NL9001599A - Inrichting voor het lokaliseren en identificeren van antwoorders. - Google Patents

Inrichting voor het lokaliseren en identificeren van antwoorders. Download PDF

Info

Publication number
NL9001599A
NL9001599A NL9001599A NL9001599A NL9001599A NL 9001599 A NL9001599 A NL 9001599A NL 9001599 A NL9001599 A NL 9001599A NL 9001599 A NL9001599 A NL 9001599A NL 9001599 A NL9001599 A NL 9001599A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
transmitter
receivers
transmitters
signal
time
Prior art date
Application number
NL9001599A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Frans Herman De Haan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Frans Herman De Haan filed Critical Frans Herman De Haan
Priority to NL9001599A priority Critical patent/NL9001599A/nl
Priority to EP91201655A priority patent/EP0466239B1/en
Priority to DE69121811T priority patent/DE69121811T2/de
Priority to ES91201655T priority patent/ES2091860T3/es
Priority to CA002046401A priority patent/CA2046401A1/en
Priority to US07/726,192 priority patent/US5179384A/en
Priority to AU80228/91A priority patent/AU645326B2/en
Publication of NL9001599A publication Critical patent/NL9001599A/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/91Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/76Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/87Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
    • G01S13/878Combination of several spaced transmitters or receivers of known location for determining the position of a transponder or a reflector
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/933Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of aircraft or spacecraft
    • G01S13/934Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of aircraft or spacecraft on airport surfaces, e.g. while taxiing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

Inrichting voor het lokaliseren en identificeren van antwoorders.
De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het op een luchthaven identificeren en lokaliseren van in de luchtvaart gebruikelijke automatische antwoorders, zogenaamde SSR-transponders, welke inrichting één of meer zenders heeft voor het uitzenden van een vraagsignaal en één of meer ontvangers voor het ontvangen van het antwoordsignaal van een antwoorder.
Een dergelijke inrichting wordt in het algemeen een Secondaire Surveillance Radar genoemd oftewel SSR. Er bestaat reeds zeer geruime tijd ervaring met dergelijke inrichtingen en hun betrouwbaarheid en nauwkeurigheid is voor de meeste toepassingen voldoende. Dit geldt in het bijzonder voor het volgen van vliegtuigen in de lucht. Daarbij is evenwel gebleken, dat op het vliegveld zelf of zeer dicht daarbij er in het algemeen zoveel van antwoorders voorziene vliegtuigen aanwezig zijn, dat regelmatig verwarring optreedt tussen de antwoord-signalen van de verschillende antwoorders van verschillende vliegtuigen.
Het is gebruikelijk dat het antwoordsignaal van een antwoorder bestaat uit een pulsreeks van maximaal veertien pulsen, namelijk één start en één eindpuls en daartussen dertien pulsplaatsen, waarvan er op maximaal twaalf identificatie-pulsen aanwezig of afwezig kunnen zijn. De pulsen hebben allemaal dezelfde frequentie, dezelfde vorm en dezelfde lengte en dat geldt ook voor de pulsen, die van andere antwoorders afkomstig zijn. Een identificatiecodereeks duurt 21^,us en 3^,us daarna komt de puls, waarvan het tijdstip gebruikt kan worden voor de afstandsbepaling, in totaal dus ongeveer 24^us. Dit komt overeen met een lengte in de ruimte wanneer de pulsen zich elektromagnetisch voortplanten van ongeveer 2 nautische mijlen. (Dit is ongeveer 3600 m, maar in de luchtvaart wordt algemeen van de nautische mijl als maat voor grotere afstanden gebruik gemaakt). Daardoor kan, wanneer twee antwoorders zich op een onderlinge afstand bevinden van minder dan 2 nautische mijlen, een overlapping van de pulsreeksen optreden waardoor het moeilijk wordt uit te vinden welke puls bij welke reeks behoort. Dit verschijnsel wordt in de praktijk "garbling" genoemd omdat het in de praktijk aanleiding lijkt te geven op wat verminkte codes lijken. Er zijn wel ketens ontworpen om dit verschijnsel weer te ontrafelen, maar afgezien van het feit dat deze geen volledige zekerheid geven, zijn zij slechts toepasbaar wanneer twee pulsreeksen samenvallen.
Wanneer men de toestand op een luchthaven op de grond beschouwt, bestaat de mogelijkheid dat aanmerkelijk meer dan twee antwoorders van vliegtuigen reageren, in welk geval identificering en lokalisering onmogelijk wordt. In de luchtvaart heerst daarom de algemene gedachte: "SSR werkt niet op de grond".
Een tweede reden waarom SSR op een luchthaven tot onbetrouwbare resultaten kan leiden, zelfs wanneer duidelijk herkenbare pulsreeksen worden ontvangen, is, dat op luchthavens veelal gebouwen aanwezig zijn die reflectievlakken voor de radarbundel vormen, die vanuit een centraal punt op de vliegtuigen met de antwoorders is gericht. Daardoor wordt de bundel gereflecteerd waardoor een richtingsverandering optreedt, waardoor een zich in de gereflecteerde bundel bevindende antwoorder na zijn reaktie gelokaliseerd wordt in de richting van de virtuele voortzetting van de bundel voor *reflectie. Bovendien kunnen de oorspronkelijke en de gereflecteerde bundels interfereren, hetgeen tot uitdoving kan leiden.
w-
Een vraagsignaal bestaat volgens de desbetreffende internationale regelgeving, in het bijzonder annex 10 bij de conventie van Chicago, uit twee pulsen PI en P3 op een vaste onderlinge tijdsafstand, die voor identificatiedoeleinden 8yus bedraagt.
