WO2016116210A1 - Antennenmodul, verfahren zum ermitteln einer orientierung und satellitennavigationsmodul - Google Patents

Antennenmodul, verfahren zum ermitteln einer orientierung und satellitennavigationsmodul Download PDF

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WO2016116210A1
WO2016116210A1 PCT/EP2015/078973 EP2015078973W WO2016116210A1 WO 2016116210 A1 WO2016116210 A1 WO 2016116210A1 EP 2015078973 W EP2015078973 W EP 2015078973W WO 2016116210 A1 WO2016116210 A1 WO 2016116210A1
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antenna
orientation
antenna module
antennas
determining
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PCT/EP2015/078973
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Henrik Antoni
Stefan GÜNTHNER
Marc Menzel
Richard Scherping
Ulrich STÄHLIN
Michael ZALEWSKI
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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Publication date
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    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/104—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces using a substantially flat reflector for deflecting the radiated beam, e.g. periscopic antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns

Definitions

  • Antenna module method for determining an orientation and satellite navigation module
  • the invention relates to an antenna module for satellite navigation.
  • the invention further relates to a method for determining an orientation and a satellite navigation module.
  • the determination of an orientation of a vehicle at a standstill can be realized for example via a compass, which uses the geomagnetic field to determine the orientation with respect to the cardinal directions. Knowledge of an orientation may be useful, for example, for navigation purposes. It is also possible to determine the orientation via satellite navigation, also known as GNSS (Global Navigation Satellite System), by comparing a movement of the vehicle in vehicle coordinates with the movement in global coordinates of a satellite navigation system. It can also be said that two velocity vectors are compared with each other. Although this also allows a reliable determination of the orientation, but this is only possible when the vehicle is moving.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the velocity vector in vehicle coordinates is the null vector, preventing alignment.
  • ⁇ sondere both local vectors are compared. Due to the with a noise associated with satellite navigation specific antenna position, the achievable accuracy increases with increasing distance of both antennas. However, if both antennas are close to each other, orientation determination via satellite navigation becomes technically very complicated due to the overlapping position noise.
  • DGPS differential GPS
  • the invention relates to an antenna module for satellite navigation.
  • the antenna module has a first antenna and a second antenna.
  • the first antenna and the second antenna are adapted to receive satellite navigation signals.
  • the first antenna has a first directivity with a ⁇
  • the second antenna has a second directional characteristic with a second azimuthal reception range.
  • the first azimuthal reception range is angularly different from the second azimuthal reception range.
  • the antenna module according to the invention it is possible to determine not only the position of the antenna module by means Satelli ⁇ tennavigation, but also to obtain information about in which azimuth angle or within which azimuth angle range is receivable satellites reside. This allows the determination of an orientation.
  • the antenna module of the invention which differs significantly from known antenna modules for satellite navigation, that the antenna module of the invention has min ⁇ least two antennas covering with different azimuthal angle ⁇ areas directional characteristics, whereas conventional antenna modules for satellite navigation comprise only one antenna with azimuthally isotropic reception characteristic ,
  • the satellite navigation signals may be signals from satellites of a system such as GPS, GLONASS or Galileo.
  • GPS Globalstar Satellite System
  • GLONASS Globalstar Satellite System
  • Galileo Galileo Satellite Navigation System
  • a directional characteristic the property of an antenna can be understood to receive signals from certain directions better than signals from other directions.
  • directional characteristics correspond to transmission and reception, with typically only the reception characteristic being of importance for the invention described herein. Therefore, here is under a directional characteristic typically understood the directional characteristic when receiving.
  • the azimuthal reception range of a directional characteristic can indicate that angular range within which the antenna has only a maximum received power reduced by a defined amount or a defined relative value compared to a maximum received power. For example, this may be expressed as a percentage (for example, a reduction to 90%, 80%, 70%, 60%, or 50%), or it may, for example, also be expressed in decibels, for example -3 dB, -10 dB or even any other value.
  • a receiving area here is typically considered to be coherent, which does not exclude that other receiving areas, such as side lobes, exist and possibly also be considered in the context of the antenna module according to the invention.
  • An azimuth is usually understood to mean an angle in a plane parallel to the earth's surface. It is to be executed on it ⁇ shown that typically an angle with a horizontal plane is understood to mean at the location of the antenna module at an azimuth angle here, when the antenna module is mounted in its intended and / or typical position. This position is the position which the antenna module is to have in use. The person skilled in the art will readily recognize this on an antenna module. This does not exclude that the antenna module is tilted out of this position, for example for transport or for test purposes, which would result in the azimuth angle no longer lying in a horizontal plane. n
  • That the first azimuthal reception range is angularly different from the second azimuthal reception range may in particular mean that the first antenna can receive signals from an azimuth angle which the second antenna can not receive, and vice versa.
  • the azimuth angle of the respective satellite can be determined at least in terms of range, since this azimuth angle must be within the azimuthal reception range of this antenna. If the reception areas overlap azimuthally, such a satellite can be assumed to have an azimuth angle that lies in the reception area of the receiving antenna, but not in the reception area of the other antenna. This allows an angular determination of the satellite and thus also a determination of the orientation of the antenna module. With an antenna having a common azimuthally isotropic Emp ⁇ fang characteristics, this would not be possible.
  • a satellite can only be evaluated at the antenna which receives the stronger signal from it.
  • receiver power differences can also be evaluated and used, for example, to determine the orientation.
  • the antenna module has a number of further antennas.
  • Each antenna has a respective directional characteristic with a respective azimuthal reception range.
  • Each azimuthal receive range is angularly different from any other azimuthal receive range.
  • the azimuthal reception areas are complementary to one another. This typically means that a respective receiving area adjoins in each case two adjacent receiving areas or even only the single further existing receiving area. In principle, however, it is also possible for reception areas to overlap. In particular, it can be provided that the azimuthal reception areas together occupy a total angle of 360 °.
  • the directional characteristics of the antennas together provide complete coverage of a hemispherical sphere over the antenna module.
  • all typi ⁇ cally receivable satellite can be received by the antenna module. This does not exclude that the reception is limited by circumstances such as buildings, mountains or trees.
  • multipath reception may occur, so that a satellite is received with a wrong azimuth angle of the antenna or even twice or more times. Such multipath reception can occur in particular by reflections on buildings or natural objects.
  • the antennas are structurally identical to one another. This can simplify the manufacture of the antenna module and also simplify the evaluation of the signals.
