SE468452B - Position-indicating system and position station for a position-indicating system - Google Patents

Position-indicating system and position station for a position-indicating system

Info

Publication number
SE468452B
SE468452B SE9102362A SE9102362A SE468452B SE 468452 B SE468452 B SE 468452B SE 9102362 A SE9102362 A SE 9102362A SE 9102362 A SE9102362 A SE 9102362A SE 468452 B SE468452 B SE 468452B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
station
time
signals
stations
radio channel
Prior art date
Application number
SE9102362A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9102362L (en
SE9102362D0 (en
Inventor
Haakan Lans
Original Assignee
Haakan Lans
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Haakan Lans filed Critical Haakan Lans
Publication of SE9102362D0 publication Critical patent/SE9102362D0/en
Priority to AU22913/92A priority Critical patent/AU661706B2/en
Priority to US08/170,167 priority patent/US5506587A/en
Priority to ES92914913T priority patent/ES2109366T3/en
Priority to DK92914913.6T priority patent/DK0592560T3/en
Priority to DE69221871T priority patent/DE69221871T2/en
Priority to PCT/SE1992/000485 priority patent/WO1993001576A1/en
Priority to KR1019930704118A priority patent/KR100238959B1/en
Priority to BR9206225A priority patent/BR9206225A/en
Priority to RU93058671A priority patent/RU2108627C1/en
Priority to CA002111980A priority patent/CA2111980C/en
Priority to EP92914913A priority patent/EP0592560B1/en
Priority to AT92914913T priority patent/ATE157474T1/en
Priority to JP50217993A priority patent/JP3262332B2/en
Publication of SE9102362L publication Critical patent/SE9102362L/
Publication of SE468452B publication Critical patent/SE468452B/en
Priority to NO934868A priority patent/NO309670B1/en
Priority to FI935969A priority patent/FI109492B/en
Priority to GR970403102T priority patent/GR3025456T3/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/01Determining conditions which influence positioning, e.g. radio environment, state of motion or energy consumption
    • G01S5/011Identifying the radio environment
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/0009Transmission of position information to remote stations
    • G01S5/0072Transmission between mobile stations, e.g. anti-collision systems
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G3/00Traffic control systems for marine craft
    • G08G3/02Anti-collision systems
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0004Transmission of traffic-related information to or from an aircraft
    • G08G5/0008Transmission of traffic-related information to or from an aircraft with other aircraft
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0004Transmission of traffic-related information to or from an aircraft
    • G08G5/0013Transmission of traffic-related information to or from an aircraft with a ground station
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0043Traffic management of multiple aircrafts from the ground
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/04Anti-collision systems

Abstract

A movable position station 1 in an aircraft contains a satellite receiver 4 which supplies position data for the station in addition to time signals in UTC time. The time signals control a time base with sufficient accuracy for a large population of stations to have access to well- defined time slots in a radio channel at a VHF or UHF frequency. All members of the population transmit identity and position signals, as a result of which each station can keep track of the positions of the others. A ground station at an airport can, by polling, control the otherwise spontaneous traffic when the aircraft is in its area. <IMAGE>

Description

468 452 2 deltagare runt jorden kan vara mycket stort. Den trängsel på radiokanalen som då uppstår erfordrar särskilda lösningar. 468 452 2 participants around the world can be very large. The congestion on the radio channel that then arises requires special solutions.

De antydda problemen löses enligt uppfinningen genom ett positionsindikerande system enligt den kännetecknande delen ' av krav 1 samt genom positionsstationer som företer de i den kännetecknande delen av krav 8 angivna särdragen. ß Ett första villkor för att råda bot på den trängsel i etern som måste bli följden med ett stort antal deltagare i samma kanal jorden runt är att varje rörlig stations räckvidd begränsas genom att använda en frekvens utan nämnvärd markvåg (VHF eller UHF). Räckvidden begränsas då till siktlinjeav- ståndet, som för flygplan kan vara 400 km, för fartyg cirka 50 km. Detta räcker emellertid inte, eftersom ett stort antal rörliga stationer kommer att ansamlas lokalt. Inom flygverk- samheten kan det till exempel finnas 500 plan eller mer inom 400 km radie.The indicated problems are solved according to the invention by a position indicating system according to the characterizing part of claim 1 and by position stations presenting the features stated in the characterizing part of claim 8. ß A first condition for remedying the congestion in the air that must result from a large number of participants in the same channel around the world is that the range of each mobile station is limited by using a frequency without significant ground wave (VHF or UHF). The range is then limited to the line of sight distance, which for aircraft can be 400 km, for ships about 50 km. However, this is not enough, as a large number of mobile stations will accumulate locally. In aviation operations, for example, there may be 500 planes or more within a radius of 400 km.

Ett andra nödvändigt villkor enligt uppfinningen är därför att den använda radiokanalen skall kunna tätpackas i tidsför- delning, så att man åtminstone vid behov skall kunna erbjuda mycket frekventa positionsbestämningar.A second necessary condition according to the invention is therefore that the radio channel used must be able to be tightly packed in time distribution, so that at least if necessary it must be possible to offer very frequent position determinations.

Ett önskemål enligt uppfinningen är då att rörliga stationer, som befinner sig utanför ansamlingsområden, skall minska sin positionsangivande frekvens till ett minimum, till förmån för övriga.A wish according to the invention is then that mobile stations, which are located outside accumulation areas, should reduce their position-indicating frequency to a minimum, in favor of others.

Dessa nödvändiga villkor är enligt uppfinningen inte till- räckliga. Det fordras också en mycket strikt tidsuppdelning mellan stationerna, för att tillräckligt många skall kunna beredas plats i samma radiokanal.According to the invention, these necessary conditions are not sufficient. A very strict division of time between the stations is also required, so that enough people can be accommodated in the same radio channel.

Enligt uppfinningen utgår man vid denna tidsuppdelning från, en för alla deltagare gemensam noggrann tidbas, ur vilken användbara tidluckor lokalt beräknas. Vid mera lokala system kan särskilda tidssignaler från fasta stationer utnyttjas, -- K 468 452 3 men vid satellitnavigering (GPS) erhålles automatiskt en tidbassignal, eftersom var och en av satelliterna utsänder UTS-tid, varför en rörlig station kan påräkna att ha sann UTS-tid med en noggrannhet av cirka 100 ns. Uppenbara mili- tärt grundade skäl gör att tidssignalerna från satelliterna på kodat sätt bibringats ett tidsjitter, men, som skall visas nedan, är noggrannheten ändå tillräcklig för uppfinningens ändamål, framför allt därför att alla var för sig med denna noggrannhet besitter en sådan tidbas.According to the invention, this time division is based on a precise time base common to all participants, from which useful time slots are calculated locally. For more local systems, special time signals from fixed stations can be used, - K 468 452 3 but with satellite navigation (GPS) a time base signal is automatically obtained, since each of the satellites transmits UTS time, so a mobile station can expect to have true UTS time with an accuracy of about 100 ns. Obvious military reasons mean that the time signals from the satellites are coded in a timed manner, but, as will be shown below, the accuracy is still sufficient for the purposes of the invention, in particular because everyone individually possesses such a time base.

I stället för en sådan sann tidsnormal är det också möjligt att låta en av enheterna i populationen genom lottning göras till tidsmaster, så att alla stationer i närheten följer denna, när det gäller tidluckornas fördelning. Med hänsyn till att GPS-systemet lämnar så god standardtid, föredrages emellertid att bygga därpå.Instead of such a true time standard, it is also possible to have one of the units in the population by lottery become a time master, so that all stations in the vicinity follow this, in terms of the distribution of time slots. However, given that the GPS system leaves such a good standard time, it is preferable to build on it.

Ett tredje villkor enligt uppfinningen är att man måste garantera att inte två rörliga stationer ovetande stör ut varandra. Även om en tidkanal från början tagits i anspråk som ledig, kan en rörlig station som närmar sig ha lagt beslag på samma tidkanal. Ingen av dem kan då upptäcka detta, eftersom de inte kan mottaga samtidigt som de sänder. Sär- skilda försiktighetsmått tages enligt uppfinningen för att eliminera denna risk.A third condition according to the invention is that it must be guaranteed that two moving stations do not unknowingly interfere with each other. Even if a time channel was initially used as vacant, a moving station approaching may have seized the same time channel. None of them can then detect this, because they can not receive at the same time as they send. Special precautions are taken according to the invention to eliminate this risk.

Enligt uppfinningens grundprincip utnyttjas sålunda i varje rörlig station tidluckor definierade av en gemensam tidbas, och varje rörlig station söker välja tidluckor som inte är upptagna av någon annan rörlig station. Samtidigt avlyssnar varje station den förutbestämda radiofrekvensen och beräknar åtminstone de närmaste grannarnas relativa läge i förhållande till det egna läget. Den egna stationen väljer med utgångs- punkt härifrån hur ofta den själv skall sända. Ett flygplan över "tomma havet" sänder kanske ut sin positiön en gång i minuten, medan ett flygplan i mycket tät trafik kan behöva ge sin position med mycket korta intervall. 4r> (p.Thus, according to the basic principle of the invention, in each mobile station time slots defined by a common time base are used, and each mobile station seeks to select time slots which are not occupied by any other mobile station. At the same time, each station listens to the predetermined radio frequency and calculates at least the relative position of the nearest neighbors in relation to its own position. Based on this, the own station chooses how often it will broadcast itself. An aircraft over the "empty sea" may send out its position island once a minute, while an aircraft in very heavy traffic may need to give its position at very short intervals. 4r> (p.

CO 452 4 I enlighet med ett annat arbetssätt med pollning kan de rörliga stationerna underställas en central, som beordrar dessa att inte längre "fritt" och spontant välja tidluckor utan endast sända på order. I närheten av en flygplats kan till exempel närliggande flygplan tillordnas var sitt tal och sedan beordras att sända i nummerordning i var sin successiv tidlucka, vilket ger maximal densitet och optimalt utnytt- jande. Flygledningen har då, med hänsyn till de höga nog- grannheterna i positionsangivelserna, goda möjligheter att med datorstöd hålla ordning på en långt större trafikinten- sitet än vad som för närvarande, observation, är möjligt. med enbart radar och visuell Uppfinningen är inte begränsad till användning i luften och på haven, utan kan även utnyttjas på land, för att hålla reda på till exempel taxibilar eller rent av djur, med vederbörliga don. som försetts I vissa fall och enligt en särskild utföringsform kan pollningen gå längre än till att bara begära positionsangivelse för den rörliga stationen. Varje rörlig station har i sitt minne lagrade positionerna för de andra rörliga stationer som den själv tagit emot. Det är då möjligt att från centralen begära utsändning av detta minnes- innehåll till centralen, varigenom stationer kan lokaliseras, vilkas egna sändningar kanske inte mottagits av centralen.CO 452 4 In accordance with another approach to polling, the mobile stations can be subordinated to a central office, which orders them to no longer "freely" and spontaneously select time slots but only send on orders. In the vicinity of an airport, for example, nearby aircraft can be assigned a separate number and then ordered to transmit in numerical order in their respective successive time slots, which provides maximum density and optimal utilization. The air traffic control then has, in view of the high accuracies in the position indications, good opportunities to keep track of a much larger traffic intensity with computer support than is currently possible, observation. with only radar and visual The invention is not limited to use in the air and on the seas, but can also be used on land, to keep track of, for example, taxis or even animals, with appropriate equipment. provided In some cases and according to a particular embodiment, polling may go beyond just requesting a position indication for the moving station. Each mobile station has stored in its memory the positions of the other mobile stations which it itself has received. It is then possible to request transmission of this memory content from the exchange to the exchange, whereby stations can be located, whose own transmissions may not have been received by the exchange.

Utifrån det grundläggande, att alla rörliga stationer i systemet besitter en noggrann tidbas, kan tillordnandet/till- gripandet av tidluckor ske på många sätt, liksom hur långa de skall vara, samt tillämpad signaleringshastighet och därmed bandbredden kan variera.Based on the principle that all moving stations in the system have an accurate time base, the assignment / recourse of time slots can take place in many ways, as well as how long they should be, and the applied signaling speed and thus the bandwidth can vary.

Beroende på omständigheterna upptar den utväxlade informatio- . nen för varje enhet 150-200 bitar. Med en sändningshastighet av 9600 baud tar ett dylikt meddelande maximalt drygt 20 ms. ¿ Att övergå från mottagning till sändning tar tid, upp till 1 ms, och eftersom stationen måste avlyssna alla tidluckor där den inte sänder, lägges denna dödtid lämpligen först i tid- luckan, varigenom också nästa tidluckas eventuella meddelande från annan station hinner avlyssnas. En lämplig längd på 468 452 tidluckan kan då vara 25 ms, så att varje minut omfattar 2400 tidsluckor. Av praktiska skäl är det lämpligt att låta en viss period, till exempel en minut, utgöra ett slags maxiram, som kan tänkas uppdelad i miniramar om till exempel 6 sekun- der, vardera innefattande alltså 240 tidluckor.Depending on the circumstances, it exchanges information. for each unit 150-200 bits. With a transmission speed of 9600 baud, such a message takes a maximum of just over 20 ms. ¿Switching from reception to transmission takes time, up to 1 ms, and since the station must listen to all time slots where it does not transmit, this dead time is preferably placed first in the time slot, whereby any next time slot message from another station also has time to listen. A suitable length of the 468,452 time slot can then be 25 ms, so that each minute comprises 2400 time slots. For practical reasons, it is appropriate to let a certain period, for example one minute, constitute a kind of maxi frame, which can conceivably be divided into mini-frames of, for example, 6 seconds, each comprising 240 time slots.

Varje station avlyssnar trafiken på bandet och registrerar i sitt minne vilka kanaler som är lediga samt registrerar position etc. för de stationer vilkas signaler uppfattas.Each station listens to the traffic on the band and registers in its memory which channels are free and registers position etc. for the stations whose signals are perceived.

Denna information bearbetas automatiskt för att avgöra hur nära grannarna ligger och bestämma hur ofta sändning skall ske samt hålla reda på lediga kanaler. Den som inte har nära grannar behöver inte sända så ofta, till exempel bara en gång i minuten.This information is processed automatically to determine how close the neighbors are and determine how often the transmission should take place and keep track of available channels. Those who do not have close neighbors do not have to send as often, for example only once a minute.

Informationen kan också beredas för att visas på en monitor.The information can also be prepared to be displayed on a monitor.

I lämplig skala kan då på en skärm visas kringliggande sta- tioner, med en vektor vars längd utvisar hastigheten, och med siffermässig visning av höjden. I motsats till vad som erhål- les vid radar är denna bild också hänförd till fast koordi- natsystem ("plottad") Följaktligen erhålles i god tid en bild av eventuella kollisionsrisker. - I vissa fall, till exempel för att hålla ordning på betjänande fordon vid en flygplats, kan man utesluta monitorn i fordonet. Det räcker då om led- ningen har överblicken.On a suitable scale, surrounding stations can then be displayed on a screen, with a vector whose length indicates the speed, and with a numerical display of the height. In contrast to what is obtained with radar, this image is also attributed to a fixed coordinate system ("plotted"). Consequently, a picture of possible collision risks is obtained in good time. - In some cases, for example to keep track of servicing vehicles at an airport, you can exclude the monitor in the vehicle. It is enough then if the management has the overview.

Varje station utför också sändning, antingen autonomt eller i polling-mod.Each station also performs transmission, either autonomously or in polling mode.

Vid autonom sändningsmod väljer sändaren en tidlucka som inte uppfattats som upptagen av en annan station. För att hindra att mer än en station tillgriper samma tidlucka och blockerar denna, något ingen av dem kan varsebli, eftersom de inte kan motta när de sänder, byter man systematiskt tidlucka, varje gång eller åtminstone ofta med utnyttjande av en slumptals- generator (pseudo-random-algoritm). Till exempel kan man hoppa ett slumpvis bestämt antal luckor till en ny ledig 468 452 6 lucka varje gång. Därigenom elimineras risken för varje systematisk ömsesidig utstörning.In autonomous transmission mode, the transmitter selects a time slot that is not perceived as occupied by another station. To prevent more than one station from accessing and blocking the same time slot, something neither of them can detect, as they cannot receive when they transmit, a time slot is systematically changed, each time or at least often using a random number generator (pseudo -random-algorithm). For example, you can jump a random number of slots to a new free 468 452 6 slot each time. This eliminates the risk of any systematic mutual disturbance.

Pollning utföres normalt från en fast station, till exempel från flygledningen vid ett flygfält. Den fasta stationen har samma tidbas och kan i en ledig tidlucka anropa rörliga stationer, vilka tillordnas ordningstal och omställer sig till att sluta med autonom utsändning samt att endast sända på order. En sändningsorder från den fasta stationen pollar sedan dessa rörliga stationer till att i tur och ordning i successiva tidluckor sända sin information, varvid den fasta stationen har möjlighet att med godtycklig takt erhålla positionsangivelser. Sådan grupp-pollning kan göras utom- ordentligt effektiv. Lämpligen begränsas därtill ianspråk- tagna tidluckor till 75 % av hela antalet, men även med den begränsningen återstår i exempelfallet 1800 tidluckor per minut. Om man då vill hålla reda på 50 plan, kan de pollas 36 gånger per minut, det vill säga med mellanrum om i medeltal 1,7 sekunder. Detta skall jämföras med moderna radarsystem, vilkas antenner inte kan svepas runt med större hastighet än 6-8 sekunder per varv. Även flygledningen kan betrakta trafiken på monitor, i lämp- lig skala, och hålla en långt bättre övervakning än som hittills varit möjligt.Polling is normally performed from a fixed station, for example from the air traffic control at an airfield. The fixed station has the same time base and can, in a free time slot, call mobile stations, which are assigned serial numbers and switch to stop with autonomous broadcasting and to send only on orders. A transmission order from the fixed station then polls these moving stations to transmit its information in succession in successive time slots, whereby the fixed station has the possibility to obtain position indications at any rate. Such group polling can be done extremely efficiently. In addition, time slots used are limited to 75% of the total number, but even with that limitation, in the case of example, 1,800 time slots per minute remain. If you then want to keep track of 50 planes, they can be polled 36 times per minute, ie at intervals of an average of 1.7 seconds. This should be compared with modern radar systems, whose antennas cannot be swept around at speeds greater than 6-8 seconds per revolution. Air traffic control can also view traffic on a monitor, on an appropriate scale, and maintain far better monitoring than has been possible so far.

För flygtrafiken medför uppfinningen flera fördelar. En första fördel är att man kan avstå ifrån de hittills brukade, på radiofyrar byggande flygkorridorerna, vilka onödigtvis klumpat ihop trafiken och ibland förlängt flygvägen mellan flygplatser. En andra fördel är att möjligheten från flygled- ningens sida att hålla reda på ankommande och avgående flyg- plan förbättras. I många fall kan kapaciteten på en land- ningsbana ökas. Vid vindstilla kvarstår visserligen efter landning kraftiga luftvirvlar över banan under en eller annan minut, men normalt bortföres dessa mycket snabbt av vinden, varför man redan vid måttlig sidvind kan väsentligt öka kapaciteten, eftersom säkerhetsavståndet mellan successivt 468 452 7 landande eller startande flygplan kan minskas utan att kolli- sionsrisken ökas. _ När det gäller sjöfarten är det stora problemet att många hårt trafikerade leder erbjuder stora problem, särskilt vid dåligt väder, och vidare kan kollisioner få mycket svåra följder. Även här är därför uppfinningen värdefull. I för- hållande till radar uppnås fördelen att hastigheternas rikt- ning på monitor kan utan problem plotta direkt i absolut koordinatsystem och inte, som direkt på radar, relativt det egna fartyget, något som i praktiken visat sig missvisande och olycksorsakande.For air traffic, the invention entails several advantages. A first advantage is that one can dispense with the hitherto used, on radio beacons building the flight corridors, which unnecessarily clogged the traffic and sometimes extended the flight path between airports. A second advantage is that the airline's ability to keep track of arriving and departing aircraft is improved. In many cases, the capacity of a runway can be increased. In calm winds, strong air vortices remain over the runway for one or another minute after landing, but normally these are removed very quickly by the wind, so even at moderate crosswinds the capacity can be significantly increased, as the safety distance between successive landing or take-off aircraft can be reduced without that the risk of collision is increased. When it comes to shipping, the big problem is that many heavily trafficked trails offer major problems, especially in bad weather, and furthermore collisions can have very serious consequences. Here too, therefore, the invention is valuable. In relation to radar, the advantage is achieved that the direction of the speeds on the monitor can without problems plot directly in the absolute coordinate system and not, as directly on radar, relative to the own vessel, something which in practice has proven to be misleading and accident-causing.

Om både sjöfarten och flyget är utrustade enligt uppfin- ningen, med var sin arbetsfrekvens, är en tilläggsfördel möjlig. Vid sjönöd kan man låta ett nödställt fartyg bryta sig in på flygets frekvens och avge ett nödmeddelande (SOS, MAYDAY), som då säkert uppfattas av något flygplans station, med hänsyn till den stora höjden. Den flygande stationen kan då bryta sig in på fartygsfrekvensen och där nå andra fartyg, vilka inte kan nås av positionssignaler från det nödställda fartyget.If both shipping and aviation are equipped according to the invention, each with its own operating frequency, an additional advantage is possible. In the event of a sea emergency, a distressed ship can be allowed to break into the frequency of the flight and issue an emergency message (SOS, MAYDAY), which is then probably perceived by an aircraft station, taking into account the high altitude. The flying station can then break into the ship frequency and there reach other ships, which cannot be reached by position signals from the distressed ship.

Nedanstående följer ett utföringsexempel, som avses förkla- rande men ej begränsande för uppfinningen. Fig. 1 visar ett blockschema över en station enligt uppfinningen. Fig. 2 visar dess kommunikationsprocessor.The following is an exemplary embodiment, which is intended to explain but not limit the invention. Fig. 1 shows a block diagram of a station according to the invention. Fig. 2 shows its communication processor.

Exempel En rörlig station enligt fig. 1 innefattar en enhet 1 som håller reda på och sköter trafiken, en presentationsdator 2 och en monitor 3, på vilken en pilot kan följa trafiken och visuellt kontrollera denna. Enheten 1 innefattar en satellit- mottagare 4 för GPS-systemet, som mottar signaler från flera satelliter, vilka innefattar tidssignaler och banelement. Ur dessa beräknas dels lokala tidssignaler, dels positionen för stationen, vilken information står till förfogande för kommu- nikationsprocessorn 5, vilken i sin tur är kopplad till en 452 8 sändarmottagare. Satellitmottagaren 4 arbetar på 1,4 GHz, medan sändarmottagaren arbetar på 438 MHz. Satellitmottagare av lämpligt slag kan i dag erhållas kommersiellt.Example A mobile station according to Fig. 1 comprises a unit 1 which keeps track of and manages the traffic, a presentation computer 2 and a monitor 3, on which a pilot can follow the traffic and visually control it. The unit 1 comprises a satellite receiver 4 for the GPS system, which receives signals from several satellites, which comprise time signals and path elements. From these, both local time signals and the position of the station are calculated, which information is available to the communication processor 5, which in turn is connected to a 452 8 transceiver. The satellite receiver 4 operates at 1.4 GHz, while the transmitter receiver operates at 438 MHz. Satellite receivers of a suitable type can today be obtained commercially.

Kommunikationsprocessorn framgår mera i detalj i fig. 2.The communication processor is shown in more detail in Fig. 2.

Följande information överföres vid varje utsändning. l. Startflagga samt kod för självständig utsändning eller pollningsbegärd utsändning. 2. Stationens identitetsbeteckning. 3. Position i longitud och latitud. 4. Höjd och riktning.The following information is transmitted during each broadcast. l. Start flag and code for independent broadcasting or polling broadcasting. 2. Identity of the station. 3. Position in longitude and latitude. 4. Height and direction.

. Hastighet. 6. Tidpunkt när dessa data var gällande (0-60 sekunder). 7. Checksumma. 8. Slutflagga.. Speed. 6. Time when this data was valid (0-60 seconds). 7. Check amount. 8. Final flag.

Som framgår av fig. 2, ingår i kommunikationsprocessorn 5 en mikroprocessor 10, ett RAM 11, ett programminne PROM 12 och en timer-krets 13, allt samverkande via en databuss 14 och en adressbuss 15. För förbindelse med övriga enheter finns en seriell kommunikationskrets 16 och, för sändning och mottag- ning, en asynkron kommunikations-koprocessor 17.As shown in Fig. 2, the communication processor 5 includes a microprocessor 10, a RAM 11, a program memory PROM 12 and a timer circuit 13, all cooperating via a data bus 14 and an address bus 15. For connection to other units there is a serial communication circuit 16 and, for transmission and reception, an asynchronous communication coprocessor 17.

' Timer-kretsen 13, som håller reda på tidsfördelningen, matas från GPS-enheten 4 (fig. 1) med tidssynkroniserade signaler i UTC via en ledning 18, varigenom en tidssignal i sekunden jämte ytterligare tidsinformation mottages från GPS-systemet.The timer circuit 13, which keeps track of the time distribution, is fed from the GPS unit 4 (Fig. 1) with time-synchronized signals in UTC via a line 18, whereby a time signal per second together with additional time information is received from the GPS system.

Drivenheten 19 och 20 kompletterar för lämplig anpassning.The drive units 19 and 20 complement for suitable adaptation.

I RAM-minnet 11 lagras en katalog över alla mottagna signaler från andra stationer, så att identitet och position lagras och uppdateras. Alla hörbara deltagare kommer att avhöras inom maximalramen, och, för att inte inaktuella deltagare skall fylla minnet, tas bort om de inte inom en viss tid ånyo avhörs. Vidare lagras information rörande vilka kanaler som är lediga. Kommunikationsprocessorn bestämmer också sänd- ningen i beroende av trafiktätheten eller efter pollning. 468 452 9 Presentationsdatorn 2 hämtar sina data ur katalogen i kommu- nikationsprocessorns minne samt bereder informationen, dels för monitorn, dels för att kunna uppmärksamma piloten på eventuellt behövliga åtgärder. Eftersom under långflygningar vanligen piloten erfar bara sällsynta stimuli, är det svårt att hålla full uppmärksamhet, och det är därför mycket värde- fullt att efter vissa kriterier (annan sändare nära, på väg mot den egna stationen, etc.) kunna avge tydliga signaler som påkallar uppmärksamhet.A directory of all received signals from other stations is stored in the RAM 11, so that the identity and position are stored and updated. All audible participants will be questioned within the maximum frame, and, so that obsolete participants do not fill the memory, will be removed if they are not questioned again within a certain time. Furthermore, information is stored regarding which channels are available. The communication processor also determines the transmission depending on the traffic density or after polling. 468 452 9 The presentation computer 2 retrieves its data from the directory in the communication processor's memory and prepares the information, partly for the monitor and partly to be able to draw the pilot's attention to any necessary measures. Since during long-haul flights the pilot usually experiences only rare stimuli, it is difficult to keep full attention, and it is therefore very valuable to be able to emit clear signals according to certain criteria (another transmitter close, on the way to one's own station, etc.). calls for attention.

För systemets funktion är det alldeles särskilt viktigt att alla stationer har tillgång till en tidbas med betydande säkerhet. Detta åstadkommas i exemplet i timerkretsen 13, som med ledning av från GPS-enheten erhållna tidpulser en gång i sekunden kan synkronisera processorns klockfrekvens inom erforderlig noggrannhet, det vill säga så att assignerade eller tillgripna tidluckor innehålles. ' Det är också möjligt, om av någon anledning GPS-systemet skulle fallera, ta hjälp av signalerna som mottages av in- tilliggande stationer. Den egna positionen kan ändå vara bekant, till exempel genom dödräkning (tröghetsnavigering) men med lägre noggrannhet. Lämpligen ingår då också i utsända meddelanden en information om att positionsangivelsen är mindre noggrann.For the system's function, it is very important that all stations have access to a time base with significant security. This is achieved in the example in the timer circuit 13, which on the basis of time pulses obtained from the GPS unit can synchronize the clock frequency of the processor once per second within the required accuracy, i.e. so that assigned or resorted time slots are contained. It is also possible, if for some reason the GPS system should fail, to take help of the signals received by adjacent stations. The own position can still be known, for example by death count (inertial navigation) but with lower accuracy. Suitably, information sent out then also includes information that the position indication is less accurate.

Givetvis erfordras för att uppfinningen skall kunna tillämpas i ett världsomspännande system att ett standardiserat proto- koll överenskommes, såväl för frekvenser som närmare utföran- de av till exempel tidluckor och ramar. Det som här beskri- vits kan därför endast betraktas som icke-begränsande exempel på hur uppfinningstanken kan tillämpas.Of course, in order for the invention to be applicable in a worldwide system, it is required that a standardized protocol is agreed, both for frequencies and more detailed execution of, for example, time slots and frames. What has been described here can therefore only be regarded as a non-limiting example of how the inventive concept can be applied.

Claims (10)

IG 468 452 lO 15 20 25 30 35 PatentkravIG 468 452 10 15 20 25 30 35 Patent claim 1. Positionsindikerande system med en population av samtidigt verksamma rörliga stationer, vilka var och en känner sin geografiska position genom mottagning av signaler från ett antal geometriskt fördelade sändare med kända positioner, där varje deltagande station har en sändare för utsänding i en gemensam radiokanal av signaler som anger dess egen geogra- fiska position, och minnesmedel är anordnade för memorisering av från andra deltagande stationer erhållen information, kännetecknat av att varje nämnd rörlig station har a) en tidbas (13) som är noggrant styrd av tidssignaler från det nämnda antalet geometriskt fördelade sändare, och vilken tidbas definierar tidluckor som är normerade, uppräkningsbara och bildar en gemensam, noggrann, förutbestämd och repeteran- de maximalram, och b) medel för tillgrepp av en oupptagen tidlucka i varje maximalram och för att autonomt i detta utsända en positions- signal i den gemensamma radiokanalen.Position indicating systems with a population of simultaneously operating moving stations, each of which knows its geographical position by receiving signals from a number of geometrically distributed transmitters with known positions, each participating station having a transmitter for transmission in a common radio channel of signals indicating its own geographical position, and memory means are provided for memorizing information obtained from other participating stations, characterized in that each said moving station has a) a time base (13) which is accurately controlled by time signals from said number of geometrically distributed transmitter, and which time base defines time slots that are standardized, countable and form a common, accurate, predetermined and repeating maximum frame, and b) means for accessing an unoccupied time slot in each maximum frame and for autonomously transmitting a position signal therein in the common radio channel. 2. Positionsindikerande system enligt krav 1, kännetecknat av att den gemensamma radiokanalen har en frekvens som är så bestämd, att dess detektionsavstånd är väsentligen begränsat till siktlinjeavståndet och det nämnda antalet geometriskt fördelade sändare innefattar satelliter som utsänder tids- signaler och varje deltagande rörlig station har medel för beräkning ur tidssignalerna av dess geografiska position samt en absolut tid för uppdatering av dess tidbas med användning av de nämnda utsända tidssignalerna.Position indicating system according to claim 1, characterized in that the common radio channel has a frequency so determined that its detection distance is substantially limited to the line of sight distance and said number of geometrically distributed transmitters comprises satellites which transmit time signals and each participating mobile station has means for calculating from the time signals its geographical position and an absolute time for updating its time base using the said transmitted time signals. 3. Positionsindikerande system enligt krav 2, kännetecknat av att de rörliga stationerna är anordnade i flygplan, som är fördelningsbara runt jorden.Position-indicating system according to Claim 2, characterized in that the movable stations are arranged in airplanes which can be distributed around the earth. 4. Positionsindikerande system enligt krav 3, kännetecknat av medel i varje rörlig station för avkänning av en sändorder- signal från en markstation och för upphörande av nämnda autonoma sändnng för att i stället sända i en markstationsbe- ordrad mod, i tidluckor som är angivna av nämnda markstation. Il/ 10 15 20 25 30 35 468 452 llPosition indicating system according to claim 3, characterized by means in each movable station for sensing a transmission order signal from a ground station and for terminating said autonomous transmission to instead transmit in a ground station ordered mode, in time slots indicated by said ground station. Il / 10 15 20 25 30 35 468 452 ll 5. Positionsindikerande system enligt krav 3, kännetecknat av att varje rörlig station är försedd med medel för systema- tiskt byte av använd tidlucka, och medel omfattande minnesme- del för registrering av lediga tidluckor i den nämnda maxi- malramen, i vilka ingen utsändning från andra stationer är detekterad, varvid medlen för systematiskt byte av tidlucka är anordnade att vid förutbestämda tidsintervall välja en ny ledig tidlucka för dess sändning i maximalramen.Position indicating system according to claim 3, characterized in that each movable station is provided with means for systematic replacement of used time slot, and means comprising memory means for registering free time slots in said maximum frame, in which no transmission from other stations are detected, the means for systematically changing the time slot being arranged to select a new free time slot at predetermined time intervals for its transmission in the maximum frame. 6. Positionsindikerande system enligt krav 5, kännetcknat av medel i varje rörliga station, vilka är anordnade att då ingen ledig tidlucka är detekterad, tillgripa en tidlucka som är i användning av en geografiskt avlägsen rörlig station.Position indicating system according to claim 5, characterized by means in each moving station, which are arranged that when no free time slot is detected, access a time slot which is in use of a geographically remote moving station. 7. Positionsindikernade system enligt krav 1, kännetecknat av att varje rörlig station har medel för bestämning av dess geografiska avstånd till närmaste rörliga grannstation, samt medel för bestämning som funktion av det nämnda avståndet av det antal tidluckor i varje maximalram som sändning skall ske, för begränsning av belastningen av den gemennsamma radiokanalen.Position-indicating system according to claim 1, characterized in that each mobile station has means for determining its geographical distance to the nearest mobile neighboring station, and means for determining as a function of said distance the number of time slots in each maximum frame to be transmitted, for limiting the load on the common radio channel. 8. Positionsstation för ett positionsindikerande system, vilken station omfattar en GPS-satellitmottagare anordnad at leverera den geografiska positionen, samt en sändarmottagare för utsändning av denna geografiska position i en radiokanal, kännetecknad av att däri ingår en kommunikationsprocessor (5) ansluten till satellitmottagaren (4) och till sändaren, och vilken radiokanal har en frekvens med fysiskt begränsad räck- vidd, och vilken kommunikationsprocessor har en tidbas (13), en tidssynkroniseringsanslutning mellan tidbasen och satellit- mottagaren, en mikroprocessor (10), ett RAM-minne (11) för insamling av positionssignaler mottagna av sändarmottagaren i av tidbasen bestämda tidluckor, ett programminne (12), en databuss (14), en adressbuss (15), medel för redovisning av från angränsande stationer mottagna positionsmeddelanden och hämtade från RAM-minnet, samt medel för utsändning på auto- A 10 f. U O U 452 12 nomt sätt av positionssignaler till sändarmottagaren för deras utsändning i av andra stationer oupptagna tidluckor.Position station for a position indicating system, which station comprises a GPS satellite receiver arranged to deliver the geographical position, and a transceiver for transmitting this geographical position in a radio channel, characterized in that it comprises a communication processor (5) connected to the satellite receiver (4). ) and to the transmitter, and which radio channel has a frequency with a physically limited range, and which communication processor has a time base (13), a time synchronizing connection between the time base and the satellite receiver, a microprocessor (10), a RAM memory (11) for collecting position signals received by the transceiver in time slots determined by the time base, a program memory (12), a data bus (14), an address bus (15), means for recording position messages received from adjacent stations and retrieved from the RAM, and means for transmission by auto- A 10 f. UOU 452 12 nomt position of position signals to the transceiver for their transmission ing in time slots not occupied by other stations. 9. Positionsstation enligt krav 8, kännetecknad av att nämnda räckvidd för radiokanalen är väsentligen begränsad till siktavståndet.Positioning station according to claim 8, characterized in that said range of the radio channel is substantially limited to the aiming distance. 10. Positionsstation enligt krav 9, kännetecknad av medel för avkänning av från en markstation ankommande markstationsor- dersignaler och för att efter mottagning av en dylik order- signal utsända positionssignaler i radiokanalen endast enligt order från markstationen i stället för autonomt. '91Positioning station according to claim 9, characterized by means for sensing ground station order signals arriving from a ground station and for transmitting position signals in the radio channel only upon receipt of such an order signal only according to orders from the ground station instead of autonomously. '91
SE9102362A 1991-07-01 1991-08-15 Position-indicating system and position station for a position-indicating system SE468452B (en)

Priority Applications (16)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP50217993A JP3262332B2 (en) 1991-07-01 1992-06-29 Positioning system
RU93058671A RU2108627C1 (en) 1991-07-01 1992-06-29 Position indicating system
CA002111980A CA2111980C (en) 1991-07-01 1992-06-29 A position indicating system
ES92914913T ES2109366T3 (en) 1991-07-01 1992-06-29 SYSTEM THAT INDICATES A POSITION.
DK92914913.6T DK0592560T3 (en) 1991-07-01 1992-06-29 Position indicating system
DE69221871T DE69221871T2 (en) 1991-07-01 1992-06-29 POSITION INDICATION SYSTEM
PCT/SE1992/000485 WO1993001576A1 (en) 1991-07-01 1992-06-29 A position indicating system
KR1019930704118A KR100238959B1 (en) 1991-07-01 1992-06-29 Position indicating system
BR9206225A BR9206225A (en) 1991-07-01 1992-06-29 Position indication system
AU22913/92A AU661706B2 (en) 1991-07-01 1992-06-29 A position indicating system
US08/170,167 US5506587A (en) 1991-07-01 1992-06-29 Position indicating system
EP92914913A EP0592560B1 (en) 1991-07-01 1992-06-29 A position indicating system
AT92914913T ATE157474T1 (en) 1991-07-01 1992-06-29 POSITION INDICATOR SYSTEM
NO934868A NO309670B1 (en) 1991-07-01 1993-12-28 Position Indication System
FI935969A FI109492B (en) 1991-07-01 1993-12-31 Position Indication System
GR970403102T GR3025456T3 (en) 1991-07-01 1997-11-25 A position indicating system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9102034A SE9102034D0 (en) 1991-07-01 1991-07-01 Position System

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9102362D0 SE9102362D0 (en) 1991-08-15
SE9102362L SE9102362L (en) 1993-01-02
SE468452B true SE468452B (en) 1993-01-18

Family

ID=20383207

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9102034A SE9102034D0 (en) 1991-07-01 1991-07-01 Position System
SE9102362A SE468452B (en) 1991-07-01 1991-08-15 Position-indicating system and position station for a position-indicating system

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9102034A SE9102034D0 (en) 1991-07-01 1991-07-01 Position System

Country Status (1)

Country Link
SE (2) SE9102034D0 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SE9102362L (en) 1993-01-02
SE9102034D0 (en) 1991-07-01
SE9102362D0 (en) 1991-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5506587A (en) Position indicating system
US3750166A (en) Pilot data system
JP3679713B2 (en) Proximity / formula positioning collision avoidance system and method
US4853700A (en) Indicating system for warning airspace or threatening aircraft in aircraft collision avoidance system
US4293857A (en) Collision avoidance warning system
EP0760955B1 (en) Aircraft location and identification system
US5872526A (en) GPS collision avoidance system
US9255804B2 (en) Determination of state vector, timing, and navigation quality metrics from reception of ADS-B transmissions
US3623090A (en) Air traffic control system
US6243647B1 (en) Three dimensional display for time multiplexed global positioning system cell location beacon system
US20010047229A1 (en) Method, apparatus and computer program product for managing line-of-sight communications
WO2009025907A2 (en) Methods and apparatus for coordinating ads-b with mode s ssr and/or having single link communication
WO2019068188A1 (en) Method and system for tracking, processing, and integrating airport ground vehicle position data into the automatic dependent surveillance - broadcast (ads-b) network infrastructure
US6275771B1 (en) Time multiplexed global positioning system cell location beacon system
SE468452B (en) Position-indicating system and position station for a position-indicating system
Li et al. An airborne collision avoidance system for low altitude flights using radio data system
WO1988006738A1 (en) Relative position indicating means and method
GB2479167A (en) Air traffic control method for determining a landing order for aircraft
CN112669650B (en) Privacy protection method, system and storage medium based on ADS-B message
CN208256103U (en) A kind of navigation airport aided management system based on star base ADS-B
CN117879678A (en) ADS-B data transmission method and system based on Beidou short message communication
Blouin Synchronized Time and Frequency for Aeronautical Collision Avoidance, Communication, Navigation and Surveillance
CN114550508A (en) Training machine intelligent position management system, method, device and storage medium
Morgan Thoughts on an improved ATC system
Macey The civil aviation radar (surveillance) architecture

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 9102362-2

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed

Ref document number: 9102362-2

Format of ref document f/p: F