode ray tube display devices or other output devices and can be fed back on suitable NPG coding equipment for relaying the calculated position data back to the particular aircraft with which this data is associated. The computer next proceeds to block 362 in which the position data just calculated is compared with position data previously calculated for the same aircraft and stored in a number of reserved locations in the identified data storage block. In block 363, the results of this comparison are used to determine the speed, rate of climb or descent or speed and the true course of the aircraft based on the time elapsed between successive position calculations. This information is also displayed by means of cathode ray tube display

oder mittels anderer Ausgangseinrichtungen dem Personal der Luftverkohrskontrolle zugeführt, und sie können ebenfalls einer geeigneten NPG-Codierungsausrüstung zum Zurückübermitteln der berechneten Daten zu dem Flugzeug, dem sie zugeordnet sind, zugeführt werden. Im Block 364 werden die aktuell berechneten Werte der geographischen Breite, geographischen Länge und Höhe zusammen mit dem t„-Wert, auf dessen Basis die Rechnung ausgeführt worden ist, an den Stellen im identifizierten Datenspeicherblock gespeichert, die für frühere Positionsdaten reserviert sind,, wodurch die früheren Werte der geographischen Breite, der geographischen Länge und der Höhe sowie die früheren t„-Werte, die hier gespeichert wurden, ersetzt werden. Der Rechner geht dann zum Block 365 über, worin die Rücksignalankunftszeiten t,, t„ und t., an ihren jeweiligen Speicherstellen gelöscht werden, damit das System zum Empfang und zum Verarbeiten des nächsten Satzes von Rücksignalen von dem gleichen Flugzeug vorbereitet wird (die tfi-Stelle im Datenblock wird auch zu diesem Zeitpunkt gelöscht, obwohl ihr Inhalt im Block 364 zum Zwecke des Bestimmens der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Positionsberechnungen bereits aufbewahrt worden ist). Wenn das vollendet worden ist, kehrt der Rechner zum LESE-Block 334 (Fig. 20A) zurück, um mit der Verarbeitung der Zeitgebungs- bzw. -meßinformationen zu beginnen, die von dem nächsten an der Bodenstation empfangenen Rücksignal abgeleitet worden ist und sich auf das gleiche Flugzeug oder ein völlig anderes Flugzeug beziehen können.or by other output means to the air traffic control personnel, and they can also be fed to suitable NPG coding equipment for transmitting the calculated data back to the aircraft with which they are assigned. In block 364, the currently calculated values of latitude, longitude and altitude are stored together with the t "value on the basis of which the calculation was carried out in those locations in the identified data storage block which are reserved for previous position data, whereby the previous values of the geographical latitude, the geographical longitude and the altitude as well as the previous t "values that were stored here are replaced. The computer then proceeds to block 365 wherein the return signal arrival times t ,, t "and t., Are deleted from their respective storage locations in order to prepare the system to receive and process the next set of return signals from the same aircraft (the t fi digit in the data block is also deleted at this point in time, although its content has already been retained in block 364 for the purpose of determining the time between successive position calculations). When this has been completed, the computer returns to READ block 334 (FIG. 20A) to begin processing the timing information derived from the next return signal received at the ground station and on the same aircraft or a completely different aircraft.

....

Wie weiter oben angedeutet, kann es für ein Flugzeug im Länder kreuzenden Flug wünschenswert sein, daß die Besatzung wahlweise direkten Zugriff zu der genauen Positions-, Geschwindigkeits-, Kurs- und Steigrateninformation, die in der Bodenstation berechnet worden ist , zurAs indicated above, it may be desirable for an aircraft on a cross-country flight that the crew optional direct access to the exact position, speed, course and rate of climb information, which has been calculated in the ground station for

Verwendung mittels des ATC hat. In solchen Flugzeugen kann diese Information die Navigationsinformation ergänzen oder ersetzen, die normalerweise durch Cockpitinstrumente und vom Flugzeug mitgeführte spezialisierte Funkausrüstung erlangt wird. Die Fig. 21 zeigt eine beispielsweise Anordnung zum Codieren einer Navigationsimpulsgruppe (NPG) mit dieser Information zum Zwecke des Zurücksendens zu dem speziellen Flugzeug, zu dem diese Information gehört. Eine typische Bestandsliste von NPG-Impulsen ist die folgende:Use by means of the ATC. In such aircraft, this information can supplement the navigation information or replace the specialized radio equipment normally carried by cockpit instruments and aircraft is obtained. Fig. 21 shows an example of an arrangement for coding a navigation pulse group (NPG) with this information for the purpose of sending it back to the specific aircraft to which this Information heard. A typical inventory of NPG pulses is as follows:

TABELLE 3TABLE 3

Bestandsliste von Impulsen in einem NPG-Signal 15Inventory of pulses in an NPG signal 15th

AnzahlQuantity

von Zweckof purpose

BitsBits

22 Adressencode des Flugzeugs (ABT-Bits)22 aircraft address code (ABT bits)

6 Zeit (bis 0,02 Sekunden), die seit dem ABT-Signal vergangen ist, auf dessen Basis die Positionsberechnung erfolg ist6 Time (up to 0.02 seconds) that has elapsed since the ABT signal, on the basis of which the position is calculated success is

11 Geschwindigkeit über dem Boden (Bodengeschwindigkeit) bis 2000 Knoten, in Einheiten von 1 Knoten11 Above the ground speed (ground speed) up to 2000 knots, in units of 1 knot

10 Kurs bis 0,5°10 course up to 0.5 °

„c- 12 Steig/Sinkrate bis 6096 m/min, in Einheiten von 3,048 m/min„C- 12 rate of climb / descent up to 6096 m / min, in units of 3,048 m / min

51 Geographische Breite und geographische Länge in Grad/Minuten/Sekunden51 Latitude and longitude in degrees / minutes / seconds

17 Höhe (von mittlerem Meeresspiegelniveau) bis 30480 m in Einheiten von 0,3048 in17 Altitude (from mean sea level) to 30,480 m in units of 0.3048 in

-,„ 6 Bits für Botschaften-, “6 bits for messages

2 · ABT-Raten- bzw. -Frequenzsteuerbits 30 Autopilotsteuerbits2 · ABT rate or frequency control bits 30 autopilot control bits

169 Insgesamt
Diese Bits werden mittels des Bodenstationsrechners in
169 total
These bits are converted into

entsprechende Mehrfach-Bit-Blocks eines Schieberegisters 374 eingegeben. Im einzelnen sind die ABT-Bits, die in den Block 376 des Schieberegisters eingegeben werden, die gleichen wie die 22 Flugzeugidentifizierungsbits, die in der Bakensignalimpulsgruppe der Fig. 5 enthalten sind.corresponding multiple-bit blocks of a shift register 374 entered. In particular, the ABT bits entered into block 376 of the shift register are the same as the 22 aircraft identification bits contained in the beacon pulse group of Fig. 5 are included.

Die Angabe über die vergangene Zeit, die in den Block 378 des Schieberegisters eingegeben wird, wird auf der Basis der Sendezeit t„ des Abfragesignals berechnet, das die in Frage stehende Positionsberechnung eingeleitet hat. In den Block 380 für die Geschwindigkeit, den Kurs und die Steigrate sowie in dem Block 382 für die geographische Breite, ■ die geographische Länge und die Höhe werden die Informationen eingegeben, die aus den Berechnungen abgeleitet sind, welche von dem Bodenstationsrechner gemäß dem Ablaufdiagramm der Fig. 2OA bis 2OC ausgeführt worden sind. Zur Eingabe in den Block 384 ist eine Gesamtheit von sechs Bits für Botschaften vorgesehen: ein Bit wird dazu verwendet, anzuzeigen, daß das Luftverkehrskontroll Zentrum Sprechverbindung mit dem Piloten wünscht, und die übrigen fünf Bits werden dazu verwendet, eine, von 32 Standardbotschaften für den Piloten zu übermitteln (z. B. Terrainwarnung; Abfall in unsichere Höhe; Zusammenstoßgefahr durch ein Flugzeug von links/rechts, oben/unten oder entgegenkommend/überholend). Eines von zwei Bits kann in den Block 386 des Schieberegisters eingegeben werden, um die ABT-Signalwiederholungsfrequenz des adressierten Flugzeugs zu verändern. Schließlich wird eine Gesamtheit von 30 Bits in den Block 388 zur Steuerung der Autopilotfunktionen eines in geeigneter Weise ausgerüsteten Flugzeugs eingegeben. Unter diesen Bits sind Bits zum Steuern der Wenderate bzw. -geschwindigkeit, des .ickwinkels und des Gierwinkels des Flugzeugs wie auch zusätzliche Bits zum Ausführen verschiedener einzelner Aktionskommandos (z. B. Drosseleinstellung, Klappen ausfahren, Ausfahren des Landefahrwerks und Bodenrollsteuerung ).The elapsed time indication entered into block 378 of the shift register is based on the transmission time t "of the interrogation signal is calculated that the in Has initiated the position calculation in question. Into the block 380 for the speed, the course and the rate of climb and in block 382 for latitude, longitude and altitude, the information which are derived from the calculations made by the ground station computer according to the flowchart of Figures 20A to 20C have been carried out. To be entered in block 384 is a total of six Bits provided for messages: one bit is used to indicate that the air traffic control center Communication with the pilot is desired, and the remaining five bits are used to convey one of 32 standard messages to be communicated for the pilot (e.g. terrain warning; dropping to unsafe height; risk of collision by an airplane from left / right, up / down or oncoming / overtaking). Either of two bits can be entered into block 386 of the shift register to change the ABT signal repetition frequency of the addressed aircraft to change. Finally, a total of 30 bits is entered in block 388 for controlling the autopilot functions a suitably equipped aircraft entered. Among these bits are bits for controlling the Turn rate or speed, the angle of incline and the yaw angle of the aircraft as well as additional bits for the Execution of various individual action commands (e.g. throttle setting, extending flaps, extending the landing gear and roll control).

Wenn die Schieberegisterblocks 376 bis 388 alle geladen sind, erzeugt der Bodenstationsrechner eine Aufeinanderfolge von Taktimpulsen auf der Leitung 390, die dazu dienen, die gespeicherten Bits in serieller Weise auf die Leitung 392 durchzulassen bzw. überzuführen. Die erhaltene Impulsfolge wird einem Impulsverstärker 394, einem Modulator 396 und einem Hochfrequenzoszillator 398 zugeführt, damit sie als das NPG-Signal mittels einer geeigneten Antenne 400 mit schmaler Strahlungskeule zum Bodenverbindungs-Satelliten S2 gesendet werden kann. Dieses Senden erfolgt mit einer Trägerfrequenz t-., die sich von der Abfragesignalfrequenz f, und der ABT-Frequenz f„ unterscheidet. Die Antenne 400 mit schmaler Strahlungskeule kann die Antenne 224 der Fig. 17 sein, wenn eine geeignete Verteilerschaltung verwendet wird. Vom Satelliten S2 wird das NPG-Signal zu allen Flugzeugen innerhalb des Bereichs des Systems mittels einer geeigneten Antenne mit breiter Strahlungskeule übermittelt, wie weiter oben beschrieben.When the shift register blocks 376 to 388 are all loaded, the ground station computer generates a sequence of clock pulses on line 390 which are used to pass or transfer the stored bits onto line 392 in a serial manner. The resulting pulse train is fed to a pulse amplifier 394, a modulator 396 and a radio frequency oscillator 398 for transmission as the NPG signal to the ground link satellite S2 by a suitable narrow beam antenna 400. This transmission takes place with a carrier frequency t 1, which differs from the interrogation signal frequency f and the ABT frequency f 1. The narrow beam antenna 400 may be the antenna 224 of FIG. 17 if appropriate distribution circuitry is used. The NPG signal is transmitted from satellite S2 to all aircraft within range of the system by means of a suitable wide beam antenna, as described above.

Flugzeug-NPG-EmpfangsschaltungAircraft NPG receiving circuit

Die Fig. 22 veranschaulicht eine beispielsweise Anordnung zum Empfangen und Verarbeiten von NPG-Signalen an Bord des einzelnen Flugzeugs. Die NPG-Signale werden mittels einer geeigneten Antenne 402 mit breiter Strahlungskeule vom Bodenverbindungs-Satelliten S2 empfangen und zunächst auf einen Verstärker 404 und einen Detektor 406 gegeben, so daß man die Impulsumhüllende auf der Leitung 407 erhält. Die auf der Leitung 407 erscheinende Impulsfolge wird auf den Eingang eines Reihen-zu-parallel-Umsetzers 408 gegeben, der mit parallelen Mehrfach-Bit-Ausgängen 410 bis 422 versehen ist, die den jeweiligen Blöcken 376 bis 388 in dem Schieberegister 374 der Fig.22 illustrates an example arrangement for receiving and processing NPG signals Board the individual aircraft. The NPG signals are transmitted by a suitable wide beam antenna 402 received by the ground link satellite S2 and first to an amplifier 404 and detector 406 so that the pulse envelope on line 407 is obtained. The pulse train appearing on line 407 is applied to the input of a series-to-parallel converter 408, which is provided with parallel multiple-bit outputs 410 to 422, which correspond to the respective Blocks 376 through 388 in shift register 374 of FIG.

21 entsprechen. Alle Ausgänge des Reihen-zu-parallel-Um-21 correspond. All outputs of the series-to-parallel-reversing

setzers 408 mit Ausnahme des Ausgangs 410 für die 22 Flugzeugidentifizierungs-ABT-Bits sind zu entsprechenden Leitwegauswahl toren 430 bis 440 in der Leitwegauswahltoreinheit 428 geführt. Die einzelnen Leitwegauswahltore 430 bis 440 in der Einheit 428 werden gleichzeitig mittels Signalen gesteuert, die auf der Steuereingangsleitung 426 erscheinen. Die Leitung 426 ist mit dem Ausgang eines Adressenkomparators 424 verbunden, der die Äquivalenz zwischen den ABT-Bits, welche im Reihen-zu-parallel-Um-Setzerausgang 410 erscheinen, und dem intern gespeicherten 22-Bit-Identifizierungscode für das spezielle, in Frage stehende Flugzeug prüft. Wenn der Adressenkomparator 424 eine solche Adressenäquivalenz feststellt,dann wird dadurch bewirkt, daß er ein Ausgangssignal auf der Leitung 426 erzeugt, welches seinerseits bewirkt, daß die digitale Information auf den Ausgangsleitungen 412 bis 422 des Reihen-zu-parallel-Umsetzers 408 auf den entsprechenden Ausgangsleitung 442 bis 452 der Leitwegauswahltore 430 bis 440 erscheint. Auf diese Weise wird erreicht, daß die einzige Navigationsinformation, die zu den Leitwegauswahltorausgängen 442 bis 452 hindurchgeht, nur eine solche Information ist, die von NPG-Signalen abgeleitet wurde, welche das spezielle Flugzeug identifizieren, während die NPG-Signale, die für andere Flugzeuge bestimmt sind, aufgrund der Nichtäquivalenz zwischen ihren ABT-Bits und dem 22-Bit-Code, der in den Adressenkomparator 242 vorher einprogrammiert worden ist, zurückgewiesen worden sind.setter 408 with the exception of the output 410 for the 22 aircraft identification ABT bits are to respective route selection gates 430 to 440 in the route selection gate unit 428 led. The individual route selection gates 430 to 440 in the unit 428 are activated simultaneously by means of Signals appearing on control input line 426. The line 426 is with the output of a Address comparator 424, which shows the equivalence between the ABT bits used in the row-to-parallel converter output 410 and the internally stored 22-bit identification code for the special in Question standing aircraft checks. If address comparator 424 detects such address equivalence, then is caused by producing an output signal on line 426 which in turn causes the digital information on output lines 412 through 422 of row-to-parallel converter 408 to the appropriate Output line 442 through 452 of route selection gates 430 through 440 appears. In this way it is achieved that the only navigation information that passes to route selection gates exits 442 through 452, is only such information derived from NPG signals identifying the particular aircraft while the NPG signals intended for other aircraft due to the non-equivalence between their ABT bits and the 22-bit code previously programmed into address comparator 242 are rejected have been.

