DE4306660C2 - System for locating and identifying vehicles on an airfield - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein System gemäß dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a system according to the Oberbe handle of claim 1.
Im Zusammenhang mit der Ortung und Identifizierung von Fahr zeugen auf den Bewegungsflächen eines Flugplatzes ist es be kannt, diesbezügliche Informationen durch Abfrage des Fahr zeuglenkers über das Funktelefon von seiten der Überwachungs zentrale zu akquirieren. Bisher bekannt gewordene Vorschläge zur Fahrzeugortung stützen sich dabei auf folgende prinzi pielle Verfahren.In connection with the location and identification of driving witness on the movement surfaces of an airfield it is knows, related information by querying the driver witness control over the radio telephone from the side of the surveillance headquarters to acquire. Proposals known so far the following principles are used to locate the vehicle pielle procedures.
Die Ortung der Fahrzeuge erfolgt über das satellitengestützte Navigationssystem GPS (Global Positioning System) bzw. DGPS (differentielles GPS). Die Ortungsinformationen werden dann über eine Funkverbindung an eine Überwachungszentrale weiter gegeben. Eine zweite Möglichkeit besteht in der Aufstellung aktiver Funkbaken auf dem Flughafen, wobei dann die Ortsbe stimmung im Fahrzeug erfolgt und die Ortungsinformationen über eine Funkverbindung an eine Überwachungszentrale gelie fert werden.The vehicles are located using the satellite-based system GPS (Global Positioning System) or DGPS navigation system (differential GPS). The location information is then via a radio link to a monitoring center given. A second option is to set it up active radio beacon at the airport, the local area then mood in the vehicle and the location information via a radio link to a monitoring center be finished.
Eine dritte Möglichkeit besteht in der pseudozufälligen Ab strahlung der Fahrzeugidentität vom Fahrzeug aus, dem Empfang des Signals durch eine multilaterale Empfangseinrichtung und in einer sich daran anschließenden Ermittlung der Ortsinfor mation und der Identität in einer Überwachungszentrale.A third possibility is the pseudo-random Ab radiation of vehicle identity from the vehicle, the reception the signal by a multilateral receiving device and in a subsequent determination of the local information mation and identity in a surveillance center.
Bei pseudozufälliger Abstrahlung der Fahrzeugidentität vom Fahrzeug aus kann die Ortung auch durch mehrere Funkpeiler erfolgen, wobei dann die Ermittlung der Ortungsinformation ebenfalls in einer Überwachungszentrale vorgenommen wird. In the case of pseudo-random radiation of the vehicle identity from The vehicle can also be located using multiple direction finders take place, then determining the location information is also carried out in a monitoring center.
Aus der DE 29 34 844 A1 ist ein solches System zur Überwachung des Verkehrs auf den Bewegungsflächen eines Flugplatzes unter Verwendung von Funkverbin dungen bekannt. Dort werden spezielle ATCRBS-Abfrageradare verwendet.DE 29 34 844 A1 describes such a system for monitoring the Traffic on the movement areas of an airfield below Use of radio link known. There are special ATCRBS interrogation radars used.
In "airport forum" 1972, Heft 1; Seiten 81-101 sind ver schiedene Aspekte von Möglichkeiten zur Bewegungslenkung auf Flughäfen dargestellt, wobei beispielsweise mittels eines Mikrowellenlesesystems Eisenbahnwagenkennzeichnungen und entsprechend Flugzeugkennzeichnungen gelesen werden können. Weiterhin ist aus der DE 33 37 183 A1 bekannt, wie an Bahn strecken angebrachte spezifische Ortskodesender ihren Orts kode an vorbeifahrende Triebfahrzeuge senden, anschließend werden die Ortskode über Zugfunk an die Leitstelle über tragen, die diese Information zur Steuerung der Stellwerke verwendet. Aus der US 4,059,831 ist ein beispielhafter Aufbau von passiven Transpondern bekannt. In "airport forum" 1972, volume 1; Pages 81-101 are ver different aspects of possibilities for motion control Airports shown, for example by means of a Microwave reading system Railway wagon markings and can be read according to aircraft identification. Furthermore, it is known from DE 33 37 183 A1, such as on trains attached specific location code transmitters stretch their location Send code to passing vehicles, then the location code is transmitted to the control center via train radio carry this information to control the signal boxes used. From US 4,059,831 is an example Structure of passive transponders known.
Der zukünftige Bedarf einer verbesserten Fahrzeugortung und - identifizierung erklärt sich aus den Forderungen der Flugsi cherung, der Fluggesellschaften und Flughafengesellschaften nach effektiver Steuerung und Überwachung der Flughafendien ste mit dem Ziel einer Kapazitätssteigerung bei gleichblei bender Sicherheit.The future need for improved vehicle location and - identification is explained by the requirements of Flugsi insurance, airlines and airport companies after effective control and monitoring of airport services with the aim of increasing capacity while maintaining the same security.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem System zur Überwachung des Verkehrs der eingangs genannten Art ein diesbezüglich verbessertes System zur Fahrzeugortung und -identifizierung auf Flugplätzen zu schaffen, das jedoch keine nennenswerten Erweiterungen der bereits vorhandenen Infrastruktur zur Folge haben soll.The invention has for its object in a system for monitoring of traffic of the type mentioned in this regard improved system for vehicle location and identification to create on airfields, but not worth mentioning Extends the existing infrastructure should have.
Diese Aufgabe wird bei einem System gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Patentan spruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Fahrzeugortung und -identifizierung erfolgen somit in Anlehnung an bereits vor handene Fahrzeugkommunikationseinrichtungen auf Flugplätzen. Als Kommunikationseinrichtungen auf Flughäfen sind nämlich Mobilfunksysteme, meistens sogenannte Bündelfunksysteme, be reits weltweit verbreitet.This task is carried out in a system according to the preamble of Claim 1 by the in the characterizing part of the patent solved 1 specified characteristics. Vehicle tracking and -Identification is thus done based on existing vehicle communication devices on airfields. As communication devices at airports are namely Mobile radio systems, mostly so-called trunked radio systems, be already spread worldwide.
Das Ortungs- und Identifizierungssystem nach der Erfindung bietet eine Reihe von Vorteilen. Da es sich um passive Or tungsbaken handelt, ist keine Stromversorgung und damit keine zusätzliche Verkabelung auf dem Flughafen erforderlich. Es entstehen zudem keine störenden Abstrahlungen. Die zusätzli chen Funkfeldbelastungen durch die Abfrageaktivität, die grö ßenordnungsmäßig lediglich eine Sendeleistung von ca. 1 mW erfordert, kann vernachlässigt werden. Es entsteht auch keine zusätzliche Funkfeldbelastung durch die Übertragung der Or tungsdaten, weil eine bereits vorhandene Kommunikationsein richtung mitbenutzt wird. Bei jedem Verbindungsaufbau zwi schen einem Fahrzeug und der Überwachungszentrale läuft eine automatische Fahrzeugidentifizierung ab. Im Gegensatz zu den erwähnten bisher bekanntgewordenen Vorschlägen spielen Ab schattungen keine Rolle, da die passiven Ortungsbaken überall leicht angebracht werden können, was wichtig für den Termi nal- und Abfertigungsbereich eines Flughafens ist. Änderungen und Erweiterungen des Bakensystems sind leicht durchführbar. Das System zur Ortung und Identifizierung von Fahrzeugen nach der Erfindung läßt sich sehr kostengünstig realisieren und ist dabei äußerst robust und wetterfest, d. h. auch bei Regen, Schnee und Vereisung voll funktionsfähig.The location and identification system according to the invention offers a number of advantages. Since it is passive Or beacon is not a power supply and therefore not a power supply additional wiring required at the airport. It there are also no disturbing emissions. The additional Chen radio field pollution due to the query activity, the larger only a transmission power of approx. 1 mW required can be neglected. Neither is created additional radio field exposure through the transmission of the Or tion data because there is already an existing communication direction is used. With each connection establishment between a vehicle and the monitoring center is running automatic vehicle identification. In contrast to the Proposals mentioned so far are playing Ab shading does not matter, because the passive beacons everywhere can be easily attached, which is important for the termi nal and handling area of an airport. Changes and extensions of the beacon system are easy to carry out. The system for locating and identifying vehicles the invention can be implemented very inexpensively and is extremely robust and weatherproof, d. H. even when it’s raining, Snow and icing fully functional.
Durch die Verwendung zweier voneinander unabhängiger Systeme auf einem Flughafen, nämlich dem System mit den passiven Or tungsbaken für die Fahrzeugortung nach der Erfindung und einem üblichen Bodenüberwachungsradar für die Ortung des Ge samtverkehrs, kann durch Korrelation der Ortungsdaten beider Systeme eine sichere Unterscheidung zwischen Fahrzeug- und Flugzeugzielen erfolgen.By using two independent systems at an airport, namely the system with the passive Or tion beacons for vehicle location according to the invention and a common ground surveillance radar for locating the Ge velvet traffic, can by correlating the location data of both Systems a reliable distinction between vehicle and Airplane destinations are done.
Das System nach der Erfindung zur Ortung und Identifizierung ist prinzipiell auch auf Flugzeuge im Rollverkehr anwendbar, jedoch aus zweierlei Gründen nicht opportun. Zum einen haben neue Ortungs- und Navigationsverfahren für Flugzeuge Einfluß auf deren Bordausrüstung und erfordern vor einer Einführung eine meist langwierige internationale Normungsarbeit. Zum anderen besteht die Absicht, bereits vorhandene Bordaus rüstungen auch für die Ortung und Identifikation am Boden zu nutzen.The system according to the invention for location and identification is in principle also applicable to aircraft in taxi traffic, but not opportune for two reasons. For one thing new location and navigation procedures for aircraft influence on their onboard equipment and require prior to introduction a mostly lengthy international standardization work. To the others intend to use existing on-board structures armor also for location and identification on the ground use.
Zweckmäßige Weiterbildungen des Systems nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Appropriate further developments of the system according to the invention are specified in the subclaims.
Im Zusammenhang mit den im System nach der Erfindung verwen deten Bündelfunksystem wird auf einen Beitrag in der Zeit schrift "Funkschau", Heft 3, 1992, Seiten 44-48 hingewie sen.In connection with the use in the system according to the invention The trunked radio system is based on a contribution in time writing "Funkschau", Issue 3, 1992, pages 44-48 hinewie sen.
Die Erfindung mit zweckmäßig ausgebildeten Ortungsbaken wird im folgenden anhand von zwei Figuren erläutert. Es zeigen: The invention with appropriately trained locating beacons explained below with reference to two figures. Show it:
Fig. 1 die Darstellung einer Einrichtung zur Ortung der Fahrzeuge, Fig. 1 is an illustration of a device for locating vehicles,
Fig. 2 die Schrägansicht eines im System nach der Erfin dung in zweckmäßiger Weise verwendeten Hochfre quenzreflektors. Fig. 2 is an oblique view of a Hochfre frequency reflector used in the system according to the inven tion appropriately.
Die Ortung der Fahrzeuge auf den Bewegungsflächen eines Flug platzes im System nach der Erfindung erfolgt mit Hilfe passi ver Ortungsbaken, die an verschiedenen Stellen des Flughafens aufgestellt sind und von vorbeifahrenden Fahrzeugen mit Hilfe einer Abfrageeinrichtung abgefragt werden. Die Antwort der Ortungsbake entspricht den Koordinaten des Bakenortes, dabei werden nicht ausführliche Koordinaten, sondern Nummernbe zeichnungen verwendet. Die Umsetzung der Bakennummern in Bakenkoordinaten erfolgt dann in der Überwachungszentrale.The location of the vehicles on the movement surfaces of a flight place in the system according to the invention takes place with the help of passi ver locating beacons located at various points of the airport are set up and by passing vehicles with the help be queried by an interrogation device. The answer of the Location beacon corresponds to the coordinates of the beacon location, thereby are not detailed coordinates, but numbers drawings used. Implementation of the beacon numbers in Beacon coordinates then take place in the monitoring center.
Wie in Fig. 1 dargestellt, werden als passive Ortungsbaken Hochfrequenzreflektoren 1 verwendet, die mittels entsprechen der Haltevorrichtungen an festen Einrichtungen am Flugplatz, z. B. an Gebäuden, befestigt werden. Die Hochfrequenzreflekto ren 1 weisen eine Antenne 2 für den Empfang eines impulsför migen Abfragesignals 3 und das Aussenden eines Antwortsignals 4 in Form eines impulsförmigen Codewortes sowie eine in Fig. 2 im einzelnen dargestellte akustische Oberflächenwellenlei tung (ID-Tag) für die Umsetzung des Abfragesignals 3 in das Antwortsignal 4 auf. Der Abfrageimpuls 3 stammt von einem vorbeifahrenden Fahrzeug 5, das zu dessen Aussendung eine Abfrageeinrichtung 11 und eine Antenne 6 aufweist. Das Ant wortsignal 4 gelangt über die Antenne 6 in die Abfrageein richtung 11 und von dort zu einem ebenfalls im Fahrzeug 5 an gebrachten Mobilfunk- bzw. Bündelfunkendgerät 7. Die Übertra gung des in Codewortform vorliegenden Antwortsignals 4 des Hochfrequenzreflektors 1, der die passive Ortungsbake bildet, vom Fahrzeug 5 zu einer Überwachungszentrale 10 sowie die Übertragung der Fahrzeugidentifizierung, die bei jedem Verbindungsaufbau zwischen der Überwachungszentrale 10 und dem Fahrzeug 5 automatisch vorgenommen wird, erfolgt über das Mobilfunk- bzw. Bündelfunkendgerät 7 im Fahrzeug 5 und die daran angeschlossene Antenne 8. Die Überwachungszentrale 10 enthält ebenfalls ein Mobilfunk- bzw. Bündelfunkendgerät. Die Funk-Übertragungsstrecke ist mit 9 bezeichnet.As shown in Fig. 1, be used as a passive locating beacons RF reflectors 1, the means in accordance with the holding devices at fixed facilities at the airport, for example. B. attached to buildings. The high-frequency reflectors 1 have an antenna 2 for receiving a pulse-shaped query signal 3 and sending out a response signal 4 in the form of a pulse-shaped code word, as well as an acoustic surface waveguide (ID tag) shown in detail in FIG. 2 for the implementation of the query signal 3 in the response signal 4 . The interrogation pulse 3 comes from a passing vehicle 5 , which has an interrogation device 11 and an antenna 6 for its transmission. The response signal 4 arrives via the antenna 6 in the interrogation device 11 and from there to a mobile radio or trunked radio terminal 7 which is also brought in the vehicle 5 . The transmission of the response signal 4 present in code word form of the high-frequency reflector 1 , which forms the passive location beacon, from the vehicle 5 to a monitoring center 10 and the transmission of the vehicle identification, which is carried out automatically each time a connection is established between the monitoring center 10 and the vehicle 5 , via the mobile radio or trunked radio terminal 7 in the vehicle 5 and the antenna 8 connected to it . The monitoring center 10 also contains a mobile radio or trunked radio terminal. The radio transmission path is designated 9 .
Eine Alternativanordnung 12 besteht darin, daß in der Fahr bahndecke 13 Hochfrequenzreflektoren 14 mit akustischer Ober flächenwellenleitung (OFW-ID-Tag) eingelassen sind, die dann mit jeweils auf der Fahrzeugunterseite 15 angebrachten Abfra geeinrichtungen 16 zusammenarbeiten.An alternative arrangement 12 is that 13 high-frequency reflectors 14 with acoustic upper surface waveguide (SAW-ID tag) are embedded in the road surface 13 , which then cooperate with each of the vehicle underside 15 attached queries 16 .
Fig. 2 zeigt in einer Schrägansicht ein Ausführungsbeispiel für die Baueinheit eines Hochfrequenzreflektors 1, der als passive Ortungsbake dient. Der von der Abfrageeinrichtung 11 (vergleiche Fig. 1) im Fahrzeug 5 ausgesandte elektromagne tische Hochfrequenzimpuls, d. h. das Abfragesignal 3, wird von der Antenne 2 des Hochfrequenzreflektors 1 aufgefangen und löst an einem Interdigitalwandler 18 eines piezoelektrischen Oberflächenwellen-Chips 17 akustische Oberflächenwellen (OFW) aus. Diese Oberflächenwellen, die etwa 105mal langsamer als elektromagnetische Wellen sind, werden an Teilreflektoren 19 reflektiert, die - wie bei einem Barcode - auf der akustischen Laufstrecke entsprechend einem individuellen Codewort, welches dann das Antwortsignal 4 bildet, gesetzt sind. Der mit dem Oberflächenwellen-Chip 17 ausgestattete Hochfrequenzreflektor 1 antwortet somit nach einer kurzen Totzeit auf den Abfrageimpuls 3 mit einem binären, das Ant wortsignal 4 bildenden Hochfrequenz-Identifizierungs-Code wort, das im Interdigitalwandler 18 in elektromagnetische Hochfrequenz-Impulse gewandelt und von der Abfrageeinrichtung 11 im Fahrzeug 5 wieder empfangen und ausgewertet wird. Die Hochfrequenzreflektoren 1 (OFW-ID-Tags)arbeiten auf Grund des piezoelektrischen Substratmaterials passiv, also ohne Batte rie. An den Enden des Oberflächenwellen-Chips 17 sind aku stische Absorber 20 und 21 vorgesehen. Fig. 2 shows an oblique view of an embodiment for the structural unit of a high-frequency reflector 1 , which serves as a passive tracking beacon. The electromagnetic high-frequency pulse emitted by the interrogation device 11 (see FIG. 1) in the vehicle 5 , ie the interrogation signal 3 , is picked up by the antenna 2 of the high-frequency reflector 1 and triggers 17 surface acoustic waves (SAW) on an interdigital transducer 18 of a piezoelectric surface wave chip. out. These surface waves, which are about 10 5 times slower than electromagnetic waves, are reflected on partial reflectors 19 , which - as with a bar code - are set on the acoustic route according to an individual code word, which then forms the response signal 4 . The high-frequency reflector 1 equipped with the surface-wave chip 17 thus responds after a short dead time to the interrogation pulse 3 with a binary high-frequency identification code that forms the response signal 4 , which is converted in the interdigital transducer 18 into electromagnetic high-frequency pulses and by the interrogator 11 is received again in the vehicle 5 and evaluated. The high-frequency reflectors 1 (SAW ID tags) work passively due to the piezoelectric substrate material, that is to say without a battery. At the ends of the surface acoustic wave chips 17 , acoustic absorbers 20 and 21 are provided.
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