JPH05100005A - Signal transmitting position sensing method using radio signal - Google Patents

Signal transmitting position sensing method using radio signal

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JPH05100005A
JPH05100005A JP29216291A JP29216291A JPH05100005A JP H05100005 A JPH05100005 A JP H05100005A JP 29216291 A JP29216291 A JP 29216291A JP 29216291 A JP29216291 A JP 29216291A JP H05100005 A JPH05100005 A JP H05100005A
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signal
radio
receiver
base station
mobile transmitter
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Fujio Nakamae
富士男 中前
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  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a signal transmitting position sensing method using radio signals, with which the antenna is free of any rotary part, the transmitting position is measurable in a short time, and also the position in the direction over the height can be measured. CONSTITUTION:A signal transmitting position sensing method using radio signals comprises a mobile transmitter 14 transmitting electric wave signals of a certain frequency, at least four stationary radio stations 10-13 located in different positions and equipped with signal receiver receiving the electric wave signals, and at least one base station 13. The signals are received by the receivers of the stationary radio stations and passed to the base station 13, and the difference between the electric wave transfer times from the mobile transmitter 14 to the stationary radio stations is measured, and on the basis of the measurement, the position of the mobile transmitter 14 is calculated three- dimensionally.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、無線信号を利用する発
信位置検出方法に係り、特に電波の伝播時間の差から発
信位置を特定する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmitting position detecting method using a radio signal, and more particularly to a method of specifying a transmitting position from a difference in propagation time of radio waves.

【0002】[0002]

【従来の技術】電波を利用して電波発信源の位置を確認
する方法としては、特開昭64−66581号公報に記
載された電波信号の発信及び受信を通じて行う警備方法
があり、所定周波数の電波信号を送信機によって発信
し、1〜2以上の無指向性アンテナによって前記電波信
号を受信し、2またはそれ以上の指向性アンテナを回転
させながら、その電界強度が最大となる位置を検出し、
三角測量法の原理を応用して前記電波信号の発信位置を
特定する方法であった。
2. Description of the Related Art As a method for confirming the position of a radio wave transmission source using radio waves, there is a security method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-66581 through transmission and reception of radio wave signals. A radio wave signal is transmitted by a transmitter, the radio wave signal is received by one or more omnidirectional antennas, and the position where the electric field strength is maximum is detected while rotating two or more directional antennas. ,
It was a method of applying the principle of the triangulation method to specify the transmission position of the radio signal.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記方
法においては、一旦無指向性アンテナで受信した後、2
以上の指向性アンテナを回転させて電波の発信を検出す
る必要があるので、アンテナに八木アンテナ等を使用
し、更には機械的回転部分を有するので、装置が大型と
なるという欠点がある。また、無指向性アンテナで電波
信号を受信した後、指向性アンテナを回転させるので、
発信位置を決定するに時間がかかるという問題点があ
る。更には、前記方法においては、送信機の位置を平面
的にしか検出できず、近年の如く多数の高層建物が構築
されている中で、事故等が起こった場合、その階を検索
することができず不便であるという問題点があった。本
発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、アンテナに
回転部分がなく、しかも短時間で発信位置を測定でき、
しかも高さ方向の位置も測定可能な無線信号を利用する
発信位置検出方法を提供することを目的とする。
However, in the above method, after the signal is once received by the omnidirectional antenna, 2
Since it is necessary to rotate the above directional antenna to detect the transmission of radio waves, a Yagi antenna or the like is used for the antenna, and further, since it has a mechanical rotating portion, there is a drawback that the device becomes large. Also, since the directional antenna is rotated after receiving the radio signal with the omnidirectional antenna,
There is a problem that it takes time to determine the transmission position. Furthermore, in the above method, the position of the transmitter can be detected only in a plane, and when a large number of high-rise buildings are constructed as in recent years and an accident or the like occurs, the floor can be searched. There was a problem that it could not be done and it was inconvenient. The present invention has been made in view of the above circumstances, the antenna has no rotating portion, and the transmitting position can be measured in a short time.
Moreover, it is an object of the present invention to provide a transmission position detecting method using a radio signal which can measure a position in the height direction.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載の無線信号を利用する発信位置検出方法は、所定周
波数の電波信号を発する移動型送信機と、異なる位置に
配置されて前記電波信号を受信する受信機を備える少な
くとも4の固定無線局と、少なくとも1の基地局とを有
し、前記電波信号をそれぞれの固定無線局の受信機が受
信した後前記基地局に伝え、前記移動型送信機から各固
定無線局までの電波の伝播時間の差を測定し、該測定値
から前記移動型無線局の位置を3次元的に算出するよう
にして構成されている。請求項2記載の無線信号を利用
する発信位置検出方法は、請求項1記載の方法におい
て、固定無線局の内の一つが基地局であるようにして構
成されている。請求項3記載の無線信号を利用する発信
位置検出方法は、請求項1または2に記載の方法におい
て、それぞれの固定無線局の受信機で受信された信号
は、有線通信、電波通信または光通信によって基地局に
伝送されるようにして構成されている。なお、以上にお
いて電波信号にパルス信号を含み、該パルスの伝播遅延
時間から距離信号を算出する方法、あるいは電波あるい
は変調波の位相ずれから距離を算出する方法、いずれで
あっても本発明は適用される。また、前記検出した移動
型送信機の位置は地図を対応させてブラウン管あるいは
液晶表示盤等の画面上に表すのが好ましく、この為予め
メモリーに地図情報を入れておき、該地図上に前記移動
型送信機の位置を点(輝点あるいは点滅信号)として表
示するのが好ましい。
A method according to the above-mentioned object.
A transmitting position detecting method using a wireless signal described, a mobile transmitter that emits a radio signal of a predetermined frequency, and at least four fixed radio stations provided with a receiver arranged at a different position to receive the radio signal, At least one base station, and transmits the radio wave signal to the base station after being received by a receiver of each fixed radio station, and a difference in propagation time of radio waves from the mobile transmitter to each fixed radio station. Is measured, and the position of the mobile radio station is three-dimensionally calculated from the measured value. According to a second aspect of the present invention, there is provided a transmitting position detecting method using a wireless signal, wherein one of the fixed wireless stations is a base station. A method for detecting a transmission position using a wireless signal according to claim 3 is the method according to claim 1 or 2, wherein the signal received by the receiver of each fixed wireless station is wired communication, radio communication or optical communication. Is configured to be transmitted to the base station. In the above, the present invention is applicable regardless of whether the radio signal includes a pulse signal and the distance signal is calculated from the propagation delay time of the pulse, or the distance is calculated from the phase shift of the radio wave or the modulated wave. To be done. In addition, it is preferable that the detected position of the mobile transmitter is displayed on a screen such as a cathode ray tube or a liquid crystal display panel in association with a map. For this reason, the map information is previously stored in a memory, and the movement is performed on the map. The position of the mold transmitter is preferably displayed as a dot (bright spot or flashing signal).

