DE3315739A1

DE3315739A1 - Peil- und ortungssystem

Info

Publication number: DE3315739A1
Application number: DE19833315739
Authority: DE
Inventors: Alfred Ing.(grad.) 7900 Ulm Lampert; Heinz Dr.-Ing. 7901 Illerkirchberg Schwarzer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Telefunken Systemtechnik AG
Priority date: 1983-04-30
Filing date: 1983-04-30
Publication date: 1984-10-31
Also published as: DE3315739C2

Description

Peil- und Ortungssystem
Die Erfindung betrifft ein Peil- und Ortungssystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Bei Funkaufklärungssystemen zur Peilung und Ortung von Sendern sind üblicherweise mehrere örtlich getrennte Empfangsstationen mit einer gemeinsamen Zentrale verbunden. Die in den einzelnen Empfangs stationen aufgenommenen Signale werden unverändert oder nach Aufarbeitung in der jeweiligen Empfangsstation an die Zentrale übermittelt. So kann z. B. bereits in den Empfangsstellen mit Hilfe je einer Peilanlage die Einfallsrichtung einer Welle bestimmt und nur der Peilwert nach Azimut, (iiit e u. ä. an die Zentrale übermittelt werden. In ler Zentrale wird durch Verknüpfung der von den verschiedenen Empfangsstationen übermittelten Daten beispielsweise durch Schnittpunktsorturlg der Senderort als die gewünschte Information extrahiert.
Im allgemeinen können die Empfangsstationen von der Zentrale aus auf gemeinsame Einstellung wie Frequenz, Bandbreite, Modulationsart kommandiert und nach Ergebnissen abgefragt werden. Hierzu sendet die Zentrale über bidirektionale Datenübertragungseinrichtungen, z. B.
Telefonleitungen, Einstell- und Kommandotelegramme an die Empfangsstationen, die ihrerseits die Empfangsdaten als Datentelegramme an die Zentrale zurückmelden.
Liegen bei einer oder mehreren der Empfangs stationen komplizierte Empfangssituationen vor wie z. B. mehrere eventuell getastete Sender im gleichen Empfangskanal, so müssen diese Empfangsstationen in kurzer zeitlicher Folge mehrere Auswertungen vornehmen und die Empfangsdaten übermitteln. Die richtige zeitliche Zuordnung der in den verschiedenen Empfangsstationen synchron bestimmten Ergebnisse bereitet in der Zentrale Schwierigkeiten dadurch, daß die Datentelegramme zu gleichzeitigen Ereignissen aufgrund unterschiedlicher Laufzeiten von den verschiedenen Empfangsstationen zur Zentrale bei dieser nicht gleichzeitig eintreffen, zumal sich diese Laufzeiten auch noch zeitlich ändern können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Peil- und Ortungssystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art anzugeben, bei welchem die richtige zeitliche Zuordnung von an die Zentrale übermittelten Daten verschiedener Empfangsstationen zuverlässig gewährlistet ist.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 besc"rieben. Die Unteransprüche beinhalten vorteilnafte AtJsgestaltungen und Weiterbiliurlgen der Erfindung.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt FIG. 1 die Systemkomponenten und deren Verknüpfung FIG. 2 den Zeitablauf der Kommunikation zwischen Zentrale und Empfangsstationen.
Die Zentrale Z ist über Leitungen L1, L2, L3 als bidirektionale Ubertragungseinrichtungen mit jeder der drei Empfangsstationen P1, P2, P3 verbunden. Die Empfangsstationen seien beispielsweise Peilstellen, welche selbständig Peilergebnisse ermitteln und als Peilwerte an die Zentrale übermitteln. Die Zentrale umfaßt üblicherweise noch eine Horchstelle. Das Peil- und Ortungssystem arbeitet auf Kommando-Basis. Dabei erteilt die Horchstelle in der Zentrale Z über die Leitungen L1, L2, L3 den Peilstellen P1, P2, P3 Peilaufträge durch Übertragung von Einstelltelegrammen an die Peilstellen, die die Einstellgrößen wie Frequenz, Bandbreite, Modulationsart u. ä.
