DE69801879T2

DE69801879T2 - Verfahren zur Standortbestimmung eines festen Endgeräts mittels Satellitenkonstellation

Info

Publication number: DE69801879T2
Application number: DE69801879T
Authority: DE
Inventors: Jacques Bousquet; Francois Durnez
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1997-08-25
Filing date: 1998-08-24
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2018-08-25
Also published as: US6195042B1; JPH11133132A; DE69801879D1; FR2767616B1; CN1212375A; EP0899578B1; EP0899578A1; ES2162403T3; ID20743A; CA2243620A1; FR2767616A1

Description

Das Gebiet der Erfindung ist das der Telekommunikationssysteme durch Satelliten.
Herkömmlicherweise umfasst ein Telekommunikationssystem durch Satelliten insbesondere eine Konstellation von nicht geostationären Satelliten (die beispielsweise aus 64 Satelliten in niedriger Umlaufbahn besteht), eine Vielzahl von Basisstationen (oder auf Englisch "Gateway Stations") sowie eine Vielzahl von festen Endgeräten. Jede Basisstation ist einer unterschiedlichen geographischen Zelle (oder "spot") zugeordnet und mit einem terrestrischen Telekommunikationsnetz verbunden. Jedes Endgerät kommuniziert über die Satelliten mit der Basisstation (und folglich mit dem terrestrischen Telekommunikationsnetz) der Zelle, in dem es sich befindet. Jeder Satellit empfängt, wenn er gegenüber einer Basisstation aktiv ist, von dieser Informationen, die er wieder zu dem oder den in seiner Abdeckungszone vorhandenen festen Endgeräten sendet. Umgekehrt sendet jeder Satellit, wenn er gegenüber einer Basisstation aktiv ist, zu dieser wieder die Informationen, die er von jedem in seiner Abdeckungszone vorhandenen festen Endgeräte empfängt. Es wird daran erinnert, dass ein Satellit nur gegenüber einer Basisstation aktiv sein kann, wenn er sich in deren Sicht befindet.
Genauer betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Standortbestimmung eines festen Endgeräts eines solchen Telekommunikationssystems durch Satelliten.
Aus verschiedenen Gründen ist es allerdings notwendig, die Position jedes festen Endgeräts des Systems zu kennen. Beispielsweise gestattet dies, die festen Endgeräte untereinander zu synchronisieren, um die Störung zwischen von verschiedenen festen Endgeräten gesendeten Signalen beim Empfang durch die Satelliten zu vermeiden oder zu verringern. Dies gestattet auch, die Tarifzone zu bestimmten, zu welcher jedes feste Endgerät gehört.
Es wird bemerkt, dass das hier betrachtete Endgerät fest ist. Seine Standortbestimmung wird somit bei seiner ursprünglichen Installation oder bei jeder neuen Installation ausgeführt, wenn das Endgerät versetzt wird (beispielsweise von einem Gebäude in ein anderes).
Um den Standort eines festen Endgeräts zu bestimmen, besteht eine erste bekannte Lösung darin, in diesem letzteren einen Empfänger für eines der bekannten Ortsbestimmungssysteme, wie das System GPS (für Englisch "Global Positioning System" oder GLONASS (für Englisch "Global Navigation Satellite System"), zu implementieren.
Diese erste bekannte Lösung weist den Hauptnachteil auf, sehr teuer zu sein. In der Tat weist ein Empfänger vom GPS- oder GLONASS-Typ gegenüber dem Preis eines festen "Massen"- Endgeräts sehr hohe Kosten auf. Auf Grund dessen, dass die Standortbestimmung des festen Endgeräts nur bei der Installation ausgeführt wird, stellt die Hinzufügung eines spezialisierten Empfängers zur Standortbestimmung eine für den Gebrauch, der davon gemacht wird, übermäßige Investition dar.
Eine zweite bekannte Lösung besteht darin, mit Hilfe der bestehenden Infrastruktur (d. h. insbesondere mit dem festen Endgerät, dessen Standort zu bestimmen versucht wird, und einigen. Satelliten der Konstellation) eine bekannte Standortbestimmungstechnik vom Typ AOA (für Englisch "Angle of Arrival") oder TDOA (für Englisch "Time Difference Of Arrival") zu betreiben.
Mit der AOA-Technik wird die Position des Endgeräts bestimmt, indem Ankunftswinkel von Signalen, die von verschiedenen Satelliten stammen, kombiniert werden. Mit der TDOA-Technik wird die Position des Endgeräts bestimmt, indem Unterschiede von Ankunftszeiten von Signalen, die von verschiedenen Satelliten stammen, kombiniert werden.
Im Gegensatz zur oben erörterten ersten bekannten Lösung erfordert diese zweite bekannte Lösung keinen spezialisierten Empfänger zur Standortbestimmung (vom Typ GPS oder GLOSNASS).
Dennoch ist, egal für welche verwendete Standortbestimmungstechnik (AOA oder TDOA) diese zweite bekannte Lösung schwer durchzuführen. In der Tat erfordert die AOA-Technik einen genauen Bezugspunkt der Antennen im Azimut und in der Höhe, während die TDOA-Technik synchrone Satellitensender erfordert. Diese verschiedenen Bedingungen sind schwer, ja sogar unmöglich zu respektieren, ohne dass dies eine starke Erhöhung der Kosten des Systems mit sich bringt. Nun empfiehlt es sich von neuem zu bemerken, dass auf Grund dessen, dass sie nur bei der Installation durchgeführt wird, die Standortbestimmung für das Endgerät keine übermäßige Investition darstellen soll.
Die Erfindung hat insbesondere die Aufgabe diese verschiedenen Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen.
Genauer ist eines der Ziele der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Standortbestimmung für ein festes Endgerät eines Telekommunikationssystems durch Satelliten bereitzustellen, wobei dieses Verfahren einfach durchzuführen und wenig teuer ist.
Die Erfindung hat auch das Ziel, ein solches Verfahren bereitzustellen, dass keine Implementierung eines spezialisierten Empfängers zur Standortbestimmung (vom Typ GPS oder GLONASS) im festen Endgerät erfordert.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein solches Verfahren bereitzustellen, das die bestehende Infrastruktur des Systems nutzt, ohne dem festen Endgerät (keinen genauen Bezugspunkt im Azimut) noch den Satelliten (diese letzteren müssen nicht synchron sein) drakonische Bedingungen aufzuerlegen.
Diese verschiedenen Ziele sowie weitere, die sich im Folgenden zeigen, werden erfindungsgemäß mit Hilfe eines Verfahrens zur Verbesserung der Genauigkeit der Standortbestimmung eines festen Endgerätes eines Telekommunikationssystems durch Satelliten des Typs gelöst, der eine Satellitenkonstellation, eine Vielzahl von Basisstationen, die jeweils zu einer unterschiedlichen geographischen Zelle gehören und mit einem terrestrischen Telekommunikationsnetz verbunden sind, und eine Vielzahl von festen Endgeräten umfasst,
wobei einer oder mehrere Satellit(en), die gegenüber einer gegebenen Basisstastion aktiv genannt werden, wenn er (sie) sich in deren Sicht befindet (befinden), wobei jeder aktive Satellit, der Informationen von der Basisstation empfängt, gegenüber welcher er aktiv ist, sie wieder zu dem oder den festen Endgeräten in seinem Abdeckungsbereich überträgt, wobei jeder aktive Satellit, der Informationen von einem festen Endgerät empfängt, das in seinem Abdeckungsbereich vorhanden ist, sie wieder zur Basisstation überträgt, gegenüber welcher er aktiv ist, wobei das Verfahren eine erste Phase der Standortbestimmung, grob genannt, umfasst, die fähig ist eine Fläche des Vorhandenseins zu liefern, in welcher sich die grobe geschätzte Position befindet,
dadurch gekennzeichnet, dass es eine zweite Phase der Standortbestimmung, "mittel" genannt, umfasst, die wiederum die folgenden Schritte umfasst:
-i- das Endgerät empfängt zu einem ersten Zeitpunkt t1' von einem ersten aktiven Satellitenerste Informationen, die sich einerseits auf den Zeitpunkt t1 der Wiederübertragung der ersten Informationen durch den ersten aktiven Satelliten und andererseits auf die Position p1 des ersten aktiven Satelliten zum Zeitpunkt t1 beziehen;
-ii- das Endgerät empfängt zu einem zweiten Zeitpunkt t2' gleich oder nahe dem ersten Zeitpunkt t1' von einem zweiten aktiven Satelliten zweite Informationen, die sich einerseits auf den Zeitpunkt t2 der Wiederübertragung der zweiten Informationen durch den zweiten aktiven Satelliten und andererseits auf die Position p2 des zweiten aktiven Satelliten zum Zeitpunkt t2 beziehen;
-iii- das Endgerät berechnet ein erstes Hyperboloid H1,2, auf welchem sich das Endgerät befindet und so dass:
H1,2 : d2 - d1 = (t2' - t2).c - (t1' - t1).c, worin
- d1 die Entfernung zwischen dem Endgerät und der Position p1 des ersten aktiven Satelliten zum Zeitpunkt t1 ist,
- d2 die Entfernung zwischen dem Endgerät und der Position p2 des zweiten aktiven Satelliten zum Zeitpunkt t2 ist,
- t1 und t2 die ersten und zweiten Zeitpunkte der Wiederübertragung durch die ersten bzw. zweiten Satelliten sind,
- t1' und t2' die ersten und zweiten Zeitpunkte des Empfangs durch das Endgerät sind,
- c die Geschwindigkeit des Lichts ist;
-iv- das Endgerät wiederholt die Schritte -i- bis -iii- mindestens zweimal, um wenigstens ein zweites und ein drittes Hyperboloid zu berechnen, auf welchen sich das Endgerät befindet;
-v- das Endgerät bestimmt eine "mittlere" geschätzte Position, indem es den Schnittpunkt der ersten und wenigstens zweiten und dritten Hyperboloide berechnet und die "grobe" geschätzte Position des Endgeräts berücksichtigt.
Das Verfahren zur Standortbestimmung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst somit eine Phase zur "mittleren" Standortbestimmung, beispielsweise auf ± 300 m. Das allgemeine Prinzip dieser Phase zur "mittleren" Standortbestimmung besteht für das Endgerät darin, den Schnittpunkt von wenigstens drei Hyperboloiden, auf welchen es sich befindet, zu berechnen, wobei eine Schätzung seiner "groben" Position (beispielsweise auf ± 100 km) als bereits bekannt angenommen wird.
Es ist klar, dass die Unsicherheit, mit welcher dieser Schnittpunkt bestimmt wird, um so geringer ist, wenn die Anzahl von in berücksichtigten Hyperboloiden groß ist (man nimmt beispielsweise bis zu einhundert Hyperboloide).
Es ist wichtig zu bemerken, dass sich das Verfahren der Erfindung deutlich von der herkömmlichen TDOA-Technik unterscheidet, da ja im Falle der Erfindung das Endgerät jedes Hyperboloid dank Informationen berechnet, die von zwei nicht zwangsläufig synchronen Satelliten empfangen werden. Es wird allerdings daran erinnert, dass die Zeitpunkte t1 und t2 der Wiederübertragung durch den ersten bzw. zweiten Satelliten nicht notwendigerweise gleich sind.
Dieses Unterscheidungsmerkmal kann auch durch die Tatsache ausgedrückt werden, dass jedes Hyperboloid der Erfindung keinem wirklichen Bild des Systems entspricht, da es ja nicht in Abhängigkeit von der Position des ersten und zweiten Satelliten zu einem gegebenen einzigen Zeitpunkt berechnet wird. Tatsächlich entspricht jedes Hyperboloid der Erfindung einem fiktiven Bild des Systems, das einerseits die Position p1 des ersten. Satelliten zu einem gegebenen ersten Zeitpunkt t1 und andererseits die Position p2 des zweiten Satelliten zu einem gegebenen zweiten Zeitpunkt t2 berücksichtigt.
Die einzige von der Erfindung auferlegte Bedingung ist, dass die Zeitpunkte T1' und T2' des Empfangs durch das Endgerät gleich oder nahe beieinander sind (beispielsweise um einige Millisekunden versetzt), so dass die Schätzung von (t2' - t1') richtig ist, obwohl der Zeitgeber des Endgeräts verglichen mit demjenigen jedes der Satelliten nicht sehr genau ist.
Vorteilhafterweise wird im Schritt -iv- jede neue Wiederholung der Schritte -i- bis -iii- mit einem Satellitenpaar durchgeführt, das zu der Gruppe gehört, welche umfasst:
- ein Paar aus zwei Satelliten, die von den ersten und zweiten Satelliten verschieden sind;
- ein Paar aus zwei Satelliten, wovon der eine einer der ersten oder zweiten Satelliten ist und der andere von den ersten und zweiten Satelliten verschieden ist.
Mit anderen Worten, die Anzahl an notwendigen Satelliten differiert entsprechend der Anzahl von Satelliten, die das Endgerät gleichzeitig hören kann. Wenn beispielsweise das Endgerät gleichzeitig drei Satelliten hören kann, kann es zu nahe beieinander liegenden oder gleichen Zeitpunkten t1', t2' und t3' Informationen empfangen, die von diesen drei Satelliten stammen, und die drei folgenden Hyperboloide berechnen: H1,2, H1,3 und H2,3, worin das Hyperboloid Hi,j dank dem i-ten und j-tem Satelliten berechnet wird. Wenn dagegen das Endgerät gleichzeitig nur zwei Satelliten hören kann, dann erfordert die Berechnung der drei folgenden Hyperboloide: H1,2, H3,4 und H5,6 sechs unterschiedliche Satelliten.
Vorteilhafterweise umfasst die Phase der "mittleren" Standortbestimmung außerdem den folgenden Schritt:
-vi- das Endgerät wiederholt unter Verwendung der vorhergehenden "mittleren" geschätzten Position an Stelle der "groben" geschätzten Position wenigstens einmal die Schritte -i- bis -v-, um eine neue "mittlere" geschätzte Position zu erhalten.
So wird die Schätzung der "mittleren" Standortbestimmung noch verbessert.
Vorteilhafterweise sendet die Basisstation, gegenüber welcher die ersten und zweiten Satelliten aktiv sind, die ersten und zweiten Informationen mit einer zeitlichen Vorkompensation sendet, so dass nach der Wiederübertragung durch die ersten und zweiten Satelliten die ersten und zweiten Informationen von der Basisstation im Wesentlichen gleichzeitig empfangen werden.