  • the directional characteristics are geometrically identical to one another. This can be achieved for example with the structurally identical antennas just described. This also facilitates the evaluation. It should be understood that geometrically identical directional characteristics may have to un ⁇ ter Kunststofferie directions. With geometrically identical directional characteristics is therefore not meant that they completely overlap. According to one embodiment it is provided that a respective directional characteristic can be brought into coincidence by rotation of a different directional characteristic about a vertical axis with a different Richtcha ⁇ rakteriding. The angle of rotation is an integer multiple of 360 ° divided by the number of antennas. This allows a rotati ⁇ onssymmetrische execution and thus a simple production and a simple evaluation.
  • the antennas are arranged offset from each other about a vertical axis at an angle, wherein the angle of offset of two respective adjacent antennas is 360 ° divided by the number of antennas.
  • the offset is in particular a rotational offset.
  • the minimum resolution can be defined. In general, it can be said that the more antennas are used, the better the resolution.
  • two, three, four, five, six, seven, eight, nine or ten antennas may be used. But it can also be used any other number of antennas.
  • the antenna module respective From ⁇ shielding means, preferably shielding plates, between the antennas to which at least partially de- the directivities 0
  • Such shielding means can define azimuthal angle ranges in which the reception of signals is possible for a respective antenna. Accordingly, it can also be determined in which azimuthal angular ranges satellites can be detected by an antenna and in which they can not.
  • the shielding can define the azimuthal angle ranges completely, for example, known antennas can be used with isotropic azimuthal reception crowd acts ⁇ rrick in this case.
  • Satellites at the boundary of a shield and / or an azimuthal coverage area can further increase the resolution. If, for example, an antenna module consists of four antennas, a viewing angle or an azimuthal reception range of 90 ° can result in the horizontal direction with uniform distribution. If two satellites have an angle of 85 ° to each other and are received by the same antenna, in this case a temporarily higher measuring accuracy of 5 ° exists. This is because with a known satellite position the possible angle of rotation, can occupy relative to the two Sa ⁇ telliten the antenna module, be restricted accordingly.
  • the antenna module further comprises a multiplex module for bundling respective output signals of the antennas onto a common output.
  • a multiplex module for bundling respective output signals of the antennas onto a common output.
  • This can reduce the demand on the evaluation electronics.
  • an input of the transmitter can be sufficient.
  • the antennas can be switched alternately in time to the common output, which is sufficient for typical applications in terms of temporal resolution.
  • a cycle rate in the transmitter of 5 Hz to 15 Hz, preferably 10 Hz, can be used. _
  • the antenna module can also be extended such that not only an orientation in the sense of an azimuthal orientation, but also a tilt can be measured. This can be understood in particular as a deflection of an otherwise vertical axis of the antenna module from the vertical. This can occur, for example, when a vehicle is going up or down an incline.
  • the antenna module can be designed to also measure the elevation of satellites. For this purpose, a corresponding subdivision of reception areas with respect to the elevation can be made. This can be done in addition to or separately from the azimuthally different reception areas. All versions in this application, which relate to an azimuthal subdivision or other conditions dependent on the azimuth angle, are correspondingly applicable to the elevation, provided that the antenna module is carried out accordingly. Respective combinations of features are considered part of the disclosure of this application.
  • the invention further relates to a method for determining an orientation, which comprises the following steps:
  • the procedure outlined above for determining an orientation can be carried out.
  • the method according to the invention can preferably be carried out in an electronic control device.
  • Such an electronic Steuerungsvor ⁇ direction can for example have memory means and processor means being stored in the storage means program code, when executed, the processor means in defi ned ⁇ way behavior, perform, for example, such a method.
  • the inventive method can be carried out in particular using an antenna module according to the invention.
  • the orientation can be determined in particular by virtual rotation of the antenna module or a target specification of a skyplot.
  • the satellites of the first set and the second set are arranged so that they only receive the satellites visible from the target.
  • the determined angle of rotation corresponds to the orientation of the vehicle. If this results in a "game", ie an angular range by which the antenna module can be virtually rotated without the need to receive the satellites from another antenna, this game indicates the current measurement accuracy Steps on:
  • the method further comprises the following step:
  • the method further comprises the following step:
  • Determining a position of a process performing means for example an electronic control device or of a vehicle with appropriate electronics, wherein in the step of determining the orientation of the Ori ⁇ -orientation is also based on the position of the process performing means.
  • the accuracy in determining the orientation can be significantly increased.
  • the method further comprises the following step:
  • a possible multipath reception can be recognized or plausibilized, whereby such a multipath reception means in particular that signals are received by an antenna which due to its directional characteristic is actually not capable of receiving signals from this satellite. This can occur in particular by reflection on natural objects or on buildings. With an otherwise reliable determination of the orientation, a signal can be recognized as being based on multipath reception and thus excluded from further calculations.
  • the invention further relates to a non-transitory computer-readable storage medium, on which program code is stored, when executed by a processor, a method according to the invention is carried out.
  • a method according to the invention is carried out.
  • the method can be used on all described versions and variants.
  • the invention further relates to a onsmodul Satellitennavigati-, which includes an antenna module according to the invention on ⁇ . Furthermore, the satellite navigation module has an electronic control device. With regard to the antenna module can be used on all described versions and variants. Illustrated benefits apply accordingly.
  • the electronic control device may be configured to calculate an orientation based on respective output signals of the antennas. This can be done for example by means of the method described above according to one or more embodiments. This may be done in other ways not described herein.
  • the electronic control device may be configured to carry out a method according to the invention. With regard to the method can be used on all described versions and variants. In this way, the satellite navigation module can be enabled to determine the orientation using satellite navigation using the antenna module according to the invention by means of the method according to the invention.
  • the electronic control device may comprise memory means, on which program code is stored, in the execution of which a processor carries out the method according to the invention in accordance with one or more embodiments or also another suitable method.
  • FIG. 1 shows an exemplary arrangement of satellites in the sky
  • FIG. 2 shows a schematic view of an antenna arrangement according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic view of an antenna arrangement according to a second exemplary embodiment.
  • Fig. 1 shows schematically an exemplary view of a hemispherical sky over a viewer with satellites therein, all satellites shown are those that are usable for satellite navigation. To do this, they send out satellite navigation signals. In an axbox the directions north (N), east (0), south (S) and west (W) are shown. This divides the sky into four quadrants. Furthermore, an elevation angle (elevation) is displayed in degrees to indicate the respective height of the satellites. Such a representation can also be called a skyplot. In total, there are 13 satellites Sat 3, Sat 5, Sat 6, Sat 13, Sat 16, Sat 18, Sat 19, Sat 21, Sat 23, Sat 25, Sat 29, Sat 30 and Sat 31. These transmit satellite navigation signals, which can be received by a ground-based entity, such as a GPS receiver or other satellite navigation device, and used to determine position. With regard to the position determination, reference is made here to conventional methods and procedures which are known to the person skilled in the art.
  • Fig. 2 shows an antenna module 1 according to a first embodiment of the invention in a plan view. It is ver ⁇ stood that this antenna module 1 is shown schematically.
  • the antenna module 1 has a first antenna 10, a second antenna 20, a third antenna 30 and a fourth antenna 40. Between the antennas 10, 20, 30, 40, a shield 50 is arranged. By means of the shield 50, it is ensured that each of the four antennas 10, 20, 30, 40 has a directional characteristic which results in it being able to receive satellite signals only in a respectively defined azimuthal angular range.
  • a first field of view 12 is shown, which corresponds to the azimuthal reception range of the first antenna 10.
  • a second field of view 22 is shown, which corresponds to the azimuthal reception area of the second antenna 20 corresponds.
  • a third field of view 32 is shown, which corresponds to the azimuthal reception area of the third antenna 30.
  • a fourth field of view 42 is shown, which corresponds to the azimuthal reception area of the fourth antenna 40.
  • the characteristic just described results in that the first antenna 10 can receive only the satellites Sat 3 and Sat 13, that the second antenna 20 can receive only the satellites Sat 5 and Sat 29, and that the fourth antenna 40 only the satellites Sat 18 can receive.
  • the third antenna 30 can not receive a satellite.
  • An evaluation circuit connected to the antenna module 1 can calculate possible orientations of the antenna module 1 in which such a reception pattern can occur by determining which satellite is received by which antenna, in particular taking into account the known positions of the satellites and the antenna module 1. For example, in the illustration of FIG. 2, the antenna module 1 could only very slightly be rotated in the counterclockwise direction without the satellite Sat 29 being received by the fourth antenna 40 instead of the second antenna 20.
  • Fig. 3 shows an antenna module 1 according to a second exporting ⁇ approximately example of the invention in a side view.
  • the An ⁇ antenna module 1 is designed as a roof antenna 5 for a vehicle.
  • first antenna 10 receives in a direction opposite to a direction in which the second antenna 20 receives.
  • first antenna may receive forward and the second antenna may receive the rear.
  • the antenna module 1 according to the second embodiment ⁇ example can be moved to the orientation determination similar to that described above with reference to the first embodiment shown in FIG. Due to the illustrated reception areas, which differ in elevation, a tilting can also be measured, in particular by means of the antenna module 1 according to the second exemplary embodiment. Mentioned steps of the method according to the invention can be carried out in the order given. However, they can also be executed in a different order.
  • the inventive method can in one of its embodiments, for example, with a particular compilation of Steps that are performed in such a way that no further steps are performed. However, in principle also further steps can be carried out, even those which are not mentioned.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antennenmodul zur Satellitennavigation, mittels welchem eine Orientierungsbestimmung unter Verwendung von Satellitennavigationssignalen möglich ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Ermitteln einer Orientierung sowie ein Satellitennavigationsmodul.

Description

Beschreibung
Antennenmodul, Verfahren zum Ermitteln einer Orientierung und Satellitennavigationsmodul
Die Erfindung betrifft ein Antennenmodul zur Satellitennavigation. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Ermitteln einer Orientierung sowie ein Satellitennavigationsmodul .
Die Bestimmung einer Orientierung eines Fahrzeugs im Stillstand kann beispielsweise über einen Kompass realisiert werden, welcher das Erdmagnetfeld nutzt, um die Orientierung in Bezug auf die Himmelsrichtungen zu ermitteln. Die Kenntnis einer Ori- entierung kann beispielsweise für Navigationszwecke nützlich sein. Es ist auch möglich, die Orientierung über Satellitennavigation, auch als GNSS (Global Navigation Satellite System) dadurch zu bestimmen, dass eine Bewegung des Fahrzeugs in Fahrzeugkoordinaten mit der Bewegung in globalen Koordinaten eines Satellitennavigationssystems verglichen wird. Es kann auch davon gesprochen werden, dass zwei Geschwindigkeitsvektoren miteinander verglichen werden. Dies ermöglicht zwar ebenfalls eine zuverlässige Ermittlung der Orientierung, allerdings ist dies nur möglich, wenn sich das Fahrzeug bewegt.
Im Stillstand ist der Geschwindigkeitsvektor in Fahrzeugkoordinaten der Nullvektor, was eine Ausrichtung verhindert. Grundsätzlich ist es möglich, durch Verwendung von zwei oder mehr Antennen, welche möglichst weit voneinander entfernt angebracht werden, über den Positionsunterschied mittels Satellitenna¬ vigation unter Berücksichtigung der bekannten Fahrzeuggeometrie und der Einbauorte der Antennen auch im Stillstand eine Ori¬ entierung eines Fahrzeugs zu bestimmen. Dabei werden insbe¬ sondere beide Ortsvektoren miteinander verglichen. Aufgrund des mit einer über Satellitennavigation bestimmten Antennenposition verbundenen Rauschens steigt dabei die erreichbare Genauigkeit mit zunehmender Entfernung beider Antennen. Liegen jedoch beide Antennen nahe beieinander, wird eine Orientierungsbestimmung über Satellitennavigation aufgrund des überlagernden Positions-Rauschens technisch sehr aufwändig.
Wenn auf die Verwendung von besonders genauen Möglichkeiten zur Positionsbestimmung wie beispielsweise Differential-GPS (DGPS) verzichtet werden soll, beispielsweise aus Kostengründen, kann unter normalen Bedingungen lediglich eine Positionsgenauigkeit von etwa 1,5 m bis 6 m erreicht werden. Dies erfordert zur Bestimmung der Orientierung einen Abstand der beiden Antennenpositionen, welcher sich bei typischen Abmessungen von Automobilen nicht realisieren lässt. Eine Verbesserung der Positionsgenauigkeit mittels DGPS ist aufwändig und mit zu¬ sätzlichen, häufig auch laufenden Kosten verbunden.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, Möglichkeiten vorzusehen, mit welchen eine Orientierung alternativ, beispielsweise einfacher, ermittelt werden kann.
Dies wird erfindungsgemäß durch ein Antennenmodul nach Anspruch 1, ein Verfahren nach Anspruch 11 und ein Satellitennaviga- tionsmodul nach Anspruch 15 erreicht. Vorteilhafte Ausge¬ staltungen können beispielsweise den jeweiligen Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Die Erfindung betrifft ein Antennenmodul zur Satellitennavigation. Das Antennenmodul weist eine erste Antenne und eine zweite Antenne auf. Die erste Antenne und die zweite Antenne sind zum Empfang von Satellitennavigationssignalen ausgebildet. Die erste Antenne weist eine erste Richtcharakteristik mit einem ^
ersten azimutalen Empfangsbereich auf. Die zweite Antenne weist eine zweite Richtcharakteristik mit einem zweiten azimutalen Empfangsbereich auf. Der erste azimutale Empfangsbereich ist winkelmäßig verschieden von dem zweiten azimutalen Empfangs- bereich.
Mittels des erfindungsgemäßen Antennenmoduls ist es möglich, nicht nur die Position des Antennenmoduls mittels Satelli¬ tennavigation zu bestimmen, sondern auch Informationen darüber zu erhalten, in welchem Azimutwinkel oder innerhalb welches Azimutwinkelbereichs sich empfangbare Satelliten aufhalten. Dies erlaubt die Bestimmung einer Orientierung. Es sei erwähnt, dass das erfindungsgemäße Antennenmodul sich von bekannten Antennenmodulen zur Satellitennavigation signifikant dadurch unterscheidet, dass das erfindungsgemäße Antennenmodul min¬ destens zwei Antennen mit unterschiedliche azimutale Winkel¬ bereiche abdeckenden Richtcharakteristika aufweist, wohingegen übliche Antennenmodule zur Satellitennavigation lediglich eine Antenne mit azimutal isotroper Empfangscharakteristik aufweisen .
Bei den Satellitennavigationssignalen kann es sich um Signale von Satelliten eines Systems wie beispielsweise GPS, GLONASS oder Galileo handeln. Auch die Verwendung künftiger, derzeit noch nicht bekannter Satellitennavigationssysteme wird grundsätzlich möglich sein.
Unter einer Richtcharakteristik kann die Eigenschaft einer Antenne verstanden werden, Signale aus bestimmten Richtungen besser zu empfangen als Signale aus anderen Richtungen. Üblicherweise korrespondieren Richtcharakteristika beim Senden und beim Empfangen, wobei für die hier beschriebene Erfindung typischerweise lediglich die Empfangscharakteristik von Bedeutung ist. Deshalb sei hier unter einer Richtcharakteristik typischerweise die Richtcharakteristik beim Empfangen verstanden. Der azimutale Empfangsbereich einer Richtcharakteristik kann denjenigen Winkelbereich angeben, innerhalb welchem die Antenne im Vergleich zu einer maximalen Empfangsleistung nur eine höchstens um einen definierten Betrag oder einen definierten relativen Wert verminderte Empfangsleistung aufweist. Dies kann beispielsweise in Prozent (zum Beispiel eine Verringerung auf 90%, 80%, 70%, 60% oder 50%) angegeben werden, oder es kann beispielsweise auch in Dezibel angegeben werden, zum Beispiel -3 dB, -10 dB oder auch jeder beliebige andere Wert. Der Fachmann wird für typische Implementierungen geeignete Definitionen des azimutalen Empfangsbereichs finden. Beispielsweise kann auf übliche Definitionen oder Darstellungen von Richtcharakte- ristika, beispielsweise in Keulendiagrammen, zurückgegriffen werden. Es sei verstanden, dass ein Empfangsbereich hierbei typischerweise als zusammenhängend angesehen wird, was nicht ausschließt, dass auch weitere Empfangsbereiche, beispielsweise Nebenkeulen, existieren und gegebenenfalls auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Antennenmoduls berücksichtigt werden.
Unter einem Azimut wird üblicherweise ein Winkel in einer Ebene parallel zur Erdoberfläche verstanden. Es sei darauf hinge¬ wiesen, dass unter einem Azimutwinkel hier typischerweise ein Winkel in einer horizontalen Ebene am Standort des Antennenmoduls verstanden wird, wenn das Antennenmodul in seiner beabsichtigten und/oder typischen Lage angebracht ist. Bei dieser Lage handelt es sich um diejenige Lage, welche das Antennenmodul im Einsatz haben soll. Der Fachmann wird dies an einem Antennenmodul ohne weiteres erkennen. Dies schließt nicht aus, dass das Anten- nenmodul beispielsweise zum Transport oder zu Testzwecken aus dieser Lage herausgekippt wird, was dazu führen würde, dass der Azimutwinkel nicht mehr in einer horizontalen Ebene liegt. n
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Dass der erste azimutale Empfangsbereich winkelmäßig verschieden ist von dem zweiten azimutalen Empfangsbereich kann insbesondere bedeuten, dass die erste Antenne Signale aus einem Azimutwinkel empfangen kann, welche die zweite Antenne nicht empfangen kann, und umgekehrt. Damit wird ermöglicht, dass bei nur von einer der beiden Antennen empfangenen Satelliten der Azimutwinkel des jeweiligen Satelliten zumindest bereichsmäßig bestimmt werden kann, da sich dieser Azimutwinkel innerhalb des azimutalen Empfangsbereichs dieser Antenne befinden muss. Wenn die Emp- fangsbereiche azimutal überlappen, kann bei einem solchen Satelliten davon ausgegangen werden, dass er einen Azimutwinkel aufweist, welcher im Empfangsbereich der empfangenden Antenne liegt, jedoch nicht im Empfangsbereich der anderen Antenne. Dies erlaubt eine winkelmäßige Bestimmung des Satelliten und damit auch eine Bestimmung der Orientierung des Antennenmoduls. Mit einer Antenne, welche eine übliche azimutal isotrope Emp¬ fangscharakteristik aufweist, wäre dies nicht möglich.
Bei überlappenden Empfangscharakteristika und/oder überlap- penden azimutalen Empfangsbereichen kann in einer einfachen Ausführung ein Satellit lediglich bei derjenigen Antenne ausgewertet werden, welche das stärkere Signal von ihm empfängt. In aufwändigeren Algorithmen können auch Empfangsleistungsunterschiede ausgewertet und beispielsweise zur Bestimmung der Orientierung verwendet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist das Antennenmodul eine Anzahl weiterer Antennen auf. Jede Antenne weist dabei eine jeweilige Richtcharakteristik mit einem jeweiligen azimutalen Empfangsbereich auf. Jeder azimutale Empfangsbereich ist winkelmäßig von jedem anderen azimutalen Empfangsbereich verschieden . Durch die Verwendung weiterer Antennen kann die Winkelauflösung bei der Orientierungsbestimmung erhöht werden. Die in dieser Beschreibung gegebenen Angaben zur Funktionsweise, möglichen Ausführungen und auch die Definitionen gelten in diesem Fall entsprechend. Der Fachmann wird sie problemlos auf diese Ausführung anwenden.
Gemäß einer Ausführung sind die azimutalen Empfangsbereiche komplementär zueinander. Dies bedeutet typischerweise, dass ein jeweiliger Empfangsbereich an jeweils zwei benachbarte Empfangsbereiche oder auch nur an den einzigen weiteren vorhandenen Empfangsbereich anschließt. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, dass Empfangsbereiche überlappen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die azimutalen Empfangsbereiche zusammen einen gesamten Winkel von 360° einnehmen.
Gemäß einer Ausführung ergeben die Richtcharakteristika der Antennen zusammen eine vollständige Abdeckung einer Halbkugelsphäre über dem Antennenmodul. Damit können alle typi¬ scherweise empfangbaren Satelliten von dem Antennenmodul empfangen werden. Dies schließt nicht aus, dass die Empfangbarkeit durch Gegebenheiten wie beispielsweise Gebäude, Berge oder Bäume eingeschränkt ist. Auch kann Mehrwegempfang auftreten, so dass ein Satellit mit einem falschen Azimutwinkel der Antenne oder auch zweimal oder mehrfach empfangen wird. Derartiger Mehrwegempfang kann insbesondere durch Reflexionen an Gebäuden oder natürlichen Objekten auftreten.
Gemäß einer Ausführung sind die Antennen baulich identisch zueinander ausgebildet. Dies kann die Herstellung des Antennenmoduls vereinfachen und auch die Auswertung der Signale vereinfachen . Gemäß einer Ausführung sind die Richtcharakteristika geometrisch identisch zueinander ausgebildet. Dies kann beispielsweise mit den eben beschriebenen baulich identischen Antennen erreicht werden. Auch dies erleichtert die Auswertung. Es sei verstanden, dass auch geometrisch identische Richtcharakteristika in un¬ terschiedliche Richtungen weisen können. Mit geometrisch identischen Richtcharakteristika ist also nicht gemeint, dass diese vollständig überlappen. Gemäß einer Ausführung ist vorgesehen, dass eine jeweilige Richtcharakteristik durch Drehung einer anderen Richtcharakteristik um eine vertikale Achse mit einer anderen Richtcha¬ rakteristik zur Deckung gebracht werden kann. Der Winkel der Drehung ist dabei ein ganzzahliges Vielfaches von 360° geteilt durch die Anzahl der Antennen. Dies ermöglicht eine rotati¬ onssymmetrische Ausführung und damit eine einfache Herstellung sowie eine einfache Auswertung.
Gemäß einer Ausführung sind die Antennen um eine vertikale Achse mit einem Winkel zueinander versetzt angeordnet, wobei der Winkel des Versatzes zweier jeweiliger benachbarter Antennen 360° geteilt durch die Anzahl der Antennen ist . Bei dem Versatz handelt es sich insbesondere um einen rotatorischen Versatz. Damit kann insbesondere die minimale Auflösung definiert werden. Allgemein kann festgestellt werden, dass die Auflösung umso besser ist, je mehr Antennen verwendet werden.
Beispielsweise können zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun oder zehn Antennen verwendet werden. Es kann aber auch jede andere Anzahl an Antennen verwendet werden.
Gemäß einer Ausführung weist das Antennenmodul jeweilige Ab¬ schirmmittel, bevorzugt Abschirmbleche, zwischen den Antennen auf, welche zumindest teilweise die Richtcharakteristika de- 0
o finieren. Derartige Abschirmmittel können azimutale Winkel¬ bereiche definieren, in welchen einer jeweiligen Antenne das Empfangen von Signalen möglich ist. Dementsprechend kann auch festgelegt werden, in welchen azimutalen Winkelbereichen Sa- telliten von einer Antenne erkannt werden können und in welchen nicht. Die Abschirmmittel können auch vollständig die azimutalen Winkelbereiche definieren, beispielsweise können in diesem Fall bekannte Antennen mit isotroper azimutaler Empfangscharakte¬ ristik verwendet werden.
Satelliten am Grenzbereich einer Abschirmung und/oder eines azimutalen Empfangsbereichs können die Auflösung weiter erhöhen. Besteht beispielsweise ein Antennenmodul aus vier Antennen, so kann sich in horizontaler Richtung bei gleichmäßiger Verteilung ein Sichtwinkel oder azimutaler Empfangsbereich von 90° ergeben. Besitzen dabei zwei Satelliten einen Winkel von 85° zueinander und werden von der gleichen Antenne empfangen, besteht in diesem Fall eine vorübergehend höhere Messgenauigkeit von 5° . Dies liegt daran, dass bei bekannter Satellitenposition die möglichen Drehwinkel, die das Antennenmodul relativ zu den beiden Sa¬ telliten einnehmen kann, entsprechend eingeschränkt werden.
Gemäß einer Ausführung weist das Antennenmodul ferner ein Multiplexmodul auf, um jeweilige Ausgangssignale der Antennen auf einen gemeinsamen Ausgang zu bündeln. Damit kann die Anforderung an die Auswerteelektronik reduziert werden. Beispielsweise kann ein Eingang der Auswerteelektronik genügen. Die Antennen können dabei zeitlich hintereinander abwechselnd auf den gemeinsamen Ausgang geschaltet werden, was für typische Anwendungen hinsichtlich der zeitlichen Auflösung ausreicht. Beispielsweise kann eine Zyklusrate bei der Auswerteelektronik von 5 Hz bis 15 Hz, bevorzugt 10 Hz, verwendet werden. _
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Es sei verstanden, dass das Antennenmodul auch derart erweitert werden kann, dass nicht nur eine Orientierung im Sinne einer azimutalen Orientierung, sondern auch eine Verkippung gemessen werden kann. Darunter kann insbesondere eine Auslenkung einer ansonsten vertikalen Achse des Antennenmoduls aus der Vertikalen verstanden werden. Dies kann beispielsweise auftreten, wenn ein Fahrzeug eine Steigung hinauf- oder herunterfährt. Zur Messung einer solchen Verkippung kann das Antennenmodul dazu ausgebildet sein, auch die Elevation von Satelliten zu messen. Hierzu kann eine entsprechende Unterteilung von Empfangsbereichen hinsichtlich der Elevation vorgenommen werden. Dies kann zusätzlich zu oder auch separat von den azimutal verschiedenen Empfangsbereichen vorgenommen werden. Alle Ausführungen in dieser Anmeldung, welche sich auf eine azimutale Unterteilung oder sonstige vom Azimutwinkel abhängige Gegebenheiten beziehen, sind entsprechend auf die Elevation anwendbar, sofern das Antennenmodul entsprechend ausgeführt wird. Jeweilige Kombinationen von Merkmalen gelten als Bestandteil der Offenbarung dieser Anmeldung .
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Ermitteln einer Orientierung, welches folgende Schritte aufweist:
Aufnehmen eines ersten Ausgangssignals einer ersten Antenne,
- Aufnehmen eines zweiten Ausgangssignals einer zweiten Antenne,
Bestimmen eines ersten Satzes von Satelliten, deren Signale in dem ersten Ausgangssignal enthalten sind,
Bestimmen eines zweiten Satzes von Satelliten, deren Signale in dem zweiten Ausgangssignal enthalten sind, und
Bestimmen der Orientierung basierend zumindest auf den Satelliten des ersten Satzes und des zweiten Satzes von Satelliten . Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die oben skizzierte Vorgehensweise zur Bestimmung einer Orientierung durchgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorzugsweise in einer elektronischen Steuerungsvorrichtung ausgeführt werden. Eine solche elektronische Steuerungsvor¬ richtung kann beispielsweise Speichermittel und Prozessormittel aufweisen, wobei in den Speichermitteln Programmcode gespeichert ist, bei dessen Ausführung sich die Prozessormittel in defi¬ nierter Weise verhalten, beispielsweise ein solches Verfahren ausführen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Antennenmoduls ausgeführt werden.
Die Bestimmung der Orientierung kann insbesondere durch vir- tuelle Drehung des Antennenmoduls bzw. einer Sollvorgabe eines Skyplots erfolgen. Dabei werden die Satelliten des ersten Satzes und des zweiten Satzes so angeordnet, dass sie nur die aus der Sollvorgabe sichtbaren Satelliten empfangen. Der hierbei ermittelte Drehwinkel entspricht der Orientierung des Fahrzeugs. Sofern sich hierbei ein „Spiel" ergibt, also ein Winkelbereich, um welchen das Antennenmodul virtuell gedreht werden kann, ohne dass die Satelliten von einer anderen Antenne empfangen werden müssten, gibt dieses Spiel die aktuelle Messgenauigkeit an. Gemäß einer Ausführung weist das Verfahren ferner folgende Schritte auf:
Aufnehmen einer Anzahl weiterer Ausgangssignale weiterer Antennen, und
Bestimmen jeweiliger weiterer Sätze von Satelliten, deren Signale in den weiteren Ausgangssignalen enthalten sind, wobei beim Schritt des Bestimmens der Orientierung die Orientierung auch auf den Satelliten der weiteren Sätze basiert . Damit kann ähnlich wie bereits weiter oben mit Bezug auf das erfindungsgemäße Antennenmodul beschrieben die Auflösung weiter erhöht werden. Hinsichtlich der Details sei auf die obigen Ausführungen verwiesen. Alle anwendbaren Varianten und Aus- führungen gelten entsprechend.
Gemäß einer Ausführung weist das Verfahren ferner folgenden Schritt auf:
Bestimmen jeweiliger Positionen, insbesondere Azimut- und Elevationswinkel , der Satelliten der Sätze von Satelliten, wobei beim Schritt des Bestimmens der Orientierung die Ori¬ entierung auch auf den Positionen der Satelliten basiert. Gemäß einer Ausführung weist das Verfahren ferner folgenden Schritt auf:
Bestimmen einer Position einer das Verfahren durchführenden Einrichtung, beispielsweise einer elektronischen Steuerungsvorrichtung oder eines Fahrzeugs mit entsprechender Elektronik, wobei beim Schritt des Bestimmens der Orientierung die Ori¬ entierung auch auf der Position der das Verfahren durchführenden Einrichtung basiert.
Durch Bestimmung von Satellitenpositionen und/oder der Position der das Verfahren durchführenden Einrichtung kann die Genauigkeit bei der Ermittlung der Orientierung deutlich erhöht werden .
Gemäß einer Ausführung weist das Verfahren ferner folgenden Schritt auf:
Erkennen und/oder Plausibilisieren eines Mehrwegempfangs. Damit kann ein eventueller Mehrwegempfang erkannt oder plau- sibilisiert werden, wobei ein solcher Mehrwegempfang insbesondere bedeutet, dass Signale von einer Antenne empfangen werden, welche aufgrund ihrer Richtcharakteristik eigentlich nicht dazu in der Lage ist, Signale dieses Satelliten zu empfangen. Dies kann insbesondere durch Reflexion an natürlichen Gegenständen oder an Gebäuden auftreten. Bei ansonsten sicherer Bestimmung der Orientierung kann ein Signal als auf einem Mehrwegempfang basierend erkannt und somit von weiteren Be- rechnungen ausgeschlossen werden.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein nicht flüchtiges computerlesbares Speichermedium, auf welchem Programmcode gespeichert ist, bei dessen Ausführung durch einen Prozessor ein erfindungsgemäßes Verfahren ausgeführt wird. Hinsichtlich des Verfahrens kann dabei auf alle beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Satellitennavigati- onsmodul, welches ein Antennenmodul gemäß der Erfindung auf¬ weist. Des Weiteren weist das Satellitennavigationsmodul eine elektronische Steuerungsvorrichtung auf. Hinsichtlich des Antennenmoduls kann auf alle beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden. Erläuterte Vorteile gelten entsprechend.
Die elektronische Steuerungsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, basierend auf jeweiligen Ausgangssignalen der Antennen eine Orientierung zu berechnen. Dies kann beispielsweise mittels des weiter oben beschriebenen Verfahrens gemäß einer oder mehrerer Ausführungen erfolgen. Dies kann auch auf andere, hierin nicht beschriebene Art und Weise erfolgen. Die elektronische Steuerungsvorrichtung kann dazu konfiguriert sein, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen . Hinsichtlich des Verfahrens kann auf alle beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden. Damit kann das Satelliten- navigationsmodul dazu in die Lage versetzt werden, unter Verwendung des erfindungsgemäßen Antennenmoduls mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die Orientierung unter Verwendung von Satellitennavigation zu bestimmen. Insbesondere kann die elektronische Steuerungsvorrichtung Speichermittel aufweisen, auf welchen Programmcode gespeichert ist, bei dessen Ausführung ein Prozessor das erfindungsgemäße Verfahren gemäß einer oder mehrerer Ausführungen oder auch ein anderes geeignetes Verfahren ausführt . Allgemein sei darauf hingewiesen, dass mittels des erfindungsgemäßen Antennenmoduls, des Verfahrens und des Satelli¬ tennavigationsmoduls auf das Vorsehen einer zweiten, von einer ersten deutlich beabstandeten Antenne und auch auf die Verwendung besonders genauer Positionsbestimmungsmethoden verzichtet werden kann und trotzdem eine zuverlässige und genaue Bestimmung einer Orientierung möglich ist.
Weitere Merkmale und Vorteile wird der Fachmann den nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausfüh- rungsbeispielen entnehmen. Dabei zeigen:
Fig. 1: eine beispielhafte Anordnung von Satelliten am Himmel , Fig. 2: eine schematische Ansicht einer Antennenanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und Fig. 3: eine schematische Ansicht einer Antennenanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 zeigt schematisch eine beispielhafte Ansicht eines halbkugelförmigen Himmels über einem Betrachter mit darin enthaltenen Satelliten, wobei alle dargestellten Satelliten solche sind, welche für eine Satellitennavigation nutzbar sind. Hierzu senden sie Satellitennavigationssignale aus. In einem Achsenkreuz sind die Himmelsrichtungen Norden (N) , Osten (0) , Süden (S) und Westen (W) dargestellt. Damit wird der Himmel in vier Quadranten eingeteilt. Des Weiteren ist ein Elevations- winkel (Elev) in Grad-Einteilung dargestellt, um auch die jeweilige Höhe der Satelliten anzugeben. Eine solche Darstellung kann auch als Skyplot bezeichnet werden. Über den dargestellten Himmelsausschnitt verteilt sind insgesamt 13 Satelliten Sat 3, Sat 5, Sat 6, Sat 13, Sat 16, Sat 18, Sat 19, Sat 21, Sat 23, Sat 25, Sat 29, Sat 30 und Sat 31 dargestellt. Diese senden Satellitennavigationssignale aus, welche von einer am Boden befindlichen Einheit, beispielsweise einem GPS-Empfänger oder einem anderen Satellitennavigationsgerät, empfangen und zur Bestimmung der Position verwendet werden können. Hinsichtlich der Positionsbestimmung wird hier auf übliche Verfahren und Vorgehensweisen verwiesen, welche dem Fachmann bekannt sind.
Fig. 2 zeigt ein Antennenmodul 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Draufsicht. Es sei ver¬ standen, dass dieses Antennenmodul 1 schematisch dargestellt ist. Das Antennenmodul 1 weist eine erste Antenne 10, eine zweite Antenne 20, eine dritte Antenne 30 und eine vierte Antenne 40 auf. Zwischen den Antennen 10, 20, 30, 40 ist eine Abschirmung 50 angeordnet. Mittels der Abschirmung 50 wird dafür gesorgt, dass jede der vier Antennen 10, 20, 30, 40 eine Richtcharakteristik hat, welche dazu führt, dass sie Satellitensignale nur in einem j eweils definierten azimutalen Winkelbereich empfangen kann . Für die erste Antenne 10 ist ein erstes Sichtfeld 12 dargestellt, welches dem azimutalen Empfangsbereich der ersten Antenne 10 entspricht. Für die zweite Antenne 20 ist ein zweites Sichtfeld 22 dargestellt, welches dem azimutalen Empfangsbereich der zweiten Antenne 20 entspricht. Für die dritte Antenne 30 ist ein drittes Sichtfeld 32 dargestellt, welches dem azimutalen Empfangsbereich der dritten Antenne 30 entspricht. Für die vierte Antenne 40 ist ein viertes Sichtfeld 42 dargestellt, welches dem azimutalen Empfangsbereich der vierten Antenne 40 entspricht.
Die eben beschriebene Charakteristik führt dazu, dass die erste Antenne 10 lediglich die Satelliten Sat 3 und Sat 13 empfangen kann, dass die zweite Antenne 20 lediglich die Satelliten Sat 5 und Sat 29 empfangen kann, und dass die vierte Antenne 40 nur den Satelliten Sat 18 empfangen kann. Die dritte Antenne 30 kann keinen Satelliten empfangen. Hieraus ergibt sich ein Empfangsmuster . Eine an das Antennenmodul 1 angeschlossene Auswerteschaltung kann durch die Ermittlung, welcher Satellit von welcher Antenne empfangen wird, insbesondere unter Berücksichtigung der bekannten Positionen der Satelliten und des Antennenmoduls 1, mögliche Orientierungen des Antennenmoduls 1 berechnen, in welchen ein derartiges Empfangsmuster auftreten kann. Beispielsweise könnte in der Darstellung von Fig. 2 das Antennenmodul 1 nur sehr leicht gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden, ohne dass der Satellit Sat 29 nicht mehr von der zweiten Antenne 20, sondern von der vierten Antenne 40 empfangen werden würde. Ebenso könnte das Antennenmodul 1 nur wenig im Uhr¬ zeigersinn gedreht werden, ohne dass der Satellit Sat 3 statt von der ersten Antenne 10 von der dritten Antenne 30 empfangen werden würde. Auch andere Orientierungen des Antennenmoduls 1, in welchen das dargestellte Empfangsmuster auftritt, sind nicht denkbar. Somit bleibt nur ein Winkelbereich von wenigen Grad, welcher als Unsicherheit verbleibt, da in diesem das dargestellte Empfangsmuster auftreten kann. Dies ermöglicht die Bestimmung der Orientierung des Antennenmoduls 1 unter Verwendung des gemessenen Empfangsmusters. Auf das zusätzliche Verwenden eines Kompasses oder auf das Vorsehen einer deutlich beabstandeten zusätzlichen Antenne kann zum Zweck der Orientierungsbestimmung verzichtet werden. Fig. 3 zeigt ein Antennenmodul 1 gemäß einem zweiten Ausfüh¬ rungsbeispiel der Erfindung in einer Seitenansicht. Das An¬ tennenmodul 1 ist dabei als Dachantenne 5 für ein Fahrzeug ausgeführt. Es weist lediglich eine erste Antenne 10 und eine zweite Antenne 20 auf, wobei verstanden sei, dass auch mehr Antennen verwendet werden können. Deren jeweilige Empfangs¬ bereiche 14, 24, innerhalb welcher sie Satelliten empfangen können, werden durch eine Abschirmung 50 definiert. Diese Empfangsbereiche 14, 24 sind vorliegend hinsichtlich der Elevation dargestellt. Jedoch ist auch erkennbar, dass die erste Antenne 10 in einer Richtung empfängt, welche entgegengesetzt ist zu einer Richtung, in welcher die zweite Antenne 20 empfängt. Beispielsweise kann bei Montage des Antennenmoduls 1 auf einem Fahrzeug die erste Antenne nach vorne empfangen und die zweite Antenne nach hinten empfangen.
Mittels des Antennenmoduls 1 gemäß dem zweiten Ausführungs¬ beispiel kann zur Orientierungsbestimmung ähnlich verfahren werden wie weiter oben mit Bezug auf das in Fig. 2 dargestellte erste Ausführungsbeispiel beschrieben. Aufgrund der darge- stellten Empfangsbereiche, welche sich in der Elevation unterscheiden, kann insbesondere mittels des Antennenmoduls 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel auch eine Verkippung gemessen werden. Erwähnte Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Sie können jedoch auch in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer seiner Ausführungen, beispielsweise mit einer bestimmten Zusammenstellung von Schritten, in der Weise ausgeführt werden dass keine weiteren Schritte ausgeführt werden. Es können jedoch grundsätzlich auch weitere Schritte ausgeführt werden, auch solche welche nicht erwähnt sind.
Die zur Anmeldung gehörigen Ansprüche stellen keinen Verzicht auf die Erzielung weitergehenden Schutzes dar.
Sofern sich im Laufe des Verfahrens herausstellt, dass ein Merkmal oder eine Gruppe von Merkmalen nicht zwingend nötig ist, so wird anmelderseitig bereits jetzt eine Formulierung zumindest eines unabhängigen Anspruchs angestrebt, welcher das Merkmal oder die Gruppe von Merkmalen nicht mehr aufweist. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Unterkombination eines am Anmeldetag vorliegenden Anspruchs oder um eine durch weitere Merkmale eingeschränkte Unterkombination eines am Anmeldetag vorliegenden Anspruchs handeln. Derartige neu zu formulierende Ansprüche oder Merkmalskombinationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass Ausgestaltungen, Merkmale und Varianten der Erfindung, welche in den verschiedenen Ausführungen oder Ausführungsbeispielen beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigt sind, beliebig untereinander kombinierbar sind. Einzelne oder mehrere Merkmale sind beliebig gegeneinander austauschbar. Hieraus entstehende Merkmalskombinationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen .
Rückbezüge in abhängigen Ansprüchen sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Diese Merkmale können auch beliebig mit anderen Merkmalen kombiniert werden. Merkmale, die lediglich in der Beschreibung offenbart sind oder Merkmale, welche in der Beschreibung oder in einem Anspruch nur in Verbindung mit anderen Merkmalen offenbart sind, können grundsätzlich von eigenständiger erfindungswesentlicher Be- deutung sein. Sie können deshalb auch einzeln zur Abgrenzung vom Stand der Technik in Ansprüche aufgenommen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Antennenmodul (1) zur Satellitennavigation, aufweisend eine erste Antenne (10), und
eine zweite Antenne (20),
wobei die erste Antenne (10) und die zweite Antenne (20) zum Empfang von Satellitennavigationssignalen ausgebildet sind,
wobei die erste Antenne (10) eine erste Richtcharakteristik mit einem ersten azimutalen Empfangsbereich (12) aufweist, wobei die zweite Antenne (20) eine zweite Richtcharak¬ teristik mit einem zweiten azimutalen Empfangsbereich (22) aufweist, und
wobei der erste azimutale Empfangsbereich (12) winkelmäßig verschieden ist vom zweiten azimutalen Empfangsbereich (22) .
2. Antennenmodul (1) nach Anspruch 1,
welches eine Anzahl weiterer Antennen (30, 40) aufweist, wobei jede Antenne (10, 20, 30, 40) eine jeweilige Richtcharakteristik mit einem jeweiligen azimutalen Empfangsbereich (12, 22, 32, 42) aufweist,
und wobei jeder azimutale Empfangsbereich (12, 22, 32, 42) winkelmäßig von jedem anderen azimutalen Empfangsbereich (12, 22, 32, 42) verschieden ist.
3. Antennenmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die azimutalen Empfangsbereiche (12, 22, 32, 42) komplementär zueinander sind.
4. Antennenmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Richtcharakteristika der Antennen (10, 20, 30, 40) zusammen eine vollständige Abdeckung einer Halbkugelsphäre über dem Antennenmodul (1) ergeben. Antennenmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antennen (10, 20, 30, 40) baulich identisch zueinander ausgebildet sind.
Antennenmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Richtcharakteristika geometrisch identisch zueinander ausgebildet sind.
Antennenmodul (1) nach Anspruch 6,
wobei eine jeweilige Richtcharakteristik durch Drehung einer anderen Richtcharakteristik um eine vertikale Achse mit einer anderen Richtcharakteristik zur Deckung gebracht werden kann,
wobei der Winkel der Drehung ein ganzzahliges Vielfaches von 360° geteilt durch die Anzahl der Antennen (10, 20, 30, 40) ist .
Antennenmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antennen (10, 20, 30, 40) um eine vertikale Achse mit einem Winkel zueinander versetzt angeordnet sind, wobei der Winkel des Versatzes zweier jeweiliger be¬ nachbarter Antennen 360° geteilt durch die Anzahl der Antennen (10, 20, 30, 40) ist.
Antennenmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches jeweilige Abschirmmittel (50), bevorzugt Ab¬ schirmbleche, zwischen den Antennen (10, 20, 30, 40) aufweist, welche zumindest teilweise die Richtcharakte¬ ristika definieren.
Antennenmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ferner ein Multiplex-Modul aufweist, um jeweilige Ausgangssignale der Antennen (10, 20, 30, 40) auf einen gemeinsamen Ausgang zu bündeln. Verfahren zum Ermitteln einer Orientierung,
welches folgende Schritte aufweist:
Aufnehmen eines ersten Ausgangssignals einer ersten Antenne (10) ,
Aufnehmen eines zweiten Ausgangssignals einer zweiten Antenne (20) ,
Bestimmen eines ersten Satzes von Satelliten, deren Signale in dem ersten Ausgangssignal enthalten sind,
Bestimmen eines zweiten Satzes von Satelliten, deren
Signale in dem zweiten Ausgangssignal enthalten sind, und
Bestimmen der Orientierung basierend zumindest auf den Satelliten des ersten Satzes und des zweiten Satzes von Satelliten .
Verfahren nach Anspruch 11,
welches ferner folgende Schritte aufweist:
Aufnehmen einer Anzahl weiterer Ausgangssignale weiterer
Antennen (30, 40), und
Bestimmen jeweiliger weiterer Sätze von Satelliten, deren Signale in den weiteren Ausgangssignalen enthalten sind, wobei beim Schritt des Bestimmens der Orientierung die Orientierung auch auf den Satelliten der weiteren Sätze basiert .
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
welches ferner folgenden Schritt aufweist:
Bestimmen jeweiliger Positionen, insbesondere Azimut- und Elevationswinkel , der Satelliten der Sätze von Satelliten, wobei beim Schritt des Bestimmens der Orientierung die Orientierung auch auf den Positionen der Satelliten basiert ;
und/oder
welches ferner folgenden Schritt aufweist: Bestimmen einer Position einer das Verfahren durchführenden Einrichtung,
wobei beim Schritt des Bestimmens der Orientierung die Orientierung auch auf der Position der das Verfahren durchführenden Einrichtung basiert.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
welches ferner folgenden Schritt aufweist:
Erkennen und/oder Plausibilisieren eines Mehrwegempfangs.
15. Satellitennavigationsmodul, aufweisend
ein Antennenmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und
eine elektronische Steuerungsvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, basierend auf jeweiligen Ausgangssignalen der Antennen (10, 20, 30, 40) eine Orientierung zu berechnen,
oder
eine elektronische Steuerungsvorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14 auszuführen.
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