JPH11515107A

JPH11515107A - 差動地上局中継器

Info

Publication number: JPH11515107A
Application number: JP9517374A
Authority: JP
Inventors: スタンゲランド，ロドニー・エル
Original assignee: ハネウエル・インコーポレーテッド
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 1999-12-21
Also published as: US5852412A; EP0858607A1; EP0858607B1; DE69608297T2; WO1997016745A1; CA2231392C; CA2231392A1; DE69608297D1

Abstract

(57)【要約】差動広域位置決めシステムである。ＤＧＰＳ地上局は複数の衛星からの信号を復号し、その復号した信号を特定衛星擬似距離誤差信号とともに送信し、ＤＧＰＳ地上局から離れた地上中継局がその復号した信号を受信し、それを航空機対象に再送する。

Description

【発明の詳細な説明】差動地上局中継器発明の背景発明の分野本発明は、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）技法と関連させて無線周波（ＲＦ）中継器を使用することによりＲＦ送信器を改善することに関する。そのような発明は、複数の衛星からの信号を利用して位置，姿勢，速度などの航空機操縦の様々なパラメータ及びそれらのパラメータの変化速度を確定し且つ衛星の特定の擬似距離誤差に対する補正情報を提供する差動広域位置決めシステム（ＤＧＰＳ）と組合わせて使用できる。関連出願の参照１９９５年３月７日に出願され且つ本発明の譲受人に譲渡された出願番号０８／４００，１６８の、ＲａｎｄｏｌｐｈＧ．Ｈａｒｔｍａｎによる名称「ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＧｒｏｕｎｄＳｔａｔｉｏｎＲｅｐｅａｔｅｒ」の出願には、周波数の輻輳，距離不足及び周囲の構造物に起因する障害に伴う問題を減少させるように単一の受信器及びプロセッサが複数の送信器に情報を提供できるようにするＤＧＰＳシステムが示されている。図１は、Ｈａｒｔｍａｎの出願のシステムに類似するシステムを示す。図１に示される航空機１０は、４つの衛星ＦＳ１，ＦＳ２，ＦＳ３及びＦＳ４から矢印１２，１４，１６及び１８により示される経路を経て信号を受信する。ＤＧＰＳ受信機２０は既知の一定の場所にあるものとして示されており、衛星ＦＳ１，ＦＳ２，ＦＳ３及びＦＳ４から矢印２４，２６，２８及び３０により示されるような経路を経て情報を受信する受信アンテナ２２を有する。ＤＧＰＳ受信器２０は、特定衛星擬似距離誤差信号を計算し且つその情報を矢印３２として示される線路と、矢印５２，５４及び５６により示される線路とを介して遠隔地にあるボックス５８，６０及び６２によりそれぞれ示される送信器ＴＸ１，ＴＸ２及びＴＸ３へ送信するマイクロプロセッサ３１を含む。送信線路５２，５４及び５６はハード配線や、光ファイバや、無線リンクなどのうち状況に応じて最も都合の良いものでよい。遠隔地の送信器５８，６０及び６２は全て、地上の有効視野範囲を確保するために航空機の全てを様々な角度から妨害なく見ることができるように１つの空港に配置されていても良く、又は地方全体の有効視野範囲を確保するためにエリア全般にわたる様々な空港に配置されていても良い。たとえば、送信器の送信距離が１００マイルであると考えられ且つそのエリアの中に３つの大きな空港が存在している場合には、送信器５８をそれらの空港のうち第１の空港に配置し、送信器６０をそれらの空港のうち第２の空港に配置し、送信器６２をそれらの空港のうち第３の空港に配置しても良い。個々の空港における視界障害を回避するために、２つ以上の送信器の全てが同時に妨害を受ける可能性がほぼなくなるように、各々の空港に２つ以上の送信器を配置しても良い。Ｈａｒｔｍａｎの出願の中に記載されているように、送信器５８，６０及び６２により送信される信号は同一の周波数で異なるタイムスロットで送信される。このことは、それぞれが８つのサブスロットに分割された３つのタイムスロットｔ₁，ｔ₂及びｔ₃を示す図１ａからわかる。全てのユーザが別個に適切なタイムスロットを確定できるように、タイムスロットはＧＰＳ時間に同期される。第１の送信器ＴＸ１は送信の各周期でサブタイムスロット１の間にのみその情報を送信し、一方、送信器ＴＸ２は各送信周期のサブタイムスロット２の間にのみその情報を航空機へ送信し、送信器ＴＸ３は各送信周期のサブタイムスロット３の間にのみその情報を送信する。このシステムでは、８つの部分周期があるため、さらに５つの送信器を利用できることは自明であろうが、それら全ての送信器は同一の周波数でブロードキャストし、航空機は、どの航空機がどのサブタイムスロットを使用しているかを知ることにより輻輳を回避する。図２と関連させて以下に説明するように、送信器ＴＸ１，ＴＸ２及びＴＸ３は、地上と機上のサブシステムとの間の送信に関わる政府の規制に適合させ且つ信号の汚染の可能性を低減させるために、マイクロプロセッサ３１からの信号をそれぞれ修正又は符号化する。送信器５８はアンテナ６８を利用して、適正にフォーマッティングされた特定衛星擬似距離誤差情報を矢印７０により示すように航空機１０へ送信する。同様に、送信器６０はアンテナ７４を利用して、同じ情報を矢印７６により示されるように航空機１０へ送信し、送信器６２はアンテナ８０を利用して、同じ情報を矢印８２により示されるように航空機１０へ送信する。全てのアンテナ６８，７４及び８０は同一の周波数を利用するが、Ｈａｒｔｍａｎの出願に記載されているように異なるタイムスロットを利用する。従って、航空機１０はそれらの信号源のいずれか１つ又は全てから単一の周波数で信号を受信し、どの送信器が信号を送信しているかをそれが使用するタイムスロットにより確定することができる。すなわち、航空機器はその情報を利用して、それが必要とする航空機パラメータを正確に確定できるのである。データリンクのラップアラウンドを実現するために、図１にアンテナ８４として示されるアンテナを、アンテナ６８，７４及び８０の全てからの送信を矢印８６，８８及び９０により示される経路を経てそれぞれ受信する位置に配置しても良い。多くの場合、この目的のために１つのアンテナを使用できるであろうが、これが不可能であれば、２つ以上のアンテナを使用しても良い。アンテナ８４により受信された信号は受信器９２に供給され、矢印９４により示されるような接続線路を介して地上局２０及びプロセッサ３１に戻される。このフィードバック信号はデータリンクラップアラウンドと呼ばれ、地上局システムが適正に動作していることを確認するための検査として、航空機１０へ送信された厳密な信号を地上局に報知することを目的としている。以上説明したシステムの望ましくない特徴の１つは、先に述べたように、遠隔地の各送信器が航空機への送信のためにマイクロプロセッサ３４からの情報を個別に符号化又はフォーマッティングしなければならないことである。各々の送信器により実行されるフォーマッティングを図２に示すが、図２に矢印１００として示される線は、マイクロプロセッサ３４からのデジタル化情報を表わす。このデータはメッセージフォーマットボックス１０２に与えられ、メッセージフォーマットボックス１０２は、航空機及びラップアラウンド受信器による使用に備えてメッセージの適正な同期と復調を実行させるトレーニングシーケンスを添付する。次に、修正済データは有効チャネルスループットを向上させるためにフォワードエラーコレクション（ＦＥＣ）ボックス１０４に送られる。その結果得られたデータは、クロック回復を補助するために、ビットスクランブリングボックス１０６に供給される。ビットスクランブリングボックス１０４の出力はシンボライジングボックス１０８に与えられ、その後、データが８位相シフトキーイングによって差動符号化されるように変調器ボックス１１０に与えられる。得られたＲＦ信号は、信号を正しいＴＤＭＡタイムスロットに対し同期させるためにＧＰＳタイムボックス１１４によりオン／オフ位置に制御されるスイッチ１１２を通過する。同期後、図１のアンテナ７０，７４及び８０のいずれかであると考えられるアンテナ１１８への供給に備えて、信号は増幅器１１６により増幅される。この時点で適正に符号化された信号は、全てのアンテナから航空機１０へ送信される。また、ラップアラウンドアンテナ８４へも送信される。図２の様々な符号化過程は、ＲＴＣＡ（１ＮＣ１１４０ＣｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔＡｖｅｎｕｅ，Ｎ．Ｗ．Ｓｕｉｔｅ１０２０，ＷａｓｈｉｎｇｔｏｎＤ．Ｃ．２００３６）により刊行された題名「ＭｉｎｉｍｕｍＡｖｉａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＳｔａｎｄａｒｄｓＤＧＮＮＳＳＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＡｐｐｒｏａｃｈＳｙｓｔｅｍ：ＳｐｅｃｉａｌＣａｔｅｇｏｒｙＩ（ＳＣＡＴ−Ｉ）ＡｐｐｅｎｄｉｘＦ」による文献ＣｈａｎｇｅＮｏ．１ｔｏＲＴＣＡ／Ｄ０−２１７（１９９４年７月１３日発行）の中にさらに詳細に説明されている。航空機１０（及びＤＧＰＳ受信器２０）は、そこで、図３に示すように信号を再構成する。図３において、航空機のアンテナ又はラップアラウンドアンテナ８４であっても良いアンテナ１２０はアンテナ６８，７４及び８０から符号化信号を受信し、それらを復調器ボックス１２２に供給する。復調器ボックス１２２は信号を復調し、再び信号をＧＰＳ誘導ＴＤＭＡタイムスロットと同期させるためにＧＰＳタイマ１２６によりオン又はオフの位置へ操作されるスイッチ１２４にそれらの信号を供給する。