Vorzugsweise gehört das Paar der ersten und zweiten aktiven Satelliten zu der Gruppe, welche umfasst:
- die Paare, deren beide Satelliten zu irgendeinem Zeitpunkt gleichzeitig aktiv sind;
- die Paare, deren beide Satelliten, abgehende bzw. ankommende Satelliten genannt, nur bei einem Sprung zwischen Satelliten ("hand-off") des Typs gleichzeitig aktiv sind, der einer Basisstation gestattet, den abgehenden aktiven Satelliten, der aufhört sichtbar zu sein, durch den ankommenden aktiven Satelliten zu ersetzen, der sichtbar wird.
Es wird bemerkt, dass es ausgehend von etwa 90% der Punkte der Erdoberfläche möglich ist, zu jedem Zeitpunkt mindestens zwei aktive Satelliten zu sehen. In der Tat sind etwa 90% der geographischen Zellen (oder ("spots") gleichzeitig durch wenigstens zwei Satelliten abgedeckt. Folglich ist es in 90% der Fälle leicht, zu irgendeinem Zeitpunkt zwei gleichzeitig aktive Satelliten zu finden.
Für die verbleibenden 10% der Punkte der Erdoberfläche kann das Endgerät auf Grund dessen, dass eine "grobe" geschätzte Position als bekannt angenommen wird, annähernd (aber ausreichend) auf irgendeinen Satelliten ausrichten, der in dem Punkt wieder ankommt. Unter Verfolgung dieses Satelliten wird das Endgerät über jeden Sprung zwischen Satelliten auf dem Laufenden gehalten. Wo verfügt das Endgerät während des Sprungs zwischen Satelliten, der im Allgemeinen einige Sekunden dauert, über zwei gleichzeitig aktive Satelliten (den einen ankommenden und den anderen abgehenden).
Vorteilhafterweise umfasse jedes Endgerät Mittel zum gleichzeitigen Empfang von Informationen, die von wenigstens zwei unterschiedlichen Satelliten gesendet werden.
Vorteilhafterweise umfassen die Mittel zum gleichzeitigen Empfang von Informationen, die von wenigstens zwei unterschiedlichen Satelliten gesendet werden, wenigstens zwei Richtantennen, die jeweils auf einen unterschiedlichen Satelliten ausgerichtet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Phase der "groben" Standortbestimmung die folgenden Schritte:
-a- das Endgerät sucht und erfasst für eine vorher bestimmte Höhe α einen Satelliten, indem es seinen Azimut θ variieren lässt;
-b- das Endgerät empfängt vom erfassten Satelliten eine Information, die sich auf die Position des erfassten Satelliten bezieht;
-c- das Endgerät berechnet ausgehend von der sich auf die Position des erfassten Satelliten beziehenden Information eine Fläche gleicher Höhe, die auf ein vorher bestimmtes Erdmodell projiziert wird und auf welcher sich das Endgerät befindet;
das Endgerät wiederholt die Schritte -a- bis -c- mindestens zweimal, um wenigstens zwei weitere Flächen gleicher Höhe zu berechnen, auf welchen sich das Endgerät befindet;
-e- das Endgerät bestimmt eine "grobe" geschätzte Position, indem es den Schnittpunkt der wenigstens drei Flächen gleicher Höhe berechnet.
Das Verfahren zur Standortbestimmung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst somit auch eine Phase zur "groben" Standortbestimmung, beispielsweise auf ± 100 km. Das allgemeine Prinzip dieser Phase zur "groben" Standortbestimmung besteht für das Endgerät darin, den Schnittpunkt von wenigstens drei Flächen gleicher Höhe zu berechnen, auf denen es sich befindet.
Es ist zu bemerken, dass der Schritt -b- voraussetzt, dass die Ephemeride jedes der Satelliten der Konstellation bekannt ist für das System. Außerdem setzt der Schritt -c- voraus, dass das Endgerät den Höhenwinkel α seiner Antenne in Bezug auf den Boden kennt. Dies kann ins Auge gefasst werden, indem das Endgerät in die Horizontale gesetzt wird.
Vorteilhafterweise besitzt auf den wenigstens drei Satelliten, die bei aufeinanderfolgenden Wiederholungen der Schritte -a- bis -c- erfasst werden, wenigstens einer einen Azimut A, vom Endgerät gesehen, der um wenigstens 10º vom Azimut der beiden anderen Satelliten entfernt ist.
Auf diese Weise wird die Schnittfläche der Flächen gleicher Höhe eingeschränkt.
Vorteilhafterweise drehen sich bei Schritt -a- die beiden Richtantennen zur selben Höhe, wobei jede etwa 180º um den Azimutwinkel θ herum abdeckt.
Auf diese Weise deckt jede Antenne komplementär zur anderen Antenne einen halben Umlauf ab und somit wird die Zeit minimiert, die zum Absuchen über einen vollständigen Umlauf (d. h. für den von 0 bis 2π variierenden Azimut θ) nötig ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung folgt der Phase der "mittleren" Standortbestimmung eine Phase der "feinen" Standortbestimmung, die die folgenden Schritte umfasst:
-1- die Basisstation, die zu der Zelle gehört, in der sich das Endgerät befindet, sendet über einen gegenüber der Basisstation aktiven Satelliten eine vorher bestimmte Nachricht zum Endgerät;
-2- das Endgerät empfängt die vorher bestimmte Nachricht und erzeugt und sendet dann in Kenntnis einerseits seiner "mittleren" geschätzten Position und andererseits der Echtzeitposition der Satelliten der Konstellation über den aktiven Satelliten eine Antwortnachricht zur Basisstation, die insbesondere das Zeitintervall zwischen dem Empfang der vorher bestimmten Nachricht und der Sendung der Antwortnachricht angibt;
-3- die Basisstation berechnet ausgehend von der Antwortnachricht eine Information, die sich auf den zeitliche Vorsprung bezieht, den das Endgerät aufweist;
-4- die Basisstation sendet über den aktiven Satelliten die Information, die sich auf den zeitlichen Vorsprung bezieht, zum Endgerät;
-5- das Endgerät berechnet ausgehend von der Information, die sich auf den zeitlichen Vorsprung bezieht, und der "mittleren" geschätzten Position seine "feine" geschätzte Position.
Das Verfahren zur Standortbestimmung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst somit eine Phase zur "feinen" Standortbestimmung, beispielsweise auf ± 60 m. Das allgemeine Prinzip dieser Phase der "feinen" Standortbestimmung besteht darin, den zeitlichen Vorsprung (oder auf Englisch "Timing Advance") zu berechnen, den das Endgerät gegenüber der Zeitstation aufweist, oder genauer den zeitlichen Vorsprung, den die vom Endgerät (über den aktiven Satelliten) stammenden Signale aufweisen, wenn sie von der Basisstation empfangen werden.