【0005】[0005]

【作用】請求項1〜3記載の無線信号を利用する発信位
置検出方法においては、移動型送信機によって所定周波
数の電波信号を発信し、この電波信号を少なくとも4の
固定無線局によって受信する。そして、該それぞれの固
定無線局は、該電波信号を受けた後、直ちに基地局に伝
える。従って、該基地局に伝わる電波信号は少なくとも
4以上の固定無線局に伝播され、更に固定無線局から基
地局に伝播されるので、伝播時間を必要とする。ところ
が、各固定無線局が電波信号を受信して基地局に伝播す
る時間は一定であるので、この分を差し引くと、移動型
送信機から各固定無線局までの電波信号の伝播時間とな
る。一方、電波の伝播速度は一定であるので、移動型送
信機から少なくとも4つの固定無線局までの伝播時間の
差及びそれぞれの伝播時間の大小を検出することがで
き、これらの伝播時間の差、その大小及び電波の伝播速
度(略一定)から、前記移動型送信機の位置を3次元的
に検出できることになる。特に、請求項2記載の無線信
号を利用する発信位置検出方法においては、一つの固定
無線局が基地局となっているので、他の固定無線局が3
局以上で済む。また、請求項3記載の無線信号を利用す
る発信位置検出方法においては、それぞれの固定無線局
から基地局に信号を伝送する手段として、有線通信、電
波通信あるいは光通信によって行っているので、伝播時
間が一定となり、極めて容易に各固定無線局が電波信号
を受信した時間を特定できる。
In the transmitting position detecting method using the radio signals according to the first to third aspects, the mobile transmitter transmits the radio wave signal of the predetermined frequency, and the radio wave signal is received by at least four fixed radio stations. Then, each of the fixed wireless stations immediately transmits the radio signal to the base station. Therefore, the radio wave signal transmitted to the base station is propagated to at least four or more fixed wireless stations and further propagated from the fixed wireless stations to the base station, which requires a propagation time. However, since each fixed wireless station receives a radio signal and propagates to the base station for a fixed time, subtracting this time gives the propagation time of the radio signal from the mobile transmitter to each fixed wireless station. On the other hand, since the propagation speed of radio waves is constant, it is possible to detect the difference in propagation time from the mobile transmitter to at least four fixed wireless stations and the magnitude of each propagation time. The position of the mobile transmitter can be three-dimensionally detected from the magnitude and the propagation velocity of the radio wave (substantially constant). Particularly, in the transmitting position detecting method using the radio signal according to the second aspect, since one fixed wireless station is the base station, the other fixed wireless stations are
More than a station. Further, in the transmission position detecting method using the radio signal according to the third aspect, since the fixed radio station performs signal transmission from the fixed radio station to the base station by wire communication, radio wave communication or optical communication, the propagation is performed. Since the time becomes constant, the time when each fixed wireless station receives the radio signal can be specified very easily.

【0006】[0006]

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図1は本発明の一実施例に係る無線信号を
利用する発信位置検出方法を適用したシステム全体の略
ブロック図、図2は動作説明図、図3は各電波信号の受
信時間の関係を示すグラフ、図4はフロー図である。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention. Here, FIG. 1 is a schematic block diagram of the entire system to which a transmission position detecting method using a radio signal according to an embodiment of the present invention is applied, FIG. 2 is an operation explanatory diagram, and FIG. 3 is a reception time of each radio signal. FIG. 4 is a flow chart showing the relationship.