得られた信号はデシンボライザ１３０，アンスクランブラ１３２，ＦＥＣ排除ボックス１３４及びメッセージフォーマット排除ボックス１３６へ送信されて、矢印１３８により示される出力端子に航空機１０又はＤＧＰＳ２０で使用するための信号を発生させる。各々の送信器は受信器２０と、マイクロプロセッサ３１とからの情報を全く同じ方式で処理しなければならないので、上述のシステムで使用される機器に多くの無駄が生じることがわかる。そのような無駄はコスト高につながり、スペースの面でも余分である。本発明の簡単な説明本発明は、各々の送信器の場所でフォーマッティング機器の全てを利用する代わりに、ＤＧＰＳ受信器及びプロセッサの場所で信号のフォーマッティングを行い、その後、信号を航空機及び所望の中継器へブロードキャストすることを提案する。中継局は信号を受信し、その信号を別のタイムスロットに移動し、その他には修正を加えずに信号を再びブロードキャストするだけで良い。図面の簡単な説明図１は、先に引用したＨａｒｔｍａｎの出願のシステムを示す。図１ａは、送信用のタイムスロット配列を示す。図２は、航空機へ送信するための信号のフォーマッティングのブロック線図を示す。図３は、航空機及びＤＧＰＳ受信器及びプロセッサにより実行されるデフォーマッティングのブロック線図を示す。図４は、本発明の一実施形態を示す。図５は、ＤＧＰＳデータリンク中継器の変形例のブロック線図を示す。好ましい実施形態の詳細な説明図４において、その構成は、ＤＧＰＳ受信器２０及びマイクロプロセッサ３４の計算システムの出力が図示するように局所送信器１５０に接続されている点を除いて図１とほぼ同じである。送信器１５０はマイクロプロセッサ３４からの信号を図２に関連して説明した符号化条件に従ってフォーマッティングし、符号化信号をアンテナ１５１へ送信する。アンテナ１５１は信号を無線送信により矢印１５２で示すように航空機１０へブロードキャストすると共に、破線１５４，１５６及び１５８により示すように受信器１１０，１１２及び１１４へブロードキャストする。受信器１１０，１１２及び１１４は符号化信号を送信器５８，６０及び６２に供給し、送信器５８，６０及び６２は符号化信号を図５に関連して説明するように適正なタイムスロットまで遅延させ、符号化信号を適正なタイムスロットで矢印７０，７６及び８２により示すように航空機１０へそれぞれ再びブロードキャストする。ラップアラウンド受信器アンテナ８４も矢印８８，９０，８６及び１５１により示すようにアンテナ６８，７４，８２及び１５１からの信号をそれぞれ受信し、ブロードキャスト信号を検証できるようにそれらの信号を線路９４を介して地上局２０へ送信する。この場合、アンテナ８４はアンテナ１５１に近接しているか又はアンテナ１５１と共に配置されていることがわかる。また、図４では実際に航空機に対し４つの別個の送信が行われるように、ＤＧＰＳ地上局は別個の送信器を構成していることもわかる。この構成は複数の空港又はＲＦデッドスポットを表わすエリアを支援するために使用できるであろう。図４において、ブロードキャスト条件に従った信号のフォーマッティングは一度しか実行されず、フォーマッティング済信号は中継器送信器へ送信される。図４において、送信器５８，６０及び６２は地上局２０からフォーマッティング済信号を受信し、図５に関連して説明するように、その信号を適切なタイムスロットへ移し、それ以上の修正を加えずに符号化信号を航空機１０及びラップアラウンド受信器８４へ再びブロードキャストするだけで良い。図５は、符号化信号の再ブロードキャストのために中継局が別のタイムスロットへ移行させる場合の簡単なブロック線図を示す。図５に示すアンテナ２００は、地上局送信器１５０によりブロードキャストされる信号を受信する。信号は図２に関連して説明したように変調，符号化されるが、航空機１０への送信に備えて別のタイムスロットへ移動されなければならない。これは、信号を復調器２０２で復調し、ＧＰＳタイマボックス２０６により制御されるスイッチ２０４によって信号をＧＰＳ時間に同期させ、信号を時間遅延ボックス２１０に供給することにより実行される。時間遅延ボックス２１０は信号を別のタイムスロットへ移行させるのに十分な時間だけ遅延させ、次に、ＧＰＳタイマボックス２０６からの制御によりその信号が依然としてＧＰＳ時間と同期する状態にあることを確認するために、スイッチ２１２を介して信号を送信する。入力信号は復調されているので、信号は変調器２１６、続いて増幅器２２０を通過して、図４のアンテナ６８のようなアンテナにより送信される。以上、様々な場所で必要とされる構成要素の数を最小限に抑え、それでも尚、前述のＨａｒｔｍａｎの出願のシステムの利点を残した差動ＧＰＳシステムの地上局中継器を提供したことがわかる。当業者には、前述の装置に対する数多くの変更は明白であろう。たとえば、本発明を主としてＤＧＰＳ位置決めシステムと関連させて説明したが、本発明の概念は他のＴＤＭＡ多重アクセス送信システムでも同様に採用できるであろう。