So ist im Gegensatz zu den Phasen der "groben" und "mittleren" Standortbestimmung diese Phase der "feinen" Standortbestimmung aktiv und nicht passiv. Mit anderen Worten: das Endgerät tritt hier wieder über den aktiven Satelliten mit der Basisstation der Zelle, in der es sich befindet, in Kommunikation ein. Dieses Eintreten in Kommunikation erfolgt beispielsweise zu bestimmten Zeitpunkten, die bei geringem Verkehr reserviert sind und gestatten, verschobene Signale zu empfangen.
Gemäß einer vorteilhaften Variante umfasst die Phase der "feinen" Standortbestimmung außerdem die folgenden vorhergehenden und Endschritte:
-0- das Endgerät sendet über den aktiven Satelliten eine Information, die sich auf seine "mittlere" geschätzte Position bezieht, zur Basisstation;
-6- die Basisstation sendet über den aktiven Satelliten die "feine" geschätzten Position des Endgeräts zum Endgerät;
und der Schritt -5- wird durch den folgenden Schritt ersetzt:
-5'- die Basisstation berechnet ausgehend von der Information, die sich auf den zeitlichen Vorsprung bezieht, und der "mittleren" geschätzten Position die "feine" geschätzte Position des Endgeräts.
In dieser Variante ist es die Basisstation (und nicht das Endgerät), das die Berechnung der "feinen" geschätzten Position ausführt.
Vorzugsweise umfasst die Phase der "feinen" Standortbestimmung außerdem den folgenden Schritt:
-7- das Endgerät wiederholt unter Verwendung der vorhergehenden "feinen" geschätzten Position an Stelle der "mittleren" geschätzten Position wenigstens einmal die Schritte -1- bis -5- oder -0- bis -6-, um eine neue "feine" geschätzte Position zu erhalten.
Es ist zu bemerken, dass wenn die Schritte -1- bis -5- (oder -0- bis -6-) mehrere Male unter Verwendung derselben vorhergehenden "feinen" geschätzten Position wiederholt werden, es sich empfiehlt, einen zusätzlichen Schritt zur Bestimmung der neuen optimalen "feinen" geschätzten Position unter der vorher bestimmten Gesamtheit von möglichen Positionen vorzusehen. Diese vorher bestimmte Gesamtheit schließt beispielsweise alle Punkte ein, die in einer Scheibe enthalten sind, die auf die vorhergehende "feine" geschätzte Position zentriert ist und den Radius gleich der Unsicherheit auf der Schätzung dieser vorhergehenden "feinen" geschätzten Position ist.
Vorteilhafterweise wird im Schritt -7- jede neue Wiederholung der Schritte -1- bis -5- oder -0- bis -6- mit demselben Satelliten aber bei Azimuten θ und/oder Höhen α, vom Endgerät gesehen, ausgeführt, die einen Abstand von wenigstens 10º haben.
So wird versucht, die Schräge bei der Satellitenstandortbestimmung zu beseitigen. Beispielsweise führt für Satelliten in niedriger Umlaufbahn (oder LEO für Englisch "Low Earth Orbit") die Einhaltung der vorher genannten Bedingungen dazu, zwischen jeder Messung mit demselben Satelliten fünf Minuten zu warten.
Gemäß einer vorteilhaften Variante wird im Schritt -7- jede neue Wiederholung der Schritte -1- bis -5- oder -0- bis -6- mit einem unterschiedlichen Satelliten ausgeführt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung zeigen sich beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die als informatorisches und nicht einschränkendes Beispiel gegeben ist, und der beigefügten Zeichnungen, in welchen:
Fig. 1 ein vereinfachtes Flussdiagramm einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Standortbestimmung ist;
Fig. 2 ein vereinfachtes Flussdiagramm einer besonderen Ausführungsform der Phase der "groben" Standortbestimmung zeigt, die im Flussdiagramm von Fig. 1 erscheint;
Fig. 3 und 4 jeweils eine Ansicht, in Perspektive und von oben, eines Suchrings für einen Satelliten in gegebener Höhe ist, die gestattet, einen der Schritte des Flussdiagramms von Fig. 2 zu erläutern;
Fig. 5 und 6 jeweils eine Ansicht, von der Seite bzw. vom Satelliten aus, einer Fläche gleicher Höhe ist, die gestattet, einen der Schritte des Flussdiagramms von Fig. 2 zu erläutern;
Fig. 7 ein vereinfachtes Flussdiagramm einer besonderen Ausführungsform der Phase der "mittleren" Standortbestimmung zeigt, die im Flussdiagramm von Fig. 1 erscheint;
Fig. 8 ein Schema zeigt, das einige Schritte des Flussdiagramms von Fig. 7 zeitlich darstellt;
Fig. 9 ein vereinfachtes Flussdiagramm einer ersten Ausführungsform der Phase der "feinen" Standortbestimmung zeigt, die im Flussdiagramm von Fig. 1 erscheint;
Fig. 10 ein Schema zeigt, das einige Schritte des Flussdiagramms von Fig. 9 zeitlich darstellt; und
Fig. 11 ein vereinfachtes Flussdiagramm einer zweiten Ausführungsform der Phase der "feinen" Standortbestimmung zeigt, die im Flussdiagramm von Fig. 1 erscheint.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Standortbestimmung eines festen Endgeräts eines Telekommunikationssystems durch Satelliten.
Herkömmlicherweise und wie bereits oben ausführlicher erläutert, umfasst ein solches Telekommunikationssystem durch Satelliten eine Satellitenkonstellation, eine Vielzahl von Basisstationen und eine Vielzahl von festen Endgeräten.
In der in besonderen Ausführungsform von Fig. 1 umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zur Standortbestimmung:
- eine Phase der "groben" Standortbestimmung 1, beispielsweise auf ±100 km;
- eine Phase der "mittleren" Standortbestimmung 2, beispielsweise auf ±350 m;
- eine Phase der "feinen" Standortbestimmung 3, beispielsweise auf ±60 m.
Als Beispiel wird angenommen, dass jedes Endgerät zwei Richtantennen umfasst, die den gleichzeitigen Empfang von Informationen gestatten, die von zwei unterschiedlichen Satelliten gesendet werden. Es ist jedoch klar, dass jedes Endgerät Mittel zum gleichzeitigen Hören von mehr als zwei Satelliten umfassen kann.
Es wird nun in Verbindung mit Fig. 2 bis 6 eine besondere Ausführungsform der Phase der "groben" Standortbestimmung 1 gezeigt.
Wie in dem vereinfachten Flussdiagramm von Fig. 2 gezeigt umfasst bei dieser besonderen Ausführungsform die Phase der "groben" Standortbestimmung 1 die folgenden Schritte:
- das Endgerät sucht und erfasst (20) für eine vorher bestimmte Höhe α einen Satelliten, indem es seinen Azimut θ variieren lässt;
- das Endgerät empfängt (21) vom erfassten Satelliten eine Information, die sich auf die Position dieses erfassten Satelliten bezieht;
- das Endgerät berechnet (22) ausgehend von der sich auf die Position des erfassten Satelliten beziehenden Information eine Fläche gleicher Höhe, die auf ein vorher bestimmtes Erdmodell projiziert wird und auf welcher sich das Endgerät befindet;
