SE511553C2 - Anordning för simulering i realtid av ett föremåls position i ett tredimensionellt koordinatsystem - Google Patents

Description

511 553 .Z satellitema, varvid nämnda tidsbas definierar tidsblock som är normerade, numrerbara och bildar en gemensam, exakt, på förhand bestämd, repeterande maximal ram, samt vidare med medel för att belägga ett fritt tidsblock i varje maximal ram och för att automatiskt sända en positionssignal mellan sändare och mottagare på den valda radiofrekvensen. STDMA-teknikens detaljer återges utförligt i den nämnda Intemationella patentansökningen och beskrives endast kortfattat i föreliggande sammanhang.

Anordningen enligt uppfinningen kan emellertid även användas för kollisionsvarning mellan åtminstone en första och en andra enhet, i civila och militära sammanhang. I detta fall utmärkes anordningen av att den första enhetens simulationsdator dels simulerar den första enhetens position i koordinatsystemet och i tiden till en första tabell och dels simulerar, med ledning av kommunicerade data för position och tid för den andra enheten, den andra enhetens position i koordinatsystemeti tiden till en andra tabell, varpå simulationsdatom järnför den första och den andra tabellen, och vid sammanfallande data för position och tid, avger en varningssignal.

Uppfinningen beslcrives i det följande mer i detalj med hänvisning till de bifogade ñgurema, av vilka figur l visar ett principschema av en enhet i anordningen enligt uppñnningen, figur 2 visar ett principschema av en simulationsdator, och figur 3 schematiskt visar anordningens tillämpning I detta sammanhang kallas en enhet enligt uppfinningen transponder, och betecknas i figur l med 1. Den innehåller en GPS -mottagare, betecknad med 2, för emottaging via en antenn 3 av positions- resp tidssignaler från åtminstone fyra satelliter, i praktiken ännu fler. GPS-systemet kompletteras med markbundna sändare för att uppnå fulla prestanda.Vidare ingåri transpondem en digital sändare/mottagare 4 för kommunikation via en antenn 5 mellan denna och andra enheter, d v s transpondrar, i detta fall inom VI-IF- eller UHIF- radiofrekvensema. En kommunikationdator 6 med rninneskapacitet ståri förbindelse med GPS-mottagaren 2 och sändaren/mottagaren 4. En simulationsdator 7 står i förbindelse med kommunikationsdatorn. Ingångar till den senare och simulationsdatorn betecknas 8. Kommunikationsdatorn är nu inrättad att styra kommunikationen över sändaren/mottagaren 4 enligt ovannämnda STDMA-metod. En repeterande maximal tidsram visas schematiskt med siffran 9. Den omfattar i det visade exemplet 60 sekunder, indelade i 9000 tidsblock, varav ett betecknas med 10, vardera sålunda omfattande 6,67 ms. Såsom beskrives närmare i den nämnda Intemationella patentansökningen PCT/SE92/OO485 kan ett stort antal transpondrar kommunicera sina positioner genom automatisk fördelning av tidsblocken. 511 553 3 .

Simulationsdatorns uppbyggnad, d v s dess simulationsprotokoll, visas schematiskt i figur 2. Simulationskäman består av ett 6 frihetsgraders numeriskt integrationsschema både för kontinuerliga och diskreta dynamiska system. Data såsom positionsrapporter etc från kommunikationsdatorn lagras i en händelseinlista betecknad med 12.

Händelsehanteraren 13 är ett ingångsfilter genom vilket händelser passerar innan de behandlas (processas) i simulationskäman. Modellbiblioteket 14 innehåller specifik information om simulationsföremålen, tex robotar såsom Sidewinder, AMRAAM, RBS- 15, Maverick etc. Händelseutlistan 15 sänder data till kommunikationsdatom 6.

I figur 3 betecknar 16 ett första flygplan och 17 ett andra flygplan, båda försedda med anordningar enligt uppñningen, d v s transpondrar. Det första flygplanet erhåller fortlöpande information om det andra flygplanets färdvägl8 i det tredimensionella koordinatsystemet i realtid. I det första flygplanets transponder simuletas nu avskj utnin g av en robot efter en bana 19, vilken är beräknad att medföra träff av roboten i en träffpunkt 20. Inforrnation om banan 19 sändes till transpondern i det andra flygplanet, och piloten i detta skall med ledning av informationen ändra färdväg, så att träff undvikes. Det första flygplanet avviker så efter en färdväg 21.

Figur 3 kan även illustrera användning av anordningen för kollisionsvaming. I detta fall sänder båda flygplanen via sina transpondrar information till varandra om färväg i det tredimensionella koordinatsystemet simulerat framåt i tiden, så att vardera transponderns simulationsdator lagrar första och andra tabeller över det egna resp det andra flygplanets position i det tredimensionella koordinatssystemet i tiden, vilka data illustreras av fardvägarria 18 och 19. Genom jämförelse av positions- och tidsdatai de två tabellerna i simulationsdatom avger denna varningssignal vid sainmanfallande positions~ och tidsdata (som antyds med siffran 20 i figur 3) och avger varningssignal, så att åtminstone det ena flygplanet kan ändra färdväg, som antyds med siffran 21 i figur 3.

Claims (2)

51 1 5 53 P.ans96o3411-1 ~ 15-01-98 4 Patentkrav

1. Anordning for simulering i realtid av ett, eventuellt fiktivt, foremåls position i ett tredimensionellt koordinatsystem, innefattande åtminstone en forsta och en andra enhet, vardera försedd med a) en GPS -mottagare (2) for mottaging av positions- resp tidssignaler från åtminstone fyra satelliter, b) en sändare/mottagare (4) for kommunikation mellan de forsta och andra enheterna, företrädesvis inom VHF- eller UHF-radiofrekvenserna, samt c) en kommunikationsdator (6) med minneskapacitet forenande GPS-mottagaren (2) och sändaren/mottagaren (4), kännetecknad av att åtminstone den forsta enheten innehåller en simulationsdator (7) kommunicerande med kommunikationsdatom (6) och simulerande positionen i koordinatsystemet och i tiden for det nämnda föremålet och kommunicerande denna information till den andra enheten och att kommunikationsdatom (6) är inrättad att styra kommunikationen över sändaren/mottagaren (4) enligt STDMA-metoden.

2. Anordning enligt patentkrav l, kännetecknad av att kommunikationsdatom (6) i de första och andra enhetema är inrättad med a) en tidsbas exakt styrd av tidssignaler från de nämnda satelliterna, varvid nämnda tidsbas definierar tidsblock som är normerade, nurnrerbara och bildar en gemensam, exakt, på forhand bestämd, repeterande maximal ram, b) medel for att belägga ett fritt tidsblock i varje maximal ram och for att automatiskt däri sända en positionssignal mellan sändare och mottagare på den valda radiofrekvensen 3, Anordning enligt krav 1 eller 2, varvid anordningen användes for kollisionsvarning mellan åtminstone en forsta och en andra enhet, kännetecknad av att den första enhetens simulationsdator (7) dels simulerar den första enhetens position i koordinatsystemet och i tiden till en forsta tabell och dels simulerar, med ledning av kommunicerade data for position och tid for den andra enheten, den andra enhetens position i koordinatsystemet i tiden till en andra tabell, varpå simulationsdatorn (7) jämfor den forsta och den andra tabellen, och vid samrnanfallancle data for position och tid, avger en varningssignal.