DE902024C

DE902024C - Verfahren zur Standortbestimmung

Info

Publication number: DE902024C
Application number: DEL4841D
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Hofmann; Albert Wiedemann
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1942-12-17
Filing date: 1942-12-17
Publication date: 1954-01-18

Description

Verfahren zur Standortbestimmung Es ist bekannt, zur Standortbestimmung beweglicher Empfänger Interferenzzonen zu benutzen, die dadurch entstehen, daß an räumlich getrennten Orten Wellen gleicher Frequenz abgestrahlt werden. Die so entstehenden Maxima-undMinimazonen liegen auf Hyperbelscharen, die z. B. in einem Kartenblatt eingezeichnet und beziffert werden können. Es ist weiter bekannt, diese Hyperbelscharen um den Mittelpunkt der beiden Strahlersysteme in Drehung zu versetzen. Dies wird dadurch erreicht, daß die beiden Systeme mit um ein Geringes voneinander abweichenden Frequenzen gespeist werden.
Es ist nun vorgeschlagen worden, die Phase des wandernden Interferenzfeldes mit der Phase eines Zeitsenders, dessen Frequenz der Wanderungsgeschwindigkeit der Interferenzlinien entspricht. zu vergleichen. Die Phase des Zeitsenders wird dabei derart gewählt, daß der Nulldurchgang mit einer geographisch festen Lage des Interferenzfeldes übereinstimmt. Dieses vorgeschlagene Verfahren arbeitet an sich einwandfrei. Es benötigt jedoch auf der Sendeseite zwei Sender für das Interferenzfeld und einen Sender, der als ungerichteter Zeitsender arbeitet, und auf der Empfangsseite entsprechend einen Empfänger für das Interferenzfeld und einen Empfänger für den Zeitsender. Wird, wie es im allgemeinen üblich ist, zur genauen Ortsbestimmung das Interferenzsystem zweimal aufgebaut, so daß sich im Raum die Interferenzlinien beider Systeme kreuzen, so benötigt man die doppelte Anzahl von Sendern und auf dem Fahrzeug die doppelte Anzahl von Empfängern, da das zweite Interferenzsvstem zur Unterscheidung mit anderen Frequenzen arbeiten muß. Da nun an Bord die Platzverhältnisse überaus beschränkt sind, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Vereinfachung der Bordanlage herbeizuführen.
Gemäß der Erfindung wird ein bzw. werden beide Zeitsender eingespart; dementsprechend kommen auf der Empfangsseite ein bzw. zwei Empfänger in Wegfall. Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren zur Standortbestimmung, bei dem die Phase eines um den Mittelpunkt eines Sendersystems wandernden Interferenzfeldes mit der Phase einer Hilfsfreqnenz, die der Wanderungsgeschwindigkeit der Interferenzlinien entspricht und deren Nulldurchgang mit einer geographischen festen Lage des Interferenzfeldes übereinstimmt, verglichen wird, vorgeschlagen, einen oder beide Sender der Sendeanlage mit einer Tonfrequenz zu modulieren und diese Modulationsfrequenz im Rhythmus der Wanderungsgeschwindigkeit des Interferenzfeldes entweder in der Phase, insbesondere um I800, zu tasten oder in der Frequenz zu modulieren und empfangsseitig aus der Phasentastung bzw. Frequenzmodulation die Hilfsfrequenz zu gewinnen.
Die Erfindung wird im nachfolgenden an einem Beispiel an Hand der Abb. I näher beschrieben. Es werden die beiden Sender eines Interferenzsystems mit je einer tonfrequenten Modulationsfrequenz zusätzlich moduliert, wobei die eine Modulationsfrequenz in einem harmonischen Verhältnis zur anderen Modulationsfrequenz steht und zweckmäßig die eine Modulationsfrequenz durch Vervieifachung aus der anderen Modulationsfrequenz gewonnen wird. Es ist jedoch auch möglich, nur einen Sender mit beiden tonfrequenten Modulationsfrequenzen zu modulieren. Eine der Modulationsfrequenzen, die im gewählten Beispiel 2000 und 8ooo Hz betragen, und zwar zweckmäßigerweise die höhere Modulationsfrequenz, wird im Rhythmus der Wanderungsgeschwindigkeit des Interferenzfeldes entsprechend der Differenzfrequenz der beiden zur Erzeugung des Interferenzfeldes dienenden Senderfrequenzen in der Phase (beispielsweise um I800) getastet. Wählt man also die Wanderungsgeschwindigkeit des Interferenzfeldes 50 Hz, so wird die Sooo-Hz-Frequenz mit 50 Hz um 1800 in der Phase getastet. Die Phasentastung ist aus der Phasensprungtelegrafie bekannt. Der zusätzlich modulierte Sender wird zweckmäßig in seiner Leistung entsprechend der zusätzlichen Modulation heraufgesetzt, damit bei den auszuwertenden Interferenzen die Amplituden der Modulationsfrequenzen J1 und f2 niemals auf den Wert Null herabsinken können. Der Modulationsgrad der zusätzlichen Modulation kann verhältnismäßig klein gehalten werden, etwa 10 bis IgO/o für jede Frequenz betragen, da keine Auswertung der Amplituden stattfindet, vielmehr die gegenseitige Phasenlage beider Modulationsfrequenzen empfangsseitig ausgewertet werden soll. Da weiterhin beide Modulationsfrequenzen konstante Amplituden besitzen, - so ist auch bei stark gekrümmten Modulationskennlinien keine ;implitudenbeeinflussung des Trägers im Rhythmus von 50 Hz durch die zusätzliche Modulation vorhanden.
Auf der Empfangsseite ist nur noch ein einziger Empfänger, bzw. wenn gekreuzte Interferenzsysteme zur Standortbestimmung verwendet werden, sind nur mehr zwei Empfänger nötig. Nach Gleichrichtung im Empfänger E sind also in dem gewählten Beispiel vorhanden: I. die durch Interferenz entstandene Frequenz fO= 50 Hz mit vom Empfangsort abhängiger Phase, 2. die Tonfrequenz f, von 2000 Hz konstanter Amplitude und konstanter Phase, 3. die Tonfrequenz J2 = Sooo Hz mit konstanter Amplitude, aber mit 50 Hz in der Phase getastet. Diese drei Frequenzen werden durch Filter voneinander getrennt. Durch ein Tiefpaßfilter TP1 werden in einem Kanal die Modulationsfrequenzen 2000 und 8ooo Hz gesperrt und die durchgelassene so-Hz-Frequenz, die eine vom Empfangsort abhängige Phase besitzt, dem Phasenmesser zugeführt. In einem zweiten Kanal wird durch ein LIochpaßfilter HPt die so-Hz-Frequenz gesperrt und es werden die Modulationsfrequenzen von 2000 und- 8000 Hz durchgelassen. Diese 2000-und 8ooo-Hz-Frequenzen werden getrennt durch das Tiefpaßfilter TP2, das lediglich die 2000 Hz passieren läßt, und das Hochpaßfilter HP2, das lediglich die 8000-Hz-Frequenz durchläßt. Die zooo-Hz-Frequenz wird in einem Frequenzvervielfacher FY auf 8000 Hz gebracht, über ein Hoch paßfilter HPs geleitet und einer Phasenmeßbrücke PH.zugeführt. Diese 8000-Hz-Frequenz hat konstante Amplitude und konstante Phase. Ebenfalls wird die 8ooo-Hz-Frequenz, die durch das Hochpaßfilter HP2 hindurchgelassen ist und konstante Amplitude, aber mit 50 Hz getastete Phase besitzt, der Phasenmeßbrücke PH zugeführt. Da die beiden 8000-Hz-Frequenzen, die der Phasenmeßbrücke PH zugeführt werden, im Rhythmus von 50 Hz einmal gleichphasig und einmal gegenphasig sind, entsteht am Ausgang der Phasenmeßbrücke ebenfalls die Frequenz fo= 50 Hz, aber mit einer von der Lage im Raum unabhängigen Phase, Die neu gewonnene Frequenz fo wird (eventuell nach entsprechender Verstärkung) als Bezugsphase ebenfalls dem Phasenmesser zugeleitet, und die Auswertung kann in bekannter Weise erfolgen.
Vt. . V7 sind Verstärker für die einzelnen Frequenzen.
Ein weiteres Beispiel sei an Hand der Abb. 2 beschrieben. Es werden entweder beide Sender mit der gleichen Modulationsfrequenz moduliert, die in der Phase entsprechend getastet wird, oder aber es wird nur ein Sender moduliert. Empfangsseitig sind dann hinter dem Empfänger E die beiden Frequenzen 50 und 8000 dz; um bei den Zahlenwerten des vorigen Beispiels zu bleiben, vorhanden.
Die beiden Frequenzen werden durch Tiefpaßfilter TP und Hochpaßfilter HP getrennt. Die 50-Hz-Frequenz wird direkt dem Phasenmesser M zugeführt, die 8000-Hz-Frequenz wird einmal der Phasenmeßbrücke PH zugeführt, in einem zweiten Zweig in einem Doppelweggleichrichter verdoppelt, so daß die Phasentastung herausfällt. Diese verdoppelte Frequenz dient zur Synchronisierung eines Generators A, dessen Frequenz Sooo Hz sei.
Die Generatorfrequenz wird der Phasenmeßbrücke PH zugeführt. Die am Ausgang der Phasenmeßbrücke entstehende Niederfrequenz wird direkt dem Phasenmesser nd als Vergleichsfrequenz zugeführt, wobei jedoch eine Doppeldeutigkeit auftritt.
Um diese zu beheben. wird sendeseitig unsymmetrisch getastet und die niederfrequente Ausgangsspannung der Phasenmeßbrücke PH in einem Doppelweggleichrichter G., gleichgerichtet, von ihrem Gl eichstromanteil befreit und iiber ein Selektionsglied S dem Phasenmesser zugeführt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sei im folgenden beschrieben: Ein Sender zur Erzeugung des Interferenzfeldes wird mit einer Tonfrequenz moduliert, die im Rhythmus der Wanderungsgeschwindigkeit des Interferenzfeldes in ihrer Frequenz moduliert wird. Empfangsseitig treten hinter einem Empfänger die Frequenz der Wanderungsgeschwindigkeit des Interferenzfeldes und die Modulationsfrequenz auf. Die beiden Frequenzen werden getrennt und die Modulationsfrequenz einem Frequeiizdemodulator zugeführt. Die entstehende Niederfrequenz dient als Vergleichsphase für die zu messende Phase der Wanderungsfrequenz des Interferenzfeldes.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Übertragung der Hilfsfrequenz bei einer Methode der Standortbestimmung, bei der die Phase eines um den Äfittelpunkt eines Sendersystems wandernden Interferenzfeldes mit der Phase einer Hilfsfrequenz, die der Wanderungsgeschwindigkeit der Interferenzlinien entspricht und deren Nulldurchgang mit einer geographischen festen Lage des Interferenzfeldes übereinstimmt, verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder beide Sender des Sendersystems mit einer Tonfrequenz moduliert werden und daß diese Modulationsfrequenz im Rhythmus der Wanderungsgeschwindigkeit des Interferenzfeldes entweder in der Phase, insbesondere um I800, getastet oder frequenzmoduliert wird und daß empfangsseitig aus der Phasentastung bzw.

Frequenzmodulation die Hilfsfrequenz gewonnen wird.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeanlage mit zwei Tonfrequenzen, die in einem harmonischen Verhältnis zueinander stehen, moduliert wird und daß die eine Modulationsfrequenz im Rhythmus der Wanderungsgeschwindigkeit des Interferenzfeldes in der Phase getastet wird und daß empfangsseitig die beiden Modulationsfrequenzen nach Umformung auf gleiche Frequenz einer Phasenmeßbrücke zugeführt werden, und die entstehende Frequenz mit der Wanderungsfrequenz des Interferenzfeldes verglichen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die höhere Modulationsfrequenz durch Vervielfachung aus der niederen Modulationsfrequenz gewonnen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die höhere der beiden Modulationsfrequenzen in der Phase um I800 getastet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Sender des Interferenzsystems mit den beiden Tonfrequenzen moduliert ist und die Leistung des Senders entsprechend der zusätzlichen Modulation heraufgesetzt ist.
6. Verfahren nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Empfängerausgang die Wanderungsfrequenz des Interferenzfeldes von den beiden Modulationsfrequenzen durch Filter getrennt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Modulationsfrequenzen durch Filter getrennt werden und die tiefere Modulationsfrequenz durch Frequenzvervielfachung gleich der höheren Modulationsfrequenz gemacht wird und beide Frequenzen einer Phasenmeßhrücke zugeführt werden.
8. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder beide Sender des Sendersystems mit einer Modulationsfrequenz, die im Rhythmus der Wanderungsgeschwindigkeit des Interferenzfeldes in der Phase getastet ist, moduliert sind und daß empfangsseitig die Modulationsfrequenz einmal direkt einer Phasenmeßbrücke zugeführt wird, während sie in einem zweiten Zweig in einem Doppelweggleichrichter verdoppelt wird und zur Synchronisierung eines Generators dient, dessen Frequenz als Vergleichsphase für die Phasenmeßbrücke benutzt wird, und daß die aus der Phasenmeßbrücke erhaltene Niederfrequenz als Vergleichsphase für die Phase derWanderungsgeschwindigkeit des Interferenzfeldes dient.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltene Niederfrequenz aus der Phasenmeßbrücke durch einen Doppelweggleichrichter gleichgerichtet wird und nach Befreiung von Gleichstrom über ein Selektionsglied dem Phasenmesser als Vergleichsphase dient.
10. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei Frequenzmodulation der sendeseitigen Modulationsfrequenz empfangsseitig die Modulationsfrequenz von der Schwebungsfrequenz des Interferenzfeldes getrennt wird und die Modulationsfrequenz einem Frequenzdemodulator zugeführt wird und die entstandene Niederfrequenz als Vergleichsphase für die Phase der Wanderungsfrequenz des Interferenzfeldes dient.