JPH0560853A - 無線信号の発信及び受信を通じて行う移動体のモニター方法 - Google Patents

無線信号の発信及び受信を通じて行う移動体のモニター方法

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JPH0560853A
JPH0560853A JP25038691A JP25038691A JPH0560853A JP H0560853 A JPH0560853 A JP H0560853A JP 25038691 A JP25038691 A JP 25038691A JP 25038691 A JP25038691 A JP 25038691A JP H0560853 A JPH0560853 A JP H0560853A
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JP
Japan
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radio
signal
receiver
transmitter
base station
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JP25038691A
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English (en)
Inventor
Fujio Nakamae
Katsumi Ohama
Susumu Sakuma
富士男 中前
進 佐久間
勝美 大濱
Original Assignee
Susumu Sakuma
進 佐久間
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 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、更には電池の消耗も少ない無線信
号の発信及び受信を通じて行う移動体のモニター方法を
提供する。 【構成】 所定周波数の無線信号を発する送信機15及
び特定信号を受けて該送信機15を作動させる操作用受
信機14とを有する移動型無線機13と、前記無線信号
を受信する少なくとも3の固定無線局10〜12と、前
記操作用受信機14に特定信号を送る送信機38を備え
ると共に固定無線局10〜12からの処理信号を受ける
少なくとも1の基地局12を有し、同局12から発射さ
れた特定信号を前記操作用受信機14が受信して前記送
信機15から所定周波数の無線信号を発信し、これを固
定無線局10〜12の受信機29〜31が受信した後前
記基地局12に伝え、各局間の電波伝播時間の関連によ
り、前記移動型無線機13の位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】本発明は、無線信号の発信及び受
信を通じて行う移動体のモニター方法に係り、特に電波
の伝播時間から発信位置を特定する方法に関する。

【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、特開平1−114127号公報に記
載された無線信号の発信及び受信を通じて行う移動体の
モニター方法があり、所定周波数の無線信号を送信機に
よって発信し、1〜2以上の無指向性アンテナによって
前記無線信号を受信し、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無線信号の
発信位置を特定する方法であった。

【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無線
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、無線信号を発信する送信機は常時あるいは
相当長い時間スイッチを入れておく必要があり、電池の
消耗が激しいという問題点がある。ここで、送信機によ
って発した電波信号を異なる位置に配置された少なくと
も3ヵ所の固定無線局によって受信し、その受信時間を
記録し、相互の固定無線局の受信時間を比較して、発信
位置を特定することも理論上可能であるが、電波の伝播
速度は極めて早く10nsec 〜1μsec 程度の時間を3
ヵ所で同時に正確に測定する時計を必要とし、コスト高
となる。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、更には電池の消耗も少なく比較的廉価にでき
る無線信号の発信及び受信を通じて行う移動体のモニタ
ー方法を提供することを目的とする。

【0004】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載の無線信号の発信及び受信を通じて行う移動体のモ
ニター方法は、所定周波数の無線信号を発する送信機及
び特定信号を受けて該送信機を作動させる操作用受信機
とを有する移動型無線機と、異なる場所に配置されて前
記無線信号を受信する受信機を備える少なくとも3の固
定無線局と、前記操作用受信機に特定信号を送る送信機
を備えると共に前記それぞれの固定無線局からの処理信
号を受ける少なくとも1の基地局を有し、前記少なくと
も1の基地局から発射された特定信号を前記操作用受信
機が受信して前記送信機から所定周波数の無線信号を発
信し、該無線信号を前記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、前記移動型無線機から
無線信号がそれぞれの固定無線局に伝わるまでの時間及
び、それぞれの固定無線局から前記基地局までの信号伝
播時間から、前記移動型無線機の位置を検出するように
して構成されている。また、請求項2記載の無線信号の
発信及び受信を通じて行う移動体のモニター方法は、請
求項1記載の方法において、固定無線局の一つが基地局
であるようにして構成されている。請求項3記載の無線
信号の発信及び受信を通じて行う移動体のモニター方法
は、請求項1または2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、有線通線、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
なっている。なお、以上において無線信号にパルス信号
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、あるいは無線信号から直接あるいは異なる周波
数の交流の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。更には、パルス
信号として繰り返しパルス信号を使用することも可能で
あり、この場合にはパルスの受信時間が多数存在するこ
とになるので、一つのパルス信号を基地局が受信した場
合、この信号を起点とする他のパルス信号までの時間を
計測し、この時間を演算処理の入力とすることも可能で
ある。また、前記検出した移動型無線機の位置は地図を
対応させてブラウン管あるいは液晶パネル等画面上に表
すのが好ましく、この為予めメモリーに地図情報を入れ
ておく、該地図上に前記移動型無線機の位置を点(輝点
あるいは点滅信号)として表示するのが好ましい。

