DE3909758A1 - Verfahren zur eigenortung bewegter objekte aufgrund von langwelligen, gegenseitigen phasenstarren signalen - Google Patents

Verfahren zur eigenortung bewegter objekte aufgrund von langwelligen, gegenseitigen phasenstarren signalen

Info

Publication number
DE3909758A1
DE3909758A1 DE19893909758 DE3909758A DE3909758A1 DE 3909758 A1 DE3909758 A1 DE 3909758A1 DE 19893909758 DE19893909758 DE 19893909758 DE 3909758 A DE3909758 A DE 3909758A DE 3909758 A1 DE3909758 A1 DE 3909758A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
phase
local oscillator
signals
wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19893909758
Other languages
English (en)
Other versions
DE3909758C2 (de
Inventor
Dieter Prof Dr Ing Seitzer
Albert Dipl Ing Heuberger
Thomas Dipl Ing Brockdorff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE19893909758 priority Critical patent/DE3909758A1/de
Publication of DE3909758A1 publication Critical patent/DE3909758A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3909758C2 publication Critical patent/DE3909758C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/10Position of receiver fixed by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements, e.g. omega or decca systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
    • G01S1/08Systems for determining direction or position line
    • G01S1/20Systems for determining direction or position line using a comparison of transit time of synchronised signals transmitted from non-directional antennas or antenna systems spaced apart, i.e. path-difference systems
    • G01S1/30Systems for determining direction or position line using a comparison of transit time of synchronised signals transmitted from non-directional antennas or antenna systems spaced apart, i.e. path-difference systems the synchronised signals being continuous waves or intermittent trains of continuous waves, the intermittency not being for the purpose of determining direction or position line and the transit times being compared by measuring the phase difference
    • G01S1/308Systems for determining direction or position line using a comparison of transit time of synchronised signals transmitted from non-directional antennas or antenna systems spaced apart, i.e. path-difference systems the synchronised signals being continuous waves or intermittent trains of continuous waves, the intermittency not being for the purpose of determining direction or position line and the transit times being compared by measuring the phase difference particularly adapted to Omega systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Eigenortung bewegter Objekte aufgrund von langwelligen, gegenseitig phasenstarren Signalen, insbesondere aufgrund von Omegasignalen.
Die ältere, nicht vorveröffentlichte deutsche Patentan­ meldung P 39 07 113.8 der Anmelderin offenbart bereits ein Verfahren zum Eigenorten bewegter Objekte aufgrund von langwelligen, gegenseitig phasenstarren Signalen, insbe­ sondere aufgrund von Omegasignalen, bei dem die langwelli­ gen Signale am Ort des bewegten Objektes empfangen werden, frequenzmäßig auf eine gegenüber der Frequenz des lang­ welligen Signals niedrigere Frequenz durch Mischung mit einem Lokaloszillatorsignal verschoben werden, bei dem ein hochfrequenter Träger mit dem frequenzverschobenen Signal frequenzmoduliert wird, der frequenzmodulierte Träger übertragen und empfangen wird, wobei nach Frequenzdemodu­ lation des empfangenen Trägersignals eine Phasenauswer­ tung des frequenzdemodulierten Signales, insbesondere eine Omegaauswertung, zum Bestimmen des Ortes des bewegten Ob­ jektes vorgenommen wird. Die Genauigkeit der Eigenortung von bewegten Objekten durch diese Phasenauswertung hängt ab von der Frequenzkonstanz des für die Mischung verwende­ ten Lokaloszillatorsignales, da eine zeitliche Änderung der Phase des Lokaloszillators über eine Omegaepoche direkt in die ermittelten Phasendifferenzen bzw. Omega­ signalphasendifferenz eingeht. Mit anderen Worten führt eine zeitliche Drift der Phase des Lokaloszillators zu einem direkten Fehler in der Ortsbestimmung aufgrund des Eigenortungsverfahrens.
Im Hinblick auf diesen Stand der Technik liegt der vorlie­ genden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Eigenortung bewegter Objekte aufgrund von langwelligen, gegenseitig phasenstarren Signalen anzugeben, das mit ver­ besserter Genauigkeit arbeitet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Eigenortung bewegter Objekte mit den in den Patentansprü­ chen 1, 2, 3 bzw. 4 angegebenen Merkmalen gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch die Übertragung der Phase des Lokaloszillators von dem beweg­ ten Objekt zum Ort der Auswertung, die beispielsweise an einer Bodenstation stattfinden kann, der Einfluß kurzer zeitlicher Schwankungen und einer Langzeitdrift der Phase des Lokaloszillators auf die Ortsbestimmung des bewegten Objektes mittels der langwelligen, gegenseitig phasen­ starren Signale kompensiert werden kann, wodurch nicht nur die Eigenortsgenauigkeit erheblich verbessert wird, sondern auch die Anforderungen an die Stabilität des Lokaloszillators im bewegten Objekt abgesenkt werden kön­ nen. Da das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere bei der Eigenortung von Radiosonden eingesetzt werden kann, hat die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglichte Senkung der Anforderungen an den Lokaloszillator auch unter dem Aspekt hohe Bedeutung, daß Radiosonden hohen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind und daß die Fre­ quenzstabilität eines Lokaloszillators bei großen Tempera­ turschwankungen ein um so schwierigeres technisches Pro­ blem darstellt.