【0007】図1には本発明の一実施例に係る無線信号
を利用する発信位置検出方法のシステム構成を示すが、
この実施例においては第1、第2及び第3固定無線局1
0〜12と基地局13を有し、基地局13は第4の固定
無線局を兼用している。移動型送信機14は、内部にパ
ルス発生回路と、該移動型送信機14を識別するコード
信号発信回路と、これらを特定の周波数の搬送波に載せ
る変調回路(AM、SSB、FM、PM変調のいずれで
あっても良い)と、所定の電力の該変調された電波から
なる電波信号を空中に伝播させる図示しないアンテナと
を有し、特定の押しボタンスイッチを押す(または、別
のスイッチ手段を操作する)ことによって、前記電波信
号を発するようになっている。なお、識別符号はデジタ
ルコードからなって、前記パルス信号の直後に配置され
ているが、図3においては識別符号の信号は省略されて
いる。また、前記パルス信号は単一パルスであっても良
いが、比較的長い間隔(例えば0.01〜1秒間隔程
度)の繰り返しパルスを用いることも可能である。繰り
返しパルスを用いる場合には、伝播時間は繰り返しパル
ス毎に計測し、その平均値を算出するようにしても良い
し、あるいは繰り返される信号を利用してアナログ的
(例えば、コンデンサーの充電時間と電圧との関係)に
測定するようにしても良い。また、前記パルス信号の幅
は極めて短い間隔(例えば、0.01μs〜1μs)と
なっている。また、該パルス信号を載せる搬送波はパル
ス幅に応じて通常10〜1000MHz程度の電波を使
用するが、更に低い周波数または高い周波数(1GHz
以上)であっても良い。前記移動型送信機のアンテナ
は、ヘリカルアンテナ、コーリニアアンテナ、GPアン
テナ等の無指向性アンテナ、あるいは多少の指向性を有
するループアンテナ等であっても良い。
FIG. 1 shows a system configuration of a transmission position detecting method using a radio signal according to an embodiment of the present invention.
In this embodiment, the first, second and third fixed radio stations 1
It has 0-12 and the base station 13, and the base station 13 also serves as the fourth fixed wireless station. The mobile transmitter 14 internally has a pulse generation circuit, a code signal transmission circuit for identifying the mobile transmitter 14, and a modulation circuit (AM, SSB, FM, PM modulation) for mounting these on a carrier of a specific frequency. Any of them) and an antenna (not shown) for propagating a radio signal composed of the modulated radio wave of a predetermined electric power in the air, and pressing a specific push button switch (or another switch means). The radio signal is emitted by the operation. Although the identification code is a digital code and is arranged immediately after the pulse signal, the identification code signal is omitted in FIG. Further, the pulse signal may be a single pulse, but it is also possible to use a repetitive pulse having a relatively long interval (for example, about 0.01 to 1 second interval). When using a repetitive pulse, the propagation time may be measured for each repetitive pulse and the average value thereof may be calculated, or an analog value (for example, the charging time and voltage of the capacitor and the voltage may be used by using a repetitive signal). (Relationship with) may be measured. The width of the pulse signal is an extremely short interval (for example, 0.01 μs to 1 μs). A carrier wave carrying the pulse signal normally uses a radio wave of about 10 to 1000 MHz according to the pulse width, but a lower frequency or a higher frequency (1 GHz).
Or more). The antenna of the mobile transmitter may be a non-directional antenna such as a helical antenna, a collinear antenna or a GP antenna, or a loop antenna having some directivity.

【0008】前記第1の固定無線局10には前記移動型
送信機14からの電波信号を受信する無指向性アンテナ
からなる受信アンテナ15と、該受信アンテナ15に接
続された受信機16と、該受信機16で受信した信号を
基地局13に伝播する送信装置17とを有している。ま
た、前記第2の固定無線局11には前記移動型送信機1
4からの電波信号を受信する無指向性アンテナからなる
受信アンテナ18と、該受信アンテナ18に接続された
受信機19と、該受信機19で受信した信号を基地局1
3に伝播する送信装置20とを有している。そして、前
記第3の固定無線局12には前記移動型送信機14から
の非常電波信号を受信する無指向性アンテナからなる受
信アンテナ21と、該受信アンテナ21に接続された受
信機22と、該受信機22で受信した信号を基地局13
に伝播する送信装置23とを有している。
The first fixed radio station 10 includes a receiving antenna 15 which is an omnidirectional antenna for receiving a radio signal from the mobile transmitter 14, and a receiver 16 connected to the receiving antenna 15. It has a transmitter 17 for propagating the signal received by the receiver 16 to the base station 13. Further, the mobile transmitter 1 is included in the second fixed wireless station 11.
The receiving antenna 18 which is an omnidirectional antenna for receiving the radio wave signal from the receiver 4, the receiver 19 connected to the receiving antenna 18, and the signal received by the receiver 19 are transmitted to the base station 1
3 and the transmission device 20 that propagates to the network. The third fixed wireless station 12 includes a receiving antenna 21 formed of an omnidirectional antenna that receives an emergency radio signal from the mobile transmitter 14, and a receiver 22 connected to the receiving antenna 21. The signal received by the receiver 22 is transmitted to the base station 13
And a transmitting device 23 that propagates to the.

【0009】前記受信機16、19、22は前記移動型
送信機14から発射される電波の内パルス信号のみを受
信すれば充分であるから、例えばパルス信号をFM変調
し、識別符号をAM変調またはその逆にして、前記受信
機16、19、22によって識別符号を受信しないよう
にすることも可能である。前記送信装置17、20、2
3は前記パルス信号を基地局13に電波する為のもので
あるから、電波で搬送する場合には、一旦それぞれ別の
周波数(高い周波数が好ましい)に周波数変換して、そ
れぞれ基地局13の第1受信機24、第2受信機25及
び第3受信機26に送信することも可能である。また、
前記送信装置17、20、23に有線を使用する場合に
は、その出力が減衰しないように充分な大きさに増幅す
る装置を備えることが好ましく、この場合第1受信機2
4、第2受信機25及び第3受信機26は、信号が伝送
される有線ケーブルからの信号を受け、波形成形して正
しいパルス信号に変換する装置を備えることになる。
Since it is sufficient for the receivers 16, 19, 22 to receive only the pulse signal of the radio wave emitted from the mobile transmitter 14, for example, the pulse signal is FM-modulated and the identification code is AM-modulated. Or vice versa, it is possible that the receivers 16, 19, 22 do not receive the identification code. The transmitters 17, 20, 2
Since 3 is for transmitting the pulse signal to the base station 13, when carrying by radio waves, frequency conversion is once performed to a different frequency (preferably a high frequency), and each of It is also possible to transmit to the 1st receiver 24, the 2nd receiver 25, and the 3rd receiver 26. Also,
When a wire is used for the transmitters 17, 20, 23, it is preferable to provide a device for amplifying the output to a sufficient size so as not to be attenuated. In this case, the first receiver 2
4, the second receiver 25 and the third receiver 26 are provided with a device for receiving a signal from a wired cable through which a signal is transmitted, shaping the waveform, and converting it into a correct pulse signal.

【0010】そして、前記受信機16、19、22によ
って受信した信号を光ファイバーによって前記第1受信
機24、第2受信機25及び第3受信機26に送ること
も可能であり、この場合は送信装置17、20、23は
発光ダイオード等の光変換素子を備え、前記第1受信機
24、第2受信機25及び第3受信機26はフォトダイ
オード、フォトトランジスター等の受光素子を有するこ
とになる。更には、前記受信機16、19、22によっ
て受信した信号をレーザー光によって前記第1受信機2
4、第2受信機25及び第3受信機26に送ることも可
能であり、この場合、前記送信装置17、20、23は
レーザー光発射装置を含み、前記第1受信機24、第2
受信機25及び第3受信機26は、特定方向を向いたレ
ーザー光受信装置を含むことになる。
It is also possible to send the signals received by the receivers 16, 19, 22 to the first receiver 24, the second receiver 25 and the third receiver 26 by optical fibers, and in this case, the signals are transmitted. The devices 17, 20 and 23 are provided with light conversion elements such as light emitting diodes, and the first receiver 24, the second receiver 25 and the third receiver 26 are provided with light receiving elements such as photodiodes and phototransistors. .. Furthermore, the signals received by the receivers 16, 19 and 22 are converted into laser light by the first receiver 2
4, it is also possible to send to the second receiver 25 and the third receiver 26, in which case the transmitting device 17, 20, 23 includes a laser light emitting device, the first receiver 24, the second receiver
The receiver 25 and the third receiver 26 will include a laser light receiving device oriented in a specific direction.

【0011】前記基地局13には、前述した通り、第1
〜第3の受信機24、25、26を備え、更には前記移
動型送信機14の電波を直接受信する無指向性の受信ア
ンテナ27及び該受信アンテナ27に接続される第4受
信機28を備えている。なお、電波信号の中に同一変調
波で、パルス信号と識別符号とを送信する場合には、該
第4受信機は単一の検波回路を備える受信機で良いが、
別々の変調方式を用いる場合には、内部にそれぞれの変
調方式に沿った検波回路を備え、パルス信号と識別符号
信号を弁別するようになっている。前記第1〜第4受信
機24、25、26、28の出力は同一のタイマーによ
って計測される到着時間計測回路29に伝達され、それ
ぞれのパルス信号の到着時を計測し、図示しないメモリ
ーに記憶するようになっている。
As described above, the base station 13 has the first
A third receiver 24, 25, 26, an omnidirectional receiving antenna 27 for directly receiving the radio waves of the mobile transmitter 14, and a fourth receiver 28 connected to the receiving antenna 27. I have it. When the pulse signal and the identification code are transmitted in the same modulated wave in the radio signal, the fourth receiver may be a receiver including a single detection circuit,
When different modulation methods are used, a detection circuit according to each modulation method is provided inside to discriminate a pulse signal and an identification code signal. The outputs of the first to fourth receivers 24, 25, 26, 28 are transmitted to the arrival time measuring circuit 29, which is measured by the same timer, and the arrival time of each pulse signal is measured and stored in a memory (not shown). It is supposed to do.

【0012】また、一方前記第4受信機28で受信され
た信号から識別符号を解読する回路30が設けられ、コ
ンピューター31に情報を伝達するようになっていると
共に、CDに記憶された特定の地図情報32が前記コン
ピューター31に連結されている。そして、前記コンピ
ューター31は内部にCPU、必要なプログラムを記憶
するROM、及び情報を記憶するROM、RAMを有
し、内蔵するインターフェイス回路を介して、前記到着
時間計測回路29及び識別符号解読回路30に接続され
て、その出力を取り入れるようになっている。また、該
コンピューター31にはブラウン管等からなる表示器3
3が接続されてその地図及び最終出力である移動型送信
機14の位置を表示するようになっている。
On the other hand, a circuit 30 for decoding the identification code from the signal received by the fourth receiver 28 is provided to transmit information to the computer 31, and at the same time, a specific information stored in the CD is stored. Map information 32 is linked to the computer 31. The computer 31 has a CPU, a ROM for storing a necessary program, a ROM and a RAM for storing information therein, and the arrival time measuring circuit 29 and the identification code decoding circuit 30 via an internal interface circuit. It is connected to and takes in the output. In addition, the computer 31 has an indicator 3 such as a cathode ray tube.
3 is connected to display the map and the position of the mobile transmitter 14 which is the final output.

【0013】次に、該システムの位置検出方法を図2を
参照しながら説明すると、移動型送信機14の位置がP
にあるとすると、Pから発射した非常信号となる電波信
号をA点、B点及びC点にある固定無線局10、11、
12と、Q点の位置にある固定無線局として作用する基
地局13によって受信される。なお、この実施例におい
ては前記送信装置17、20、23は周波数変換装置と
送信装置をそれぞれ備え、受信した電波信号をそれぞれ
別の周波数に周波数変換して第1受信機24、第2受信
機25及び第3受信機26に伝播するものとする。第1
の固定無線局10で該電波信号を受信した後、直ちに周
波数変換されてその信号は基地局13に伝播される。第
2の固定無線局11で受信された信号も周波数変換され
て基地局13に伝播される。そして、第3の固定無線局
12で受信された信号も周波数変換されて基地局13に
伝播される。基地局13ではこれらの信号を全部受信
し、電波信号が一定時間内の単独パルスである場合に
は、第1〜第3受信機24〜26及び第4受信機28が
受信する時間を内蔵するタイマーで計測し、それぞれの
時間をメモリーに記憶するようにするのが好ましい。
Next, the position detecting method of the system will be described with reference to FIG.
, The fixed radio stations 10, 11 at points A, B, and C are used as the emergency radio signal emitted from P.
12 and a base station 13 acting as a fixed wireless station located at the point Q. In this embodiment, each of the transmitters 17, 20, and 23 is provided with a frequency converter and a transmitter, and the received radio signals are frequency-converted into different frequencies, so that the first receiver 24 and the second receiver are provided. 25 and the third receiver 26. First
Immediately after the fixed radio station 10 receives the radio wave signal, it is frequency-converted and the signal is propagated to the base station 13. The signal received by the second fixed wireless station 11 is also frequency-converted and propagated to the base station 13. Then, the signal received by the third fixed wireless station 12 is also frequency-converted and propagated to the base station 13. The base station 13 receives all of these signals, and when the radio wave signal is a single pulse within a fixed time, the time received by the first to third receivers 24 to 26 and the fourth receiver 28 is built in. It is preferable to measure with a timer and store each time in memory.

【0014】ここで、移動型送信機14から基地局13
まで電波信号が伝播されるまでの時間を考察すると、図
2、図3に示すように第1の固定無線局10を経由して
電波信号が基地局13まで伝播する時間は、(t1 +t
A)となる。また、電波信号が第2の固定無線局11を
経由して基地局13まで伝播する時間は(t2 +tB
となり、更に第3の固定無線局12を経由して基地局1
3が電波信号を受信するまでの時間は(t3+tC )と
なる。そして、基地局13が電波信号を受信する時間は
4 である。なお、実際には機器の位相遅れ等があるの
で、前記(tA )、(tB )、(tC )は、実際の信号
の伝播時間より長くなるし、場合によっては一定の遅れ
時間を有するようにすることも可能である。しかしなが
ら、前記(tA )、(tB )、(tC )の時間は、移動
型送信機14を異なる特定距離位置において測定するこ
とよって容易に測定できる。
Here, from the mobile transmitter 14 to the base station 13
Considering the time until the radio signal propagates up to, as shown in FIGS. 2 and 3, the time for the radio signal to propagate to the base station 13 via the first fixed radio station 10 is (t 1 + t
A ) Further, the time required for the radio wave signal to propagate through the second fixed wireless station 11 to the base station 13 is (t 2 + t B ).
Then, via the third fixed wireless station 12, the base station 1
The time until 3 receives the radio signal is (t 3 + t C ). The time when the base station 13 receives the radio wave signal is t 4 . Note that, in reality, since there is a phase delay of the device, the above (t A ), (t B ), and (t C ) become longer than the actual signal propagation time, and in some cases, a constant delay time is required. It is also possible to have. However, the times (t A ), (t B ), and (t C ) can be easily measured by measuring the mobile transmitter 14 at different specific distance positions.

【0015】従って、基地局13における電波信号の受
信時間及び前記(tA )、(tB )、(tC )が既知で
あることから、固定位置であるA点(x1 、y1
1 )、B点(x2 、y2 、z2 )、C点(x3
3 、z3 )及びQ点(x4 、y4 、z4 )にそれぞれ
配置された固定無線局10〜12及び基地局13が、P
点(x、y、z)にある移動型送信機14から発射され
た電波信号を受信した時間が分かることなる。一方、空
気中を伝播する電波の速度は定数(c)であるから、例
えば、A点とQ点の受信時間の差(t1 −t4)に定数
(c)を掛ければ、P点はA点とQ点から距離の差が
(t1 −t4 )×cの双曲面上にあることになる。な
お、この双曲面は2つ存在するが、t1 とt4 の大小を
比較すれば一方に決定される。次に、例えば、B点とQ
点の電波信号の受信時間が分かっているので、P点はB
点及びQ点から距離の差が(t4 −t2 )×cの一つの
双曲面上にあることになり、更に、P点はC点及びQ点
から距離の差が(t4 −t3 )×cの一つの双曲面上に
あることになる。これらの双曲面の交点が求めるP点の
位置となるが、これは一つの双曲面と他の異なる双曲面
とが交わると曲線(M)が決定され、更に別の双曲面と
交わると別の曲線(N)が決定されるので、曲線(M)
と曲線(N)との交点が点になるから明らかである。従
って、A点(x1 、y1 、z1 )、B点(x2 、y2
2 )、C点(x3 、y3 、z3 )及びQ点(x4 、y
4 、z4 )の電波信号の受信時刻が分かれば、連立方程
式をたてれば、前記P点(x、y、z)の位置が3次元
的に分かることになるので、前記コンピューター31に
よって演算させるようにしている。
Therefore, since the reception time of the radio wave signal at the base station 13 and the above (t A ), (t B ), (t C ) are known, point A (x 1 , y 1 ,
z 1 ), B point (x 2 , y 2 , z 2 ), C point (x 3 ,
y 3 , z 3 ) and the fixed wireless stations 10 to 12 and the base station 13 arranged at the point Q (x 4 , y 4 , z 4 ) respectively,
The time when the radio signal emitted from the mobile transmitter 14 at the point (x, y, z) is received can be known. On the other hand, since the velocity of the radio wave propagating in the air is a constant (c), for example, if the difference (t 1 −t 4 ) between the reception times at points A and Q is multiplied by the constant (c), point P will be This means that the distance difference between the points A and Q is on the hyperboloid of (t 1 −t 4 ) × c. Although there are two hyperboloids, one of them can be determined by comparing the sizes of t 1 and t 4 . Next, for example, point B and Q
Since the reception time of the radio signal at the point is known, point P is at B
Will be the difference between the distance from the point, and Q point is (t 4 -t 2) on one hyperboloid × c, further, the difference between the point P distance from point C and point Q (t 4 -t 3 ) It is on one hyperboloid of xc. The intersection point of these hyperboloids is the position of the point P to be obtained. This is because the curve (M) is determined when one hyperboloid intersects with another hyperboloid, and when the hyperboloid intersects another hyperboloid. Since the curve (N) is determined, the curve (M)
It is clear that the point of intersection is the curve (N). Therefore, point A (x 1 , y 1 , z 1 ) and point B (x 2 , y 2 ,
z 2 ), C point (x 3 , y 3 , z 3 ) and Q point (x 4 , y)
(4 , z 4 ) If the reception time of the radio wave signal is known, the position of the point P (x, y, z) can be three-dimensionally known by making a simultaneous equation, and therefore the computer 31 calculates the position. I am trying.

【0016】この様子を図4に示すが、コンピューター
31によってまずA点(x1 、y1 、z1 )、B点(x
2 、y2 、z2 )、C点(x3 、y3 、z3 )及びQ点
(x4 、y4 、z4 )の電波信号の到着時間及びその大
小を演算する(ステップa)。次に、前記した如くこれ
らの条件から連立方程式を立てて移動型送信機14の発
振地点(P点)を演算し(ステップb)、地図情報32
をコンピューター31内に取り込んで、この上に表示す
る(ステップc)。そして、識別符号解読回路30によ
って解読された識別符号から、移動型送信機14を所持
する人を読み出しこれを表示器33上に表示する(ステ
ップd)。なお、読み出される情報は、その人の住所、
氏名、連絡先、電話番号、性別、年令、血液型、その他
必要な情報を表示する。なお、この実施例においては、
基地局も含めて固定無線局が4局で移動型送信機14の
位置を測定するようにしているが、更に多数の固定無線
局あるいは基地局を設ける場合も本発明は適用される。
This state is shown in FIG. 4, and the computer 31 first uses the points A (x 1 , y 1 , z 1 ) and B (x
2 , y 2 , z 2 ), arrival time of radio wave signals at point C (x 3 , y 3 , z 3 ) and point Q (x 4 , y 4 , z 4 ) and their magnitude are calculated (step a). .. Next, as described above, a simultaneous equation is established from these conditions to calculate the oscillation point (point P) of the mobile transmitter 14 (step b), and the map information 32
Is taken into the computer 31 and displayed on it (step c). Then, the person carrying the mobile transmitter 14 is read from the identification code decoded by the identification code decoding circuit 30 and displayed on the display 33 (step d). The information to be read is the person's address,
Display name, contact information, phone number, gender, age, blood type, and other necessary information. In this example,
Although the fixed wireless stations including the base station measure the position of the mobile transmitter 14 at four stations, the present invention is also applicable to the case where a larger number of fixed wireless stations or base stations are provided.

【0017】前記実施例においては、第1〜第3の固定
無線局10〜12から基地局13までの信号の伝播は電
波を用いたが、レーザー等を用いた光通信、有線通信、
光ファイバーを用いた通信によって行うことも可能であ
る。なお、パルス信号を用いると、非常に短時間の内に
移動型送信機の位置を特定できるが、後続するコンピュ
ーター31の処理に時間がかかるので、複数の移動型送
信機からの信号があった場合、平行処理ができないこと
になる。そこで、一つの電波信号の送信があった後、直
ちに到着時間計測回路29に付属するメモリーを切替
え、各移動型送信機の受信時間を別々に記憶するように
することが好ましい。更には、短い時間の間に発射され
る異なる移動型送信機の電波信号を複数のコンピュータ
ーを用意して処理することが好ましい。更には、極めて
多数の移動型送信機を同時に使用すると混信が生じて円
滑に作動できない。そこで、各移動型送信機に更に別の
受信機を設け、他の移動型送信機から電波の送信があっ
た場合には、動作しないようにインターロックを図るこ
とも可能である。また該移動型送信機のスイッチを作動
させると、まず受信機が作動し、基地局から特定の信号
(割り振り信号)が有った場合のみ前記電波信号を送信
できるようにすることも可能であり、この場合、コード
信号を含めて電波信号をパルス性の短い信号とした場
合、同一周波数で多数の移動型送信機を混在させること
ができ、更には電源の節約にもなる。なお、基地局の時
計は出来るだけ正確であることが好ましいので、必要な
場合にはルビジウム発信器を用いた時計、恒温槽に入れ
た水晶発信器、場合によっては原子時計を使用すること
が好ましい。
In the above embodiment, radio waves were used to propagate signals from the first to third fixed radio stations 10 to 12 to the base station 13, but optical communication using a laser or the like, wire communication,
It is also possible to carry out by communication using an optical fiber. Note that the position of the mobile transmitter can be specified within a very short time by using the pulse signal, but since the processing of the subsequent computer 31 takes time, there are signals from a plurality of mobile transmitters. In this case, parallel processing cannot be performed. Therefore, it is preferable to switch the memory attached to the arrival time measuring circuit 29 immediately after the transmission of one radio wave signal so that the reception time of each mobile transmitter is stored separately. Furthermore, it is preferable to prepare a plurality of computers to process the radio wave signals of different mobile transmitters emitted in a short time. Furthermore, if a large number of mobile transmitters are used at the same time, interference may occur and the operation may not be smooth. Therefore, it is possible to provide another receiver for each mobile transmitter and interlock so that the mobile transmitter does not operate when a radio wave is transmitted from another mobile transmitter. When the switch of the mobile transmitter is activated, the receiver is activated first and the radio signal can be transmitted only when a specific signal (allocation signal) is received from the base station. In this case, when the radio wave signal including the code signal is a signal having a short pulse property, a large number of mobile transmitters can be mixed at the same frequency, which further saves power. Since it is preferable that the clock of the base station is as accurate as possible, it is preferable to use a clock using a rubidium oscillator, a quartz oscillator placed in a constant temperature bath, or an atomic clock if necessary. ..

【0018】更には、前記移動型送信機に更に、基地局
からの電波(各移動型送信機を区別する識別信号を含む
のが好ましい)を受信する受信機を取付け、該受信機が
基地局等からの特別な電波を受信した場合に、該移動型
送信機から電波信号に相当する位置確認信号を発するよ
うにすることも可能であり、これによって、外部から該
移動型送信機の位置を確認することができる。
Further, a receiver for receiving radio waves (preferably including an identification signal for distinguishing each mobile transmitter) from the base station is attached to the mobile transmitter, and the receiver is the base station. It is also possible to send a position confirmation signal corresponding to a radio signal from the mobile transmitter when receiving a special radio wave from the mobile transmitter. You can check.

【0019】前記実施例の移動型送信機を例えば、杖等
の携行具に仕込むことも可能である。また、前記固定無
線局の電源に太陽電池と蓄電池を使用し、電波条件の良
い場所に設置することも可能であり、動く部分が無いの
でメンテナンスフリーの固定無線局となる。また、電波
にパルス信号を使用した場合には、反射物によって複数
のパルスが受信される可能性があり、この場合には最初
のパルス信号の到着時間を測定するが、更にこのように
しても誤差を生じる場合には、ある程度の実験を繰り返
して障害物による補正を行うようにするのが好ましい。
It is also possible to equip the mobile transmitter of the above embodiment with a carrying tool such as a cane, for example. Further, a solar battery and a storage battery can be used as a power source of the fixed wireless station, and the fixed wireless station can be installed in a place with good radio wave conditions. Since there is no moving part, the fixed wireless station becomes a maintenance-free fixed wireless station. Also, when a pulse signal is used for the radio wave, a plurality of pulses may be received by the reflecting object. In this case, the arrival time of the first pulse signal is measured. When an error occurs, it is preferable to repeat the experiment to some extent to correct the obstacle.

【0020】[0020]

【発明の効果】請求項1〜3記載の無線信号を利用する
発信位置検出方法は、以上の説明からも明らかなよう
に、機械装置を必要とする回転式アンテナが不要である
ので、装置が極めてコンパクト化され、故障が少なく寿
命も長い。また、回転式アンテナを使用する必要がな
く、固定アンテナで電波信号を受信した後、直ちに信号
処理できるので、電波信号の発信位置を短時間で検知す
ることができる。更には回転式アンテナでは不可能な電
波信号を発振した位置の3次元的測定が可能である。
As is apparent from the above description, the transmitting position detecting method using a radio signal according to the first to third aspects does not require a rotary antenna which requires a mechanical device, and therefore the device is not required. It is extremely compact, has few failures, and has a long life. Further, since it is not necessary to use a rotary antenna and signal processing can be performed immediately after receiving a radio wave signal with a fixed antenna, the transmission position of the radio wave signal can be detected in a short time. Furthermore, it is possible to perform three-dimensional measurement of the position where a radio wave signal oscillated, which is impossible with a rotary antenna.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る無線信号を利用する発
信位置検出方法を採用したシステムの概略ブロック図で
ある。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a system that employs a transmission position detecting method using a radio signal according to an embodiment of the present invention.

【図2】該システムの動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the system.

【図3】各電波信号の受信時間の関係を示すグラフであ
る。
FIG. 3 is a graph showing the relationship of the reception time of each radio signal.

【図4】コンピューターの動作を示すフロー図である。FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the computer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 第1の固定無線局 11 第2の固定無線局 12 第3の固定無線局 13 基地局 14 移動型送信機 15 受信アンテナ 16 受信機 17 送信装置 18 受信アンテナ 19 受信機 20 送信装置 21 受信アンテナ 22 受信機 23 送信装置 24 第1の受信機 25 第2の受信機 26 第3の受信機 27 受信アンテナ 28 第4受信機 29 到着時間計測回路 30 識別符号解読回路 31 コンピューター 32 地図情報 33 表示器 10 First Fixed Radio Station 11 Second Fixed Radio Station 12 Third Fixed Radio Station 13 Base Station 14 Mobile Transmitter 15 Receiving Antenna 16 Receiver 17 Transmitter 18 Receiving Antenna 19 Receiver 20 Transmitter 21 Receiving Antenna 22 receiver 23 transmitter 24 first receiver 25 second receiver 26 third receiver 27 receiving antenna 28 fourth receiver 29 arrival time measuring circuit 30 identification code decoding circuit 31 computer 32 map information 33 indicator

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定周波数の電波信号を発する移動型送
信機と、異なる位置に配置されて前記電波信号を受信す
る受信機を備える少なくとも4の固定無線局と、少なく
とも1の基地局とを有し、前記電波信号をそれぞれの固
定無線局の受信機が受信した後前記基地局に伝え、前記
移動型送信機から各固定無線局までの電波の伝播時間の
差を測定し、該測定値から前記移動型無線局の位置を3
次元的に算出することを特徴とする無線信号を利用する
発信位置検出方法。
1. A mobile transmitter that emits a radio wave signal of a predetermined frequency, at least four fixed radio stations that are arranged at different positions and have a receiver that receives the radio wave signal, and at least one base station. Then, after the radio signal is received by the receiver of each fixed radio station, it is transmitted to the base station, the difference in the propagation time of radio waves from the mobile transmitter to each fixed radio station is measured, and from the measured value Set the position of the mobile radio station to 3
A method for detecting a transmission position using a wireless signal, which is characterized in that it is calculated dimensionally.
【請求項2】 固定無線局の内の一つが基地局である請
求項1記載の無線信号を利用する発信位置検出方法。
2. The transmission position detecting method using a radio signal according to claim 1, wherein one of the fixed radio stations is a base station.
【請求項3】 それぞれの固定無線局の受信機で受信さ
れた信号は、有線通信、電波通信または光通信によって
基地局に伝送される請求項1または2記載の無線信号を
利用する発信位置検出方法。
3. A transmission position detection using a radio signal according to claim 1, wherein the signal received by the receiver of each fixed radio station is transmitted to the base station by wire communication, radio wave communication or optical communication. Method.
JP29216291A 1991-10-11 1991-10-11 Signal transmitting position sensing method using radio signal Pending JPH05100005A (en)

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