DE3305499A1 - Kollisionsverhuetungssystem - Google Patents

Description

k) der Höhenunterschied zwischen der identifizierten

Fremdstation und der eigenen Station bestimmt wird; 1} daß die Höhendifferenzdaten in Zuordnung mit den Identitäts- und Ankunftszeitdifferenzdaten gespeichert werden, und

m) alle Daten und die Identität jeder Fremdstation/ die gespeichert sind, gelöscht werden, wenn der Absolutwert der der betreffenden Fremdstation zugeordneten Höhendifferenzdaten größer als ein vorgegebener Betrag ist.

1 US-Ser.No. 351,275 AT: 22. Februar 1982

11408/Dr.v.B/Ro. (F2516O)

Litchstreet Co.

32 Cherry Lawn Lane, Northport, New York, 11768,

V.St.A.

Kollisionsverhütüngsgystem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kollisionsverhütungssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung ein System, mit dem die Annäherung einer eigenen Station an eine mit einem Standard-ATCRBS-Transponder ausgerüstete Fremdstation festgestellt und eine Warnung vor einer möglichen Kollision erzeugt werden kann.

Es sind bereits eine Reihe von Kollisionsverhütungssysteme, insbesondere für Luftfahrzeuge, bekannt, bei denen Transpondersignale von Bordstationen nutzbar gemacht werden. Eine Reihe dieser Systeme sind auch schon mit mehr oder weniger gutem Erfolg gebaut und geprüft worden. Bei den einfachsten Systemen werden nur die Transponderantworten der Fremdstationen empfangen und die Entfernung dieser Fremdstationen wird auf der Basis der Stärke des empfangenen Signals abgeschätzt. Andere Systeme arbeiten mit Zweiwegübertragungen zwischen dem eigenen und dem fremden Transponder, um eine Entfernungs- oder Abstandsinformation zu erzeugen. Bei diesen bekannten Systemen sind Fehlalärme untragbar häufig, insbesondere in Bereichen mit dichtem Verkehr, in denen eine zuverlässige Warnung am meisten benötigt wird. Wieder andere Systeme arbeiten mit Bordpeilungen vom eigenen zum

fremden Transponder. Brauchbare Peiler konnten bisher jedoch noch nicht verwirklicht werden und lassen sich vermutlich auch beim derzeitigen Stand der Technik nicht realisieren.

Es gibt schließlich Systeme, bei denen die Zeitverzögerung zwischen dem Empfang einer Abfragenachricht von einer speziellen Uberwachungssekundärradarstation (SSR-Station) an der eigenen Station und dem Empfang der Antwort einer Fremdstation auf diese Anfrage ausgenutzt wird, siehe z.B. die folgenden US-PSen

3,626,411 3,858,211

3,735,408 3,875,570

3,757,324 4,021,802

3,858,210.

Diese Systeme gewährleisten eine hohe Sicherheit gegen Fehlalarme und liefern verschiedene Informationen bezüglich möglicher Gefahren, wie Entfernung (Abstand), Richtung, Höhenunterschied und Identität. Bei diesen Systemen besteht im allgemeinen ein direkter Zusammenhang zwischen der Komplexität des Systems und seiner Leistungsfähigkeit.

Was jedoch seit langem notwendig gebraucht wird, ist ein Kollisionsverhütungssystem, das sich für leichte Luftfahrzeuge eignet, wie sie gewöhnlich von Privatpersonen, Firmen und dgl. verwendet werden. Solche Systeme werden mit TCAS-1 bezeichnet. Sie müssen prinzipiell eine ausreichende Kollisionsgefahrwarnung liefern, andererseits aber auch einfach und für die Besitzer leichter oder kleinerer Flugzeuge wirtschaftlich erschwinglich sein. Eine ganz wesentliche Anforderung ist ferner die weitestgehende Vermeidung von Fehlalarmen.