Insbesondere kann das erfindungsgemäße Konzept der Über­ tragung eines die Phase des Lokaloszillatorsignales auf­ weisenden oder eines die Phase darstellenden Lokaloszil­ latorphasensignales von dem bewegten Objekt zum Ort der Auswertung, also beispielsweise zu einer Bodenstation, für sämtliche Eigenortungsverfahren eingesetzt werden, bei dem ein Lokaloszillator eingesetzt wird. Insbesondere kommen die folgenden Hauptanwendungsfälle in Betracht:
  • - Am Ort des bewegten Objektes werden die langwelligen, gegenseitig phasenstarren Signale, die insbesondere Omegasignale sein können, empfangen und mittels des Lokaloszillatorsignales auf eine niedrigere Frequenz herabgemischt, bevor die auf die Zwischenfrequenz ver­ schobenen Signale zur Modulation eines Trägersignales mittels Frequenz-, Phasen- oder Amplitudenmodulation eingesetzt werden, wobei das Trägersignal ferner mit einem die Phase des Lokaloszillatorsignales aufweisenden oder diese darstellenden Lokaloszillatorphasensignal moduliert wird, wobei nach dem Empfang des modulierten Trägersignales sowohl das Lokaloszillatorphasensignal wie auch das auf die Zwischenfrequenz verschobene Signale wiedergewonnen werden, wobei bei der Ortsbe­ stimmung (insbesondere im Omeganavigationsverfahren) des bewegten Objektes von den auf die Zwischenfrequenz ver­ schobenen, gegenseitig phasenstarren Signalen ausgegan­ gen wird, deren Phase durch Mischung oder eine sonstige, geeignete Maßnahme, mit dem Lokaloszillatorphasensignal kompensiert wird.
  • - Am Ort des bewegten Objektes werden die langwelligen, gegenseitig phasenstarren Signale, insbesondere Omega­ signale, empfangen, woraufhin bereits am Ort des beweg­ ten Objektes die Phasendifferenzen zwischen den lang­ welligen, gegenseitig phasenstarren Signalen auf der Grundlage einer Zeitbasis ermittelt werden, die von einem Lokaloszillatorsignal abgeleitet wird. Insbeson­ dere kann dies durch Ansteuerung einer Torschaltung auf der Grundlage einer Zeitbasis geschehen, die von dem Lokaloszillatorsignal abgeleitet wird, wodurch eine Ab­ tastung oder Zählung zur Ermittlung der Phasendifferen­ zen der phasenstarren Signale vorgenommen wird. Bei diesem Verfahren müssen die relativen Phasenlagen der gegenseitig phasenstarren Signale, insbesondere der Omegasignale, über eine vorbestimmte Zeitdauer, die im Falle der Omegasignale eine Omegaepoche von 10 s ist, zwischengespeichert werden. Schwankungen in der Kurz­ zeitstabilität der vom Lokaloszillator abgeleiteten Zählreferenz gehen direkt in die ermittelten Phasen­ differenzen ein. Durch Übertragung eines die Phase des Lokaloszillatorsignales aufweisenden oder eines die Phase darstellenden Lokaloszillatorphasensignales zu­ sammen mit den zu Phasendifferenzen verarbeiteten empfangenen langwelligen Signalen, die beispielsweise in Form eines Codewortes vorliegen, mittels Modulation eines Trägers und durch Kompensation der ermittelten Phasendifferenzen auf der Grundlage der festgestellten Phasenschwankungen des wiedergewonnenen Lokaloszillator­ phasensignales wird auch in diesem Fall die Eigenortung des bewegten Objektes unabhängig von den zeitlichen Schwankungen des Lokaloszillatorsignales.
  • - Die beiden oben beschriebenen Hauptanwendungsfälle können dahingehend abgewandelt werden, daß das Trägersignal phasenmäßig mit dem Lokaloszillator gekoppelt wird, so daß das Trägersignal selbst die Information über die Lokaloszillatorphase enthält. In diesem Fall ist es ent­ behrlich, das Trägersignal mit einem die Phase des Lokaloszillatorsignales aufweisenden oder diese dar­ stellenden Lokaloszillatorphasensignal zu modulieren.
Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verfahren bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Eigenortung bewegter Objekte nach dem erfindungsge­ mäßen Verfahren näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen am Ort des bewegten Objektes befindli­ chen Teil einer Ausführungsform einer Vor­ richtung zur Eigenortung bewegter Objekte; und
Fig. 2 einen stationären Teil der Ausführungsform der Vorrichtung zur Eigenortung bewegter Objekte.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 die in Form eines Blockschaltbildes dargestellte Radiosonde in ihrer Gesamt­ heit bezeichnet. Die Radiosonde 1 umfaßt eine Empfangs­ antenne 2 für den Empfang von Omegasignalen, der eine Bandpaß- und Vorverstärker-Schaltung 3 nachgeschaltet ist. Die Bandpaß- und Vorverstärker-Schaltung 3 dient zum Unterdrücken breitbandiger Störsignale sowie zum Unter­ drücken der Spiegelfrequenz ω₁ ± 2 · ω ZF mit der später erläuterten Zwischenfrequenz ω ZF .
Der Ausgang der Bandpaß- und Vorverstärker-Schaltung 3 sowie der Ausgang eines Lokaloszillators 4 sind an die Eingänge eines Multiplizierers 5 angeschlossen. Der Multi­ plizierer 5 bewirkt eine Mischung der empfangenen Omega­ signale mit dem Lokaloszillatorsignal, um die empfangenen Omegasignale auf eine niedrigere Frequenz zu verschieben. Dem Multiplizierer 5 ist eine Tiefpaß- und Verstärker- Schaltung 6 nachgeschaltet, die von den durch Mischung entstandenen Signale auf den verschiedenen Frequenzen nur die Signale durchläßt, die sich auf der gewünschten Zwi­ schenfrequenz befinden. Das Signal am Ausgang der Tiefpaß- und Verstärker-Schaltung 6 hat folgenden zeitlichen Ver­ lauf:
U(t) = V u e ν cos ((ω₁-l LO )t + Φ ν (t) - Φ LO (t)
In dieser Formel bezeichnet U₁ die sich zeitlich ändernde Spannung am Ausgang der Tiefpaß- und Verstärker-Schaltung 6, V eine Konstante, ν einen Index zur Unterscheidung der zeitlich aufeinanderfolgenden Signale der einzelnen Omega­ stationen (ν = A, B, C . . .), die Frequenz ω₁ eine der verschiedenen Omegafrequenzen mit 10,2 kHz, 11,33 kHz, 12,1 kHz oder 13,6 kHz, Φ LO die sich zeitlich ändernde Phase des Lokaloszillators, ω LO die Lokaloszillator­ frequenz, und Φ n die relative Phase des betreffenden Omegasignales.
Das Ausgangssignal des Lokaloszillators 4 wird ferner einem Frequenzteiler 7 zugeführt, der eine Teilung der Frequenz des Lokaloszillatorsignales auf ein Viertel vor­ nimmt. Dem Frequenzteiler 7 ist eine Meß- und Biphase- Modulator-Schaltung 8 nachgeschaltet. Diese Schaltung 8 bewirkt mittels verschiedener (nicht dargestellter) Sen­ soren unter der Kontrolle eines Mikroprozessors (gleich­ falls nicht dargestellt) eine Erfassung verschiedener, interessierender Meßdaten der Radiosonde. Diese werden in einer digital kodierten Form im NRZ-Format (non return to zero-Format) in einem starren Zeitrahmen, der durch das Ausgangssignal des Frequenzteilers 7 vorgegeben ist, einer Biphase-Modulator-Schaltung zugeführt, die gleichfalls mit dem von der Frequenzteilerschaltung 7 erzeugten Bittakt gespeist wird. Eine Eigenart der Biphase-Modulation be­ steht darin, daß mit dem Biphase-modulierten Signal auch der Bittakt übertragen wird, der durch an sich bekannte, in der Literatur beschriebene Verfahren wieder regeneriert werden kann. Hierzu wird auf folgende Literaturstellen verwiesen, deren Offenbarungsgehalt durch diese Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird:
  • - Benedetto, S.; Biglieri, E.; Castellani, V.: Digital Transmission Theory, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 1988, S. 292 ff.;
  • -Gardner, F.: Phaselock Techniques, John Wiley & Sons, 2nd edition 1979, S. 215 ff.
Bereits an dieser Stelle sei hervorgehoben, daß der mit dem Biphase-modulierten Datensignal, das am Ausgang der Schaltung 8 erscheint, übertragene Bittakt der gleichen zeitlichen Phasenschwankung unterliegt wie der Ausgang des Lokaloszillatorsignales.
Die Ausgänge der Tiefpaß- und Verstärker-Schaltung 6 und der Meß- und Biphase-Modulator-Schaltung 8 werden einem Addierer 9 zugeführt, dessen Ausgang mit einem Eingang eines weiteren Addierers 10 verbunden ist, der Bestandteil einer Regelschleife 10 bis 14 für die Trägerfrequenz einer Modulator- und Verstärker-Schaltung 14, die eine Frequenz­ modulation ihrer Eingangssignale auf die Trägerfrequenz bewirkt, ist. Diese Regelschleife umfaßt einen von der Trägerfrequenz beaufschlagten Frequenzteiler 11, der die Frequenz des Trägersignales auf die des Lokaloszillator­ signales 4 herabteilt. Der Ausgang des Frequenzteilers 11 sowie des Lokaloszillators 4 sind mit den Eingängen eines weiteren Multiplizierers 12 verbunden, dessen Ausgang mit einem Schleifenfilter 13 verbunden ist, das ausgangsseitig mit dem weiteren Eingang des weiteren Addierers 10 verbun­ den ist.
Bei der gezeigten Ausführungsform bewirkt die Modulator- und Verstärkerschaltung 14 eine Frequenzmodulation eines Hf-Trägersignales mittels ihres Eingangssignales, das ab­ gesehen von der Hf-Frequenzregelkomponente im wesentlichen durch die Summe des Ausgangssignales U(t) der Tiefpaß- und Verstärker-Schaltung 6 und des Biphase-modulierten Datensignales von der Meß- und Biphase-Modulator-Schaltung 8 gebildet wird. Wie erwähnt, kann die Modulator-Verstär­ ker-Schaltung 14 das Eingangssignal auch mit einem anderen Modulationsverfahren als dem Frequenzverfahren auf den Träger modulieren, wobei insbesondere die Phasenmodulation und die Amplitudenmodulation in Betracht kommen.
Das Ausgangssignal der Modulator- und Verstärker-Schaltung 14 wird über eine Sendeantenne 15 zur Bodenstation über­ tragen.
In Fig. 2 ist die Gesamtheit des Blockschaltbildes einer Bodenstation mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet. Die Bodenstation 16 umfaßt eine Empfangsantenne 17, der eine Hf-Empfänger- und Demodulator-Schaltung 18 nachgeschaltet ist. Das frequenzmodulierte Empfangssignal am Ausgang der Hf-Empfänger und Demodulator-Schaltung 18 wird einer­ seits einem Sperrfilter 19 für das Datensignal und ande­ rerseits einem Sperrfilter 20 für die Zwischenfrequenz zugeführt. Am Ausgang des Sperrfilters 19 für das Daten­ signal erscheint das rekonstruierte Lokaloszillatorsignal mit folgendem zeitlichen Verlauf:
U LOr(t) = U LOr cos (ω LO t+Φ LO (t)+Φ s (t)+K)
Das am Ausgang des Sperrfilters 20 für die Zwischenfre­ quenz erscheindende Signal hat im wesentlichen den Zeit­ verlauf des oben erläuterten Signales U(t).
Aus dem letztgenannten Signal gewinnt eine Datenregenera­ tionsschaltung 21 durch Biphase-Demodulation erneut die Meßdaten der Radiosonde. Die diesbezügliche Datenregenera­ tion ist einerseits bekannt und stellt andererseits nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung dar, die die Eigenortung bewegter Objekte betrifft, so daß auf eine Erläuterung der Datenauswertung verzichtet werden kann.
Das Ausgangssignal des Sperrfilters 20 für die Zwischen­ frequenz wird einer Betragsbildungsschaltung 22 zugeführt, durch die eine Frequenzverdopplung ihres Eingangssignales bewirkt wird. Das Ausgangssignal der Betragbildungsschal­ tung 22 dient zur Ansteuerung einer phasenstarren Regel­ schleife 23 bis 25, die durch einen dritten Multiplizierer 23, ein zweites Schleifenfilter 24 und einen spannungsge­ steuerten Oszillator 25 gebildet wird, wobei dem Multi­ plizierer 23 die Ausgänge des Oszillators 25 und der Be­ tragsbildungsschaltung 22 zugeführt werden und das Schlei­ fenfilter 24 mit seinem Eingang an den Ausgang des dritten Multiplizierers 23 mit seinem Ausgang an den Eingang des spannungsgesteuerten Oszillators 25 angeschlossen ist. Die Schleifenbandbreite des Regelkreises 23-25 beträgt weniger als 5 KHz, vorzugsweise etwa 10-20 Hz. Dem spannungsge­ steuerten Oszillator 25 ist ein Frequenzvervielfacher 26 nachgeschaltet, der eine Vervierfachung der Frequenz des Eingangssignales bezüglich seines Ausgangssignales vor­ nimmt, wobei letzteres einem vierten Multiplizierer 27 zugeführt wird, der an seinem anderen Eingang mit dem Ausgangssignal des Sperrfilters 19 für das Datensignal beaufschlagt wird. Der Schaltungszweig 22 bis 26 bewirkt eine Rekonstruktion des Lokaloszillatorsignales. Durch Mischung desselben mit dem Ausgangssignal des Sperr­ filters 19 wird das Ausgangssignal des vierten Multipli­ zierers 27 U 1r (t) von der Phase des Lokaloszillatorsigna­ les befreit, wie folgende Gleichung zeigt:
U 1r (t) = V r U e cos ((ω₁-ω LO ) t + Φ ν (t) - Φ LO (t) + ω LO t + Φ LO (t) + Φ s (t) + K)
     = V r U e cos (ωt+Φ ν (t) + Φ s (t) + K)
In dieser Gleichung bezeichnen neben den bereits oben definierten Größen der Index r die auf der Bodenstation re­ konstruierten Signale, der Index s eine Störung und die Konstante K eine konstante Phasenverschiebung. Die Stör­ phase Φ s (t) repräsentiert eine Phasenschwankung, die durch die Synchronisation der Phase über den gestörten Funkkanal entsteht.