この種のいくつかのシステムは、１９９４年４〜６月のＴｈｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｉｒＴｒａｆｆｉｃＣｏｎｔｒｏｌの１７〜２３ページに掲載された題名「ＴｈｅＧＮＳＳＴｒａｎｓｐｏｎｄｅｒａｎｄＩｔｓＧＮＳＳ−ＴｉｍｅＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄＳｅｌｆＯｒｇａｎｉｚｉｎｇＴＤＭＡＤａｔａＬｉｎｋ：ｔｈｅＮｅｘｔＤａｔａＬｉｎｋｆｏｒＣｉｖｉｌＡｖｉａｔｉｏｎ？」の論文の中に説明されている。従って、好ましい実施形態と関連して使用した特定の開示により限定されることを望むものではない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年９月１７日【補正内容】補正明細書差動地上局中継器発明の背景発明の分野本発明は、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）技法と関連させて無線周波（ＲＦ）中継器を使用することによりＲＦ送信器を改善することに関する。そのような発明は、複数の衛星からの信号を利用して位置，姿勢，速度などの航空機操作の様々なパラメータ及びそれらのパラメータの変化速度を確定し且つ衛星の特定の擬似距離誤差に対する補正情報を提供する差動広域位置決めシステム（ＤＧＰＳ）と組合わせて使用できる。関連出願の参照１９９７年３月４日にＲａｎｄｏｌｐｈＧ．Ｈａｒｔｍａｎに対し発行され、本発明の譲受人に譲渡された名称「ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＧｒｏｕｎｄＳｔａｔｉｏｎＲｅｐｅａｔｅｒ」の米国特許第５，６０８，３９３号には、周波数輻輳，距離不足及び周囲の構造に起因する障害に伴う問題を減少させるように、単一の受信器とプロセッサで複数の送信器に情報を提供することができるＤＧＰシステムが示されている。図１は、Ｈａｒｔｍａｎの出願のシステムに類似するシステムを示す。図１に示される航空機１０は、４つの衛星ＦＳ１，ＦＳ２，ＦＳ３及びＦＳ４から矢印１２，１４，１６及び１８により示される経路を経て信号を受信する。ＤＧＰＳ受信機２０は既知の一定の場所にあるものとして示されており、衛星ＦＳ１，ＦＳ２，ＦＳ３及びＦＳ４から矢印２４，２６，２８及び３０により示されるような経路を経て情報を受信する受信アンテナ２２を有する。ＤＧＰＳ受信器２０は、特定衛星擬似距離誤差信号を計算し且つその情報を矢印３２として示される線路と、矢印５２，５４及び５６により示される線路とを介して遠隔地にある、ボックス５８，６０及び６２によりそれぞれ示される送信器ＴＸ１，ＴＸ２及びＴＸ３へ送信するマイクロプロセッサ３１を含む。送信線路５２，５４及び５６はハード配線や、光ファイバや、無線リンクなどのうち状況に応じて最も都合の良いものでよい。遠隔地の送信器５８，６０及び６２は、地上の有効視野範囲を確保するために航空機の全てを様々な角度から妨害なく見ることができるように１つの空港に配置されていても良く、又は地方全体の有効視野範囲を確保するためにエリア全般にわたる様々な空港に配置されていても良い。たとえば、送信器の送信距離が１００マイルであると考えられ且つそのエリアの中に３つの大きな空港が存在している場合には、送信器５８をそれらの空港のうち第１の空港に配置し、送信器６０をそれらの空港のうち第２の空港に配置し、送信器６２をそれらの空港のうち第３の空港に配置しても良い。個々の空港における視界障害を回避するために、２つ以上の送信器の全てが同時に妨害を受ける可能性がほぼなくなるように、各々の空港に２つ以上の送信器を配置しても良い。Ｈａｒｔｍａｎの出願の中に記載されているように、送信器５８，６０及び６２により送信される信号は同一の周波数で異なるタイムスロットで送信される。このことは、それぞれが８つのサブスロットに分割された３つのタイムスロットｔ₁，ｔ₂及びｔ₃を示す図１ａからわかる。全てのユーザが別個に適切なタイムスロットを確定できるように、タイムスロットはＧＰＳ時間に同期される。第１の送信器ＴＸ１は送信の各周期でサブタイムスロット１の間にのみその情報を送信し、一方、送信器ＴＸ２は各送信周期のサブタイムスロット２の間にのみその情報を航空機へ送信し、送信器ＴＸ３は各送信周期のサブタイムスロット３の間にのみその情報を送信する。このシステムでは、８つの部分周期があるため、さらに５つの送信器を利用できることは自明であろうが、それら全ての送信器は同一の周波数でブロードキャストし、航空機は、どの航空機がどのサブタイムスロットを使用しているかを知ることにより輻輳を回避する。図２と関連させて以下に説明するように、送信器ＴＸ１，ＴＸ２及びＴＸ３は、地上と機上のサブシステムとの間の送信に関わる政府の規制に適合させ且つ信号の汚染の可能性を低減させるために、マイクロプロセッサ３１からの信号をそれぞれ修正又は符号化する。送信器５８はアンテナ６８を利用して、適正にフォーマッティングされた特定衛星擬似距離誤差情報を矢印７０により示すように航空機１０へ送信する。同様に、送信器６０はアンテナ７４を利用して、同じ情報を矢印７６により示されるように航空機１０へ送信し、送信器６２はアンテナ８０を利用して、同じ情報を矢印８２により示されるように航空機１０へ送信する。全てのアンテナ６８，７４及び８０は同一の周波数を利用するが、Ｈａｒｔｍａｎの出願に記載されているように異なるタイムスロットを利用する。従って、航空機１０はそれらの信号源のいずれか１つ又は全てから単一の周波数で信号を受信し、どの送信器が信号を送信しているかをそれが使用するタイムスロットにより確定することができる。すなわち、航空機器はその情報を利用して、それが必要とする航空機パラメータを正確に確定できるのである。データリンクのラップアラウンドを実現するために、図１にアンテナ８４として示されるアンテナを、アンテナ６８，７４及び８０の全てからの送信を矢印８６，８８及び９０により示される経路を経てそれぞれ受信する位置に配置しても良い。多くの場合、この目的のために１つのアンテナを使用できるであろうが、これが不可能であれぱ、２つ以上のアンテナを使用しても良い。アンテナ８４により受信された信号は受信器９２に供給され、矢印９４により示されるような接続線路を介して地上局２０及びプロセッサ３１に戻される。このフィードバック信号はデータリンクラップアラウンドと呼ばれ、地上局システムが適正に動作していることを確認するための検査として、航空機１０へ送信された厳密な信号を地上局に報知することを目的としている。以上説明したシステムの望ましくない特徴の１つは、先に述べたように、遠隔地の各送信器が航空機への送信のためにマイクロプロセッサ３１からの情報を個別に符号化又はフォーマッティングしなければならないことである。各々の送信器により実行されるフォーマッティングを図２に示すが、図２に矢印１００として示される線は、マイクロプロセッサ３１からのデジタル化情報を表わす。このデータはメッセージフォーマットボックス１０２に与えられ、メッセージフォーマットボックス１０２は、航空機及びラップアラウンド受信器による使用に備えてメッセージの適正な同期と復調を実行させるトレーニングシーケンスを添付する。次に、修正済データは有効チャネルスループットを向上させるためにフォワードエラーコレクション（ＦＥＣ）ボックス１０４に送られる。その結果得られたデータは、クロック回復を補助するために、ビットスクランブリングボックス１０６に供給される。ビットスクランブリングボックス１０４の出力はシンボライジングボックス１０８に与えられ、その後、データが８位相シフトキーイングによって差動符号化されるように変調器ボックス１１０に与えられる。得られたＲＦ信号は、信号を正しいＴＤＭＡタイムスロットに対し同期させるためにＧＰＳタイムボックス１１４によりオン／オフ位置に制御されるスイッチ１１２を通過する。同期後、図１のアンテナ７０，７４及び８０のいずれかであると考えられるアンテナ１１８への供給に備えて、信号は増幅器１１６により増幅される。この時点で適正に符号化された信号は、全てのアンテナから航空機１０へ送信される。また、ラップアラウンドアンテナ８４へも送信される。図２の様々な符号化過程は、ＲＴＣＡ（１ＮＣ１１４０ＣｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔＡｖｅｎｕｅ，Ｎ．Ｗ．Ｓｕｉｔｅ１０２０，ＷａｓｈｉｎｇｔｏｎＤ．Ｃ．２００３６）により刊行された題名「ＭｉｎｉｍｕｍＡｖｉａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＳｔａｎｄａｒｄｓＤＧＮＮＳＳＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＡｐｐｒｏａｃｈＳｙｓｔｅｍ：ＳｐｅｃｉａｌＣａｔｅｇｏｒｙＩ（ＳＣＡＴ−Ｉ）ＡｐｐｅｎｄｉｘＦ」による文献ＣｈａｎｇｅＮｏ．１ｔｏＲＴＣＡ／ＤＯ−２１７（１９９４年７月１３日発行）の中にさらに詳細に説明されている。航空機１０（及びＤＧＰＳ受信器２０）は、そこで、図３に示すように信号を再構成する。図３において、航空機のアンテナ又はラップアラウンドアンテナ８４であっても良いアンテナ１２０はアンテナ６８，７４及び８０から符号化信号を受信し、それらを復調器ボックス１２２に供給する。復調器ボックス１２２は信号を復調し、再び信号をＧＰＳ誘導ＴＤＭＡタイムスロットと同期させるためにＧＰＳタイマ１２６によりオン又はオフの位置へ操作されるスイッチ１２４にそれらの信号を供給する。得られた信号はデシンボライザ１３０，アンスクランブラ１３２，ＦＥＣ排除ボックス１３４及びメッセージフォーマット排除ボックス１３６へ送信されて、矢印１３８により示される出力端子に航空機１０又はＤＧＰＳ２０で使用するための信号を発生させる。