enthalten. Die Peilstellen komprimieren die während der Peilzeit ermittelten Meßdaten zu je einem Wert für Azimut und Güte (oder Streuung) und melden sie mit jeweils einem Datentelegramm als Antwort an die Zentrale zurück. Dort können die von den verschiedenen Peilstellen übermittelten Daten verknüpft und durch Schnittpunktbildung der Standort eines Senders ermittelt werden. Die Zusammenstellung der Einstelltelegramme und die Auswertung der Antworten erfolgt in dem Steuer- und Auswer te teil SET 1 in der Zentrale.
Nach Einstellung der Empfänger in den Peilstellen nach Maßgabe des von der Zentrale übertragenen Einstelltelegramms erfolgt in allen Peilstellen gleichzeitig die Peilung durch Abtasten der Ausgangssignale des Peilempfängers. Die Synchronisation der Abtastungen in den verschiedenen Peilstellen auf einen einheitlichen Zeitpunkt kann über ein externes Zeitnormal wie den Zeitsender DCF 77 eventuell in Verbindung mit einem peilstelleneigenen Zeitgeber, der nur von Zeit zu Zeit auf das gemeinsame Zeitnormal nachsynchronisiert wird und/oder die Sekundentakte des Zeitsenders auf kleinere Zeitabschnitte herunterteilt, oder über die Zentrale erfolgen.
Die aus der synchronen Abtastung in den verschiedenen Peilstellen P1, P2, P3 gewonnenen Ergebnisse werden von den Peilstellen zu einem Zeitpunkt tD (FIG. 2) gleichzeitig als Datentelegramme an die Zentrale abgesandt. Die Datentelegramme treffen je nach der von Peilstelle zu Peilstelle unterschiedlichen Laufzeit T1 bzw. T2 bzw. T3 zu unterschiedlichen Zeitpunkten in der Zentrale Z ein.
Bei einer Telegrammfolge von 60 Datentelegrammen pro Sekunde und einer Differenz Al der Laufzeiten T3 und T1 von der entferntsten Peilstelle P3 und der nächstgelegenen Peilstelle P1, Al = T3 -T1, in der Größe von 60 ms ergibt sich in der Zentrale eine Verschiebung der einander entsprechenden, gleichzeitigen Meßproben entstammenden Ergebnisse von Pl und P3 um ungefähr vier Telegrammschritte, d. h. ein Datentelegramm von P3 trifft gegenüber dem zeitgleich abgesandten Datentelegramm von P1 mit einer Verzögerung von 60 ms in der Zentrale ein. Erst nach Eintreffen des von der entferntesten Peilstelle P3 abgesandten Datentelegramms zum Zeitpunkt tr kann mit der Auswertung in der Zentrale begonnen werden. Die Datentelegramme der anderen Peilstellen P1, P2 werden in hierfür vorgesehenen Zwischenspeichern D um den Laufzeitdifferenzen Al = T3 - T1 und A2 = T3 - T2 entsprechende Zeitabschnitte verzögert, so daß zum Zeitpunkt tDI alle Datentelegramme, die synchronen Abtastungen in den verschiedenen Peilstellen entstammen, gleichzeitig vorliegen.
Eine zusätzliche für alle Leitungen gleiche Zwischenspeicherzeit zur Anpassung von Übertragungs und Verarbeitungstakt kann darüber hinaus vorgesehen sein.