【0005】

【作用】請求項1〜3記載の無線信号の発信及び受信を
通じて行う移動体のモニター方法においては、まず基地
局の送信機から特定信号(通常コード信号を含む)が発
信されると、これを移動型無線機の操作用受信機が受信
し、移動型無線機の送信機が所定周波数の無線信号を発
信する。この無線信号を少なくとも3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
無線信号を受けた後、直ちに少なくとも1の基地局に伝
える。該基地局に伝わる無線信号は少なくとも3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、ある程度の伝播時間を必要とする。とこ
ろが、各固定無線局が無線信号を受信して基地局に伝播
する時間はそれぞれ一定であるので、この分を差し引く
と、移動型無線機から各固定無線局までの無線信号の伝
播時間となる。従って、移動型無線機から少なくとも3
つの固定無線局までの伝播時間の差及びそれぞれの固定
無線局の受信時間を検出することができ、これらの伝播
時間、受信時間及び該電波の伝播速度(略一定)から、
前記移動型無線機の位置を検出できることになる。な
お、移動型無線機の検出方法としては、移動型無線機か
ら2つの固定無線局(例えば、A固定無線局とB固定無
線局)までの無線信号の伝播時間の差、受信時間から一
つの双曲線を得、他の異なる組合せの2つの固定無線局
(例えば、A固定無線局とC固定無線局)に無線信号が
伝播するまでの時間の差、受信時間によって別の一つの
双曲線を得て、これらの双曲線の交点から電波発信位置
を特定しても良いし、前記移動型無線機から発信した無
線信号のそれぞれの固定無線局の受信時間から演算して
移動型無線機の発信位置を特定しても良い。特に、請求
項2記載の無線信号の発信及び受信を通じて行う移動体
のモニター方法においては、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2局以上で済む。
また、請求項3記載の無線信号の発信及び受信を通じて
行う移動体のモニター方法においては、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無
線信号を受信した時間を特定できる。なお、以上の移動
体のモニター方法においては、移動型無線機から発信さ
れる無線信号には識別コードを含む必要はないが、該無
線信号に識別コードを含ませることも可能であり、これ
によって無線信号を受けて移動型無線機を特定すること
ができる。この場合、例えば無線信号にパルス信号を使
用している場合には、パルス信号に直接変調しても良い
し、パルス信号の前後に入れても良い。

【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の
発信及び受信を通じて行う移動体のモニター方法を適用
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は各無線信号の受信時間の関係を示すグラフであ
る。