また、世界特許第ＷＯ−Ａ−９５／１５４９９号の特に１３ページの８〜１７行，１３ページの２７行から１４ページの６行目まで、及び先にＨａｒｔｍａｎ特許に関連して挙げた構成を農業環境に適用した場合の幾分類似した構成を示す図１にも注目する。さらに、１９９４年１０月３０日から１１月３日までアリゾナ州フェニックスで開催されたＤｉｇｉｔａｌＡｖｉｏｎｉｃｓＳｙｓｔｅｍｓ会議における題名「ＴｈｅＧＮＳＳＴｒａｎｓｐｏｎｄｅｒａｎｄｔｈｅＴｉｍｅＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄＳｅｌｆＯｒｇａｎｉｚｉｎｇＴＤＭＡＤａｔａＬｉｎｋａＫｅｙｔｏｔｈｅＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＣｏｓｔＥｆｆｅｃｔｉｖｅＧＮＳＳＢａｓｅｄＣＮＳ／ＡＴＭＳｙｓｔｅｍｓ」の論文の４８９〜４９７ページ、ＸＤ−５１２９１４：特に、複数のタイムスロットによって航空機から空港へ送信される複数のグループに分割されるメッセージについて論じている４８９ページ及び４９１ページから４９２ページにまたがる段落にも注目する。各々の送信器は受信器２０と、マイクロプロセッサ３１とからの情報を全く同じ方式で処理しなければならないので、上述のシステムで使用される機器に多くの無駄が生じることがわかる。そのような無駄はコスト高につながり、スペースの面でも余分である。本発明の簡単な説明本発明は、各々の送信器の場所でフォーマッティング機器の全てを利用する代わりに、ＤＧＰＳ受信器及びプロセッサの場所で信号のフォーマッティングを行い、その後、信号を航空機及び所望の中継器へブロードキャストすることを提案する。中継局は信号を受信し、その信号を別のタイムスロットに移動し、その他には修正を加えずに信号を再びブロードキャストするだけで良い。図面の簡単な説明図１は、先に引用したＨａｒｔｍａｎの出願のシステムを示す。図１ａは、送信用のタイムスロット配列を示す。図２は、航空機へ送信するための信号のフォーマッティングのブロック線図を示す。図３は、航空機及びＤＧＰＳ受信器及びプロセッサにより実行されるデフォーマッティングのブロック線図を示す。図４は、本発明の一実施形態を示す。図５は、ＤＧＰＳデータリンク中継器の変形例のブロック線図を示す。好ましい実施形態の詳細な説明図４において、その構成は、ＤＧＰＳ受信器２０及びマイクロプロセッサ３４の計算システムの出力が図示するように局所送信器１５０に接続されている点を除いて図１とほぼ同じである。送信器１５０はマイクロプロセッサ３４からの信号を図２に関連して説明した符号化条件に従ってフォーマッティングし、符号化信号をアンテナ１５１へ送信する。アンテナ１５１は信号を無線送信により矢印１５２で示すように航空機１０へブロードキャストすると共に、破線１５４，１５６及び１５８により示すように受信器１１０，１１２及び１１４へブロードキャストする。受信器１１０，１１２及び１１４は符号化信号を送信器５８，６０及び６２に供給し、送信器５８，６０及び６２は符号化信号を図５に関連して説明するように適正なタイムスロットまで遅延させ、符号化信号を適正なタイムスロットで矢印７０，７６及び８２により示すように航空機１０へそれぞれ再びブロードキャストする。ラップアラウンド受信器アンテナ８４も矢印８８，９０，８６及び１５１により示すようにアンテナ６８，７４，８２及び１５１からの信号をそれぞれ受信し、ブロードキャスト信号を検証できるようにそれらの信号を線路９４を介して地上局２０へ送信する。この場合、アンテナ８４はアンテナ１５１に近接しているか又はアンテナ１５１と共に配置されていることがわかる。また、図４では実際に航空機に対し４つの別個の送信が行われるように、ＤＧＰＳ地上局は別個の送信器を構成していることもわかる。この構成は複数の空港又はＲＦデッドスポットを表わすエリアを支援するために使用できるであろう。図４において、ブロードキャスト条件に従った信号のフォーマッティングは一度しか実行されず、フォーマッティング済信号は中継器送信器へ送信される。図４において、送信器５８，６０及び６２は地上局２０からフォーマッティング済信号を受信し、図５に関連して説明するように、その信号を適切なタイムスロットへ移し、それ以上の修正を加えずに符号化信号を航空機１０及びラップアラウンド受信器８４へ再びブロードキャストするだけで良い。図５は、符号化信号の再ブロードキャストのために中継局が別のタイムスロットへ移行させる場合の簡単なブロック線図を示す。図５に示すアンテナ２００は、地上局送信器１５０によりブロードキャストされる信号を受信する。信号は図２に関連して説明したように変調，符号化されるが、航空機１０への送信に備えて別のタイムスロットへ移動されなければならない。これは、信号を復調器２０２で復調し、ＧＰＳタイマボックス２０６により制御されるスイッチ２０４によって信号をＧＰＳ時間に同期させ、信号を時間遅延ボックス２１０に供給することにより実行される。時間遅延ボックス２１０は信号を別のタイムスロットへ移行させるのに十分な時間だけ遅延させ、次に、ＧＰＳタイマボックス２０６からの制御によりその信号が依然としてＧＰＳ時間と同期する状態にあることを確認するために、スイッチ２１２を介して信号を送信する。入力信号は復調されているので、信号は変調器２１６、続いて増幅器２２０を通過して、図４のアンテナ６８のようなアンテナにより送信される。以上、様々な場所で必要とされる構成要素の数を最小限に抑え、それでも尚、前述のＨａｒｔｍａｎの出願のシステムの利点を残した差動ＧＰＳシステムの地上局中継器を提供したことがわかる。補正請求の範囲１．第１の既知の場所にある地上受信局（２０，２２，３４）と、複数の衛星（ＦＳ１，ＦＳ２，ＦＳ３，ＦＳ４）から情報を受信し且つ経路ひずみに起因する誤差を示す出力信号を発生する受信器とを含み、衛星から対象物（１０）へ送信され、経路ひずみに起因する誤差を含む場合もある情報を使用することにより、地球に関する対象物の１つ又は複数のパラメータを確定するときに使用する差動広域位置装置において、地上受信局に近接して配置され、地上受信局と対象物との間のデータ送信に関する必要条件に従って出力信号を符号化する手段（１５０）と、地上受信局に近接して配置され、符号化出力信号を対象物へブロードキャストする第１の送信器（１５０，１５１）と、受信局から遠く離れた第２の位置に配置され、第１の送信器からブロードキャストされる符号化出力信号を受信して、その信号を対象物へ再送信する第２の送信器（５８，６８）とを具備した装置。２．第１の送信器は符号化出力信号を第１のタイムスロット（ＴＸ１）で送信し、第２の送信器は符号化出力信号を第２のタイムスロット（ＴＸ２）で送信する請求項１記載の装置。３．対象物は航空機（１０）であり、第１及び第２の位置は妨害構造物による障害なく航空機に誤差情報を提供するように選択され、第１及び第２の送信器は第１の空港に近接して配置されている請求項２記載の装置。４．第１及び第２の送信器は互いの正常送信距離の中の別個の空港に配置され且つ誤差情報は、対象物が複数の周波数を使用することなく送信器の場所を確定できるように、異なる時間に提供される請求項２記載の装置。５．第１及び第２の送信器からの送信を受信すべく配置され且つ送信情報を地上局へフィードバックするために地上局に接続される（３４）データリンクラップアラウンド受信アンテナ（８４）をさらに含む請求項１記載の装置。６．地上局から遠く離れて配置され、第１の送信器からの符号化出力信号を受信して、その信号を対象物へ送信する第３の送信器（６２，８２）をさらに含む請求項１記載の装置。７．第３の送信器は符号化出力信号を第３のタイムスロット（ＴＸ３）で航空機へ送信する請求項６記載の装置。８．第２の送信器は符号化出力信号を復調する復調部（２０２）と、変調後の符号化出力信号を第２のタイムスロットに遅延させる時間遅延部（２０６，２１０）と、対象物への送信のために復調遅延符号化出力信号を再変調する変調器（２１６）とを含む請求項２記載の装置。９．複数の衛星（ＦＳ１，ＦＳ２，ＦＳ３，ＦＳ４）からの情報を既知の場所にある地上局（２０，２２）で受信し、処理して、その情報の中の誤差を確定し、地上局の送信距離の中にある航空機（１０）への送信のために、処理済情報を符号化する差動広域位置システムと共に使用する方法にあって、処理済情報の１度の符号化を可能にする方法において、Ａ．処理済の符号化情報を受信し、その情報を第１のタイムスロットで航空機へ送信するために、地上局に近接して配置される第１の送信器（１５０）に地上局を接続する過程と、Ｂ．第１の送信器からの処理済の符号化情報を第２のタイムスロットでの航空機への送信のために地上局から遠く離れて配置された第２の送信器（１０）へ送信する過程とから成る方法。１０．あらゆる航空機位置で少なくとも１つの送信器から航空機への障害のない送信が可能であるように、送信器を位置決めする過程をさらに含む請求項９記載の方法。１１．複数の送信器（８４，３２）の送信を監視し、航空機への送信を検証するために送信を地上局へフィードバックする（３４）過程をさらに含む請求項９記載の方法。１２．過程Ｂは、Ｂ１．第１の送信器からの信号を復調する過程（２０２）と、Ｂ２．復調信号を第２のタイムスロットに時間遅延させる過程（２０６，２１０）と、Ｂ３．復調時間遅延信号を第２のタイムスロットでの航空機への送信のために再変調する過程（２１６）とを含む請求項９記載の方法。１３．異なるタイムスロット（ＴＸ１，ＴＸ２，ＴＸ３）でブロードキャストする複数の送信器（１５０，５８，６０，６２）から１つの対象物（１０）に共通する情報を通信するときに使用する多重アクセス送信装置において、第１の既知の場所にあり、地上受信局と対象物との間のデータ送信に関わる必要条件に従って符号化出力信号を発生するように動作する地上局（２０，２２，１５０）と、地上受信局に近接して配置され、符号化出力信号を対象物へブロードキャストする第１の送信器（１５０）と、受信局から遠く離れた第２の位置に配置され、第１の送信局からブロードキャストされる符号化出力信号を受信し、その信号を適正なタイムスロットに遅延させて、対象物へ再送信する第２の送信器（５８）とを具備する装置。１４．対象物は航空機（１０）である請求項１３記載の装置。１５．航空機は、符号化信号を受信して、それを再構成する手段を含む請求項１４記載の装置。１６．地上局は、衛星から信号を受信するように動作するＤＧＰＳ受信器及びプロセッサであり且つ符号化出力信号は特定衛星擬似距離誤差信号を示す請求項１３記載の装置。