Die Laufzeitdifferenzen werden bestimmt, indem zu einem Zeitpunkt tT von der Zentrale Z über die Leitungen L1, L2, L3 ein Testtelegramm an jede der Peilstellen P1, P2, P3 abgesandt wird. Entsprechend den unterschiedlichen Laufzeiten T1, T2, T3 treffen die Testtelegramme zu unterschiedlichen Zeitpunkten in den Peilstellen ein. Ein an der Peilstelle eintreffendes Testtelegramm löst dort die Rücksendung eines Antworttelegramms an die Zentrale über dieselben Leitungen aus. Zwischen der Aussendung des Testtelegramms von der Zentrale und Eintreffen des Antworttelegramms von einer Peilstelle in der Zentrale liegt somit die doppelte Laufzeit der Übertragungsstrecke zwischen dieser Peilstelle und der Zentrale. Eine eventuelle Verzögerung in der Peilstelle zwischen Eintreffen des Testtelegramms und Aussenden des Antworttelegramms ist hierbei nicht berücksichtigt, da diese für alle Peilstellen gleich wäre und die Laufzeitdifferenzen nicht beeinflußt. Bevorzugterweise wird als Antworttelegramm das in der Peilstelle eintreffende Testtelegramm ohne Verzögerung wieder ausgesandt, sozusagen an der Peilstelle gespiegelt. In der Zentrale werden in einer Einrichtung TT zur Erzeugung der Testtelegramme und Bestimmung der Laufzeitdifferenzen entweder die Laufzeiten gemessen und anschließend deren Differenz bezüglich der längsten Laufzeit bestimmt oder direkt die Differenzen der doppelten Laufzeiten 2 Al, 2 A2 gemessen. Die Verzögerungszeiten Al, A2 in den Zwischenspeichern D werden über die Einrichtung TT nach Maßgabe der so ermittelten Laufzeitdifferenzen eingestellt. Mit den derart eingestellten Verzögerungszeiten gelangen die von den verschiedenen Peilstellen gleichzeitig abgesandten Datentelegramme auch gleichzeitig zum Steuer- und Auswerteteil ST/A der Zentrale, so daß dort eine richtige Zuordnung der Datentelegramme von verschiedenen Peilstellen gewährleistet ist.
Die Synchronisation der in den verschiedenen Peilstellen gleichzeitig erfolgenden Vorgänge wie Abtastungen und Aussendung von Datentelegrammen an die Zentrale geschieht gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung dadurch, daß aus den Signalen eines für alle Peilstellen gemeinsamen Zeitnormals die Zeitpunkte für die Abtastungen und die Telegrammaussendung abgeleitet werden. Dies kann kombiniert sein mit je einem gesonderten Zeitgeber in jeder Peilstelle, der zwischen den Signalen des Zeitnormals durch einen selbst erzeugten Takt interpoliert und der von Zeit zu Zeit durch Vergleich mit den Signalen des Zeitnormals auf diese nachsynchronisiert wird.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor1 daß die Synchronisation der verschiedenen Peilstellen von der Zentrale aus über die Telegrammleitungen durch Anstoßtelegramme, d. h. eine von der Zentrale an die Peilstellen übertragene Information, die in den Peilstellen einen bestimmten Vorgang auslöst, erfolgt. Die Anstoßtelegramme werden in der Zentrale derart zeitversetzt an die verschiedenen Peilstellen abgesandt, daß zu einem Zeitpunkt tA das Telegramm über die Leitung L3 mit dzr größten Laufzeit T3 an die entfernteste Peilstelle P3 abgesandt wird, während die Aussendung er Anstoßtelogramme an die nähergelegenen Peilstellen Pl, P2 erst mit einer den Laufzeitdifferenzen At, A2 entsprechenden Verzögerung über die Leitungen Lt, L2 mit den kürzeren Laufzeiten T1, T2 vorgenommen wird. Dadurch treffen die Anstoßtelegramme in allen Peilstellen zum Zeitpunkt TA gleichzeitig ein und die Gleichzeitigkeit der Abtastung und/oder der Rücksendung eines Datentelegramms ist gesichert. Die Zeitspanne zwischen dem Eintreffen (tA) eines Anstoßtelegramms in einer Peilstelle und der Rücksendung (tD) eines Datentelegramms an die Zentrale ist in allen Peilstellen gleich und beeinflußt daher die gegenseitige Zuordnung synchron ermittelter Ergebnisse von den verschiedenen Peilstellen nicht.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, die Datentelegramme mit Zeitkennungen zu versehen und damit in der Zentrale ein weiteres Kriterium zur eindeutigen Zuordnung von Datentelegrammen verschiedener Peilstellen zu haben.
Bei der Synchronisation der verschiedenen Peilstellen durch ein Zeitnormal werden die Zeitkennungen aus den Signalen des Zeitnormals abgeleitet und zusammen mit den Datentelegrammen an die Zentrale übermittelt. Bei Synchronisation der gleichzeitig vorzunehmenden Aktivitäten in den verschiedenen Peilstellen durch Anstoßtelegramme von der Zentrale aus ist vorgesehen, bereits die Anstoßtelegramme mit einer Zeitkennung zu versehen, die in den Peilstellen in die von diesen Anstoßtelegrammen ausgelösten Datentelegramme übernommen wird.
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Claims

Patentansprüche Peil- und Ortungssystem mit einer Zentrale und mehreren mit der Zentrale verbundenen Empfangsstationen, mit Einrichtungen zur synchronen Gewinnung von Empfangsdaten in allen Empfangsstationen und Übertragungseinrichtungen zur wechselseitigen Kommunikation zwischen Empfangsstationen und Zentrale und zum Übertragen der Empfangsdaten als Datentelegramme an die Zentrale, wo durch Verknüpfung der Datentelegramme der einzelnen Empfangsstationen die Ortung eines Senders erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die in allen Empfangsstationen synchron gewonnenen Empfangsdaten auch synchron an die Zentrale ausgesandt werden, daß die Zentrale für jede Empfangsstation Zwischenspeicher zum Verzögern der eingetroffenen Datentelegramme um eine einstellbare Verzögerungszeit aufweist, daß die Verzögerungszeit entsprechend den Differenzen der Laufzeiten der Datentelegramme von den einzelnen Empfangsstationen eingestellt wird und daß in bestimmten Zeitabständen durch Aussenden eines Testtelegramms von der Zentrale an die Empfangsstationen, das in der jeweiligen Empfangsstation die Rücksendung eines Antworttelegramms an die Zentrale auslöst, und durch Messen der Zeit zwischen Aussenden des Testtelegramms und Eintreffen des Antworttelegramms die Laufzeiten zwischen den Empfangsstationen und der Zentrale bzw. die Differenzen der Laufzeiten untereinander ermittelt werden.
2. Peil- und Ortungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücksendung des Antworttelegramms durch umgehende Wiederaussendung des Testtelegramms in der Empfangsstation erfolgt.
3. Peil- und Ortungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekannzeichet, daß die Synchronisation der Gewinnung von Empfangsdaten und/oder der Aussendung der Datentelegramme in den Empfangsstationen durch Zeitsignale eines gemeinsamen Zeitnormals erfolgt.
4. Peil- und Ortungssystem nach Anspruch 3, dadurch g'kennzeichnet, daß jede Empfangsstation einen eigenen Zeitgeber aufweist, der von Zeit zu Zeit auf das gemeinsame Zeitnormal nachsynchronisiert wird.
5. Peil- und Ortungssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Datentelegramme eine aus dm Zeitnormal abgeleitete Zeitmarke beinhalten.
Peil- uiid Ortungssystem nach Anspruch 1 vflzr 2, durch gakannzeichnet, daß die synchrone Gewirlnung von Empfangsdaten und/od er Aussendung der DatentelJgramme in den Empfangsstationen durch von der Zentrale ausgesandte Anstoßtelegramme ausgelöst werden, wobei die Aussendung der Anstoßtelegramme in der Zentrale an die einzelnen Empfangsstationen über die Übertragungseinrichtungen zeitversetzt entsprechend den Differenzen der Laufzeiten zu den verschiedenen Empfangsstationen erfolgt, so daß die Anstoßtelegramme in allen Empfangsstationen gleichzeitig eintreffen.
7. Peil- und Ortungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstoßtelegramme mit einer Zeitkennung versehen sind, die in die dadurch ausgelösten Datentelegramme übernommen wird.