NL1015964C2 - Meetstation voor een stelsel voor positiebepaling van een transponder. - Google Patents

Description

Meetstation voor een stelsel voor positiebepaling van een transponder.

5 De uitvinding heeft betrekking op een meetstation voor gebruik in een stelsel voor het bepalen van de positie van een transponder, die een signaal uitzendt en zich voortbeweegt langs een traject met tenminste een meetstation voorzien van antenne-middelen voor het ontvangen van het genoemde signaal op tenminste twee meetpunten gepositioneerd op de twee uiterste punten van een lijnstuk dat het traject kruist welk 10 meetstation is voorzien van een eerste en een tweede ontvanger elk voor het meten van het signaal via de an-tennemiddelen op een der genoemde uiterste punten, löoptijdmeetmiddelen waarmee het looptijdverschil tussen de signalen van de ontvangers wordt gemeten, 15 - waardeermiddelen waarmee op grond van het gemeten looptijdverschil wordt vastgesteld op welke plaats de transponder het genoemde lijnstuk passeert.

Een dergelijk meetstation is bekend uit een eerdere Nederlandse aanvrage NL1012907 eveneens ten name van AMB-IT Holding. In deze aanvrage wordt beschreven hoe onder andere met behulp van een langgerekte lusvormige antenne posities 20 van transponders kunnen worden gemeten. De transponders bevinden zich in een uitvoeringsvorm bijvoorbeeld op een auto of een ander voertuig dat zich voort beweegt langs een vaste baan waarbij langs de baan meetstations zijn opgesteld elk voorzien van een langgerekte lusvormige antenne die zich dwars over de baan uitstrekt.

Een probleem bij dergelijke meetstations wordt gevormd door het ijken ervan. Bij 25 vaste stations kunnen, na een initiële ijkprocedure, toch veranderingen optreden in bijvoorbeeld de eigenschappen van de lusvormige antenne, die aanleiding kunnen geven tot fouten in het meetsignaal. De lusvormige antenne kan bijvoorbeeld ingebed zijn in een asfaltlaag van een weggedeelte. Deze asfaltlaag zal in het algemeen niet overal homogeen zijn en de elektrische eigenschappen zullen veranderen onder invloed van 30 temperatuur en vochtigheid.

Dergelijke meetstations kunnen ook als mobiel station uitgevoerd zijn en telkens voor een bepaalde gebeurtenis worden geïnstalleerd en weer worden verwijderd. Ook 1015964 2 daarbij is het noodzakelijk om telkens na installatie in elk geval een ijkprocedure uit te voeren.

De uitvinding heeft nu ten doel de middelen te verschaffen om een dergelijke ijkprocedure gemakkelijk te kunnen uitvoeren, zowel direct na een eerste installatie van 5 een meetstation alsook tussentijds en eventueel zelfs tijdens actief bedrijf daarvan.

Aan deze doelstelling wordt voldaan door een meetstation als gedefinieerd in de eerste alinea van deze beschrijving, welk meetstation het kenmerk heeft dat het meetstation verder voorzien is van tenminste een ijksignaalgever die op een bekende positie op het lijnstuk kan worden geplaatst voor het doen van een ijkmeeting.

10 Met een ijksignaalgever op een bekende positie kan nu een ijking worden uitgevoerd om vast te stellen of de betreffende positie overeenstemt met de positie die door de waardeermiddelen wordt aangegeven. De ijksignaalgever kan naar wens op elk moment worden geplaatst en op elke positie. Zolang de ijksignaalgever zich op deze positie bevindt en deze positie met voldoende nauwkeurigheid bekend is, kan er in elk 15 geval ten opzichte van deze positie geijkt worden.

Het verdient daarbij de voorkeur dat de ijksignaalgever op de bekende positie aan de antenne is gefixeerd. In het bijzonder bij mobiele installaties is de gebruiker er daardoor zeker van dat de ijksignaalgever na installatie ook aanwezig is en voor de ijking van de installatie kan worden toegepast.

20 De ijksignaalgever kan op identieke wijze opgebouwd zijn als het zendgedeelte in een transponder waarvan de positie in de bedrijfstoestand door het stelsel moet worden bepaald. In dat geval kan een standaard transponder tijdelijk als ijksignaalgever worden gebruikt. Het zal echter in de meeste gevallen de voorkeur verdienen dat een afzonderlijke ijksignaalgever wordt toegepast waarvan het signaal zich duidelijk onderscheidt 25 van de transpondersignalen.

Teneinde in het bijzonder rekening te kunnen houden met veranderingen in de looptijdeigenschappen van de antenne en/of van de draden of kabels die verlopen tussen de antenne en de fasemeetmiddelen verdient het de voorkeur dat het meetstation voorzien is van twee of meer ijksignaalgevers die elk op een bekende positie kunnen 30 worden geplaatst en/of worden gefixeerd.

In het bijzonder verdient het de voorkeur dat twee ijksignaalgevers zijn geplaatst bij de uiterste punten van de langgerekte lusvormige antenne. Met twee ijksignaalgevers op deze twee bijzondere plaatsen wordt bereikt dat eventuele 1015964 3 veranderingen in de eigenschappen van de antenne direct kunnen worden gedetecteerd zodat zonodig correctiemaatregelen kunnen worden uitgevoerd. Bovendien is het daarmee mogelijk om eventuele lengteverschillen in de verbindingskabels tussen de antenne en de looptijdmeetmiddelen op geschikte wijze te corrigeren.

5 Het verdient de voorkeur het meetstation zodanig uit te voeren dat dit zowel bij brede trajecten als ook bij smalle trajecten correct functioneert. Afhankelijk van de breedte van het traject zal de lengte van de antennemiddelen variëren waarbij het niet denkbeeldig is dat de looptijd van het signaal langs de antenne langer is dan 1 cyclus van het toegepaste meetsignaal. In dat geval is het met eenvoudige fasemeetmiddelen 10 niet meer mogelijk om een eenduidige ijking uit te voeren. Teneinde universeel toepasbaar te zijn verdient het dan ook de voorkeur dat de looptijdmeetmiddelen voorzien zijn van: - tijdmeetmiddelen waarmee het verschil in aankomsttijd van een signaal bij de genoemde uiterste punten wordt gemeten, uit welk tijdverschil en uit de bekende 15 signaalfrequentie en dus cyclustijd van het signaal door de antennegeleiders het looptijdverschil grof tot op een deel van een signaalcyclus kan worden bepaald, - fasemeetmiddelen waarmee het faseverschil binnen een cyclus kan worden gemeten, met welke meting de grove bepaling van het looptijdverschil kan worden verfijnd.

In het bovenstaande is als voorbeeld gewezen op een lange lusvormige antenne. Er 20 kunnen echter ook andere antenne-configuraties worden gebruikt als de omstandigheden dat wenselijk maken. Een detail bespreking van deze configuraties wordt in het kader van de uitvinding overbodig geacht. Ook bij deze configuraties kan de uitvinding zonder meer worden toegepast.

De uitvinding zal in het volgende nader worden verklaard aan de hand van de 25 bijgaande figuur.

In de bijgaande figuur is schematisch een uitvoeringsvorm getoond van een meetstation met bijbehorende ijksignaalgevers volgens de uitvinding.

In de figuur is schematisch een deel van een traject 10 weergegeven waarover zich bijvoorbeeld de voertuigen 12 en 14 bewegen die elk voorzien zijn van een trans-30 ponder. Op vooraf bepaalde afstanden zijn meetstations ingericht voorzien van een langgerekte detectieantenne 16 die via de kabels 18 en 20 verbonden is met een fase-meter 22. Als een transponder deze detectieantenne 16 passeert dan zal er in de antenne een signaal worden opgewekt dat zowel via de kabel 18 als via de kabel 20 de faseme- 1015964 4 ter 22 bereikt. Het faseverschil tussen de beide signalen is afhankelijk van de positie waar de betreffende transponder de detectielus 16 passeert. Een en ander is in meer detail beschreven in de boven al aangegeven oudere aanvrage NL1012907.