Es sei nun angenommen, daß ein NPG-Signal empfangen worden ist, weiches das spezielle, in Frage stehende Flugzeug identifiziert, und daß die geographische Breite, die geographische Länge und die Höhe des Flugzeugs auf der Leitung 446 erscheinen, während dessen Geschwindigkeit, Kurs und Steigrate (oder Sinkrate) auf der LeitungIt is now assumed that an NPG signal has been received which identifies the particular aircraft in question, and that the latitude, the longitude and altitude of the aircraft appear on line 446 while its speed, Course and rate of climb (or rate of descent) on the line

444 erscheinen. Diese Information ist vorher von der Bodenstation, basierend auf dem letzten vom Flugzeug erzeugten Bakensignal berechnet worden, und daher kann sie einer gewissen Ungenauigkeit unterworfen sein, was von der Zeitdauer abhängt, die vergangen ist, seit dieses Bakensignal gesendet wurde. Um es zu ermöglichen, daß im Flugzeug jede derartige Ungenauigkeit korrigiert wird, berechnet die Bodenstation dieses Zeitintervall auf der Basis der Sendezeit t« des letzten Abfragesignals und der berechneten Flugzeugposition und sendet diese Information dem Flugzeug als Teil des NPG-Signals.. Das berechnete Zeitintervall erscheint auf der Ausgangsleitung 442 des Leitwegauswahltors 4 30 und wird zusammen mit der Information auf den Leitungen 444 und 446 einer Positionsaktualisierungseinheit 454 eingegeben. Diese Einheit, die mittels eines Mikroprozessors oder einer anderen geeigneten programmierten Datenverarbeitungsausrüstung verwirklicht werden kann, berechnet die gegenwärtige geographische Breite, die geographische Länge und die Höhe des Flugzeugs auf der Basis von dessen geographischer Breite, geographischer Länge und Höhe zu dem Zeitpunkt, zu dem das Bakensignal gesendet worden ist, seiner Geschwindigkeit, seinem Kurs und seiner Steigrate (oder Sinkrate), wie sie in der Bodenstation berechnet worden sind, und der Größe der vergangenen Zeit, die auf der Leitung 442 erscheint. Das ist eine Routineberechnung und braucht nicht in Einzelheiten beschrieben zu werden. Die aktualisierte geographische Breite, geographische Länge und Höhe des Flugzeugs werden zusammen mit der Geschwindigkeit, dem Kurs und der Steig- oder Sinkrate des Flugzeugs, wie sie in der Bodenstation berechnet worden sind, in Sichtwiedergaberegistern 456 untergebracht, die eine Ausgangspufferung für die Cockpit-Sichtwiedergabeeinrichtungen 458 bilden. Die Cockpit-Sichtwiedergabeeinrichtungen können eine Anzahl von Sichtwiedergabeeinrichtungen vom seg-444 appear. This information is previously from the ground station based on the last one generated by the aircraft Beacon signal has been calculated, and therefore it may be subject to a certain inaccuracy, which of depends on the length of time that has passed since this beacon signal was sent. To enable im If any such inaccuracy is corrected, the ground station calculates this time interval on the aircraft Basis of the transmission time t «of the last interrogation signal and the calculated aircraft position and sends this information to the aircraft as part of the NPG signal .. The calculated The time interval appears on the output line 442 of the route selection gate 4 30 and is used along with the Information on lines 444 and 446 of a position update unit 454 entered. This unit carried out by means of a microprocessor or other suitable programmed data processing equipment calculates the current latitude, longitude and altitude of the Aircraft based on its latitude, longitude and altitude at the time the beacon signal was sent, its speed, course and rate of climb (or rate of descent), how they have been calculated in the ground station, and the amount of time elapsed on line 442 appears. This is a routine calculation and need not be described in detail. The updated latitude, longitude and altitude of the aircraft are combined with the speed, the course and the rate of climb or descent of the aircraft, as calculated in the ground station, in display registers 456, which provides output buffering for the cockpit display devices 458 form. The cockpit visual display devices can be a number of visual display devices from the seg-

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mentierten Typ bzw. in Abschnitte unterteilten Typ umfassen, wie beispielsweise Sichtwiedergabeeinrichtungen mit lichtemittierenden Dioden oder Flüssigkristallen, oder eine einzige Sichtwiedergabeeinrichtung vom Kathodenstrahlenröhren-Typ, auf der die geographische Breite, die geographische Länge, die Höhe, die Geschwindigkeit, der Kurs und die Steig- oder Sinkrate des Flugzeugs in irgendeinem geeigneten Format bzw. in irgendeiner geeigneten Form dargestellt werden.mented type or subdivided type, such as display devices with light-emitting diodes or liquid crystals, or a single cathode ray tube type display device, on which the geographical latitude, the geographical longitude, the altitude, the speed, the course and rate of climb or descent of the aircraft in any suitable format or in any suitable Shape to be represented.

Wie weiter oben angedeutet, weist das NPG-Signal auch sechs Bits für Botschaften auf, von denen eines dazu verwendet wird, anzuzeigen, daß das Luftverkehrszentrum eine Sprechverbindung mit dem Piloten wünscht, während die übrigen fünf Bits dazu verwendet werden, der Besatzung eine von 32 unterschiedlichen Standardbotschaften zu senden (z. B. Terraingefahr, Absinken in unsichere Höhe, usw.). In Ansprechung auf einen positiven Vergleich mittels des Adressenkomparators 424 erscheinen diese Bits am Ausgang 448 des Leitwegauswahltors 436 und werden auf einen Decodierer 460 gegeben. Der Decodierer 460 bestimmt, welche Botschaft vorliegt und ob das Bit für die Sprechverbindung vorhanden ist, und gibt die geeignete Sichtwiedergabe-Kontroll information an die Sichtwiedergabeeinrichtungsregister 462. Die Register 462 bilden eine Ausgangspufferung für die Cockpit-Botschaftssichtwiedergabeeinheit 468, die einen gesonderten Satz von Sichtwiedergabeeinrichtungen vom segmentierten bzw. aus Abschnitten bestehenden Typ oder eine einzige Kathodenstrahlröhrert-Sichtwiedergabeeinheit aufweist, wie weiter oben bereits erwähnt.As indicated above, the NPG signal also has six bits for messages, one of which is used to indicate that the air traffic center wants a voice connection with the pilot, while the remaining five bits are used by the crew to send one of 32 different standard messages (e.g. danger of terrain, sinking to an unsafe altitude, etc.). In response to a positive comparison by address comparator 424, these bits appear at the output 448 of the route selection gate 436 and are applied to a decoder 460. The decoder 460 determines which message is present and whether the bit for the voice connection is present, and gives the appropriate visual reproduction control information to the display device register 462. The registers 462 form an output buffer for the cockpit message display unit 468, which has a separate set of visual display devices from the segmented or from sections existing type or a single CRT display unit as already mentioned above.

Der Ausgang 420 des Reihen-zu-pärallel-Umsetzers 408 liefert gesondert die beiden reservierten NPG-Bits, die in einem geeignet ausgerüsteten Flugzeug zum Ändern desThe output 420 of the series-to-parallel converter 408 provides separately the two reserved NPG bits that are used in a suitably equipped aircraft for changing the

Sperrintervalls des Flügzeug-ABTs verwendet werden (oder umgekehrt seiner Ahtwortfrequenz auf von der Bodenstation gesendete Abfragesignale). Unter kurzer Bezugnahme auf die modifizierte Sperrschaltung der Fig. 14 sei daran erinnert, daß das von dieser Schaltung erzeugte Sperrintervall, je nach dem jeweiligen Fall, vergrößert oder verkleinert werden kann, indem ein oder mehrere Impulse ah den "VERSCHIEBE NACH LINKS"-Eingang 150 oder an den "VERSCHIEBE NACH RECHTS"-Eingang 152 gegeben werden. Diese Impulse werden von den beiden ABT-Frequenzbits, die am Ausgang 420 des Reihen-zu-parallel-Umsetzers in Fig. 22 erscheinen, abgeleitet. Wenn mittels des Adressenkomparators 242 Adressenäquivalenz festgestellt wird, werden diese Bits durch das Leitwegauswahltor 438 zu dessen Ausgang 450 durchgelassen, und von hier gelangen sie zum Eingang eines Decodierers 470. Da zwei ABT-Frequenzbits vorgesehen sind, sind vier diskrete Ausgangssignale vom Decodierer 470 möglich. So kann z. B. ein (01)-Bit-Code dazu benutzt werden, ein "VERSCHIEBE NACH LINKS"-Ausgangssignal von dem Decodierer erzeugen zu lassen, und ein (10)-Bit-Code kann dazu verwendet werden, ein "VERSCHIEBE NACH RECHTS"-Ausgangssignal zu erzeugen. Die Bitfolge (11) kann dazu verwendet werden, anzuzeigen, daß keine Änderung erfolgen soll (d. h. daß die vorliegende ABT-Frequenz aufrechterhalten werden soll). Wahlweise kann die verbleibende Bitfolge (00) dazu benutzt werden, zu bewirken, daß der ABT nach einer voreingestellten Zeitdauer zu seiner minimalen Antwortfrequenz (d. h. zum maximalen Sperrintervall) zurückkehrt und seine gegenwärtige Frequenz in der Zwischenzeit aufrechterhält. Aus einer Betrachtung der Fig. 14. und 22 ist ersichtlich, daß eine gegebene Änderung der ABT-Frequenz mehrere aufeinanderfolgende NPG-Signale erfordern kann, da jedes NPG-Signal nur eine "VERSCHIEBE NACH LINKS"- oder "VERSCHIEBE NACH RECHTS"-Operation im Schieberegister 112 der Fig.Blocking interval of the aircraft ABT can be used (or reversed its response frequency from the ground station sent query signals). With brief reference to the modified lockout circuit of FIG. 14, it should be recalled that that the blocking interval generated by this circuit, depending on the case, increased or decreased can be done by sending one or more pulses to the "SHIFT LEFT" input 150 or to the "SHIFT TO THE RIGHT "input 152. These pulses are generated by the two ABT frequency bits that are on the Output 420 of the series-to-parallel converter in FIG. 22 appear, derived. If address equivalence is determined by means of the address comparator 242, these bits are passed through route selection gate 438 to its output 450, and from there they go to Input of a decoder 470. Since there are two ABT frequency bits, there are four discrete output signals from the Decoder 470 possible. So z. For example, a (01) bit code could be used to generate a "SHIFT LEFT" output generated by the decoder, and a (10) -bit code can be used to represent a "SHIFT RIGHT "output. Bit string (11) can be used to indicate that no change is to be made (i.e. that the current ABT frequency is to be maintained). Optional the remaining bit sequence (00) can be used to cause the ABT to stop after a preset period of time reverts to its minimum response frequency (i.e., maximum lockout interval) and its current one Frequency in the meantime. From a consideration of Figs. 14 and 22 it can be seen that a given change in the ABT frequency several consecutive May require NPG signals as each NPG signal only does a "SHIFT LEFT" or "SHIFT TO THE RIGHT "operation in shift register 112 of FIG.

befehlen kann. So erfordert ζ. B. eine Erhöhung der ABT-Frequenz um den Faktor 8 (oder 2 ), daß drei aufeinanderfolgende "VERSCHIEBE NACH LINKS"-Impulse auf die Eingangsleitung 150 in Fig. 14 gegeben werden, was es wiederum erfordert, daß drei aufeinanderfolgende NPG-Signale empfangen und durch die vom Flugzeug mitgeführte NPG-Schaltung der Fig. 22 decodiert werden.can command. So requires ζ. B. an increase in the ABT frequency by a factor of 8 (or 2) that three consecutive "SHIFT LEFT" pulses are placed on input line 150 in FIG. 14, which in turn requires that three consecutive NPG signals are received and decoded by the aircraft carried NPG circuit of FIG.

Die letzte interessierende Gruppe von NPG-Bits in Fig. 22 sind die Autopilotsteuerbits, die am Ausgang 422 des Reihen-zu-parallel-Umsetzers 408 erscheinen. In Ansprechung auf eine Feststellung der Adressenäquivalenz durch den Adressenkomparator 424 werden diese Bits zum Ausgang 452 (in strichpunktierten Linien dargestellt) des Leitwegauswahltors 440 durchgelassen, damit sie von einem geeignet ausgerüsteten Flugzeug entsprechend verwendet werden kön- - nen, wie weiter unten in Verbindung mit Fig. 24 beschrieben ist.The last group of interest of NPG bits in Figure 22 are the autopilot control bits appearing on output 422 of the series-to-parallel converter 408 appear. In response to a determination of the address equivalence by the Address comparator 424 turns these bits into output 452 (shown in dashed lines) of the route selection gate 440 to allow them to pass through by one suitable equipped aircraft can be used accordingly, as described further below in connection with FIG. 24 is.

Die Fig. 23 veranschaulicht eine Abwandlung der vom Flugzeug mitgeführten NPG-Empfangsschaltung der Fig. 22, welche die Piloten von damit ausgerüsteten Flugzeugen mit Information über andere Flugzeuge in ihrer Nähe versorgen kann. Es kann sein, daß die Piloten solcher Flugzeuge nicht nur ihre eigenen Positionen und Kurse zu wissen wünschen, sondern auch die Relativpositionen und -kurse aller anderen Flugzeuge innerhalb eines gegebenen Radius oder innerhalb eines gegebenen Radius und eines gewissen Höhenintervalls. Demgemäß ist die Positionsaktualisierungseinheit 454 so angeordnet bzw. ausgebildet, daß sie die Information über die geographische Breite, die geographische Länge und die Höhe, die in jedem von dem Reihen-zuparallel-Umsetzer 408 erhaltenen NPG-Signal enthalten ist, aktualisiert, anstatt die entsprechende Information von nur denjenigen NPG-Signalen, die ABT-Bits haben, welcheFIG. 23 illustrates a modification of the aircraft-carried NPG receiving circuit of FIG provide the pilots of aircraft equipped with it with information about other aircraft in their vicinity can. It may be that the pilots of such aircraft not only know their own positions and courses wish, but also the relative positions and courses of all other aircraft within a given radius or within a given radius and a certain height interval. Accordingly, the position update unit is 454 is arranged or designed in such a way that it contains the information about the geographical latitude, the geographical Length and height contained in each NPG signal received from series-to-parallel converter 408, instead of updating the corresponding information of only those NPG signals that have ABT bits, which

dem Identifizierungscode des in Frage stehenden speziellen Flugzeugs entsprechen. Die aktualisierte geographische Breite, geographische Länge und Höhe jedes solchen Flugzeugs und die Geschwindigkeit, der Kurs sowie die Steigrate (oder Sinkrate) des Flugzeugs, wie sie an der Bodenstation berechnet worden sind, werden jeweils auf die Leitwegauswahltore 434 und 432 der Leitwegauswahltoreinheit 4 28 gegeben. Im Gegensatz zu den entsprechenden Leitwegauswahltoren der Fig. 22 sind jedoch die Leitwegauswahltore 434 und 432 der Fig. 23 je mit zwei alternativen Ausgängen versehen. In Ansprechung auf die Ermittlung einer Adressenäquivalenz durch den Adressenkomparator 424 werden die Ausgänge 444 und 446 freigegeben, und die Ausgänge 443 und 445 werden gesperrt (die Ausgänge 448 bis 452 der übrigen Leitwegauswahltore 436 bis 440 werden auch freigegeben, wie weiter oben beschrieben). Dadurch wird bewirkt, daß die von der Positionsaktualisierungseinheit 454 erhaltenen Navigationsinformation den Sichtwiedergaberegistern 4 56 und dadurch den Cockpit-Sichtwiedergabeeinrichtungen 458 zugeführt wird, wie oben in Verbindung mit Fig. 22 beschrieben ist. Bei Nichtvorliegen eines positiven Adressenvergleichs im Adressenkomparator 424 jedoch werden die Leitwegauswahltorausgänge 444 und 446 gesperrt (wie das auch bei den übrigen Leitwegauswahltorausgängen 436 bis 440 der Fall ist), und die alternativen Ausgänge 443 und 445 werden statt dessen freigegeben. Das hat zur Folge, daß die von der Positionsaktualisierungseinheit 454 gelieferte Navigationsinformation statt dessen der Positionsvergleichseinheit 472 zugeführt wird, wo die Position des Flugzeugs, zu dem das empfangene NPG-Signal gehört, mit der Position (die noch in den Sichtwiedergaberegistern 456 festgehalten ist) des Flugzeugs, das sie empfangen hat, verglichen wird. Wenn festgestellt wird, daß das Flugzeug, auf welches sich das NPG-Signal bezieht, innerhalb eines vorbestimmtenthe identification code of the particular one in question Correspond to the aircraft. The updated latitude, longitude, and altitude of each Aircraft and the speed, the course as well as the Rate of climb (or rate of descent) of the aircraft as shown at the Earth station are calculated on the route selection gates 434 and 432 of the route selection gate unit, respectively 4 28 given. In contrast to the corresponding route selection gates of FIG. 22, however, the route selection gates are 434 and 432 of FIG. 23 are each provided with two alternative outlets. In response to the investigation an address equivalence by the address comparator 424, the outputs 444 and 446 are enabled, and the outputs 443 and 445 are blocked (the outputs 448 to 452 of the remaining route selection gates 436 to 440 are also released as described above). This causes the position update unit 454 received navigation information to the display registers 4 56 and thereby the cockpit display devices 458, as described above in connection with FIG. If not available however, a positive address comparison in address comparator 424 becomes the route select gate outputs 444 and 446 disabled (as is the case with the remaining route selection gates 436 through 440), and the alternative outputs 443 and 445 are enabled instead. As a result, the position update unit The navigation information supplied 454 is instead fed to the position comparison unit 472 where the position of the aircraft to which the received NPG signal belongs with the position (which is still is held in the display registers 456) of the aircraft that received it is compared. When it is determined that the aircraft to which the NPG signal relates is within a predetermined

Radius oder einer vorbestimmten Höhe vom empfangenden Flugzeug aus ist, dann wird die Position des ersteren Flugzeugs in Sichtwiedergabe auf einem Situationsüberwachungsgerät 474 wiedergegeben, das im Cockpit des empfangenden Flugzeugs vorgesehen ist; anderenfalls wird sie gelöscht. Das Situationsüberwachungsgerät 474 kann z. B. einen kreisförmigen Kathodenstrahlröhrenschirm ähnlich den Situationsüberwachungsgeräten, die bei der Radarverfolgung verwendet werden, aufweisen, wobei die Position des empfangenden Flugzeugs in der Mitte der Sichtwiedergabe ist und die Positionen der anderen Flugzeuge durch geeignete Symbole oder "Blips" an Punkten auf der Sichtwiedergabe angezeigt werden, die ihren Relativpositionen mit Bezug auf das empfangende Flugzeug entsprechen. Bei einer geeigneten Pufferung können die Positionen aller Flugzeuge innerhalb des vorbestimmten Radius auf diese Weise sichtbar wiedergegeben werden, und jeder "Blip" kann auf der Sichtwiedergabe mit der geographischen Breite, der geographischen Länge, Höhe, Geschwin- digkeit, dem Kurs und der Steigrate (oder Sinkrate) des entsprechenden Flugzeugs markiert werden.Radius or a predetermined height from the receiving Aircraft is off, then the position of the former aircraft is displayed on a situation monitor 474, which is provided in the cockpit of the receiving aircraft; otherwise will they deleted. The situation monitor 474 may e.g. B. similar to a circular cathode ray tube screen the situation monitors used in radar tracking, with the position of the receiving aircraft is in the middle of the display and the positions of the other aircraft are indicated by suitable symbols or "blips" at points on the display showing their relative positions with respect to the receiving aircraft. With suitable buffering, the positions of all aircraft within the predetermined radius are displayed in this way, and everyone "Blip" can be used on the display with the geographical latitude, geographical longitude, altitude, speed speed, course and rate of climb (or rate of descent) of the aircraft concerned.

Die Fig. 24 veranschaulicht ein exemplarisches System zur Ausführung von automatischen (d. h. NPG-gesteuerten) Flügen mit Flugzeugen, die mit einem geeigneten Dreiachsen-Autopiloten ausgerüstet sind. In einem solchen Flugzeug sollte die Bitfrequenzgenauigkeit des ABT relativ hoch gemacht werden (d. h. 0,5 % oder besser), damit die Zeitbeziehung des letzten Zeitgebungsimpulses (des Bits ■ 32 in Fig. 5) zum anfänglichen bzw. ersten Zeitgebungsimpuls (dem Bit 1 in Fig. 1) genau bekannt ist. Die beiden Impulse können dann zu einer besseren Gesamtmessung der Ankunftszeiten t, , t2 und t-, und dadurch zu einer genaueren Bestimmung der Flugzeugposition beitragen. Diese Präzision sollte primär im Falle von automatischen Lan-FIG. 24 illustrates an exemplary system for performing automatic (ie, NPG controlled) flights with aircraft equipped with a suitable three-axis autopilot. In such an aircraft, the bit frequency accuracy of the ABT should be made relatively high (i.e. 0.5% or better) so that the time relationship of the last timing pulse (of bit 32 in FIG. 5) to the initial or first timing pulse (bit 1 in Fig. 1) is exactly known. The two pulses can then contribute to a better overall measurement of the arrival times t 1 , t 2 and t 1, and thus to a more precise determination of the aircraft position. This precision should primarily be used in the case of automatic

düngen gefordert werden.fertilizing are required.

Es seinun speziell auf die Fig. 24 Bezug genommen, wonach der 30-Bit-Äusgang 452 des Leitwegauswahltors 440 der Fig. 22 oder 23 zu einem 30-Bit-Kommandoregister 476 geführt ist. Das Register 476 ist mit einer Anzahl von Mehrfach-Bit-Stufen 478 bis 484 zur Aufnahme der digitalen Wenderaten-, Nickwinkel-, Gierwinkel- und der diskreten Betätigungskommandos, die von der Bodenstation durch Codierung in das NPG-Signal eingegeben worden sind, versehen. Das digitale Wenderatenkommando wird auf einen Digital-zu-Analog-Umsetzer 486 gegeben, so daß ein Analogsignal erzeugt wird, das zur Steuerung bzw. Regelung der Querruderbetätiger 490 verwendet wird. Durch Zuführen eines Analogsignals von einem Wenderatenkreisel 492 zu der Summierungseinrichtung 488 wird eine negative Rückkopplung erzielt. In einer entsprechenden Weise wird das Nickwinkelkommando auf einen Digital-zu-Analog-Umsetzer 494 gegeben, um ein Analogsignal zu erzeugen, das zur Steuerung bzw. Regelung des Höhenruderbetätigers 498 benutzt wird. Durch Zuführen eines Analogsignals von einem Nickwinkelsensor 500 zu der Summierungseinrichtung 496 wird eine negative Rückkopplung erzielt. Ein Eingangssignal 520, das von Landefahrgestell-Bodenkontaktsensoren 518 herkommt, wird auf das Kommandoregister 476 zum Übersteuern des von dem NPG-Signal abgeleiteten •Nickwinkelkommandos gegeben, wenn das Flugzeug auf der Landebahn aufsetzt, so daß es ermöglicht wird, die Nase des Flugzeugs im richtigen Augenblick während des Landens abzusenken. Das Gierwinkelkommando wird auf einen Digitalzu-Analog-Umsetzer 502 gegeben, um ein Analogsignal zu erzeugen, das zur Steuerung bzw. Regelung des Seitenrudefbetätigers 506 benutzt wird. In diesem Fall wird durch Anlegen eines Analogspannungseincangssignals von einem Giersensor bzw. Gierwinkel sensor 508 an die Summie-Referring now specifically to FIG. 24, the 30-bit output 452 of route select gate 440 22 or 23 is led to a 30-bit command register 476. The register 476 is with a number of Multi-bit levels 478 to 484 to accommodate the digital Turn rate, pitch angle, yaw angle and the discrete actuation commands issued by the ground station have been inputted into the NPG signal by encoding. The digital turning rate command is sent to a Digital-to-analog converter 486 given so that an analog signal is generated that is used to control or regulate the aileron actuator 490. By feeding of an analog signal from rate gyro 492 to summer 488 becomes negative feedback achieved. In a corresponding manner, the pitch angle command is sent to a digital-to-analog converter 494 is given to generate an analog signal that is used to control the elevator actuator 498 will. By supplying an analog signal from a pitch angle sensor 500 to the summing device 496 negative feedback is achieved. An input 520 obtained from landing gear ground contact sensors 518 comes from, command register 476 is used to override the pitch angle command derived from the NPG signal given when the aircraft touches down on the runway so that it is possible to see the nose of the aircraft lower at the right moment during landing. The yaw angle command is sent to a digital to analog converter 502 to generate an analog signal used to control the rudder actuator 506 is used. In this case, by applying an analog voltage input signal from a yaw sensor or yaw angle sensor 508 to the summation

rungseinrichtung 504 eine negative Rückkopplung erzielt. Schließlich sind im letzten Abschnitt 484 des Kommandoregisters 476 eine Anzahl von diskreten Betätigungskommandos zusmmengefaßt (z. B. Drosseleinstellschritte, Klappenausfahrschritte, Landefahrgestellausfahren, und Bodenrollsteuerungsschritte). Jedes dieser Kommandos wird auf eine Betätigungseinrichtung 510 (wovon aus Vereinfachungsgründen in Fig. 24 nur eine dargestellt ist) für die entsprechende Flugzeugkomponente 512 gegeben. Die Vollendung der gewünschten Betätigung wird durch einen Vollendungssensor 516 ermittelt, der dadurch anspricht, daß er den Abschnitt des Registers 476, der das Kommando enthalten hat, rückstellt (d. h. löscht).Approximation device 504 achieved a negative feedback. Finally, in the last section are 484 of the command register 476 a number of discrete actuation commands summarized (e.g. throttle setting steps, flap extension steps, Landing gear deployment and ground roll control steps). Each of these commands is sent to an actuating device 510 (of which for reasons of simplification only one is shown in FIG. 24) for the corresponding aircraft component 512. the Completion of the desired actuation is determined by a completion sensor 516, which responds by that it resets (i.e., clears) the portion of register 476 which contained the command.

Betrieboperation

Obwohl die Art und Weise, in der das vorliegende System arbeitet, bereits im Verlauf der oben gegebenen allgemeinen Systembeschreibung beschrieben worden ist, sei nun noch auf eine Anzahl von wichtigen Vorteilen des Systems hingewiesen, die bis zu einem gewissen Grad den spezifischen Untersystemen und Komponenten, die in den vorhergehenden Abschnitten beschrieben wurden, inhärent sind. Diese Vorteile lassen sich wie folgt zusammenfassen: 25Although the manner in which the present system operates is already in the course of the general information given above System Description has now been drawn on to a number of important advantages of the system noted, to some extent, the specific subsystems and components that are included in the previous sections are inherent. These advantages can be summarized as follows: 25th

(1) Einfachheit: Da jedes Flugzeug nur einen ABT plus minimale Funkverbindungsausrüstung mitzunehmen braucht, um unter Leitung bzw. Mitwirkung der Luftverkehrskon-.trolle zu operieren, können alle Flugzeuge unabhängig von den Kosten und der Kompliziertheit innerhalb des Luftverkehrskontrollsystems operieren und durch dieses System einen Schutz gegen Zusammenstoß erhalten. Darüber hinaus kann das System nach der vorliegenden Erfindung, da es alle komplizierten Zeitmessungs- und Rechnereinrichtungen in einer, vorzugsweise einzigen(1) Simplicity: Since every aircraft only needs to take one ABT plus minimal radio communication equipment with them to operate under the direction or involvement of air traffic control, all aircraft can operate within the air traffic control system regardless of the cost and complexity and through this system one Get protection against collision. In addition, the system according to the present invention, since it contains all the complicated time measurement and computing devices in one, preferably one

1Z1 1 no. 1

Bodenstation zentral zusammenfaßt, jeweils auf den neuesten technischen Stand gebracht und beliebig erweitert werden (und es können zusätzliche Redundanzniveaus hinzugefügt werden), ohne daß die Kosten, die für jedes Flugzeug, welches das System benutzt, aufzubringen sind, erhöht bzw. dupliziert werden.Ground station summarized centrally, each on the state of the art and expanded as required (and additional levels of redundancy can be added) without the costs that must be raised or duplicated for each aircraft using the system.

(2) Erhöhte Präzision: Die Flugzeugorte bzw. -positionen können mit hoher Präzision bestimmt und die erhaltenen Werte können während aller Änderungen schnell aktualisiert werden. Wenn z. B. Betriebsfrequenzen zwischen 2 GHz und 3 GHz benutzt werden (was dem Radar-S-Band entspricht, für das 40 Jahre praktische Herstellungsund Betriebserfahrung vorhanden und für das die Funkabsorption durch Regen minimal ist), dann ergeben sich grob 2 1/2 Schwingungen der Trägerfrequenz pro Nanosekunde. Unter Verwendung von Standardtechniken, wie es die Messung der vorderen und hinteren Flanke des empfangenen Signals ist, kann eine Zeitgenauigkeit in der Messung der Rücksignalankunftszeiten an der Bodenstation erzielt werden, die besser als 1 ns ist. Wie sich aus den obigen Tabellen 1 und 2 entnehmen läßt, entspricht das einer berechneten Positionsgenauigkeit in der Größenordnung von wenigen Dezimetern (bzw. wenigen Einheiten von 0,3 m) für Orte bzw. Positionen über dem kontinentalen Teil der Vereinigten Staaten von Amerika, das ist eine Genauigkeit, die mehr als ausreichend für Anwendungen für. Präzisionsanflüge und automatische Flüge ist, auf die weiter oben Bezug genommen wurde. Der Wert des vorliegenden Systems hängt jedoch nicht davon ab, daß eine Zeitauflösung von 1 ns erreicht wird. Tatsächlich übersteigt seine Genauigkeit selbst dann, wenn seine Zeitdifferenzmeßfehler in der Größenordnung von 10 ns liegen, die Genauigkeit des heutigen Luftverkehrsradars, und zwar(2) Increased precision: The aircraft locations or positions can be determined with high precision and the values obtained can be updated quickly during any changes. If z. If, for example, operating frequencies between 2 GHz and 3 GHz are used (which corresponds to the radar S-band, for which 40 years of practical manufacturing and operating experience is available and for which radio absorption by rain is minimal), then roughly 2 1/2 oscillations of the result Carrier frequency per nanosecond. Using standard techniques, such as measuring the leading and trailing edges of the received signal, a timing accuracy better than 1 ns can be achieved in the measurement of the return signal arrival times at the ground station. As can be seen from Tables 1 and 2 above, this corresponds to a calculated position accuracy on the order of a few decimeters (or a few units of 0.3 m) for locations or positions over the continental part of the United States of America, the is an accuracy that is more than adequate for applications for. Precision approaches and automatic flights referred to above. However, the value of the present system does not depend on achieving a time resolution of 1 ns. In fact, even if its time difference measurement errors are on the order of 10 ns, its accuracy is beyond the accuracy of today's air traffic radar

sogar dann, wenn dieses durch Druckhöhenmesserablesungen vom Flugzeug unterstützt wird.even when supported by aircraft altimeter readings.

(3) Widerstandsfähigkeit gegen Sättigung: Das vorliegende System hat die inhärente Fähigkeit, daß es ohne künstliche oder sonstige Veralterung ausgedehnt bzw. umfangsmäßig erweitert werden kann, so daß es die auf lange Zeit zu erwartende enorme Zunahme der Anzahl der zu überwachenden Flugzeuge aufnehmen kann. Das (10 geschieht dadurch, daß jedem Flugzeug aufgrund der Sperrschaltung in seinem ABT die Fähigkeit erteilt wird, die meisten von der Bodenstation erzeugten Abfragesignale zu ignorieren. Infolgedessen kann, wenn die Gesamtzahl der Flugzeuge zunimmt, die effektive Antwortfrequenz der langsamsten und einfachsten Flugzeuge (z. B. der Segelflugzeuge oder der selbstgebauten Flugzeuge) vermindert werden, um es zusätzlichen Flugzeugen zu ermöglichen, das System ohne Überschreitung der Signal- und Datenverarbeitungsfähigkeiten der Bodenstation-Hardware bzw. -geräte zu benutzen. Wie oben in Verbindung mit der Sperrschaltung der Fig. 13 erwähnt, kann das ziemlich einfach und kostengünstig geschehen, indem lediglich ein Nichtpräzisions-Schaltungselement in dem vom Flugzeug mitgeführten ABT ausgetauscht wird. Die Möglichkeit der Sättigung wird sogar weiter dadurch vermindert, daß man eine automatische Veränderung der Sperrintervalle von wenigstens einigen der Flugzeug-ABTs durch die Bodenstation vorsieht, wie es mittels der abgewandelten Sperrschaltung der Fig. 14 durchführbar ist. Das ermöglicht es, die effektiven Antwortfrequenzen der Hochgeschwindigkeitsflugzeuge zu vermindern, während sie sich im Geradeaus- und Horizontal- bzw. Höhenflug weit entfernt von anderen Flugzeugen befinden, während das Potential der Flugzeuge für eine höhere Antwort-(3) Resistance to saturation: The present system has the inherent ability that it can be expanded or extensively expanded without artificial or other obsolescence, so that it can cope with the enormous increase in the number of aircraft to be monitored that is to be expected over the long term. The (10 occurs in that each aircraft is given the ability, due to the blocking circuit in its ABT to ignore most interrogation signals generated by the ground station. As a result, when the total number of the aircraft increases, the effective frequency response of the slowest and simplest aircraft (e.g. . B. gliders or self-built aircraft) to allow additional aircraft to use the system without exceeding the signal and data processing capabilities of the ground station hardware or devices. 13, this can be done quite simply and inexpensively by simply replacing a non-precision circuit element in the aircraft-carried ABT through the ground station n provides, as it can be carried out by means of the modified blocking circuit of FIG. This makes it possible to reduce the effective response frequencies of high-speed aircraft while they are far away from other aircraft in straight, level or high-altitude flight, while the aircraft's potential for a higher response rate.

frequenz in"und um Zonen hoher Luftverkehrsdichte erhalten bleibt. Infolgedessen wird die Gesamtbelastung der Bodenstationssignalverarbeitungs- und -rechenausrüstung beträchtlich vermindert.frequency in "and around zones of high air traffic density remains. As a result, the total load on the ground station signal processing and computing equipment becomes considerably reduced.

