NO750769L

NO750769L -

Info

Publication number: NO750769L
Application number: NO750769A
Authority: NO
Inventors: Albert A Elwood
Original assignee: Albert A Elwood
Priority date: 1974-03-08
Filing date: 1975-03-07
Publication date: 1975-09-09
Also published as: GB1506904A; JPS50127592A; CH607853A5; CA1050139A; AU7892675A; FR2263525B1; ZA751431B; DE2510120A1; FR2263525A1

Description

Fremgangsmåte og anlegg for posisjonsbestemmelse.Procedure and facility for position determination.

Foreliggende oppfinnelse angår posisjonsbestemmelse i sin alminnelighet og nærmere bestemt en fremgangsmåte og et'anlegg for nøyaktig bestemmelse av en forut bestemt posisjon. The present invention relates to position determination in general and more specifically to a method and a system for the accurate determination of a predetermined position.

Skjønt både fremgangsmåten og anlegget kan anvendes i største alminnelighet, er de spesielt egnet for pellagisk -oljeletning, hvor det er viktig at bestemte steder posisjonsbestemmes raskt og- Although both the method and the plant can be used in most general terms, they are particularly suitable for pelagic oil exploration, where it is important that the position of certain places is determined quickly and-

nøyaktig. Ved anvendelse for pellagisk "oljeletning vil det fortrinnsvis anvendes .to senderstasjoner på land, mens en mottagerstasjon-anbringes på et sjøgående fartøy som kan bevege seg til et nøyaktig bestemt sted som søkes. exact. When used for pelagic oil exploration, two transmitter stations will preferably be used on land, while a receiver station will be placed on a seagoing vessel that can move to a precisely determined location that is being searched.

Mange fase- eller tidssammenligningssysterner har blitt utviklet for posisjonsbestemmelse og er i bruk for nærværende. Det finnes, Many phase or time comparison systems have been developed for position determination and are currently in use. There's,

således systemer på grunnlag av radarprinsippet,.og hvori det utnyttes et ekko eller tilbakevendende signal for posisjonsbestemmelsen, Det foreligger videre systemer Ipåy grunnlag av transpondere for mottagelse og videreutsendelse av signaler, samt også systemer som anvender det kjenté^Tior an-prinsippet, som innebærer at tids-differansen ved mottagelse av to utsendte pulser definerer en hyperbolsk posisjonslinje. thus systems based on the radar principle, and in which an echo or returning signal is used for position determination. There are further systems based on transponders for receiving and forwarding signals, as well as systems that use the well-known tracking principle, which involves that the time difference when receiving two transmitted pulses defines a hyperbolic position line.

En fremgangsmåte og et anlegg for posisjonsbestemmelse er angitt iA method and a facility for position determination is indicated in

US patentskrift, nr. 3.613.095. Et antall frekvensstandarder (atomklokker) synkroniseres eller fasesammenlignes her i samme posisjon. To av frekvensstandårdene er plassert i hver sin radio-senders tas j on anbragt på en kjent basislinje, mens en tredje frekvensstandard er anbragt i en mottagerstasjon. Senderstasjonene sender ut hvert sitt intermitterende pul sampl i tyde-modul erte radiofrekvenssignal med forskjellig bærefrekvens. Radiosignalenes fase, frekvensen for radiosignalene og de bestemte tidspunkter hvorved modulasjonen finner sted bestemmes under styring av de respektive frekvensstandarder i senderstasjonene. US Patent No. 3,613,095. A number of frequency standards (atomic clocks) are synchronized or phase compared here in the same position. Two of the frequency standards are placed in each radio transmitter's station on a known baseline, while a third frequency standard is placed in a receiver station. The transmitting stations each send out an intermittent pulse sample in tyde-module radio frequency signal with a different carrier frequency. The phase of the radio signals, the frequency of the radio signals and the specific times at which the modulation takes place are determined under the control of the respective frequency standards in the transmitter stations.

Frekvensstandarden (atomklokke) i mottagerstasjonen, som har ukjent posisjon, anvendes for å oppnå styring av fase og frekvenser for henhv. første og annet lokalt frembragt radiofrekvenssignal samt- et lokalt frembragt tidssignal av pulstype. Frekvensene for de to lokalt frembragte radiofrekvenssignaler tilsvarer hver sin av de frekvenser som mottas fra senderstasjonene. Mottagerstasjonen er utstyrt med midler for demodulering av de signaler som mottas fra de to senderstasjoner for derved å utlede nevnte intermitterende pulser. Tids-sammenlignere anvendes for å sammenligne tidsposisjonene for de lokalt frembragte tidspulser med de pulser som utledes fra de mottatte radiofrekvenssignaler som grovangivelse av de respektive avstander som skiller mottagerstasjonen fra de to senderstasjoner (feltangivelser). Fasene av de mottatte radiofrekvenssignaler sammenlignes med fasene for hvert sitt lokalt frembragte radiosignal av tilsvarende frekvens, som finangivelse av mottagerstasjonens avstand fra de to senderstasjoner (posisjonen innenfor det angitte felt). The frequency standard (atomic clock) in the receiver station, which has an unknown position, is used to achieve control of phase and frequencies for the respective first and second locally generated radio frequency signal as well as a locally generated time signal of pulse type. The frequencies for the two locally generated radio frequency signals each correspond to the frequencies received from the transmitter stations. The receiving station is equipped with means for demodulating the signals received from the two transmitting stations in order to thereby derive said intermittent pulses. Time comparators are used to compare the time positions of the locally generated time pulses with the pulses derived from the received radio frequency signals as a rough indication of the respective distances that separate the receiving station from the two transmitting stations (field indications). The phases of the received radio frequency signals are compared with the phases of each locally generated radio signal of the corresponding frequency, as a financial indication of the receiver station's distance from the two transmitter stations (the position within the indicated field).

En regnemaskin anvendes for å beregne mottagerstasjonens virkelige avstand fra hver av de to senderstasjoner, og stasjonens posisjon vil således være angitt i to dimensjoner. A calculator is used to calculate the receiver station's real distance from each of the two transmitter stations, and the station's position will thus be indicated in two dimensions.

Den fremgangsmåte og anordning som er angitt i US patentskrift nr. 3.613.095 har et antall ulemper. For det første kreves det en stor transmisjonsbåndbredde på grunn av det forhold at bærefrekvensene intermitterende ampiitydemoduleres med pulser som må ha steil front-og/eller bakflanke. For det annet er behovet for intermitterende modulering ve"d nøyaktige tidspunkter meget vanskelig å tilfredsstille og krever temmelig dyrt utstyr. The method and device specified in US Patent No. 3,613,095 have a number of disadvantages. Firstly, a large transmission bandwidth is required due to the fact that the carrier frequencies are intermittently amplitude modulated with pulses which must have a steep leading and/or trailing edge. Secondly, the need for intermittent modulation at precise times is very difficult to satisfy and requires rather expensive equipment.

På grunn av den høye stabilitet for atomklokker, som har en nøyaktighet av størrelsesorden 1 del på 10 12 eller 10 13 , er det ikke påokrevet med noen kontinuerlig synkronisering mellom stasjonene etter at det innledningsvis er oppnådd synkronisering mellom de tre anvendte atomklokker eller fase/tids-forholdet mellom klokkene er fastlagt. Due to the high stability of atomic clocks, which have an accuracy of the order of 1 part of 10 12 or 10 13 , no continuous synchronization between the stations is required after initial synchronization between the three used atomic clocks or phase/time has been achieved -the relationship between the clocks is determined.

En atomklokkes frekvens er bestemt av atomiske eller molekylære vibrasjoner og forblir derved konstant. Dens nøyaktighet vil være fra 100 til 1000 ganger større enn for en kvartsklokke, hvis vibrasjonsfrekvens vil forandre seg noe med tiden. På grunn av den meget konstante frekvens for en atomklokke er det nå utviklet et nytt og tidligere ukjent system for posisjonsbestemmelse. An atomic clock's frequency is determined by atomic or molecular vibrations and thereby remains constant. Its accuracy will be from 100 to 1000 times greater than that of a quartz clock, whose frequency of vibration will change somewhat with time. Due to the very constant frequency of an atomic clock, a new and previously unknown system for determining position has now been developed.

i in

På grunnlag av dette system grovbestemmes avstandene ved det totale antall faseomdreininger for vedkommende bære- eller radiofrekvenser (bølgelengder) over de- foreliggende avstander mellom hver senderstasjon og mottagerstasjonen, målt til punktet for den nærmeste fullstendige f aseomdreining i retning<^fra mottager stas jonen mot hver senderstasjon. Avstander tilsvarende full faseomdreining (bølgelengde) eller også visse deler av disse avstander kan betegnes som "felt". On the basis of this system, the distances are roughly determined by the total number of phase revolutions for the relevant carrier or radio frequencies (wavelengths) over the existing distances between each transmitting station and the receiving station, measured to the point of the nearest complete phase revolution in the direction from the receiving station towards each transmitter station. Distances corresponding to a full phase revolution (wavelength) or also certain parts of these distances can be termed "fields".

Den fine posisjonsbestemmelse er bestemt ved mottagerstasjonens posisjon innenfor et gitt faseomdreiningsområde eller felt,- målt i senderstasjonenes utstrålningsretninger mot hver senderstasjon. The fine position determination is determined by the receiver station's position within a given phase rotation area or field, - measured in the transmitter stations' radiation directions towards each transmitter station.

De grove og fine avstandsangivelser kombineres i en regnemaskin for bestemmelse av vedkommende avstander angitt i felt og deler av et felt til hver senderstasjon fra mottagerstasjonen. På grunn av dette kan foreliggende system be-tegnes som et avstand/avstands-system. Regnemaskinen kan være en hensiktsmessig programert velutstyrt maskin som egner seg for omvandling av de utledede avstandsangivelser til posisjonsbestemmelser med hensyn til et hvilket som helst gradnettverk eller geografisk referansepunkt som er ønskelig. The coarse and fine distance specifications are combined in a calculator to determine the respective distances specified in fields and parts of a field to each transmitter station from the receiver station. Because of this, the present system can be described as a distance/distance system. The calculator may be an appropriately programmed well-equipped machine suitable for converting the derived distance indications into position determinations with respect to any degree grid or geographic reference point desired.

Det er et hovedformål for foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en fremgangsmåte og et anlegg for posisjonsbestemmelse ved hjelp av frekvensstandarder og ved anvendelse av meget småltransmisjonsbånd-bredder. It is a main purpose of the present invention to provide a method and a facility for position determination by means of frequency standards and by using very small transmission bandwidths.

Det er et ytterligere formål for oppfinnelsen å angi en fremgangsmåte og frembringe et anlegg for posisjonsbestemmelse under utnyttelse av frekvensstandarder og uten behov for intermitterende modulering ved nøyaktige tidspunkter. It is a further object of the invention to provide a method and produce a facility for position determination using frequency standards and without the need for intermittent modulation at precise times.

Det er et ytterligere formål for oppfinnelsen å angi en fremgangsmåte og utvikle et anlegg for posisjonsbestemmelse ved hjelp av frekvensstandarder og kontinuerlig modulasjon. It is a further object of the invention to specify a method and develop a facility for position determination by means of frequency standards and continuous modulation.

Oppfinnelsen har også som formål å fremskaffe en senderstasjon somThe invention also aims to provide a transmitter station which

er særlig anvendbar i forbindelse med en fremgangsmåte og et anlegg for posisjonsbestemmelse ved anvendelse av meget små transmisjonsbåndbredder, samtidig som det ikke foreligger behov for intermitterende modulasjon og den anvendte modulasjon er kontinuerlig. is particularly applicable in connection with a method and a facility for position determination using very small transmission bandwidths, while there is no need for intermittent modulation and the modulation used is continuous.

Oppfinnelsen har videre som et formål å fremskaffe en mottagerstasjon som er særlig anvendbar i forbindelse med en fremgangsmåte for posisjonsbestemmelse hvorved det bare er påkrevet med meget små transmisjonsbåndbredder og det ikke foreligger behov for demodulering av intermi±tere'nde modulerte signaler,. idet demodulasjon av kontinulerig modulerte signaler utføres ved hjelp av konvensjonelle demodulatorer. Another object of the invention is to provide a receiver station which is particularly applicable in connection with a method for position determination whereby only very small transmission bandwidths are required and there is no need for demodulation of intermittently modulated signals. demodulation of continuously modulated signals is carried out using conventional demodulators.

Det er et ytterligere .formål foraforeliggende oppfinnelse å angiIt is a further object of the present invention to state

en fremgangsmåte og--fremskaff e et anlegg for posis j onsbes temmel se ved hjelp av frekvensstandarder i forbindelse med enkelt sidebånd-tekrtikk. a method and--providing a facility for position determination using frequency standards in connection with single sideband technology.

Oppfinnelsen har som ennå et ytterligere formål å angi en fremgangsmåte og fremskaffe et. anlegg for posisjonsbestemmelse ved hjelp av frekvensstandarder i forbindelse med dobbelt sidebånd og undertrykket bærefrekvens. The invention still has a further purpose of specifying a method and providing one. facility for position determination using frequency standards in connection with double sideband and suppressed carrier frequency.

Det er et ytterligere formål for foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en sender stasjon som'er særlig anvendbar i forbindelse med en fremgangsmåte og et anlegg for posisjonsbestemmelse, hvorved en frekvensstandard-innretning styrer frembringelsen av et radiofrekvenssignal med en enkelt sidetone. Det er ennå et formål for oppfinnelsen å fremskaffe en senderstasjon som er. særlig anvendbar i forbindelse med en fremgangsmåte og et anlegg for posisjonsbestemmel st ved anvendelse av en frekvensstandardinnretning som styrer frembringelsen' av et radiofrekvenssignal med dobbelt sidetone og undertrykket bær efrekvens - It is a further object of the present invention to provide a transmitter station which is particularly applicable in connection with a method and a facility for position determination, whereby a frequency standard device controls the generation of a radio frequency signal with a single side tone. It is still an object of the invention to provide a transmitter station which is particularly applicable in connection with a method and an installation for position determination using a frequency standard device which controls the generation of a radio frequency signal with double sidetone and suppressed carrier frequency -

Foreliggende oppfinnelse har som ennå et ytterligere formål å fremskaffe en mottagerstasjon som er særlig anvendbar i forbindelse med en fremgangsmåte og et anlegg for posisjonsbestemmelse ved anvendelse av en frekvensstandardinnretning, idet mottagerstasjonen er følsom for radiofrekvenssignal med enkelt sidetone. The present invention still has a further purpose to provide a receiver station which is particularly applicable in connection with a method and a facility for position determination using a frequency standard device, the receiver station being sensitive to radio frequency signals with a single side tone.

Det er et ytterligere formål for foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en■mottagerstasjon som er særlig anvendbar i•forbimdelse med en fremgangsmåte og et anlegg for posisjonsbestemmelse, og som omfatter en frekvensstandardinnretning og er følsom for et radiofrekvenssignal med dobbelt sidetone og undertrykket -bærefrekvens. It is a further object of the present invention to provide a receiver station which is particularly applicable in connection with a method and a facility for position determination, and which comprises a frequency standard device and is sensitive to a radio frequency signal with double sidetone and suppressed carrier frequency.

Oppfinnelsen har som ennå et ytterligere formål å angi en fremgangsmåte og fremskaffe et anlegg for posisjonsbestemmelse ved anvendelse av frekvensstandardinnretninger og fasesammenligninger for "å utlede både grove og fine posisjonsangivelser, som representerer henhv. The invention still has a further purpose to specify a method and provide a facility for position determination using frequency standard devices and phase comparisons to "derive both coarse and fine position indications, which represent or

grove og fine avstandsangivel ser.coarse and fine distance indications see.

Det er ennå et ytterligere formål for oppfinnelsen å angi en fremgangsmåte og fremskaffe et anlegg for posisjonsbestemmelse ved anvendelse av frekvensstandardinnretninger i senderstasjoner for å frembringe radiofrekvensbærebølger som fasesammenlignes med signaler-frembragt i en mottagerstasjon under styring av en frekvensstandard, for derved å finbestemme mottagerstasjonens posisjon, idet modulasjonssignaler med en enkelt frekvens frembragt under styring fra frekvensstandardinnretningene i mottagerstasjonene, moduleres på radiofrekvensbærebølgene og gjenvinnes i mottagerstasjonen samt fasesammenlignes med et tilsvarende signal frembragt i denne stasjon, under styring av f rek vensstandardinnretningen i mottagerstasjonen for derved å frembringe grovangivel se av mottagerstasjonens posisjon. It is still a further object of the invention to specify a method and provide a facility for position determination using frequency standard devices in transmitter stations to produce radio frequency carrier waves which are phase-compared with signals produced in a receiving station under the control of a frequency standard, in order to thereby precisely determine the position of the receiving station, in that modulation signals with a single frequency produced under control from the frequency standard devices in the receiving stations are modulated on the radio frequency carrier waves and recovered in the receiving station as well as phase-compared with a corresponding signal produced in this station, under control of the frequency standard device in the receiving station to thereby produce a rough indication of the receiving station's position.

Det er ennå et ytterligere formål for oppfinnelsen å fremskaffe et posisjonsbestemmelsessystem, hvori atomklokker e.l. anvendes for å fremskaffe et antall signaler med kjent innbyrdes faseforhold samt et antall enstonige modulasjonssignaler, idet et lokalt enstonig referansesignal har. kjent faseforhold med de enstonige modulasjonssignaler, for utledning av henhv. fin og grov posisjonsinformasjon. Oppfinnelsen har som ennå et formål å angi en fremgangsmåte og fremskaffe et anlegg for posisjonsbestemmelse i tre dimensjoner ved anvendelse av tre senderstasjoner som styres av frekvensstandardinnretninger, samt en mottagerstasjon som også benytter seg av en frekvensstandardinnretning for frembringelse av signaler for sammenligting med de signaler som mottas fra nevnte mottagerstasjoner.. It is still a further object of the invention to provide a position determination system, in which atomic clocks etc. is used to provide a number of signals with a known mutual phase relationship as well as a number of monotone modulation signals, with a local monotone reference signal having known phase relationship with the monotone modulation signals, for derivation of the respective fine and coarse position information. The invention still has an object of specifying a method and providing a facility for position determination in three dimensions using three transmitter stations which are controlled by frequency standard devices, as well as a receiver station which also uses a frequency standard device for generating signals for comparison with the signals received from said receiving stations..

Det er ennå et ytterligere formål for oppfinnelsen å angi en fremgangsmåte og fremskaffe et anlegg for-posisjonsbestemmelse i tre dimensjoner ved anvendelse av tre senderstasjoner som styres av frekvensstandardinnretninger, samt en mottagerstasjon som også benytter seg av en frekvensstandardinnretning for å frembringe signaler for sammenligning med de signaler som mottas fra- nevnte senderstasjoner, idet minst en av senderstasjonene bæres av en jordsatelitt. It is still a further object of the invention to provide a method and provide a facility for position determination in three dimensions using three transmitter stations which are controlled by frequency standard devices, as well as a receiver station which also uses a frequency standard device to produce signals for comparison with the signals received from said transmitter stations, with at least one of the transmitter stations being carried by an earth satellite.

Oppfinnelsen går prinsipielt ut på at det i hver av flere sender-stasj oner frembringes et radiofrekvenssignal modulert med lavfrekvens-signaler med en enkelt frekvens. Lavfrekvenssignalet og radiofrekvenssignalet frembringes i hvert tilfelle under styring av en frekvensstandardinnretning i form av en atomklokke. I mottagerstasjonen frembringes et 1avfrekvenssignal tilsvarende det lavfrekvente enstonige modul as j onssi-gnal samt signaler tilsvarende de radiofrekvenssignaler som frembringes i de forskjellige senderstasjoner, ander styring av en frekvensstandardinnretning i mottagerstasjonen, nemlig en.atomklokke. Modul asjonssignalene gjenvinnes fra hvert mottatt radiofrekvenssignal og fasesammenlignes med'det lavfrekvenssignal som frembringes i mottagerstas jonen, f.or derved å utlede grovbestemmelseCav avstanden til vedkommende stasjon. Fasen av hvert av de mottatte radiofrekvenssignaler, eller enten signalets øvre eller nedre sidetone, eller eventuelt mellomfrekvenssignaler utledet fra radiofrekvenssignalet, fasesammenlignes med det tilsvarende radiofrekvenssignal frembragt i mottagerstasjonen, for derved å frembringe finbestemmelse av avstanden til vedkommende senderstasjon. The invention is basically based on the fact that a radio frequency signal modulated with low frequency signals with a single frequency is produced in each of several transmitter stations. The low frequency signal and the radio frequency signal are produced in each case under the control of a frequency standard device in the form of an atomic clock. In the receiving station, a low-frequency signal corresponding to the low-frequency single-tone modulation signal is produced, as well as signals corresponding to the radio frequency signals produced in the various transmitting stations, and control of a standard frequency device in the receiving station, namely an atomic clock. The modulation signals are recovered from each received radio frequency signal and are phase-compared with the low-frequency signal produced in the receiving station, thereby deriving a rough determination of the distance to the station in question. The phase of each of the received radio frequency signals, or either the signal's upper or lower side tone, or possibly intermediate frequency signals derived from the radio frequency signal, is phase compared with the corresponding radio frequency signal produced in the receiving station, in order to thereby produce a fine determination of the distance to the transmitter station in question.

Senderstasjonen i henhold til oppfinnelsen omfat-ter modulering avThe transmitter station according to the invention includes modulation of

en radiobærefrekvens med et lavfrekvent enstonig moduleringssignal, a radio carrier frequency with a low frequency monotone modulation signal,

idet den anvendte modulator kan være en fasemodulator, en frekvensmodulator eller en ampi itydemodulator. Vedkommende modulator er fortrinnsvis en balansert modulator som frembringer et dobbelt sidetonesignal med undertrykt bærefrekvens. Modulatoren kan imidlertid også være en modulator som frembringer et signal med enkelt sidetone. Oppfinnelsens mottagerstasjon omfatter en fase-sammenligningskrets innrettet for fasesammenligning av gjenvunnede moduleringssignaler, som ved mottagelse av signaler med undertrykt bærebølge utgjøres av et signal med det dobbelte av frekvensen for det opprinnelige moduleringssignal, med et lokalt frembragt, tilsvarende lavfrekvenssignal, for derved å. frembringe data for grovbestemmelse av vedkommende avstand. Fasen av. hver av de mottatte •radiofrekvenssignaler, eller enten deres øvre eller nedre sidetone, eller eventuelt mel1omfrekvenssignaler utledet fra vedkommende radiof rekvenssignal er , f asesammenl ignes med ti-lsvarende radiof rekvens-signaler som genereres lokalt, for derved å utlede data for finbestemmelse av posisjonen. in that the modulator used can be a phase modulator, a frequency modulator or an amplitude modulator. The relevant modulator is preferably a balanced modulator which produces a double sidetone signal with a suppressed carrier frequency. However, the modulator can also be a modulator which produces a signal with a single sidetone. The receiver station of the invention comprises a phase comparison circuit arranged for phase comparison of recovered modulation signals, which when receiving signals with a suppressed carrier wave is constituted by a signal with twice the frequency of the original modulation signal, with a locally generated, corresponding low frequency signal, in order to thereby generate data for rough determination of the relevant distance. The phase of. each of the received •radio frequency signals, or either their upper or lower side tone, or possibly intermediate frequency signals derived from the radio frequency signal in question, is phase-compared with corresponding radio frequency signals that are generated locally, in order to thereby derive data for fine-tuning the position.

Ytterligere særtrekk, formål og fordeler vil enten bli spesielt påpekt eller fremtre klart i følgende beskrivelse av oppfinnelsen under henvisning til- de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. l'AO er en skjematisk skisse som viser anvendelse av en fremgangsmåte samt et anlegg for to-dimensjonal posisjonsbestemmelse .-.i henhold til oppfinnelsen; Fig. 1É er en skjematisk prinsippskisse som anskueliggjør anvendelse av oppfinnelsens fremgangsmåte eller anlegg for tredimensjonal posisjonsbestemmelse ved bruk av tre senderstasjoner; Fig. løer en skjematisk prinsippskisse som- anskueliggjør anvendelse av oppfinnelsens fremgangsmåte eller anlegg for tre-dimensjonal posisjonsbestemmelse, hvorved to senderstasjoner anvendes i samarbeide med en høydemåler som kan bæres av et luftfartøy e.l.; Fig. lD'er en skjematisk prinsippskisse som anskueliggjør anvendelse av oppfinnelsens fremgangsmåte eller anlegg for tredimensjonal posisjonsbestemmelse ved bruk av tre senderstasjoner, hvorav en bæres av en jordsatelitt; Fig. 2 er et blokkdiagram av en lett anskuelig-utførelsé av len senderstas jon i henhold til oppfinnelsen"; Fig. 3 er et blokkdiagram av en lett anskuelig utførelse av en senderstasjon som frembringer et signal med enkel sidetone i henhold til oppfinnelsen; Fig. 4 er et blokkskjema av en foretrukket utførelse av en senderstasjon som frembringer et dobbelt-tonesignal med undertrykket bærebølge i henhold til oppfinnelsen; Fig. 5 er et blokkskjema for en foretrukket senderstasjon som frembringer en bølgetog-modulert bærebølge i henhold til oppfinnelsen; Fig. 6 er et blokkskjema over en lett anskuelig utførelse av en mottagerstasjon i henhold til oppfinnelsen; Fig. 7 viser mer detaljert et blokkskjema av en del av en typisk mottagerstasjon, idet de to tegningsark som utgjør fig. 7 må plasseres ende mot ende for å vise en fullstendig stasjon, som også omfatter en regnemaskin; og Fig. 8 er et blokkskjema av en del av en mottager som kan anvendes i en mottagerstasjon i henhold til oppfinnelsen, idet mottageren er en superheterodyn-mottager. Further special features, purposes and advantages will either be specifically pointed out or appear clearly in the following description of the invention with reference to the attached drawings, on which: Fig. 1'AO is a schematic sketch showing the application of a method and a plant for two dimensional position determination .-.according to the invention; Fig. 1É is a schematic diagram illustrating the application of the invention's method or facility for three-dimensional position determination using three transmitter stations; Fig. is a schematic diagram illustrating the application of the invention's method or installation for three-dimensional position determination, whereby two transmitter stations are used in cooperation with an altimeter that can be carried by an aircraft or the like; Fig. 1D is a schematic diagram illustrating the application of the invention's method or facility for three-dimensional position determination using three transmitter stations, one of which is carried by an earth satellite; Fig. 2 is a block diagram of an easily visible embodiment of a simple transmitter station according to the invention"; Fig. 3 is a block diagram of an easily visible embodiment of a transmitter station which produces a single sidetone signal according to the invention; Fig. 4 is a block diagram of a preferred embodiment of a transmitter station producing a dual tone signal with a suppressed carrier according to the invention, Fig. 5 is a block diagram of a preferred transmitter station producing a wave train modulated carrier according to the invention; Fig. 6 is a block diagram of an easily visible embodiment of a receiver station according to the invention; Fig. 7 shows in more detail a block diagram of a part of a typical receiver station, the two drawing sheets which make up fig. 7 must be placed end to end to show a complete station, which also includes a calculator; and Fig. 8 is a block diagram of a part of a receiver that can be used in a receiver station according to the invention, the receiver being a superheterodyne receiver.

Det skal nå henvises til fig. IA ipå, tegningene som angir at et anlegg i henhold til .oppfinnelsen omfatter en senderstasjon A som er anbragt på kjent sted, en senderstasjon B som er plassert på et annet kjent sted, idet en basislinje ;R^'ase er trukket mellom A og B, mens en mottagerstasjon C befinner seg i..ukjent posisjon som Reference must now be made to fig. IA on, the drawings which indicate that a facility according to the invention comprises a transmitter station A which is placed in a known place, a transmitter station B which is placed in another known place, a base line ;R^'ase being drawn between A and B, while a receiving station C is in..unknown position as

skal bestemmes ved hjelp av anlegget.must be determined using the facility.

Som angitt i fig. IB, kan et tre-dimensjonalt anlegg i henholdAs indicated in fig. IB, can a three-dimensional facility according to

til oppfinnelsen omfatte en senderstasjon A, en senderstasjon B, samt en senderstasjon D som er plassert i hver sin kjente posisjon i innbyrdes avstand. Stasjonene A og B e"r plassert på en kjent to the invention include a transmitter station A, a transmitter station B, as well as a transmitter station D which are each placed in a known position at a distance from each other. Stations A and B are located on a known

■ basislinje R, base - ', i, mens stasjonenenB og D er plassert'på en annen ■ base line R, base - ', i, while stations B and D are located'on another

kjent basislinj<e>R, Jo a s ec0-. En mottagerstasjon C, som er vist båret av et bevegelig luftfartøy, befinner seg i- ukjent posisjon som skal bestemmes ved hjelp av anlegget. known baseline<e>R, Jo a s ec0-. A receiver station C, which is shown carried by a moving aircraft, is in an unknown position to be determined with the aid of the facility.

Som vist i fig. 1C kan et tre-dimensjonalt anlegg i henhold til oppfinnelsen omfatte en senderstasjon A som er plassert på kjent sted, en senderstasjon B som også er plassert i kjent posisjon, idet stasjonene A og B er anbragt på en kjent basislinje ^]3ase5mens en mottagerstasjon C, vist båret av et bevegelig.luftfartøy, befinner seg i ukjent posisjon som skal bestemmes. Luftfartøyet bærer som en del av sitt utstyr en høydemåler. Som vist i fig..ID kan en ytterligere tre-dimensjonal utførelse i henhold til oppfinnelsen omfatte en senderstasjon A, en senderstasjon B samt en senderstasjon D, som hver er plassert .på kjent sted i innbyrdes avstand. Stasjonene A og B Befinner seg på en kjent, fast basislinje Rj3ase^ mens stasjonene B og D befinner seg på en annen kjent basislinje ^base 2<*>Som v^-s*-' ^æres stasjonen D av enjordsatelltt'- som enten kan være en synkronisert satelitt eller en usynkronisert "jordsatelitt med forut bestemt omløpsbane og kjent stilling til enhver tid. As shown in fig. 1C, a three-dimensional installation according to the invention can comprise a transmitter station A which is placed in a known location, a transmitter station B which is also placed in a known position, the stations A and B being placed on a known baseline while a receiver station C , shown carried by a moving.aircraft, is in an unknown position to be determined. The aircraft carries as part of its equipment an altimeter. As shown in Fig. ID, a further three-dimensional embodiment according to the invention can comprise a transmitter station A, a transmitter station B and a transmitter station D, each of which is placed at a known location at a mutual distance. Stations A and B are on a known, fixed base line Rj3ase^ while stations B and D are on another known base line ^base 2<*>As v^-s*-' ^honored by an earth satellite'- which either can be a synchronized satellite or an unsynchronized "earth satellite" with a predetermined orbit and known position at all times.

En mottagerstasjon C, som er vist båret av et bevegelig luftfartøy, befinner seg i den ukjente posisjon som skal■bestemmes." A receiving station C, which is shown carried by a moving aircraft, is in the unknown position to be determined."

De to senderstasjoner som her er vist som kyststasjoner A og BThe two transmitter stations shown here as coastal stations A and B

(fig. IA og 1C) , samt senderstasjonene A,- B og D (fig. IB og ID) kan være utført som nærmere vist i fig. 2 - 5.-* Stasjoner av samrrie konstruksjon befinner seg ved A og B eller ved A,:B og D med bare den vesentlige forskjell at forskjellige radiofrekvenser utstråles fra de respektive stasjoner. (fig. IA and 1C) , as well as the transmitter stations A, - B and D (fig. IB and ID) can be made as shown in more detail in fig. 2 - 5.-* Stations of similar construction are located at A and B or at A,:B and D with the only significant difference being that different radio frequencies are emitted from the respective stations.

Som vist i fig. 2, omfatter vedkommende senderstasjon en atomklokke 10 som frembringer et høyfrekvenssignal på f.eks. 9 GHz, og som kan utnyttes på'to måter. Høyfrekvenssignalet overføres til frekvenssyntetisatoren 11, hvorfra det utledes en utvalgt lavere frekvens av en størrelsesorden som er mer hensiktsmessig for radioforbindelser over avstander opp til 160 km samt for nøyaktig fasebestemmelse. Dette frekvensområdet kan f.eks. være fra omkring 1.0 til omkring 5.0 MHz. Frekvenssyntetisatoren 11 omformer det avgitte) høyf rek venssignal fra klokken 10 til en frekvens i nevnte lavere frekvensområdet (1.0 - 5.0 MHz) med bibeholdt frekvensstabilitet som for primærstandarden i form av klokken 10-. Utgangssignalet fra frekvenssyntetisatoren 11, som vil være ytterst nøyaktig med hensyn til fase og frekvens, As shown in fig. 2, the respective transmitter station comprises an atomic clock 10 which produces a high-frequency signal of e.g. 9 GHz, which can be used in two ways. The high-frequency signal is transmitted to the frequency synthesizer 11, from which a selected lower frequency of an order of magnitude is derived that is more suitable for radio connections over distances of up to 160 km and for accurate phase determination. This frequency range can e.g. be from about 1.0 to about 5.0 MHz. The frequency synthesizer 11 transforms the emitted) high-frequency signal from 10 o'clock to a frequency in the mentioned lower frequency range (1.0 - 5.0 MHz) with maintained frequency stability as for the primary standard in the form of 10 o'clock-. The output signal from the frequency synthesizer 11, which will be extremely accurate with regard to phase and frequency,

tilføres en driversyntetisator 12, hvori frekvensen forsterkes til et tilstrekkelig nivå til å drive en meget stabil radiosender 13. Denne radiosender 13 er utstyrt med en antenne 15, hvorfra det utstråles et radiofrekvenssignal med gitt frekvens. Stabiliteten og nøyaktigheten for klokken 10 bibeholdes således også for det utstrålte signal. is supplied to a driver synthesizer 12, in which the frequency is amplified to a sufficient level to drive a very stable radio transmitter 13. This radio transmitter 13 is equipped with an antenna 15, from which a radio frequency signal with a given frequency is radiated. The stability and accuracy for the 10 o'clock position is thus also maintained for the radiated signal.

Høyfrekvenssignalet fra klokken 10 tilføres også en frekvenssyntetisator 14, hvori det omformes til et gitt 1avfrekvenssignal, som utnyttes som moduleringssignal som utgjøres av en enkelt frekvens. ModulerLngssignalet kan f.eks. ha en frekvens på 500 Hz. Syntetisatoren 14, liksom syntetisatoren 11, bibeholder den nøyaktighet og stabilitet som foreligger for klokken 10 også for sitt eget .utgangssignal som overføres til en modulator 16, som enten kan være en frekvensmodulator, en fasemodulator eller en ampi itydemodulator. The high-frequency signal from 10 o'clock is also supplied to a frequency synthesizer 14, in which it is transformed into a given low-frequency signal, which is used as a modulation signal consisting of a single frequency. Modulating the length signal can e.g. have a frequency of 500 Hz. The synthesizer 14, like the synthesizer 11, maintains the accuracy and stability that exists for the clock 10 also for its own output signal which is transmitted to a modulator 16, which can either be a frequency modulator, a phase modulator or an amplitude modulator.

De moduleringer som forefinnes på bærebølgene fra senderstasjoneneThe modulations found on the carrier waves from the transmitter stations

A,-B og D (fig. IB og ID) eller A og B (fig. IA og 1C) utnyttes iA,-B and D (fig. IB and ID) or A and B (fig. IA and 1C) are utilized in

en bevegelig mottagerstasjon C (fig. IA - ID) for utledning av grov posisjonsbestemmelse, mens faseforholdene for de mottatte radiofrekvenssignaler fra de respektive senderstasjoner anvendes for å frembringe finbestemmelse av mottagerstasjonens posisjon. a movable receiver station C (fig. IA - ID) for the derivation of rough position determination, while the phase conditions for the received radio frequency signals from the respective transmitter stations are used to produce fine determination of the receiver station's position.

I fig. 3 er det vist en ytterligere senderstasjon som kan anvendesIn fig. 3 shows a further transmitter station that can be used

i stedet for senderstasjonen i fig. 2, idet den omfatter en atomklokke 10, frekvenssyntetisatorer 11, 12 og 14, en modulator 16 instead of the transmitter station in fig. 2, comprising an atomic clock 10, frequency synthesizers 11, 12 and 14, a modulator 16

utført som amplitydemodulator og fortrinnsvis i balansert kobling med et sidetonefil ter, samt en antenne 15. En seriderforsterker 113 for.enkelt radiofrekvenssidebånd er anordnet i stedet for radiosenderen 13 (fig. 2); idet denne senderforsterker avviker fra senderen 13 ved at et av de mulige sidebånd, fortrinnsvis det øvre sidebånd, elimineres i forsterkeren. Modulatoren 16 mottar sin bærefrekvensinngang fra driv-syntetisatoren 12 og sitt moduleringssignal- fra frekvenssyntetisatoren 14. performed as an amplitude modulator and preferably in balanced coupling with a sidetone filter, as well as an antenna 15. A series amplifier 113 for a single radio frequency sideband is arranged instead of the radio transmitter 13 (fig. 2); in that this transmitter amplifier deviates from the transmitter 13 in that one of the possible sidebands, preferably the upper sideband, is eliminated in the amplifier. The modulator 16 receives its carrier frequency input from the drive synthesizer 12 and its modulation signal from the frequency synthesizer 14.

I fig. 4 omfatter en foretrukket senderstasjon, som kan anvendesIn fig. 4 comprises a preferred transmitter station, which can be used

i stedet for den senderstasjon som er vist i fig. 2, også en atomklokke 10, frekvenssyntetisatorer 11, 12 og 14 samt en antenne 15. En balansert modulator 116 som mottar sitt bærefrekvenssignal fra driv-syntetisatoren 12, anvendes i stedet for modulatoren 16 instead of the transmitter station shown in fig. 2, also an atomic clock 10, frequency synthesizers 11, 12 and 14 and an antenna 15. A balanced modulator 116 which receives its carrier frequency signal from the drive synthesizer 12 is used instead of the modulator 16

(fig. 2), og en lineær radiosenderforsterker 213 som er tilkoblet utgangssiden av modulatoren 116, overførar dobbel te sidebånd med undertrykt bærefrekvens til antennen 15. Den lineære radiofrekvens-fbrsterker 213 anvendes i stedet for radiosenderen 13 (fig. 2). (fig. 2), and a linear radio transmitter amplifier 213 which is connected to the output side of the modulator 116, transmits a double sideband with a suppressed carrier frequency to the antenna 15. The linear radio frequency amplifier 213 is used instead of the radio transmitter 13 (fig. 2).

s pp

Drift med enkelt sidebånd oppnås ved hjelp av den balanserte modulator og sidetonefilteret. Single sideband operation is achieved using the balanced modulator and the sidetone filter.

Det vil forstås at deb senderstasjon som er vist i fig. 3, har den spesielle fordel at den krever ytterst liten transmisjonsbåndbredde. Det vil også innses at de enkeltstående sidetoner som overføres fra den sénderstasvtas j on som er vist i fig. 4, inneholder betraktelig mer effekt enn de sidetoner som frembringes og utsendes når bære-bølgen ikke undertrykkes. Da all nødvendig informasjon for frembringelse av grov og fin posisjonsbestemmelse i mottagerstasjonen foreligger i både øvre og nedre sidetone, oppnås forbedret signal/støy-forhold for det posisjonsbestemmende anlegg. It will be understood that the deb transmitter station shown in fig. 3, has the particular advantage that it requires an extremely small transmission bandwidth. It will also be realized that the individual side tones which are transmitted from the transmitting station shown in fig. 4, contains considerably more power than the side tones that are produced and emitted when the carrier wave is not suppressed. As all the necessary information for generating coarse and fine position determination in the receiver station is available in both upper and lower sidetones, an improved signal/noise ratio is achieved for the position determining system.

Det er ikke nødvendig å modulere radiosenderne kontinuerlig, da det sjelden er nødvendig: med en kontinuerlig grovbestemmelse av mottagerstasjonens posisjon-, idet den sist frembragte f el tangi vel se vil være tilstrekkelig nøyaktig en viss tid fremover. Det vil imidlertid være ønskelig å frembringe et bærebølgesignal med så stor styrke som mulig, for derved å oppnå best mulig finbestemmelse av posisjonen innenfor et felt. Den foretrukkede utførelse av en senderstas jon som angitt i fig. 5, er utført for å -frembringe periodevis modulasjon, for derved å tillate utsendelse av en umodulert radiofrekvens med full styrke mellom modul asjonsperiodene, f .eks. under en varighet på 9 sekunder, idet modulas j-onssignal et tilføres i perioder på f.eks. 3 sekunder. It is not necessary to modulate the radio transmitters continuously, as it is rarely necessary: with a continuous rough determination of the receiver station's position, since the last generated f el tangi will probably be sufficiently accurate for a certain time in the future. However, it would be desirable to produce a carrier wave signal with as great a strength as possible, in order to achieve the best possible fine determination of the position within a field. The preferred embodiment of a transmitter station as indicated in fig. 5, is carried out to produce periodical modulation, thereby allowing the transmission of an unmodulated radio frequency at full strength between the modulation periods, e.g. for a duration of 9 seconds, as a modulation j-on signal is supplied in periods of e.g. 3 seconds.

Som vist i fig. 5, omfatter senderstasjonen en atomklokke 10 som frembringer et høyf rekvenssignal, f.eks. på- 9 GHz, som tilføres frekvenssyntetisatorer 11, 14 og 218. Nevnte høyfrekvenssignal fra atomklokken omformes i frekvenssyntetisatoren 11 til en utvalgt frekvens i et frekvensområde som passer for trådløs overføring over avstander f.eks. opp til 160 km, samt for nøyaktig fasebestemmelse. Deifce frekvensområdet kan strekke seg fra omkring 1.0 til omkring 5.0 MHz. Utgangssignalet fra frekvenssyntetisatoren 11 er ytterst nøyaktig med hensyn til sin fase- og frekvens-karakteris.tikk og tilføres en driv-syntetisator 12, hvor signalet forsterkes til et nivå som er tilstrekkelig til å drive en meget stabil radiosender 13 utstyrt med en antenne 15. As shown in fig. 5, the transmitter station comprises an atomic clock 10 which produces a high-frequency signal, e.g. at 9 GHz, which is supplied to frequency synthesizers 11, 14 and 218. Said high-frequency signal from the atomic clock is converted in the frequency synthesizer 11 to a selected frequency in a frequency range suitable for wireless transmission over distances, e.g. up to 160 km, as well as for accurate phase determination. The deifce frequency range can extend from about 1.0 to about 5.0 MHz. The output signal from the frequency synthesizer 11 is extremely accurate with respect to its phase and frequency characteristics and is fed to a drive synthesizer 12, where the signal is amplified to a level sufficient to drive a very stable radio transmitter 13 equipped with an antenna 15.

Det-høyfrekvenssignal fra atomklokken 10 som tilføres frekvenssyntetisatoren 14 omformes til et gitt lavfrekvenssignal som anvendes som modul asjonssignal bestående av "en enkelt'frekvens. Dette modulasjonssignal kan ha en frekvens på f.eks.'500 Hz. Utgangs--:'signåiet"- f ra frekvenssyntetisatoren 14 tilføres en modulator 216 gjennom en portkrets 217. Modulatoren 216 kan være en amplityde-mo.dul ator , en f asemodulator eller en frekvensmodulator,_slk det er vist i fig. 2. Modulatoren 216 kan være en balansert modulator av samme art som modulatoren 116 i^fig. 4. I dette tilfelle vil senderen 13 være en lineær radiosenderforsterker som mottar et dobbelt sidebåndsignal med undertrykket bærefrekvens fra modulatoren 216, som er anordnet som vist i fig. 4. Radiosenderen 13 kan, hvis så ønskes, være en lineær radiofrekvensforsterker som mottar et enkelt sidebåndsignal fra en balansert modulator og et- sidetone-filter, anordnet som angitt i-'fig. 3. The high-frequency signal from the atomic clock 10 which is supplied to the frequency synthesizer 14 is transformed into a given low-frequency signal which is used as a modulation signal consisting of "a single frequency. This modulation signal can have a frequency of, for example, 500 Hz. The output signal" - from the frequency synthesizer 14, a modulator 216 is supplied through a gate circuit 217. The modulator 216 can be an amplitude modulator, a phase modulator or a frequency modulator, as shown in fig. 2. The modulator 216 can be a balanced modulator of the same type as the modulator 116 in Fig. 4. In this case, the transmitter 13 will be a linear radio transmitter amplifier which receives a double sideband signal with suppressed carrier frequency from the modulator 216, which is arranged as shown in fig. 4. The radio transmitter 13 can, if desired, be a linear radio frequency amplifier which receives a single sideband signal from a balanced modulator and a sidetone filter, arranged as indicated in fig. 3.

Det høyfrekvenssignal fra klokken 10 som ti Iføres syntetisatoren 218, omformes til et 1avfrekvenssignal som styrer og synkroniserer en pulsfrembringende tidskrets 219, som f.eks. frembringer en puls av 3 sekunders varighet hvert 12. sekund. Pulstoget fra tidskretsen 219 tilføres som styrepulser til portkretsen 217. The high-frequency signal from 10 o'clock, which is fed to the synthesizer 218, is transformed into a low-frequency signal that controls and synchronizes a pulse-generating timing circuit 219, which e.g. produces a pulse of 3 second duration every 12 seconds. The pulse train from the timing circuit 219 is supplied as control pulses to the gate circuit 217.

Senderen 13 frembringer således et periodevis modulert radiosignal som utstråles fra antennen 15,\ idet signalet moduleres under perioder av varighet 3 sekunder, og som er innbyrdes adskilt av 9 sekunders mellomrom, hvorunder bærebølgen utstråles alene med full styrke. The transmitter 13 thus produces a periodically modulated radio signal which is radiated from the antenna 15, the signal being modulated during periods lasting 3 seconds, and which are mutually separated by 9 second intervals, during which the carrier wave alone is radiated at full strength.

Signalet fra radiosenderen 13 (fig. 2 eller 5) eller 113 (fig. 3) eller 213 (fig. 4) i stasjonen A (fig. IA) mottas av mottageren 17 The signal from the radio transmitter 13 (fig. 2 or 5) or 113 (fig. 3) or 213 (fig. 4) in station A (fig. IA) is received by the receiver 17

(fig. 6), mens det utstrålte signal fra en tilsvarende radiosender i stasjonen B (fig. IA) mottas av mottageren 18 (fig. 6). Utgangssignaler med radiofrekvens fra mottagerne 17 og 18 tilføres hver sin fasebestemmelsesenhet, henhv. 20 og 21, som er innrettet for sammenligning av fasen for de respektive radiofrekvenssignaler med fasen for de signaler som utledes fra frekyenssyntetisatorene 29 og 31, som har sine respektive innganger forbundet med-en atomklokke 19. Disse faseforskjeller overføres til digitale signaler, A fase A og fase B, som representerer nevnte f asef orsk j ell er og tilføres en avstandsberegnende enhet 24 i anleggets regnemaskin 27 for utledning av to avstandssignaler som angir den fine posisjonsbestemmelse innenfor et spesielt felt som f.eks. kan ha en utstrekning på 220 m. Hver grad av relativ fasédreining i foreliggende utførelseseksempel representerer 0.6 m. Utgangssignalene fra de f asebestemmeihde enheter 20 og 21 gir naturligvis/ingen felt-bestemmelse.. (fig. 6), while the radiated signal from a corresponding radio transmitter in station B (fig. IA) is received by the receiver 18 (fig. 6). Output signals with radio frequency from the receivers 17 and 18 are each fed to their own phase determination unit, respectively. 20 and 21, which are arranged for comparing the phase of the respective radio frequency signals with the phase of the signals derived from the frequency synthesizers 29 and 31, which have their respective inputs connected to an atomic clock 19. These phase differences are transferred to digital signals, A phase A and phase B, which represents the aforementioned phases and is supplied to a distance calculating unit 24 in the facility's calculator 27 for the derivation of two distance signals indicating the fine position determination within a special field such as e.g. can have an extent of 220 m. Each degree of relative phase rotation in the present design example represents 0.6 m. The output signals from the phase-determining units 20 and 21 naturally provide/no field determination..

Hver av mottagerne 17 og 18 er utstyrt med hensiktsmessige demodulatorer (ikke vist) som kan være amplityde-demodula-torer, f ase-demodulatorer eller frekvBns-demodulatorer, i avhengighet av den modul asjonstype som er valgt for anvendelse i senderstasjonene. I det tilfelle det mottas signaler bestående av enkelt sidetone og bærefrekvens er-det mest praktisk å bruke balanserte demodulatorer. Når det mottas dobbelte sidetone og bærefrekvensen er undertrykt, må imidlertid demodulatorene ubetinget være balanserte demodulatorer. Utgangssignalene fra demodulatorene tilføres henhv. fasesammenlignerne 23 og 22. Disse fasesammenlignere 22 og 23 sammenligner fasen for de respektive demodulerte signaler fra mottagerne 17 og 18 med fasen for et signal fra frekvenssyntetisatoren 41, som har sin inngang tilkoblet;atomklokken 19. Fasesammenlignerne 22 og 23 frembringer digitale signaler RgCog R _ for grov posisjonsbestemmelse og som også tilføres avstandsberegneren 24, hvis utgang er tilkoblet en posisjonsberegner, som i sin tur frembringer utgangssignaler RQAog RQBfor angivelse av den nøyaktige avstand for stasjon C fra hver av stasjonene A og B, slik som angitt i fig. Each of the receivers 17 and 18 is equipped with appropriate demodulators (not shown) which may be amplitude demodulators, phase demodulators or frequency demodulators, depending on the modulation type selected for use in the transmitting stations. In the event that signals consisting of a single sidetone and carrier frequency are received, it is most practical to use balanced demodulators. However, when double sidetones are received and the carrier frequency is suppressed, the demodulators must absolutely be balanced demodulators. The output signals from the demodulators are supplied respectively the phase comparators 23 and 22. These phase comparators 22 and 23 compare the phase of the respective demodulated signals from the receivers 17 and 18 with the phase of a signal from the frequency synthesizer 41, which has its input connected to the atomic clock 19. The phase comparators 22 and 23 produce digital signals RgCog R _ for rough position determination and which is also supplied to the distance calculator 24, the output of which is connected to a position calculator, which in turn produces output signals RQA and RQB for specifying the exact distance for station C from each of the stations A and B, as indicated in fig.

IA. Når det anvendes fasemodulasjon, vil det forstås at fasebestemmende enheter 20 og 21 hensiktsmessig bør konstrueres for å uteslutte fra sine utgangssignaler alle. signalbestanddeler med en tidsvariasjon på over omkring 50 Hz, hvilket vil si omkring 1/10 av modulasjonsfrekvensen. Dette kan oppnås ved hjelp av et digitalfil ter. IA. When phase modulation is used, it will be understood that phase-determining units 20 and 21 should be suitably designed to exclude all of them from their output signals. signal components with a time variation of more than about 50 Hz, which means about 1/10 of the modulation frequency. This can be achieved using a digital filter.

Posisjonsberegner en 25 driver en posisjonsholder og fremviser 26A position calculator 25 drives a position holder and displays 26

som omformer de to beregnede avstander fra kystatasjonene A og Bwhich transforms the two calculated distances from coastal stations A and B

til en nøyaktig posis jonsangivel se i hvilket- som helst valgt koordinatsystem. Signalene RqAog RgB kan enten være digitale eller analoge signaler, mens posisjonsholderen og fremviseren 26 enten kan være av digital eller analog type, eller eventuelt begge deler. Atomklokken 19 er innrettet for på sin utgangsside å avgi et signal t^, som anvendes for synkronisering av regnemaskinen 27, slik det er anskueliggjort ved inngående tidssignaler t som frembringes av nedtellingskretser (ikke vist) drevet av tidssignalet . Alternativt kan tidssignalet t^tilføres direkte til regnemaskinen 27, forutsatt at denne inneholder passende nedtellingskretser. to an exact position indication in any selected coordinate system. The signals RqA and RgB can either be digital or analogue signals, while the position holder and display 26 can either be of digital or analogue type, or possibly both. The atomic clock 19 is arranged to emit a signal t^ on its output side, which is used for synchronizing the calculator 27, as can be seen by incoming time signals t which are produced by countdown circuits (not shown) driven by the time signal . Alternatively, the time signal t^ can be supplied directly to the calculator 27, provided that this contains suitable countdown circuits.

Det vil forstås at det tilfelle den viste mottagerstasjon i fig. 6 anvendes i forbindelse med senderstasjoner av den type som er angitt i hvilken som helst av fig. 2-5, vil fasebestemmelses-enhetene 20 og 21 være følsomme for bære-bølge- eller sidetone-frekvenser mottatt av mottagerne 17 og 18, mens fasesammenlignerne 22- og 23 påvirkes av de virkelige modulasjonssignaler, for eksempel 500 Hz eller eventuelt 1000 Hz ved undertrykt bærefrekvens, idet disse demodulerte modulasjonssignaler utledes fra de signaler som mottas av mottagerne 17 og 18. I det tilfelle den viste mottagerstasjon i fig. 5 anvendes i samarbeide med mottagerstasjoner av den type som er angitt i fig. 4, vil de fasebestemmende enheter 20 og 21 være følsomme for enten øvre eller nedre sidetonesignal, fortrinnsvis det nedre signal, samt også påvirkes av frekvenssyntetisatorene 29, 31, som er utført for å frembringe signaler med samme f rekvens som de valgte sidetonesignaler.. I dette tilfelle er frekvenssyntetisatoren 41 anordnet og innrettet for å frembringe et referansesignal med en frekvens lik det dobbelte av den frekvens som frembringes av frekvenssyntetisatoren 14 (fig. 4) som modulasjonssignal i vedkommende sendere. Det krav som frembringes av frekvenssyntetisatoren 40 bør således røre >1000 Hz idet tilfellet signalet frembragt av syntetisatoren 14 (fig. 4) i hver It will be understood that if the receiver station shown in fig. 6 is used in connection with transmitter stations of the type indicated in any of fig. 2-5, the phase determination units 20 and 21 will be sensitive to carrier or sidetone frequencies received by the receivers 17 and 18, while the phase comparators 22 and 23 are affected by the real modulation signals, for example 500 Hz or possibly 1000 Hz at suppressed carrier frequency, these demodulated modulation signals being derived from the signals received by the receivers 17 and 18. In that case, the receiver station shown in fig. 5 is used in cooperation with receiver stations of the type indicated in fig. 4, the phase-determining units 20 and 21 will be sensitive to either the upper or lower side tone signal, preferably the lower signal, and will also be affected by the frequency synthesizers 29, 31, which are designed to produce signals with the same f frequency as the selected side tone signals.. I in this case, the frequency synthesizer 41 is arranged and arranged to produce a reference signal with a frequency equal to twice the frequency produced by the frequency synthesizer 14 (fig. 4) as a modulation signal in the relevant transmitters. The demand produced by the frequency synthesizer 40 should thus touch >1000 Hz, in which case the signal produced by the synthesizer 14 (Fig. 4) in each

mottager stas j on,. er 500 Hz, slik som foreslått ovenfor.recipient stas j on,. is 500 Hz, as suggested above.

Fig. 7 viser mer detaljert den instrumentutrustning som anvendes i vedkommende pelagiske stasjon når foreliggende system anvendes for posisjonsbestemmelse til sjøs. Fig. 7 shows in more detail the instrument equipment used in the relevant pelagic station when the present system is used for position determination at sea.

Den fasebestemmende enhet 20 i fig. 6 er i fig. 7 vist å bestå av en fasesammenligner 30. Den fasebestemmende enhet 21 i figur 6 er vist i fig. 7 som en fasesammenligner 32. The phase determining unit 20 in fig. 6 is in fig. 7 is shown to consist of a phase comparator 30. The phase determining unit 21 in figure 6 is shown in fig. 7 as a phase comparator 32.

Frekvenssyntetisatorene 33 i fig. 7 tilsvarer syntetisatorene 29 og 31 i fig. 6, og frekvenssyntetisatoren 42 tilsvarer syntetisatoren The frequency synthesizers 33 in fig. 7 corresponds to the synthesizers 29 and 31 in fig. 6, and the frequency synthesizer 42 corresponds to the synthesizer

41 i fig. 6.41 in fig. 6.

I den utførelse som er vist i fig. 7, utføres funksjonen for deIn the embodiment shown in fig. 7, the function is performed for those

to fasesammenlignere 22 og 23 i fig. 6 av en enkelt fasesammenligner 34, som på sin inngangsside er forbundet med mottagerne 17 og 18 gjennom en mul ti<p>leksér^.43, og på utgangssiden signaler som representerer de grove avstandsbestemmelser A og B< tilføres regnemaskinen 27 gjennom D-multiplekseren 44. two phase comparators 22 and 23 in fig. 6 of a single phase comparator 34, which on its input side is connected to the receivers 17 and 18 through a multiplexer 43, and on the output side signals representing the rough distance determinations A and B< are supplied to the calculator 27 through the D multiplexer 44.

Digitale utgangssignaler fra fasesammenlignerne 30 og 32 tilføres henhv. til digitale avstandsberegnere 35 og 36 som fine posisjonsangivelser, mens utgangssignaler fra fasesammenligneren tilføres henhv. til digitale avstandsberegnere 35 og36 som grove posisjonsangivelser, gjennom D-multiplekseren 44. Digital output signals from the phase comparators 30 and 32 are supplied respectively. to digital distance calculators 35 and 36 as fine position indications, while output signals from the phase comparator are supplied respectively to digital distance calculators 35 and 36 as rough position indications, through the D-multiplexer 44.

De to digitale avstandsberegnere 35 og 36 behandler sine respektive inngangsdata for frembringelse av utgangssignaler som. til sammen-angir den nøyaktige (fine + grove) avstand for stasjonen-C fra henhv. stasjonene A og B. The two digital distance calculators 35 and 36 process their respective input data to produce output signals such as together-indicates the exact (fine + coarse) distance for the station-C from the respective stations A and B.

Utgangssignalene fra de digitale avstandsberegnere 35 og 36 tilføres en digital posisjonberegner 37 tilordnet et datalagringsapparat 39, som frembringer informasjon om basislinjen og kystatasjonene. Ved anvendelse av lagret informasjon fra 1agringaapparatet 39, over-fører den digitale posisjonsberegner 37 de nøyaktige posisjonsdata som utledes fra avstandsberegnerne 35 og 36, til posisjonssignaler ^ØA og ^GB som tilføres en anordning 31 for digital/analog-1 agring og omforming samt fremvising, idet utgangssignalet fra anordningen 31 tilføres en posisjonsfremviser 40. The output signals from the digital distance calculators 35 and 36 are supplied to a digital position calculator 37 assigned to a data storage device 39, which produces information about the baseline and the coastal stations. By using stored information from the mapping device 39, the digital position calculator 37 transfers the exact position data derived from the distance calculators 35 and 36 into position signals ^ØA and ^GB which are supplied to a device 31 for digital/analog mapping and conversion as well as display , as the output signal from the device 31 is supplied to a position display 40.

Anordningen 31 er forsynt med 1agringsinnretninger med innhold av fasekorreksjonsdata som angir de opprinnelige absolutte fase-Mi.fferanser mellom de tre atomklokker. Ytterligere lagret informasjon kan; etter ønske frembringes eller utvikles i anordningen 3-1, som f.eks. retningsangivelser, avstandsverdier, kurs, og kjent avstand til den ønskede posisjon innenfor et pelagisk område, f.eks. slik det 4 er vist i fig. IA. I visse utførelser, slik som ved en raskt bevegelig stasjon C, kan dobler-korreksjonsdata utvikles eller lagres i anordningen 31. I den utførelse som er vist i fig. 7, frembringer atomklokken 19 et tidssignal t^som anvendes for å utlede, ved hjelp av kretser som ikke er vist, ytterligere tidssignaler som generelt betegnes med t og anvendes for synkronisering av regnemaskinen 27, posisjonsholderen 28, mul tiplekseren 43 og flemultiplekseren 44. Fasesammenligneren 34 er utstyrt med to styreutganger A og B som anvendes for styring av radiomottagerne 17 og 18. The device 31 is provided with timing devices containing phase correction data which indicate the original absolute phase differences between the three atomic clocks. Additional stored information may; as desired is produced or developed in the device 3-1, which e.g. direction indications, distance values, course, and known distance to the desired position within a pelagic area, e.g. as shown 4 in fig. IA. In certain embodiments, such as at a fast moving station C, doubler correction data may be developed or stored in the device 31. In the embodiment shown in FIG. 7, the atomic clock 19 produces a time signal t^ which is used to derive, by means of circuits not shown, further time signals which are generally denoted by t and are used for synchronizing the calculator 27, the position holder 28, the multiplexer 43 and the multiplexer 44. The phase comparator 34 is equipped with two control outputs A and B which are used for controlling the radio receivers 17 and 18.

Skjønt betraktningene ovenfor hovedsakelig dreier seg om oppfinnelsens fremgangsmåte og anlegg i et to-dimensjonalt system, vil det være åpenbart at oppfinnelsen like godt kan finne anvendelse i et tre-dimensjonalt system. Et -sådant system vil f.eks. være hensiktsmessig for bestemmelse av posisjonen for et luftfartøy eller en annen gjenstand som forflytter seg i tre dimensjoner. Fig. IB, 1C og ID viser tre eksempler på sådanne tre-dimensjonale systemer. Although the considerations above mainly relate to the invention's method and installation in a two-dimensional system, it will be obvious that the invention can just as well find application in a three-dimensional system. Such a system will e.g. be appropriate for determining the position of an aircraft or other object moving in three dimensions. Figures 1B, 1C and 1D show three examples of such three-dimensional systems.

Iffig. IBér det vist at et tre-dimensjonalt system i henhold til oppfinnelsen kan omfatte senderstasjoner A, B, D som hver er anbragt Iffy. Let it be shown that a three-dimensional system according to the invention can comprise transmitter stations A, B, D, each of which is placed

i kjent posisjon og innbyrdes avstand. En mottagerstasg.on C som bæres av et luftfartøy, befinner seg i ukjent posisjon og er gjenstand for posisjonsbestemmel se i tre dimensjoner. De tre senderstasjoner.A, B og \ p f ig . 1B) kan være utført som sender stas j onen i fig. 2, 3, 4 eller 5, idet den eneste vesentlige forskjell mellom sender stas j onene A, B og D er at f orsk j el 1 ige ^radiofrekvenser utstråles fra de forskjellige stasjoner. Som angitt i fig. IB, in a known position and distance from each other. A receiver station C carried by an aircraft is in an unknown position and is subject to position determination in three dimensions. The three transmitter stations.A, B and \ p f ig . 1B) can be designed like the transmitting station in fig. 2, 3, 4 or 5, as the only significant difference between transmitter stations A, B and D is that different radio frequencies are emitted from the different stations. As indicated in fig. IB,

bæres mottagerstasjonen C av et luftfartøy. Denne mottager-the receiving station C is carried by an aircraft. This receiver-

stasjon C (fig. IB) kan være konstruert på lignende måte som f.eks. mottagerstasjonen i fig. 6 eller fig. 7, idet det vil forstås at mottagerstasjonen i alle tilfeller må være forsynt med en ytterligere radiomottager innrettet for mottagning av signaler fra senderstasjonen D, samtidig som stasjonen må være utstyrt med instrumentutrustning for utvikling av A fase D, således at Rnr-signaler kan tilføres regnemaskingen 27 i tillegg til signalene RA(_. og RBCsom angir henhv. A fase A og A B. Frekvenssyntetisatoren 41 (fig. 6) eller 42 (fig. 7).vil naturligvis frembringe et lokal - station C (fig. IB) can be constructed in a similar way as e.g. the receiving station in fig. 6 or fig. 7, as it will be understood that the receiving station must in all cases be provided with an additional radio receiver designed to receive signals from the transmitting station D, at the same time that the station must be equipped with instrument equipment for the development of A phase D, so that Rnr signals can be supplied to the calculation machine 27 in addition to the signals RA(_. and RBC which respectively indicate A phase A and A B. The frequency synthesizer 41 (fig. 6) or 42 (fig. 7) will naturally produce a local -

signal med samme frekvens som frembringes av frekvenssyntetisatoren 14 (fig. 2, 3^og 5), .eller eventuelt det dobbelte av nevnte frekvens fra frekvenssyntetisatoren 14 (fig. 4). signal with the same frequency as that produced by the frequency synthesizer 14 (fig. 2, 3 and 5), or possibly twice the said frequency from the frequency synthesizer 14 (fig. 4).

I fig. 1C omfatteret tre-dimensjonalt system for posisjonsbestemmelse i henhold til oppfinnelsen en senderstasjon A som er plassert i kjent posisjon, en senderstasjon B som likeledes er plassert i kjent posisjon, idet stasjonene A >og 'B er plassert på en kjent basislinje Rgase>mens en mottagerstasjon C, som er vist båret av et luftfartøy, har ukjent posisjon og er gjenstand for posisjonsbestemmelsen. I den utførelse som er vist i fig. 1C, kan de to senderstasjoner A og B være konstruert som vist i fig. 2, 3, 4 In fig. 1C, the three-dimensional system for position determination according to the invention comprises a transmitter station A which is placed in a known position, a transmitter station B which is likewise placed in a known position, the stations A > and 'B being placed on a known baseline Rgase> while a receiver station C, which is shown carried by an aircraft, has an unknown position and is the subject of the position determination. In the embodiment shown in fig. 1C, the two transmitter stations A and B may be constructed as shown in fig. 2, 3, 4

eller 5, mens. mottager stas jonen C f.eks. kan være utført enten som angitt i fig. ^6 eller i fig. 7. I det anlegg som er vist i fig. or 5, while. receiver stasis ion C e.g. can be carried out either as indicated in fig. ^6 or in fig. 7. In the plant shown in fig.

1C er imidlertid mottagerstasjonen C, som bæres av luftfartøyet, utstyrt med en -høydemåler (ikke vist) av kjent konstruksjon og innrettet for å utlede høydedata som tilføres regnemaskinen 27 1C, however, the receiving station C, which is carried by the aircraft, is equipped with an altimeter (not shown) of known construction and arranged to derive altitude data which is fed to the calculator 27

(fig. 6 og 7), for derved å gjøre det mulig for regnemaskingen 27.(fig. 6 and 7), thereby making the calculation 27 possible.

å bestemme posisjonen for stasjon C i tre dimensjoner, idet maskinen 27 i tillegg er i stand -til å bestemme avstandene R. og R i samsvar med det system som er antydet i fig. IA. to determine the position of station C in three dimensions, the machine 27 being additionally capable of determining the distances R. and R in accordance with the system indicated in fig. IA.

Det skal nå henvises til fig. ID, som viser et tre-dimensjonal't system av samme art som vist i fig. IB, idet den eneste vesentlige forskjell er at senderstasjonen D bæres av en jordsatelitt. Denne Reference must now be made to fig. ID, which shows a three-dimensional system of the same kind as shown in fig. IB, the only significant difference being that the transmitter station D is carried by an earth satellite. This

■ satelitt kan enten'være en synkron satelitt eller en ikke-synkron sådan. Hvis satelitten er anordnet i synkron jordbane vil dens stilling være fast i forhold til senderstasjonene'A og B (fig. ID), således at anlegget vil fungere på samme måte som det anlegg som er ■ satellite can either be a synchronous satellite or a non-synchronous one. If the satellite is arranged in synchronous earth orbit, its position will be fixed in relation to the transmitter stations'A and B (fig. ID), so that the facility will function in the same way as the facility that is

vist i fig. IB. Hvis vedkommende satelitt ikke er anordnet i synkron bane, vil dens stilling stadig forandres i forhold til posisjonene for senderstasjonene A og B (fig. ID) i overensstemmelse med et forut bestemt mønster. I det siste tilfelle kan regnemaskinen 27 (fig. 6 og 7) være utstyrt med et datalager som avgir et signal som representerer den foreliggende posisjon for den ikke synkrone satelitt til enhver tid. ( Ut fra signaler som representerer Afase A, A fase B, A fase D, RAC, RBC, , liksom i fig. IB, shown in fig. IB. If the satellite in question is not arranged in a synchronous orbit, its position will constantly change in relation to the positions of the transmitter stations A and B (fig. ID) in accordance with a predetermined pattern. In the latter case, the calculator 27 (fig. 6 and 7) can be equipped with a data store which emits a signal representing the present position of the non-synchronous satellite at any time. ( From signals representing A phase A, A phase B, A phase D, RAC, RBC, , as in fig. IB,

samt det signal som representerer den foreliggende posisjon for den ikke synkrone jordsatelitt, kan således regnemaskinen 27 as well as the signal representing the current position of the non-synchronous earth satellite, the calculator 27 can thus

(fig. 6 og 7) ubestemme posisjonen for mottagerstasjonen C. (fig. 6 and 7) determine the position of the receiving station C.

Foregående beskrivelse, den ovenfor beskrevede apparatur, og nærmere bestemt den som henfører seg til de mottagerstasjoner som er vist i fig. 6bg 7, omfatter anvendelse av avstemte radiofrekvensmottagere i mottagerstas jonen. Mottagernes s tøyavvishingskar ak teris'tikker kan forbedres betraktelig ved anvendelse av superheterodyn-mottagere, Previous description, the apparatus described above, and more specifically that which refers to the receiver stations shown in fig. 6bg 7, includes the use of tuned radio frequency receivers in the receiver station. The noise rejection characteristics of the receivers can be improved considerably by using superheterodyne receivers,

og særlig sådanne mottagere med dobbelt frekvensomforming. Da trinnene i mottagerne hensiktsmessig har lav forsterkning og stor båndbredde, f.eks. 2 - 3 KHz, med det formål å unngå uønskede fase-forskyvninger, ér det ønskelig å anvende superheterodyn-mottagere av den type som kan avvise støysignaler samtidig som faseforholdene bibeholdes for de signaler som forsterkes. En sådan superheterodyn-mottager, som f.eks. kan anvendes som mottager 17 (fig. 6 og 7) og likeledes som de øvrige mottagere som anvendes i vedkommende mottagerstasjon, er vist i fig. 8. I fig. 8 er det vist at hver av mottagerne 17 og 18 i en mottagerstasjon omfatter i kaskade en radiofrekvensforsterker 71, en første blander 72, en første mel1omfrekvensstrimmel 73, en annen blander 74 samt en annen mellomfrekvensstrimmel 75. Mottageren omfatter frekvenssyntetisatorer 76 og 77 som er utstyrt med hver sin inngang tilsluttet atomklokken 19.(fig. 6), idet frekvenssyntetisatorene frembringer signaler med passende frekvens for lokaloscillatorer som avgir signaler til blanderne 72 og 74. and especially such receivers with double frequency conversion. As the stages in the receivers appropriately have low gain and large bandwidth, e.g. 2 - 3 KHz, with the aim of avoiding unwanted phase shifts, it is desirable to use superheterodyne receivers of the type that can reject noise signals while maintaining the phase conditions for the signals being amplified. Such a superheterodyne receiver, such as e.g. can be used as receiver 17 (fig. 6 and 7) and similarly to the other receivers used in the relevant receiver station, shown in fig. 8. In fig. 8 it is shown that each of the receivers 17 and 18 in a receiver station comprises in cascade a radio frequency amplifier 71, a first mixer 72, a first intermediate frequency strip 73, another mixer 74 and another intermediate frequency strip 75. The receiver comprises frequency synthesizers 76 and 77 which are equipped with each input connected to the atomic clock 19 (fig. 6), as the frequency synthesizers produce signals with a suitable frequency for local oscillators which emit signals to the mixers 72 and 74.

Mellomfrekvensstrimlene 73 og 75 er omhyggelig konstruert for ikkeThe intermediate frequency strips 73 and 75 are carefully designed to not

å forvrenge de signaler som forsterkes,, særlig med hensyn til den faseinformasjon som mellomfrekvenssignalene overfører, hvilket vil si at nevnte strimler benytter seg av faselåste forsterkere i kraft av sine tilordnede lokaloscillatorer, som styres fra to distort the signals that are amplified, particularly with regard to the phase information that the intermediate frequency signals transmit, which means that said strips make use of phase-locked amplifiers by virtue of their assigned local oscillators, which are controlled from

syntetisatorer tilsluttet atomklokken. Da blanderne 72 og 74 er utstyrt med innganger styrt fra atomklokken 19 (fig. 6), vil faseinformas^onen i de signaler som overføres gjennom mottageren samt modul asjonsinformasjonen ikke bli forvrengt eller ødelagt. synthesizers connected to the atomic clock. As the mixers 72 and 74 are equipped with inputs controlled from the atomic clock 19 (Fig. 6), the phase information in the signals transmitted through the receiver as well as the modulation information will not be distorted or destroyed.

Utgangssignalet fra den annen mellomfrekvensforsterker tilføres en demodulator 78, som i sin tur avgir sitt utgangssignal til en inngang for fasesammenligneren 23 (fig. 6) som mottar et tilsvarende signal fra frekvenssyntetisatoren 41. The output signal from the second intermediate frequency amplifier is supplied to a demodulator 78, which in turn outputs its output signal to an input for the phase comparator 23 (Fig. 6) which receives a corresponding signal from the frequency synthesizer 41.

Utgangssignalet fra den annen mellomfrekvensforsterker tilføresThe output signal from the second intermediate frequency amplifier is supplied

også en inngang for fasebestemmelsesenheten 20 (fig. 6), hvis annen inngang tilføres signal fra frekvenssyntetisatoren 29 (fig. 6). also an input for the phase determination unit 20 (fig. 6), whose other input is supplied with a signal from the frequency synthesizer 29 (fig. 6).

Denne frekvenssyntetisator 29 avgir et signal med samme frekvensThis frequency synthesizer 29 emits a signal with the same frequency

som mellomfrekvenssignalet i det tilfelle mottagerstasjonen mottar dobbelt sidebånd og ikke undertrykt bærefrekvens eller et enkelt sidebånd sammen med ikke undertrykt bærefrekvens. I det tilfellet mottagerstas jonen mottar en dobbelt sidetone med "undertrykt bærefrekvens, må den frekvens som tilføres fasebestemmelsesenheten.20 (fig. 6) fra atomklokken 19 (fig. 6) tilsvare vedkommende mellom-frekvenssignal i tillegg eller fradrag av den modul asjonsfrekvens som- påføres i senderstasjonen. Fasen av en av sidetonene anvendes således i stedet for bærebølgens' fase for den grove posisjonsbestemmelse. Fortrinnsvis anvendes den nedre sidetone. as the intermediate frequency signal in case the receiving station receives double sideband and unsuppressed carrier frequency or a single sideband together with unsuppressed carrier frequency. In the event that the receiving station receives a double sidetone with "suppressed carrier frequency, the frequency supplied to the phase determination unit 20 (fig. 6) from the atomic clock 19 (fig. 6) must correspond to the relevant intermediate frequency signal plus or minus the modulation frequency which- is applied in the transmitting station. The phase of one of the sidetones is thus used instead of the carrier wave's phase for the rough position determination. The lower sidetone is preferably used.

Skjønt foreliggende oppfinnelse er beskrevet ved utførelser som omfatter en bevegelig mottagerstasjon og to eller tre senderstasjoner, vil det forstås at mottager stasjonen eventuelt kan være fast og en av senderstasjonene bevegelig. I visse spesielle anvendelser kan alle stasjoner være bevegelige. Although the present invention is described in terms of embodiments that include a movable receiver station and two or three transmitter stations, it will be understood that the receiver station may possibly be fixed and one of the transmitter stations movable. In certain special applications, all stations may be movable.

Skjønt foreliggende oppfinnelser generelt har blitt anskueliggjort ved hjelp av utførelser hvori signalutgangene fra f^asesammenlignerne foreligger i digital form, kan utgangssignalene fra disse enheter hvis så ønskes gjøres analoge, hvorved de analoge utgangssignaler kan kombineres i et kretsnettverk, servosystem e.l. For nøyaktighetens skyld er imidlertid utgangssignalene fra fasesammenlignerne fortrinnsvis digitale. Although the present inventions have generally been illustrated by means of embodiments in which the signal outputs from the phase comparators are in digital form, the output signals from these units can, if desired, be made analogue, whereby the analogue output signals can be combined in a circuit network, servo system etc. For the sake of accuracy, however, the output signals from the phase comparators are preferably digital.

Målesystemet i henhold til foreliggende oppfinnelse er meget nøyaktig og innebærer eliminering av flertydige feltangivel ser uten behov av drift til enhver tid eller akkumulering av feltangivelser, f.eks. når et fartøy som bærer mottagerstasjonen forlater kysten og stikker tilsjøs. The measuring system according to the present invention is very accurate and involves the elimination of ambiguous field indications without the need for operation at all times or the accumulation of field indications, e.g. when a vessel carrying the receiving station leaves the coast and goes out to sea.

De. atomklokker som anvendes i henhold til oppfinnelsen kan være utstyrt med cesiumstråle-rør av samme art som det rør som utgjør en del av .Hewl ett>-Packards cesiumstråle-frekvensstandard, som selges under model1-angivel sen 5061A. Senderne og mottagerne kan være av forskjellige konstruksjoner, og bør være ytterst stabile. Den anvendte regnemaskin kan f.eks. være av typen Control Data Corporation 5103A eller av typen Control Data Corporation 469, idet den sistnevnte datamaskin er særlig egnet for anvendelse i luftfartøyer. The. atomic clocks used in accordance with the invention may be equipped with cesium beam tubes of the same type as the tube which forms part of the Hewlett-Packard cesium beam frequency standard, which is sold under the model number 5061A. The transmitters and receivers can be of different constructions, and should be extremely stable. The calculator used can e.g. be of the type Control Data Corporation 5103A or of the type Control Data Corporation 469, the latter computer being particularly suitable for use in aircraft.

Det vil forstås at mange variasjoner er mulig innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse, og den foregående detaljerte beskrivelse angir bare anskuelige utførelser. Det vil således.forstås at forskjellige forandringer kan gjøres av fagfolk på området innenfor oppfinnelsens prinsipielle omfang, slik det er uttrykt i det etterfølgende krav. It will be understood that many variations are possible within the scope of the present invention, and the foregoing detailed description indicates only illustrative embodiments. It will thus be understood that various changes can be made by experts in the field within the principle scope of the invention, as expressed in the following claim.

Claims

1. Procedure for determining position using radio signals

which are controlled by different frequency standards as well as transmitted from different transmitter stations and received in a receiver station arranged at a distance from the transmitter stations, the phases of the various received radio signals being compared with the phases of reference signals produced under the control of a frequency standard in the receiver station, with the aim of deriving distance information , during which the frequency and phase of the radio signals controlled by frequency standards and received by the receiver are known; characterized in that each of the mentioned radio signals is modulated with at least one single-tone low-frequency signal which is controlled by the respective frequency standards in the transmitting stations, so that the transmission times for the received radio signals are determined in the receiving station by comparing the respective phases of the demodulated received single-tone low-frequency signals with the phases of corresponding comparison signals, which are generated from the receiving station's frequency standard; whereby said phase comparison of the demodulated signals with the comparison signals gives a rough determination of the position, while phase comparison of the received radio signals with corresponding reference signals gives a fine determination of the position.

2. Procedure as stated in claim 1, characterized in that each of the radio signals is amplitude modulated with at least one single-tone low-frequency signal.

3. Procedure as stated in claim 2, characterized in that each of the radio signals is frequency modulated with at least one single-tone low-frequency signal.

4. Procedure as stated in claim 1, characterized in that each of the radio signals is phase modulated with at least one single-tone 1-frequency signal.

5. Method as set forth in one of claims 1-4, characterized in that each of the radio signals is periodically modulated with at least one single-tone 1affrequency signal.

6. Procedure as stated in claims 1-5, characterized in that each of the radio signals is controlled by an assigned atomic clock.

7. Procedure as stated in claims 1-6, characterized by - that the comparison signals and reference signals produced in the receiver are derived under the control of an atomic clock.

8. Facilities for carrying out the method specified in claims 1 - 7 and equipped with a number of transmitter stations that each include a frequency standard, as well as a receiver station that is also equipped with a frequency standard; characterized in that each transmitter station is further provided with a frequency generator (14) and a modulator (16,7, 116, or 216) both of which are controlled by the station's frequency standard (10) and are operationally arranged for modulating the station's radio transmitter (13, 113 or 213) with at least one single-tone 1avfrequency signal; while the receiving station is equipped with a frequency generator (41 or 42) arranged to be controlled by the receiving station's frequency standard (19), and whose output signal comprises at least one single-tone low-frequency comparison signal which is fed to a first phase comparison stage (22,23; 43,34), if other' input is connected to the receiving station's demodulators', which derive at least one single-tone, low-frequency signal from each of the received radio signals, while another phase comparison stage (20, 21; 30,32) is arranged in the receiving station, and receivers (17,18; 71 - 77) in this station transmits to said second phase comparison stage output signals which contain phase information about the received radio signals, the second phase comparison stage receiving its other input signals from frequency generators (29, 31; 33) arranged to control the frequency of the receiving station (19); whereby output signals from the first comparison stage constitute data for coarse determination of the position and output signals from the second comparison stage constitute data for fine determination of the position.

9. Facilities as stated in claim 8, characterized in that the modulator (16) in each transmitter station consists of a frequency modulator known per se.

10. Facilities as stated in claim 8, characterized in that the modulator (16) in each receiver station consists of an amplitude modulator known per se.

11. Facilities as stated in claim 8, characterized in that the modulator (16) in each transmitter station consists of a phase modulator known per se.

12. Facilities as stated in claim 8, characterized by the fact that the modulator in each transmitter station consists of a balanced modulator (16, - fig. 3) with a side tone filter.

13. Facilities as stated in claim 8, characterized in that the modulator in each transmitter station consists of a balanced modulator (116, fig. 4).

14. Facilities as stated in claim 8, characterized in that the modulator (216, fig. 5) in each transmitter station receives at least one single-tone 1 off-frequency signal from the relevant frequency generator (14) through an assigned gate circuit (217, fig. 5) which receives a time signal from an assigned pulse-forming timing circuit (219, fig. 5) controlled from the associated frequency standard (10) through an assigned frequency synthesizer (218, fig. 5)-.

15. Facilities as specified in requirements 8 - 14, characterized by the fact that each of the individuals, frequency standards in the transmitter stations are made up of one assigned atomic clock (10).

16. Facilities as stated in requirements 8-15, characterized in that a calculator is arranged for receiving output signals from the first phase comparison stage (22, 23; 43, 34) as well as from the second phase comparison stage (20, 21; 30, 32); as the calculator is designed to emit signal values that represent the receiver station's distances from the respective transmitter stations.

17. Facilities as stated in claim 16, characterized in that an indication device (26, 28) is arranged for indicating the calculator's output signal values.

18. Receiver station for determining the propagation time of a received radio signal which is modulated with at least one single-tone low-frequency signal, which is emitted from at least one transmitter station, in particular for carrying out the method specified in claim 1, the transmitter station being equipped with a frequency standard and a first phase comparison step for determining the phase of the received radio signals or signals derived from these radio signals with the phase of one or more signals generated in the receiving station under control of said frequency standard; characterized by a demodulator stage which is supplied to said received radio signals or derived signals and serves to demodulate said signals for the recovery of said single-tone low-frequency signal; a frequency generator (41 or 42) controlled by said frequency standard (195; as well as another phase comparison stage (22,23 or 34, 43) which at its one input receives the demodulated single-tone 1off-frequency signal and at its other input receives signals under control from said frequency generator ( 19); whereby the output signals from the second phase comparison stage represent coarse distance information and the output signals from the first phase comparison stage represent fine phase information.

19. Receiver station as specified in claim 18, characterized in that the frequency standard (19) is an atomic clock.

20. Receiver station as stated in claim 18 or 19, characterized in that the deraodulator stage comprises at least two amplitude demodulators.

21. Receiver station as stated in claim 18 or 19, characterized in that the demodulator stage comprises at least two frequency demodulators.

22. Receiver station as stated in claim 18 or 19, characterized in that the demodulator stage comprises at least two phase demodulators.

23. Receiver station as specified in requirements 18 - 22, characterized in that a calculator (27) is arranged to be able to receive output signals from the first phase comparison stage (20,21 or 30,32) as well as from the second phase comparison stage (22,23 or 43,34) with the purpose of producing signals which indicates the receiving station's distance from each transmitting station. 2y'.

Receiver station as stated in claim 23, characterized in that it comprises an instruction device (26, 28) for rendering signal values emitted from the calculator (27).

25. Receiver station as stated in claim 23 or 24, characterized in that the calculator (27) receives signals from the first phase comparison stage (20,21 or 30,32) as well as from the second phase comparison stage (22,23 or 43,34) and emits output signals representing the distance of the receiving station from the transmitting stations.

26. Transmitter station for sending out radio signals suitable for accurately determining the signal's propagation time to a remote receiver station for carrying out the method specified in claim 1, the transmitter station being equipped with a frequency standard that controls a frequency generator, which in turn emits a carrier signal to a transmitter stage; characterized by another frequency generator (14), which is likewise controlled by the frequency standard (10) and in turn controls a modulator (16, 116 or 216) which modulates the high-frequency signal in the transmitter stage (13, 113 or 213) with at least one single-tone frequency signal under the control of the frequency standard (10), in that said single-tone frequency signal upon reception in the receiving station is used for rough determination and the carrier wave signal is for fine determination of the receiving station's position.

27. Transmitter station as stated in claim 26, characterized in that the modulator (16, fig. 2) is a frequency, phase or amplitude modulator of a known type per se.

28. Transmitter station as stated in claim 26, characterized in that the modulator (16) fig. 3) consists of a balanced modulator and a sidetone filter, both of which are of a known type per se.

29. Transmitter station as specified in claim 26, characterized in that the modulator (116, fig. 4) consists of a balanced modulator known per se.

30. Transmitter station as stated in claim 26, characterized in that the modulator (216, fig. 5) receives its single-tone frequency signal through a gate circuit (217) controlled by a pulse-forming timing circuit (219), which in turn is supplied with a signal from a frequency generator (218) - which is controlled by said f frequency standard., (10) .