Om een aanduiding van de vlieghoogte te verkrijgen, die bij een radar voor voertuigen op de grond uiteraard van geen belang is, heeft men een zelfde type van pulsen met een onderlinge afstand van 21^us.
Gebruikelijk is bij toepassing van SSR-transponders, dat zij worden opgeroepen door een centrale, gerichte radarbundel en dat de plaatsbepaling daarbij gebeurt op grond van de ogenblikkelijke richting van de bundel en het tijdstip van binnenkomst van het transpondersignaal.
In de publikatie "Secundary Radar for Airfield Ground Movement Monitoring" door H.N.Griffiths, P.G. Knowles en C.Pell,
Copyright © Controller HMSO, Londen 1976 en Plessey Co. Ltd, is een stelsel beschreven, waarin een gering aantal ongerichte zenders door middel van uitzending van de twee oproeppulsen voor een antwoorder op tijdstippen met een onderling tijdsverschil, dat gevarieerd wordt, een deelgebied wordt bepaald, waarin een antwoorder kan reageren. Daardoor wordt bereikt, dat slechts een enkele antwoorder reageert, waarna de plaatsbepaling op grond van het tijdstip van ontvangst van het antwoordsignaal door verschillende ontvangers gebeurt.
Voor een ander type van antwoorder namelijk de zogenaamde S-transponders, die slechts op een voor elke transponder karakteristiek oproepsignaal reageren vermeldt M.L.Wood, Propagation of Mode S Beacon Signals on the Airport Surface,
The Lincoln Journal, Vo. 2, Number 3, 1989, biz. 397-408 eveneens het gebruik van het tijdstip van ontvangst van het antwoordsignaal op verschillende plaatsen als middel om tot plaatsbepaling van de antwoorder te komen. Hierbij is het gebruik van S-transponders nodig, waarbij opgemerkt wordt, dat tot dusver slechts betrekkelijk weinig vliegtuigen met een dergelijke transponder zijn uitgerust.
De beide in het bovenstaande geschetste stelsels hebben het nadeel, dat reflecties tegen gebouwen, voertuigen en dergelijke tot misinterpretaties kunnen leiden. Mede daardoor wordt de vrijheid gebouwen te plaatsen of verplaatsen beperkt, en kunnen nieuwe problemen ontstaan bij uitbreiding van de luchthaven.
Een verder nadeel is, dat de oproepsignalen tenminste het gebied van de luchthaven moeten bestrijken en derhalve betrekkelijk sterk moeten zijn. Dit kan tot overmatige signaaldichtheid op de voor het oproepen van antwoorders gebruikte frequentie leiden, hetgeen nu al een probleem is in bepaalde gebieden. Wanneer overbevraging (overinterrogation) van antwoorders op- treedt verlagen zij automatisch hun gevoeligheid. Dit laatste echter kan leiden tot onderdrukking van gewenste verbindingen.
Dienovereenkomstig wordt er volgens de uitvinding bij de in de aanhef genoemde inrichting in voorzien, dat het gebied van de luchthaven wordt verdeeld in een groot aantal deelgebieden, die elk tenminste een zender en tenminste twee ontvangers bevatten, welke zenders zijn ingericht vraagsignalen uit te zenden om zich in hun deelgebied bevindende antwoorders te laten reageren, zendbesturingsmiddelen om de zender of zenders van de verschillende deelgebieden op hun beurt vraagsignalen te laten uitzenden, ontvangstbesturingsmiddelen om de ontvangers van dat deelgebied te laten ontvangen en een centrale verwerkingsinrichting om uit tijd en plaats van uitzending van de vraagsignalen en tijd en plaats van de ontvangst van de antwoordsignalen de locatie van de antwoorder af te leiden.
Hierbij hebben de zenders een zo gering vermogen, dat zij slechts op betrekkelijk korte afstand een antwoorder kunnen activeren. Hierdoor wordt de kans op garbling sterk verminderd en heeft men verder het voordeel, dat ethervervuiling door vraagsignalen wordt tegengegaan, omdat de vraagsignalen na elkaar worden uitgezonden en van geringe sterkte kunnen zijn.
Belangrijk is verder dat vliegtuigen zich in het algmeen niet op een willekeurige plaats van een luchthaven kunnen bevinden, \ "maar op de landings- en startbanen en de rolbanen naar de opstelplaatsen van vliegtuigen. Daardoor is de plaats van de -«vliegtuigen in de richting dwars op een dergelijke baan bekend.
Dit kan worden gebruikt voor het ijken van de transponder van het vliegtuig, hetgeen de nauwkeurigheid van de uitvinding in aanmerkelijke mate verhoogt. Tevens kan men bij toepassing van de uitvinding de zenders afschermen of niet laten uitzenden in richtingen, waar uitgezonden energie tot reflecties kan leiden.
Wanneer volgens een nadere uitwerking van de uitvinding een ontvanger zich op de plaats van de gebruikte zender bevindt is de afstand tussen de zender en de antwoorder ondubbelzinnig bepaald. Daarmede is dan ook het tijdstip waarop de antwoorder werkte bepaald en bijgevolg de afstand tot verdere ontvangers.
Hoewel het mogelijk is vanuit de centrale zendbesturing tevens de ontvangers open te stellen/ is het veelal eenvoudiger dat een zender verbonden is met één of meer nabij gelegen ontvangers om die open te stellen.
Op een luchthaven of dergelijke zal het in het algemeen niet gewenst zijn, dat de verbinding tussen de centrale computer en de zenders en/of ontvangers draadloos is. In dat geval verdient het de voorkeur dat de verbindingen door elektrische of lichtgeleiders worden gevormd.
Om het aantal geleidende of licht geleidende verbindingen tussen het centrale besturingsstelsel en de verschillende zenders en/of ontvangers te beperken kan er in worden voorzien, dat een van de computers uitgaande geleider meer dan één zender en/of ontvanger met een computer verbindt en dat deze zenders en/of ontvangers een codeherkenningsinrichting bevatten om de verbinding met de geleiders tot stand te brengen bij ontvangst van een aansluitcode.
In het algemeen zijn de antwoorders ingesteld te reageren op een kenmerkend tijdsinterval tussen twee vraagsignaaldelen. Hiervan kan gebruik gemaakt worden door het eerste signaal-deel uit te zenden met een eerste zender en het tweede met een tweede zender. Daardoor verkrijgt men een gebied tussen twee hyperbooltakken, waarin een antwoorder reageert.
Hiermede is veelal een betere afbakening van een deelgebied te verkrijgen.
Een verdere verfijning hiervan bestaat daarin, dat het tijdsinterval tussen de uitzending van het eerste signaaldeel door de eerste zender en die van het andere signaaldeel door de tweede zender verschilt van het kenmerkende tijdsinterval. Daardoor is het mogelijk de hyperbooltakken te verschuiven, hetgeen een verschuiving van het gebied, waarin de antwoorders reageren veroorzaakt, waardoor veelal een betere aanpassing van de gebieden waarin de antwoorders gevoelig zijn aan de omstandigheden mogelijk is.
De uitvinding behoeft niet beperkt te worden tot één type van antwoorder. Zo is het mogelijk op een luchthaven niet alleen de vliegtuigen, maar ook de verzorgingsauto's van een antwoorder te voorzien. Bij een tijdsafstand tussen de vraagsignaaldelen van 8^us kan dan bijvoorbeeld een vraag-signaal van 12^us worden gebruikt.
Bij gebruik van meer dan twee ontvangers voor één zender verkrijgt men een zekere redundantie, die als corrigeer-middel gebruikt kan worden.
Bij toepassing van de uitvinding is het mogelijk de zenders en ontvangers dicht bij de grond aan te brengen, bijvoorbeeld aan de rand van start- of landingsbanen en/of aan de rand van rolbanen. Dit heeft het voordeel, dat de vliegtuigen van beneden worden aangestraald, hetgeen de kans op schaduwwerking van het vliegtuig zelf, bijvoorbeeld de romp of de motoren, aanmerkelijk verkleind. Afscherming door het landingsgestel kan worden voorkomen door er in te voorzien, dat een hoofdlob van het uitgezonden vraagsignaal in de richting van de baan ligt. Bij toepassing van de uitvinding kan er namelijk gemakkelijk voor worden gezorgd, dat het gebied, waar de antwoorder wordt geactiveerd op een afstand van meer dan 100 m van de zender ligt, hetgeen schaduwwerking van het landingsgestel praktisch uitsluit.
NÓg’^een verder voordeel kan worden bereikt door er in te voorzien, dat de zenders een zendantenne met vertikale polarisatie hebben op een hoogte boven de grond van een ^ - oneven aantal malen een kwart van de golflengte van het uitgezonden signaal, bij voorkeur op driekwart van die golflengte. Hierbij heeft men het voordeel, dat de interferentie tussen de grondgolf en de directe golf een lob in het zend-patroon geeft, die zorgt voor een goede aanstraling van zich betrekkelijk laag boven de baan bevindende antwoorders, maar dat inrichtingen steil naar boven praktisch geen energie wordt uitgestraald, hetgeen de hinder die de vraagsignalen zouden kunnen veroorzaken in aanmerkelijke mate beperkt.
De uitvinding wordt in het volgende nader toegelicht aan de waarin: fig. 1 een bovenaanzicht toont van een geval, waarin er één als zender/ontvanger en twee als ontvanger gebruikte radarinstallaties zijn toegepast; fig. 2 het tijdschema toont van de daarbij optredende pulsen; fig. 3 een schema toont met twee zenders, waarvan de ene de eerste en de tweede de tweede puls van een vraagsignaal uitzenden, waarbij het door deze zenders beslagen gebied is aangegeven; fig. 4 hetzelfde toont als fig. 3, maar met verspringende zenders, zodat een gesloten gebied beslagen wordt; fig. 5 de bij fig. 4 behorende tijdgrafieken geeft; en fig. 6 een bovenaanzicht geeft van gebruik van twee zenders elk voor één puls van het vraagsignaal, waarbij het tijdstip van het uitzenden verschoven is om een wijziging van het werkzame gebied te verkrijgen.
In fig. 1 zijn met 1,2 en 3 een drietal radarinstallaties aangeduid en met 4 de transponder in een schematisch aangegeven vliegtuig op een start- of rolbaan 5.
In fig. 2 zijn de daarbij optredende pulsen weergegeven.
De pulsen P^ en P^ worden uitgezonden door de installatie 2 en hebben een bepaalde tussenruimte van 8^u sec. zoals voor transponders gebruikelijk is. In de lijn t van de transponder is aangegeven, wanneer deze pulsen, daar aangeduid als P-^1 en P^' de transponder bereiken, die dan na een vaste tijd van 3yU sec. zijn antwoord uitzendt, dit bestaat uit een eerste puls , dan de pulsen C^, A^, C^, A^, C^, A^, die al dan niet aanwezig kunnen zijn, een pulsplaats X waar nimmer een puls aanwezig is en de pulsen B^,D^,B2,D2,B^,D^, die weer wel of niet aanwezig kunnen zijn.
De nu als ontvanger gebruikte installatie 2, aangeduid met de lijn ontvangt deze transponderpulsreeks op het tijdstip t^, terwijl de ontvangers 1 aangeduid met de lijn 0^ en 3 aangeduid met de lijn 0^ hem ontvangen op de tijdstippen tg en tη.
Men heeft nu de volgende betrekkingen: tj - t^ = 8^u sec.
tj - t£ = s2^c' wanneer c de lichtsnelheid is, t^ - t^ = At (vaste wachttijd van de transponder) tg - t^ = S2/C. Optelling van de laatste drie vergelijkingen geeft: t,- - t£ - At = 2s^/c t4 = t5 - s2/o
S1 = c (t6 ' V
s3 = C (t7~ t4).
Er is een vergelijking meer dan er onbekenden zijn, waardoor een redundantie optreedt, die als controle gebruikt kan worden, dan wel een eventueel ontbrekend signaal kan vervangen.
Fig. 3 toont het geval dat vanuit de radartoestellen 1 en 2 door het eerste de eerste vraagpuls en door het tweede de tweede vraagpuls wordt uitgezonden, waarbij de tijd tussen de uitzendtijdstippen van de pulsen en de tussentijd van deze pulsen in de transponder aan elkaar gelijk zijn.
Bij een tolerantie in de tijd van de transponder, die gelijk is aan b/c, waarin c de lichtsnelheid is, heeft men twee begrenzi-ngshyperbooltakken, waar tussen de transponder kan reageren.'* Voor het overige is het gebied begrensd door cirkels om de punten 1 en 2, die in de praktijk gevormd worden door het zendvermogen van de zenders, dat zo zwak is dat voorbij deze cirkels een transponder niet meer behoort aan te spreken.
Uiteraard worden de patronen van de radarinstallaties zodanig aangebracht, dat er nagenoeg geen kans bestaat dat andere transponders binnen dat bereik kunnen reageren, waarbij de radartoestellen bij voorkeur langs een landings-start- of rolbaan zijn opgesteld. Daarbij kan de afstand tussen twee zenders als voorbeeld 450 m bedragen en die van het gebied waarin een transponder aanspreekt 150 m. Men heeft dan bij voorkeur tussen de twee gebruikte zenders nog twee stations, die als ontvanger dienst kunnen doen. Ten einde de plaats van het vliegtuig ten opzichte van de hartlijn van de baan goed te kunnen bepalen heeft men bij voorkeur nog een derde station, dat op afstand van de baan, bijvoorbeeld langs een daaraan evenwijdige baan ligt. Dat derde station kan dan ook gebruikt worden bij metingen langs deze laatste baan. Uiteraard is de opgegeven maat van 450 m en 150 m zuiver arbitrair. Ook de aanwezigheid van een tweetal stations tussen de stations die als zender worden gebruikt is willekeurig.
Zo toont fig. 4 een geval, met een aantal radartoestellen 1,2,3,4,5 en 6, waarbij eerst 1 en 3 gebruikt worden als zender, vervolgens 2 en 4 enzovoorts, waarbij een gesloten aftastgebied verkregen wordt, omdat de afzonderlijk bestreken gebieden elkaar overlappen.
Fig. 5 toont het verloop van de pulsen, waarin Z^ en Z^ de radartoestellen 1 en 3 zijn bij gebruik als zender, t weer de pulsen in de transponder aangeeft en 0^, C>2 respectievelijk 0, de als ontvangers gebruikte radartoestellen 1,2 resp.3-en J hun afstand tot de transponder . . .
s^,S2 en s^/voorstellen. Men heeft nu de vergelijkingen: fc3 " t2 = s3^c t4 ' fc3 = t fc5 " t4 = Sl/c fc6 ‘ fc4 = S2/c fc7 ” t4 = S3/C-
Men heeft hier de onbekenden t^, t^, s^, S2 en s^ en vijf vergelijkingen om die er uit op te lossen.
Tenslotte is in fig. 6 een mogelijkheid aangegeven om de door twee zenders die elk één van de vraagpulsen uitzenden, bestreken gebieden te verschuiven en wel door één van de zenders zijn puls eerder dan wel later te laten uitzenden, dan overeenstemt met de tijdsruimte tussen de eerste en tweede vraagpuls waarop de transponder reageert. In deze figuur is met d de afstand aangeduid, die een electro-magnetische golf aflegt in de tijd, waarin het radartoestel 1 te vroeg uitzendt. Bij een tolerantietijd die vermenigvuldigd met de lichtsnelheid de lengte b heeft, heeft men weer zonder verschuiving de hyperbooltakken h^ en hj. Door het vervroegd uitzenden van de puls van zender 1 verkrijgt men nu de hyperbooltakken h2 en h^·
De afstand p' van het snijpunt met de as 1,2 van de tak h^ tot de zender 1 is gelijk aan de afstand van zender 2 tot het snijpunt P£ van de tak met de as 1,2. Het verschil tussen de lengten van de brandpuntstralen wordt bepaald door de tolerantie van de antwoorders en bedraagt in dit voorbeeld b.
De afstand tussen de zenders 1 en 2 is bijgevolg gelijk aan 2 p' + b. Laat men nu zender 1 een korte tijd eerder uitzenden dan zender 2, bijvoorbeeld zodanig, dat elektromagnetische golven in die tijd de afstand d afleggen, dan ontstaat een hyperbool met takken h^ en h^.
Op een tijdstip, waarop de golf vanuit zender 2 een afstand p" heeft afgelegd bedraagt voor de linker tak de brandpuntsafstand vanuit 1 de lengte p" + d en vanuit zender 2 is dit p" + b. op de as 1,2 ligt het snijpunt van de tak h^ met de as 1,2 op een afstand van p" + d van zender 1 en op een afstand p" + b van zender 2.
De afstand tussen de zenders 1 en 2 is bijgevolg 2 p" + b + d.
Derhalve geldt 2 p'1 + b = 2 p" + b + d, waaruit volgt: d = 2(p’ - p") of p’ - p" = d/2.
Bijgevolg is de afstand tussen de takken h^ en h^ gelijk aan d - d/2 = d/2.
Het is derhalve mogelijk het gebied, waarin een antwoorder reageert te verschuiven over een afstand x door de vraag-impuls van de desbetreffende zender 2x/c eerder of later te laten uitzenden ten opzichte van de uitzending van de andere zender.
Voor een grote luchthaven, zoals Schiphol, kan men ongeveer tweehonderd radarposten worden volstaan. Deze kunnen zo laag worden uitgevoerd, dat zij praktisch direct naar de banen kunnen staan waarover de vliegtuigen rollen zonder dat zij gevaar opleveren voor de vliegtuigen. In een dergelijk geval heeft men, uitgaande van bijvoorbeeld tweehonderdvijftig radartoestellen en het geval dat zowel vliegtuigen als voertuigen gepeild moeten worden bij een totale aftasting per seconde een tijd van 2 ms per peiling. Dit nu blijkt ruim voldoende om met voldoende tussenruimten een achttal metingen per peiling te kunnen uitvoeren.
Het is dus voor een betrekkelijk grote luchthaven mogelijk en gewenst, dat het "grote aantal deelgebieden" in de orde van 100 a 250 ligt. Voor kleinere luchthavens kan dit aantal kleiner zijn, maar normaal heeft men toepassing van de uitvinding tenminste 10 of 20 deelgebieden en bij voorkeur aanmerkelijk meer.
Aangezien een enkele meting slechts enige tientallen, bijvoorbeeld 50yUS vergt en de gangbare transponders 120^,us na een antwoord weer open staan voor een volgende ondervraging, is er ruim tijd een meting met dezelfde zender(s) en ontvanger(s) een aantal, bijvoorbeeld achtmaal, te herhalen met voldoende tijd tussen de metingen om verwarring te voorkomen.
Het is nu mogelijk het antwoordsignaal van elke meting in een register Op te slaan door van het transpondersignaal steekproeven te nemen, bijvoorbeeld elk 50 ns. Het uitlezen van deze registers vergt weinig tijd. Het is op deze wijze mogelijk door vergelijking van de antwoordsignalen antwoorden op ondervragingen door andere SSR-installaties dan het eigen systeem , en signalen van andere installaties die op dezelfde frequentie voorkomen, te elimineren. Bovendien kan op deze wijze voorkomen worden, dat hinder wordt ondervonden van het incidenteel niet antwoorden van een transponder op een ondervraging.
Wanneer men twee typen van voertuigen heeft, bijvoorbeeld vliegtuigen en auto's, is het mogelijk het ene type te ondervragen in een eerste modus, bijvoorbeeld mode A met een tussentijd tussen de vraagpulsen van 8yUS, terwijl het andere type voertuig in een andere modus, bijvoorbeeld mode B met een tussentijd tussen de vraagpulsen van 12^,us wordt ondervraagd. Ook is het uiteraard mogelijk eigen draagfrequenties voor vraag en antwoord van de verschillende transponders te gebruiken.
Bij opstelling van de stations op de rand of direct aangrenzend aan de rand van een start-, landings- of rolbaan heeft men het voordeel van een sterke grondreflectie, waardoor uitdoving in vertikale richting tot stand wordt gebracht, maar binnen de bereiken die bij de uitvinding gebruikt worden geen hinderlijke interferentie tussen directe en gereflecteerde straal optreedt. Daarbij kunnen de antenne*s zeer laag boven de grond staan, bijvoorbeeld op 3/4 A .wanneer A de golflengte is. Deze hoogte is nagenoeg dezelfde als ook voor lichtjes dicht bij de randen van de baan binnen de baan worden gebruikt en om beschadiging door de sterke luchtstromen, die van straalmotoren afkomstig kunnen zijn tegen te gaan, is het mogelijk de antenne's in stevige kunststof kastjes op te nemen.
Omdat bij de uitvinding de transponders betrekkelijk dicht bij de ontvangers staan, kunnen deze laatste op een geringe gevoeligheid zijn afgesteld, waardoor de kans op storing door andere signalen, bijvoorbeeld uitgezonden door niet door de inrichting volgens de uitvinding aangestraalde transponders, gering wordt.

Claims (16)

1. Inrichting voor het op een luchthaven identificeren en lokaliseren van in de luchtvaart gebruikelijke automatische antwoorders, zogenaamde SSR-transponders, welke inrichting één of meer zenders heeft voor het uitzenden van een vraag-signaal en één of meer ontvangers voor het ontvangen van het antwoordsignaal van een antwoorder, met het kenmerk , dat het gebied van de luchthaven wordt verdeeld in een groot aantal deelgebieden, die elk tenminste een zender en tenminste twee ontvangers bevatten, welke zenders zijn ingericht vraagsignalen uit te zenden om zich in hun deelgebied bevindende antwoorders te laten reageren, zendbesturingsmiddelen om de zender of zenders van de verschillende deelgebieden op hun beurt vraagsignalen te laten uitzenden, ontvangstbesturingsmiddelen om de ontvangers van dat deelgebied te laten ontvangen en een centrale verwerkingsinrichting om uit tijd en plaats van uitzending van de vraagsignalen en tijd en plaats van de ontvangst van de antwoordsignalen de locatie van de antwoorder af te leiden.
2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat althans een deel van de ontvangers zich elk op dezelfde plaats bevinden als althans een deel van de zenders.
3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk , dat de ontvangers van ontvangstblokkeer-inrichtingen zijn voorzien en dat de zendbesturingsmiddelen samenwerken met de ontvangstbesturingsmiddelen om bij het laten uitzenden van vraagsignalen door een zender de ontvangst-blokkeerinrichtingen van tot het deelgebied van de zender behorende ontvangers te deblokkeren.
4. Inrichting volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de zendbesturingsmiddelen en de ontvangstbesturingsmiddelen één of meer centrale computer(s) en verbindingen tussen deze computer(s) en de zenders en ontvangers bevatten.
5. Inrichting volgens conclusie 4,met het ken- merk, dat de verbindingen door elketrische of licht-geleiders worden gevormd.
6. Inrichting volgens conclusie 5,met het kenmerk, dat een van de computers uitgaande geleider meer dan één zender en/of ontvanger met een computer verbindt en dat deze zenders en/of ontvangers een codeherkennings-inrichting bevatten om de verbinding met de geleider tot stand te brengen bij ontvangst van een aansluitcode.
7. Inrichting volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, waarbij de antwoorders zijn ingesteld te reageren op een kenmerkend tijdsinterval tussen twee vraagsignaaldelen, met het kenmerk, dat het twee aan dit tijdsinterval aangepaste signalen heeft, waarvan zij eerste wordt uitgezonden door een eerste zender en het tweede door een tweede zender.
8. Inrichting volgens conclusie 7,met het kenmerk, dat het tijdsinterval tussen de uitzending van het eerste signaaldeel door de eerste zender en die van het andere signaaldeel door de tweede zender verschilt van het kenmerkende tijdsinterval.
9. Inrichting volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de zend-besturingsmiddelen zijn ingericht een enkele zender te activeren en dat de zenders zijn ingericht ontvangers en eventueel verdere zenders in hun deelgebied te activeren.
10. Inrichting volgens één of meer van de voorafgaande conclusies voor een luchthaven met tenminste twee typen te identificeren en lokaliseren antwoorders, met het kenmerk , dat middelen aanwezig zijn om voor elk type een eigen vraagsignaal te laten uitzenden.
11. Inrichting volgens conclusie 10,met het kenmerk, dat de verschillende vraagsignalen verschillende kenmerkende tijdsintervallen tussen twee signaaldelen hebben.
12. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 1-11, met het kenmerk, dat een in werking gestelde zender de met hem samenwerkende ontvangers aktiveert en dat in de ontvangers tijdsbepalingsmiddelen aanwezig zijn om het tijdstip van ontvangst van het antwoordsignaal vast te leggen ten opzichte van het tijdstip van aktivering door de in werking gestelde zender.
13. Inrichting volgens conclusie 12,met het kenmerk, dat de tijdsbepalingsmiddelen een register bevatten, dat met van tevoren bepaalde tijdstussenruimten steekproefwaarde van het antwoordsignaal opneemt.
14. Inrichting volgens één of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de zenders en ontvangers aan de rand van start- of landingsbanen en/of aan de rand van rolbanen zijn aangebracht.
15. Inrichting volgens conclusie 14,met het kenmerk, dat de zenders een zendantenne met vertikale polarisatie hebben op een hoogte boven de grond van een oneven aantal malen een kwart van de golflengte van het uitgezonden signaal, bij voorkeur op 3/4 van die golflengte.
16. Inrichting volgens conclusie 15,met het kenmerk, dat een hoofdlob van het uitgezonden signaal in de richting van de baan ligt.
NL9001599A 1990-07-13 1990-07-13 Inrichting voor het lokaliseren en identificeren van antwoorders. NL9001599A (nl)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9001599A NL9001599A (nl) 1990-07-13 1990-07-13 Inrichting voor het lokaliseren en identificeren van antwoorders.
EP91201655A EP0466239B1 (en) 1990-07-13 1991-06-28 Device for identifying and localizing transponders
DE69121811T DE69121811T2 (de) 1990-07-13 1991-06-28 Vorrichtung zur Lokalisierung und Identifizierung von Transpondern
ES91201655T ES2091860T3 (es) 1990-07-13 1991-06-28 Dispositivo para la identificacion y localizacion de repetidores.
CA002046401A CA2046401A1 (en) 1990-07-13 1991-07-05 Device for identifying a localizing transponders
US07/726,192 US5179384A (en) 1990-07-13 1991-07-05 Device for identifying and localizing transponders
AU80228/91A AU645326B2 (en) 1990-07-13 1991-07-08 Device for identifying and localizing transponders

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9001599 1990-07-13
NL9001599A NL9001599A (nl) 1990-07-13 1990-07-13 Inrichting voor het lokaliseren en identificeren van antwoorders.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9001599A true NL9001599A (nl) 1992-02-03

Family

ID=19857412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9001599A NL9001599A (nl) 1990-07-13 1990-07-13 Inrichting voor het lokaliseren en identificeren van antwoorders.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5179384A (nl)
EP (1) EP0466239B1 (nl)
AU (1) AU645326B2 (nl)
CA (1) CA2046401A1 (nl)
DE (1) DE69121811T2 (nl)
ES (1) ES2091860T3 (nl)
NL (1) NL9001599A (nl)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5448243A (en) * 1991-12-30 1995-09-05 Deutsche Forschungsanstalt Fur Luft- Und Raumfahrt E.V. System for locating a plurality of objects and obstructions and for detecting and determining the rolling status of moving objects, such as aircraft, ground vehicles, and the like
WO1993023768A1 (de) * 1992-05-18 1993-11-25 Deutsche Aerospace Ag Verfahren zur überwachung eines gebietes
US5262784A (en) * 1992-06-15 1993-11-16 Cardion, Inc. System for monitoring aircraft position
US5334982A (en) * 1993-05-27 1994-08-02 Norden Systems, Inc. Airport surface vehicle identification
US5400031A (en) * 1994-03-07 1995-03-21 Norden Systems, Inc. Airport surface vehicle identification system and method
US5623268A (en) * 1994-10-06 1997-04-22 British Technology Group Ltd. Device for protecting SSR transponders against unintended triggering on an airport with very limited muting activity in vertical direction
US5629691A (en) * 1995-05-26 1997-05-13 Hughes Electronics Airport surface monitoring and runway incursion warning system
CH691934A5 (de) * 1997-01-13 2001-11-30 Ruag Electronics Positionsbestimmungsvorrichtung.
DE19720828B4 (de) * 1997-05-17 2006-05-04 Form, Peter, Prof.Dr.-Ing. System mit feststehenden Antennen zur Führung und Kontrolle von Flugzeugen auf Flughafenoberflächen und in der Kontrollzone auf der Basis von Mode S.
JP2991710B1 (ja) * 1998-10-30 1999-12-20 運輸省船舶技術研究所長 Ssr装置及び航空機二次監視網
US7782256B2 (en) 1999-03-05 2010-08-24 Era Systems Corporation Enhanced passive coherent location techniques to track and identify UAVs, UCAVs, MAVs, and other objects
US8203486B1 (en) 1999-03-05 2012-06-19 Omnipol A.S. Transmitter independent techniques to extend the performance of passive coherent location
US7739167B2 (en) 1999-03-05 2010-06-15 Era Systems Corporation Automated management of airport revenues
US7667647B2 (en) 1999-03-05 2010-02-23 Era Systems Corporation Extension of aircraft tracking and positive identification from movement areas into non-movement areas
US7777675B2 (en) 1999-03-05 2010-08-17 Era Systems Corporation Deployable passive broadband aircraft tracking
US20100079342A1 (en) * 1999-03-05 2010-04-01 Smith Alexander E Multilateration enhancements for noise and operations management
US7889133B2 (en) 1999-03-05 2011-02-15 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Multilateration enhancements for noise and operations management
US8446321B2 (en) 1999-03-05 2013-05-21 Omnipol A.S. Deployable intelligence and tracking system for homeland security and search and rescue
US7612716B2 (en) 1999-03-05 2009-11-03 Era Systems Corporation Correlation of flight track data with other data sources
US7570214B2 (en) 1999-03-05 2009-08-04 Era Systems, Inc. Method and apparatus for ADS-B validation, active and passive multilateration, and elliptical surviellance
US7908077B2 (en) * 2003-06-10 2011-03-15 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Land use compatibility planning software
US6469654B1 (en) 2000-05-09 2002-10-22 Advanced Navigation & Positioning Corp. Transponder landing system
US6486825B1 (en) 2001-05-02 2002-11-26 Omaha Airport Authority Runway incursion detection and warning system
US6768445B1 (en) 2002-12-18 2004-07-27 Garmin International, Inc. Device and method for SPR detection in a mode-s transponder
US6788245B1 (en) 2002-12-18 2004-09-07 Garmin International, Inc. Device and method for SPR detection in a mode-S transponder
US6690318B1 (en) * 2002-12-27 2004-02-10 General Atomics Cellular radar
US7495600B2 (en) * 2003-12-29 2009-02-24 Itt Manufacturing Enterprise, Inc. Airfield surface target detection and tracking using distributed multilateration sensors and W-band radar sensors
US7868812B2 (en) * 2005-08-12 2011-01-11 Patriot Technologies, Llp Surveillance and warning system
US7965227B2 (en) 2006-05-08 2011-06-21 Era Systems, Inc. Aircraft tracking using low cost tagging as a discriminator
GB0807586D0 (en) 2008-04-26 2008-06-04 Roke Manor Research A multilateration system and method
FR2953297B1 (fr) * 2009-12-01 2012-01-06 Thales Sa Reseau de bases radars uhf pour la protection de zones sensibles contre les intrusions
CN112927563B (zh) * 2021-01-28 2022-07-12 重庆江北国际机场有限公司 融汇机场场面多类型活动的管理方法、装置及系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3665464A (en) * 1969-05-01 1972-05-23 Goodyear Aerospace Corp Method and apparatus for high speed vehicle position acquisition
US3971025A (en) * 1973-01-02 1976-07-20 International Telephone And Telegraph Corporation Airport ground surveiliance system with aircraft taxi control feature
US4179695A (en) * 1978-10-02 1979-12-18 International Telephone And Telegraph Corporation System for identification of aircraft on airport surface pathways
DE2911313C3 (de) * 1979-03-22 1981-11-05 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Flughafen-Überwachungssystem
GB2073530B (en) * 1980-03-26 1984-07-25 Int Standard Electric Corp Secondary radar
CA2009344C (en) * 1989-02-10 1994-12-06 Carl E. Schwab System for accurately monitoring aircraft position during training exercises

Also Published As

Publication number Publication date
AU645326B2 (en) 1994-01-13
DE69121811T2 (de) 1997-01-16
US5179384A (en) 1993-01-12
DE69121811D1 (de) 1996-10-10
ES2091860T3 (es) 1996-11-16
EP0466239A1 (en) 1992-01-15
CA2046401A1 (en) 1992-01-14
AU8022891A (en) 1993-02-11
EP0466239B1 (en) 1996-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL9001599A (nl) Inrichting voor het lokaliseren en identificeren van antwoorders.
US8279109B1 (en) Aircraft bird strike avoidance method and apparatus using transponder
CA1139410A (en) Airport-surveillance system
US4179695A (en) System for identification of aircraft on airport surface pathways
US4418349A (en) Airport surveillance system
US6956523B2 (en) Method and apparatus for remotely deriving the velocity vector of an in-flight ballistic projectile
US5877721A (en) Apparatus and method for mitigating multipath
US7046186B2 (en) Friend/foe identification system for a battlefield
US5400031A (en) Airport surface vehicle identification system and method
US4197536A (en) Airport surface identification and control system
US4429312A (en) Independent landing monitoring system
US20110187580A1 (en) Device for detecting a vehicle on an airport runway
US5321489A (en) Method for the avoidance of collisions between aircraft and onboard optical set designed for its implementation
US3626411A (en) Proximity indicator systems using transponders
GB2430098A (en) Anti-personnel airborne radar application for human tracking
EP3671256A1 (en) System for obstacle detection
KR101925490B1 (ko) 위성 항법 시스템 기반의 바이스태틱 합성 개구 레이더 탐지 방법
US4306239A (en) Microwave landing systems
AU2019293166B2 (en) Over The Horizon Radar (OTH) system and method
KR101920379B1 (ko) 위성 항법 시스템 기반의 바이스태틱 합성 개구 레이더 시스템
US5239310A (en) Passive self-determined position fixing system
US4656477A (en) Perfectioning in reply type radar systems, in particular the SSR type
Martelli et al. Security enhancement in small private airports through active and passive radar sensors
US4109248A (en) Radar systems
GB2073530A (en) Secondary radar

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed