WO2018050566A1 - Autarkes ortungssystem - Google Patents

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WO2018050566A1
WO2018050566A1 PCT/EP2017/072644 EP2017072644W WO2018050566A1 WO 2018050566 A1 WO2018050566 A1 WO 2018050566A1 EP 2017072644 W EP2017072644 W EP 2017072644W WO 2018050566 A1 WO2018050566 A1 WO 2018050566A1
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WO
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transceiver
sec
blocking
time
period
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Application number
PCT/EP2017/072644
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yücel TASPINAR
Oleksandr PAVLENKO
Original Assignee
Prothelis Gmbh
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 Prothelis Gmbh filed Critical Prothelis Gmbh
Publication of WO2018050566A1 publication Critical patent/WO2018050566A1/de

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
    • G01S19/16—Anti-theft; Abduction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/0009—Transmission of position information to remote stations
    • G01S5/0018—Transmission from mobile station to base station
    • G01S5/0027—Transmission from mobile station to base station of actual mobile position, i.e. position determined on mobile

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a self-sufficient locating system or a locating device with a transmitting and receiving function for determining the position of a movable object.
  • the invention further relates to a suitable for this method locating device.
  • This has components of a so-called smartphone, in particular a receiver for a satellite-based navigation system (GPS), a transceiver for HF telephone networks and a control circuit which is connected to the receiver and the transceiver. Via the satellite-based navigation system, the positioning system receives data about the current location, ie the current position of the device.
  • the RF transceiver is in contact with common radiotelephone networks, e.g.
  • the 850/900/1800/1900 MHz can send data about the found position, which can then be received by other stations or received data from other stations.
  • the data sent is, for example, data about the current position, about the state of the locating device, etc., which can then be received by other stations.
  • the received data are, for example, commands to the tracking device, for example, to provide position information, to assume a certain operating state, to provide information about the state of the power supply, etc.
  • the RF transceiver is not used, this is a difference to a smartphone.
  • positioning systems are used, for example, for securing motor vehicles, for securing bags or suitcases, for securing valuables of all kinds, for securing animals and children, etc.
  • a user who has arranged the positioning system for example, in his Kof- fer, locate this case anytime.
  • a message can be automatically issued by the location system as soon as it is outside of a previously defined virtual fence (geofence).
  • a dog can carry the tracking system on its shark band, so that its location can be tracked at any time.
  • a locating system is known which has essential features of the present invention.
  • the locating means in particular the receiver for a satellite-assisted navigation system, are selectively switched on and off. This shows that a problem of the alignment systems lies in the limited capacity of the power supply, in particular of a rechargeable battery.
  • a locating device for a motor vehicle is known, while the direction of travel is calculated by the Doppler method.
  • a similar device is also known from EP 496 538 Bl.
  • a personal tracker device is known from GB 2517668 A. The device serves to be able to transmit an SOS signal in the event of an emergency.
  • a locating system is known from US Pat. No. 8,659,420 B2, the AGPS, GPS, GSM, CDMA, LTE , EVDO, Bluetooth (Registered Trademark) and TDMA technologies.) The invention also utilizes at least some of these technologies
  • 2010/0035630 AI is a system and a method for determining the position of a positioning system, as the invention has the goal described. After this procedure, the location can be done.
  • a location system with a power supply unit known.
  • the location system is essentially constructed as the device according to the invention. It has a GPS module, a GSM module for data exchange and a motion sensor.
  • a motion sensor usually a gyro module is used, as it can also be used for the invention. It is also referred to as an inertial navigation system.
  • These are gyro or corresponding motion sensors, with the help of which it is possible to calculate the spatial movement of the device without external GPS signals. In particular, in case of loss of satellite signals such a position determination is still possible.
  • Range of a user since their purpose is indeed in it, for example, to always be able to find the location of a suitcase or the like. Now it is prescribed on board aircraft that no transmitters may be operated on board during the flight. Smartphones are turned on in the flight mode, this is done by the user who is responsible for the device and responsible. It would now be possible to transmit to the locating device via the receiving part of the receiver the command to change to the flight mode. However, this means a considerable effort, a control center or a user must constantly track the condition of the device. It would be much easier if the device itself could find out whether it is in a starting aircraft. It could then automatically block the transmit mode, at least for a while. This blocking would have to be reversed later on a landing.
  • Claim 9 solves the task device.
  • the invention assumes that a sufficiently high positive acceleration is typical for a starting aircraft, in particular if it does not fall below Ttor for a certain period of time and preferably also acts evenly more than +/- 30%.
  • Typical weeds are the values to be achieved at least 0.8 m / sec 2, in particular at least 1 m / sec 2.
  • the locator checks whether a sufficiently high velocity Vtor has been reached for a period of at least 20 seconds after the time when the sufficiently high acceleration value has been reached, where Vtor typically has values in the range of 20 ° C. 80% of the take-off speed of the aircraft is. If this is the case, the device automatically goes into flight mode. This is achieved by blocking the transmission function of the RF transceiver.
  • a flag is generated which blocks the transmission function of the transceiver.
  • the blocking takes place first over a period Tptorg, the small is set, for example, to 60 s.
  • Tptorg the small is set, for example, to 60 s.
  • the short period of time makes it possible for other acceleration processes, the device can not send out for a certain time, but theforensicsausfail is just short.
  • the locator is finally in the transmission mode. This is preferably canceled only when a speed of the aircraft in the range of about 0 m / sec is detected.
  • the flag Since the duration of a flight is usually shorter than 20 hours and usually only a few hours, the flag is switched off after a certain predetermined maximum period of time, at least checked. It is maintained in particular when the height above the ground is still sufficiently large, for example at least 1000 m, or the speed is still sufficiently high, in particular above 100 m / sec. In general, the flag is not switched off and the duration of the time runs z, as long as the device has a speed greater than 0 m / sec.
  • the invention has the advantage that the transmission mode is switched on relatively quickly, namely even before the aircraft has lifted. Although a sufficient altitude above the altitude above normal zero that the aircraft had when the sufficient acceleration value was detected, e.g. At least 1000 m, a good criterion for the flight mode and can also be used by the invention.
  • the return to normal operation is also automatic, in which case the deceleration which an aircraft typically experiences during landing and for a certain period of time is the decisive criterion. It is advantageous that the flag is already set, so the flight mode is present, and only under this condition, a sufficiently large and sufficiently long negative acceleration must be found.
  • the shutdown is supported by supplementary conditions similar to those of the start. On the runway, the aircraft typically no longer changes its height above the ground. Before the contact with the runway, the speed has steadily decreased and also the height above normal zero is always got smaller again. These events can be consulted to protect the deletion of the flag.
  • the advantage of this method is that the housing of the positioning system can be completely closed. By welding the upper shell and lower shell, a tight weld has been created all around, thus the housing is hermetically sealed.
  • the housing is waterproof. It is classified electrically in protection class IP 67 and, if necessary, higher. No operating element is required on the device itself that is responsible for switching to flight mode. Such controls are the rule for smartphones.
  • a user controls the location system by means of his smartphone or other suitable device enabling data exchange over RF telephone networks.
  • the user receives information about the status of the device directly via the LED. Their light is visible through the sufficiently transparent formed housing. Preferably, a tricolor LED is used. Different information can be communicated via the individual colors.
  • the device Via the light emitting diode, data transmission from the device to the outside can take place, for example, the device can send information of its GSM module, eg the IMEI, in a form coded by light flashes, if it has previously been sent a corresponding control command via the radio network.
  • GSM module eg the IMEI
  • the light of the LED is passed through the light guide, which is located in the immediate vicinity of the light emitting diode, to the wall of the upper shell, there is a translucent area, at least a portion of the light penetrates this area and can be detected by the user.
  • the induction coil of the accumulator can be charged. Even if the accumulator is defective, the device receives enough voltage to operate through a charging station.
  • the induction coil is not visible from the outside, it is located only inside the housing. Radio waves reach the device and are radiated by it via at least two antennas, it is an antenna for the receiver of the satellite-based Navigation system and a further antenna for the transceiver for RF telephone networks provided.
  • Both antennas are advantageously arranged on a Foüe, in particular next to each other.
  • This film is located near an inner wall of the upper shell. It is fixed there in such a way that it does not shift even during strong movements of the locating system (of the device), but retains its place.
  • the induction coil is located in the immediate vicinity of a bottom of the lower shell.
  • the positioning system can thus communicate with the outside world via the optical signals of the light-emitting diode, via the two radio-frequency connections and via the induction coil. All this is possible with completely enclosed housing.
  • the housing is preferably made of a plastic. It has no openings, flaps, passages, etc., through which dust, water or the like could penetrate. Any communication of the location system with the outside world is through the closed shell of the housing.
  • the two shells of the housing are preferably interconnected by ultrasonic welding.
  • the case can not be opened without being destroyed. If replacement of the battery is necessary, the case is broken, a new battery is inserted, a new case is used.
  • the housing preferably has a labeling field for individual data, this is located on the outside bottom of the bottom shell, it is printed in each case with the data that identify the individual locating device.
  • the location system uses an embedded SIM card that is globally valid. It is an integral part of the device. It does not have to be used, it is preferably fixedly mounted on the board, in particular soldered.
  • FIG. 2 shows a flow chart for the automatic recognition of a flight mode and for switching off the flight mode
  • FIG. 3 shows a perspective view of the locating system with housing
  • Fig. 4 a side view of the empty housing, partially cut away to show the connection of the upper shell and Unterschafe.
  • the flight of an aircraft is subdivided into the following individual flight phases:
  • takeoff roll the aircraft rolls over the runway at increasing speed, named as takeoff roll.
  • takeoff roll the aircraft rolls over the runway at increasing speed, named as takeoff roll.
  • the aircraft takes off, named as take off, and usually goes into a takeoff and initial climb 26.
  • the plane has accelerated to a higher speed.
  • the climb 28 (climb).
  • the aircraft is thereby brought to the climb speed.
  • the end point of the climb also called TOC (top of climb)
  • the aircraft begins the cruise (cruise) 30.
  • the end of the Reiseffugs 30 the aircraft goes into descent
  • the positioning system is essentially designed for jet aircraft and tailored to their Ffugphasen. But it is also suitable for propeller aircraft, but sow have other characteristics than jet aircraft. The latter are time is essentially in use, therefore, the location system is primarily tuned to them. It is about civil aircraft, ie passenger aircraft or freight aircraft, but not military aircraft, sports aircraft, special aircraft or the like.
  • the location system is designed to independently detect the individual states during the Fiugphasen and then switch the device in the flight mode when the aircraft has lifted off the ground and at least as long as it is in the air.
  • the time, the speed, the acceleration and the height above the taxiway are recorded and used as input data.
  • the existing sensors in the device are used, the processing is carried out by a control unit to the sensors is explained below.
  • the phase of the start 24 is detected by the following criteria: i) The acceleration a with respect to the runway is constantly detected at certain intervals. An acceleration value a> Ator occurs at least once, but is preferably not undershot during at least one time period Ttor, which begins with the first occurrence of a> Ator; ii) at the end of the time period Ttor a speed v is reached which is not less than Vtor. Ator, Vtor and Ttor are the acceleration a, the velocity v and the time t during the start 24. For this phase the abbreviation tor is used, it stands for "takeof roll".
  • phase of the start 24 can also be recognized via further criteria or recognition can be supported. This includes, for example, that a roll phase 22 is not present. Typical for a rolling phase are relatively low speeds below 15 m / sec, in particular below 8 m / sec. Also typical of the launch phase is that the altitude above the runway does not change. Usually, a light rail has no inclination, but lies in one plane. Also does not take place during a start no lateral movement, but only a forward movement. It is also typical that the speed of the aircraft increases steadily during the phase of launch 24.
  • the criteria for detecting the phase of the initial climb 26 are as follows: iü) The phase of the launch 24 has been recognized, ie at least the criteria i) and ii) have been detected, tv) The speed v opposite the runway is Vdep for at least the Time span Tdep. Vdep and Tdep are the speed and the time during the initial ascending flight 26. v) The height difference, more precisely the rising of the aircraft from the time Ttor to the time Tdep must not fall below the altitude value Zdiff. Rolling 38 and standing 40 are recognized according to the following criteria:
  • Tdep 20 s It is possible to set the value for Ator to 0.8m / sec, this value is also suitable for propeller aircraft.
  • the value for Vtor can also be set higher and be in the range of 25 to 55 m / sec, for example at 35 or 40 m / sec.
  • the value for Ttor can also be set higher, for example 16 to 30 s.
  • a start-up lasts at least 20, usually 30-40 s.
  • a control circuit 134 is a state machine (finite state machine). He is always in one of the five states shown. The beginning is labeled 42.
  • state 44 No_Fiug the locating device is in the normal state, the flight mode is not active. This condition exists when several individual checks, which are discussed below, do not indicate a fugue.
  • this state 44 it is periodically checked whether the acceleration a has at least reached the value Ator. If this is the case, it goes to state 46 Starroll_detection. In this, a timer is started at the time tBegin, at which the acceleration a has at least reached the value Ator.
  • state 46 It is now checked in state 46 whether the acceleration always reaches at least the value Ator within a time window Ttor. If this is not the case, it goes back to state 44. If this is the case, it is checked in a query 48 whether a speed v> Vtor has been reached at the end of the time window Ttor. If this is not the case, it goes back to the state 44. If this is the case, there is a transition to the state 50. The timer is restarted, the flag for blocking the send function is set, and the check is made as to whether the speed v reaches a value> Vtor constantly during the time window Tptorg. If this is not the case, it goes back to the state 44.
  • the block of the transmission mode is now maintained as long in this state until at least one of the two following conditions: the speed V of the aircraft 0. flight time exceeds tflight ei ⁇ NEN predetermined value, for example 24 hours. If one of these conditions occurs, it returns to state 44.
  • Several conditions, as mentioned above, are also indicated with their time ⁇ point in Fig. 1.
  • the acceleration a has reached the value Ator at least, it goes into the state 46.
  • the clock in the state 46 has reached the time Ttor, it is now followed by a check of the speed and transition to the state 50
  • Event 84 the speed v has reached at least the value Vdep, it goes to the state 52.
  • t-tBegin> tDep and reached a height of at least Zdiff at the time 86, it goes into the state 56th
  • the locating system has a hermetically sealed housing which is composed of two and only two parts, namely an upper shell 120 and a lower shell 122. Both are about 65 mm long and about 30 mm wide, they have a wall thickness of typically 2-3 mm. They define a cavity of approx. 25 mm clear height.
  • Upper shell 20 and lower shell 22 are made of the same material, namely a thermoplastic see plastic. By ultrasonic welding they are welded together along a connecting line 24.
  • the surfaces of both shells 120, 122 are determined solely by the material from which they are made.
  • the surface of both shells 120, 122 is not interrupted by any openings, passages, keys, flaps or the like.
  • a board 126 is housed in the housing. It accommodates all electronic components, in particular a receiver 128 for a satellite-based navigation system, a transceiver for data transmission in HF telephone networks, a light emitting diode 132 and a control circuit 134.
  • the board 126 is equipped on both sides. Among other things, an embedded SIM card is soldered on its underside, it is valid worldwide and for several network operators.
  • an inertial navigation system is arranged on the board 126, which operates, for example, with gyros and makes it possible to perform a position determination on loss of SateiMten- signal.
  • the above-mentioned components are also found in today's smartphones, insofar reference is made to their technique.
  • a film 136 is further housed, on which there is both an antenna for the receiver 128 and the antenna for the transceiver.
  • the film 36 starts directly from a narrow side of the board 126 and is electrically and mechanically connected thereto, in particular the film 136 aestheses a layer of the board 126.
  • the film 136 has 60-80% of the length of the board 126. It is very thin and can be easily bent, it is elastic, it always takes after bending a stretched shape again.
  • an accumulator 146 Directly below the board 126 is an accumulator 146. It is connected via a plug connection to the board 126. Under this accumulator 146, an insulator layer 147 is fixed, on the outside of which an induction coil 148 is located. Both of its connections are connected to the board 126. On the board 126 is a module for battery management. When assembled, the induction coil 148 is in close proximity, preferably in contact with the inner surface of the lower shell 122. The light emitting diode 132 is disposed on top of the board 126, rather precisely in the center of the board 126. Sone radiates upward, transverse to the board 126. Directly above it is a light guide 152, which is designed here as a tube and formed in one piece with the upper shell 120.
  • the material of the upper shell 120 is on the one hand transparent and on the other hand thin, so that the light of the light emitting diode 132 penetrates the wall of the upper shell 120 at this point.
  • the light guide 152 is not visible, it causes no interruption of the smooth surface, it is only on the inside of the upper shell 120.
  • the film 136 has a through hole which is adapted to the light guide 152 and this receives largely accurate fit.
  • At least one shell has support members 156, 158, e.g. for the board 126 and the accumulator 146.
  • the control circuit 134 has a microcontroller.
  • the control circuit 134 receives on request from the receiver 128 and optionally from the inertial navigation system information about the current location. It passes this information via the transceiver to the outside, if a corresponding program command, for example by Geofence, is present or an inquiry has been received from the outside.
  • the control circuit 134 is also responsible for the fact that the transmission function of the transceiver can be blocked.
  • the Anmeiderin reserves the right to combine any features and sub-features in any chosen selection and to formulate new overall characteristics.
  • the entire disclosure content of the two German patent applications with filing date September 14, 2016 and the titles: "Tracking system (tracker) for determining the position of a moving object” and “tracking device with a film antenna” are fully content to the disclosure content of the present application.

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Abstract

Das Verfahren zum selbsttätigen Einschalten des Flugmodus eines Ortungssystems (tracker) zur Positionsbestimmung eines beweglichen Objekts nutzt ein Gehäuse mit einer ausschließlich von Kunststoff gebildeten Oberfläche auf. Darin ist eine Platine (126) mit einem Empfänger (128) für ein Navigationssystem, einem Sendeempfänger für HF-Tefefonnetze, einer Leuchtdiode (132) und einer Steuerschaltung (134), die mit dem Empfänger (128), dem Sendeempfänger und der Leuchtdiode (132) verbunden ist, angeordnet. Das Verfahren hat die folgenden Verfahrensschritte: - Erfassen der positiven Beschleunigung a des Ortungssystems und Feststellen, ob das Ortungssystem mit einer positiven Beschleunigung a von mindestens 0,8 m/sec2, insbesondere mindestens 1 m/sec2 beschleunigt wird, - Starten einer Zeiterfassung, sobald dieser Wert für a erreicht wurde und Überprüfen, ob die Geschwindigkeit des Ortungssystems nach Ablauf einer Zeitdauer von Ttor, insbesondere Ttor=15 s, nicht kleiner als Vtor, insbesondere Vtor nicht kleiner als 25 m/sec, ist, - wenn dieses Ereignis festgestellt wurde, Blockieren der Sendefunktion des Sendeempfängers (30) für eine Zeitdauer Tptorg von mindestens 60 s.

Description

Autarkes Ortungssystem
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines autarken Or- tungssystems bzw. eines Ortungsgerätes mit Sende- und Empfangsfunktion zur Positionsbestimmung eines beweglichen Objekts. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein für dieses Verfahren geeignetes Ortungsgerät. Dieses hat Komponenten eines sogenannten Smartphones, insbesondere einen Empfänger für ein satellitengestütztes Navigationssystem (GPS), einen Sendeempfänger für HF- Telefonnetze und eine Steuerschaltung, die mit dem Empfänger und dem Sendeempfänger verbunden ist. Über das satellitengestützte Navigationssystem erhält das Ortungssystem Daten über den aktuellen Standort, also die aktuelle Position des Geräts. Der HF-Sendeempfänger ist in Kontakt mit gängigen Funktelefon netzen, z.B. 850/900/1800/1900 MHz und kann Daten über die gefundene Position aussenden, die dann von anderen Stationen empfangen werden können, bzw. von anderen Stationen Daten erhalten. Bei den gesendeten Daten handelt es sich zum Beispiel um Daten über die aktuelle Position, über den Zustand des Ortungsgerätes usw., die dann von anderen Stationen empfangen werden können. Bei den empfangenen Daten handelt es sich beispielsweise um Befehle an das Ortungsgerät, beispielsweise eine Positionsinformation abzugeben, einen bestimmten Betriebszustand einzunehmen, eine Information über den Zustand der Spannungsversorgung abzugeben usw.. Für eine Sprachkommunikation wird der HF-Sendeempfänger nicht eingesetzt, hierin liegt ein Unterschied zu einem Smartphone.
In der Praxis werden derartige Ortungssysteme beispielsweise zur Sicherung von Kraftfahrzeugen, zur Sicherung von Taschen oder Koffern, zur Sicherung von Wertgegenständen aller Art, zur Sicherung von Tieren und Kindern usw. eingesetzt. So kann ein Nutzer, der das Ortungssystem beispielsweise in seinem Kof- fer angeordnet hat, diesen Koffer jederzeit orten. Es kann automatisch eine Meldung von dem Ortungssystem ausgegeben werden, sobald es sich außerhalb eines zuvor definierten virtuellen Zauns (Geofence) befindet. Ein Hund kann das Ortungssystem an seinem Haisband tragen, dadurch kann sein Standort jederzeit nachverfolgt werden. Aus der EP 2 241 904 AI ist ein Ortungssystem bekannt, das wesentliche Merkmaie der vorliegenden Erfindung aufweist. Zur Energieeinsparung werden die Ortungsmittel, insbesondere der Empfänger für ein sateilitengestütztes Navigationssystem gezielt ein- und ausgeschaltet. Dies zeigt, dass ein Problem der Or- tungssysteme in der begrenzten Kapazität der Spannungsversorgung, insbesondere eines Akkumulators liegt.
Aus der DE 10 2010 062 189 AI ist ein Ortungssystem bekannt, das eine spezielle Ausbildung der Antenne beschreibt.
Aus der DE 196 45 209 B4 ist eine Ortungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, dabei wird die Fahrtrichtung nach dem Dopplerverfahren berechnet. Eine ähnliche Vorrichtung ist auch aus EP 496 538 Bl bekannt. Aus der GB 2517668 A ist ein„personal tracker device" bekannt. Die Vorrichtung dient dazu, in einem Notfall ein SOS-Signal absetzen zu können. Aus der US 8,659,420 B2 ist ein Ortungssystem bekannt, das AGPS, GPS, GSM, CDMA, LTE, EVDO, Bluetooth (eingetragene Marke) und TDMA Technologien nutzt. Die Erfindung nutzt ebenfalls zumindest einige dieser Technologien. Aus der US
2010/0035630 AI ist ein System und ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Ortungssystems, wie es die Erfindung zum Ziel hat, beschreibt. Nach diesem Verfahren kann die Ortung erfolgen. Schließlich ist aus WO 2016/102977 AI ein Ortungssystem mit einer Spannungsversorgungseinheit bekannt. Das Ortungssystem ist im Wesentlichen so aufgebaut, wie das Gerät nach der Erfin- dung. Es hat ein GPS-Modul, ein GSM-Modul für den Austausch von Daten und einen Bewegungssensor. Als Bewegungssensor wird üblicherweise ein Gyromodul eingesetzt, wie es auch für die Erfindung Verwendung finden kann. Es wird auch als inertiales Navigationssystem bezeichnet. Es handelt sich dabei um Kreisel o- der um entsprechende Bewegungssensoren, mit deren Hilfe es möglich ist, ohne GPS Signale von außen die räumliche Bewegung des Gerätes zu berechnen. Insbesondere bei Verlust von Satellitensignalen ist so eine Positionsbestimmung immer noch möglich.
Bei diesen Ortungssystemen besteht das Problem, dass sie nicht immer in
Reichweite eines Benutzers sind, da ihr Zweck ja gerade darin liegt, beispielsweise den Ort eines Koffers oder dergleichen stets auffinden zu können. Nun ist aber an Bord von Flugzeugen vorgeschrieben, dass während des Fluges keine Sendegeräte an Bord betrieben werden dürfen. Smartphones werden hierzu in den Flugmodus eingeschaltet, dies erfolgt durch den Benutzer, der für das Gerät zuständig und verantwortlich ist. Man könnte nun über den Empfangsteil des Sen- deempfängers dem Ortungsgerät den Befehl übermitteln, in den Flugmodus überzugehen. Dies bedeutet aber einen erheblichen Aufwand, eine Leitstelle oder ein Benutzer muss ständig den Zustand des Gerätes nachverfolgen. Deutlich einfacher wäre es, wenn das Gerät selbst herausfinden könnte, ob es sich in einem startenden Flugzeug befindet. Es könnte dann selbsttätig den Sendemodus blo- ckieren, zumindest für eine gewisse Zeit. Dieses Blockieren müsste später bei einer Landung wieder aufgehoben werden.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Ortungsgeräts der hier in Rede stehenden Art anzugeben, bei dem das au- tarke Gerät selbst feststellt, dass es in den Flugmodus übergehen muss und selbstständig feststellt, dass der Flugmodus danach wieder abgeschaltet werden kann, wenn das Flugzeug, in dem sich das Gerät befindet, gelandet ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des An- spruchs 1. Verbesserungen finden sich in den Unteransprüchen. Anspruch 9 löst die Aufgabe vorrichtungsmäßig.
Die Erfindung geht davon aus, dass eine ausreichend hohe positive Beschleunigung typisch für ein startendes Flugzeug ist, insbesondere dann, wenn sie über eine gewisse Zeitdauer Ttor nicht unterschritten wird und vorzugsweise zudem noch +/- 30% gleichmäßig wirkt. Typischerweäse liegen die zu erreichenden Werte bei mindestens 0,8 m/sec2, insbesondere mindestens 1 m/sec2. Wenn ein ausreichender Beschieunigungswert festgestellt wurde, prüft das Ortungsgerät, ob nach dem Zeitpunkt des Erreichens des ausreichend hohen Beschleunigungs- wertes während einer Zeitspanne von mindestens 20 Sekunden eine ausreichend hohe Geschwindigkeit Vtor erreicht wurde, wobei Vtor typischerweise Werte hat, die im Bereich von 20-80 % der Abhebegeschwindigkeit des Flugzeugs liegt. Ist dies der Fall, geht das Gerät selbsttätig in den Flugmodus. Dieser wird dadurch erreicht, dass die Sendefunktion des HF-Sendeempfängers blockiert wird. Soft- waremäßig wird ein Flag erzeugt, der die Sendefunktion des Sendeempfängers blockiert. Das Blockieren erfolgt zunächst über eine Zeitdauer Tptorg, die klein bemessen wird, beispielsweise auf 60 s festgelegt wird. Die kurze Zeitdauer ermöglicht es, dass bei anderen Beschleunigungsvorgängen das Gerät zwar für eine gewisse Zeit nicht nach außen senden kann, aber der Funktionsausfail eben nur kurz ist.
Erst nach weiteren Überprüfungen geht das Ortungsgerät endgültig in den Sendemodus über. Dieser wird vorzugsweise erst dann wieder aufgehoben, wenn eine Geschwindigkeit des Flugzeugs im Bereich von etwa 0 m/sec festgestellt wird.
Da die Dauer eines Fluges in der Regel kürzer ist als 20 Stunden und meist nur wenige Stunden beträgt, wird der Flag nach einer gewissen vorgegebenen maximalen Zeitdauer abgeschaltet, zumindest überprüft. Er wird insbesondere aufrechterhalten, wenn die Höhe über dem Boden immer noch ausreichend groß ist, beispielsweise mindestens 1000 m beträgt, oder die Geschwindigkeit noch ausreichend groß ist, insbesondere über 100 m/sec, In der Regel wird der Flag nicht abgeschaltet und läuft die Zeitdauer z weiter, solange das Gerät eine Geschwindigkeit größer 0 m/sec hat. Die Erfindung hat den Vorteil, dass der Sendemodus relativ rasch eingeschaltet wird, nämlich schon dann, bevor das Flugzeug abgehoben hat. Zwar ist eine ausreichende Höhe über der Höhe über Normal Null, die das Flugzeug hatte, als der ausreichende Beschleunigungswert festgestellt wurde, z.B. mindestens 1000 m, ein gutes Kriterium für den Flugmodus und kann auch von der Erfindung genutzt werden.
Die Rückkehr in den Normalbetrieb erfolgt ebenso automatisch, hierbei wird die Verzögerung, die ein Flugzeug typischerweise während der Landung und für eine gewisse Zeitdauer erfährt, zum ausschlaggebenden Kriterium herangezogen. Vorteilhaft ist dabei, dass der Flag bereits gesetzt ist, also der Flugmodus vorliegt, und nur unter dieser Voraussetzung eine ausreichend große und ausreichend lange negative Beschleunigung festgestellt werden muss. Unterstützt wird das Abschalten durch ergänzende Bedingungen, die denen des Starts ähnlich sind. Auf der Landebahn ändert das Flugzeug typischerweise seine Höhe über dem Boden nicht mehr. Vor dem Kontakt mit der Landebahn hat sich die Geschwindigkeit stetig verringert und auch die Höhe über Normal Null ist immer wieder kleiner geworden. Diese Ereignisse können hinzugezogen werden, um das Löschen des Flags abzusichern.
Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass das Gehäuse des Ortungssystems vollständig abgeschlossen sein kann. Durch Verschweißen von Oberschale und Unterschale ist ringsum eine dichte Schweißnaht entstanden, dadurch ist das Gehäuse hermetisch abgeschlossen. Das Gehäuse ist wasserdicht. Es ist elektrisch in der Schutzklasse IP 67 und ggf. höher einzuordnen. Es wird kein bedienen Element am Gerät selbst benötigt, dass für das Einschalten in den Flugmodus zuständig ist. Derartige Bedienelemente sind bei Smartphones die Regel.
Ein Benutzer steuert das Ortungssystem mittels seines Smartphones oder einer anderen geeigneten Vorrichtung, die einen Datenaustausch über HF-Telefonnetze ermöglicht. Der Benutzer erhält unmittelbar über die Leuchtdiode Informationen über den Zustand des Gerätes. Deren Licht ist durch das ausreichend transparent ausgebildete Gehäuse sichtbar. Vorzugsweise wird eine dreifarbige Leuchtdiode verwendet. Über die einzelnen Farben können unterschiedliche Informationen mitgeteilt werden. Über die Leuchtdiode kann auch eine Datenübertragung vom Gerät nach außen stattfinden, beispielsweise kann das Gerät Informationen seines GSM-Moduls, z.B. die IMEI, in durch Lichtblitze kodierter Form aussenden, wenn ihm zuvor ein entsprechender Steuerbefehl über das Funknetz zugesandt wurde. Das Licht der LED wird durch den Lichtleiter, der sich in unmittelbarer Nähe der Leuchtdiode befindet, hin zur Wand der Oberschale geleitet, dort ist ein lichtdurchlässiger Bereich, zumindest ein Teil des Lichtes durchdringt diesen Bereich und kann vom Benutzer erfasst werden. Durch die Induktionsspule kann der Akkumulator aufgeladen werden. Selbst bei defektem Akkumulator erhält das Gerät über eine Ladestation ausreichend Spannung, um zu funktionieren. Die Induktionsspule ist von außen nicht sichtbar, sie befindet sich ausschließlich im Inneren des Gehäuses. Funkwellen erreichen das Gerät und werden von ihm abgestrahlt über mindestens zwei Antennen, es ist eine Antenne für den Empfänger des satellitengestütz- ten Navigationssystems und eine weitere Antenne für den Sendeempfänger für HF-Te!efonnetze vorgesehen. Beide Antennen sind vorteilhafterweise auf einer Foüe angeordnet, insbesondere nebeneinander. Diese Folie befindet sich in der Nähe einer Innenwand der Oberschale. Sie ist dort so fixiert, dass sie auch bei starken Bewegungen des Ortungssystems (des Gerätes) nicht verschoben wird, sondern ihren Platz beibehält.
Die Induktionsspule befindet sich in unmittelbarer Nähe eines Bodens der Unterschale.
Insgesamt kann das Ortungssystem damit über die optischen Signale der Leuchtdiode, über die beiden Hochfrequenzverbindungen und über die Induktionsspule mit der Außenwelt kommunizieren. All dies ist bei völlig abgeschlossenem Gehäuse möglich. Das Gehäuse ist vorzugsweise aus einem Kunststoff her- gestellt. Es hat keinerlei Öffnungen, Klappen, Durchlässe usw., durch die Staub, Wasser oder dergleichen eindringen könnte. Jegliche Kommunikation des Ortungssystems mit der Außenwelt erfolgt durch die geschlossene Schale des Gehäuses hindurch. Die beiden Schalen des Gehäuses sind vorzugsweise durch Ultraschalischweißung miteinander verbunden. Das Gehäuse kann nicht geöffnet werden, ohne dabei zerstört zu werden. Wenn der Austausch des Akkumulators notwendig ist, wird das Gehäuse aufgebrochen, es wird ein neuer Akkumulator eingesetzt, es wird ein neues Gehäuse verwendet. Das Gehäuse hat vorzugsweise ein Beschriftungs- feld für individuelle Daten, dieses befindet sich auf der Außenseite unten der Bodenschale, es wird jeweils mit den Daten bedruckt, die das individuelle Ortungsgerät kennzeichnen.
Das Ortungssystem verwendet eine eingebettete SIM-Karte, die weltweit gültig ist. Sie ist fester Bestandteil des Gerätes. Sie muss nicht eingesetzt werden, sie ist vorzugsweise auf der Platine fest angeordnet, insbesondere gelötet.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie aus der nun folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispieis der Erfindung, das im Folgenden unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigen : Fig. 1 : eine prinzipielle Darstellung der verschiedenen Flugphasen eines Flugs eines Flugzeugs, dargestellt ist die vertikale Höhe z über der Zeit t, die Darstellung ist nicht maßstäblich,
Fig. 2 : ein Abiaufdiagramm für das automatische Erkennen eines Flugmodus und für das Abschalten des Flugmodus,
Fig. 3 : eine perspektivische Darstellung des Ortungssystems mit Gehäuse und
Platine und mit Sicht von unten, das Gehäuse ist teilweise angeschnitten, der Blick geht auf eine Induktionsspule und darüber auf einen Akkumu!a- tor, und
Fig. 4: eine Seitenansicht des leeren Gehäuses, teilweise angeschnitten, um die Verbindung von Oberschale und Unterschafe zu zeigen.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, wird der Flug eines Flugzeugs in folgende einzelne Flugphasen unterteilt: Das Flugzeug hat vor dem Start auf dem Flughafen 18 eine Parkposition 20, es hat dabei die Geschwindigkeit a=0 m/sec, es ist zum Beispiel beladen worden. Danach rollt es in einer Rollphase 22 zur Startbahn (taxi- out), es hat dabei typischerweise Geschwindigkeiten unter 20 m/sec. Während des Starts 24 rollt das Flugzeug mit zunehmender Geschwindigkeit über die Startbahn, benannt als Startrollen (takeoff roll). Bei Erreichen einer ausreichenden Geschwindigkeit hebt das Flugzeug ab, benannt als Abheben, und geht in der Regel in einen Anfangssteigflug (takeoff and initial ciimb) 26 über. Nach dem Abheben hat das Flugzeug auf eine höhere Geschwindigkeit beschleunigt. An den Anfangssteigflug 26 schließt sich der Steigflug (climb) 28 an. Das Flugzeug wird dabei auf die Steigflug- Geschwindigkeit gebracht. Am Endpunkt des Steigflugs, auch TOC (top of climb) genannt, beginnt das Flugzeug den Reiseflug (cruise) 30. Am Ende des Reiseffugs 30 geht das Fiugzeug in den Sinkflug
(descend) 32 über. Es schließt sich der Landeanflug (approach) 34 an, gefolgt von der Landung 36 mit einem Bremsen und Ausrollen. Das Flugzeug kommt nach einem Rollen (taxi-in) 38 wieder zum Stehen 40. Der Flug ist abgeschlossen.
Das Ortungssystem ist im Wesentlichen für Strahlflugzeuge ausgelegt und auf ihre Ffugphasen abgestimmt. Es ist aber auch für Propellerflugzeuge geeignet, säe haben jedoch andere Charakteristika als Strahlflugzeuge. Letztere sind der- zeit im Wesentlichen im Einsatz, auf sie ist daher das Ortungssystem primär abgestimmt. Es geht um Zivilflugzeuge, also Passagierflugzeuge oder Frachtfiug- zeuge, nicht aber um militärische Flugzeuge, Sportflugzeuge, Sonderflugzeuge oder dergleichen.
Das Ortungssystem ist darauf ausgelegt, die einzelnen Zustände während der Fiugphasen selbstständig zu erfassen und das Gerät dann in den Flugmodus zu schalten, wenn das Flugzeug vom Boden abgehoben hat und zumindest solange es sich in der Luft befindet.
Um die einzelnen Zustände zu erfassen, werden die Zeit, die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und die Höhe über der Rollbahn als Eingangsdaten erfasst und verwendet. Hierzu werden die im Gerät vorhandenen Sensoren genutzt, die Verarbeitung erfolgt durch ein Steuergerät Zu den Sensoren wird weiter unten ausgeführt.
Die Phase des Starts 24 wird über folgende Kriterien detektiert: i) Die Beschleunigung a gegenüber der Startbahn wird ständig in gewissen Zeitabständen erfasst. Ein Beschleunigungswert a > Ator tritt zumindest einmal auf, vorzugsweise wird er aber während zumindest einer Zeitspanne Ttor, die mit dem ersten Auftreten von a > Ator beginnt, nicht unterschritten; ii) am Ende der Zeitspanne Ttor wird eine Geschwindigkeit v erreicht, die nicht kleiner ist als Vtor. Dabei sind Ator, Vtor und Ttor die Beschleunigung a, die Geschwindigkeit v und die Zeit t während des Starts 24. Für diese Phase wird die Abkürzung tor verwendet, sie steht für„takeof roll".
Zusätzlich kann die Phase des Starts 24 auch noch über weitere Kriterien erkannt bzw. das Erkennen unterstützt werden. Hierzu gehört zum Beispiel, dass eine Rollphase 22 nicht vorliegt. Typisch für eine Rollphase sind relativ kleine Ge- schwindigkeiten unter 15 m/sec, insbesondere unter 8 m/sec. Typisch für die Phase des Starts ist auch, dass sich die Höhe über der Startbahn nicht ändert. Normalerweise hat eine Stadtbahn keine Neigung, sondern liegt in einer Ebene. Auch findet während eines Starts keine seitliche Bewegung, sondern nur eine Bewegung nach vorn statt. Typisch ist auch, dass sich die Geschwindigkeit des Flugzeugs während der Phase des Starts 24 stetig erhöht. Da auch ein falsches Detektieren möglich ist, zum Beispiel, wenn sich das Ortungssystem in einem schnellen Kraftfahrzeug befindet, wird die bislang erreichte Erkennung gelöscht, wenn innerhalb der Zeitspanne Tptorg nach Vorliegen der beiden Kriterien i) und ii) nicht die Phase Anfangssteigflug 26, auf die im Folgen- den eingegangen wird, erkannt wird.
Die Kriterien für ein Erkennen der Phase Anfangssteigflug 26 sind die folgenden : iü) Es wurde die Phase des Starts 24 erkannt, zumindest also die Kriterien i) und ii) sind detektiert worden, tv) Die Geschwindigkeit v gegenüber der Startbahn ist Vdep für zumindest die Zeitspanne Tdep. Dabei sind Vdep und Tdep die Geschwindigkeit und die Zeit während des Anfangssteigflugs 26. v) Die Höhendifferenz, genauer gesagt das Steigen des Flugzeugs vom Zeitpunkt Ttor bis zum Zeitpunkt Tdep darf den Höhenwert Zdiff nicht unterschreiten. Das Rollen 38 und das Stehen 40 werden nach folgenden Kriterien erkannt:
vi) Es wurde die Phase Anfangssteigflug erkannt, vii) Die Geschwindigkeit v des Flugzeugs gegenüber der Startbahn hat den Wert 0 oder zumindest <5 m/s erreicht. Die typischen Werte für Ator, Ttor, Vtor, Tptorg, Vdep, Zdiff und Tdep variieren von Flugzeug zu Flugzeug und sind je nach Modell unterschiedlich. Da es dem Gerät nicht möglich ist, den jeweiligen Flugzeugtyp zu erkennen, werden Minimalwerte eingesetzt, sie sind als typische Werte anzusehen und aus der folgenden Tabelle ersichtlich :
Tabelle
Bezeichnung Wert Einheit
Ator 1 m/s2
Ttor 15 s
Vtor 25 m/s
Tptorg 60 s
Vdep 40 m/s
Zdiff 300 m
Tdep 20 s Es ist möglich, den Wert für Ator auf 0,8m/sec festzulegen, dieser Wert ist auch für Propelierfiugzeuge geeignet. Der Wert für Vtor kann auch höher angesetzt werden und im Bereich von 25 bis 55 m/sec liegen, z.B. bei 35 oder 40 m/sec. Der Wert für Ttor kann auch höher angesetzt werden, zum Beispiel 16 bis 30 s. In der Regel dauert ein Startroilen mindestens 20, zumeist 30-40 s. Günstig ist es auch, eine maximale Flugzeit Tflight von 40 Stunden festzulegen. Dabei wird davon ausgegangen, dass kein Fiug länger als 40 Stunden dauert. Nach 40 Stunden geht das Gerät automatisch in den Normalzustand über, der Flugmodus wird ausgeschaltet.
Im Folgenden wird der Abiauf eines Erkennungsverfahrens anhand von insbesondere Fig. 2 erläutert. Realisiert in einer Steuerschaltung 134 ist ein Zustandsau- tomat (finite State machine). Er befindet sich immer in einem der gezeigten fünf Zustände. Der Anfang ist mit 42 bezeichnet. Im Zustand 44 Kein_Fiug befindet sich das Ortungsgerät im Normalzustand, der Flugmodus ist nicht aktiv. Dieser Zustand liegt vor, wenn verschiedene Einzelprüfungen, auf die im Folgenden eingegangen wird, nicht auf einen Fiug hinweisen. In diesem Zustand 44 wird periodisch überprüft, ob die Beschleunigung a den Wert Ator zumindest erreicht hat. Wenn dies der Fall ist, geht es zum Zustand 46 Startrollen_Erkennung über. In diesem wird eine Zeituhr zu dem Zeitpunkt tBegin gestartet, an dem die Beschleunigung a den Wert Ator zumindest erreicht hat. Es wird nun im Zustand 46 überprüft, ob innerhalb eines Zeitfensters Ttor die Beschleunigung stets zumindest den Wert Ator erreicht. Ist dies nicht der Fail, geht es zurück zum Zustand 44. Ist es der Fall, wird in einer Abfrage 48 überprüft, ob am Ende Zeitfensters Ttor eine Geschwindigkeit v > Vtor erreicht wurde. Ist dies nicht der Fall, geht es zurück zum Zustand 44. Ist dies der Fall, erfolgt ein Übergang in den Zustand 50. Es erfolgt ein Neustart der Zeituhr, das Setzen eines Flags für das Blockieren der Sendefunktion und die Überprüfung, ob die Geschwindigkeit v einen Wert > Vtor ständig während des Zeitfensters Tptorg erreicht. Ist dies nicht der Fall, geht es zurück zum Zustand 44. Ist es jedoch der Fall, geht es über in den Zustand 52 Abheben_Erkennung. Zuvor kann noch überprüft werden, ob die Geschwindigkeit sich auf v > Vdep erhöht hat, Vdep ist größer als Vtor, zumindest 50 % größer. Im Zustand 52 wird die Zeituhr erneut gestartet und während eines Zeitfensters überprüft, ob die Geschwindigkeit nicht unter Vdep sinkt. Ist dies der Fall, geht es zurück zum Zustand 44. zudem wird im Zustand einer Höhenmessung gestartet. Sie beginnt mit der Höhe des Flughafens über Normal Null. In einer Abfrage 54 wird überprüft, ob das Flugzeug innerhalb des Zeitraums Tdep zumindest die Höhe Zdiff erreicht hat. Ist dies nicht der Fall, geht es zurück zum Zustand 44. Ist es jedoch der Fall, geht es über zum Zustand 56 Ab- heben_Erkannt. Das blockieren des Sendemodus bleibt nun in diesem Zustand so lange erhalten, bis zumindest eine der beiden folgenden Bedingungen vorliegt: Die Geschwindigkeit v des Flugzeuges ist 0. Die Flugzeit Tflight überschreitet ei¬ nen vorgegebenen Wert, zum Beispiel 24 Stunden. Tritt eine dieser beiden Bedingungen ein, geht es zurück zum Zustand 44. Es gilt Vtor > Ator Ttor. Mehrere Bedingungen, wie sie oben erwähnt wurden, sind auch mit ihrem Zeit¬ punkt in Fig. 1 angegeben. Zum Zeitpunkt 80 hat die Beschleunigung a den Wert Ator zumindest erreicht, es geht über in den Zustand 46. Zum Zeitpunkt 82 hat die Uhr im Zustand 46 den Zeitpunkt Ttor erreicht, es folgt nun eine Überprüfung der Geschwindigkeit und Übergang in den Zustand 50. Zum Zeitpunkt 84 hat die Geschwindigkeit v zumindest den Wert Vdep erreicht, es geht über zum Zustand 52. Schließlich liegen zum Zeitpunkt 86 die Bedingungen t-tBegin > tDep und eine erreichte Höhe von mindestens Zdiff vor, es geht über in den Zustand 56.
Wie die Figuren 3 und 4 zeigen, hat das Ortungssystem ein hermetisch abge- schlossenes Gehäuse, das sich aus zwei und nur zwei Teilen, nämlich einer Oberschale 120 und einer Unterschale 122 zusammensetzt. Beide sind etwa 65 mm lang und etwa 30 mm breit, Sie haben eine Wanddicke von typischerweise 2-3 mm. Sie definieren einen Hohlraum von ca. 25 mm lichter Höhe. Oberschale 20 und Unterschale 22 sind aus dem gleichen Material, nämlich einem thermoplasti- sehen Kunststoff, hergestellt. Durch Ultraschallschweißung sind sie entlang einer Verbindungslinie 24 miteinander verschweißt. Die Oberflächen beider Schalen 120, 122 werden ausschließlich durch das Material bestimmt, aus dem sie hergestellt sind. Die Oberfläche beider Schalen 120, 122 ist nicht durch irgendwelche Öffnungen, Durchlässe, Tasten, Klappen oder dergleichen unterbrochen.
Das einmal entlang der Verbindungslinie 124 verschweißte Gehäuse kann nicht zerstörungsfrei geöffnet werden. Um in das Gehäuse zu gelangen, muss man das Gehäuse zu stören. Das Gehäuse ist nur beim Originalhersteiler erhältlich, dies erschwert Nachahmungen. Im Gehäuse ist eine Platine 126 untergebracht. Sie nimmt alle elektronischen Bauelemente auf, insbesondere einen Empfänger 128 für ein satellitengestütztes Navigationssystem, einen Sendeempfänger für Datenübertragung in HF- Telefonnetzen, eine Leuchtdiode 132 und eine Steuerschaltung 134. Die Platine 126 ist beidseitig bestückt. Auf ihrer Unterseite ist u. a. eine eingebettete SIM- Karte eingelötet, sie gilt weltweit und für mehrere Netzbetreiber.
Zudem ist auf der Platine 126 ein inertiales Navigationssystem angeordnet, das beispielsweise mit Kreiseln arbeitet und es ermöglicht, bei Verlust des SateiMten- Signals eine Positionsbestimmung durchzuführen. Die oben erwähnten Bauelemente finden sich auch in heutigen Smartphones, insoweit wird auf deren Technik verwiesen.
Im Gehäuse ist weiterhin eine Folie 136 untergebracht, auf der sich sowohl eine Antenne für den Empfänger 128 als auch die Antenne für den Sendeempfänger befindet. Die Folie 36 geht unmittelbar von einer Schmalseite der Platine 126 aus und ist mit dieser elektrisch und mechanisch verbunden, insbesondere äst die Folie 136 eine Schicht der Platine 126. Die Folie 136 hat 60-80 % der Länge der Platine 126. Sie ist sehr dünn und kann leicht verbogen werden, sie ist elastisch, sie nimmt nach einem Verbiegen stets wieder ihre gestreckte Form an .
Direkt unterhalb der Platine 126 befindet sich ein Akkumulator 146. Er ist über eine Steckverbindung mit der Platine 126 verbunden. Unter diesem Akkumulator 146 ist eine Isolatorschicht 147 befestigt, auf deren Außenseite sich eine Induk- tionsspule 148 befindet. Ihre beiden Anschlüsse sind mit der Platine 126 verbunden. Auf der Platine 126 befindet sich ein Modul für Batteriemanagement. Im zusammengebauten Zustand befindet sich die Induktionsspule 148 in unmittelbarer Nähe, vorzugsweise im Kontakt mit der Innenfläche der Unterschale 122. Die Leuchtdiode 132 ist auf der Oberseite der Platine 126, ziemlich genau in der Mitte der Platine 126, angeordnet. Säe strahlt nach oben, quer zur Platine 126. Direkt oberhalb von ihr befindet sich ein Lichtleiter 152, der hier als Rohr ausgeführt und in einem Stück mit der Oberschale 120 ausgebildet ist. Dort, wo er in die Oberschale 142 übergeht, ist das Material der Oberschale 120 einerseits transparent und andererseits dünn, so dass das Licht der Leuchtdiode 132 die Wandung der Oberschale 120 an dieser Stelle durchdringt. Von der Außenseite der Oberschale 120 gesehen ist der Lichtleiter 152 nicht erkennbar, er bewirkt keine Unterbrechung der glatten Oberfläche, er befindet sich lediglich auf der Innenseite der Oberschale 120. Die Folie 136 hat ein Durchgangsloch, das dem Lichtleiter 152 angepasst ist und diesen weitgehend passgenau aufnimmt.
Zumindest eine Schale hat Stützelemente 156, 158, z.B. für die Platine 126 und den Akkumulator 146.
Die Steuerschaltung 134 weist einen Mikrocontrolier auf. Die Steuerschaltung 134 erhält auf Anfrage vom Empfänger 128 und gegebenenfalls vom inertialen Navigationssystem Informationen über den aktuellen Standort. Sie leitet diese Information über den Sendeempfänger nach außen, sofern ein entsprechender Programmbefehl, beispielsweise durch Geofence, vorliegt oder eine Abfrage von außen eingegangen ist. Die Steuerschaltung 134 ist auch dafür verantwortlich, dass die Sendefunktion des Sendeempfängers blockiert werden kann.
Die Anmeiderin behält sich vor, beliebige Merkmale und Untermerkmale in belie- big herausgegriffener Auswahl miteinander zu kombinieren und neue Gesamtmerkmale zu formulieren. Der gesamte Offenbarungsgehalt der beiden deutschen Patentanmeldungen mit Anmeldetag 14. September 2016 und den Titeln : „Ortungssystem (tracker) zur Positionsbestimmung eines beweglichen Objekts" sowie„Ortungsgerät mit einer Folienantenne" gehören voll inhaltlich zum Offen- barungsgehalt der vorliegenden Anmeldung.
Bezugszeicheniiste
20 Oberschale
22 Unterschale
24 Verbindungslinie
26 Platine
28 Empfänger
30 Sendeempfänger
32 Leuchtdiode
34 Steuerschaltung
36 Folie
38 Loch
40 Vorsprünge
42 Sicherung
44 2. Folie
46 Akkumulator
48 Induktionsspule
50 Leuchtdiode
52 Lichtleiter
54 Duchgangsloch
56 Stützelement

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum selbsttätigen Einschalten des Flugmodus eines Ortungssystems (tracker) zur Positionsbestimmung eines beweglichen Objekts, wobei das Ortungssystem aufweist
- ein allseitig abgeschlossenes, hermetisch dichtes Gehäuse aus einem Kunststoff, das eine Oberfläche hat, die ausschließlich vom Kunststoff gebildet ist,
- eine Platine (126), die im Gehäuse gehalten ist und die einen Empfänger (128) für ein sateilitengestütztes Navigationssystem, einen Sendeempfänger für Datenübertragung über HF-Teiefonnetze, eine Leuchtdiode ( 132) und eine Steuerschaltung (134), die mit dem Empfänger (128), dem Sendeempfänger und der Leuchtdiode (132) verbunden ist, aufnimmt,
- eine Antenne jeweils für den Empfänger (128) und für den Sendeempfänger,
- eine induktive Ladevorrichtung, die eine Induktionsspule (148) aufweist und
- einen Akkumulator ( 146) für die Spannungsversorgung des Ortungssystems, der mit der Ladevorrichtung verbunden ist,
das Verfahren hat die folgenden Verfahrensschritte:
- Erfassen der positiven Beschleunigung a des Ortungssystems und Feststellen, ob das Ortungssystem mit einer positiven Beschleunigung a von mindestens 0,8 m/sec2, insbesondere mindestens 1 m/sec2 beschleunigt wird,
- Starten einer Zeiterfassung, sobald dieser Wert für a erreicht wurde und Überprüfen, ob die Geschwindigkeit des Ortungssystems nach Ablauf einer Zeitdauer von Ttor, insbesondere Ttor= 15 s, nicht kleiner als Vtor, insbesondere Vtor nicht kleiner als 25 m/sec, ist,
- wenn dieses Ereignis festgestellt wurde, Blockieren der Sendefunktion des Sendeempfängers (30) für eine Zeitdauer Tptorg von mindestens 60 s.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Zeitdauer Ttor zusätzlich ermittelt und festgestellt wird, ob die Beschleuni- gung a stets mindestens 0,8 m/sec2, insbesondere stets mindestens 1 m/sec2 beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufheben des Blockierens der Sendefunktion nach Ablauf einer Zeitdauer 2, insbesondere Z mindestens 24 Stunden, durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Zeitdauer, insbesondere von Tptorg, zusätzlich ermittelt und festgestellt wird, ob sich das Ortungssystem a) im Wesentlichen auf gleicher Höhe über dem Meer befindet oder ob b) sich die Höhe nach oben über mehr als 100 m, insbesondere mehr als 300m ändert, Beibehalten des Blockierens, im Fall b) und vorzugsweise Verlängern der Zeitdauer Tptorg, jedoch Abschalten des Blockierens im Fall a).
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere innerhalb einer Zeitdauer, insbesondere von Tptorg, zusätzlich ermittelt und festgestellt wird, ob das Ortungssystem seine Geschwindigkeit Vtor gegenüber dem Boden zumindest beibehalten hat, vorzugsweise erhöht hat, und wenn dies der Fall ist, Beibehalten, und vorzugsweise Verlängern der Zeitdauer Tptorg, und wenn es nicht der Fall ist, Abschalten des Blockierens.
6. Verfahren zum selbsttätigen Ausschalten des Flugmodus eines Ortungssystems (tracker) zur Positionsbestimmung eines beweglichen Objekts in Weiterbildung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-5,
das Verfahren hat die folgenden weiteren Verfahrensschritte:
Erfassen der Geschwindigkeit v des Systems und Aufheben des Blockierens der Sendefunktion des Sendeempfängers, wenn eine Geschwindigkeit v nahe 0 m/sec, insbesondere a = 0 +/- 3 m/sec, festgestellt wurde.
7. Verfahren zum selbsttätigen Ausschalten des Flugmodus eines Ortungssystems (tracker) zur Positionsbestimmung eines beweglichen Objekts in Weiterbildung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-6,
das Verfahren hat die folgenden weiteren Verfahrensschritte:
- Erfassen der negativen Beschleunigung des Ortungssystems und Feststellen, ob das Ortungssystem für eine Zeitdauer Tlro von mindestens 10 s mit einer negativen Beschleunigung von mindestens 1 m/sec2 abgebremst wird,
- wenn dieses zweite Ereignis festgestellt wurde, Aufheben des Blockierens der Sendefunktion des Sendeempfängers nach Ablauf der Zeitdauer Tlro.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer des Blockieren Tfight anfangs auf weniger als 1 Stunde, insbesondere weniger als 15 Minuten eingestellt wird und verlängert wird, dass sie so lange nicht abläuft, wie das Ortungssystem eine Geschwindigkeit von mindestens 300 km/h, insbesondere mindestens 500 km/h gegenüber dem Boden hat und/oder eine Höhe z über Normalnull von mindestens 3000 m, insbesondere mindestens 5000 m hat.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Gehäuse zweiteilig ist und lediglich aus einer Oberschale (120) und einer Unterschale (122) besteht, die aus einem thermoplastischen Material gefertigt sind.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse nicht zerstörungsfrei geöffnet werden kann.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberschale (120) einen Lichtleiter ( 152) aufweist, der an einem Ende mit der Oberschale (120) verbunden ist und dort in einem transparenten Bereich der Oberschale (120) mündet und am anderen Ende sich in unmittelbarer Nähe der Leuchtdiode ( 132) befindet, wobei der Lichtleiter (152) insbesondere als ein Rohr ausgebildet ist.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin eine Antenne jeweils für den Empfänger (128) und für den Sendeempfänger aufweist, die nebeneinander auf einer Folie (136) angeordnet sind, welche an einem Ende mit der Platine (126) verbunden ist, dass die Folie (36, 44) ein Durchgangsloch (54) aufweist, und dass der Lichtleiter (52) sich durch das Durchgangsloch (54) erstreckt.
PCT/EP2017/072644 2016-09-14 2017-09-08 Autarkes ortungssystem WO2018050566A1 (de)

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