(4) Erhöhte Ansprechgeschwindigkeit: Da das vorliegende
System kein azimutales Überstreichen durch Radar erfordert, ist es inhärent viel schneller. Während konventionelle Radarluftverkehrskontrollsysteme nur in
(4) Increased response speed: Since the present
System does not require an azimuthal radar sweep, it is inherently much faster. While conventional radar air traffic control systems only work in

der Lage sind, die Position eines gegebenen Flugzeugs einmal jede 6 oder 10 Sekunden auszulesen, kann das
vorliegende System die Position eines Flugzeugs mehrmals pro Sekunde angeben. Außerdem kommt es bei dem vorliegenden System, da es nicht auf einem Abtasten beruht, das über einer Reihe von diskreten räumlichen Segmenten durchgeführt wird, nicht zu einer Sätti-
are able to read the position of a given aircraft once every 6 or 10 seconds, can
present system indicate the position of an aircraft several times per second. In addition, because the present system does not rely on a scan performed over a series of discrete spatial segments, it does not saturate.

gung (wie das beim Radar aufgrund von dessen schlechter räumlicher Auflösung der Fall ist), wenn viele
Flugzeuge in einem kleinen Bereich des Luftraums vorhanden sind, wie das oft in der Nähe eines Hauptflughafens der Fall ist.
(as is the case with radar due to its poor spatial resolution) if many
Aircraft exist in a small area of the airspace, as is often the case near a major airport.

(5) Ortung des Flugzeugs auf dem Boden: Für alle Flughafen, mit Ausnahme von sehr wenigen, die sich in der Nähe von steilen Klippen, Felsen, Abhängen o. dgl.(5) Locating the aircraft on the ground: For all airports, with the exception of a very few that are near steep cliffs, rocks, slopes or the like.

befinden, gilt, daß alle drei geosynchronen Satelliten Sl, S2 und S3 eine Sichtverbindung zu jedem Flugzeug auf dem Boden haben. Das ermöglicht eine Überwachung des Flugzeugrollens auf dem Boden, des Startens und Landens mit hoher Präzision, ohne daß die Notwendigkeit einer zusätzlichen Ausrüstung am Ort des
Flughafens besteht.
are located, it applies that all three geosynchronous satellites Sl, S2 and S3 have a line of sight to every aircraft on the ground. This enables the aircraft taxiing on the ground, take-off and landing to be monitored with high precision, without the need for additional equipment at the location
Airport exists.

(6) Notortung: Der ABT, mit dem jedes Flugzeug in dem vorliegenden System versehen ist, kann den sogenannten(6) Emergency location: The ABT, with which every aircraft in the present system is provided, can use the so-called

Notortunqssender (ELT), der jetzt aufgrund gesetzlicher Bestimmung an Bord aller Flugzeuge erforderlich ist, ersetzen (und ist tatsächlich leistungsfähiger als dieser). Der ABT hört bei einem durch schweren Unfall, wie z. B. Zusammenstoßen, erzeugten Stoß aufgrund der Unterbrechung der elektrischen Anlage des Flugzeugs einfach zu arbeiten auf, und das abgestürzte Flugzeug kann dann dadurch geortet werden, daß man den Punkt feststellt, an dem die Bakensignale von ABT zu Ende gegangen sind (d. h. seine letzte berechnete Position). Im Gegensatz hierzu sollen die derzeit verwendeten Notortungssender mit ihrer Signalaussendung nach dem Auftreten eines Unfalls, beispielsweise eines Zusammenstoßes, beginnen, was aus technisehen Grünen bei weitem schwieriger ist und diese Notortungssender laufen oft ungehört oder nichtgeortet, . bis ihre Batterien erschöpft sind.Notortunqssender (ELT), which is now due to legal Provision on board all aircraft is required to replace (and is actually more powerful than this). In the event of a serious accident, such as B. Crash, generated shock due to the disruption of the aircraft's electrical system easy to work on, and that crashed Aircraft can then be located by determining the point at which the beacon signals from ABT have come to an end (i.e. its last calculated position). In contrast, the currently used emergency location transmitter with its signal transmission after the occurrence of an accident, for example of a collision, start, which is far more difficult for technical reasons, and this emergency location transmitter often run unheard or not located,. until their batteries are exhausted.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, ist sie selbstverständlich nicht darauf und nicht auf Einzelheiten derselben beschränkt. Es sind eine Anzahl unterschiedlicher Abwandlungen und Ersetzungen im Rahmen des Gegenstands der Erfindung, wie er sich aus den Ansprüchen ergibt, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er den gesamten Unterlagen zu entnehmen ist, möglich, wovon nur einige in der vorstehenden, in nähere Einzelheiten gehenden Beschreibung vorgeschlagen worden sind.Although the invention has been described with reference to a preferred embodiment, it is to be understood not limited to this and not limited to details thereof. There are a number of different variations and substitutions within the scope of the subject matter of the invention as it emerges from the claims, as well as within the scope of the general inventive concept, as can be seen in the entire documentation, possible, of which only a few have been suggested in the detailed description above.

Kurz.zusammengefaßt wird mit der Erfindung ein System, das auch als Anordnung bezeichnet werden kann, zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeugen, zur Verfügung gestellt, die sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläehe bewegen. Dieses System umfaßt einen Transponder, derBriefly summarized with the invention is a system, which can also be referred to as an arrangement for determining the positions of a plurality of vehicles, in particular Aircraft, made available, which are on or above a defined section of the earth's surface move. This system includes a transponder that

von jedem Fahrzeug zum Senden eines in ausschließlicher bzw. ihm zugehöriger Weise codierten Funkfeuer- bzw. Bakensignals in Ansprechung auf ein allgemeines Abfragesignal mitgeführt wird. Weiter umfaßt das System wenigstens drei Wiederholungseinrichtungen mit sich führende Satelliten an im Abstand voneinander befindlichen Umlaufbahnorten über der Erde zum Empfangen und Wiederaussenden der Funkfeuer- bzw. Bakensignale, die von den Fahrzeugen erzeugt worden sind, sowie eine Bodenstation zum periodischen Senden des allgemeinen Abfragesignals sowie zum Empfangen und Verarbeiten der von den drei Satelliten wieder ausgesendeten Bakensignale zum Zwecke des Bestimmens der Fahrzeugposition. Um eine Signalüberlappung und eine Sättigung der Ausrüstung in der Bodenstation zu vermeiden, weist jeder Fahrzeugtransponder eine auf das allgemeine Abfragesignal ansprechende Einrichtung auf,welche die Übertragung eines weiteren Bakensignals durch den Transponder während eines vorbestimmten Zeitintervalls verhindert, das auf die Antwort des Transponders auf das allgemeine Abfragesignal folgt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Sperrintervall des Fahrzeugtransponders automatisch in Ansprechung auf ein von der Bodenstation gesendetes Kommandosignal variiert werden.from each vehicle to send a radio beacon or beacon signal encoded in an exclusive or pertinent manner is carried along in response to a general interrogation signal. The system further comprises at least three repeaters with tracking satellites at spaced apart orbital locations above ground for receiving and re-transmitting the beacon signals generated by the vehicles have been, as well as a ground station for periodic transmission of the general interrogation signal as well as for receiving and Processing of the beacon signals transmitted again by the three satellites for the purpose of determining the vehicle position. To avoid signal overlap and equipment saturation in the ground station, everyone instructs Vehicle transponder on the general interrogation signal appealing establishment, which allows the transmission of a further beacon signal by the transponder during a predetermined time interval is prevented from responding to the response of the transponder to the general interrogation signal follows. In a preferred embodiment of the invention, the blocking interval of the vehicle transponder can be automatic can be varied in response to a command signal sent by the ground station.

Claims (49)

PATENTANWÄLTE UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMiKER · D R.-IN Q. AN N EKÄTE WEISERT DIPL.-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 16 · D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON Ο8Θ/79 7O 77-7Θ 7O 7Θ · TELEX 05-212 15 β kpat d TELEGRAMM KRAUSPATENT 3228 JS/BR GERARD K. O'NEILL Princeton, N.J. / USA Anordnung zum Bestimmen der Positionen von Fahrzeugen mittels Satelliten PatentansprüchePATENT LAWYERS AND APPROVED REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMiKER · D R.-IN Q. AN N EKÄTE WEISERT DIPL.-ING. SPECIALIZATION CHEMIE IRMGARDSTRASSE 16 D-8OOO MUNICH 71 TELEPHONE Ο8Θ / 79 7O 77-7Θ 7O 7Θ TELEX 05-212 15 β kpat d TELEGRAM KRAUSPATENT 3228 JS / BR GERARD K. O'NEILL Princeton, N.J. / USA Arrangement for determining the positions of vehicles by means of satellites Patent claims 1.1 Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet , daß sie folgendes umfaßt: (a) einen Transponder (20 bis 68) in Jedem der Fahrzeuge (A) zum Senden eines mit Information, die das jeweilige Fahrzeug (A) ausschließlxch identifiziert, codierten Bakensignals in Ansprechung auf ein allgemeines Abfragesignal, das der Mehrzahl von Fahrzeugen zugeführt bzw. -gesendet wird, wobei dieser Transponder (20 bis 68) eine Einrichtung (40, 40') aufweist, die auf das allgemeine Abfragesignal derart anspricht, daß sie das Senden weiterer Bakensignale durch den Transponder (20 bis 68) während eines vorbestimmten Zeitintervalls, das der Antwort des1 .1 arrangement for determining the positions of a plurality of vehicles moving on or over a defined section of the earth's surface, characterized in that it comprises: (a) a transponder (20 to 68) in each of the vehicles (A) for transmission a beacon signal encoded with information that exclusively identifies the respective vehicle (A) in response to a general interrogation signal which is supplied or sent to the plurality of vehicles, this transponder (20 to 68) having a device (40, 40 ') ), which responds to the general interrogation signal in such a way that it prevents the transmission of further beacon signals by the transponder (20 to 68) during a predetermined time interval corresponding to the response of the Transponders (20 bis 68) auf das allgemeine Abfragesignal folgt, sperrt; ·Transponder (20 to 68) follows the general interrogation signal, blocks; · (b) drei Satelliten (Sl, S2, S3), die sich in im Abstand voneinander befindlichen Umlaufbahnorten über der Er-.(b) three satellites (Sl, S2, S3), which are located in orbit locations at a distance from one another over the Er-. de befinden, wobei jeder der Satelliten (Sl, S2, S3) eine Wiederholungseinrichtung (194 bis 196) zum Empfangen und Wiederaugsenden des von dem Fahrzeugtranspönder (20 bis 68) gesendeten Bakensignals aufweist, so daß die drei Satelliten (Sl, S2, S3) dadurch gemeinsam drei wieder ausgesendete Bakensignale für jedes von einem Fahrzeugtransponder (20'bis 68) erzeugte Bakensignal erzeugen; undde, where each of the satellites (Sl, S2, S3) repeater means (194 to 196) for receiving and retransmitting the message from the vehicle transponder (20 to 68) sent beacon signal, so that the three satellites (Sl, S2, S3) thereby together three beacon signals sent out again for each beacon signal generated by a vehicle transponder (20 'to 68) produce; and (c) eine Bodenstation (GS) zum periodischen Senden des allgemeinen Abfragesignals und zum Empfangen und Verarbeiten der wieder gesendeten Bakensignale, wobei die Bodenstation (GS) folgendes aufweist: (1) eine Einrichtung (234 bis 276) zum Feststellen der Ankunftszeit jedes wieder ausgesendeten Bakensignals an der Bodenstation (GS);(c) a ground station (GS) for periodically transmitting the general interrogation signal and for receiving and processing it of the beacon signals sent again, the ground station (GS) having the following: (1) means (234 to 276) for determining the arrival time of each re-transmitted beacon signal at the ground station (GS); (2) eine Einrichtung (278 bis 302) zum Feststellen der von jedem wieder ausgesendeten Bakensignal enthaltenen fahrzeugidentifierenden Information; und '···'.(2) means (278-302) for determining the beacon signal retransmitted by each contained vehicle identifying information; and '···'. (3) eine Einrichtung (320) zum Berechnen der augen-(3) a device (320) for calculating the ocular blicklichen Position von jedem der Fahrzeuge (A) innerhalb des Abschnitts, und zwar basierend auf der Sendezeit des Abfragesignals von der Bodenstation (GS) und den Ankunftszeiten der drei wieder ausgesendeten Bakensignale, die fahrzeugidentifizierende Information enthalten, welche das jeweilige Fahrzeug (A) identifiziert.visual position of each of the vehicles (A) within the section, based on on the transmission time of the interrogation signal from the ground station (GS) and the arrival times of the three beacon signals sent out again, the vehicle-identifying ones Contain information that identifies the respective vehicle (A). 2. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl'von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 1/. dadurch gekennzeichnet, daß die2. Arrangement for determining the positions of a plurality of vehicles moving on or over a defined section of the earth's surface according to claim 1 /. characterized in that the Sperrintervalle von wenigstens einigen der Fahrzeugtransponder (20 bis 68) unterschiedlich von den Sperrintervallen der übrigen Fahrzeugtransponder (20 bis 68) sind.Blocking intervals of at least some of the vehicle transponders (20 to 68) are different from the blocking intervals of the other vehicle transponders (20 to 68). . τ. τ 3. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung (40, 40') von wenigstens einem der Fahrzeugtransponder (20 bis 68) eine Steuereinrichtung (Cl, 86 bis 152) zum Verändern des Sperrintervalls des Transponders (20 bis 68) aufweist.3. Arrangement for determining the positions of a plurality of vehicles moving on or over a defined section of the earth's surface according to claim 1 characterized in that the locking device (40, 40 ') of at least one the vehicle transponder (20 to 68) a control device (C1, 86 to 152) for changing the blocking interval of the transponder (20 to 68). 4. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt4. Arrangement for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (86 bis 172) auf ein von der Bodenstation (GS) gesendetes Kommandosignal anspricht. 20vehicles moving the surface of the earth according to claim 3 characterized in that the control device (86 to 172) is responsive to one of the ground station (GS) responds to the command signal sent. 20th 5. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach5. Arrangement for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section vehicles moving along the surface of the earth Anspruch 3, dadurch gekenn-Claim 3, characterized J zeichnet, daß die Sperreinrichtung (40, 40*) des wenigstens einen Fahrzeugtransponders (20 bis 68) bzw. von wenigstens einem Fahrzeugtransponder (20 bis 68) folgendes aufweist: J indicates that the blocking device (40, 40 *) of the at least one vehicle transponder (20 to 68) or of at least one vehicle transponder (20 to 68) has the following: (a) einen Taktgeber (78) fester Frequenz zum Erzeugen ei-(A) a clock generator (78) with a fixed frequency for generating a ner kontinuierlichen Aufeinanderfolge von Taktimpulsen an seinem Ausgang;a continuous succession of clock pulses at its exit; (b) einen Binärzähler (86) zum Erzeugen eines Ausgangssignals, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Taktimpulsen gezählt worden ist, wobei dieses Ausgangssignal das Ende"des Sperrintervalls definiert; und(b) a binary counter (86) for generating an output signal when a predetermined number of clock pulses has been counted, this output signal defining the "end" of the blocking interval; and (c) eine auf den Empfang eines allgemeinen Abfragesi-(c) a response to the receipt of a general query " 31523A0 " 31523A0 gnals mittels des Transponders (20 bis 68) derart ansprechende Einrichtung (82), daß diese bewirkt, daß der Binärzähler (86) die am Ausgang des Taktgebers (78) fester Frequenz erzeugten Taktimpulse zu zählengnals by means of the transponder (20 to 68) in this way responsive means (82) that this causes the binary counter (86) to count the clock pulses generated at the output of the clock generator (78) of a fixed frequency beginnt; .begins; . und daß die Steuereinrichtung (86 bis 152) eine Einrichtung (96 bis 152) zum Verändern des vorbestimmten Impulszählwerts, bei dem der Binärzähler (86) ein Ausgangssignal erzeugt, aufweist.
10
and that the control means (86 to 152) comprises means (96 to 152) for changing the predetermined pulse count value at which the binary counter (86) generates an output signal.
10
6. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Binärzähler (86) eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Binärzählstufen unterschiedlicher Ordnung aufweist, und daß die Einrichtung (96 bis 152) zum Verändern des vorbestimmten Impulszählwerts, bei dem der Binärzähler (86) ein Ausgangssignal erzeugt, eine Einrichtung (98 bis 140) zum Auswählen des Ausgangs von einer Binärzählstufe aus einer Anzahl der erwähnten Binärzählstufen unterschiedlicher Ordnung als Ausgang bzw. als wirksamer. Ausgang des Binärzählers (86) aufweist. 6. Arrangement for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section vehicles moving the surface of the earth according to claim 5. characterized in that the binary counter (86) has a plurality of binary counting stages connected in series having different order, and that the means (96 to 152) for changing the predetermined Pulse count at which the binary counter (86) generates an output signal, a device (98 to 140) for Selecting the output of a binary counter from a Number of the mentioned binary counting levels different Order as an exit or as an effective one. Has output of the binary counter (86). 7. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 6 , ' dadurch gekennzeichnet ., daß die7. An arrangement for determining the positions of a plurality of vehicles moving on or over a defined section of the earth's surface according to claim 6 , ' characterized in that the Wähleinrichtung (98 bis 140) auf ein von der Bodenstation 30Selector device (98 to 140) on one of the ground station 30 (GS) gesendetes Kommandosignal anspricht.(GS) responds to the command signal sent. 8. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 58. Arrangement for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section vehicles moving the surface of the earth according to claim 5 dadurch 'gekennzeich.net, daß der Binärzähler (86) eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Binärzählstufen unterschiedlicher Ordnung aufweist, und daß die Steuereinrichtung (86 bis 152) folgen-characterized in that the binary counter (86) has a plurality of series-connected binary counting stages of different orders, and that the control device (86 to 152) follow des umfaßt:this includes: (a); eine Anzahl von UND-Toren (104 bis 110), deren Anzahl gleich der Anzahl der Binärzählstufen unterschiedlicher Ordnung ist, wobei der erste Eingang von jedem der UND-Tore (104 bis 110) mit dem Ausgang von einer Binärzählstufe aus der Anzahl von Binärzähl.stuf en unterschiedlicher Ordnung verbunden ist; (a); a number of AND gates (104 to 110), the number of which is equal to the number of binary counting stages of different Order is, the first input of each of the AND gates (104 to 110) with the output of one Binary counting stage from the number of binary counting stages of different orders is connected; (b) ein Schieberegister (112), das eine Anzahl von Stufen (114 bis 120) hat, die gleich der Anzahl der UND-Tore (104 bis 110) ist, wobei der Ausgang von jeder der Schieberegisterstufen (114 bis 120) mit dem zweiten Eingang eines unterschiedlichen der UND-Tore (104 bis 110) bzw. eines jeweils anderen UND-Tors (104 bis 110) verbunden ist;(b) a shift register (112) having a number of stages (114 to 120) equal to the number of AND gates (104 to 110), the output of each of the shift register stages (114 to 120) being connected to the second Input of a different one of the AND gates (104 to 110) or a different AND gate (104 to 110) is connected; (c) ein ODER-Tor (138), das als Eingangssignale die Ausgangssignale von allen UND-Toren (104 bis 110) erhält, wobei das bzw. ein Ausgangssignal von dem ODER-Tor (138) das Ende des Sperrintervalls definiert; und (d) eine auf ein Kommandosignal von der Bodenstation (GS) derart ansprechende Einrichtung (142 bis 152), daß sie den zweiten Eingang eines ausgewählten UND-Tors (104 bis 110) von den erwähnten UND-Toren (104 bis 110) öffnet, indem sie ein binäres Bit in die entsprechende eine der Schieberegisterstufen (114 bis(c) an OR gate (138), which receives as input signals the output signals from all AND gates (104 to 110), with an output from the OR gate (138) defines the end of the blocking interval; and (d) one on a command signal from the ground station (GS) means (142-152) responsive to the second input of a selected AND gate (104 to 110) of the mentioned AND gates (104 to 110) opens by adding a binary bit to the corresponding one of the shift register stages (114 to 120) verschiebt», so daß dadurch ein Signal am Ausgang des ODER-Tors (138) erzeugt wird, wenn ein ausgewählter Impulszählwert im Binärzähler (86.) erreicht worden ist.120) shifts », so that thereby a signal at the output of the OR gate (138) is generated when a selected pulse count in the binary counter reaches (86th) has been. 9. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichn. et, daß die Sperreinrichtung (40, 40') des wenigstens einen Fahrzeugtransponders (20 bis 68) bzw. von wenigstens einem Fahr-9. Arrangement for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section vehicles moving the surface of the earth according to claim 8, marked by it. et that the Locking device (40, 40 ') of the at least one vehicle transponder (20 to 68) or of at least one vehicle ,st. ■'-'-'- 315234° , st. ■ '-'-'- 315 234 ° zeugtransponder (20 bis 68) weiter einen selbsthaltenden Schalter (92) aufweist, der einen SETZ-Eingang (S), einen RÜCKSETZ-Eingang (R) und einen Ausgang (Q) hat, wobei der Ausgang (Q) des selbsthaltenden Schalters (92) einen ersten Zustand in Ansprechung auf ein Signal an seinem SETZ-Eingang (S) und einen zweiten Zustand in Ansprechung auf ein Signal an seinem RÜCKSETZ-Eingang (R) annimmt, und wobei der erste Zustand des Ausgangs (Q) des selbsthaltenden Schalters (92) dahingehend wirkt, daß er das Senden des Bakensignals durch den Transponder (20 bis 68) sperrt bzw. verhindert, und daß weiter folgendes vorgesehen ist:Zeugtranponder (20 to 68) further a self-holding Switch (92) having a SET input (S), a RESET input (R) and an output (Q), the Output (Q) of the latching switch (92) has a first state in response to a signal at its SET input (S) and assumes a second state in response to a signal on its RESET input (R), and where the first state of the output (Q) of the latching switch (92) acts to the effect that he is sending the Blocks or prevents the beacon signal through the transponder (20 to 68), and that the following is also provided: (a) der Fahrzeugtransponder (20 bis 68) weist eine Einrichtung (C2, R, 88) zum Anlegen eines Signals an den SETZ-Eingang (S) des selbsthaltenden Schalters (92) in Ansprechung auf den Empfang eines allgemeinen Abfragesignals mittels des Transponders (20 bis 68) auf;(A) the vehicle transponder (20 to 68) has a device (C2, R, 88) for applying a signal to the SET input (S) of the latching switch (92) in response to the receipt of a general interrogation signal by means of the transponder (20 to 68); (b) der Ausgang des ODER-Tors (138) ist mit dem RÜCKSETZ-Eingang (R) des selbsthaltenden Schalters (92) verbunden; und(b) the output of the OR gate (138) is connected to the RESET input (R) of the latching switch (92); and (c) die Einrichtung (82), welche bewirkt, daß der Binärzähler (86) die am Ausgang des Taktgebers (78) fester Frequenz erzeugten Taktimpulse zu zählen beginnt, umfaßt ein UND-Tor (82), dessen erster Eingang mit dem "* Ausgang (Q) des selbsthaltenden Schalters (92), dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des Taktgebers (78) fester Frequenz, und dessen Ausgang mit dem Eingang des Binärzählers (86) verbunden ist.·(c) the device (82) which causes the binary counter (86) to fix the output of the clock generator (78) Frequency generated clock pulses begins to count, includes an AND gate (82) whose first input to the "* Output (Q) of the latching switch (92) whose second input to the output of the clock generator (78) of fixed frequency, and its output to the input of the binary counter (86) is connected. 10. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (C2, R, 88) zum Anlegen eines Signals an den SETZ-Eingang (S) des selbsthaltenden Schalters (92) eine Einrichtung (88) zum Verzögern des Auftretens dieses Si-10. Arrangement for determining the positions of a plurality of vehicles moving on or over a defined section of the earth's surface according to claim 9, characterized in that the means (C2, R, 88) for applying a signal to the SET input (S) of the latching switch (92) Means (88) for delaying the occurrence of this Si gnals am SETZ-Eingang (S) mit Bezug auf die Zeit, zu welcher das allgemeine Abfragesignal mittels des Fahrzeugtransponders (20 bis 68) empfangen wird, um ein Zeitintervall, das wenigstens so lang wie die Dauer des von dem Fahrzeugtransponder (20 bis 68) gesendete Bakensignal ist, aufweist, so daß dadurch der Transponder (20 bis 68) ein vollständiges Bakensignal in Ansprechung auf das allgemeine Abfragesignal senden kann, bevor der Einsatz des Sperrintervalls erfolgt.
.
gnals at SETZ input (S) with reference to the time at which the general interrogation signal is received by means of the vehicle transponder (20 to 68), to a time interval that is at least as long as the duration of the vehicle transponder (20 to 68) transmitted beacon signal, so that thereby the transponder (20 to 68) can send a complete beacon signal in response to the general interrogation signal before the use of the blocking interval takes place.
.
11. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach11. Arrangement for determining the positions of a plurality of vehicles moving on or over a defined section of the earth's surface Anspruch 1, dadurch gekenn.-Claim 1, characterized zeichnet, daß die drei Satelliten (Sl, S2, S3) in einer geosynchronen äquatorialen Umlaufbahn um die Erde sind, wobei sich jeder der Satelliten (Sl, S2, S3) in der Umlaufbahn in einer Position unterschiedlicher, geographischer Länge befindet, und wobei einer (S2) der Satelliten (Sl, S2, S3) als eine feste Nachrichtenverbindung mit der Bodenstation (GS) zum Übermitteln der wiederausgesendeten Bakensignale, die von den beiden übrigen Satelliten (Sl, S3) erzeugt worden sind, zur Bodenstation (GS) funktioniert.
25
shows that the three satellites (Sl, S2, S3) are in a geosynchronous equatorial orbit around the earth, each of the satellites (Sl, S2, S3) being in the orbit in a position of different geographical longitude, and with one (S2) of the satellites (S1, S2, S3) functions as a fixed communication link with the ground station (GS) to transmit the re-transmitted beacon signals that have been generated by the two remaining satellites (S1, S3) to the ground station (GS).
25th
12. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,, daß der als feste Nachrichtenverbindung mit der Bodenstation (GS) funktionierende Satellit (S2) eine Einrichtung (178 bis 196) aufweist, welche das von wenigstens einem der beiden übrigen Satelliten (Sl, S3) wieder ausgesendete Bakensignal während des Übermitteins dieses wieder ausgesendeten Bakensignals zur Bodenstation (GS) in einer charakteristi-12. Arrangement for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section vehicles moving the surface of the earth according to claim 11, characterized, that the fixed communication link with the ground station (GS) functioning satellite (S2) has a device (178 to 196) which the of at least one of the two other satellites (S1, S3) re-sent beacon signal during the transmission of this re-sent Beacon signal to the ground station (GS) in a characteristic sehen Weise abwandelt, und daß die Bodenstation (GS) folgendes aufweist:see way modifies, and that the ground station (GS) the following having: (a) eine Einrichtung (320) zum Feststellen der charakteristischen Abwandlung oder des Fehlens derselben in jedem wieder ausgesendeten Bakensignal; und(a) means (320) for determining the characteristic variation or lack of it in each beacon signal sent again; and (b) eine Einrichtung (320), welche das wieder ausgesendete Bakensignal dem jeweiligen speziellen Satelliten (Sl, S3), der es erzeugt hat, gemäß der charakteristischen Abwandlung oder des Fehlens derselben, die bzw. das in dem wieder ausgesendeten Bakensignal festgestellt worden ist, zuordnet.(b) a device (320) which transmits the beacon signal to the respective special satellite (Sl, S3) who produced it, according to the characteristic modification or lack of it described in the beacon signal that has been sent out again has been determined. 13- Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Fahrzeugtransponder (20 bis 68) gesendete Bakensignal eine digitale Impulsgruppe ist, die aufeinanderfolgende Bits digitaler Information enthält, wobei die aufeinanderfolgenden Impulse der Impulsgruppe im wesentlichen gleiche Amplitude haben, und wobei ferner:13- Arrangement for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section vehicles moving on the surface of the earth according to claim 12, characterized in that the the beacon signal sent to the vehicle transponder (20 to 68) is a digital pulse group which is consecutive Contains bits of digital information, the consecutive The pulses of the pulse group have essentially the same amplitude, and furthermore where: (a) die Bakensignalabwandlungseinrichtung (178 bis 196) in dem Satellit (S2), der als die feste Nachrichtenverbindung mit der Bodenstation (GS) funktioniert, eine Einrichtung (178 bis.196) zum Wiederaussenden der digitalen Impulsgruppe derart, daß einer oder mehrere der voreilenden bzw. ersten Impulse dieser Impulsgruppe eine Amplitude haben, die wesentlich größer als diejenige der übrigen Impulse der Impulsgruppe ist, umfaßt; und(a) the beacon signal converter (178 to 196) in the satellite (S2), which functions as the fixed communication link with the ground station (GS), means (178 to 196) for retransmitting the digital pulse group such that one or several of the leading or first impulses of this Pulse group have an amplitude that is significantly greater than that of the other pulses in the pulse group is, includes; and (b) die die charakteristische Abwandlung feststellende Einrichtung (320) der Bodenstation (GS) eine Einrichtung zum Vergleichen der Amplitude von einem oder mehreren der voreilenden b2w." ersten Impulse . der wieder ausgesendeten Bakensignalimpulsgruppe mit der Amplitude von einem oder mehreren der übrigen Im-(b) the one determining the characteristic variation Means (320) of the ground station (GS) means means for comparing the amplitude of one or several of the leading b2w. "first pulses. of the re-transmitted beacon signal pulse group the amplitude of one or more of the other im- pulse der Impulsgruppe umfaßt oder ist.pulse of the pulse group includes or is. 14. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach14. Arrangement for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section vehicles moving along the surface of the earth Anspruch 1 , dadurch, gekennzeichnet, daß das von jedem Fahrzeugtransponder (20 bis 68) gesendete Bakensignal eine digitale Impulsgruppe ist, die aufeinanderfolgende Bits digitaler Information enthält, wobei diese Impulsgruppe einen voreilenden oder ersten Impuls zum Markieren des Beginns des Bakensignals, einen nacheilenden oder letzten Impuls zum Markieren des Endes des Bakensignals, und eine Mehrzahl von mittleren Impulsen zwischen dem voreilenden oder ersten und dem nacheilenden oder letzten Impuls zur digitalen Aufnahme der Information, die das eine bzw.jeweilige Fahrzeug (A) ausschließlich identifiziert, umfaßt.Claim 1, characterized in that that of each vehicle transponder (20 to 68) is a digital pulse group that contains successive bits of digital information This group of pulses contains a leading or first pulse to mark the start of the beacon signal, a trailing or final pulse to mark the end of the beacon signal, and a plurality from middle pulses between the leading or first and the lagging or last pulse to the digital one Recording the information that the one or the respective Vehicle (A) only identified, includes. 15. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehr zahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ba kensignal nominell ein vorbestimmtes Zeitintervall zwischen dem voreilenden und nacheilenden Impuls einnimmt, und. daß die Bodenstation (GS) weiter folgendes aufweist:15. Arrangement for determining the positions of a multiple number of vehicles moving on or over a defined section of the earth's surface according to claim 14, characterized in that the Ba kensignal nominally occupies a predetermined time interval between the leading and trailing pulse, and. that the ground station (GS) also has the following: (a) eine Einrichtung (306, 310, 314) zum Feststellen,eines wieder ausgesendeten Bakensignals, das ein Zeitintervall einnimmt, welches über das vorbestimmte no minelle Zeitintervall um mehr als eine vorgeschriebe ne Toleranz hinausgeht, und zum Erzeugen eines Zurückweisungssignals in Ansprechung hierauf; und(a) means (306, 310, 314) for determining, one re-sent beacon signal, which occupies a time interval that exceeds the predetermined no Minimum time interval goes beyond a prescribed tolerance, and to generate a rejection signal in response to this; and (b) eine auf das Zurückweisungssignal ansprechende Einrichtung (320) zum Unterdrücken der Verwendung des wieder ausgesendeten Bakensignals bei der Berechnung der Fahrzeugposition.(b) means (320) responsive to the rejection signal for suppressing the use of the beacon signal sent out again when calculating the vehicle position. 16. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehr- j· zahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt < der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 14,16. Arrangement for determining the positions of a multiple j number of itself on or above a defined section < vehicles moving the surface of the earth according to claim 14, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß die Einrichtung (234 bis 276) zum Feststellen der An- ; kunftszeit jedes wieder ausgesendeten Bakensignals an der
Bodenstation (GS) folgendes umfaßt:
that the means (234 to 276) for determining the to; arrival time of each beacon signal that is sent back to the
Ground station (GS) includes the following:
(a) eine Ortsuhr (268) fester Frequenz; ^(a) a fixed frequency local clock (268); ^ (b) eine Einrichtung (234 bis 244, 264, 270) zum Fest- \ stellen des voreilenden oder ersten Impulses des !,(b) means (234-244, 264, 270) for fixed \ represent the leading or first pulse of the! , wieder ausgesendeten Bakensignals und zum Erzeugen \\ re-sent beacon signal and to generate \\ eines numerischen Werts, der die Ankunftszeit des '■■' a numeric value representing the arrival time of the '■■' voreilenden oder ersten Impulses, gemessen gegenüber der Ortsuhr (268) angibt bzw. für diese Ankunftszeit
indikativ ist; und
leading or first pulse, measured with respect to the local clock (268) indicates or for this arrival time
is indicative; and
(c) eine Einrichtung (248 bis 262, 266, 272) zum Fest- ·■-. stellen des nacheilenden oder letzten Impulses des(c) a means (248 to 262, 266, 272) for fixed- · ■ -. set the trailing or last pulse of the wieder ausgesendeten Bakensignals und zum Erzeugen Vbeacon signal sent out again and for generating V eines numerischen Werts, der die Ankunftszeit des ^a numeric value representing the arrival time of the ^ nacheilenden oder letzten ;Impulses, :gemessen gegen- ■;*?lagging or last ; Impulse,: measured against- ■; *? über der Ortsuhr (268), angibt bzw. indikativ für : ^above the local clock (268), indicating or indicative of: ^ diese Ankunftszeit ist. : : ^- " ■ I ' H; . ■ [Hthis arrival time is. :: ^ - "■ I 'H;. ■ [H ■■■ ■ · ' ' ■■■■.■: = '/■·'■··'■ ·;ν:/· ' ■ ■ 'i ■■■ ■ · '' ■■■■. ■: = '/ ■ ·' ■ ·· '■ ·; ν : / ·' ■ ■ 'i
17. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehr- « zahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt ?17. Arrangement for determining the positions of a multiple number of itself on or above a defined section? der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 16, Λ.vehicles moving the surface of the earth according to claim 16, Λ. dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- '-*characterized in that the in '- * richtung (234 bis 276) zum Feststellen der Ankunftszeit : von jedem wieder ausgesendeten Bakensignal an der Böden-direction (234 to 276) to determine the arrival time: of every beacon signal sent back to the floor station (GS) weiter eine Einrichtung (320) zum Mitteln : der numerischen Werte, welche die Ankunftszeiten des voreilenden und nacheilenden Impulses angeben bzw. indikativstation (GS) further comprises means (320) for averaging : the numerical values which indicate or indicatively the arrival times of the leading and trailing pulses füf diese Ankunftszeiten sind, so daß ein Mittelwert er- * ιfüf these arrival times are, so that a mean value is * ι halten wird, der die Ankunftszeit des wieder ausgesende- "Jwhich will hold the arrival time of the retransmitted "J ten Bakensignals an der Bodenstation (GS) ^angibt bzw. in- :th beacon signal at the ground station (GS) ^ or in: dikativ für diese Ankunftszeit ist, umfaßt.indicative of this arrival time is included. 18. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (278 bis 302) zum Feststellen der fahrzeugidentifizierenden Information, die jedes wieder ausgesendete Bakensignal enthält, folgendes aufweist:18. Arrangement for determining the positions of a plurality of vehicles moving on or over a defined section of the earth's surface Claim 16, characterized in that the device (278 to 302) for Determining the vehicle-identifying information, which contains each beacon signal that is sent out again, has the following: (a) ein Schieberegister (286), das eine Mehrzahl von Stufen zur Aufnahme der aufeinanderfolgenden ankommenden Bits der digitalen Information, die jede Bakensignalimpulsgruppe aufweist, besitzt;(a) a shift register (286) which has a plurality of stages for receiving the successive incoming Bits of the digital information contained in each beacon pulse group; (b) einen Taktgeber (282) variabler Frequenz zum Eintakten der aufeinanderfolgenden ankommenden Bits digitaler Information, die jedes wieder ausgesendete Bakensignal enthält, in aufeinanderfolgende Stufen des Schieberegisters (286), wobei die Frequenz des Taktgebers (282) variabler Frequenz entsprechend der Größe einer analogen Steuerspannung variiert wird; und (c) eine Einrichtung (278) zum Ableiten der analogen(b) a variable frequency clock (282) for clocking in the successive incoming bits digitally Information that each beacon signal that is sent out again contains in successive stages of the Shift register (286), the frequency of the clock generator (282) variable frequency according to the size an analog control voltage is varied; and (c) means (278) for deriving the analog Steuerspannung als eine Funktion der Differenz zwischen den Ankunftszeiten des voreilenden und nacheilenden Impulses von jedem wieder ausgesendeten Bakensignal, wobei diese Differenz die Bitrate bzw. -frequenz der in dem Bakensignal enthaltenen digitalen .Information angibt bzw. indikativ für diese Differenz ist, so daß dadurch die Eintaktungsrate bzw. 30. -frequenz des Schieberegisters (296) der Bitrate bzw. -frequenz der in dem Bakensignal enthaltenen digitalen Information genau angepaßt wird.Control voltage as a function of the difference between the arrival times of the leading and the lagging Pulse from each beacon signal that is sent out again, this difference being the bit rate or -frequency of the digital information contained in the beacon signal or indicative of this difference is, so that thereby the clocking rate or 30th frequency of the shift register (296) of the bit rate or -frequency of the digital information contained in the beacon signal is precisely matched. 19. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt19. Arrangement for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet , daß das Bakensignal nominell ein vorbestimmtes Zeitintervall zwischen dem voreilenden und dem nacheilenden Impuls einnimmt, und daß die Bodenstation (GS) weiter folgendes aufweist:vehicles moving along the surface of the earth Claim 18 characterized in that the beacon signal is nominally a predetermined one Time interval between the leading and the trailing pulse, and that the ground station (GS) also has the following: (a) eine Einrichtung (306, 310, 314) zum Feststellen eines wieder ausgesendeten Bakensignals, das ein Zeitintervall einnimmt, welches um mehr als eine vorgeschriebene Toleranz über das vorbestimmte nominelle Zeitintervall hinausgeht, und zum Erzeugen eines Zurückweisungssignals in Ansprechung hierauf; und(a) means (306, 310, 314) for determining a re-transmitted beacon signal that occupies a time interval which is more than a prescribed Tolerance beyond the predetermined nominal time interval and generating a rejection signal in response to this; and (b) eine auf das Zurückweisungssignal ansprechende Einrichtung (320) zum Unterdrücken der Verwendung des wieder ausgesendeten Bakensignals bei der Berechnung der Fahrzeugposition.(b) means (320) responsive to the rejection signal for suppressing the use of the beacon signal sent again when calculating the vehicle position. 20. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich.auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach :20. Arrangement for determining the positions of a plurality of oneself on or above a defined section Vehicles moving on the surface of the earth according to: Anspruch 1 - dadurch, gekennzeich net, daß die Bodenstation (GS) weiter folgendes umfaßt: eine SignalCodierungseinrichtung (374) zum Erzeugen eines Navigationssignals, das Positionsinformation, die in der Bodenstation (GS) für ein ausgewähltes Fahrzeug (A) berechnet worden ist, sowie eine vorher zugewiesene Adresse, die das ausgewählte Fahrzeug (A) ausschließlich identifiziert, enthält, und einen Sender (394 bis 400) zum Senden des Navigationssignals zu der Mehrzahl von Fahrzeugen; und daß das ausgewählte Fahrzeug (A) weiter folgendes aufweist:Claim 1 - characterized net that the ground station (GS) further comprises the following: a signal coding device (374) for generating a navigation signal, the position information contained in the Ground station (GS) has been calculated for a selected vehicle (A), as well as a previously assigned address, which only identifies the selected vehicle (A), and a transmitter (394 to 400) for Transmitting the navigation signal to the plurality of vehicles; and that the selected vehicle (A) further comprises: (a) einen Empfänger (402 bis 406) zum Empfangen des von der Bodenstation (GS) gesendeten Navigationssignals;(a) a receiver (402 to 406) for receiving the navigation signal transmitted by the ground station (GS); (b) eine Einrichtung (424) zum Feststellen einer Äquivalenz zwischen der in dem Navigationssignal enthaltenen(b) means (424) for determining equivalence between that contained in the navigation signal /ffr/f/ ffr / f Adresse und der vorher zugewiesenen Adresse, die das ausgewählte Fahrzeug (A) ausschließlich identifiziert; undAddress and the pre-assigned address that the selected vehicle (A) only identified; and (c) eine Einrichtung (458) zur Sichtwiedergabe der in dem Navigationssignal enthaltenen Positionsinformation, sofern eine Adressenäquivalenz festgestellt wird.(c) a device (458) for displaying the position information contained in the navigation signal, if an address equivalence is determined. 21. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung (40, 40') des von dem gewählten Fahrzeug (A) mitgeführten Transponders (20 bis 68) eine Steuereinrichtung (86 bis 152) zum Variieren des Sperrintervalls des Transponders (20 bis 68) in Ansprechung auf ein Kommandosignal aufweist, und daß:21. Arrangement for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section vehicles moving the surface of the earth according to claim 20, characterized in that the Blocking device (40, 40 ') of the transponder (20 to 68) carried by the selected vehicle (A) is a control device (86 to 152) for varying the blocking interval of the transponder (20 to 68) in response to a command signal has, and that: (a) das Navigationssignal weiter mit in der Bodenstation (GS) erzeugten Steuerinformation zum Variieren des Sperrintervalls des Transponders (20 bis 68) des ausgewählten Fahrzeugs (A) codiert wird; und(a) the navigation signal continues with control information generated in the ground station (GS) to vary the The blocking interval of the transponder (20 to 68) of the selected vehicle (A) is encoded; and (b) das ausgewählte Fahrzeug (A) weiter eine Einrichtung (470) aufweist, welche das Kommandosignal von der Steuerinformation ableitet, sofern die Adressenäqui- , valenz festgestellt wird.(b) the selected vehicle (A) further a device (470), which derives the command signal from the control information, provided that the address equi, valence is determined. ■■■·." . .■■■ ·. ".. 22. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 20, oder 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Navigationssignal außerdem mit in der Bodenstation (GS) erzeugter Steuerinformation zum Steuern der Bewegung des ausgewählten Fahrzeugs (A) codiert ist, und daß das ausgewählte Fahrzeug (A) weiter eine Einrichtung (476 bis 516) aufweist, welche die Bewegung des Fahrzeugs22. Arrangement for determining the positions of a plurality of vehicles moving on or over a defined section of the earth's surface according to claim 20, or 38, characterized in that that the navigation signal also with control information generated in the ground station (GS) for controlling the movement of the selected vehicle (A) is coded, and that the selected vehicle (A) further comprises a device (476 to 516) showing the movement of the vehicle (A) entsprechend der Steuerinformation automatisch steu-(A) automatically controls according to the tax information ert, sofern die Adressenäquivalenz festgestellt wird.if the address equivalence is determined. 23. Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 20,23. Arrangement for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section vehicles moving the surface of the earth according to claim 20, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Satelliten (Sl, S2, S3) in einer geosynchronen äquatorialen Umlaufbahn um die Erde sind, wobei jeder der Satelliten (Sl, S2, S3) in der Umlaufbahn in einer Position unterschiedlicher geographischer Länge vorgesehen ist, und wobei einer (S2) der Satelliten (Sl, S2, S3) eine zusätzliche Wiederholungseinrichtung zum Übermitteln des Navigationssignals zu der Mehrzahl von Fahrzeugen aufweist.characterized in that the three satellites (Sl, S2, S3) in a geosynchronous are equatorial orbits around the earth, with each of the satellites (Sl, S2, S3) in orbit in a Position of different geographical longitudes is provided, and one (S2) of the satellites (Sl, S2, S3) an additional repeater for transmitting the navigation signal to the plurality of vehicles having. 24. Von einem Fahrzeug mitführbarer Transponder zur Verwendung in Verbindung mit einer Anordnung zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet , daß dieser Transponder (20 bis 68) folgendes umfaßt:24. Vehicle-carried transponder for use in connection with an arrangement for determining the positions of a plurality of vehicles moving on or over a defined section of the earth's surface, characterized in that this transponder (20 to 68) comprises the following: (a) eine .auf ein allgemeines Abfragesignal ansprechende Einrichtung (48 bis 68) zum Senden eines Bakensignals,(a) a. responsive to a general interrogation signal Device (48 to 68) for sending a beacon signal, _ das mit Information codiert ist, die das Fahrzeug (A) ausschließlich identifiziert;_ that is encoded with information that the vehicle (A) exclusively identified; (b) eine auf das allgemeine Abfragesignal ansprechende Einrichtung (40, 40') zum Sperren des Sendens von weiteren Bakensignalen mittels der Sendeeinrichtung(b) one responsive to the general interrogation signal Device (40, 40 ') for blocking the transmission of further beacon signals by means of the transmission device OQ (48 bis 68) während eines vorbestimmten Zeitintervalls, das auf die bzw. eine Antwort der Sendeeinrichtung (48 bis 68) auf das allgemeine Abfragesignal folgt. ■ ■-..,.-■''■.OQ (48 to 68) during a predetermined time interval, to the or a response of the transmitting device (48 to 68) to the general interrogation signal follows. ■ ■ - .., .- ■ '' ■. 25. Von einem Fahrzeug mitführbarer Transponder nach Anspruch 24,dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung (40, 40') eine Steuereinrichtung (Cl, 86 bis 152) zum Variieren des Sperrintervalls des25. Transponder that can be carried by a vehicle according to Claim 24, characterized in that the locking device (40, 40 ') is a control device (Cl, 86 to 152) to vary the blocking interval of the Transponders (20 bis 68) aufweist.Has transponders (20 to 68). 26. Von einem Fahrzeug mitführbarer Transponder nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Steuereinrichtung (86 bis 152) auf ein empfangenes Kommandosignal anspricht.26. Transponder which can be carried by a vehicle according to claim 25, characterized in that that the mentioned control device (86 to 152) responds to a received command signal. 27. Von einem Fahrzeug mitführbarer Transponder nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß die erwähnte Sperreinrichtung (40, 40') folgendes umfaßt: 27. A transponder which can be carried by a vehicle according to claim 25, characterized in that that the aforementioned locking device (40, 40 ') comprises the following: (a) einen Taktgeber (78) fester Frequenz zum Erzeugen einer kontinuierlichen Aufeinanderfolge von Taktimpulsen an seinem Ausgang;(a) a fixed frequency clock (78) for generating a continuous succession of clock pulses at its exit; (b) einen Binärzähler (86) zum Erzeugen eines Ausgangssignals, wenn eine vorbestimmte Anzahl von Taktimpulsen gezählt worden ist, wobei dieses Ausgangssignal das Ende des Sperrintervalls definiert; und(b) a binary counter (86) for generating an output signal when a predetermined number of clock pulses has been counted, this output defining the end of the blocking interval; and (c) eine auf den Empfang eines allgemeinen Abfragesignals mittels des Transponders (20 bis 68) ansprechende Einrichtung (82), welche bewirkt,.daß der Binärzähler(c) one on receipt of a general interrogation signal by means of the transponder (20 to 68) responding device (82) which causes .that the binary counter ■ (86) die am Ausgang des Taktgebers (78) fester Frequenz erzeugten Taktimpulse zu zählen beginnt; 9c und wobei die Steuereinrichtung (86 bis 152) eine Einrichtung (96 bis 152) zum Variieren des vorbestimmten Impulszählwerts, bei dem der Binärzähler (86) ein Ausgangssignal erzeugt, aufweist. *■ (86) begins to count the clock pulses generated at the output of the clock generator (78) with a fixed frequency; 9 c and wherein the control device (86 to 152) comprises a device (96 to 152) for varying the predetermined pulse count value at which the binary counter (86) generates an output signal. * 28. Von einem Fahrzeug mitführbarer Transponder nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte Binärzähler (86) eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Binärzählstufen unterschiedlicher Ordnung aufweist, und worin die erwähnte Einrichtung (96 bis 152) 2um Variieren des vorbestimmten Impulszählwerts, bei dem der Binärzähler (86) ein Ausgangssignal erzeugt, eine Einrichtung (98 bis 140) zum Auswählen eines Ausgangs einer Binärzählstufe aus einer Anzahl der Binärzählstufen28. Transponder which can be carried by a vehicle according to claim 27, characterized in that that the aforementioned binary counter (86) has a plurality of binary counting stages of different orders connected in series and wherein said means (96 to 152) for varying the predetermined pulse count at which the binary counter (86) produces an output signal, means (98-140) for selecting an output a binary counting stage from a number of the binary counting stages , /Μ. ■'■; ■·"""-■ '^ 52340 unterschiedlicher Ordnung als den Ausgang bzw. als den effektiven Ausgang des Binärzählers (86) aufweist., / Μ. ■ '■; ■ · """- ■ '^ 52340 of different order than the output or as the effective output of the binary counter (86). 29. Von einem Fahrzeug mitführbarer Transponder nach29. Transponder that can be carried by a vehicle according to Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Auswähleinrichtung (98 bis 140) auf ein empfangenes Kommandosignal anspricht.Claim 28, characterized in that said selection device (98 to 140) is on received command signal responds. 30. Von einem Fahrzeug mitführbarer Transponder nach30. Transponder that can be carried by a vehicle according to Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte Binärzähler (86) eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Binärzählstufen unterschiedlicher Ordnung besitzt, wobei die erwähnte Steuereinrichtung (86 bis , 152) folgendes umfaßt:Claim 27, characterized in that said binary counter (86) has a plurality of in Has binary counting stages of different orders connected in series, the aforementioned control device (86 to, 152) includes: (a) eine Anzahl von UND-Toren (104 bis 110), deren Zahl gleich der Anzahl von Binärzählstufen unterschiedlicher Ordnung ist, wobei der erste Eingang jedes der ÜND-Tore (104 bis 110) mit dem Ausgang von einer Binärzählstufe aus der Anzahl von Binärzählstufen unterschiedlicher Ordnung verbunden ist;(a) a number of AND gates (104 to 110), the number of which is equal to the number of binary counting stages of different orders, the first input of each of the ÜND gates (104 to 110) with the output of a binary counting stage from the number of binary counting stages different Order is connected; (b) ein Schieberegister (112), das eine Anzahl von Stufen (114 bis 120) hat, die gleich der Anzahl der UND-Tore(b) a shift register (112) having a number of stages (114 to 120) equal to the number of AND gates "(104 bis 110) ist, wobei der Ausgang von jeder der Schieberegisterstufen (114*bis 120) mit dem zweiten Eingang eines unterschiedlichen bzw. je eines anderen der UND-Tore (104 bis 110) verbunden ist;"(104 to 110), where the output of each of the Shift register stages (114 * to 120) with the second input of a different one or a different one the AND gate (104-110) is connected; (c) ein ODER-Tor (138), das als Eingangssignale die Ausgangssignale aller UND-Tore (104 bis 110) erhält, wobei ein Ausgangssignal von dem ODER-Tor (138) das Ende des SperrintervalIs definiert; und(c) an OR gate (138), which receives as input signals the output signals of all AND gates (104 to 110), an output signal from the OR gate (138) being the End of blocking interval defined; and (d) eine auf ein empfangenes Kommandosignal ansprechende .,': Einrichtung (142-bis 152) zum Beaufschlagen des zweiten Eingangs eines von den UND-Toren (104 bis 110) ausgewählten UND-Tors bzw. zum Öffnen dieses ausgewählten UND-Tors durch Verschieben eines binären Bits zu der entsprechenden Schieberegisterstufe aus der erwähnten · Anzahl von Schieberegisterstufen (1]4 bis 120), so(d) a., ': Means (142-152) for applying the second Input of an AND gate selected from the AND gates (104 to 110) or selected for opening this AND gate by shifting a binary bit to the corresponding shift register stage from the mentioned Number of shift register stages (1] 4 to 120), see above daß ein Signal am Ausgang des ODER-Tors (138) erhalten wird, wenn ein ausgewählter Impulszählwert im Binärzähler (86) erreicht worden ist.that a signal is obtained at the output of the OR gate (138) when a selected pulse count in the binary counter (86) has been achieved. 31. Von einem Fahrzeug mitführbarer Transponder nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Sperreinrichtung (40, 40') weiter folgendes aufweist: einen selbsthaltenden Schalter (92), der einen SETZ-Eingang (S), einen RÜCKSETZ-Eingang (R) und einen Ausgang (Q) hat, wobei der Ausgang (Q) des selbsthaltenden Schalters (92) einen ersten Zustand in Ansprechung auf ein Signal an dessen SETZ-Eingang (S) und einen zweiten Zustand in Ansprechung auf ein Signal an dessen RÜCKSETZ-Eingang (R) einnimmt, wobei der erste Zustand des Ausgangs (Q) des selbsthaltenden Schalters (92) dahingehend wirkt, daß er das Senden des Bakensignals mittels der Sendeeinrichtung (48 bis 68) sperrt bzw. verhindert, und wobei ferner: -31. Transponder which can be carried by a vehicle according to claim 30, characterized in that that the aforementioned locking device (40, 40 ') further the following comprises: a latching switch (92) having a SET input (S), a RESET input (R) and a Output (Q), the output (Q) of the latching switch (92) having a first state in response to a signal at its SET input (S) and a second state in response to a signal at its RESET input (R) assumes, the first state of the output (Q) of the latching switch (92) to this effect has the effect that it blocks or prevents the beacon signal from being sent by means of the transmitting device (48 to 68), and furthermore: - (a) der Fahrzeugtransponder (20 bis 68) eine Einrichtung (C2, R, 88) zum Anlegen eines Signals an den SETZ-Ein-"gang (S) des selbsthaltenden Schalters (92) in Ansprechung auf den Empfang eines allgemeinen Abfragesignals mittels des Transponders (20 bis 68) aufweist;(A) the vehicle transponder (20 to 68) a device (C2, R, 88) for applying a signal to the SET input (S) the latching switch (92) in response to receipt of a general interrogation signal by means of the transponder (20 to 68); (b) das Ausgangssignal des ODER-Tors (138) auf den RUCK-SETZ-Eingang (R) des selbsthaltenden Schalters (92) gegeben wird; und(b) the output of the OR gate (138) on the JACK-SET input (R) the latching switch (92) is given; and "(c) die Einrichtung (82), welche bewirkt, daß der Binärzähler (86)7die:am,Ausgang des Taktgebers (78)^fe- ."(c) the means (82) which causes the binary counter (86) 7die: at, output of the clock (78) ^ fe-. ster Frequenz erzeugten Taktimpulse zu zählenbe- ' -to count the clock pulses generated at the highest frequency ginnt, ein UND-Tor (82) umfaßt, dessen erster Eingang mit dem Ausgang (Q) des.selbsthaltenden Schalters (92) verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des Taktgebers (78) fester Frequenz verbunden ist, und dessen Ausgang mit dem Eingang desstarts, includes an AND gate (82), the first input of which connects to the output (Q) des.selbsthaltenden switch (92) is connected, the second input of which is connected to the output of the clock generator (78) of a fixed frequency is, and its output with the input of the Binärzählers (86) verbunden ist.Binary counter (86) is connected. 32. Von einem Fahrzeug mitführbarer Transponder nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Einrichtung (C2, R, 88) zum Anlegen eines Signals an den SETZ-Eirigang (S) des selbsthaltenden Schalters (92) eine Einrichtung (88) zum Verzögern des Auftretens des Signals an dem SETZ-Eingang (S) mit Bezug auf die Zeit, zu der das allgemeine Abfragesignal von dem Transponder (20 bis 68) empfangen wird, um ein Zeitintervall, das wenigstens so lange wie die Dauer des von der Sendeeinrichtung (48 bis 68) gesendeten Bakensignals ist, aufweist, so daß dadurch die Sendeeinrichtung (48 bis 68) befähigt wird, vor dem Einsatz des Sperrintervalls ein vollständiges Bakensignal in Ansprechung auf das allgemeine Abfragesignal zu senden.32. Transponder that can be carried by a vehicle according to Claim 31, characterized in that said device (C2, R, 88) for applying a Signal to the SET-Eirigang (S) of the latching switch (92) means (88) for delaying the appearance of the signal at the SET input (S) with reference to the Time at which the general interrogation signal is received by the transponder (20 to 68), by a time interval, at least as long as the duration of the broadcasting facility (48 to 68) sent beacon signal, so that thereby the transmitting device (48 to 68) is enabled, before the use of the blocking interval, a complete beacon signal in response to the general Send query signal. 33. Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich-auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen, dadurch33. Method for determining the positions of a plurality of themselves-on or above a defined section vehicles moving on the surface of the earth, thereby 20gekennzeichnet ι daß drei Satelliten (Sl, S2, S3) an im Abstand voneinander befindlichen Umlaufbahnorten oberhalb der Erde verwendet werden, wobei jedes der Fahrzeuge (A) einen Transponder (20 bis 68) zum-Senden eines mit dieses eine Fahrzeug (A) ausschließlich identifizierender Information codierten Bakensignals in Ansprechung auf ein allgemeines Abfragesignal, das auf die Mehrzahl der Fahrzeuge gerichtet ist, mit sich führt, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfaßt: (a) Senden eines allgemeinen Abfragesignals von einer Bodenstation (GS) zu der Mehrzahl von Fahrzeugen zur Veranlassung des Sendens von Bakensignalen mittels20geken nze i c hnet ι that three satellites (S1, S2, S3) are used at spaced orbital locations above the earth, each of the vehicles (A) having a transponder (20 to 68) for sending one with this one vehicle (A) exclusively identifying information encoded beacon signal in response to a general interrogation signal directed to the plurality of vehicles, the method comprising the following steps: (a) sending a general interrogation signal from a ground station (GS) to of the plurality of vehicles to initiate the sending of beacon signals by means of der von den Fahrzeugen (A) mitgeführten Transponder (20 bis 68);the transponder carried by the vehicles (A) (20 to 68); (b) Verhindern bzw. Sperren des Sendens von weiteren Bakensignalen durch jeden der von den Fahrzeugen mitgeführten Transponder (20 bis 68) während eines vorbestimmten Zeitintervalls, das auf die Antwort dieses Transponders (20 bis 68) auf das allgemeine Abfragesignal folgt;(b) Preventing or blocking the transmission of further beacon signals by each of the transponders carried by the vehicles (20 to 68) during a predetermined Time interval following the response of this transponder (20 to 68) to the general interrogation signal follows; (c) Empfangen der Bakensignale an den drei Satelliten (Sl, S2, SS)1 und Wiederaussenden der empfangenen Bakensignale zur Bodenstation (GS) von den drei Satelliten (Sl, S2, S3), so daß drei wieder ausgesendete Bakensignale mittels der Satelliten (Sl, S2, S3) für jedes Bakensignal erzeugt werden, das von jedem der Fahrzeugtransponder (20 bis 68) erzeugt worden ist;(c) Receiving the beacon signals to the three satellites (Sl, S2, SS) 1 and retransmitting the received beacon signals to the ground station (GS) from the three satellites (Sl, S2, S3), so that three beacon signals transmitted again by means of the satellites ( S1, S2, S3) are generated for each beacon signal that has been generated by each of the vehicle transponders (20 to 68); (d) Empfangen der ausgesendeten Bakensignale von der Bodenstation (GS) und Feststellen von deren Ankunftszeit; (d) Receiving the transmitted beacon signals from the ground station (GS) and determining their arrival time; (e) Feststellen der Fahrzeugidentifizierungsinformation, die jedes wieder ausgesendete Bakensignal aufweist; und(e) determining the vehicle identification information, which has each re-broadcast beacon signal; and (f) Berechnen der augenblicklichen Position von jedem der Fahrzeuge (A) innerhalb des erwähnten Abschnitts auf der Basis der Sendezeit des Abfragesignals von der Bodenstation (GS) aus und der Ankunftszeiten der drei wieder ausgesendeten Bakensignale, die die fahrzeugidentifizierende Information aufweisen, welche das erwähnte eine Fahrzeug (A) identifiziert.(f) Calculate the current position of each of the vehicles (A) within the mentioned section the basis of the transmission time of the interrogation signal from the ground station (GS) and the arrival times of the three re-sent beacon signals that have the vehicle-identifying information that said a vehicle (A) is identified. 34. Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 33 dadurch geke n~n zeichnet, daß die Sperrintervalle von wenigstens einigen der von den Fährzeugen mitgeführten Transponder (20 bis 68) unterschied-34. Method for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section the surface of the earth moving vehicles according to claim 33, characterized in that the Blocking intervals of at least some of the transponders carried by the vehicles (20 to 68) liqh von den Sperrintervallen der übrigen von den Fahrzeugen mitgeführten Transpondern (20 bis 68) sind.liqh of the blocking intervals of the rest of the vehicles carried transponders (20 to 68). 35. Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der von den Fahrzeugen, mitgeführten Transponder (20 bis 68) eine Steuereinrichtung (86 bis35. Method for determining the positions of a plurality of vehicles moving on or over a defined section of the earth's surface according to claim 33, characterized in that at least some of the vehicles carried Transponder (20 to 68) a control device (86 to 152) aufweisen, die auf ein empfangenes Kommandosignal zum Verändern des vorbestimmten Zeitintervalls, welches auf die Antwort der Transponder (20 bis 68) auf das allgemeine Abfragesignal folgt und während der die Transponder (20 bis 68) gegen ein Senden weiterer Bakensignale gesperrt sind, anspricht, und daß weiter der Verfahrensschritt des Sendens dieses Kommandosignals von der Bodenstation (GS) zu wenigstens einem der Fahrzeuge (A) vorgesehen ist.152) that respond to a received command signal for changing the predetermined time interval, which on the response of the transponder (20 to 68) to the general Interrogation signal follows and during which the transponders (20 to 68) are blocked against sending further beacon signals are, responds, and that further the step of sending this command signal from the ground station (GS) is provided for at least one of the vehicles (A). 36. Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 33,. ■ dadurch gekennzeichnet, daß die drei Satelliten (Sl, S2, S3) in einer geosynchronen äquatorialen Umlaufbahn um die Erde sind, daß jeder der Satelliten (Sl, S2, S3) auf einer unterschiedlichen geographischen Längenposition in der Umlaufbahnvorgesehen ist, und daß der Verfahrensschritt des Empfangens der Bakensignale an den.drei Satelliten (Sl, S2, S3) und des Wiederaussendens der empfangenen Bakensignale zur Bodenstation (GS) von den drei Satelliten (Sl, S2, S3) die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:36. Method for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section vehicles moving the surface of the earth according to claim 33 ,. ■ characterized in that the three satellites (Sl, S2, S3) in a geosynchronous equatorial orbit around the earth are that each of the satellites (Sl, S2, S3) on a different geographical longitude position is provided in the orbit, and that the step of receiving the beacon signals to the three satellites (Sl, S2, S3) and the re-transmission of the received beacon signals for Ground station (GS) of the three satellites (Sl, S2, S3) comprises the following process steps: "•(a) Empfangen der Bakensignale von den von den Fahrzeugen mitgeführten Transpondern (20 bis 68) mit zwei der Satelliten (Sl, S3) und Wiederäussenden der emp-"• (a) Receive beacon signals from vehicles carried transponders (20 to 68) with two of the satellites (S1, S3) and re-sending the received fangenen Bakensignale zu dem dritten Satelliten (S2);captured beacon signals to the third satellite (S2); (b) Empfangen der wiederausgesendeten Bakensignale mit dem dritten Satelliten (S2);(b) receiving the re-broadcast beacon signals with the third satellite (S2); (c) Empfangen der Bakensignale direkt von den von den(c) Receiving the beacon signals directly from the Fahrzeugen mitgeführten Transpondern (20 bis 68) mit dem dritten Satelliten (S2); undTransponders (20 to 68) carried on vehicles with the third satellite (S2); and (d) Wiederaussenden aller mit dem dritten Satelliten (S2) empfangenen Bakensignale zur Bodenstation (GS).(d) Retransmission of all beacon signals received with the third satellite (S2) to the ground station (GS). 37. Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt des Wiederaussendens aller Bakensignale, die mit dem dritten Satelliten (S2) empfangen worden sind, zur Bodenstation (GS) den weiteren Verfahrensschritt des Modifizierens des von wenigstens einem der ersten beiden Satelliten (Sl, S3) wieder ausgesendeten Bakensignals in einer charakteristischen Weise umfaßt, und daß der Verfahrensschritt des Empfangens jedes des wieder ausgesendeten Bakensignals ah der Bodenstation (GS) und des Feststeilens von dessen Ankunftszeit den weiteren Verfahrensschritt des Feststellens der charakteristischen Abwandlung oder des Fehlens derselben in jedem wieder ausgesendeten Bakensignal umfaßt.37. Method for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section vehicles moving the surface of the earth according to claim 36, characterized in that the method step the retransmission of all beacon signals that have been received with the third satellite (S2), for the ground station (GS) the further method step of modifying the of at least one of the first two Satellite (Sl, S3) again emitted beacon signal in a characteristic manner, and that the method step of receiving each of the re-transmitted beacon signals ah of the ground station (GS) and of the fixed sharing of its arrival time the further process step of determining the characteristic modification or the absence thereof in each re-transmitted beacon signal. 38= Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt des Berechnens der augenblicklichen Position von jedem der Fahrzeuge (A) innerhalb des Abschnitts den weiteren Verfahrensschritt des Zuordnens jedes wieder ausgesendeten Bakensignals zu dem jeweiligen speziellen Satelliten (Sl, S2, S3), der es erzeugt hat,38 = method for determining the positions of a plurality of vehicles moving on or over a defined section of the earth's surface according to claim 37, characterized in that the step of calculating the current position of each of the vehicles (A) within the section the further process step of assigning each re-sent beacon signal to the respective one special satellite (Sl, S2, S3) that generated it, /70'/ 70 ' gemäß der charakteristischen Abwandlung oder des Fehlens derselben, die bzw. das in dem wieder ausgesendeten Bakensignal festgestellt worden ist, umfaßt.according to the characteristic modification or lack thereof in the re-transmitted beacon signal has been established. 39. Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 38,39. Method for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section vehicles moving the surface of the earth according to claim 38, dadurch gekennzeichnet, daß das von jedem Fahrzeugtransponder (20 bis 68) gesendete Bakensignal eine digitale Impulsgruppe ist, die aufeinanderfolgende Bits digitaler Information aufweist, wobei die aufeinanderfolgenden Impulse der Impulsgruppe im wesentlichen gleiche Amplitude haben, und wobei das Verfahren weiter in folgender Weise durchgeführt wird: (a) der Verfahrensschritt des Abwandeins der von wenigstens einem der ersten.beiden Satelliten (Sl, S3) wieder ausgesendeten Bakensignale in einer charakteristischen Weise umfaßt das Wiederaussenden der digitalen Impulsgruppe derart, daß einer oder mehrere der voreilenden bzw. ersten Impulse der Impulsgruppe eine Amplitude haben, die wesentlich größer als diejenige der übrigen Impulse der Impulsgruppe ist; und (b) der Verfahrensschritt des Feststeilens der charakteristischen Abwandlung oder des Fehlens derselben in .25 jedem wieder ausgesendeten Bakensignal umfaßt das Vergleichen der Amplitude von einem oder mehreren der voreil_enden bzw. ersten Impulse einer wieder ausgesendeten Bakensignalimpulsgruppe mit der Amplitude von einem oder mehreren der übrigen Impulse der Impulsgruppe. . .characterized in that the transmitted from each vehicle transponder (20 to 68) Beacon signal is a digital pulse group comprising successive bits of digital information, where the successive impulses of the impulse group im have substantially the same amplitude, and the method is further carried out in the following manner: (A) the process step of removing the from at least one of the first two satellites (S1, S3) Re-broadcast beacon signals in a characteristic way includes retransmission of the digital ones Pulse group such that one or more of the leading or first pulses of the pulse group have an amplitude which is substantially greater than that of the remaining pulses in the pulse group; and (b) the step of identifying the characteristic variation or lack thereof in .25 of each re-transmitted beacon signal involves comparing the amplitude of one or more the voreil_enden or first pulses of a re-transmitted beacon signal pulse group with the amplitude from one or more of the remaining pulses in the pulse group. . . 40. Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeuge nach Anspruch 33, dadurch gekennzeich-40. Method for determining the positions of a plurality of vehicles moving on or over a defined section of the earth's surface Claim 33, characterized /74/ 74 net, daß das von jedem Fahrzeugtransponder (20 bis 68) gesendete Bakensignal eine digitale Impulsgruppe ist, die aufeinanderfolgende Bits digitaler Information aufweist, wobei diese Impulsgruppe einen voreilenden oder ersten Impuls zur Markierung des Beginns des Bakensignals, einen nacheilenden oder letzten Impuls zur Markierung des Endes des Bakensignals, und eine Mehrzahl von mittleren Impulsen zwischen dem voreilenden und dem nacheilenden Impuls zur digitalen Aufnahme der Information, welche das eine Fahrzeug (A) ausschließlich identifiziert, umfaßt.net that every vehicle transponder (20 to 68) the beacon signal sent is a digital pulse group comprising consecutive bits of digital information this group of pulses being a leading or first pulse to mark the beginning of the beacon signal trailing or last pulse to mark the end of the beacon signal, and a plurality of middle pulses between the leading and the lagging pulse for digital recording of the information which one Vehicle (A) only identified, includes. 41 . Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß das Bakensignal nominell ein vorbestimmtes Zeitintervall zwischen dem voreilenden und nacheilenden Impuls einnimmt, und daß weiter die folgenden Verfahrensschritte vorgesehen sind:41. Method for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section vehicles moving the surface of the earth according to claim 40, characterized in that the beacon signal is nominally a predetermined time interval between the leading and trailing pulse assumes, and that further provided the following method steps are: (a) Feststellen jedes wieder ausgesendeten Bakensignals, das ein Zeitintervall einnimmt, welches um mehr als eine vorbestimmte Toleranz über das vorbestimmte nominelle Zeitintervall hinausgeht, in der Bodenstation (GS) ;(a) Detecting each re-transmitted beacon signal that occupies a time interval which is greater than a predetermined tolerance beyond the predetermined nominal time interval in the ground station (GS); (b) Erzeugen eines Zurückweisungssignals in Ansprechung auf das Feststellen eines wieder ausgesendeten Bakensignals, das diese Toleranz überschreitet; und (c) Unterdrücken der Verwendung eines wieder ausgesendeten Bakensignals, das die erwähnte Toleranz überschreitet, bei der Berechnung der Fahrzeugposition, und zwar in Ansprechung auf das Auftreten des Zurückweisungssignals. (b) generating a rejection signal in response to the detection of a re-transmitted beacon signal, that exceeds this tolerance; and (c) suppressing the use of a retransmitted Beacon signal that exceeds the specified tolerance when calculating the vehicle position, in response to the occurrence of the reject signal. 42. Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt42. Method for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 40,vehicles moving the surface of the earth according to claim 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt des Empfangens von jedem der wieder ausgesendeten Bakensignale an der Bodenstation (GS) und des Ermittelns ihrer Ankunftszeit die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:characterized in that the step of receiving each of the beacon signals sent again to the ground station (GS) and the determination of their arrival time the following Process steps include: (a) Feststellen des voreilenden bzw. ersten Impulses des wieder ausgesendeten Bakensignals;(a) determining the leading or first pulse of the re-transmitted beacon signal; (b) Erzeugen eines numerischen Werts, der die Ankunftszeit des voreilenden oder ersten Impulses gemessen gegenüber einer lokalen Uhr (268) angibt bzw. indikativ hierfür ist;(b) generating a numerical value measuring the time of arrival of the leading or first pulse indicates or is indicative of a local clock (268); (c) Feststellen des nacheilenden oder letzten Impulses des wieder ausgesendeten Bakensignals; und(c) Detecting the trailing or last pulse of the beacon signal sent again; and (d) Erzeugen eines numerischen Werts, der die Ankunftszeit des nacheilenden oder letzten Impulses, gemessen gegenüber der lokalen Uhr (268), angibt bzw. indikativ hierfür ist.(d) Generating a numerical value that measures the time of arrival of the trailing or last pulse opposite the local clock (268), indicates or is indicative of this. 43. Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt des Empfangens von jedem der wieder ausgesendeten Bakensignale an der Bodenstation (GS) und des Feststeilens ihrer Ankunftszeit weiter den Verfahrensschritt des Mittelwertbildens aus den numerischen Werten, die die Ankunftszeiten des voreilenden und nacheilenden Impulses angeben bzw. indikativ hierfür sind, so daß sich ein Mittelwert ergibt, der die Ankunftszeit des wieder ausgesendeten Bakensignals an der Bodenstation (GS) angibt bzw. indikativ hierfür ist , umfaßt. '43. Method for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section Vehicles moving the surface of the earth according to claim 42, characterized in that that the step of receiving each of the beacon signals sent again to the ground station (GS) and the determination of their arrival time continues the process step the averaging of the numerical values indicating the arrival times of the leading and the lagging Specify impulse or are indicative of this, so that there is a mean value that corresponds to the arrival time of the again transmitted beacon signal at the ground station (GS) indicates or is indicative of this, includes. ' 44. Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt44. Method for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section /73/ 73 der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt des Feststellens der das Fahrzeug (A) identifizierenden Information, die in jedem wieder ausgesendeten Bakensignal enthalten ist, die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:vehicles moving along the surface of the earth Claim 42, characterized in that the step of determining the the Vehicle (A) identifying information that is contained in each beacon signal that is transmitted again, the following Process steps include: (a) Eintakten der aufeinanderfolgenden eintreffenden Bits der digitalen Information, die in dem wieder ausgesendeten Bakensignal enthalten ist, in die aufeinanderfolgenden Stufen eines Schieberegisters (286) mit einer Bitrate bzw. -frequenz, die durch die Frequenz eines Taktgebers (282) variabler Frequenz bestimmt ist, wobei die Frequenz des Taktgebers (282) variabler Frequenz entsprechend der Größe einer analogen Steuerspannung variiert wird; und(a) Clocking in the consecutive incoming bits the digital information contained in the beacon signal that is sent out again into the successive ones Stages of a shift register (286) at a bit rate or frequency determined by the frequency a clock generator (282) of variable frequency is determined, the frequency of the clock generator (282) being more variable Frequency is varied according to the magnitude of an analog control voltage; and (b) Ableiten der analogen Steuerspannung als Funktion der Differenz zwischen den Ankunftszeiten des voreilenden und nacheilenden Impulses jedes wieder ausgesendeten Bakensignals, wobei diese Differenz für die Bitrate bzw. -frequenz der im Bakensignal enthaltenen digitalen Information indikativ bzw. kennzeichnend ist, wodurch die Eintaktungsrate bzw. -frequenz des Schieberegisters (286) genau der Bitrate bzw. -frequenz der im Bakensignal enthaltenen digitalen Information angepaßt wird.(b) Deriving the analog control voltage as a function of the Difference between the arrival times of the leading one and trailing pulse of each re-transmitted beacon signal, this difference being the bit rate or frequency of the digital information contained in the beacon signal is indicative or characterizing, whereby the clocking rate or frequency of the shift register (286) exactly the bit rate or frequency of the digital information contained in the beacon signal is adapted. 45. Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt ■ der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach"., Anspruch 44,45. Method for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section ■ vehicles moving on the surface of the earth to "., Claim 44, dadurch gekennzeichnet, daß das Bakensignal nominell ein vorbestimmtes Zeitintervall zwischen dem voreilenden oder ersten und nacheilenden oder letzten Impuls einnimmt, und daß weiter folgende Verfahrensschritte vorgesehen sind:characterized in that the beacon signal is nominally a predetermined time interval assumes between the leading or first and trailing or last pulse, and that further following process steps are provided: (a) Feststellen jedes wieder ausgesendeten Bakensignals, das ein Zeitintervall einnimmt, welches das vorbestimmte nominelle Zeitintervall um mehr als eine vorbestimmte Toleraiiz überschreitet, in der Bodenstation (GS);(a) Detecting each re-transmitted beacon signal which occupies a time interval which is the predetermined exceeds the nominal time interval by more than a predetermined tolerance in the ground station (GS); (b) Erzeugen eines Zurückweisungssignals in Ansprechung auf das Feststellen eines wieder ausgesendeten Bakensignals, das die erwähnte Toleranz überschreitet; und(b) generating a rejection signal in response to the detection of a re-transmitted beacon signal, that exceeds the mentioned tolerance; and (c) Unterdrücken der Verwendung des wieder ausgesendeten Bakensignals, das die erwähnte Toleranz überschreitet, bei der Berechnung der Fahrzeugposition, und zwar in Ansprechung auf das Auftreten des Zurückweisungssignals.(c) suppressing the use of the re-transmitted beacon signal that exceeds the tolerance mentioned, in calculating the vehicle position in response to the occurrence of the reject signal. 46. Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter die folgenden Verfahrensschritte aufweist: · ·46. Method for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section Vehicles moving the surface of the earth according to Claim 33, characterized in that that it also has the following procedural steps: (a) Erzeugen eines Navigationssignals, das in der Bodenstation (GS) für eines der Fahrzeuge (A) berechnete Positionsinformation und eine vorher zugewiesene Adresse, die ausschließlich dieses eine Fahrzeug (A) identifiziert, enthält;(a) Generating a navigation signal which is calculated in the ground station (GS) for one of the vehicles (A) Position information and a previously assigned address that is exclusive to this one vehicle (A) identified, contains; (b) Senden des Navigationssignals zu der Mehrzahl von Fahrzeugen; und(b) sending the navigation signal to the plurality of vehicles; and (c) Empfangen des Navigationssignals durch die Mehrzahl von Fahrzeugen;(c) receiving the navigation signal by the plurality of vehicles; (d) Feststellen einer Äquivalenz zwischen der in dem Navigationssignal enthaltenen Adresse und der vorher zugewiesenen Adresse, die ausschließlich ein ausgewähltes Fahrzeug (A) identifiziert, in dem ausgewählten Fahrzeug (A); und ·(d) determining an equivalence between that in the navigation signal contained address and the previously assigned address, which is exclusively a selected Vehicle (A) identified in the selected vehicle (A); and · (e) Sichtwiedergabe der Positionsinformätion, die in dem Navigationssignal enthalten ist, in Ansprechung auf(e) Visual reproduction of the position information contained in the Navigation signal is included in response to /H-S-/ H-S- die Feststellung der Adressenäquivalenz.the determination of the address equivalence. 47. Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem ausgewählten Fahrzeug (A) mitgeführte Transponder (20 bis 68) eine Steuereinrichtung (86 bis 152) zum Verändern des Sperrintervalls des Transponders (20 bis 68) in Ansprechung auf ein empfangenes Kommandosignal aufweist, und daß weiter die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden: 47. Method for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section vehicles moving the surface of the earth according to claim 46, characterized in that the from The transponder (20 to 68) a control device (86 to 152) for changing the blocking interval of the transponder (20 to 68) in response has on a received command signal, and that the following procedural steps must be carried out: (a) weiteres Codieren des Navigationssignals mit in der Bodenstation (GS) erzeugter Steuerinformation zum Verändern des Sperrintervalls des Transponders (20 bis 68); und(A) further coding of the navigation signal with control information generated in the ground station (GS) for Changing the blocking interval of the transponder (20 to 68); and (b) Ableiten des Kommandosignals von der Steuerinformation und/oder Ableiten der Steuerinformation von dem Navigationssignal, wenn in dem ausgewählten Fahrzeug(b) Deriving the command signal from the control information and / or deriving the control information from the navigation signal when in the selected vehicle (A) Adressenäquivalenz festgestellt wird.(A) Address equivalence is determined. 48. Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehrzahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 46, gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Verfahrensschritte:48. Method for determining the positions of a plurality of themselves on or above a defined section The vehicles moving the surface of the earth according to claim 46, characterized by following further procedural steps: (a) weiteres Codieren des Navigationssignals mit in der Bodenstation (GS) erzeugter Steuerinformation zum Steuern der Bewegung eines von den Fahrzeugen ausgewählten Fahrzeugs; und(a) further coding of the navigation signal with in the Ground station (GS) generated control information for controlling the movement of a selected one of the vehicles Vehicle; and (b) automatisches Steuern der Bewegung des ausgewählten Fahrzeugs (A) entsprechend der Steuerinformation, .(b) automatically controlling the movement of the selected vehicle (A) in accordance with the control information,. ' wenn Adressenäquivalenz festgestellt wird.'if address equivalence is found. 49. Verfahren zum Bestimmen der Positionen einer Mehr-49. Procedure for determining the positions of a multiple zahl von sich auf oder über einem definierten Abschnitt der Erdoberfläche bewegenden Fahrzeugen nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet , daß die drei Satelliten (S1, S2, S3) in einer geosynchronen äquatorialen Umlaufbahn um die Erde sind, wobei jeder dieser Satelliten (S1,S2, S3) auf einer unterschiedlichen geographischen Längenposition in der Umlaufbahn vorgesehen ist, und wobei der Verfahrensschritt des Sendens des Navigationssignals zu der Mehrzahl von Fahrzeugen mittels einer Wiederholungseinrichtung (154 bis 156) ausgeführt wird, die sich auf bzw. in einem der Satelliten (S1, S2, S3) befindet. number of vehicles moving on or over a defined section of the earth's surface according to claim 46, characterized in that the three Satellites (S1, S2, S3) in a geosynchronous equatorial Orbits around the earth, with each of these satellites (S1, S2, S3) at a different geographic location Longitude position in the orbit is provided, and wherein the method step of sending the navigation signal to the plurality of vehicles by means of a repeater (154 to 156) is executed which is on or in one of the satellites (S1, S2, S3).
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