DE1941922A1

DE1941922A1 - Navigations- und Kollisionsverhuetungsanlage

Info

Publication number: DE1941922A1
Application number: DE19691941922
Authority: DE
Inventors: Lewis Michnik; Prast Johannes W
Original assignee: Sierra Research Corp
Current assignee: Sierra Research Corp
Priority date: 1968-08-20
Filing date: 1969-08-18
Publication date: 1970-02-26
Also published as: NL6912655A; FR2015950A1; US3521278A; JPS4824880B1; GB1278637A; FR2015950B1

Description

M Ü ac ilen 13. AUG. 1969

Patentanwälte

Dipl. Ing. Waiter Meissner ■
Dipl. Ing. Herbert Tischer ίσ4Τ9ζ2

Büro München
München 2, Tal 71

SIERRA RESEARCH CORPORATION Buffalo, Neω York / V.St.A,

Navigations- und Kollisionsverhütungsanlage

Die Erfindung betrifft eine Kollisionsverhütungs- und Navigationsanlage und befaßt sich insbesondere mit einem Netz von genau synchronisierten Zeitgebern, die mit VOR/DITIE-, TACAN- und VQRTAC-Bodenstationen kombiniert sind, deren EntfernungsmeSgeräte (DHflE-Geräte) dann von in den verschiedenen bewegbaren Stationen, beispielsweise Luftfahrzeugen, angeordneten DfflE-Geräten zur Synchronisation der von den bewegbaren Stationen mitg-ef ührten Zeitgeber mit einer weltweiten Normalzeit benutzt warden» Eine derartige Synchronisation erfolgt, indem mittels des DKIE-Geräte in der beuiegbaren Station ein Zeitfaktor ermittelt uiird, der mit der Entfernung zu einer ausgewählten ortsfesten Station in Beziehung steht, deren Sendesignale Impulse enthalten, die mit der weltweiten CAS-Normalzeit synchronisiert sind, um auf diese Weise die Signallaufzsit von der ortsfesten Station zu der bewegbaren Station zu bestimmen. Dieser Zaitfaktor wird dann zusammen mit periodischen Synchronisationssignalen, die von der Bodenstation ausgesendet werden; benutzt, um eine etwaige Differenz zwischen dam Zeitgeber der Boden-

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station und dam Zeitgeber der bewegbaren Station zu korrigieren. ■"-■_. .

Die Erfindung wird im folgenden unter Berücksichtigung von Bestimmungen beschrieben, die von der-Air Traneport Association of America (ATA) für eine Kollisionsverhütungsanlage (CAS) herausgegeben wurden, die in erster Linie zur l/erwen^ dung bei normalen Luftfahrzeugen von Flugzeugträgern bestimmt ist und bei der ein Netz von ortefesten Bodenstationen vorgesehen ist, die untereinander sämtlich sehr genau, d. h. auf ungefähr eine halbe ITIikroeekunde, 'synchronisiert sind, um ein weltweites Normalzeitsystem zu erhalten, mit dem eich die Luftfahrzeuge dann selbst synchronisieren. Jedem Luftfahrzeug, das für die Teilnahme an einem solchen System ausgerüstet ist, ist ein eigener Zeitschlitz zugeordnet. Zu einem vorbestimmten Zeitpunkt innerhalb dieses Zeitschlitzes sendet das Luftfahrzeug sein eigenes CAS-EntfernungsmeQsignal aus, das eine verschlüsselte Impulsgruppe und andere Signale entsprechend den ATA-Bestimmungen umfaßt. Andere Luftfahrzeuge, die dieses Entfernungsmeßsignal· bestimmen, können die Entfernung zu dem- sendenden Luftfahrzeug an Hand der mittels des eigenen Zeitgebers gemessenen Laufzeit des Signals bestimmen. Die ortsfesten Stationen des Netzes senden Zeitgebersynchronisierimpulsgruppen an die bewegbarenStationen während des ersten Zeitschlitzes in jeder zweiten sich wiederholenden Folge oder Epochs von Zsitschlitzen auso Dieser erste Zeitschlitz wird auch als Zeitschlitz

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0000 bezeichnet» Die ΑΤΑ-Bestimmungen lassen ferner beschränkte Ausrüstungen für kleinere Luftfahrzeuge zu, ujobei möglichst viele komplizierte Anlagenteile weggelassen sind, jedoch beschränkte Möglichkeiten vorgesehen sind, die einen Notbetrieb erlauben, der für bestimmte Arten von Benutzern akzeptierbar sein kann» Die ΑΤΑ-Bestimmungen schlagen den Aufbau einer großen Anzahl von genau synchronisierten Bodenstationen vor, die gegebenenfalls sämtlich mit einer Atomuhr ausgestattet sind» Es sind ferner Einrichtungen vorhanden, um diese Bodenstationen wechselseitig synchronisiert zu halten. Ferner uiird vorgeschlagen, jedes voll ausgerüstete Luftfahrzeug und jede Bodenstation mit einem komplexen Synchronisationssystem zu versehen, um Impulse für die Kompensation der Laufzeitverzögerung der Synchronisierimpulsgruppe auszutauschen, die von der Bodenstation an das betreffende Luftfahrzeug periodisch, beispielsweise einmal alle zwei Epochen, übermittelt üiirdo Typische Beispiele von Impulsaustauschanlagen, die notwendig sind, um die Laufzeitverzögerung zu eliminieren und auf diese U/eise für die Synchronisation der Zeitgeber der bewegbaren Stationen zu sorgen, sind i'n den USA-Patentschriften 3 336 591, 3 258 896, 3 183 504 und 2 869 121 beschrieben. Es handelt sich dabei um komplizierte und teure Anlagen,

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, die vorhandene Möglichkeit von WOR/DRIE-, l/ORTAC- oder TACAN-Bodenstationen, genaue Entfernungsmessungen zu den bauiegbaren

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Stationen durchzuführen,"anstelle der komplizierten Pulsaustauschanlagen auszunutzen und dadurch das Gesamtsystem zu vereinfachen, ohne sein Betriebsverhalten zu verschlechtern» Erfindungsgemäß muß VOR/DfflE-, VORTAC- und TACAN-Systemen nur ein Teil der früher vorgeschlagenen CAS-Ausrüetung zugefügt u/erden, und zwar ein synchronisierter Taktgeber und eine Einrichtung zum Aussenden von verschlüsselten Synchronisierimpulsgruppen. Der wesentliche Vorteil, der sich aus der Kombination der vorgeschlagenen CAS-Einrichtung mit vorhandenen VOR/DITIE-, VORTAC- oder TACAN-Stationen ergibt, besteht darin, daß jede VOR/DlilE-, VORTAC- oder TACAN-Station bereits in der Lage ist, Entfernungsmessungen zum Luftfahrzeug durchzuführen, und daß ferner die meisten Luftfahrzeuge jeder Größe bereits das erforderliche mobile DIDE-Gerat aufweisen, das notwendig ist, um mit diesen bestehenden Bodenstationen zusammenzuarbeiten.

Die ältere Anmeldung P 19 09 982.2 schlägt ein von einem Luftfahrzeug mitzufühlendes Gerät vor, das für eine Synchronisation'-mit der weltweiten Normalzeit der Bodenstationen in dem besonderen Falle sorgt, daß nahe der CAS-Bodenstation ein VOR/DIflE-, TACAN- oder VORTAC-Gerät vorhanden ist. Dabei benutzt das Luftfahrzeug das herkömmliche ΟΙΪΙΕ-Gerät für die Messung der Entfernung zu dieser Station, statt daß die oben erwähnten, komplizierteren und kostenaufwendigen Puleaustau8ch8ysteme für die Kompensation der Laufzeit der Synchronisierimpulsgruppe der Bodenstation zum Luftfahrzeug verwendet

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werden muß

Nlit der Erfindung soll ferner eine Anordnung geschaffen werden, bei der trotz erheblicher Vereinfachung die Güte der Synchronisierung der mobilen Zeitgeber nicht verschlechtert, sondern eher verbessert wird. Große Lufttransportflugzeuge und militärische Flugzeuge führen in jedem Falle Atomuhren mit siehe Entsprechend dem ΑΤΑ-Vorschlag würden diese größeren Luftfahrzeuge die Zeit untereinander und mit anderen, weniger gut ausgerüsteten Luftfahrzeugen austauschen, um die weltweite Normalzeit auszubreiten und zu verbessern. Daraus würde folgen, daß gewisse Luftfahrzeuge nicht unmittelbar mit einer primären CAS-Normalbodenstation, sondern nur mittelbar mit anderen Luftfahrzeugen synchronisiert sind, so daß sich Synchronisationsfehler vervielfachen können. Entsprechend der vorliegenden Erfindung benutzen dagegen sämtliche teilnehmenden Luftfahrzeuge das DWIE-Gerät., um die Entfernung zu messen und dementsprechend alle notwendigen Korrekturen ihrer Zeitgeber durchzuführen, während sie sich über den Kontinenten befinden. Ee ist anzunehmen, daß große Seegebiete nur von sehr gut ausgestatteten Luftfahrzeugen überflogen werden, die Atomuhren mit sich führen, und daß deren Zeitgeber nach dem Verlassen des DfflE-Reichweitebereichea keine momentane Neusynchronlsierung erfordern„ Die zur Zeit zur Uerfügung stehenden DIiIE-Ge rät θ haben eine Entfernungsmeßgenauigkeit von 76 bis 366 m. Diese Genauigkeit erlaubt eine Synchronisierung auf weniger als zwei Iflikrosekunden, eine Ge-

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nauigkait, die besser als die von den ΑΤΑ-Bastimmungan für dia Teilnahme geforderte Genauigkeit ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die gesamte Synchronisation auf DITIE-Frequenzen durchgeführt luardan kann. Gemäß den ATA-Bestimmungen u/ird vorgeschlagen, daß jedes voll ausgerüstete Luftfahrzeug im Hilfe- oder Notbetrieb auf mindestens vier unterschiedlichen Frequenzkanälen arbeiten kann, Dias macht as erforderlich, daß das voll ausgerüstete Luftfahrzeug auf allen vier Frequenzen Synchronisiervorgänge ausführen kann» Da arfindungsgamäß die Synchronisation unmittelbarvon einer teilnehmenden VGR/DITIE-, WORTAC- oder/ TACAN-Station und nicht unmittelbar von einem anderen Luftfahrzeug aus erfolgt, können die CAS-Erfordernisse auf eine einzige Hilfsfrequenz herabgesetzt u/ardan.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Anordnung nach dar Erfindung gegenüber dam vorgeschlagenen ΑΤΑ-System, bei dem voll ausgerüstete Luftfahrzeuge Luftfahrzeuge mit besctrränkterer Ausrüstung synchronisieren, besteht darin, daß die Verantwortung für die Genauigkeit solcher Synchronisiervorgänga nicht mehr bei den Varkahrsmaschinan liegt, sondern bei den staatlich kontrollierten Bodenstationen, deren Anzahl ger ist, so daß ständig eine größere Genauigkeit haltan uierden kann und im Hinblick auf die Überwachung·_:"Ή'£-β ^v Probleme uiesentlich geringer sind. · "

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Im Hinblick auf die administrativen Probleme beim Aufbau eines weltweiten Systems bietet die vorliegende Erfindung ferner deh großen Vorteil, daß weltweit bereits zahlreiche Stationen vorhanden sind, die ähnlich wie VOR/DiYIE-, VORTAC- oder TACAN-Stationen aufgebaut sind und unter der Kontrolle von amtlichen Behörden stehen, mit denen unmittelbar gehandelt werden kann, um den zusätzlichen Einbau von Zeitgebersynchronisationssystemen zu erreichen, wobei die Kosten eines solchen zusätzlichen Einbaus niedrig im Vergleich zu den Kosten der früher vorgeschlagenen Synchronisationssysteme sind.

Ulenn an einer VOR/DIYIE-, VORTAC-- oder TACAN-Bodenstation zusätzlich ein mit der weltweiten CAS-Normalzeit synchronisier-ter, genauer Zeitgeber vorgesehen wird, können mit den CAS-Signalen synchronisierte, verschlüsselte Impulsgruppen in die normalen Sendesignale aufgenommen werden, ohne daß es zu Störungen kommt. Die normalen Sendesignale von VORTAC- oder TACAN-Stationen enthalten Bezugssignale, die synchron mit der umlaufenden Antennencharakteristik auftreten,, In einem aolchen Falle können die CAS-Gruppen zu.einem Teil der Antennenbezugssignalstöße gemacht werden, beispielsweise indem ein oder mehrere Synchronisierimpulse für jede Umdrehung der Antennenrichtcharakteristik sowie spezielle Gruppen alle drei Sekunden (45 Umdrehungen) und alle sechs Sekunden entsprechend den ungeradzahligen CAS-Epochen von drei Sekunden Dauer vorgesehen werden« Der CAS-Zeitgeber würde in diesem Falle verwendet, um die umlaufenden Antennencharakteristiken der Stationen zu

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synchronisieren. Andererseits können die CAS-Synchronisierimpulse auch auf einer anderen Frequenz als der Frequenz der vorhandenen rotierenden Antennencharakteristik· gesendet werden, falls eine gegenseitige Synchronisierung nicht erwünscht ist.

Die im einzelnen verwendeten mittel, mittels deren für die Synchronisation der genauen Zeitgeber in den verschiedenen VOR/DME-, VORTAC- oder TACAN-Stationen gesorgt wird, bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Ee kann sich dabei um die gleichen Mittel handeln, die benutzt würden, um in der von den ΑΤΑ-Bestimmungen vorgeschlagenen Weise die Hauptboden-CAS-Stationen zu synchronisieren. Die Stationen können beispielsweise über Leitungen oder über Satelliten unter Verwendung geeigneter Phasenglieder zur Berücksichtigung der Zeitverzögerung verbunden werden„ Die Synchronisation kann auch mit Hilfe von Impulsverfahren vorgenommen werden, wie sie beispielsweise aus der USA-Patentschrift 2 B69 121 bekannt sind. In weiterer Abwandlung kann die Synchronisation mit Hilfe von Atomuhren erfolgen, die mittels eines Luftfahrzeuges von einer Station zur anderen gebracht wird, ein Verfahren, das beispielsweise in Fällen anwendbar ist, in denen große unbewohnte Gebiete, z₀ B₀ Wüsten oder Meere, überbrückt, werden müssen.

UJird andererseits das oben erwähnte ΑΤΑ-System benutzt, bei. dem weniger gut ausgerüstete Luftfahrzeuge ihre Synchronisier

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rung von größeren Luftfahrzeugen ableiten, kann die Anordnung nach der Erfindung von den schlechter ausgestatteten Luftfahrzeugen als Hilfsmittel verwendet werden, um eine genaue Zeitsynchronisierung aufrechtzuerhalten, indem verschiedene DIKIE-Bodenstationen in Zeiträumen zwischen der Übernahme der Synchronisation von Atomuhren mit sich führenden großen Verkehrsmaschinen ausgenutzt werden. Beispielsweise kann bei einem Luftfahrzeug mit beschränkter Ausrüstung alle paar Minuten eine Nachsychronisierung erforderlich sein, weil als Taktimpulsquelle ein billiger Kristalloszillator vorhanden ist. In einem solchen Falle kann eine genaue Synchronisierung mit einem voll ausgerüsteten Verkehrsflugzeug nicht oft genug erfolgen, um eine befriedigende ständige Synchronisierung mit der weltweiten Normalzeit aufrechtzuerhalten,, Das begrenzt ausgerüstete Luftfahrzeug verwendet daher in der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Weise das eigene DIKIE-Gerät, um seinen Taktgeber in kurzen Zeitabständen nachzustellen. Wenn es dagegen von Zeit zu Zeit in den Bereich eines Verkehrsflugzeuges kommt, kann eine genaue Zeitgebersynchronisierung erfolgen, die es erlaubt, die Genauigkeit dar durch die Verwendung des eigenen DIKIE-Gerätes erzielten Synchronisierung zu Überprüfen.

Etwaige Fehler, die durch das zuletzt genannte Vorgehen ein-

können

geführt werden,/durch geeignete Eichung beseitigt werden, indem das Signal des Verkehrsflugzeugs zur Kontrolle des Genauigkeitsgrades benutzt wirdo Dieses Vorgehen wird als mögliche vorläufige Anwendung der Erfindung als eine Alternative zu dem System vorgeschlagen, bei dem sämtliche Luftfahrzeuge nur das

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DITIE-Gerät benutzen, um mährend des Fluges eine Zeitgebersynchronisierung von synchronisierten WOR/DlilE-, UORTAC- oder TACAN-Stationen aus vorzunehmen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein durch das DIYIE-Gerät gemessener Zeitwert in das System des Luftfahrzeuges eingegeben und werden anschließend der Eingang des nächsten empfangenen Synchronisiersignals von der ausgewählten Bodenstation im Luftfahrzeug und der Zeitschlitzzähler des Luftfahrzeuges ausgenutzt, um die Zeithaltung von dem eingegebenen Wert aus beginnen zu lassen.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit VOR/DfflE-, VORTAC- und TACAN-Stationen erläutert wird, die für CAS-Zwecke mit einer weltweiten Normalzeit synchronisiert.sind, ist die Erfindung auf diese speziellen Arten von Navigationehilfen nicht beschränkt, sondern kann auch in Verbindung mit anderen entfernungsmessenden Systemen, z_o B» LORAN-Geräten, verwendet werden, die eine bewegbare Station mit verläßlichen Entfernungsmessungen gegenüber einem genauen Zeitgeber versorgen.

Weitere merkmale, l/orteile und Anisendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung, die ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäß aufgebauten Anlage zeigt«,

Im oberen Teil der Zeichnung sind vier ortsfeete Bodenstationen

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A, B, C und D veranschaulicht, die jeweils, ale VOR/DIiIE-, VQRTAC- oder TACAN-Station aufgebaut sind. Jede Bodenstation u/eist eine Antenne 2 auf, die von der Entfernungsmeß-Antwortsenderausröstung der Bodenstation ausgenutzt wird und die gleichzeitig dazu verwendet werden kann, um die verschlüsselten CAS-Synchronisiersignale auszusenden. Für diesen Zweck kann aber, falls erwünscht, auch eine nicht veranschaulichte gesonderte Antenne vorgesehen werden. Die verschiedenen VOR/DiflE-i UORTAC- oder TACAN-Stationen sind mit mitteln versehen, um die in der Station D mit 1 bezeichneten örtlichen Zeitgeber mit einer durch einen Hauptzeitgeber 3 vorgegebenen weltweiten Normalzeit genau synchronisiert zu halten. Die Synchronisiereinrichtung ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein Kabel dargestellt, dae die verschiedenen Bodenstationen mit dem Hauptzeitgeber 3 verbindet und Phasenkorrekturglieder 4a, 4b, 4c und 4d enthält, so daß die Zeitgeber an den verschiedenen Bodenstationen alle genau miteinander synchron laufen.

Obwohl bei der Erläuterung der Erfindung davon ausgegangen wird, daß die Bodenstationen mit der weltweiten Normalzeit synchronisiert sind, ist die Erfindung auf diese Art der Zeitteilung nicht beschränkte Insbesondere kann es zweckmäßig sein, in isolierten Bereichen und/oder auf Inselgebieten für eine örtliche CAS-Zeit zu sorgen, wenn die Synchronisierung mit der weltweiten CAS-Normalzeit aus wirtschaftlichen Gründen oder aus Gründen der Priorität unzweckmäßig ist, aber ein

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erheblicher örtlicher Werkehr vorhanden ist. In diesem Falle kann die örtliche DHIE-Station (oder Stationen), die mit einer Bezugsatomuhr oder einer Kristalluhr ausgerüstet oder mit einer entsprechend ausgerüsteten CAS-Hauptbodenetation synchronisiert ist, die Synchronisierung übernehmen.

Die typische Ausrüstung einer bewegbaren Station ist im unteren Teil der Zeichnung veranschaulicht. Zu ihr gehört sine Antenne 6, die mit einem Empfänger 10 verbunden ist, der Frequenzwahlschaltungen enthält, die es erlauben, eine der veranschaulichten Bodenstationen auszuwählen und andere Bodenstationen, die möglicherweise ebenfalle innerhalb dee Empfangsbereiches liegen, auszuschließen. Die bewegbare Station weist ferner das eigene herkömmliche DUlE-Gerät 5 auf, das entweder ein gesondertes Gerät, das beispielsweise bereite in dem Luftfahrzeug installiert und mit einer eigenen Antenne 5b versehen ist, oder ein Bestandteil dee in die bewegbare Station eingebauten CAS-Gerätes sein und die Anten-

• kann

ne 6 der Station benutzen/ so daß das CAS-Gerät um die Entfernungsmeßschaltungen eines herkömmlichen DITIE-Gerätes ergänzt wirdo In jedem Falle liefert das ΟΙΪΙΕ-Gerät auf einer Leitung 5a ein Signal, das ein unmittelbares WIaQ für die Entfernung zwischen der bewegbaren Station und der ausgewählten Bodenstation D darstellt. Das Signal auf der Leitung 5a kann in analoger oder digitaler Form vorliegen.

Geht man davon aus, daß die verschiedenen UOR'/DHIE-, VORTAG,-

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oder TACAN-Bodenatationen alle mit der weltweiten Normalzeit genau synchronisiert sind, kann eine bewegbare Station mit dieser Normalzeit synchronisiert werden, wenn sie Synchronisationsimpulse von einer ausgewählten Bodenstation empfängt und außerdem die Laufzeit der Signale zu dieser Station kennt. Entsprechend den AXA-Bestimmungen wird eine verschlüsselte Gruppe von Synchronisiersignalen zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nahe dem Anfang des ersten Zeitschlitzes 0000 einmal innerhalb jeder zweiten Folge oder Epoche von Zeitschlitzen ausgeeandt. Diese Impulsgruppe wird beispielsweise von der Antenne 2 abgestrahlt und mittels eines SynchronisiersignalentschlUQlere 12 des Empfängers erkannt und entschlüsselt. Nimmt man an, daß die Entfernung zuvor mittels des DfRE-Gerätes 5 gemessen wurde und in diesem Falle als Analogsignal auf der Leitung 5a erscheint, wird dieses Signal einem Analog-Digital-Wandler 14 zugeführt, der Signale auf eine Reihe von binären Ausgangsleitungen 14a gibt, mittels deren über eine gleiche Anzahl von Gattern 16, sobald diese entsperrt sind, eine Zeitschlitzzählkette 18 vorangestellt werden kann, die mittels eines Zeitgeberoazillators 20 angetrieben wird. Bei einem beschränkt auegerüsteten Luftfahrzeug handelt es eich bei diesem Oszillator im allgemeinen um einen hochwertigen Kristalloszillator, der bei der Bestimmung der für die Kollisionsverhütung erforderlichen Zeitschlitze eine ausreichende Synchronisation nur für wenige IBinuten aufrechterhalten kann.

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Der Analog-Digital-Wandler 14 ist mit logischen Schaltungen versehen, dia bewirken, daß die binären Ausgangsslghale auf den Leitungen Ua einen Kompensationsfaktor ergeben, der als digitales Signal vorliegt, das den auf der Leitung 5a erscheinenden Entfernungsanalogivert darstellt. Innerhalb des Zeitschlitzes 0000 wird "die Synchronisiereignalgruppe der Bodenstation zu einem vorbestimmten Augenblick ausgesendet und dann in der bewegbaren Station empfangen und mittels des EntschlüQlere 12 zu einem Zeitpunkt entschlüsselt, der um die Laufzeit des Signale über die Entfernung zwischen ortefester und bewegbarer Station später als der Sendezeitpynkt liegt. lüenn das entschlüsselte Synchronisiersignal auf einer Leitung 12a erscheint, entsperrt es die Gatter 16, so daß die binären ACisgangssignale auf den Leitungen 14a die binären Schaltgiieder der Zeitachlitzzählkette 18 auf eine Zahl einstellen, die der durch des DHIE-Gerät 5 gemessenen Laufzaitverzögerung entspricht. Auf den Auegangsleitungen 14a des !Handlers 14 erscheint also ständig eine binäre Folge von Signalen. Sobald auf der Leitung 12a ein Synchronisiersignal vorliegt, «erden die Gatter 16 entsperrt und meiden diese binären lerte in die Zeitechlitzzänlkette 18 eingegeben, so daß die Kette 18 in diesem Augenblick genau in Tritt mit der weltaeitero Normalzeit ist. Die Kette ist Jetzt synchronisiert und bleibt einige IM-" nuten lang in brauchbarer Weise synchronisiert, und zuiar mindestens ausreichend über den Zeitpunkt hiriasg, zu dem der nächste Synchronisierzyklus der oben beschriebenen Art stattfindet. Die Synchronisierung erfolgt im Zeltschlitz 0000. Da

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eine Epoche nur eine Zeitdauer von drei Sekunden hat, kann der NacnsynchronisierprozeQ so programmiert werden, daß er z. B. nur jede zureite, zehnte oder hundertste Epoche stattfindet.

Ein Zeitschlitzwahler 22 erlaubt es, füt jede bewegbare Station einen freien Zeitschlitz auszusuchen oder die von anderen bewegbaren Stationen gesetzten Zeitschlitze zu erkennen. Der spezielle Aufbau des Zeitschlitzwählers bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Eine besonders zweckmäßige Einrichtung zur Auswahl eines freien Z,eitschlitzes durch die ortliche Station ist aus der USA-Patentschrift 3 161 869 bekannt, obwohl auch mit zuvor zugeordneten Zeitschlitzen gearbeitet werden kann, und zwar in einer Weise, miθ dies z« 3. in der USA-Patentschrift 3 153 232 vorgeschlagen «ird*

Mährend des eigenen Zeitschlitzes sendet die bewegbare Station die eigene Positionsmarkier-Impulsgruppe zu einem vorbestimmten Zeitpunkt entsprechend den ΑΤΑ-Bestimmungen aus. Während anderer Zeitschlitze empfängt und entschlüsselt die bewegbare Station über einen EntschlüGler 24 die Entfernungsmeßimpulsgruppen, die von anderen, diese Zeitschlitze einnehmenden Luftfahrzeugen ausgesandt werden«, Der Empfang der verschlüsselten Impulsgruppe einer anderen bewegbaren Station bewirkt, daß auf einer Leitung 24a ein Signal erscheint, das innerhalb des Zeitschlitzes dieser Station den Zeitpunkt markiert, zu

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dem das von dieser Station auegesandte Signal örtlich empfangen wird. Eine Schaltung 26 mißt die Zeit, die zwischen dem bekannten Sendezeitpunkt der Entfernungsmeßimpulsgruppe der anderen Station und dem Auftreten dieser Gruppe auf der Leitung 24a vergeht. Diese Zeitdifferenz erscheint als Auegangssignal auf einer Leitung 26a und gibt die Entfernung zu der sendenden bewegbaren Station an. In einem weiter ausgebauten System kann außerdem die Entfernungsä'nderungegeschwindigkeit angegeben werden. Das örtliche Luftfahrzeug kann auch andere von anderen Luftfahrzeugen auegeeandte Signale empfangen und entschlüsseln, wofür ein EntschlUQler 28 vorgesehen ist, der auf einer Leitung 28a andere brauchbare Daten, z. B« Angaben über Identität und/oder Höhe des anderen Luftfahrzeuges, oder Dopplergeschwindigkeitssignale liefert. Das örtliche Luftfahrzeug kann weiterhin mit einem Höhenmesser 30 ausgestattet sein, dessen Ausgangssignale über eine Leitung 30a laufen. Alle diese auf den Leitungen 26a, 28a und 30a auftretenden Informationen werden einem die Kollisionegefehr ermittelnden Auswertegerät 32 zugeführt, das mit einer zweckentsprechenden Auslese- oder Warnvorrichtung versehen let.

Die Schaltungen zur messung der Entfernung gegenüber anderen Luftfahrzeugen, der Entfernungsänderungsgeschuiindigkait, der Höhe und dergleichen sind nur erwähnt, um die EinsatzfMhigkeit der Anordnung zu veranschaulichen· Die Erfindung befaßt sich dagegen in erster Linie mit der Synchronisierung von V DfTE-Bodenstationen und der anschließenden Ausnutzung dereel-

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ben für die Synchronisierung des örtlichen Zeitgebers einer bewegbaren Station mit der weltweiten Normalzeit, mit der die Bodenstationen ihrerseits alle synchronisiert sind. Die Arbeitsweise der als Ausführungsbeispiel veranschaulichten Zeitgebersynchronisieranlage innerhalb der bewegbaren Station ist ausführlicher in der älteren Patentanmeldung P 19 09 982.2 erläutert/ Die vorliegende Erfindung soll jedoch auch andere Arten der Korrektur eines mobilen Zeitgebers zwecks Synchronisation mit einem entfernt angeordneten Zeitgeber, der einen bekannten Abstand hat, und in Abhängigkeit von zwischen diesen Zeitgebern ausgetauschten Synchronisierimpulsen umfassen.

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Claims

Patentansprüche

.J Navigations- und Kollisionsverhütungsanlage mit teilnehmenden ortsfesten VOR/D HIE-,- UORTAC- oder TACAN-Stationen, die DIKIE-Geräte aufweisen, mit bewegbaren Stationen, die mit den DHiIE-Geräten der ortsfesten Stationen zusammenarbeitende DITIE-Geräte zur Bestimmung der Entfernung gegenüber einer ortsfesten Station besitzen, sowie mit'einer Einrichtung, die für normalisierte, sich wiederholende Epochen von Zeitschlitzen sorgt, mit denen die ortsfesten und die bewegbaren Stationen synchronisiert sind, gekennzeichnet durch einen ortsfesten Zeitgeber an jeder der teilnehmenden ortsfesten Stationen zum Auszählen der Epochen, eine Einrichtung» die zur Bildung der normalisierten Zsitschlitze die ortsfesten Zeitgeber genau synchronisiert, eine an jeder ortsfesten Station angeordnete Einrichtung, die an die bewegbaren Stationen zu einem vorbestimmten Zeitpunkt während sich wiederholender Epochen ein Synchronisiersignal sendet, eine in jeder bewegbaren Station vorhandene Einrichtung zur Bestimmung sinss üConpsn· sationsfaktors, der die Laufzeitverzögerung eines am dor besiegbaren Station ankommenden Synchronisiersignale darstellt und auf der durch das DfflE-Gerät bestimmten Entfernung zu der Sendestation beruht, sosaisι eine '-Einrichtung,. die auf Grund des Empfangs des Synchronisiersignal® In dar bewegbaren Station und des Kompensationsfaktors den Zeit-

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geber der bewegbaren Station mit den durch den ortefesten Zeitgeber auegezählten Zeitschlitzepochen synchronisiert.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfesten Stationen auf unterschiedlichen, eine Unterscheidung erlaubenden Frequenzen senden und jede bewegbare Station «it einem frequenzselektiven Empfänger zur Auswahl einer der ortsfesten Stationen ausgestattet ist, mit der die Synchronisierung erfolgen soll.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Synchronisierung der ortsfesten Zeitgeber die ortsfesten Stationen miteinander verkettende Nachrichtenverbindungen aufweist und in diesen Verbindungen Phasenkorrekturglieder liegen,
4. Anlage nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfesten DITiE-Stationsn Navigationseignalsendeainrichtungen aufweisen und die Synchronisiersignalsendeeinrichtungen die Synchronisiersignale den Navigationssignalen überlagern.
5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Navigationssignale eine zyklisch wiederkehrende Charakteristik haben und die Synchronisiersignale synchron damit ausgesandt «erden.

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6. Anlege gekennzeichnet durch mehrere ortsfeste Stationen, von denen jede ein DRIE-Gerät und einen ortefesten Zeitgeber zum Auszählen einer sich wiederholenden Zeitfolge aufweist, eine in und zwischen den ortsfesten Stationen wirksame Einrichtung, die die betreffenden ortsfesten Zeitgeber genau synchronisiert und deren Zeitfolgen zusammenfallen läßt, eine an den ortsfesten Stationen vorhandene Einrichtung zum Aussenden von Synchronisiersignalsn zu vorbestimmten Zeitpunkten bezüglich der eich wiederholenden Zeitfolgen, bewegbare Stationen mit mobilen Zeitgebern zum Auezählen von Zeitfolgen, Einrichtungen zum Empfang der Synchronisiersignale von einer ortsfesten Station und einem DBIE-Gerät, das mit dem DRIE-Gerät der ortsfesten Station zusammenwirkt und einen Faktor bestimmt, der die Signallaufzeit von der ortsfesten Station darstellt, sowie durch in den bewegbaren Stationen vorhandene Einrichtungen, die auf Grund dieses Faktors und des Empfange des Synchronisiereignais den mobilen Zeitgeber mit dem ortefesten Zeitgeber der ortsfesten Station synchronisieren.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfesten Stationen auf unterschiedlichen, eine Unterscheidung erlaubenden Frequenzen senden und jede bewegbare Station mit einem frequenzselektiven Empfänger zur Auswahl einer der ortefesten Stationen ausgestattet ist, mit der die Synchronisierung erfolgen soll.

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θ. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Synchronisierung der ortsfesten Zeitgeber die ortsfesten Stationen miteinander verkettende Nachrichtenverbindungen aufmeist und in diesen Verbindungen Phasenkorrekturglieder liegen.

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