- das Endgerät wiederholt die vorher genannten Schritte 20 bis 22, um insgesamt N Wiederholungen auszuführen, wobei N ≥ 3. Das Endgerät berechnet somit Flächen gleicher Höhe, auf welchen es sich befindet. Die N Satelliten, die bei den N Wiederholungen der vorher genannten Schnitte 20 bis 22 erfasst wurden, besitzen Azimute θ, vom Endgerät ausgesehen, die beispielsweise wenigstens 30º entfernt sind. Allgemein besitzt von den N Satelliten, die bei aufeinanderfolgenden Wiederholungen erfasst werden, wenigstens einer einen Azimut θ, vom Endgerät gesehen, der um wenigstens 10º vom Azimut der beiden anderen Satelliten entfernt ist;
- das Endgerät bestimmt (23) eine "grobe" geschätzte Position, indem es den Schnittpunkt der N Flächen gleicher Höhe berechnet.
Während des mit 20 bezeichneten Schrittes sucht das endgerät einen. Satelliten in einem Ring, in dem sich der Satellit potenziell befindet, wobei es weiß, dass sich der Satellit in einer vorher bestimmten Entfernung von der Erde (beispielsweise 1500 km) befindet. Fig. 3 und 4 zeigen jeweils eine Ansicht, in Perspektive bzw. von oben, eines solchen Rings 30 für die Suche eines Satelliten S in einer gegebenen Höhe α durch das Endgerät T. Während dieses Schritts 20 der Suche und Erfassung drehen sich die beiden Richtantennen des Endgeräts bei derselben Höhe, wobei jede etwa 180º um den Azimutwinkel θ herum abdeckt.
Fig. 5 und 6 zeigen jeweils eine Ansicht, von der Seite bzw. von oben (vom Satelliten S aus), einer Fläche gleicher Höhe ist, die vom Endgerät T im mit 22 bezeichneten Schritt berechnet wird. Unter Betrachtung einer Projektion auf ein vollkommenes kugelförmiges Erdmodell und auf Grund der Unsicherheit δα auf der Höhe α ist die Fläche gleicher Höhe ein Ring 50. Es ist klar, dass auch andere, mehr komplexe Erdmodelle ins Auge gefasst werden können, ohne vom Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Am Ende dieser Phase der "groben" Standortbestimmung 1 verfügt das Endgerät über eine "grobe" geschätzte Position 24, beispielsweise auf 200 km (d. h. auf ±100 km). Außerdem kann das Endgerät dank der "groben" Standortbestimmung des Endgeräts und der N nacheinander erfassten Satelliten eine Korrektur der Schräge im Azimut, beispielsweise auf etwa ±2º, sowie eine Korrektur der Zeit auf einige Millisekunden ausführen, was gestattet, während aller nachfolgenden Phasen der "mitt
leren" und "feinen" Standortbestimmung einen zeitlichen Bezugswert von weniger als 1 Sekunde zu bewahren.
Es wird nun in Verbindung mit Fig. 7 bis 8 eine besondere Ausführungsform der Phase der "mittleren" Standortbestimmung 2 gezeigt.
Wie in dem vereinfachten Flussdiagramm von Fig. 7 gezeigt, umfasst bei dieser besonderen Ausführungsform die Phase der "mittleren" Standortbestimmung 1 die folgenden Schritte:
- das Endgerät empfängt (70) zu einem ersten Zeitpunkt t1' von einem ersten aktiven Satelliten ("Satellit 1") erste Informationen, die sich einerseits auf den Zeitpunkt t1 der Wiederübertragung der ersten Informationen durch den ersten aktiven Satelliten und andererseits auf die Position p1 des ersten aktiven Satelliten zum Zeitpunkt t1 beziehen;
- das Endgerät empfängt (71) zu einem zweiten Zeitpunkt t2' gleich oder nahe dem ersten Zeitpunkt t1' von einem zweiten aktiven Satelliten ("Satellit 2") zweite Informationen, die sich einerseits auf den Zeitpunkt t2 der Wiederübertragung der zweiten Informationen durch den zweiten aktiven Satelliten und andererseits auf die Position p2 des zweiten aktiven Satelliten zum Zeitpunkt t2 beziehen;
- das Endgerät berechnet (72) ein erste Hyperboloid H1,2, auf welchem sich das Endgerät befindet (s. ausführliche Erläuterung unten);
- das Endgerät wiederholt die vorher genannten Schritte 70 bis 72, um insgesamt N Wiederholungen auszuführen, wobei N ≥ 3. Das Endgerät berechnet somit N Hyperboloide, auf welchen es sich befindet;
- bei Kenntnis der "groben" geschätzten Position 24 bestimmt (73) das Endgerät eine "mittlere" geschätzte Position 74, indem es den Schnittpunkt der N Hyperboloide berechnet.
Eventuell kann das Endgerät unter Verwendung der (vorhergehenden) "mittleren" geschätzten Position (74) an Stelle der "groben" geschätzten Position 24 die N Wiederholungen oder vorher genannten Schritte 70 bis 72 sowie den vorher genannten Schritt 73 M mal wiederholen, um M mal eine neue "mittlere" geschätzte Position 74' zu erhalten.
Diese M neuen "mittleren" geschätzten Positionen können nacheinander entweder jeweils ausgehend von der "mittleren" geschätzten Position von der vorhergehenden Wiederholung oder alle ausgehend von derselben ("groben" oder vorhergehenden "mittleren") geschätzten Position berechnet werden.
Im zweiten Fall kann dann vorgesehen sein, den Schritt 73 der. Bestimmung der "mittleren" geschätzten Position 74 zu optimieren. Dafür wird aus einer vorher bestimmten Gesamtheit von Punkten der Punkt P gesucht, der den Fehler minimiert, den die "mittlere" geschätzte Position des Endgeräts aufweist, wenn dieser Fehler über die M "mittleren" geschätzten Positionen kumuliert wird. Die vorher bestimmte Gesamtheit von Punkten ist beispielsweise eine Scheibe, deren Mittelpunkt die "grobe" geschätzte Position (für die erste Berechnung einer "mittleren" geschätzten Position) oder die vorhergehende "mittlere" geschätzte Position (für jede Berechnung einer neuen "mittleren" geschätzten Position) und der Radius die Unsicherheit ist, die die ("grobe" oder vorhergehende "mittlere") geschätzte Position aufweist, zu welcher der Mittelpunkt der Scheibe gleich ist.
Jedes vom Endgerät im mit 72 bezeichneten Schritt berechnete Hyperboloid Hi,j ist so, dass: Hi,j = dj - di = (tj' - tj).c - (ti' - ti).c, worin
- di die Entfernung zwischen dem Endgerät und der Position pi des i-ten aktiven Satelliten zum Zeitpunkt ti ist,
- dj die Entfernung zwischen dem Endgerät und der Position pj des j-ten aktiven Satelliten zum Zeitpunkt tj ist,
- ti und tj die i-ten und j-ten Zeitpunkte der Wiederübertragung durch die i-ten bzw. j-ten Satelliten sind,
- ti' und tj' die i-ten und j-ten Zeitpunkte des Empfangs durch das Endgerät sind,
- c die Geschwindigkeit des Lichts ist.
Die Beziehung, die jedes Hyperboloid Hi,j definiert, kann auch geschrieben werden: Hi,j = dj - di = (tj' - ti').c - (tj - ti).c = Δt'.c - Δt.c.
Das Endgerät kann Δt' und Δt berechnen, da es ja ti und tj empfängt. Außerdem misst es selbst ti' und tj'. Folglich kann das Endgerät bei Kenntnis der Positionen pi und pj des i-ten und j-ten Satelliten zu den. Zeitpunkten ti bzw. tj das Hyperboloid Hi,j berechnen.
Für die Berechnung eines Hyperboloiden Hi,j werden entweder zwei aktive Satelliten, die zu irgendeinem Zeitpunkt gleichzeitig aktiv sind, oder zwei aktive Satelliten (abgehend bzw. ankommend) verwendet, die nur bei einem Sprung zwischen Satelliten ("hand-off") gleichzeitig aktiv sind.
