DE4422282A1 - Verfahren und Anordnung zur Peilung von Sendern bei Frequenzsprung-Funkverbindungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Peilung und Ortung von Sendern bei Frequenzsprung-Funkverbindungen gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- und Anordnungshauptanspruches.

Die Standorte solcher frequenzagiler Sender, auch als FH-Sender bezeichnet (FH = Frequency Hopper), werden, wie das beispielsweise aus der DE 36 01 372 C2 bekannt ist, aus den an verschiedenen, räumlich verteilt angeordneten Peilstellen gewonnenen Peilergebnissen in einer Zentrale mittels eines Ortungsrechners unter Anwendung spezieller Rechenverfahren errechnet. Bei sehr kurzen Aussendezeiten und entsprechend raschen Frequenzwechseln (bis zu tausendmal pro Sekunde) können sich hierbei Schwierigkeiten ergeben. Wegen der extrem raschen Folge der einfallenden Signale und den aufgrund der endlichen Wellenausbreitungsgeschwindigkeit in der Regel unterschiedlichen Einfallszeiten ein und derselben Sender an den räumlich verschiedenen Peilorten ist dann, erst recht bei gleichzeitigem Betrieb mehrerer, räumlich verteilter FH-Sender zwar noch eine Peilung, aber kaum mehr eine Ortung durchführbar.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einigermaßen zuverlässige Ordnung solcher Frequenzsprung-Sender bei extrem kurzen Sendedauern und entsprechend raschen Frequenzwechseln, auch bei gleichzeitigem Betrieb mehrerer solcher räumlich verteilter Sender, zu erreichen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Verfahrens- und Anordnungshauptanspruch. Nach der Erfindung werden also die an den verschiedenen Peilorten anfallenden Peilergebnisse nicht mehr in einer einzigen, in der Zentrale befindlichen Rechneranlage verarbeitet, sondern es werden die anfallenden Daten und die erforderliche Rechenarbeit zur Bestimmung der Senderorte auf mehrere, unabhängig voneinander arbeitende Rechner, die als Parallelrechner miteinander vernetzt sind, aufgeteilt. Durch diese Aufteilung auf mehrere, miteinander vernetzte und parallel arbeitende Rechner, die miteinander kommunizieren und kooperieren, werden die vielen, von einem oder mehreren Sendern erzeugten Peilergebnisse gemeinsam und gleichzeitig an mehreren Stellen parallel verarbeitet. Dadurch wird erreicht, daß der durch die kürzer werdenden Sendezeiten und schnelleren Frequenzwechsel erhöhte Rechenaufwand in kürzerer Zeit als bisher bewältigt werden kann.

Im Rahmen der Erfindung bietet sich gemäß Anspruch 2 die Möglichkeit, mittels der Rechner zu jeder der an den verschiedenen Peilorten festgestellten Peilrichtungen auch die Peilsequenzen, d. h. insbesondere den zeitlichen Verlauf der gesendeten Frequenzen bzw. Frequenzsprünge während der Dauer der Messung bzw. der Peildauer zu ermitteln. Man erhält zu jedem Peilwinkel ein Peilsequenzmuster, das den Verlauf der Frequenz für jedes einzelne, kurze Zeitintervall (Abszissenachse) angibt. Nach Sortierung der Muster ist ersichtlich, daß die jeweils von ein und demselben Sender herrührenden Peilwinkel eines jeden Peilortes - soweit keine Störungen vorliegen - ähnliche Peilmuster aufweisen. Lediglich der Frequenzverlauf ist für jeden Peilort wegen des unterschiedlichen Laufweges der Senderwelle zeitlich gegenüber den entsprechenden Mustern der anderen Peilorte etwas verschoben. Diesen Umstand nützt die Erfindung zur Senderstandortbestimmung aus.

Gemäß Anspruch 3 werden daher die Peilwinkel der verschiedenen Peiler und ihre Peilsequenzmuster über das Datennetz ausgetauscht und miteinander verglichen. Im aufwendigsten Fall ist jedes Muster eines jeden Peilwinkels mit jedem Peilwinkel bzw. Muster der anderen Peiler zu kombinieren und zu vergleichen, so daß Musterkorrelationen bestimmt werden können. Dadurch ergeben sich aus der Menge der Peilwinkel Peilwinkelteilmengen deren Elemente bzw. Peilwinkel jeweils von verschiedenen Peilorten stammen und von ein und demselben Sender dort erzeugt worden sind, deren Richtung also von ihrem jeweiligen Peilort zu diesem Sender hinführen und sich am Ort des Senders schneiden.

Da bei günstigen Bedingungen bereits durch einige wenige solcher Peilwinkel sich schon ein eindeutiger Schnittpunkt und Senderstandort ergeben kann, kann gemäß Anspruch 4 in den meisten Fällen eine Datenreduzierung vorgenommen, und dadurch der Rechenaufwand vermindert werden. Eine solche Datenreduzierung kann durch mehrere Verfahren durchgeführt werden, wie z. B. durch ein Polygonsverfahren von Peilwinkeln, durch Aufrufen und Verarbeiten von früheren, gespeicherten Daten (Informationen), die den Sender oder die Peilsequenzmuster charakterisieren (heuristische Informationsverarbeitung und Datenreduzierung) oder durch Beschränkung auf Peilwinkel, die aufgrund der Musterkorrelationen bereits einen eindeutigen Sendestandort ergeben.

Eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 5. Es werden also anstelle einer zentralen Rechenanlage mehrere Rechner vorgesehen, die über ein Datennetz miteinander zum Austausch von Daten verbunden sind und nach Art eines Systems von miteinander vernetzten Parallelrechnern, z. B. mit einer MIMD-Architektur (MIMD = Multi Instruction Multi Data), unabhängig voneinander und miteinander zusammenarbeiten und ihre Ergebnisse einer zentralen Stelle verfügbar machen können. Grundsätzlich können im Rahmen der Erfindung beliebig viele Rechner mit beliebig vielen Peilern verbunden sein. Die Topologie des Peilnetzes kann verschieden von der des Rechnernetzes sein. Es kann, aber muß nicht, jedem Peiler ein Rechner zugeordnet sein.

Hierbei kann im Rahmen der Erfindung gemäß Anspruch 6 einer der Rechner die Funktion einer Zentrale übernehmen. Die Aufgaben der Zentrale können natürlich auch von mehreren Rechnern gemeinsam ausgeführt werden und auf mehrere Rechner verteilt werden. Beispielsweise kann die Kommandierung der Peiler durch einen und die Ergebniszusammenfassung und Anzeige durch einen anderen Rechner übernommen werden. Die erfindungsgemäß miteinander verknüpften Peiler und Rechner können auch ein mobiles Ortungsnetz darstellen.

Gemäß Anspruch 7 kann vorteilhafterweise jeder Rechner, d. h. jeder Knoten des erfindungsgemäßen Rechnernetzes selbst wieder Parallelrechner-Architektur aufweisen. Dadurch kann jeder Rechner bei Ausfall eines oder aller anderen Rechner dessen bzw. deren Aufgabe übernehmen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: ein grundsätzliches, allgemeines Schema der erfindungsgemäßen Anordnung der Peiler und Rechner und

Fig. 2: eine Anordnung von miteinander vernetzten Rechner und Peilern.

Die Anordnung gemäß Fig. 1 zeigt eine Anzahl von m Rechnern Ri (1 i m), die über ein Datennetz D mit beliebiger Topologie mit n Peilern Pj (1 j n) verknüpft sind. Mit VZ ist jeweils eine auf zwei Rechner verteilte Zentrale bezeichnet.

Fig. 2 zeigt ein Rechnernetz von sechs Rechnern, die durch ein Datennetz miteinander verbunden sind. Beispielsweise sind die Rechner R2, R4 und R6 mit je zwei Peilstationen verknüpft. Die Rechner R1, R3 und R5 sind je mit einem Peiler verbunden und betreiben die verteilte Zentrale VZ, die das gesamte verteilte Ortungssystem steuert.

Claims (7)

1. Verfahren zur Peilung und Ortung von Sendern bei Frequenzsprung-Funkverbindungen unter Benutzung von an mindestens zwei oder mehreren räumlich verschiedenen Peilorten gewonnenen Peilergebnissen von Breitbandpeilern, die mit Zeit-Frequenz-Transformation arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe von m Auswerterechnern (m ≧ 2) aus den Peilergebnissen der einzelnen Peiler die Peilwinkel am Peilort ermittelt werden und die Peilergebnisse durch Kooperation der verschiedenen Rechner zu Ortungsergebnissen derart verarbeitet werden, daß die zur Ortung benötigten Daten über Datennetze beliebiger Topologie ausgetauscht und die verschiedenen Rechenaufgaben auf die verschiedenen Rechner aufgeteilt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Rechner für jeden Peilort Peilsequenzen der Frequenzsprungsender nach Peilwinkeln und typischen Frequenzsprung-Merkmalen sortiert und Peilsequenzmuster gebildet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Peilsequenzmuster und ihre zugeordneten Peildaten zwischen den Rechnern ausgetauscht und Musterkorrelationen einander entsprechender Muster bestimmt und Peilwinkel mit entsprechenden Mustern, die zu jeweils einem Sender führen, ermittelt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reduzierung der anfallenden Peildaten auf die für die Ortung notwendigen vorgenommen wird.

5. Anordnung zur Peilung und Ortung von Sendern bei Frequenzsprung-Funkverbindungen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, mit zwei oder mehreren räumlich getrennt angeordneten Breitbandpeilern, die mit Zeit-Frequenz-Transformation arbeiten und mit einem Auswerterechner verbunden sind, der zur Kommandierung der Peiler und zur Zusammenfassung von an verschiedenen Peilorten gewonnenen Peilergebnissen zu Ortungsergebnissen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß m Auswerterechner Rm (m 2) vorgesehen sind, die über ein Datennetz beliebiger Topologie miteinander verbunden und zum Austausch und zur Verarbeitung der zur Ortung benötigten Daten ausgebildet sind und unabhängig voneinander nach ihnen jeweils vorgegebenen Programmen arbeiten und Teile der für die Ortung erforderlichen Rechenarbeit übernehmen.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Rechner für die Funktion einer Zentrale zur Kommandierung der Peiler und zur Zusammenfassung der Ortungsergebnisse ausgebildet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rechner selbst wieder als ein System von miteinander vernetzten Parallelrechnern aufgebaut ist.