Claims

【特許請求の範囲】独占的所有権又は独占権が請求される発明の実施形態を次の通り定義する。１．複数の衛星から対象物へ送信され、経路ひずみに起因する誤差を含む場合がある情報を使用することにより、地球に関する対象物の１つ又は複数のパラメータを確定するときに使用するための差動広域位置システムにおいて、第１の既知の場所にある地上受信局であって、衛星から情報を受信し、誤差を示す出力信号を発生する受信器を含む地上受信局と、地上受信局に近接して配置され、地上受信局と対象物との間のデータ送信に関する必要条件に従って出力信号を符号化する手段と、地上受信局に近接して配置され、符号化出力信号を対象物へブロードキャストする第１の送信器と、受信局から遠く離れた第２の位置に配置され、第１の送信器からブロードキャストされる符号化出力信号を受信して、それを対象物へ再送信する第２の送信器とを具備する装置。２．第１の送信器は符号化出力信号を第１のタイムスロットで送信し、第２の送信器は符号化出力信号を第２のタイムスロットで送信する請求項１記載の装置。３．対象物は航空機であり、第１及び第２の位置は妨害構造物による障害なく航空機に誤差情報を提供するように選択されて、第１及び第２の送信器は第１の空港に近接して配置されている請求項２記載の装置。４．第１及び第２の送信器は互いの正常送信距離の中の別個の空港に配置され且つ誤差情報は、対象物が複数の周波数を使用することなく送信器の場所を確定でいるように、異なる時間に提供される請求項２記載の装置。５．第１及び第２の送信器からの送信を受信すべく配置され且つ送信情報を地上局へフィードバックするために地上局に接続されるデータリンクラップアラウンド受信アンテナをさらに含む請求項１記載の装置。６．地上局から遠く離れて配置され、第１の送信器からの符号化出力信号を受信して、その信号を対象物へ送信する第３の送信器をさらに含む請求項１記載の装置。７．第３の送信器は符号化出力信号を第３のタイムスロットで航空機へ送信する請求項６記載の装置。８．第２の送信器は符号化出力信号を復調する復調部と、変調後の符号化出力信号を第２のタイムスロットに遅延させる時間遅延部と、対象物への送信のために復調遅延符号化出力信号を再変調する変調器とを含む請求項２記載の装置。９．複数の衛星からの情報を地上局で受信し、処理して、その情報の中の誤差を確定し、地上局の送信距離の中にある航空機への送信のために、処理済情報を符号化する差動広域位置システムと共に使用するための方法であって、処理済情報の１度の符号化を可能にする改良において、Ａ．処理済の符号化情報を受信し、その情報を第１のタイムスロットで航空機へ送信するために、地上局に近接して配置される第１の送信器に地上局を接続する過程と、Ｂ．第１の送信器からの処理済の符号化情報を第２のタイムスロットでの航空機への送信のために地上局から遠く離れて配置された第２の送信器へ送信する過程とから成る改良。１０．あらゆる航空機位置で少なくとも１つの送信器から航空機への障害のない送信が可能であるように、送信器を位置決めする過程をさらに含む請求項９記載の方法。１１．複数の送信器の送信を監視し、航空機への送信を検証するために送信を地上局へフィードバックする過程をさらに含む請求項９記載の方法。１２．過程Ｂは、Ｂ１．第１の送信器からの信号を復調する過程と、Ｂ２．復調信号を第２のタイムスロットに時間遅延させる過程と、Ｂ３．復調時間遅延信号を第２のタイムスロットでの航空機への送信のために再変調する過程とを含む請求項９記載の方法。１３．異なるタイムスロットでブロードキャストする複数の送信器から１つの対象物に共通する情報を通信するときに使用するための多重アクセス送信システムにおいて、第１の既知の場所にあり、地上受信局と対象物との間のデータ送信に関わる必要条件に従って符号化出力信号を発生するように動作する地上局と、地上受信局に近接して配置され、符号化出力信号を対象物へブロードキャストする第１の送信器と、受信局から遠く離れた第２の位置に配置され、第１の送信局からブロードキャストされる符号化出力信号を受信し、その信号を適正なタイムスロットに遅延させて、対象物へ再送信する第２の送信器とを具備する装置。１４．対象物は航空機である請求項１３記載の装置。１５．航空機は、符号化信号を受信して、それを再構成する手段を含む請求項１４記載の装置。１６．地上局は、衛星から信号を受信するように動作するＤＧＰＳ受信器及びプロセッサであり且つ符号化出力信号は特定衛星擬似距離誤差信号を示す請求項１３記載の装置。