Jede der beiden Richtantennen des Endgeräts wird auf einen unterschiedlichen Satelliten gerichtet. Wie bereits oben genauer angegeben, ist es klar, dass wenn das Endgerät gleichzeitig mehr als zwei aktive Satelliten hören kann, dann ausgehend von den verschiedenen empfangenen Informationen mehrere Hyperboloide berechnet werden können. Jedes Satellitenpaar gestattet, ein Hyperboloid zu berechnen.
Fig. 8 gestattet, die Zeitpunkte t1, t2, t1' und t2' mit den jeweiligen betroffenen Elementen (nämlich dem ersten Satelliten für t1, dem zweiten Satelliten für t2 und dem Endgerät für t1' und t2') sowie die Zeitintervalle Δt und Δt' sichtbar zu machen. Diese Fig. 8 stellt auch die Tatsache dar, dass die 'Basisstation zu den Zeitpunkten tS1 und tS2 die ersten und zweiten Informationen sendet, die die ersten und zweiten Satelliten zu den Zeitpunkten t1 und t2 wieder übertragen. Es wird bemerkt, dass im gezeigten Beispiel die Basisstation (zu den Zeitpunkten tS1 und tS2) mit einer zeitlichen Vorkompensation sendet, damit die von den ersten und zweiten Satelliten (zu den Zeitpunkten tS1 und tS2) wieder übertragenen ersten und zweiten Informationen von der Basisstation im Wesentlichen gleichzeitig (zum Zeitpunkt tGW0) empfangen werden.
Am Ende dieser Phase der "mittleren" Standortbestimmung 1 verfügt das Endgerät über eine "mittlere" geschätzte Position 74 oder 74' (beispielsweise auf ±350 m).
Es wird nun in Verbindung mit Fig. 9-10 bzw. 11 eine erste und eine zweite besondere Ausführungsform der Phase der "feinen" Standortbestimmung 3 gezeigt.
In der ersten besonderen Ausführungsform umfasst die Phase der "feinen" Standortbestimmung 3 die folgenden Schritte:
- die Basisstation (die zu der Zelle gehört, in der sich das Endgerät befindet) sendet (90) über einen aktiven Satelliten eine vorher bestimmte Nachricht zum Endgerät. Wie in Fig. 10 dargestellt, sendet die Basisstation zum Zeitpunkt tGW0 und überträgt der Satellit zum Zeitpunkt tS0 wieder;
- das Endgerät empfängt zum Zeitpunkt tT0 die vorher bestimmte Nachricht und erzeugt und sendet dann in Kenntnis einerseits seiner "mittleren" geschätzten Position und andererseits der Echtzeitposition des aktiven Satelliten über den aktiven Satelliten eine Antwortnachricht zur Basisstation, die insbesondere das Zeitintervall ΔtT zwischen dem Zeitpunkt tT0 des Empfangs der vorher bestimmten Nachricht und dem Zeitpunkt tT der Sendung der Antwortnachricht angibt. Wie in Fig. 10 gezeigt, überträgt der Satellit zum Zeitpunkt tS die vom Endgerät zum Zeitpunkt tT gesendete Antwortnachricht wieder;
- die Basisstation empfängt zum Zeitpunkt "tGW gemessen" die Antwortnachricht und berechnet (92) ausgehend von dieser letzteren eine Information, die sich auf den zeitlichen Vorsprung ΔtTA bezieht, den die vom Endgerät stammende Antwortnachricht aufweist. Tatsächlich berechnet die Basisstation den Unterschied ΔtTA zwischen dem Empfangszeitpunkt "tGW gemessen" und dem Empfangszeitpunkt "tGW erwartet".
Man hat: ΔtTA = 0 (d. h. einen zeitlichen Vorsprung von Null) nur, wenn die verwendete geschätzte Position vollkommen gleich der wirklichen Position des Endgeräts ist;
- die Basisstation sendet (93) über den aktiven Satelliten die Information, die sich auf den zeitlichen Vorsprung ΔtTA bezieht, zum Endgerät;
- das Endgerät berechnet (94) ausgehend von der Information, die sich auf den zeitlichen Vorsprung ΔtTA bezieht, und der "mittleren" geschätzten Position seine "feine" geschätzte Position 95;
- das Endgerät wiederholt unter Verwendung der (vorhergehenden) "feinen" geschätzten Position 95 an Stelle der "mittleren" geschätzten Position 74 oder 74' M mal die Schritte 90 bis 94, um M mal eine neue "feine" geschätzte Position 95' zu erhalten. Jede dieser M Wiederholungen wird beispielsweise mit einem unterschiedlichen Satelliten ausgeführt. Es wird bemerkt, dass wenn es mit demselben Satelliten ist, es dann bevorzugt ist, dass der Satellit für zwei aufeinanderfolgende Wiederholungen Azimute θ und/oder Höhen α besitzt, vom Endgerät aus gesehen, die wenigstens 10º voneinander entfernt sind.
Diese M neuen "feinen" geschätzten Positionen können nacheinander entweder jeweils ausgehend von der "feinen" geschätzten Position von der vorhergehenden Wiederholung oder alle ausgehend von derselben ("mittleren" oder vorhergehenden "feinen") geschätzten Position berechnet werden.
Im zweiten Fall kann dann vorgesehen sein, den Schritt 94 der Bestimmung der "feinen" geschätzten Position 95 zu optimieren. Dafür wird aus einer vorher bestimmten Gesamtheit von Punkten der Punkt P gesucht, der den Fehler minimiert, den die "feine" geschätzte Position des Endgeräts aufweist, wenn dieser Fehler über die M "feinen" geschätzten Positionen kumuliert wird, die alle ausgehend von derselben "mittleren" oder vorhergehenden "feinen" geschätzten Position berechnet wurden. Die vorher bestimmte Gesamtheit von Punkten ist beispielsweise eine Scheibe, deren Mittelpunkt die "mittlere" geschätzte Position (für die erste Berechnung einer "feinen" geschätzten Position) oder die vorhergehende "feine" geschätzte Position (für jede Berechnung einer neuen "feinen" geschätzten Position) und der Radius die Unsicherheit ist, die die ("mittlere" oder vorhergehende "feine") geschätzte Position aufweist, zu welcher der Mittelpunkt der Scheibe gleich ist.
Die zweite Ausführungsform der Phase der "feinen" Standortbestimmung 3, die im Flussdiagramm von Fig. 11 gezeigt ist, unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass es die Basisstation und nicht das Endgerät ist, die die "feine" geschätzte Position des Endgeräts berechnet.
In der zweiten Ausführungsform umfasst somit die Phase der "feinen" Standortbestimmung außer den in Fig. 9 mit 90 bis 93 bezeichneten und oben bereits erläuterten Schritten, die folgenden vorhergehenden und Endschritte:
- das Endgerät sendet (110) über den aktiven Satelliten eine Information, die sich auf seine "feine" geschätzte Position bezieht, zur Basisstation;
- die Basisstation sendet (112) über den aktiven Satelliten die "mittlere" geschätzten Position des Endgeräts zum Endgerät;
Außerdem wird der in Fig. 9 mit 94 bezeichnete Schritt durch den folgenden Schritt 111 ersetzt:
- die Basisstation berechnet (111) ausgehend von der Information, die sich auf den zeitlichen Vorsprung bezieht, und der "mittleren" geschätzten Position die "feine" geschätzte Position des Endgeräts.

Claims

1. Verfahren zur Verbesserung der Genauigkeit der Standortbestimmung eines festen Endgerätes eines Telekommunikationssystems durch Satelliten des Typs, der eine Satellitenkonstellation, eine Vielzahl von Basisstationen, die jeweils zu einer unterschiedlichen geographischen Zelle gehören und mit einem terrestrischen Telekommunikationsnetz verbunden sind, und eine Vielzahl von festen Endgeräten umfasst, wobei ein oder mehrere Satellit(en) nur gegenüber einer gegebenen Basisstastion aktiv genannt werden kann (können), wenn er (sie) sich in deren Sicht befindet (befinden), wobei jeder aktive Satellit, der Informationen von der Basisstation empfängt, gegenüber welcher er aktiv ist, sie wieder zu dem oder den festen Endgeräten überträgt, die sich in seinem Abdeckungsbereich befinden, wobei jeder Satellit, der Informationen von einem festen Endgerät empfängt, das sich in seinem Abdeckungsbereich befindet, sie wieder zur Basisstation überträgt, gegenüber welcher er aktiv ist, wobei das Verfahren eine erste Phase der Standortbestimmung, grob genannt, umfasst, die fähig ist eine Fläche des Vorhandenseins zu liefern, in welcher sich die grobe geschätzte Position des Endgeräts befindet,

dadurch gekennzeichnet, dass es eine zweite Phase der Standortbestimmung, "mittel" genannt, (2) umfasst, die wiederum die folgenden Schritte umfasst:

-i- das Endgerät empfängt (70) zu einem ersten Zeitpunkt t1' von einem ersten aktiven Satelliten erste Informationen, die sich einerseits auf den Zeitpunkt t1 der Wiederübertragung der ersten Informationen durch den ersten aktiven Satelliten und andererseits auf die Position p1 des ersten aktiven Satelliten zum Zeitpunkt t1 beziehen;

-ii- das Endgerät empfängt (71) zu einem zweiten Zeitpunkt t2' gleich oder nahe dem ersten Zeitpunkt t1' von einem zweiten aktiven Satelliten zweite Informationen, die sich einerseits auf den Zeitpunkt t2 der Wiederübertragung der zweiten Informationen durch den zweiten aktiven Satelliten und andererseits auf die Position p2 des zweiten aktiven Satelliten zum Zeitpunkt t2 beziehen;

-iii- das Endgerät berechnet (72) ein erste Hyperboloid H1,2, auf welchem sich das ,Endgerät befindet und so dass:

H1,2: d2 - d1 = (t2' - t2).c - (t1' - t1).c, worin:

- d1 die Entfernung zwischen dem Endgerät und der Position p1 des ersten aktiven Satelliten zum Zeitpunkt t1 ist,

- d2 die Entfernung zwischen dem Endgerät und der Position p2 des zweiten aktiven Satelliten zum Zeitpunkt t2 ist,

- t1 und t2 die ersten und zweiten Zeitpunkte der Wiederübertragung durch die ersten bzw. zweiten Satelliten sind,

- t1' und t2' die ersten und zweiten Zeitpunkte des Empfangs durch das Endgerät sind,

- c die Geschwindigkeit des Lichts ist;

-iv- das Endgerät wiederholt die Schritte -i- bis - iii- (70 bis 72) mindestens zweimal, um wenigstens ein zweites und ein drittes Hyperboloid zu berechnen, auf welchen sich das Endgerät befindet;

-v- das Endgerät bestimmt (73) eine "mittlere" geschätzte Position, indem es den Schnittpunkt der ersten und wenigstens zweiten und dritten Hyperboloide berechnet und die "grobe" geschätzte Position des Endgeräts berücksichtigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt -iv- jede neue Wiederholung der Schritte -i- bis -iii- (70 bis 72) mit einem Satellitenpaar durchgeführt wird, das zu der Gruppe gehört, welche umfasst:

- ein Paar aus zwei Satelliten, die von den ersten und zweiten Satelliten verschieden sind,

- ein Paar aus zwei Satelliten, wovon der eine einer der ersten oder zweiten Satelliten ist und der andere von den ersten und zweiten Satelliten verschieden ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Phase der "mittleren" Standortbestimmung (2) außerdem den folgenden Schritt umfasst:

-vi- das Endgerät wiederholt unter Verwendung der vorhergehenden "mittleren" geschätzten Position (74) an Stelle der "groben" geschätzten Position wenigstens einmal die Schritte -i- bis -v-, um eine neue "mittlere" geschätzte Position (74') zu erhalten.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation, gegenüber welcher die ersten und zweiten Satelliten aktiv sind, die ersten und zweiten Informationen mit einer zeitlichen Vorkompensastion sendet, so dass nach der Wiederübertragung durch die ersten und zweiten Satelliten die ersten und zweiten Informationen von der Basisstation im Wesentlichen gleichzeitig empfangen werden.

5. Verfähren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar der ersten und zweiten aktiven Satelliten zu der Gruppe gehört, die umfasst:

- die Paare, deren beide Satelliten zu irgendeinem Zeitpunkt gleichzeitig aktiv sind;

- die Paare, deren beide Satelliten, abgehende bzw. ankommende Satelliten genannt, nur bei einem Sprung zwischen Satelliten ("hand-off") des Typs gleichzeitig aktiv sind, der einer Basisstation gestatte, den abgehenden aktiven Satelliten, der aufhört sichtbar zu sein, durch den ankommenden aktiven Satelliten zu ersetzen, der sichtbar wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Endgerät Mittel zum gleichzeitigen Empfang von Informationen umfasst, die von wenigstens zwei unterschiedlichen Satelliten gesendet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum gleichzeitigen Empfang von Informationen, die von wenigstens zwei unterschiedlichen Satelliten gesendet werden, wenigstens zwei Richtantennen umfassen, die jeweils auf einen unterschiedlichen Satelliten ausgerichtet sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Phase der "groben" Standortbestimmung (1) die folgenden Schritte umfasst:

-a- das Endgerät sucht und erfasst (20) für eine vorher bestimmte Höhe α einen Satelliten, indem es seinen Azimut θ variieren lässt;

-b- das Endgerät empfängt (21) vom erfassten Satelliten eine Information, die sich auf die Position des erfassten Satelliten bezieht;

-c- das Endgerät berechnet (22) ausgehend von der sich auf die Position des erfassten Satelliten beziehenden Information eine Fläche gleicher Höhe, die auf ein vorher bestimmtes Erdmodell projiziert wird und auf welcher sich das Endgerät befindet;

-d- das Endgerät wiederholt die Schritte -a- bis -c- (20 bis 22) mindestens zweimal, um wenigstens zwei weitere Flächen gleicher Höhe zu berechnen, auf welchen sich das Endgerät befindet;

-e- das Endgerät bestimmt (23) eine "grobe" geschätzte Position, indem es den Schnittpunkt der wenigstens drei Flächen gleicher Höhe berechnet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei den wenigstens drei Satelliten, die bei aufeinanderfolgenden Wiederholungen der Schritte -a- bis -c- (20 bis 22) erfasst werden, wenigstens einer einen Azimut θ besitzt, vom Endgerät gesehen, der um wenigstens 10º vom Azimut der beiden anderen Satelliten entfernt ist.

10. Verfahren nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt -a- (20) die beiden Richtantennen sich zur selben Höhe drehen, wobei jede etwa 180º um den Azimutwinkel θ herum abdeckt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Phase der "mittleren" Standortbestimmung (2) eine Phase der "feinen" Standortbestimmung (3) folgt, die die folgenden Schritte umfasst:

-1- die Basisstation, die zu der Zelle gehört, in der sich das Endgerät befindet, sendet (90) über einen gegenüber der Basisstation aktiven Satelliten eine vorher bestimmte Nachricht zum Endgerät;

-2- das Endgerät empfängt (91) die vorher bestimmte Nachricht und erzeugt und sendet dann in Kenntnis einerseits seiner "mittleren" geschätzten Position und andererseits der Echtzeitposition der Satelliten der Konstellation über den aktiven Satelliten eine Antwortnachricht zur Basisstation, die insbesondere das Zeitintervall zwischen dem Empfang der vorher bestimmten Nachricht und der Sendung der Antwortnachricht angibt;

-3- die Basisstation berechnet (92) ausgehend von der Antwortnachricht eine Information, die sich auf den zeitliche Vorsprung bezieht, den das Endgerät aufweist;

-4- die Basisstation sendet (93) über den aktiven Satelliten die Information, die sich auf den zeitlichen Vorsprung bezieht, zum Endgerät;

-5- das Endgerät berechnet (94) ausgehend von der Information, die sich auf den zeitlichen Vorsprung bezieht, und der "mittleren" geschätzten Position seine "feine" geschätzte Position.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Phase der "feinen" Standortbestimmung (3) außerdem die vorherigen und abschließenden Schritte umfasst:

-0- das Endgerät sendet (110) über den aktiven Satelliten eine Information, die sich auf seine "mittlere" geschätzte Position bezieht, zur Basisstation;

-6- die Basisstation sendet (112) über den aktiven Satelliten die "feine" geschätzten Position des Endgeräts zum Endgerät;

dass der Schritt -5- (94) durch den folgenden Schritt ersetzt wird

-5'- die Basisstation berechnet (111) ausgehend von der Information, die sich auf den zeitlichen Vorsprung bezieht, und der "mittleren" geschätzten Position die "feine" geschätzte Position des Endgeräts.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Phase der "feinen" Standortbestimmung (3) außerdem den folgenden Schritt umfasst:

-7- das Endgerät wiederholt unter Verwendung der vorhergehenden "feinen" geschätzten Position an Stelle der "mittleren" geschätzten Position wenigstens einmal die Schritte -1- bis -5- (90 bis 92) oder -0- bis -6- (110, 90 bis 93, 111 und 112), um eine neue "feine" geschätzte Position zu erhalten.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt -7- jede neue Wiederholung der Schritte -1- bis -5- oder -0- bis -6- mit demselben Satelliten aber bei Azimuten θ und/oder Höhen α, vom Endgerät gesehen, durchgeführt wird, die einen Abstand von wenigstens 10º haben.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt -7- jede neue Wiederholung der Schritte -1- bis -5- oder -0- bis -6- mit einem unterschiedlichen Satelliten durchgeführt wird.