Een probleem dat bij een dergelijk stelsel kan optreden is het ijken van de diverse 5 meetstations. Hiertoe wordt nu volgens de uitvinding gebruik gemaakt van tenminste een ijksignaalgever die op een vooraf bepaalde nauwkeurig bekende plaats wordt gepositioneerd om daarmee het meetstelsel ten opzichte van althans deze ene plaats te kunnen ijken. In de figuur is als voorbeeld een ijksignaalgever 24 aangebracht nabij het onderste uiteinde van de detectieantenne 16, samenvallend met de onderrand van het 10 traject 10. Het signaal, dat door deze ijksignaalgever wordt uitgezonden, wordt door de antenne 16 opgevangen en op grond van de in de fasemeter 22 ontvangen signalen wordt een bepaalde fasewaarde afgegeven die door de waardeereenheid 30 moet worden vertaald in bijvoorbeeld een signaal x = 0. Daarbij is er vanuit gegaan dat de x-as verloopt in de breedterichting van het traject 10 en dat de waarde x = 0 behoort bij de 15 onderste rand en de waarde x = xm behoort bij de bovenste rand. Het zal duidelijk zijn dat nu de schakeling in elk geval op de onderrand x = 0 kan worden geijkt en afgeregeld. Als de (elektrische) lengte van de antenne 16 op zich bekend is en ook de fre-è quenties die door de transponders worden gebruikt bekend zijn dan kan zonodig zonder verdere ij king worden vastgesteld bij welke fasewaarde van de fasemeter 22 het signaal 20 is x = xm in de waardeerinrichting 30 moet ontstaan.

Om echter eventuele onnauwkeurigheden, looptijdveranderingen als gevolg van temperatuursinvloeden of andere fouten te vermijden verdient het de voorkeur dat het stelsel voorzien is van een tweede ijksignaalgever 26 die bij voorkeur geïnstalleerd is nabij het boveneinde van de antenne 16, samenvallend met de bovenrand van het traject 25 10. Het signaal dat door deze tweede ijksignaalgever 26 wordt uitgezonden moet in de fasemeter 22 leiden tot een fasewaarde die door de waardeereenheid 30 wordt omgezet in een signaal corresponderend met x = xm. Nu kan het stelsel dus zodanig worden gecorrigeerd en nageregeld dat zowel de waarde x = 0 als de waarde x = xm corresponderen met de posities van de ijksignaalgevers 24 en 26.

30 Het zal duidelijk zijn dat de ijksignaalgevers ook op andere plaatsen aangebracht mogen worden als daar de nauwkeurige positie van deze signaalgevers bekend is. Ook daar kan dit stelsel ten opzichte van deze posities dan nauwkeurig kan worden geijkt.

1015964 5

Als verondersteld mag worden dat het gehele stelsel een lineair verloop heeft tussen de plaats van de signaalgever 24 en die van de signaalgever 26 dan is een verdere ijking overbodig. Als echter aan de lineairiteit van het stelsel wordt getwijfeld dan kan het nuttig zijn om een derde ijksignaalgever 28 toe te passen die geplaatst wordt op een 5 bekende positie tussen de transponders 24 en 26. Het signaal van deze ijktransponder 28 levert een fasesignaal op dat door de waardeereenheid 30 vertaald zal worden in een x-signaal dat moet corresponderen met de positie van de transponder 28. Is dat niet het geval, dan kan ook hier weer een correctie worden uitgevoerd zodanig dat de signalen van de ijktransponders 24 en 26 blijven liggen bij x - 0 respectievelijk x = xm.

10 De ijksignaalgevers kunnen worden gevormd door het zendgedeelte van een transponder waarvan tijdens bedrijf de positie moet worden bepaald. Met andere woorden voor het ijken van een meetstation worden tijdelijk twee transponders geplaatst nabij de uiteinden van de antenne op de randen van het traject 10 en de ijkprocedure wordt uitgevoerd. Daarna worden de transponders verwijderd en wordt het meetstation 15 in bedrijf genomen. Deze methode heeft het nadeel dat de ijking slechts tijdelijk is en dat dus bij wijziging van de omstandigheden de door het meetstation geleverde data wel eens onnauwkeurig kunnen worden.

Het verdient derhalve de voorkeur dat de ijksignaalgevers vast met de antenne zijn verbonden en ook tijdens bedrijf van het meetstation kunnen worden gebruikt om 20 het meetstation telkens waanneer dit nodig wordt geacht, dan wel met vaste tussentijden, te herijken.

Afhankelijk van de gebruikte frequenties en van de breedte van het traject 10 kan het voorkomen dat er meerdere golfcyclussen op de lengte van de antenne 16 passen. Bovendien zullen in het algemeen de lengten van de kabels 18 en 20 niet gelijk zijn.

25 Het is niet denkbeeldig dat er tientallen meters en soms meer verschil in kabellengte moet worden geconstateerd. Aangezien ook deze kabels in de meting zijn betrokken leidt een lengteverschil al snel tot een niet-eenduidige meting. In zo’n geval verdient het de voorkeur dat er naast de fasemeetmiddelen 22 ook tijdmeetmiddelen 23 aanwezig zijn waarmee het verschil in aankomsttijd via de kabel 18 en via de kabel 20 30 kan worden gemeten tot op een een deel van een signaalcyclus nauwkeurig. Uit de meting van de signaalgever 24 en die van de signaalgever 26 kan de invloed van de kabels op de meting worden vastgesteld. Verder kan daaruit worden vastgesteld hoe lang de antenne 16 is uitgedrukt in signaalcyclussen. De beide eindpunten van de 1015964 6 antenne zijn nu geijkt. De tijdmeetmiddelen 24 verschaffen de positie van een passerende transonder uitgedrukt in signaalcyclussen en wel tot op een deel van een cyclus nauwkeurig en de fasemeetmiddelen geven een nauwkeurige bepaling van het laatste cyclusdeel. De exacte berekening wordt na het bovenstaande binnen het bereik 5 van een deskundige geacht en behoeft derhalve geen nadere toelichting.

Bij veel fasemeters kunnen problemen optreden op de plaatsen waar de fase van fase 2π overgaat naar fase 0 of andersom. Om de daaruit resulterende onduidelijk op te heffen kan het de voorkeur verdienen om de fasemeter 22 dubbel uit te voeren waarbij de tweede fasemeter het inverse signaal krijgt toegeleverd. Daarmee wordt de meting 10 over 180° verschoven en wordt het gesignaleerde probleem geelimineerd.

1015904

Claims (5)

1. Meetstation voor gebruik in een stelsel voor het bepalen van de positie van een transponder, die een signaal uitzendt en zich voortbeweegt langs een traject met ten- 5 minste een meetstation voorzien van antennemiddelen voor het ontvangen van het genoemde signaal op tenminste twee meetpunten gepositioneerd op de twee uiterste punten van een lijnstuk dat het traject kruist welk meetstation is voorzien van een eerste en een tweede ontvanger elk voor het meten van het signaal via de antennemiddelen op een der genoemde uiterste punten, 10. looptijdmeetmiddelen waarmee het looptijdverschil tussen de signalen bij de ontvangers wordt gemeten, waardeermiddelen waarmee op grond van het gemeten looptijdverschil wordt vastgesteld op welke plaats de transponder het genoemde lijnstuk passeert, met het kenmerk, 15 dat het meetstation verder voorzien is van tenminste een ijksignaalgever die op een bekende positie op het lijnstuk kan worden geplaatst voor het doen van een ijkmeting.

2. Meetstation volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de ijksignaalgever op de bekende positie aan de antenne is gefixeerd. 20

3. Meetstation volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat het meetstation voorzien is van twee of meer ijksignaalgevers die elk op een bekende positie kunnen worden geplaatst en/of aan de antenne worden gefixeerd.

4. Meetstation volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat althans twee van de be kende posities samenvallen met de genoemde uiterste punten.

5. Meetstation volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de looptijdmeetmiddelen voorzien zijn van: 30. tijdmeetmiddelen waarmee het verschil in aankomsttijd van een signaal bij de genoemde uiterste punten wordt gemeten, uit welk tijdverschil en uit de bekende signaalfrequentie en dus cyclustijd van het signaal door de antennegeleiders het looptijdverschil grof tot op een deel van een signaalcyclus kan worden bepaald, 1015964 - fasemeetmiddelen waarmee het faseverschil binnen een cyclus kan worden gemeten, met welke meting de grove bepaling van het looptijd verschil kan worden verfijnd. « 1015964