33Ό5499

Diese Aufgabe wird bei einem KoUisionsverhütungssystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des vorliegenden Kollisionsverhütungssystems sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Bei dem vorliegenden Kollisionsverhütungssystem werden an der eigenen Station Abfragen von mindestens einer SSR-Station, gewöhnlich von mehreren SSR-Stationen im Operationsbereich nicht nur dann empfangen, wenn die Hauptkeule der SSR-Station auf die eigene Station gerichtet ist, sondern auch dann, wenn .die eigene Station durch eine Seitenkeule der Hauptkeule beleuchtet wird. Während einer kurzen Periode, die als "Hörperiode" bezeichnet werden kann, werden an der eigenen Station Antworten empfangen, die von Transpondern anderer Stationen in der Umgebung der eigenen Station als Antwort auf die verschieden Abfragen von einer SSR-Station gesendet wurden. Die empfangenen Antworten werden decodiert, um eine Identifikation und eine Ankunftszeitdifferenz T zu ermitteln, ferner, wenn verfügbar, die Höhendifferenz bezüglich jeder Fremdstation.

Die Identitäten und entsprechenden Daten werden für mehrere Abfragewiederholungsperioden in laufender Weise gespeichert, wobei der Speicher periodisch aktualisiert wird, indem die älteste der laufend gespeicherten Informationen durch die neueste decodierte Information ersetzt wird. Die Identitäten und zugehörigen Daten, die während einer Speicherperiode für eine vorgegebene Anzahl von Malen wiederholt oder wenigstens annähernd wiederholt werden, werden ausgewählt und für eine Zeitspanne gespeichert, die mindestens so lang wie die

-ιοί längste SSR-Strahlrotationsperiode ist. Diejenigen

Identitäten und zugehörigen Daten, die keine derartige Wiederholung oder Duplizierung erfahren, werden verworfen.
5

Von den verbleibenden gespeicherten korrelierten Gruppen von Identitäten und Daten werden diejenigen verworfen, die Höhenunterschiede enthalten, deren Wert einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet; von den verbleibenden Informationen, die sich auf die gleiche Identität beziehen, jedoch verschiedene Werte für T enthalten, werden nur die mit dem größten Wert von T ausgewählt. Immer dann, wenn ein solcher größter Wert von T kleiner als ein vorgegebener Mindestwert ist, wird ein Warn- oder Kollisionsalarmsignal erzeugt. Der quatitative Wert des den Alarm auslösenden T-Signals sowie die zugehörige Identität und dazugehörige Höhenunterschied können ebenfalls angezeigt werden.

Die Anzeige des T-Wertes erfolgt vorzugsweise in Abstandseinheiten, d.h. es wird die Strecke angegeben, die die Strahlung während der Zeitspanne T durchläuft. Diese Strecke wird im folgenden als "Pseudoabstand" bezeichnet und entspricht dem tatsächlichen Abstand in einem Grade, der von der relativen Position zwischen der eigenen Station, der anderen Station und der SSR-Station abhängt. Der Pseudoabstand ist niemals größer als der tatsächliche Abstand. Wenn die eigene Station und die Fremdstation beide von mehreren SSR-Stationen abgefragt werden, kann der größte Wert des Pseudoabstandes einer speziellen Fremdstation eine ziemlich genaue Näherung des tatsächlichen Abstandes der Fremdstation darstellen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:
5

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Bordgerätes für die
eigene Station gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise des Geräts gemäß Fig. 1 mit zwei günstig
gelegenen Überwachungssekundärradar- oder SSR-Bodenstationen;

Fig. 3 ein Schaltbild eines Abfragedecodierers für das Gerät gemäß Fig. 1 und

Fig. 4 ein Schaltbild eines Antwortdecodierers für das Gerät gemäß Fig. 1.

Das in Fig. 1 als Blockschaltbild dargestellte Gerät
enthält einen Empfänger 1, der für einen Empfang von
Standard-ATCRBS-Abfragen ausgelegt ist. Er kann einem
üblichen Transponderempfanger ähneln, ist jedoch um

etwa 20 dB empfindlicher. Der Ausgang des Empfängers 1 ist mit dem Eingang einer Schwellenwertschaltung 2
gekoppelt, die den einen Schwellenwert übersteigenden
Teil des Ausgangssignals vom Empfänger 1 zu einem
Abfragedecodierer 3 durchläßt. Der Abfragedecodierer 3 liefert auf einer Leitung 4 ein Ausgangssignal, das die P3-Impulse derjeweils empfangenen und decodierten Abfrage darstellt. Die Leitung 4 führt zu einer Uberlastungs-Steuerschaltung 7, welche den Schwellenwert der Schwellenwertschaltung 2 wie in einem Standard-ATCRBS-Transponder steuert.

Der Abfragedecodierer 3 liefert ferner auf einer Leitung 5 ein Ausgangssignal, wenn eine Identitätsabfrage (Betriebsart oder Mode A) empfangen wird oder ein Ausgangssignal auf einer Leitung 6, wenn eine Höhenabfrage (Betriebsart oder Mode C) empfangen wird. Die Leitungen 5 und 6 sind mit Steuereingängen einer Schaltvorrichtung 8 verbunden.

Das Gerät gemäß Fig. 1 enthält weiterhin einen zweiten Empfänger 9, der für den Empfang von Standard-Tranpoderantwortsignalen ausgelegt und über eine Schwellenwertschaltung 10 mit einem Antwortdecodierer 11 gekoppelt ist. Die Schwellenwertschaltung 10 entspricht der Schwellenwertschaltung 2, ihr Schwellenwert wird jedoch durch einen Empfindlichkeitszeitsteuergenerator 12 gesteuert, der im folgenden kurz als STC-Generator bezeichnet werden soll. Der STC-Generator 12 wird durch die P3-Impulse auf der Leitung 4 gesteuert und liefert anfänglich einen relativ hohen Schwellenwert, der dann in einer Zeitspanne von beispielsweise 5 Mikrosekunden auf einen niedrigen Wert herabgesetzt wird, der aufrechterhalten bleibt, bis der nächste P3-Impuls auftritt.

Mit der Leitung 4 ist ferner ein Abhörfreigabegenerator 13 verbunden, der anschließend an jeden P3-Impuls ein etwa 200 Mikrosekunden dauerndes Tast- oder Freigabesignal auf einer Leitung 14 liefert. Das Tastsignal auf der Leitung 14 tastet den Decodierer 11 auf, der gesperrt ist, solange das Tastsignal fehlt. Wenn der Decodierer 11 aufgetastet ist, liefert er für jede Antwort, die von der Schwellenwertschaltung 10 durchgelassen wird, einen Ausgangsimpuls entsprechend dem abschließenden Rahmenimpuls F2. Das F2-Ausgangssignal des Antwortdecodierers 11 wird einer Abtast-Torschaltung 15 zugeführt.

Die Leitung 4 ist schließlich noch mit einer Taktgenerator- und Zählerschaltung 33 verbunden, die durch jeden P3-Impuls auf der Leitung 4 zurückgesetzt wird und dem laufenden Zählwert, der eine numerische Darstellung der Anzahl der seit dem vorhergehenden PS-Impuls verstrichenen Mikrosekunden darstellen kann, an die Torschaltung 15. Jeder F2-Impuls, der der Torschaltung 15 zugeführt wird, bewirkt eine übertragung des laufenden Zählwerts zu einer mit dem Ausgang der Torschaltung 15 verbundenen Leitung 16. Das Ausgangssignal der Torschaltung 15 auf der Leitung 16 stellt die Ankunftszeitdifferenz T zwischen einer empfangenen Abfrage und der entsprechenden empfangenen Antwort von einem Transponder einer Fremdstation dar.

Der Antwortdecodierer 11 liefert ferner auf einer Leitung 17 ein Ausgangssignal, das entweder der Identitätsinformation (Kennung) oder der Höheninformation, die in der augenblicklichen Antwortnachricht enthalten ist, entspricht. Dieses Ausgangssignal wird einem Höhenvergleicher 18 und der Schaltvorrichtung 8 zugeführt. Dem Höhenvergleicher 18 wird außerdem von einem Codier-Höhenmesser eine in entsprechendem Format codierte Darstellung der eigenen Höhe zugeführt. Wenn eine Mode-C-Antwort auftritt, liefert der Vergleicher 18 ein Ausgangssignal DA, welches die Differenz zwischen der eigenen und der Fremdstation-Höhe darstellt. In Antwort auf eine Mode-A-Antwort liefert der Höhenvergleicher A ein Fehlausgangssignal. In beiden Fällen bildet das Ausgangssignal des Höhenvergleichers 18 einen Informationseingang für die Schaltvorrichtung 8.

Der Schaltvorrichtung 8 werden ferner über die Mehrfachleitung 17 alle decodierten Ausgangssignale, sowohl Höhe als auch Identität, vom Decodierer 11 als Informations-

eingangssignale zugeführt. Wenn eine Identitätsanfrage empfangen wird, tritt ein Ausgangssignal auf der Leitung 5 auf, welches die Schaltvorrichtung 8 veranlaßt, die Identitätsnachricht ID zu einer Ausgangsleitung 19 der Schaltvorrichtung 8 durchzuschalten. Das während dieser Zeit auftretende Ausgangssignal des Höhenvergleichers 18 wird verworfen. Wenn eine Höhenabfragenachricht empfangen wird, erregt der Decodierer 3 die Leitung 6, wodurch die Schaltvorrichtung 8 so eingestellt wird, daß sie das Ausgangssignal DA des Höhenvergleichers 18 zur Ausgangsleitung 19 durchschaltet, während das Eingangssignal von der Leitung 17 verworfen wird.

Die Leitungen 16 und 19 führen zu einer Antwortspeichervorrichtung 20, welche mehrere, in bekannter Weise geschaltete digitale Register enthalten kann, um in Zuordnung zueinander den Wert von T und die zugehörige Identität- und/oder Höhendifferenzinformation für etwa 20 aufeinanderfolgende Antwortnachrichten zu speichern. Wenn die Antwortspeichervorrichtung voll ist, verdrängt die in jeder neuen Antwortnachricht enthaltene Information die älteste entsprechende gespeicherte Information, so daß die Antwortspeichervorrichtung 20 bezüglich der Fremdstation-Identitäten sowie der zugehörigen Werte von T sowie Höhendifferenzinformation immer auf dem laufenden gehalten wird.

An die Antwortspeichervorrichtung 20 ist ein Vergleicher 21 angeschlossen, der bei Freigabe die einander entsprechenden Eingaben in der Antwortspeichervorrichtung miteinander vergleicht und übereinstimmenden und nahezu übereinstimmenden Eingaben, die gerade in der Antwortspeichervorrichtung 20 enthalten sind, auswählt. Wenn eine solche Übereinstimmung festgestellt wird, wird die

entsprechende Eingabe in eine Auswahlvorrichtung 22 übertragen. Der Vergleicher 21 wird durch einen Tastgenerator 23, der dem Abhörfreigabegenerator 13 entspricht, für eine Zeitspanne aufgetastet, welche am Ende der Abhörperiode beginnt und so lange dauert, daß der Vergleicher 21 seine Vergleichsoperation durchführen kann.

Das Ausgangssignal des Vergleichers 21 kann und wird auch im allgemeinen mehrere Eingaben enthalten, die die gleiche Identitätsinformation jedoch wesentlich verschiedene T-Informationen enthalten. Die Auswahlvorrichtung 22 verwirft alle Eingaben mit der Ausnahme derjenigen, die das größte T enthält, welche zusammen mit der zugehörigen Identitäts- und Höhendifferenzinformation zu einer Speichervorrichtung 24 für die ausgewählte Antwort übertragen wird. Die Speichervorrichtung 24 ist ähnlich wie die Speichervorrichtung 20, sie hält ihre Eingaben jedoch für eine Zeitspanne, die etwas länger ist als die längste Radarstrahl-Rotationsperiode, die zu erwarten ist, beispielsweise 15 Sekunden. Wenn während dieser Zeitspanne eine neue Eingabe mit einem größeren Wert von T angeboten wird, so wird der alte kleinere Wert mit der zugehörigen speziellen Identität durch den neuen, größeren Wert von T ersetzt.

Eine neue Eingabe mit einer anderen Höhendifferenz bewirkt ebenfalls einen Ersatz des früheren Wertes durch den neuen Höhendifferenzwert.

Die Speichervorrichtung 24 ist mit einem Gefahr-Detektor 25 verbunden. Der Gefahr-Detektor bewirkt die Übertragung jeder Eingabe, die eine Höhendifferenz von weniger als 3000 Fuß und einen T-Wert unter 36 Mikrosekunden enthält, an ein Anzeigeschaltwerk 26. Gleichzeitig liefert der Gefahr-Detektor 25 ein Ausgangssignal auf einer Leitung 27, das eine Alarmzeitgeberschaltung 28 auslöst,

die ähnlich ausgebildet sein kann, wie der Abhorfreigabegenerator 13, jedoch ein Ausgangssignal- mit einer Dauer von beispielsweise 10 Sekunden liefert. Das Ausgangssignal der Alarmzeitgeberschaltung 28 gibt das Anzeige-Schaltwerk 26 frei und betätigt eine Alarmvorrichtung

Das Anzeigeschaltwerk 26 setzt das Ausgangssignal des Gefahr-Detektors 25 in eine Form um, die sich für die Wiedergabe durch eine Anzeigevorrichtung 30 für die Höhendifferenz DA, eine Anzeigevorrichtung 31 für die Identität des Fremdflugzeuges und eine Anzeigevorrichtung 32 für den Pseudoabstand PR eignet. Die Anzeige des Pseudoabstandes gibt die Ankunftszeitdifferenz T als Entfernung wieder.

Wie Fig. 3 zeigt, kann der in Fig. 1 nur in Blockform dargestellte Abfragedecodierer 3 aus einer Verzögerungsleitung 301, UND-Gliedern 302 und 303 sowie einem ODER-Glied 304 bestehen, die in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise geschaltet sind. Die Verzögerungsleitung 301 hat Abgriffe für Verzögerungen von 8 Mikrosekunden und 21 Mikrosekunden entsprechend den Verzögerungen des PS-Impulses bezüglich des P1-Impulses in Abfragen der Betriebsart A bzw. der Betriebsart C.

Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 .ist ähnlich aufgebaut und arbeitet auch ähnlich wie der Abfragedecodierer eines Standard-Transponders, mit der Ausnahme daß keine Vorkehrungen getroffen sind, um den Seitenkeulenunterdrückungsimpuls P2 (SLS-Impuls) zu decodieren, da in SLS im System gemäß Fig. 1 nicht verwendet wird. Es sei in diesem Zusammenhang bemerkt, daß der Empfänger 1 der Einrichtung gemäß Fig. 1 einen Teil eines Transponders der eigenen Station bilden kann, wobei dann eine zusätzliche Schwellenwertschaltung vorgesehen' ist, die

einen um etwa 20 dB höheren Schwellenwert als die Einrichtung 2 gemäß Fig. 1 hat und mit einem Abfragedecodierer üblichen Typs mit Seitenkeulenunterdrückung verbunden ist.
5

Wie Fig. 4 zeigt, kann der Antwortdecodierer 11 der Einrichtung gemäß Fig. 1 eine Verzögerungsleitung 401 mit mehreren Abgriffen, eine Abtast-Torschaltung 402 und ein UND-Glied 403 enthalten, die in der dargestellten Weise geschaltet sind. Diese Schaltungsbestandteile und ihre Verbindungen können mit denen eines Antwortdecoders einer konventionellen SSR-Bodenstation übereinstimmen mit der Ausnahme, daß dem UND-Glied 403 noch ein zusätzliches Eingangssignal über die Leitung 14 zugeführt wird. Während der Antwortdecodierer 11 durch ein Abhörfreigabe-Tastsignal auf der Leitung 14 freigegeben ist, liefert er auf der mehradrigen Leitung 17 ein Ausgangssignal, das numerisch die laufend empfangenen Antwortnachrichten von Fremdstationen darstellen, und außerdem liefert er den abschließenden Rahmenimpuls F2 auf einer Leitung 404.

Im Betrieb der Einrichtung gemäß Fig. 1 erreichen den Decodierer 3 Antwortnachrichten nicht nur während sondern auch vor und nach dem Durchgang der Hauptkeule oder des Hauptstrahles einer SSR-Station durch den Ort der eigenen Station, da der Empfänger 1 eine relativ hohe Empfindlichkeit hat, die Schwellenwertschaltung 2 einen relativ niedrigen Schwellenwert aufweist und Maßnahmen zur Seitenkeulenunterdrückung fehlen, was zusammen eine Ansprache auf sowohl primäre und reflektierte Seitenkeulen als auch auf die Hauptkeule gewährleistet. Dadurch werden die Vorteile eines Betriebs mit vergrößertem Azimutsektor erreicht, wie sie in der US-PS 3 735 408 beschrieben sind, ohne daß die dort beschriebenen zusätzlichen Geräte benötigt werden.

Wenn sich die eigene Station relativ nahe bei einer SSR-Station befindet, werden die Signale von vielen Seitenkeulen stark genug sein, um die Schwellenwertschaltung 2 durchlaufen zu können, so daß ein durchgehendes Arbeiten der Einrichtung in einem relativ großen Winkelsektor gewährleistet ist und ein Vergleich mit Antworten von anderen Stationen innerhalb eines Bereiches von mehreren Meilen um die eigene Station möglich wird. Wenn die eigene Station weiter von der SSR-Bodenstation entfernt ist, werden die Signale der schwächeren Seitenkeulen von der Schwellenwertschaltung nicht durchgelassen, wodurch die Größe des Winkels des überwachten Azimutsektors effektiv verkleinert wird. Wenn sich die eigene Station schließlich in relativ großer Entfernung von der SSR-Station befindet, kann das Signal keiner Seitenkeule die Schwellenwertschaltung durchlaufen und der überwachte Sektor ist ebenso groß wie die Breite der Hauptkeule. Die automatische Verengung des Azimutsektors mit zunehmendem Abstand von einer SSR-Station bewirkt, daß die tatsächliche oder geographische Breite des überwachten Bereiches mehr oder weniger gleichbleibend mehrere Meilen groß bleibt, wodurch eine Ansprache der Einrichtung auf Sendungen von Fremdstationen außerhalb dieses Bereiches verhindert wird.

Fig. 2 zeigt eine kartenartige Darstellung oder Draufsicht einer eigenen Station, einer Fremdstation und zwei SSR-Bodenstationen SSR-1 bzw. SSR-2. Eine Linie stellt den Abstand zwischen der Station SSR-1 zur eigenen Station dar, eine Linie 202 den Abstand zwischen der Station SSR-1 zur Fremdstation und eine Linie 203 den Abstand zwischen der eigenen Station und der Fremdstation. Die Ankunftszeitdifferenz T1 ist in diesem Falle die Differenz zwischen der Summe der Laufzeiten längs der

Wege 202 und 203, und der Laufzeit längs des Weges 201, sie wird im allgemeinen in Mikrosekunden angegeben. Jeder spezielle Wert von T1 definiert eine Ellipse, z.B. die Ellipse 204,,welche die möglichen örter der Position der Fremdstation darstellt; d.h. aus der Zeit T1 kann lediglich entnommen werden, daß sich die Fremdstation auf irgendeinem nicht spezifizierten Punkt auf der Ellipse 204 befindet.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Linien 201 und 202 ungefähr gleich lang sind, so daß T1 ziemlich genau gleich der Ausbreitungszeit längs der Linie 203, also gleich der wahren Entfernung zwischen der eigenen Station und der Fremdstation ist. Die Pseudoentfernung cT1 (worin c die Ausbreitungsgeschwindigkeit bedeutet), ist also im wesentlichen gleich der wahren Entfernung.

Die Linie 205 stellt die Entfernung zwischen der Station SSR-2 und der Fremdstation dar. In diesem Falle definiert die Ankunftszeitdifferenz T2 eine Ellipse 207 als mögliche örter für die Position der Fremdstation. Aufgrund der Lage der eigenen Station, der Fremdstation und der Bodenstation SSR-2 in bezug aufeinander ist hier der Pseudoabstand cT2 sehr viel kleiner als der wahre Abstand. Unabhängig von der Position der eigenen Station, irgendwelcher Fremdstationen und irgendwelcher SSR-Bodenstationen kann-der Pseudoabstand nie größer als der wahre Abstand sein, im allgemeinen ist der Pseudoabstand etwas kleiner. In einem Bereich mit mehreren SSR-Bodenstationen wird also immer der größte Pseudoabstand, der für eine spezielle Fremdstation ermittelt wurde, als beste Näherung für den wahren Abstand ausgewählt.

Wenn sich die Fremdstation wesentlich näher an einer bestimmten SSR-Station befindet als die eigene Station, kann der Pseudoabstand ein kleiner Bruchteil des wahren Abstandes sein und wenn sich die Fremdstation auch noch innerhalb der Grenzen für den Höhenunterschied befindet, kann eine Kollisionswarnung erfolgen obwohl tatsächlich keine Kollisionsgefahr vorliegt. Solche Fehlalarme werden durch den STC-Generator 12 der Einrichtung gemäß Fig. 1 sehr weitgehend ausgeschaltet, der die Schwellenwertschaltung 10 so steuert, daß relativ schwache Antworten unterdrückt werden, welche innerhalb weniger Mikrosekunden nach Empfang einer Abfrage empfangen werden.

Leerseite

Claims (8)

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   DIPL. ING. PETER SCHÜTZ DIPL. ING.'WOLFGANG HEUSLER

   MAR1A-THERESIA-STRASSE 22 POSTFACH «6 02 60

   D-eOOO MUENCHEN 86

   ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

   EUROPEAN PATENT ATTORNEYS MANDATAIRES EN BREVETS EUROPfENS

   TELEFON 069/4 70 60 TELEX 532 638 TELEGRAMM SOMBEZ

   US-Ser.No. 351,275 AT: 22. Februar 1982

   11408/Dr.v.B/Ro. (F2516O)

   Litchstreet Co.

   Cherry Lawn Lane, Northport, New York, 11768,

   V.St.A.

   Kollisionsverhütungssystem

   Patentansprüche

   Kollisionsverhütungssystem, welches an der eigenen Station enthält:

   a) eine Empfängeranordnung zum Empfang von durch irgendeine SSR-Station innerhalb eines Arbeitsbereiches der eigenen Station gesendeten Abfragenachrichten, wenn sich die eigene Station in der Hauptkeule oder einer Nebenkeule der SSR-Station befindet,

   b) einer Empfängeranordnung (10) für Antwortnachrichten, die durch irgendeine transponderbestückte Fremdstation als Antwort auf solche Abfragenachrichten während einer bestimmten Zeitspanne im Anschluß an

   -2-

   den Empfang jeder Abfrage gesendet werden,

   c) eine Schaltung (11) zum Identifizieren der jeweiligen Fremdstationen aufgrund ihrer Antwortnachrichten,

   d) einer Anordnung (20, 21), um aus den zeitlichen Beziehungen zwischen den jeweiligen empfangenen Abfragenachrichten und den jeweiligen empfangenen Antwortnachrichten, die durch eine zugehörige Abfragenachricht ausgelöst wurden, den Unterschied der Positionen zwischen jeder identifizierten Fremdstation und der eigenen Station als Ankunftszeitdifferenzkoordinaten bezüglich jeder SSR-Station zu ermitteln,

   e) eine Anordnung (20) zum Speichern jeder Identität oder Kennung und der zugehörigen Daten für eine bestimmte Anzahl von Abfragewiederholungsperioden, wobei beim Auftreten jeder Abfrage die ältesten gespeicherten Daten und Identität gelöscht und die neuesten Daten und Identität gespeichert werden,

   f) eine Anordnung (21) zur Auswahl derjenigen Identitäten und Daten, die während einer Speicherperiode eine vorgegebene Anzahl von Malen zumindest im wesentlichen wiederholt worden sind,

   g) eine Anordnung (24) zum Speichern der ausgewählten Daten und Identität für eine Speicherperiode, die mindestens so lang ist, wie die längste SSR-Strahlumlaufperiode,

   h) eine Anordnung (25) zur Auswahl der größten Ankunftszeitdifferenz , die zu jeder identifizierten Fremdstation gehört, die in der Anordnung g) gespeichert ist,

   i) eine Anordnung (26, 28, 29) zum Erzeugen einer Kollisionswarnung, wenn irgendeine der ausgewählten Ankunftszeitdifferenzen unterhalb einen vorgegebenen Wert absinkt,

   wobei die Merkmale a) bis c) den Oberbegriff und die übrigen Merkmale das Kennzeichen darstellen,
2. 2.) Kollisionsverhütungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Höhenmesser (19) und eine Schaltungsanordnung (18), welche durch den Höhenmesser und durch jede empfangene Antwortnachricht, die Information über die Höhe der Fremdstation enthält/ gesteuert ist und die Höhendifferenz zwischen jeder identifizierten Fremdstation und der eigenen Station feststellt; daß die Anordnung (e) ferner eine Vorrichtung zum Speichern von Höhendifferenzdaten enthält, und daß eine Anordnung vorgesehen ist, um alle gespeicherten Daten und entsprechenden Identitäten einer Fremdstation zu löschen, wenn der Absolutwert der dieser Fremdstation zugeordneten Höhendifferenzdaten einen bestimmten Betrag überschreitet.
3. 3.) Kollisionsverhütungssystem nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Empfindlichkeits- oder Ansprechzeit-Steuerschaltung, die auf die von der ersten Empfängeranordnung (1) empfangenen Abfragenachrichten anspricht und die Empfindlichkeit der Anordnung (b) von einem vorgegebenen Minimum auf ein vorgegebenes Maximum während eines vorgegebenen Intervalles im Anschluß an den Empfang jeder Abfragenachricht erhöht.
4. 4.) Kollisionsverhütungssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Überlastungs-Steuer schaltung (7), die auf die Anzahl der während eines vorgegebenen Intervalles von der ersten Empfängeranordnung (1) empfangenen Abfragenachrichten anspricht und die Empfindlichkeit der ersten Empfänger-

   anordnung herabsetzt, wenn diese Anzahl einen vorgegebenen Wert erreicht.
5. 5.) Kollisionsverhütungssystem nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine Anordnung (32) zur Anzeige eines Pseudoabstandes entsprechend einer Ankunftszeitdifferenz, die einer durch die Anordnung (i) erzeugten Kollisionswarnung zugeordnet ist.
6. 6.) Kollisionsverhütungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Anordnung (31) zum Anzeigen der Identität jeder Fremdstation, die einer durch die Anordnung (i) erzeugten Kollisionswarnung zugeordnet ist.
7. 7.) Koilisionsverhütungssystem nach Anspruch 2 oder 2 und einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch eine Anordnung (30) zur Anzeige der Höhendifferenz zu jeder Fremdstation, die einer Kollisionswarnung zugeordnet ist.
8. 8.) Verfahren zum überwachen eines Bereiches um eine eigene Station auf die Annäherung einer transponderbestückten Fremdstation mit den Verfahrensschritten

   a) Empfangen von Abfragenachrichten von jeder SSR-Station innerhalb eines Arbeitsbereiches der eigenen Station, wenn sich die eigene Station in der Hauptkeule der SSR-Station und außerdem wenn sich die eigene Station innerhalb einer Seitenkeule der Hauptkeule der SSR-Station befindet,

   b) Empfangen von Antwortnachrichten, die durch irgend eine transponderbestückte Fremdstation als Reaktion auf solche Anfragen während einer bestimmten Periode im Anschluß an den Empfang jeder Abfrage gesendet werden,

   c) Identifizieren jeder Fremdstation aufgrund ihrer Antwortnachrichten,

   d) Bestimmen der Positionsdifferenz jeder identifizierten Fremdstation bezüglich der eigenen Station als Ankunftszeitdifferenzkoordinaten bezüglich jeder , SSR-Station aus den zeitlichen Beziehungen zwischen jeder empfangenen Abfragenachricht und jeder empfangenen Antwortnachricht, die durch eine solche Abfragenachricht ausgelöst wurde, e) Speichern jeder Identität und der zugehörigen Daten für eine vorgegebene Anzahl von Abfragewiederholungsperioden, wobei beim Auftreten jeder Abfrage die ältesten gespeicherten Daten und Identität gelöscht und die jüngsten Daten und Identität gespeichert werden,

   f) Auswählen derjenigen Identitäten und Daten, die während einer Speicherperiode eine vorgegebene Anzahl von Malen wenigstens im wesentlichen wiederholt wurden,
   g) Speichern jeder dieser ausgewählten Daten und Identitäten für eine Speicherperiode, die mindestens so lang ist, wie die längste SSR-Strahlrotationsperiode,

   h) Auswählen der größten Ankunftszeitdifferenz, die jeder identifizierten Fremdstation, die gemäß (g)

   gespeichert wurde, zugeordnet sind, und i) Erzeugen einer Gefahrenwarnung, wenn irgendeine

   ausgewählte Ankunftszeitdifferens unter einen vorgegebenen Wert absinkt.
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   9♦) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem