JPH0560852A

JPH0560852A - 無線信号を利用する発信位置検出方法

Info

Publication number: JPH0560852A
Application number: JP25038591A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sakuma; 進佐久間; Katsumi Ohama; 勝美大濱; Fujio Nakamae; 富士男中前
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-09-02
Filing date: 1991-09-02
Publication date: 1993-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】アンテナに回転部分がなく、しかも短時間で
発信位置を測定できる無線信号を利用する発信位置検出
方法を提供する。【構成】非常時に所定周波数の非常信号を発する移動
型送信機１３と、異なる位置に配置されて前記非常信号
を受信する受信機を備える少なくとも３の固定無線局１
０〜１２と、少なくとも１の基地局１２を有し、前記非
常信号をそれぞれの固定無線局１０〜１２の受信機が受
信した後前記基地局１２に伝え、前記移動型送信機１３
から非常信号がそれぞれの固定無線局１０〜１２に伝わ
るまでの時間及び、それぞれの固定無線局１０〜１２か
ら前記基地局１２までの信号伝播時間から、前記移動型
送信機１３の位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線信号を利用する発
信位置検出方法に係り、特に電波の伝播時間から発信位
置を特定する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電波を利用して電波発信源の位置を確認
する方法としては、特開昭６４−６６５８１号公報に記
載された非常信号の発信及び受信を通じて行う警備方法
があり、所定周波数の非常信号を送信機によって発信
し、１〜２以上の無指向性アンテナによって前記非常信
号を受信し、２またはそれ以上の指向性アンテナを回転
させながら、その電界強度が最大となる位置を検出し、
三角測量法の原理を応用して前記非常信号の発信位置を
特定する方法であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記方
法においては、一旦無指向性アンテナで受信した後、２
以上の指向性アンテナを回転させて電波の発信を検出す
る必要があるので、アンテナに八木アンテナ等を使用
し、更には機械的回転部分を有するので、装置が大型と
なるという欠点がある。また、無指向性アンテナで非常
信号を受信した後、指向性アンテナを回転させるので、
発信位置を決定するに時間がかかると言う問題点があ
る。本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、アン
テナに回転部分がなく、しかも短時間で発信位置を測定
できる無線信号を利用する発信位置検出方法を提供する
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の無線信号を利用する発信位置検出方法は、非常時
に所定周波数の非常信号を発する移動型送信機と、異な
る位置に配置されて前記非常信号を受信する受信機を備
える少なくとも３の固定無線局と、少なくとも１の基地
局を有し、前記非常信号をそれぞれの固定無線局の受信
機が受信した後前記基地局に伝え、前記移動型送信機か
ら非常信号がそれぞれの固定無線局に伝わるまでの時間
及び、それぞれの固定無線局から前記基地局までの信号
伝播時間から、前記移動型送信機の位置を検出するよう
にして構成されている。また、請求項２記載の無線信号
を利用する発信位置検出方法は、請求項１記載の方法に
おいて、固定無線局の一つが基地局であるようにして構
成されている。請求項３記載の無線信号を利用する発信
位置検出方法は、請求項１または２記載の方法におい
て、それぞれの固定無線局の受信機で受信された信号
は、有線通線、電波通信または光通信によって基地局に
伝送されるようになっている。請求項４に記載の無線信
号を利用する発信位置検出方法は、請求項１、２または
３記載の方法において、非常信号には各移動型送信機に
設定され、多数の移動型送信機を識別する識別コード
（固体識別信号）を含むようにして構成されている。な
お、以上において非常信号にパルス信号を含み、該パル
スの伝播遅延時間から距離信号を算出する方法、あるい
は電波あるいは変調波の位相ずれから距離を算出する方
法、いずれであっても本発明は適用される。また、前記
検出した移動型送信機の位置は地図を対応させてブラウ
ン管あるいは液晶表示盤等の画面上に表すのが好まし
く、この為予めメモリーに地図情報を入れておく、該地
図上に前記移動型送信機の位置を点（輝点あるいは点滅
信号）として表示するのが好ましい。

【０００５】

【作用】請求項１〜４記載の無線信号を利用する発信位
置検出方法においては、移動型送信機によって所定周波
数の非常信号を発信し、この非常信号を少なくとも３の
固定無線局によって受信する。そして、該それぞれの固
定無線局は、該非常信号を受けた後、直ちに少なくとも
１の基地局に伝える。従って、該基地局に伝わる非常信
号は少なくとも３以上の固定無線局に伝播され、更に固
定無線局から基地局に伝播されるので、ある程度の伝播
時間を必要とする。ところが、各固定無線局が非常信号
を受信して基地局に伝播する時間は一定と考えられるの
で、この分を差し引くと、移動型送信機から各固定無線
局までの非常信号の伝播時間となる。従って、移動型送
信機から少なくとも３つの固定無線局までの伝播時間の
差及びそれぞれの固定無線局の受信時を検出することが
でき、これらの伝播時間、受信時間及び電波の伝播速度
（略一定）から、前記移動型送信機の位置を検出できる
ことになる。なお、移動型送信機の検出方法としては、
移動型送信機から２つの固定無線局（例えば、Ａ固定無
線局とＢ固定無線局）までの非常信号の伝播時間の差、
受信時間及び電波の伝播速度から一つの双曲線を得、他
の異なる組合せの２つの固定無線局（例えば、Ａ固定無
線局とＣ固定無線局）に非常信号が伝播するまでの時間
の差、受信時間及び電波の伝播速度によって別の一つの
双曲線を得て、これらの双曲線の交点から電波発信位置
を特定しても良いし、前記移動型送信機から発信した非
常信号のそれぞれの固定無線局の受信時間から演算して
移動型送信機の発信位置を特定しても良い。特に、請求
項２記載の無線信号を利用する発信位置検出方法におい
ては、一つの固定無線局が基地局となっているので、他
の固定無線局が２局以上で済む。また、請求項３記載の
無線信号を利用する発信位置検出方法においては、それ
ぞれの固定無線局から基地局に信号を伝送する手段とし
て、有線通信、電波通信あるいは光通信によって行って
いるので、伝播時間が一定となり、極めて容易に各固定
無線局が非常信号を受信した時間を特定できる。そし
て、請求項４記載の無線信号を利用する発信位置検出方
法においては、非常信号には識別コードを含むので、該
非常信号を聞いて移動型送信機を特定することができ
る。この場合、例えば非常信号に繰り返しパルス信号を
使用している場合には、隣会うパルス信号の中心に入れ
ても良い。

【０００６】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係る無線信号を
利用する発信位置検出方法を適用したシステム全体の略
ブロック図、図２は動作説明図、図３は各非常信号の受
信時間の関係を示すグラフである。

【０００７】図１には本発明の一実施例に係る無線信号
を利用する発信位置検出方法のシステム構成を示すが、
この実施例においては第１及び第２の固定無線局１０、
１１と基地局１２を有し、基地局１２は固定無線局を兼
用している。移動型送信機１３は、内部にパルス発生回
路と、該移動型送信機１３を識別するコード信号発信回
路と、これらを特定の周波数の搬送波に載せる変調回路
（ＡＭ、ＳＳＢ、ＦＭ、ＰＭ変調のいずれであっても良
い）と、所定の電力の該変調された電波からなる非常信
号を空中に伝播させる図示しないアンテナとを有し、特
定の押しボタンスイッチを押すことによって、前記非常
信号を発するようになっている。なお、前記パルス信号
は単一パルスであっても良いが、比較的長い間隔（例え
ば０．１〜２秒程度）の繰り返しパルスを用いることも
可能である。繰り返しパルスを用いる場合には、伝播時
間は繰り返しパルス毎に計測されるので、直ちに演算処
理し、移動型無線機１３から各固定無線局１０、１１及
び固定無線局を兼ねる基地局１２に伝播するまでの時間
の差を記憶あるいは表示するようにするのが好ましい。
また、前記パルス信号の幅は極めて短い間隔（例えば、
０．０１μｓ〜１μｓ）となっている。また、該パルス
信号を載せる搬送波はパルス幅に応じて通常１０〜１０
００ＭHz程度の電波を使用するが、更に低い周波数また
は高い周波数（１ＧＨｚ以上）であっても良い。前記ア
ンテナは、トロイダルアンテナ、ＧＰアンテナ等の無指
向性アンテナであれば如何なるアンテナであっても良
い。

【０００８】前記第１及び第２の固定無線局１０、１１
にはそれぞれ前記移動型送信機１３からの非常信号を受
信する無指向性アンテナからなる受信アンテナ１４、１
４ａと、該受信アンテナ１４、１４ａに接続された受信
機１５、１５ａと、該受信機１５、１５ａで受信した信
号を周波数変換して送信する送信機１６、１６ａと、該
送信機１６、１６ａの出力を伝播する送信アンテナ１
７、１７ａとを有し、前記受信アンテナ１４、１４ａで
受信した非常信号を周波数変換して送信アンテナ１７、
１７ａから送信するようになっている。なお、前記固定
無線局１０、１１において受信した非常信号は異なる周
波数に変換されてそれぞれのアンテナ１７、１７ａから
発射されるものとする。更には、それぞれの固定無線局
１０、１１において、前記受信アンテナ１４、１４ａと
前記送信アンテナ１７、１７ａとをそれぞれ兼用するこ
とも可能である。また、前記送信機１６、１６ａ及び送
信アンテナ１７、１７ａを使用せず、有線通信によって
受信した情報を基地局１２に知らせるようにすることも
可能である。

【０００９】前記基地局１２には、前記第１の固定無線
局１０の送信アンテナ１７からの信号を受信する第１受
信機１８と、前記移動型送信機１３から非常信号を受信
する第２受信機１９と、前記第２の固定無線局１１の送
信アンテナ１７ａからの信号を受信する第３受信機２０
とを有し、前記移動型送信機１３及び第１、第２の固定
無線局１０、１１から送信された信号を信号処理回路２
１にて処理してブラウン管ディスプレイ等からなる表示
器２２に表示するようになっている。前記信号処理回路
２１は、前記第１〜第３の受信機１８〜２０からの信号
の到着時間をデジタル変換して、電波の伝播速度を考量
して内部のコンピューターによって信号処理を行い、別
に用意された地図信号を前記表示器２２に表示し、更に
その上に移動型送信機１３の位置を表示するようになっ
ている。また、前記第２の受信機１９は前記非常信号に
含まれるコード信号の復調回路を備え、送信されたコー
ド信号を別にメモリーされたコード信号と比較し発信者
の識別を行う発信者識別部２３を備えている。

【００１０】次に、該システムの位置検出方法を図２を
参照しながら説明すると、移動型送信機１３の位置がＰ
にあるとすると、Ｐから発射した非常信号は基地局１
２、第１の固定無線局１０及び第２の固定無線局１１に
よって受信される。第１の固定無線局１０では直ちに周
波数変換されてその信号は基地局１２に伝播され、第２
の固定無線局１１で受信された信号も周波数変換されて
基地局１２に伝播される。基地局１２ではこれらの信号
を全部受信し、パルス信号が一つまたは２つの場合には
その受信時間を内蔵された一つの時計で計測しその時間
を記憶しておく。なお、繰り返しパルスを用いる場合に
は、最初のパルス信号によってカウンターをリセットし
て以後に到着するパルスの時間を計測するようにするこ
とも可能であるし、あるいは到着時間からメモリーした
後、直ちに演算処理して各固定無線局を経由したパルス
信号の時間差を演算することも可能である。

【００１１】ここで、移動型送信機１３から基地局１２
まで非常信号が伝播されるまでの時間は、図２、図３に
示すように第１の固定無線局１０が受信した信号Ｂは
（ｔ₂＋ｔ₄ ）、第２の固定無線局１１が受信した信号
Ｃは（ｔ₃ ＋ｔ₅ ）、基地局１２が受信した信号Ａは
（ｔ₁ ）となる。第１及び第２の固定局１０、１１と基
地局１２との間の距離は一定であるので、（ｔ₄ ）、
（ｔ₅ ）の時間は一定となる。そこで、この時間（ｔ
₄ ）、（ｔ₅ ）を測定時間から減算すれば、結果とし
て、第１及び第２の固定無線局１０、１１に非常信号が
到達した時間を計測できることになる。なお、実際には
機器の位相遅れ等があるので、前記（ｔ₁ ）、（ｔ
₄ ）、（ｔ₅ ）には多少の補正時間を加えておく必要が
あり、これは移動型送信機１３を基地局１２、第１及び
第２の固定無線局１０、１２から予め測定された距離
（例えば、０ｍ）に配置し、そこから信号を発すること
によって容易に補正できる。そして、非常信号を前記基
地局１２と第１の固定無線局１１が受信した時間、その
差及び電波の伝播速度から一つの双曲線上に前記移動型
送信機１３があることになり、更に税基地局１２と第２
の固定無線局１０を前記非常信号を受信した時間、受信
時間の差及び電波の伝播速度から前記移動型送信機１３
が存在する他の双曲線を決定することができるので、こ
れらの双曲線の交点を求めれば、前記移動型送信機１３
の位置を特定できることになる。なお、この処理はそれ
ぞれの双曲線関数を求めて、コンピューター処理によっ
てその位置を演算することもできる。そして、予め周囲
の地図情報をメモリーに入れておき、これをブラウン管
上に表示し、その上に前記移動型送信機１３の位置を表
示させれば、該非常信号を発した者の位置を容易に特定
できることになる。なお、この実施例においては、基地
局も含めて固定無線局が３局で移動型無線機１３の位置
を測定するようにしているが、例えば、図２に示すよう
に更に固定無線局Ｄを設けて移動型無線機１３の位置Ｐ
を検出するようにすることも可能であり、この場合、基
地局１０より固定無線局Ｄの方が位置Ｐに近いので、固
定無線局１０からの信号に変えて演算処理するようにす
ることも可能であり、各々の信号から移動型無線機１３
の位置Ｐを検出して平均位置を採用することも可能であ
る。

【００１２】前記実施例においては、第１及び第２の固
定無線局１０、１１から基地局１２までの信号の伝播は
電波を用いたが、レーザー等を用いた光通信によって行
うことも可能である。また、前記実施例は固定無線局は
２つであったが、３つ以上とすることも可能であり、更
には基地局も２つ以上とすることも可能であり、これに
よって、広い範囲での非常信号の発信位置をより正確に
検出することができる。更には、多数の移動型送信機を
同時に使用すると混信が生じて円滑に作動できない。そ
こで、各移動型送信機に更に別の受信機を設け、該移動
型送信機のスイッチを作動させると、まず該受信機が作
動し、基地局から特定の信号（割り振り信号）が有った
場合のみ前記非常信号を送信できるようにすることも可
能であり、この場合、コード信号を含めて非常信号をパ
ルス性の短い信号とした場合、同一周波数で多数の移動
型送信機を混在させることができ、更には電源の節約に
もなる。また、前記移動型無線機に別の受信機を備え、
一つの移動型無線機のスイッチを作動させると、他の移
動型無線機に備えた前記受信機がその信号を受信し、該
他の移動型無線機が送信できないようにロックすること
も可能であり、これによって同一周波数で多数の移動型
無線機を使用することができる。前記実施例の移動型送
信機を例えば、杖等の携行具に仕込むことも可能であ
る。また、前記固定無線局の電源に太陽電池と蓄電池を
使用し、電波条件の良い場所に設置することも可能であ
り、動く部分が無いのでメンテナンスフリーの固定無線
局となる。更には、電波にパルス信号を使用した場合に
は、反射物によって複数のパルスが受信される可能性が
あり、この場合には最初のパルス信号の到着時間を測定
するが、更にこのようにしても誤差を生じる場合には、
ある程度の実験を繰り返して障害物による補正を行うよ
うにするのが好ましい。

【００１３】

【発明の効果】請求項１〜４記載の無線信号を利用する
発信位置検出方法は、以上の説明からも明らかなよう
に、機械装置を必要とする回転式アンテナが不要である
ので、装置が極めてコンパクト化され、故障が少なく寿
命も長い。また、回転式アンテナを使用する必要がな
く、固定アンテナで非常信号を受信した後、直ちに信号
処理できるので、非常信号の発信位置を短時間で検知す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る無線信号を利用する発
信位置検出方法を採用したシステムの概略ブロック図で
ある。

【図２】該システムの動作説明図である。

【図３】各非常信号の受信時間の関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１０第１の固定無線局１１第２の固定無線局１２基地局１３移動型送信機１４受信アンテナ１４ａ受信アンテナ１５受信機１５ａ受信機１６送信機１６ａ送信機１７送信アンテナ１７ａ送信アンテナ１８第１の受信機１９第２の受信機２０第３の受信機２１信号処理回路２２表示器２３発信者識別部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非常時に所定周波数の非常信号を発する
移動型送信機と、異なる位置に配置されて前記非常信号
を受信する受信機を備える少なくとも３の固定無線局
と、少なくとも１の基地局を有し、前記非常信号をそれ
ぞれの固定無線局の受信機が受信した後前記基地局に伝
え、前記移動型送信機から非常信号がそれぞれの固定無
線局に伝わるまでの時間及び、それぞれの固定無線局か
ら前記基地局までの信号伝播時間から、前記移動型送信
機の位置を検出する無線信号を利用する発信位置検出方
法。
【請求項２】固定無線局の一つが基地局である請求項
１記載の無線信号を利用する発信位置検出方法。
【請求項３】それぞれの固定無線局の受信機で受信さ
れた信号は、有線通線、電波通信または光通信によって
基地局に伝送される請求項１または２記載の無線信号を
利用する発信位置検出方法。
【請求項４】非常信号には各移動型送信機に設定さ
れ、多数の移動型送信機を識別する識別コードを含む請
求項１、２または３記載の無線信号を利用する発信位置
検出方法。