【0007】図1には本発明の一実施例に係る無線信号
の発信及び受信を通じて行う移動体のモニター方法のシ
ステム構成を示すが、この実施例においては第1及び第
2の固定無線局10、11と基地局12を有し、基地局
12は第3の固定無線局を兼用している。移動型無線機
13は、内部に操作用受信機14と、該操作用受信機1
4の出力によって特定の無線信号を発信する送信機15
とを有する。前記操作用受信機14は受信アンテナ16
から受信された信号を復調して、コード信号を読み取
り、自己に割り当てられたコード信号と一致することを
確認して、前記送信機15に信号を送り、該送信機15
が該信号を受けて無線信号を送信アンテナ17から発信
するようになっている。本実施例においては前記無線信
号としては、単一または複数個のパルス信号を使用して
いるが、場合によっては特定周波数の正弦波を変調した
信号であっても良い。前記受信アンテナ16及び送信ア
ンテナ17は、トロイダルアンテナ、GPアンテナ等の
無指向性アンテナであれば如何なるアンテナであっても
良い。また、本実施例においては、前記受信アンテナ1
6及び送信アンテナ17とを別体によって構成している
が、同一アンテナによって兼用させることも可能であ
る。更には、前記操作用受信機14の受信周波数と送信
機15を周波数とは変えるようにすることが好ましい
が、同一周波数を用い、変調方式を変えることも可能で
ある。

【0008】前記第1及び第2の固定無線局10、11
にはそれぞれ前記移動型無線機13からの無線信号を受
信する無指向性アンテナからなる受信アンテナ18、1
9と、該受信アンテナ18、19にそれぞれ接続された
受信機20、21と、該受信機20、21で受信した信
号を周波数変換して送信する送信機22、23と、該送
信機22、23の出力を伝播する送信アンテナ24、2
5とを有し、前記受信アンテナ18、19で受信した無
線信号を周波数変換して送信アンテナ23、24からそ
れぞれ送信するようになっている。なお、前記固定無線
局10、11において受信した無線信号は異なる周波数
に変換されてそれぞれの送信アンテナ23、24から発
射されるものとする。更には、それぞれの固定無線局1
0、11において、前記受信アンテナ18と前記送信ア
ンテナ24及び受信アンテナ19と前記送信アンテナ2
5とを兼用することも可能である。

【0009】前記基地局12には、前記第1の固定無線
局10の送信アンテナ24からの信号を受信する第1受
信機26と、前記移動型無線機13から無線信号を直線
受信する第2受信機27と、前記第2の固定無線局11
の送信アンテナ25からの信号を受信する第3受信機2
8を有し、前記移動型無線機13及び第1、第2の固定
無線局10、11から送信された信号を第1受信アンテ
ナ29、第2受信アンテナ30及び第3受信アンテナ3
1によって受信し、信号に含まれるパルス信号の受信時
間を時間計測回路32によって計測し、デジタル信号化
して内部にコンピューターを備える信号処理部33によ
って演算処理してブラウン管ディスプレイ等からなる表
示器34に表示するようになっている。前記信号処理部
33は、別に用意されたROM等に記載された地図情報
35を前記表示器34に表示し、更にその上に移動型無
線機13の位置を表示するようになっている。また、前
記無線信号にコード信号を有している場合には、前記第
2の受信機27は前記無線信号に含まれるコード信号の
復調回路を備え、送信されたコード信号を別にメモリー
されたコード信号と比較し発信者の識別を行う発信者識
別部36を備えることを可能である。また、該基地局1
2には多数の移動型無線機を区別する為のコード信号発
生部37を有し、オペレーターが検索する移動型無線機
の種類に応じてコード信号をキーボード等から選択し
て、送信機38から特定周波数の電波に載せて、送信ア
ンテナ39から送信するようになっている。この送信ア
ンテナ39からの電波は移動型無線機13の操作用受信
機14によって受信され、コード信号が該移動型無線機
13に特定されているコードと一致すると、送信機15
を作動させて特定周波数の無線信号(この実施例ではパ
ルス信号)を発する。

【0010】該システムの位置検出方法を図2を参照し
ながら詳しく説明すると、移動型無線機13の位置がP
にあるとすると、Pから発射した無線信号は第1の固定
無線局10及び第2の固定無線局11及び第3の固定無
線局を兼用する基地局12によって受信される。第1の
固定無線局10では直ちに周波数変換されてその信号は
基地局12に伝播され、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12に伝播される。
基地局12ではこれらの信号を全部受信し、その受信時
間を内蔵された一つの時計で計測しその時間を記憶して
おく。

【0011】ここで、移動型無線機13から基地局12
まで無線信号が伝播されるまでの時間は、図2、図3に
示すように第1の固定無線局10が受信した信号Bは
(t2 +t4 )、第2の固定無線局11が受信した信号
Cは(t3 +t5 )、基地局12が受信した信号Aは
(t1 )となる。第1及び第2の固定局10、11と基
地局12との間の距離は一定であるので、(t4 )、
(t5 )の時間は一定となる。そこで、この時間(t
4 )、(t5 )を測定時間から減算すれば、結果とし
て、第1及び第2の固定無線局10、11に無線信号が
到達した時間を計測できることになる。なお、実際には
機器の位相遅れ等があるので、前記(t1 )、(t
4 )、(t5 )には多少の補正時間を加えておく必要が
あり、これは移動型無線機13を基地局12、第1及び
第2の固定無線局10、12から予め測定された距離
(例えば、0m)に配置し、そこから信号を発すること
によって容易に補正できる。そして、無線信号を前記基
地局12と第1の固定無線局10が受信した時間、その
時間差及び電波の伝播速度から一つの双曲線上に前記移
動型無線機13があることになり、更に該基地局12と
第2の固定無線局11を前記無線信号を受信した時間、
時間の差及び電波の伝播時間から前記移動型無線機13
が存在する他の双曲線を決定することができるので、こ
れらの双曲線の交点を求めれば、前記移動型無線機13
の位置を特定できることになる。なお、この処理は例え
ばそれぞれの双曲線関数を求めて、コンピューター処理
によってその位置を演算することもできる。そして、予
め周囲の地図情報をメモリーに入れておき、これをブラ
ウン管等からなる表示器34上に表示し、その上に前記
移動型無線機13の位置を表示させれば、該移動型無線
機13を有している者の位置を特定できることになる。

【0012】前記実施例においては、第1及び第2の固
定無線局10、11から基地局12までの信号の伝播は
電波(アンテナに小型の八木アンテナあるいはパラボラ
アンテナを使用できる1GHz以上の電波を使用するの
が好ましい)を用いたが、有線通信あるいはレーザー等
を用いた光通信によって行うことも可能である。また、
前記実施例は固定無線局は2つであったが、例えば図2
に示すように固定無線局Dを使用し、4箇所から移動型
無線機13の位置を追うことも可能であり、更に多数の
固定無線局を配置することも可能であり。なお、電波の
伝播は反射等がある場合には、実際の測定位置に誤差を
生じることになるので、多数の固定無線局を配置して、
移動型無線機13と距離の短い固定無線局を3局選定し
て、移動型無線機13の位置を検出するようにすること
も可能である。また、基地局も2つ以上とすることも可
能であり、これによって、広い範囲での無線信号の発信
位置を検出することができる。前記実施例の移動型無線
機を例えば、杖、財布等の携行具に仕込むことも可能で
ある。そして、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。前記実施例においては無線信号にパルス
信号を使用して、その到達時間遅れと電波(場合によっ
ては光)の伝播速度から距離を演算するようにしている
が、伝播する電波あるいは復調された信号の位相差と電
波の伝播速度から距離信号を検出するようにすることも
可能である。また、この実施例においては、発明の理解
を容易にするため、それぞれの搬送波の周波数は変えて
いるが、使用周波数を同一周波数として、その変調方式
を変えることも可能である。

【0013】更には、前記移動型無線機13に更にスイ
ッチによって所定信号を発する送信機Aを付設し、該送
信機Aによって所定のコード信号が変調された電波を基
地局に向けて発信し、該基地局に設けられられた受信器
Bによって前記送信機Aからの信号を受信し、コード信
号を解析した後、前記送信機38に特定のコード信号を
載せて送信アンテナ39から電波を送信し、前記操作用
受信機14によってこれを受信し、送信アンテナからパ
ルスを発信し、前記方法によって移動型無線機13の位
置を特定するようにすることも可能であり、これによっ
て、緊急時に自己の位置を知らせたい場合に特に効果が
あり、この場合は、送信機は常時作動しないので、電力
消費が少ない。場合によっては受信機も通常は止めてお
くことができ、電力消費が少ないという利点を有する。
更にこの場合、各々の他の移動型無線機に前記送信機A
からの信号を受けた場合には、該移動型無線機の動作を
止めるロック装置を設けるのが好ましく、これによって
多数の移動型無線機が混信する恐れがない。また、電波
にパルス信号を使用し、多数の反射波によって多数の無
線信号を受信する場合には、最初のパルスの到着時間に
よって計測するが、これでも誤差を生じる場合には、予
め地形等による誤差をコンピューターに入力し、その分
を補正するようにすることも可能である。

【0014】

【発明の効果】請求項1〜3記載の無線信号の発信及び
受信を通じて行う移動体のモニター方法は、以上の説明
からも明らかなように、システム全体に機械装置を必要
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、固
定アンテナで無線信号を受信した後、直ちに信号処理を
行うので、無線信号の発信位置を短時間で検知すること
ができる。そして、移動型無線機は常時は受信状態だけ
にしておけば良いので、消費電力が少ない。更には、多
数の移動型無線機があっても、基地局がコード信号を選
択し、更には基地局の送信機の信号発送時間を選択する
ことができるので、混信を生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の一実施例に係る無線信号の発信及び受
信を通じて行う移動体のモニター方法を採用したシステ
ムの概略ブロック図である。

【図2】該システムの動作説明図である。

【図3】各無線信号の受信時間の関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

10 第1の固定無線局 11 第2の固定無線局 12 基地局 13 移動型無線機 14 操作用受信機 15 送信機 16 受信アンテナ 17 送信アンテナ 18 受信アンテナ 19 受信アンテナ 20 受信機 21 受信機 22 送信機 23 送信機 24 送信アンテナ 25 送信アンテナ 26 第1受信機 27 第2受信機 28 第3受信機 29 第1受信アンテナ 30 第2受信アンテナ 31 第3受信アンテナ 32 時間計測回路 33 信号処理部 34 表示器 35 地図情報 36 発信者識別部 37 コード信号発生部 38 送信機 39 送信アンテナ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定周波数の無線信号を発する送信機及
    び特定信号を受けて該送信機を作動させる操作用受信機
    とを有する移動型無線機と、異なる場所に配置されて前
    記無線信号を受信する受信機を備える少なくとも3の固
    定無線局と、前記操作用受信機に特定信号を送る送信機
    を備えると共に前記それぞれの固定無線局からの処理信
    号を受ける少なくとも1の基地局を有し、 前記少なくとも1の基地局から発射された特定信号を前
    記操作用受信機が受信して前記送信機から所定周波数の
    無線信号を発信し、該無線信号を前記それぞれの固定無
    線局の受信機が受信した後前記基地局に伝え、前記移動
    型無線機から無線信号がそれぞれの固定無線局に伝わる
    までの時間及び、それぞれの固定無線局から前記基地局
    までの信号伝播時間から、前記移動型無線機の位置を検
    出することを特徴とする無線信号の発信及び受信を通じ
    て行う移動体のモニター方法。
  2. 【請求項2】 固定無線局の一つが基地局である請求項
    1記載の無線信号の発信及び受信を通じて行う移動体の
    モニター方法。
  3. 【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、有線通線、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記載の無線信号の
    発信及び受信を通じて行う移動体のモニター方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6329948B1 (en) 1999-08-12 2001-12-11 Ngk Insulators, Ltd. Method of determining position of wireless communication terminal

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6329948B1 (en) 1999-08-12 2001-12-11 Ngk Insulators, Ltd. Method of determining position of wireless communication terminal

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