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DE69614916T2 - Methode zur Positionsbestimmung - Google Patents

Methode zur Positionsbestimmung

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Publication number
DE69614916T2
DE69614916T2 DE69614916T DE69614916T DE69614916T2 DE 69614916 T2 DE69614916 T2 DE 69614916T2 DE 69614916 T DE69614916 T DE 69614916T DE 69614916 T DE69614916 T DE 69614916T DE 69614916 T2 DE69614916 T2 DE 69614916T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring
objects
crosses
intersection points
positions
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69614916T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69614916D1 (de
Inventor
Thomas Rolf Kronhman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Original Assignee
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
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 Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB filed Critical Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Application granted granted Critical
Publication of DE69614916D1 publication Critical patent/DE69614916D1/de
Publication of DE69614916T2 publication Critical patent/DE69614916T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/0009Transmission of position information to remote stations
    • G01S5/0072Transmission between mobile stations, e.g. anti-collision systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
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    • G01S5/0018Transmission from mobile station to base station
    • G01S5/0036Transmission from mobile station to base station of measured values, i.e. measurement on mobile and position calculation on base station
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01S5/02Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/04Position of source determined by a plurality of spaced direction-finders
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    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/66Radar-tracking systems; Analogous systems
    • G01S13/72Radar-tracking systems; Analogous systems for two-dimensional tracking, e.g. combination of angle and range tracking, track-while-scan radar
    • G01S13/723Radar-tracking systems; Analogous systems for two-dimensional tracking, e.g. combination of angle and range tracking, track-while-scan radar by using numerical data
    • G01S13/726Multiple target tracking

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Description

    TECHNISCHES GEBIET:
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, um bei der Bestimmung einer Position mittels von Richtungsmessungen zu entscheiden, welche Positionen Messobjekten entsprechen und welche Positionen Messobjekten nicht entsprechen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG:
  • Um die Position eines Messobjekts durch passive Verfahren zu bestimmen, werden verschiedene Arten von Sensoren verwendet, welche Signale erfassen, die das Messobjekt überträgt. Für Messobjekte in Wasser werden oft akustische Sensoren verwendet, welche Schall aus dem Messobjekt erfassen, wohingegen in Luft die Wärmeabstrahlung aus dem Messobjekt durch Infrarot-empfindliche Detektoren erfasst werden kann. In jenen Fällen, in denen das Messobjekt aktiv elektromagnetische Strahlung mit Hilfe von Funk- oder Radarsendern sendet, kann diese Strahlung durch Detektoren erfasst werden, welche an den geeigneten Frequenzbereich angepasst sind.
  • Ein gemeinsames Merkmal dieser passiven Verfahren ist, dass sie nur zur Bestimmung der Richtung zum Messobjekt verwendet werden können, und dass keine Bestimmung des Abstands möglich ist. Daher müssen mehrere Richtungsbestimmungen aus mindestens zwei unterschiedlichen Messpunkten unternommen werden, um die Position des Messobjekts zu bestimmen. Diese Prozedur, welche in den meisten Fällen als Kreuzpeilung oder Triangulation bezeichnet wird, ergibt ein befriedigendes Ergebnis bei der Messung bezüglich eines einigen Messobjekts, es entstehen jedoch Probleme, wenn die Positionen von mehreren Messobjekten gleichzeitig bestimmt werden müssen. Das Problem ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Zahl der Schnittpunkte zwischen den gemessenen Richtungen, welche normalerweise als "Kreuze" bezeichnet werden, mit der Zahl der Messobjekte quadratisch zunimmt (im Fall von zwei Messstellen), und eine Entscheidung darüber getroffen werden muss, welche Kreuze sich auf die Messobjekte beziehen und welche sich nicht auf die Messobjekte beziehen. Die zuletzt genannten Kreuze werden oft als "falsche" Kreuze bezeichnet, und man kann sagen, dass sie "falschen" Messobjekten entsprechen. Der Vorgang der Bestimmung, welche Kreuze auf Messobjekte zurückzuführen sind, und welche Kreuze falsch sind, wird auf Englisch als "deghosting" bezeichnet, und dieser Begriff wird im Folgenden verwendet.
  • Eine Art zur Durchführung des deghosting ist die Korrelation der Richtungsmessungen aus drei oder mehr Messstationen. Die Richtungen aus drei (oder mehr) Messstationen bilden nur für echte Messobjekte Kreuze, und es ist daher einfach die falschen Kreuze auszublenden.
  • Das Problem wird jedoch oft dadurch komplizierter gemacht, dass von den Messstellen aus nicht immer die gleiche Zahl von Messobjekten erfasst wird, und die Messobjekte in unterschiedlichen Sequenzen und zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst werden, was natürlich das Messresultat im Falle von Messobjekten beeinflusst, welche sich bewegen.
  • Die Verfahren für das "deghosting" müssen daher ergänzt werden, und verschiedene Verfahren wurden getestet. Der Prozess wird oft in mehreren Stufen durchgeführt, wovon eine erste Stufe die Eliminierung von unvernünftigen Richtungskombinationen beinhaltet, wie Richtungen, die sich nicht schneiden, oder von Kreuzen, welche nicht möglich sind im Falle von z. B. Zeitkorrelation, oder aufgrund von anderen Abweichungen in dem erfassten Signal.
  • Im Falle von beweglichen Messobjekten kann eine zweite Stufe das Verfolgen der verbleibenden Kreuze für eine Zeitperiode beinhalten, während welcher die Änderungen in den Positionen der Kreuze im Verhältnis zum erwarteten Verhalten begutachtet werden. Zum Beispiel können die Geschwindigkeit und Geschwindigkeitsänderungen verwendet werden, um weitere falsche Kreuze zu eliminieren.
  • Es ist auch möglich, die "Qualität" der Kreuze zu begutachten, d. h. wie gut sich die Richtungen an einem Punkt schneiden. Dies ist wirksam mit zwei Messsensoren, welche sowohl den Seiten- als auch Höhenwinkel messen, und wenn die Sensoren und Messobjekte sich nicht in der gleichen Ebene befinden.
  • Ein weiteres Verfahren für das "deghosting" wird im amerikanischen Patent US 4,621,267 beschrieben. Danach messen spezielle Antennensysteme Signale, welche sich entlang unterschiedlicher Pfade zwischen dem Messobjekt und dem Sensor ausgebreitet haben. Auf diese Weise kann sowohl der Abstand zum Messobjekt als auch seine vertikale Höhe bestimmt werden, und dies verbessert selbstverständlich die Möglichkeit des "deghosting" bedeutend.
  • Eine andere Art und Weise deghosting durchzuführen, wird im US-Patent 4,806,936 beschrieben. Mindestens drei (stationäre) Sensoren werden in diesem Fall verwendet. Indem unter anderen die Größe der Dreiecke begutachtet wird, welche während der Messung aus drei Messstellen gebildet werden, werden bestimmte falsche Messobjektpositionen eliminiert, während die abschließende Eliminierung von falschen Messobjekten mit Hilfe von statistischen Wahrscheinlichkeitsberechnungen durchgeführt wird. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass es mindestens drei Messstationen erfordert, und dass anscheinend eine genaue Zeitsynchronisation der Messungen erforderlich ist, um eine gute Koinzidenz zwischen den Messrichtungen zu erhalten.
  • Das US-Patent 5,504,489 beschreibt ein Verfahren zur passiven Abstandsmessung, welches keine Zeitsynchronisation erfordert. Nach diesem Verfahren werden Messstationen aus einer gemeinsamen Startposition voneinander wegbewegt. An der Startposition wird eine Anzahl von Hypothesen geschaffen für die Position des Messobjekts entlang der gemessenen Richtung. Die Positionsänderungen der Hypothesen während der nachfolgenden Messungen werden verfolgt, und die Hypothese deren Positionsänderungen am besten dem erwarteten Verhalten des Messobjekts entsprechen, wird bestimmt. Das Verfahren beabsichtigt hauptsächlich die Bestimmung des Abstands zu einem Messobjekt und es unterscheidet sich von den vorher erwähnten Triangulations-Verfahren darin, dass es kein "Kreuz" gibt, von welchem aus gearbeitet wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG:
  • Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, um in Zusammenhang mit der passiven Positionsbestimmung zu bestimmen, welche Positionen Messobjekten entsprechen, und welche Positionen Messobjekten nicht entsprechen.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, während der Positionsbestimmung mit der Hilfe von Messungen der Richtungen zu Messobjekten, es möglich zu machen, zu bestimmen, welche Positionen Messobjekten entsprechen und welche Positionen Messobjekten nicht entsprechen, ohne dass die Messungen zeitlich synchronisiert sein müssen.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die oben erwähnte Positionsbestimmung mit nur zwei Messstationen zu gestatten.
  • Die zuvor genannten Ziele werden mittels eines Verfahrens erreicht, das erfindungsgemäß Änderungen in den gegenseitigen Bewegungen zwischen den Messobjekten und den Messstationen, welche die Richtungsmessungen bezüglich der Messobjekte ausführen, verwendet. Wenn ein Messobjekt seine Bewegung relativ zu den Messstationen ändert, beeinflusst diese Änderung die falschen Schnittpunkte, welche sich entlang der Richtungen befinden, die durch die Bewegungsänderung des Messobjekts beeinflusst werden. Indem man bestimmt, welche der Bewegungsänderungen von Schnittpunkten korrelieren, ist es daher möglich jenen Schnittpunkt zu bestimmen, der dem Messobjekt entspricht, das seine relative Bewegung geändert hat.
  • Ferner kann es erfindungsgemäß mindestens eine der Messstationen erlaubt sein ihre relative Bewegung zu ändern. Durch dieses Mittel zeigen jene Schnittpunkte, welche nicht Messobjekten entsprechen, Bewegungsänderungen, die in Beziehung stehen zu jenen der Messstation, wohingegen Schnittpunkte, welche echten Messobjekten entsprechen, unbeeinflusst bleiben. Diese Bedingung wird verwendet, um zu bestimmen, welche Schnittpunkte echten Messobjekten entsprechen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
  • Fig. 1 zeigt die Startposition für eine Serie von Messungen von Richtungen zu einer Anzahl von Messobjekten,
  • Fig. 2-4 zeigen nachfolgende Messsituationen,
  • Fig. 5-6 zeigen entsprechende Messsituationen in einer Anwendung der Erfindung,
  • Fig. 7-8 zeigen entsprechende Messsituationen in einer anderen Anwendung der Erfindung, und
  • Fig. 9 zeigt eine Anschauungsausführung nach der Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG:
  • Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Prinzip der Unterscheidung der echten und der falschen Messobjekte voneinander, durch Bestimmen und Vergleichen von Änderungen in den gegenseitigen Bewegungen zwischen den Messstationen, welche die Richtungsmessungen bezüglich der Messobjekte ausführen, und den Messobjekten selbst. Dies kann geschehen durch Verfolgen der Bewegungen der echten und der falschen Messobjekte wenn ein echtes Messobjekt seine Relativbewegung bezüglich der Messstationen ändert, oder indem eine der Messstationen ihre relative Bewegung bezüglich der Messobjekte ändert. Indem in Übereinstimmung mit der Erfindung mindestens eine mobile Messstation verwendet wird, welche ihren Pfad ändert, wird in letzterem Fall eine vorhersehbare Bewegung (Manöver) der falschen Messobjekte verstärkt. Durch Wählen eines geeigneten Pfads für die Messstation/Messstationen ist es somit möglich, relativ eigentümliche Manöver der falschen Messobjekte zu erzeugen, und indem diese mit den Bewegungen der Messstationen korreliert werden, ist es möglich, sehr zuverlässig zwischen falschen und echten Messobjekten zu unterscheiden.
  • In einem Anwendungsbeispiel können die Messstationen zwei Flugzeuge sein, welche miteinander kooperieren, und welche mit einem "horchenden" Radar eine Anzahl von Objekten in der Form von stationären oder im Flug befindlichen Radarstationen beobachten, welche im Übertragungsmodus sind. Die eigenen Manöver der Flugzeuge können in diesem Fall durch eines von beiden oder durch beide durchgeführt werden.
  • Die Manöver der beobachteten Objekte werden durch einen "Manöverdetektor" erfasst, der mit Verfolgungsfiltern gekoppelt ist, d. h. Vorrichtungen mit welchen die Objekte mittels der Bestimmung ihrer Position, Geschwindigkeit, und in einigen Fällen auch der Beschleunigung, verfolgt werden. Ein Manöverdetektor ist ein normales Mittel zur Verbesserung der Verfolgungsleistungsfähigkeit, zum Beispiel sowohl beim Verfolgen von Objekten mit der Hilfe eines aktiven (sendenden) Radars, als auch bei der Positionsbestimmung mittels der zuvor erwähnten passiven Verfahren. Manöverdetektoren können auf unterschiedliche Weise entworfen sein. Sie verwenden normalerweise das Verfolgungsfilter- Restsignal. Dieses verwendet vorher gemessenen Werte, um die Positionen der Objekte zur nächsten Messgelegenheit vorherzusagen. Die Positionen, welche zu dieser Messgelegenheit gemessen werden, werden mit den vorhergesagten verglichen, und die Differenz wird an die Vorhersageberechnungen zurückgegeben, welche auf diese Weise sukzessive verbessert werden. Es ist auch möglich, andere Verfolgungsfilter-Information zu verwenden, wie zum Beispiel Geschwindigkeitswerte.
  • Die Bestimmung der Position/Stelle der Kreuze (falsch und echt), welche durch die Schnittpunkte der gemessenen Richtungen gebildet werden, kann auf unterschiedliche Weise durchgeführt werden. Da diese Verfahren jedoch keinen Teil der Erfindung bilden, werden sie im Folgenden nicht ausführlich beschrieben.
  • Um sicherzustellen, dass die Manöver der echten Messobjekte die hier beschriebene Funktion nicht beeinflussen, müssen die Ausgangssignale aus den Manöverdetektoren bezüglich des erwarteten Resultats begutachtet werden, unter der Annahme, dass das Kreuz falsch war. Dies wird getan, damit das Resultat des Manöverdetektors sowohl hinsichtlich seiner Größe und Richtung als auch hinsichtlich seiner Zeit bezüglich der Manöver der messenden Flugzeuge und zu den anderen erfassten Manövern begutachtet wird. Für eine gegebene Richtung, vom manövrierenden Flugzeug aus gesehen, darf natürlich eines der Kreuze (das Echte) nicht durch die Manöver der Messstation beeinflusst werden, wohingegen alle falschen Kreuze zwischen dem echten Kreuz und der Messstation ein Manöver in die gleiche Richtung wie die Messstation ausführen werden, während alle falschen Kreuze jenseits des echten Kreuzes ein Manöver in die entgegengesetzte Richtung ausführen werden. Dies wird aus dem folgenden Beispiel klar.
  • Die Größen der Manöver werden in diesem Fall abhängig sein von dem Abstand von jedem falschen Objekt zum echten Messobjekt, und vom Abstand zwischen dem messenden Flugzeug und dem realen Messobjekt. Die Tatsache, dass Messstations- Manöver zu entsprechenden Manövern von allen falschen Kreuzen führen, während echte Kreuze nicht beeinflusst werden, ist somit von Bedeutung.
  • Um die Empfindlichkeit der Manövererfassung zu vergrößern, wird daher eine relative Begutachtung zwischen den verschiedenen Kreuzen für jede Messrichtung durchgeführt. Im Folgenden wird der Ausdruck "Manövererfassung" anstelle von Manöverdetektor verwendet, um zu betonen, dass es nicht Erfassung in dem Sinn bedeutet, dass ein bestimmter Wert überschritten wurde ("Schwellwertüberschreitung").
  • Schließlich wird eine ausgeglichene Begutachtung der Manöverwahrscheinlichkeit durchgeführt, in der Auswahl von Kreuzen (die globale Annahme), welche als mögliche echte Kreuze angesehen werden. Eine globale Annahme ist eine Zahl von Kreuzen, welche zusammen eine nicht-widersprüchliche Erklärung der erhaltenen Messrichtungen darstellen. Die gewählte globale Annahme ist jene, welche insgesamt die geringste Übereinstimmung mit dem Messstationsmanöver hat. Es ist selbstverständlich tatsächlich so, dass alle falschen Kreuze Manöver ausführen, während die realen dies nicht tun.
  • Man beachte in diesem Zusammenhang, dass das erfindungsgemäße Verfahren es nicht erfordert, dass die Kreuze mittels von zeitsynchronen Messungen gebildet werden. Zeitsynchrone Messungen können selbstverständlich verwendet werden, aber im Gegensatz zu anderen Verfahren ist die Anwendung der Erfindung nicht auf diese Messungen beschränkt. Wenn Messungen verwendet werden, welche nicht zeitsynchron sind, werden die Positionen der Kreuze unsicherer sein, und können in der Form eines "Kreuzgebiets" bzw. einer "Kreuzfläche" dargestellt werden, dessen Größe im wesentlichen durch die Zeit zwischen den Richtungsmessungen und den angenommenen Bewegungscharakteristiken der Messobjekte bestimmt wird. Somit, wenn die Erfindung zur Anwendung gebracht wird, werden die Positionsänderung dieser Gebiete verwendet.
  • Im folgenden Beispiel, in dem eine Anwendung der Erfindung ausführlicher beschrieben wird, bezieht sich der Ausdruck Kreuz sowohl auf zeitsynchrone Kreuze als auch auf "Kreuzgebiete".
  • Die Startposition für das Beispiel ist in Fig. 1 gezeigt. Zwei Messstationen, eine erste 1 und eine zweite 3, von welchen in diesem Beispiel angenommen wird, dass es Flugzeuge sind, bewegen sich entlang der Pfade 2 bzw. 4. In der Startposition befinden sie sich an Positionen 2a bzw. 4a. Zwei Messobjekte 5 und 7 bewegen sich entlang der Pfade 6 bzw. 8 und zur Startposition befinden sie sich an Positionen 6a bzw. 8a. Die Richtungen 9 und 10 zu den Messobjekten 5 bzw. 6 werden aus der ersten Messstation 1 bestimmt, und die Richtungen 11 und 12 werden auf entsprechende Weise aus der zweiten Messstation 3 bestimmt.
  • Zusätzlich zu den Kreuzen, welche an den Positionen 6a und 8a gebildet werden, werden auch die Kreuze 13 und 14 gebildet, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Indem einfach Richtungsmessungen aus den Messstationen in der Startposition durchgeführt werden, ist es nicht möglich zu entscheiden welche der Kreuze von echten Messobjekten ausgehen, und welche Kreuze falsch sind.
  • In Fig. 1 sind weitere Positionen 2b-2d, 4b-4d, 6b-6d und 8b-8d auf den Pfaden 2, 4, 6 und 8 angegeben. Die in den Positionsmarkierungen verwendeten Buchstaben zeigen verwandte Positionen an: 2c, 4c, 6c und 8c zeigen somit die Positionen der jeweiligen Messstationen 1, 3 und der Messobjekte 6 und 8 in einer bestimmten Situation an (die Positionen c). In den Fig. 2 bis 4 werden die Bedingungen für die drei Positionen b-d ausführlicher gezeigt.
  • Fig. 2 zeigt somit die Situation für die Positionen b. Die Messstationen 1 und 3 befinden sich an den Positionen 2b bzw. 4b, und die Messobjekte 5 und 7 befinden sich an den Positionen 6b bzw. Sb. Aus den Positionen 2b und 4b werden die Richtungen 15, 16 bzw. 17, 18 zu den Messobjekten 5 und 7 bestimmt. Die Richtungen lassen zwei weitere Kreuze 19 und 20 entstehen. Die falschen Kreuze 13 und 14 wurden somit entlang der Pfade 21 bzw. 22 an die Positionen (Kreuze) 19 und 20 bewegt.
  • Auf entsprechende Weise zeigt Fig. 3 die Situation für die Positionen c, und Fig. 4 zeigt die Situation für die Positionen d. Die falschen Kreuze haben sich entlang der Pfade 21 und 22 von 13 und 14 nach 34 bzw. 33 bewegt. Im Prinzip unterscheiden sich diese Pfade nicht von den Pfaden 6 und 8 der echten Messobjekte, und aus den Messstationen ist es daher immer noch unmöglich zwischen echten und falschen Kreuzen zu unterscheiden.
  • Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, dass eine oder beide der Messstationen ein Manöver ausführen. In Fig. 5, welche der Situation für die Positionen c entspricht, hat die Messstation 1 manövriert, sodass sie sich an der Position 2'c befindet, wenn sich die Messobjekte an den Positionen 6c und 8c befinden. Die Messstation 3 befindet sich gleichzeitig an der Position 4'c. Aus den Positionen 2'c und 4'c werden die Richtungen 35, 36, bzw. 37, 38 zu den Messobjekten 5 und 7 gemessen. Auf die gleiche Weise wie zuvor werden falsche Kreuze bei 39 und 40 gebildet.
  • Fig. 6 entspricht der Situation für die Positionen d (Fig. 4). Die Messstationen 1 und 3 befinden sich nun an den Positionen 2'd bzw. 4'd, und sie messen die Richtungen 41, 42 bzw. 43, 44 zu den Messobjekten 5 und 7, welche sich an den Positionen 6d bzw. 8d befinden. Die falschen Kreuze sind an den Positionen 45 und 46 gebildet.
  • In diesem Fall haben sich die falschen Kreuze entlang der Pfade über die Positionen 14, 19, 39, 45 bzw. 13, 20, 40, 46 bewegt. Wenn diese Pfade verglichen werden mit entsprechenden Pfaden, wenn die Messstation 1 nicht manövriert (14-19-27-33 bzw. 13-20-28-34, durch gestrichelte Linien in Fig. 6 gezeigt), erkennt man, dass die falschen Kreuze Manöver "ausführen", welche dem Manöver der Messstation 1 entsprechen. Indem auf die bereits beschriebene Weise das Manöver der Messstation mit der Bewegung der Kreuze korreliert wird, ist es somit möglich zu bestimmen, welche Kreuze echt und welche falsch sind.
  • Der Einfachheit halber wurde in dem beschriebenen Beispiel nur eine der Messstationen manövriert. Es ist somit ausreichend, dass nur eine der Messstationen manövriert. Indem man beide manövrieren lässt, kann die Manövrierungsauswirkung auf die falschen Kreuze verstärkt werden. Man beachte jedoch, dass in bestimmten geometrischen Konfigurationen zwischen Messobjekten und den messenden Stationen, unpassendes Manövrieren bedeuten kann, dass die Auswirkung auf die falschen Kreuze abgeschwächt wird. Um die besten Resultate zu erhalten, ist es daher wichtig, dass das Manövrieren unter Berücksichtigung der tatsächlichen Situation stattfindet.
  • Es wurde mittels dieses Beispiels gezeigt, dass es durch Änderung der Bewegung einer messenden Station relativ zu den Messobjekten möglich ist, eine entsprechende Bewegung der falschen Messobjekte herbeizuführen. Ein solches Manövrieren einer Messstation ist jedoch unnötig, wenn eines der echten Messobjekte manövriert und auf diese Weise seine Bewegung relativ zu den Messstationen ändert. Dieser Fall wird im folgenden ausführlicher beschrieben unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8. Diese Figuren entsprechen den Messsituationen, die durch die Fig. 3 bzw. Fig. 4 veranschaulicht werden, mit dem Unterschied, dass das echte Messobjekt 5 manövriert, wodurch sein Pfad 6 anders erscheint. In den Fig. 7 und 8 tragen die Positionen und Richtungen usw., welche voll und ganz jenen in Fig. 3 bzw. Fig. 4 angegebenen entsprechen, die gleichen Bezugsziffern.
  • Fig. 7 unterscheidet sich somit von Fig. 3 darin, dass das Messobjekt 5 sich an der Position 6 W anstatt der Position 6c befindet. Dies bedeutet, dass die Richtungen, welche aus den Positionen 2c und 4c gemessen werden und durch die Position 6'c (47 und 48) laufen, beeinflusst werden. Ansonsten entsprechen die gemessenen Richtungen den Äquivalenten in Fig. 3. Die neuen Richtungen 47 und 48 bedeuten, dass die Positionen der falschen Messobjekte, welche durch jede dieser Richtungen beeinflusst werden, auch geändert werden können. Die falschen Messobjekte finden sich somit an den Positionen 49 und 50.
  • Fig. 8 zeigt die Messsituation, welche unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben wurde, mit dem Unterschied, dass sich das Messobjekt 5 nun an der Position 6'd befindet, anstelle der Position 6d. Die Richtungen, welche aus den Messstationspositionen 2d und 4d durch die Position 6'd gemessen werden, werden mit 51 bzw. 52 bezeichnet, und sie erzeugen an Schnittpunkten mit den nicht beeinflussten Richtungen 30 und 32 falsche Kreuze an den Positionen 53 und 54.
  • Da das echte Messobjekt 5 seine Bewegung geändert hat (manövriert hat), bewegen sich auch die falschen Kreuze entlang der Pfade 14-19-49-53 bzw. 13-20-50-54 anstatt 14-19- 27-33 bzw. 13-20-28-34, was den Pfaden der falschen Kreuze entspricht, wenn das Messobjekt nicht manövriert hat. Wenn ein echtes Messobjekt manövriert, führen jene falschen Kreuze, welche von irgendeiner der durch das manövrierende Messobjekt bestimmten Richtungen abhängen, somit ein entsprechendes Manöver durch. Andersherum, durch Bestimmung der Richtungen zu Kreuzen, welche korrelierende Manöver ausführen, ist es möglich zu entscheiden, welches Kreuz einem echten Messobjekt entspricht. Dies ist möglich durch Bestimmung jener Kreuze, welche der Schnittpunkt sind zwischen Richtungen, welche jeweils durch mindestens zwei "manövrierende" und korrelierende Kreuze bestimmt werden.
  • Die Tatsache, dass ein manövrierendes Messobjekt auch bestimmte falsche Kreuze beeinflusst, kann in dem Fall ausgenutzt werden, in dem eine Messstation gleichzeitig manövriert. Die Bewegungsänderungen der falschen Kreuze, welche durch das manövrierende Messobjekt bewirkt werden, können tatsächlich verwendet werden, um die Bewegung der Kreuze zu korrigieren, sodass die durch die Messstation verursachte Bewegungsänderung stärker hervortritt.
  • Mittels der Erfindung ist es somit möglich bei der passiven Positionsbestimmung zwischen echten und falschen Kreuzen zu unterscheiden, indem die Bewegungsänderungen der Kreuze beobachtet werden, ausgehend von der Bewegung entweder eines echten Messobjekts oder einer messenden Station.
  • Die Beispiele beschreiben Fälle, bei denen beide Messstationen mobil sind, aber es stellt kein Problem für den Fachmann dar, die Erfindung auf entsprechende Weise auf einen Fall anzuwenden, in dem eine der Messstationen stationär ist.
  • Zusätzlich wurden in den Beispielen zwei messende Stationen und zwei Messobjekte verwendet. Es gibt jedoch kein Hindernis, welches eine Anwendung des Verfahrens auf eine größere Zahl von messenden Stationen und Messobjekten verhindert.
  • Fig. 9 zeigt eine Anwendung, bei welcher das beschriebene Verfahren von zwei Messstationen 101 und 102 verwendet wird, welche zum Beispiel den Messstationen 2 bzw. 3 in den Fig. 1 bis 8 entsprechen. Jede Messstation wird durch eine Radarstation gebildet, die aus einer Antenne 103 und einem Radar-Empfänger 104 besteht, welcher mit letzterer verbunden ist, und auch mit einem Prozessor 105 verbunden ist. Eine Navigationsvorrichtung 106 und eine Kommunikationsvorrichtung 107 sind ebenfalls mit dem Prozessor verbunden. Die Radarstationen enthalten normalerweise unter anderem ebenfalls einen Radar-Sender, aber da dieser für die Erfindung nicht verwendet wird, ist er in der Figur nicht gezeigt.
  • In den Richtungen 108, 109 und 110, 111 werden die Radar- Empfänger und die Antennen in den Messstationen 101 bzw. 102 verwendet, um Messobjekte anzugeben, welche "Radarsignale" aussenden. Durch Verwendung des vorher beschriebenen Verfahrens ist es nun möglich, zu bestimmen, an welchen der Schnittpunkte 111-115 sich die Messobjekte befinden.
  • Die Richtungsinformation aus den Radarempfängern wird an den Prozessor der jeweiligen Messstation weitergegeben. Information betreffend die Position der Messstation und ihrer Positionsänderungen werden ebenfalls an diesen Prozessor weitergegeben, aus der Navigationseinrichtung. Zusätzlich empfängt der Prozessor in jeder Messstation über die Kommunikationseinrichtung entsprechende Information betreffend das Messresultat und die Position der anderen Messstation. Die Prozessoren der messenden Stationen haben in diesem Fall alle notwendigen Daten, um mit der Hilfe von Verfolgungsfiltern die Bewegungen jedes "Kreuzes" zu verfolgen. Da der Prozessor über die Navigationsvorrichtungen die Bewegungen der Messstationen kennt, können diese Bewegungen mit den Bewegungen der Kreuze korreliert werden, wodurch es möglich wird, wie gezeigt worden ist, zu entscheiden, welche Kreuze von Messobjekten herrühren.
  • Der Prozessor kann auch auf solche Weise entworfen sein, dass er auf der Grundlage der Positionen und Bewegungen der Kreuze bestimmt, wie die messenden Stationen agieren sollten, damit ihre Bewegungen die Bewegungen der falschen Kreuze auf optimale Weise beeinflussen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Bestimmung der Position einer Anzahl von Messobjekten (5, 7) durch Bestimmung einer Anzahl von Richtungen (108-111) zu den Messobjekten aus mindestens zwei Messstationen (1, 3, 101, 102), von welchen zumindest eine der Messstationen mobil ist, wobei das Verfahren die Entscheidung umfasst, welche der Schnittpunkte (112-115), die zwischen den Richtungen gebildet werden, Messobjekten entsprechen, und welche nicht Messobjekten entsprechen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst:
- Bestimmen der Bewegungen der Schnittpunkte (112- 115) mittels der bestimmten Richtungen (108-111) zu den Messobjekten (5, 7),
- in Verbindung mit der Bestimmung der Richtung zu den Messobjekten, Ausführen einer Veränderung in der Bewegung (2'c, 6'c) der mindestens einen mobilen Messstation bezüglich der Bewegung der Schnittpunkte,
- Bestimmen der Änderung der relativen Bewegungen zwischen den Messstationen und den Schnittpunkten, wobei Schnittpunkte (6c, 6d, 8c, 8d), deren Bewegungen nicht beeinflusst werden durch die Änderungen in der Bewegung der mindestens einen mobilen Messstation, Positionen der Messobjekte (5, 7) entsprechen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer bestimmten Richtung die Schnittpunkte, welche ihre Bewegung in die gleiche Richtung wie die mobile Messstation ändern, nicht Positionen von Messobjekten (5, 7) entsprechen, wenn sich die Schnittpunkte zwischen der Messstation und jenem Schnittpunkt befinden, welcher der Position eines Messobjekts entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in eine bestimmte Richtung die Schnittpunkte, welche ihre Bewegungsrichtung in die entgegengesetzte Richtung zu der Richtung ändern, in welcher die mobile Messstation ihre Bewegung ändert, nicht Positionen von Messobjekten (5, 7) entsprechen, wenn die Schnittpunkte sich weiter entfernt von der Messstation befinden, als jener Schnittpunkt, welcher der Position eines Messobjekts entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass während der Bestimmung der Schnittpunkte, früher bestimmte Bewegungen verwendet werden zur Vorhersage der Bewegungen der Schnittpunkte, wodurch die Differenz zwischen den vorhergesagten Bewegungen der Schnittpunkte und den Bewegungen der Schnittpunkte, die mittels von Richtungsbestimmung (108 -111) bestimmt wurden, gebildet wird, und für die Verbesserung der Vorhersagen verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung von Richtungen (108-111) zu den Messobjekten ausgeführt wird mittels von passiven Verfahren.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung von Richtungen zu den Messobjekten (5, 7) nicht zeitsynchron sind.
DE69614916T 1995-05-08 1996-05-07 Methode zur Positionsbestimmung Expired - Lifetime DE69614916T2 (de)

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