Aus der obigen Gleichung (3) ist ersichtlich, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren Schwankungen der Phase des Lokaloszillators stark reduziert werden.
Die Phasenschwankung Φ s des rekonstruierten Signales ist bei genügend großem Signal-/Rausch-Verhältnis hinreichend klein, so daß sie keine nennenswerte Verfälschung der Ortsbestimmung des bewegten Objektes herbeiführt.
Der Ausgang des vierten Multiplizierers 27 ist mit dem Eingang des Bandpaßfilters 28 verbunden, das die Omega­ frequenzen durchläßt. Ausgangsseitig ist das Bandpaßfilter 28 mit einem an sich bekannten Omegaempfänger 29 verbun­ den.
In Abweichung von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Modulation des Trägers auch mit einem anderen Modulationsverfahren als dem beschriebenen Frequenzmodu­ lationsverfahren durchgeführt werden, wobei insbesondere ein Amplitudenmodulations- oder Phasenmodulationsverfah­ ren in Betracht kommt.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Phase des Lokaloszillators durch das Biphase-modulierte Daten­ signal übertragen. Obwohl diese Art der Übertragung der Phaseninformation für den beschriebenen Anwendungsfall einer Radiosonde zweckmäßig erscheint, kann auch ein eige­ nes, die Phase des Lokaloszillators aufweisendes oder dar­ stellendes Lokaloszillatorphasensignal übertragen werden, das zur Kompensation der Phase des wiedergewonnenen Sig­ nales herangezogen wird.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel findet die Er­ mittlung der relativen Phase der Omegasignale, aus der der Ort des bewegten Objektes abgeleitet wird, an der Boden­ station statt. Wie eingangs erläutert, ist es auch mög­ lich, die relativen Phasenlagen der Omegasignale von den einzelnen Omegastationen bereits in der Radiosonde selbst zu ermitteln. Eine Kompensation des Einflusses der Phasen­ schwankung des Lokaloszillators, der die Zeitbasis für die Ermittlung der relativen Phasenlagen bildet, findet auch in diesem Anwendungsfall gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch statt, daß das die relativen Phasenlagen anzeigen­ de Signal zusammen mit einem Signal übertragen wird, das die Phase des Lokaloszillators darstellt, um am Ort der Bodenstation eine Korrektur der relativen Phasenlagen um die Phasenschwankungen des Lokaloszillatorsignales zu er­ möglichen.
Bei der beschriebenen Ausführungsform werden die gegen­ seitig phasenstarren Signale durch Omegasignale gebildet. Obwohl Omegasignale für die Zwecke der Eigenortung als bevorzugt angesehen werden, können auch LORAN-C-Funktnavi­ gationssignale für diese Zwecke eingesetzt werden.
Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die Information über die Phase des Lokaloszillators dadurch übertragen, daß das Trägersignal mit einem die Phase des Lokaloszilla­ torsignales darstellenden oder aufweisenden Lokaloszilla­ torphasensignal moduliert wird. Insbesondere im Falle der Phasenmodulation oder Amplitudenmodulation des Trägers ist es jedoch auch denkbar, das Trägersignal mittels einer Phasenregelschleife phasenmäßig an das Lokaloszillator­ signal anzubinden. In diesem Fall ändert sich die Phase des Trägersignales zusammen mit derjenigen des Lokal­ oszillatorsignales und beinhaltet damit die benötigte Lokaloszillatorphaseninformation. Somit ist es in diesem Fall entbehrlich, das Trägersignal mit einem Lokaloszil­ latorphasensignal zu modulieren, da das Trägersignal selbst die Information über die Lokaloszillatorphase ent­ hält. Durch Rekonstruktion des Lokaloszillatorsignales an der Bodenstation erhält man somit die nötige Information für die Phasenkorrektur bei der Ortsbestimmung des be­ wegten Objektes.
Im Anwendungsfall der Übertragung der langwelligen gegen­ seitig phasenstarren Signale in einer auf eine Zwischen­ frequenz herabgemischten und mit dem Träger modulierten Form findet die Korrektur dadurch statt, daß an der Boden­ station das durch Demodulation gewonnene Zwischenfrequenz­ signal mit dem aus dem empfangenen Trägersignal abgelei­ teten Lokaloszillatorphasensignal gemischt wird, um auf diese Weise die Einflüsse von Phasenschwankungen des Lokaloszillators zu kompensieren.
In dem Anwendungsfall, in dem die Bestimmung der Phasen­ differenzen bzw. des Ortes des bewegten Objektes aufgrund der gegenseitig phasenstarren Signale bereits am Ort des bewegten Objektes ausgeführt wird, kann das aus dem empfangenen Trägersignal rekonstruierte Lokaloszillator­ signal mit einer Frequenzreferenz verglichen werden, um eine Phasendrift des Lokaloszillators über eine bestimmte Periode, wie beispielsweise eine Omegaepoche, zu ermit­ teln. Die betreffende Trift des Lokaloszillators über diese Periode wird entsprechend ihres Vorzeichens auf die bereits am Ort des bewegten Objektes ermittelte Phasen­ differenz aufaddiert oder von dieser subtrahiert, bevor die Ortsbestimmung aufgrund der kompensierten Phase durch­ geführt wird.

Claims (11)

1. Verfahren zur Eigenortung bewegter Objekte aufgrund von langwelligen, gegenseitig phasenstarren Signalen, insbesondere aufgrund von Omegasignalen, mit folgenden Verfahrensschritten:
  • - Empfangen der langwelligen, gegenseitig phasen­ starren Signale;
  • - Umwandeln oder Verarbeiten derselben mittels eines Lokaloszillatorsignales;
  • - Modulation eines Trägersignales mit dem umgewandel­ ten oder verarbeiteten Signal und eines die Phase des Lokaloszillatorsignales aufweisenden oder diese darstellenden Lokaloszillatorphasensignales und Übertragen des modulierten Trägersignales;
  • - Empfangen und Demodulieren des Trägersignales zur Wiedergewinnung des umgewandelten oder verarbeiteten Signales und des Lokaloszillatorphasensignales; und
  • - Bestimmen des Ortes des bewegten Objektes aufgrund des umgewandelten oder verarbeiteten Signales und aufgrund des Lokaloszillatorphasensignales.
2. Verfahren zur Eigenortung bewegter Objekt aufgrund von langwelligen, gegenseitig phasenstarren Signalen, insbesondere aufgrund von Omegasignalen, mit folgenden Verfahrensschritten:
  • - Empfangen der langwelligen, gegenseitig phasen­ starren Signale am Ort des bewegten Objektes;
  • - frequenzmäßiges Verschieben der langwelligen, gegen­ seitig phasenstarren Signale durch Mischen dersel­ ben mit einem Lokaloszillatorsignal zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignales;
  • - Modulieren eines Trägersignales mit dem Zwischenfre­ quenzsignal und mit einem die Phase des Lokaloszil­ latorsignales aufweisenden oder diese darstellenden Lokaloszillatorphasensignal;
  • - Übertragen des modulierten Trägersignales;
  • - Empfangen und Demodulieren des Trägersignales;
  • - Phasenkorrigieren des durch Demodulation wiederge­ wonnenen Zwischenfrequenzsignales mittels des durch Demodulation wiedergewonnenen Lokaloszillatorphasen­ signales zum Erzeugen eines phasenkorrigierten Zwi­ schenfrequenzsignales; und
  • - Phasenauswertung des Zwischenfrequenzsignales oder eines durch Frequenzverschiebung hiervon abgeleite­ ten Signales zum Bestimmen des Ortes des bewegten Objektes.
3. Verfahren zur Eigenortung bewegter Objekte aufgrund von langwelligen, gegenseitig phasenstarren Signalen, insbesondere aufgrund von Omegasignalen, mit folgenden Verfahrensschritten:
  • - Empfangen der langwelligen, gegenseitig phasen­ starren Signale;
  • - Umwandeln oder Verarbeiten derselben mittels eines Lokaloszillatorsignales;
  • - Erzeugen eines phasenmäßig an das Lokaloszillator­ signal angekoppelten Trägersignales,
  • - Modulation des Trägersignales mit dem umgewandelten oder verarbeiteten Signal und Übertragen des modu­ lierten Trägersignales;
  • - Empfangen und Demodulieren des Trägersignales zur Wiedergewinnung des umgewandelten oder verarbeiteten Signales;
  • - Erzeugen eines die Phase des Lokaloszillators auf­ weisenden oder diese darstellenden Lokaloszillator­ phasensignales aufgrund des empfangenen Träger­ signales; und
  • - Bestimmen des Ortes des bewegten Objektes aufgrund des umgewandelten oder verarbeiteten Signales und aufgrund des Lokaloszillatorphasensignales.
4. Verfahren zur Eigenortung bewegter Objekte aufgrund von langwelligen, gegenseitig phasenstarren Signalen, insbesondere aufgrund von Omegasignalen, mit folgenden Verfahrensschritten:
  • - Empfangen der langwelligen, gegenseitig phasen­ starren Signale am Ort des bewegten Objektes;
  • - frequenzmäßiges Verschieben der langwelligen, gegen­ seitig phasenstarren Signale durch Mischen dersel­ ben mit einem Lokaloszillatorsignal zum Erzeugen eines Zwischenfrequenzsignales;
  • - Erzeugen eines phasenmäßig an das Lokaloszillator­ signal angekoppelten Trägersignales;
  • - Modulieren eines Trägersignales mit dem Zwischen­ frequenzsignal;
  • - Übertragen des modulierten Trägersignales;
  • - Empfangen und Demodulieren des Trägersignales zum Wiedergewinnen des Zwischenfrequenzsignales;
  • - Erzeugen eines die Phase des Lokaloszillatorsignales aufweisenden oder diese darstellenden Lokaloszilla­ torphasensignales aufgrund des empfangenen Träger­ signales;
  • - Phasenkorrigieren des Zwischenfrequenzsignales mittels des Lokaloszillatorphasensignales zum Er­ zeugen eines phasenkorrigierten Zwischenfrequenz­ signales; und
  • - Phasenauswertung des Zwischenfrequenzsignales oder eines durch Frequenzverschiebung hiervon abgeleite­ ten Signales zum Bestimmen des Ortes des bewegten Objektes.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzei­ net, daß das die Phase des Lokaloszillatorsignales auf­ weisende Lokaloszillatorphasensignal ein Datensignal ist, das von einem Modulator auf der Grundlage eines Zeitrasters, das von dem Lokaloszillatorsignal abge­ leitet ist, erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator ein Biphase-Modulator (8) ist, dem ein vom Lokaloszillatorsignal abgeleiteter Bittakt zugeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Datensignal und das Zwischenfrequenzsignal vor der Modulation des Trägersignales aufaddiert werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das durch Demodulation wiedergewonnene Daten­ signal einer Phasenregelschleife (23 bis 25) eines gesteuerten Oszillators (25) zugeführt wird, dessen Ausgangssignal mit dem durch Demodulation wiederge­ wonnenen Zwischenfrequenzsignal gemischt wird, und
daß die Bestimmung des Ortes des bewegten Objektes durch Phasenauswertung des durch die letztgenannte Mischung erzeugten Signales durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Ort des bewegten Objektes Phasendifferenzen der langwelligen, gegenseitig phasenstarren Signale aufgrund einer von dem Lokaloszillatorsignal defi­ nierten Zeitbasis ermittelt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasendifferenzen der langwelligen, gegensei­ tig phasenstarren Signale durch Abtastung oder Zählung mittels einer Torschaltung ermittelt werden, die mit der von dem Lokaloszillatorsignal definierten Zeitbasis getaktet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß die langwelligen, gegenseitig phasenstarren Signale Omegasignale sind, und
daß die Bestimmung des Ortes des bewegten Objektes aufgrund der ermittelten Omegasignalphasendifferenzen unter Berücksichtigung der Phasenänderung des Lokal­ oszillatorsignales während jeweils einer Omegaepoche durchgeführt wird.
DE19893909758 1989-03-23 1989-03-23 Verfahren zur eigenortung bewegter objekte aufgrund von langwelligen, gegenseitigen phasenstarren signalen Granted DE3909758A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19893909758 DE3909758A1 (de) 1989-03-23 1989-03-23 Verfahren zur eigenortung bewegter objekte aufgrund von langwelligen, gegenseitigen phasenstarren signalen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19893909758 DE3909758A1 (de) 1989-03-23 1989-03-23 Verfahren zur eigenortung bewegter objekte aufgrund von langwelligen, gegenseitigen phasenstarren signalen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3909758A1 true DE3909758A1 (de) 1990-10-04
DE3909758C2 DE3909758C2 (de) 1993-03-04

Family

ID=6377141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19893909758 Granted DE3909758A1 (de) 1989-03-23 1989-03-23 Verfahren zur eigenortung bewegter objekte aufgrund von langwelligen, gegenseitigen phasenstarren signalen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3909758A1 (de)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3471856A (en) * 1967-05-22 1969-10-07 Nasa Position location and data collection system and method
DE2120673A1 (de) * 1970-05-07 1971-11-25 Dynell Elec Verfahren und Vorrichtung zur Signalerfassung
DE2215304A1 (de) * 1971-03-31 1972-10-05 Bendix Corp Empfanger für ein Funknaviagtionssystem
DE2027572B2 (de) * 1969-06-04 1973-01-04 Compagnie Generale De Geophysique, Paris Funkortungsverfahren und Empfänger mit Phasenvergleich verschiedenfrequenter empfangener Wellen mit örtlich erzeugten Schwingungen
US4035802A (en) * 1973-04-05 1977-07-12 Ove Jagermalm Method and apparatus for wind measurement
US4063244A (en) * 1975-09-26 1977-12-13 Odom Offshore Surveys, Inc. Receiver/timing apparatus for a single frequency, time-shared positioning system
US4106022A (en) * 1972-05-15 1978-08-08 University College Of North Wales Radio position-determining system
DE2035202B2 (de) * 1969-08-01 1978-12-07 Teledyne Inc., Los Angeles, Calif. (V.St.A.) Hyperbel-Navigationssystem mit einer Relaisstation
DE3816462A1 (de) * 1987-05-19 1988-12-01 Vaisala Oy Verfahren zur uebertragung von signalen ueber schmalbandkanal

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3471856A (en) * 1967-05-22 1969-10-07 Nasa Position location and data collection system and method
DE2027572B2 (de) * 1969-06-04 1973-01-04 Compagnie Generale De Geophysique, Paris Funkortungsverfahren und Empfänger mit Phasenvergleich verschiedenfrequenter empfangener Wellen mit örtlich erzeugten Schwingungen
DE2035202B2 (de) * 1969-08-01 1978-12-07 Teledyne Inc., Los Angeles, Calif. (V.St.A.) Hyperbel-Navigationssystem mit einer Relaisstation
DE2120673A1 (de) * 1970-05-07 1971-11-25 Dynell Elec Verfahren und Vorrichtung zur Signalerfassung
DE2215304A1 (de) * 1971-03-31 1972-10-05 Bendix Corp Empfanger für ein Funknaviagtionssystem
US4106022A (en) * 1972-05-15 1978-08-08 University College Of North Wales Radio position-determining system
US4035802A (en) * 1973-04-05 1977-07-12 Ove Jagermalm Method and apparatus for wind measurement
US4063244A (en) * 1975-09-26 1977-12-13 Odom Offshore Surveys, Inc. Receiver/timing apparatus for a single frequency, time-shared positioning system
DE3816462A1 (de) * 1987-05-19 1988-12-01 Vaisala Oy Verfahren zur uebertragung von signalen ueber schmalbandkanal

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
COMSTOCK, A.L., ROUION, W.A.: Report on the Results of more then five years of testing Micro-OMEGA, in Proceedings of the Second OMEGA Symposium, 1974, Washington D.C., Institute of Navigation, S.56 ff *
MOHACSY, B.: "Der Ausbau des Omega-Navigations- systems", in Funkschau 1974, H.6, S.185, 186 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE3909758C2 (de) 1993-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2635016C3 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zum Messen der Gruppenlaufzeit eines elektrischen Vierpols
DE3836219A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum aufsuchen von kabelfehlern
DE19515712C2 (de) Vorrichtung zum Kompensieren von Dopplerverschiebungen
DE1197633B (de) Anordnung zur Messung des Abstandes zwischen zwei voneinander entfernten Stationen
DE19646164A1 (de) Verfahren zur Übertragung digitaler Signale
DE3441270C1 (de) Einrichtung und Verfahren zur Frequenzmodulation in CW-Radargeräten
DE2905023A1 (de) Digitalphasendetektor und verfahren zur detektion einer phasendifferenz
DE2229609A1 (de) Hochfrequenzmeßschaltung für Rauschspektrumanalysen und dgl
DE19680327C2 (de) GMSK-Kommunikationsgerät-Testsystem
DE2222735C3 (de) System zur Übertragung von Phasenkorrekturen in einem Radionavigationssystem, insbesondere einem Differential-OMEGA-System
DE2744780A1 (de) Vor-bordempfaenger
DE3909758A1 (de) Verfahren zur eigenortung bewegter objekte aufgrund von langwelligen, gegenseitigen phasenstarren signalen
DE4409455C1 (de) Verfahren zur Bestimmung des C/I Verhältnisses eines Empfangssignals für Gleich- oder Nachbarkanalstörer in digitalen Mobilfunknetzen
DE4420448C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Feldstärke in einem Funkkanal und dessen Nachbarkanälen mittels Zero-IF
DE19531998C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kompensierung des Gleichspannungsanteils und zur Korrektur des Quadraturfehlers einer Basisbandumsetzeinrichtung von Funkempfängern für ein zu detektierendes Empfangssignal
CH627597A5 (en) Broadcasting system with code signalling
DE3816462C2 (de) Vorrichtung zum Aufbereiten von über einen Schmalbandsignal zu übertragenen Signalen
DE10036703A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur eines Resamplers
DE2602916C2 (de)
DE10300267A1 (de) Demodulation eines frequenzmodulierten Empfangssignals durch Abbilden der Nulldurchgänge auf eine Folge von Parameterwerten
DE2808982C2 (de) Navigationssystem zur Richtungsund Entfernungsmessung
DE2027572C (de) Funkortungsverfahren und Empfanger mit Phasenvergleich verschiedenfrequenter empfangener Wellen mit örtlich erzeugten Schwingungen
DE2618212C3 (de) Verfahren zur Kreuzkopplung von Empfangssignalen bei Hyperbelnavigationssystemen
DE2724376A1 (de) Verfahren und einrichtung zum messen der empfangsqualitaet eines frequenzmodulerten ukw-signals
DE2118901B2 (de) Empfangseinrichtung für elektromagnetische Trägerwellen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee