DE3043461A1

DE3043461A1 - Verfahren zur entfernungsmessung zwischen einem spurgebundenen fahrzeug und einer ortsfesten station

Info

Publication number: DE3043461A1
Application number: DE19803043461
Authority: DE
Inventors: Pedro de Dr.-Ing. 7913 Senden La Fuente
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Telefunken Radio Communication Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1980-11-18
Filing date: 1980-11-18
Publication date: 1982-07-08
Also published as: DE3043461C2

Description

Verfahren zur Entfernungsmessung zwischen einem spurgebun-
denen Fahrzeug und einer ortsfesten Station Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bereits bekanntßzur Entfernungsmessung zwischen einem spurgebundenen Fahrzeug und einer ortsfesten Station die Laufzeit von Impulsen auf einem Übertragungskanal auszuwerten. Die DE-OS 27 03 931 beschreibt z. B. eine relativ komplizierte Einrichtung, bei der die ortsfeste Station in regelmäßigen Abständen Impulse an das Fahrzeug sendet, und dieses zu anderen Zeitpunkten Impulse an die ortsfeste Station zurücksendet. Mit der dort beschriebenen Einrichtung ist es auch möglich, eine Eigenortung des Fahrzeugs durchzuführen, was jedoch von der vorliegenden Erfindung nicht bezweckt wird. Die DE-OS 26 18 078 beschreibt ein Verfahren zur Lokalisierung von Schienenfahrzeugen mit Hilfe eines an der Strecke installierten Linienleiters, wobei das Fahrzeug ein Signal aussendet, welches sich im Linienleiter nach beiden Richtungen fortpflanzt und von zwei ortsfesten Empfängern empfangen wird. Aus der Zeitdifferenz zwischen der Ankunft des Signals in beiden Empfängern wird auf die Position des Fahrzeugs geschlossen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches besonders einfach ist und bereits vorhandene Einrichtungen ausnutzt-.
Die Erfindung ist im Anspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche beinhalten Weiterbildungender Erfindung.
Anhand der Figuren wird die Erfindung im folgenden näher erörtert. FIG. 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einem linienförmigen Beeinflussungssystem für spurgebundene Fahrzeuge.Entlang einer Fahrspur sind in regelmäßigen Abständen ortsfeste Stationen angeordnet, von denen in der FIG. 1 nur eine angedeutet ist. Die Stationen sind mit einer Trassenzentrale verbunden. Ortsfeste Stationen und mobiles Fahrzeug weisen Sende-/Empfangsgeräteaut über die regelmäßig Datentelegramme ausgetauscht werden.
Die Datentelegramme werden mit einem festen Bit-Takt ausgesendet. Die Empfänger müssen selbstverständlich auf den Takt eines einlaufenden Datentelegrammes synchronisiert werden. Gemäß der Erfindung sendet nun das Fahrzeug ein Antworttelegramm mit dem Takt aus, auf den sein Empfänger zuvor durch ein empfangenes Datentelegramm synchronisiert worden ist. Dazu sind auf dem Fahrzeug keinerlei zusätzliche elektronische Einrichtungen notwendig. In der ortsfesten Station läuft. der Takt,mit dem ein Datentelegramm an das Fahrzeug ausgesendet wurde, weiter. Der Takt des vom Fahrzeug ausgesendeten Antworttelegramms ist beim Empfang durch die ortsfeste Station demgegenüber um einen Betrag t phasenverschoben, welcher von der Laufzeit der Datentelegramme- und somit von der Entfernung zwischen Fahrzeug und ortsfester Station abhängt. In der ortsfesten Station wird diese Phasenverschiebung t ermittelt, die entsprechende Entfernung errechnet und an die Trassenzentrale weitergemeldet. Selbstverständlich kann die Berechnung auch erst in der Zentrale erfolgen. Bezüglich der Zuordnung der Entfernungsbestimmung zum Fahrzeug in der Trassenzentrale bestehen keine Probleme. Die Datentelegramme enthalten regelmäßig die Kennung des Fahrzeugs, so daß die Zuordnung zwangsläufig ist, wenn das Datentelegramm und die Entfernungsangabe parallel in der Trassenzentrale einlaufen.
FIG. 2 zeigt noch einmal detaillierter ein Zeitdiagramm mit Datentelegrammen und zugehörigen Takten. Die ortsfeste Station sendet zu einem gewissen Zeitpunkt ein Datentelegramm SO an ein bestimmtes Fahrzeug. Der zugehörige Takt, Takt SO, ist in der Figur darunter eingezeichnet. Dieser Takt läuft in der ortsfesten Station weiter. Das Datentelegramm trifft auf dem Fahrzeug aufgrund der Laufzeit im Übertragungsweg zeitverschoben ein, EM. Das Sende-/ Empfangsgerät des Fahrzeugs wird auf den Takt EM dieses einlaufenden Datentelegramms EM synchronisiert und sendet ein Antworttelegramm SM - z. B. kurz nach Ende des eingelaufenen Datentelegramms EM - mit dem Takt SM gleich Takt EM.Das Antworttelegramm trifft wiederum zeitverschoben in der ortsfesten Station ein, EO. Dort wird der Empfänger auf dessen Takt, Takt EO, synchronisiert, welcher gegen den ursprünglichen Sendetakt, Takt SO, um einen von der Entfernung zwischen Fahrzeug und ortsfester Station abhängigen Betrag t phasenverschoben ist.
Der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere vorteilhaft bei linienförmigen Beeinflussungssystemen mit Funk im GHz-Bereich. Bei solchen Systemen betragen die charakteristischen Abstände zwischen ortsfesten Stationen z. B. 1 bis 2 km. Bei Bitraten der Datentelegramme von maximal 75 kbit/sec ergibt sich, daß die maximal mögliche Phasenverschiebung zwischen Sende- und Empfangstakt in der ortsfesten Station kleiner ist als ein Taktschritt.
Es braucht daher tatsächlich nur die Phasenverschiebung t zwischen den beiden Takten bestimmt zu werden, eine (absolute) Zeitmarke wird nicht benötigt. Es ist irrelevant, zu welchem Zeitpunkt das Antworttelegramm des Fahrzeugs in Beziehung zum Datentelegramm der ortsfesten Station ausgesendet wird, wichtig ist die feste Phasenbeziehung.
Bei Beeinflussungssystemen, wo aufgrund der möglichen Entfernungen oder Bit-Geschwindigkeiten die Phasenverschiebung < größer als ein Taktschritt werden kann, ist das Setzeneiner (absoluten) Zeitmarke notwendig. Dazu können z. B.
spezielle Zeichen in die Datentelegramme eingefügt werden.
Gegenüber einer Einzelmessung der Laufzeit eines Impulses bei bekannten Verfahren oder Einrichtungen ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine höhere Genauigkeit der Ortsbestimmung möglich1 da die Phasenverschiebung y iiber mehrere Taktschritte gemittelt werden kann

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Entfernungsmessung zwischen einem spurgebundenen Fahrzeug und einer ortsfesten Station, welche regelmäßig Datentelegramme austauschen, dadurch gekennzeichnet, daß im Fahrzeug der Takt (Takt EM) eines empfangenen Datentelegramms (EM) ermittelt wird, daß mit diesem ermittelten Takt ein Antworttelegramm (SM) ausgesendet undin der ortsfesten Station empfangen wird (EO), wo wiederum der Takt (Takt EO) des empfangenen Antworttelegramms (EO) ermittelt und dessen Phasenverschiebung (<) gegenüber dem Sendetakt (Takt SO) des ursprünglich ausgesendeten Datentelegramms (SO) bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ortsfesten Station die Phasenverschiebung ('in) über mehrere Taktschritte gemittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Datentelegramme ein oder mehrere Zeichen als Zeitmarke eingefügt werden.