PL189984B1 - Sposób nadawania sygnału czasu przy wykorzystaniusatelity oraz sposób wyznaczania pozycji geograficznej odbiornika względem nadajnika - Google Patents
Sposób nadawania sygnału czasu przy wykorzystaniusatelity oraz sposób wyznaczania pozycji geograficznej odbiornika względem nadajnikaInfo
- Publication number
- PL189984B1 PL189984B1 PL98339916A PL33991698A PL189984B1 PL 189984 B1 PL189984 B1 PL 189984B1 PL 98339916 A PL98339916 A PL 98339916A PL 33991698 A PL33991698 A PL 33991698A PL 189984 B1 PL189984 B1 PL 189984B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- transmitter
- time signal
- receiver
- determined
- time
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 8
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000005433 ionosphere Substances 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04R—RADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
- G04R20/00—Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal
- G04R20/02—Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal the radio signal being sent by a satellite, e.g. GPS
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Electric Clocks (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
1. Sposób nadawania sygnalu czasu przy wykorzystaniu satelity, którym sygnal czasu nadaje sie, z co najmniej jedna okreslo- na czestotliwoscia z poruszajacego sie wzgle- dem punktu powierzchni ziemi obiektu lataja- cego, przemieszczanego wzdluz toru lotu o duzym nachyleniu, znamienny tym, ze sygnal czasu (14) nadaje sie w postaci wiazki o ksztalcie, prowadzonej obiegiem, maczugi o zmiennej pozycji katowej, na podstawie, której okresla sie chwilowy kat emisji. PL PL PL PL PL PL PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób nadawania sygnału czasu przy wykorzystaniu satelity oraz sposób wyznaczania pozycji geograficznej odbiornika względem nadajnika.
Naziemny nadajnik sygnału czasu, jak na przykład nadajnik DCF-77 Federalnego Urzędu Fizyczno-Technicznego (PTB) we Frankfurcie nad Menem wysyła sygnał czasu w przedziale częstotliwości fal długich, aby osiągnąć duży zasięg. Mimo dużej mocy nadawania uzyskiwany zasięg wynosi jednak tylko od 1200 do 2000 kilometrów. Ten sygnał czasu jest poza tym dostosowany do czasu krajowego i wykorzystuje specjalną częstotliwość nadawania oraz własny kod, w związku z czym przy przebywaniu za granicą odbiornik musi być przystosowany do kilku różnych sygnałów czasu lub nie może odbierać żadnego przetwarzalnego sygnału. Przy pobycie na morzu daleko od brzegu odbiór nie jest w ogóle możliwy. Wprawdzie możliwe jest wyznaczanie czasu za pomocą satelitarnego systemu lokalizacyjnego (GPS), jednak brakuje tutaj dodatkowych informacji, jak czas letni, czas włączania i inne, w związku z czym potrzebna jest kłopotliwa półręczna regulacja, aby otrzymać aktualny czas lokalny.
Znane są również tak zwane wielokrotne zegary radiowe, które umożliwiają w różnych krajach odbieranie względnie przetwarzanie sygnałów czasu. Jednak w tym przypadku użytkownik musi tak nastawić zegar, aby znał on miejsce, w którym się znajduje. Te wielokrotne zegary radiowe działają jednak nie we wszystkich krajach.
Z amerykańskiego zgłoszenia nr US-A-5 408 444 znany jest sposób wyznaczania pozycji odbiornika. Aby na tym odbiorniku można było nastawić prawidłowy czas, należy wyznaczyć jego pozycję za pomocą co najmniej trzech satelitów systemu GPS. Gdy pozycja jest wyznaczona, następuje nastawienie czasu na podstawie zadanej dla tej pozycji wartości korekcyjnej, przechowywanej w banku danych odbiornika.
Z amerykańskiego zgłoszenia patentowego nr US-A-5 574 660 znane jest również lokalizowanie znajdującego się na ziemi odbiornika za pomocą systemu GPS. Ponadto w przypadku odbiornika znajdującego się na ziemi antena jest prowadzona w ślad za danym torem lotu.
W niemieckim zgłoszeniu patentowym nr DE 43 13 945 Al opisanych jest także kilka satelitów, tworzących jeden system satelitarny. Dla wyznaczenia pozycji odbiornika, mającego odbierać sygnał czasu, stosuje się jedynie charakterystykę Dopplera w funkcji czasu. Tego typu oznaczenia pozycji sąjednak bardzo niedokładne.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu nadawania sygnału czasu przy wykorzystaniu satelity oraz sposobu wyznaczania pozycji geograficznej odbiornika względem nadajnika, w których to sposobach nastawienie aktualnego czasu lokalnego wymaga jedynie użycia nadajnika, który wykorzystuje się do wyznaczenia pozycji odbiornika.
Sposób nadawania sygnału czasu, w którym sygnał czasu nadaje się z co najmniej jedną określoną częstotliwością z poruszającego się względem punktu powierzchni ziemi obiektu latającego, przemieszczanego wzdłuż toru lotu o dużym nachyleniu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że sygnał czasu nadaje się w postaci wiązki o kształcie uprowadzonej obiegiem, maczugi o zmiennej pozycji kątowej, na podstawie której określa się chwilowy kąt emisji.
Korzystnie jako sygnał czasu nadaje się czas lokalny, aktualny dla miejsca przelotu obiektu latającego.
Korzystnie wyznacza się położenie geograficzne odbiornika i przyporządkowuje się go określonej, korzystnie numerowanej, strefie geograficznej.
189 984
Korzystnie sygnał czasu w kształcie maczugi przemieszcza się ruchem obiegowym w sposób nieciągły lub ciągły.
Korzystnie w nadajniku wykorzystuje się pomocnicze częstotliwości nośne.
Korzystnie sygnał czasu nadaje się za pomocą pojedynczych anten ze sterowaniem fazowym lub anten obrotowych.
Korzystnie powierzchnię ziemi dzieli się na odpowiednie, numerowane strefy.
Korzystnie poza sygnałem czasu przekazuje się informacje dodatkowe, zwłaszcza zawierające efemerydy nadajnika, kierunek lotu, współrzędne i/lub czasy następnego przelotu nadajnika.
Korzystnie na podstawie różnicy czasów przejścia przez jonosferę sygnałów, nadawanych z różnymi częstotliwościami, wyznacza się za pomocą odbiornika odległość pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem.
Korzystnie wyznacza się poprawkę jonosfery za pomocą nadajnika lub przekazuje się ją do nadajnika ze stacji kontrolnej.
Korzystnie sygnał nadajnika rozszerza się poprzez modulację częstotliwościowa i/lub fazowa.
Korzystnie z nadajnika wysyła się sygnał, w którym przeprowadza się oddzielnie modulację i kodowanie sygnału czasu.
Korzystnie kodowanie i przekazywanie przeprowadza się synchronicznie.
Korzystnie stosuje się synchroniczne przesunięcie częstotliwości nadajnika.
Korzystnie zwiększa się rozdzielczość czasowa, wykorzystując przesunięcie częstotliwości.
Korzystnie dodatkowy wzrost rozdzielczości czasowej sygnału czasu uzyskuje się na podstawie położenia przesunięcia fazowego.
Korzystnie wysyła się pakiety danych, w które wstawia się sygnały synchronizacyjne.
Korzystnie przy przelocie nad krajowym nadajnikiem czasu na ziemi nastawia się automatycznie zegar na pokładzie obiektu latającego.
Sposób wyznaczania pozycji geograficznej odbiornika względem nadajnika, przy czym nadajnik emituje sygnał czasu w kształcie obracającej się maczugi, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wyznacza się odległość odbiornika od nadajnika na podstawie skokowej zmiany częstotliwości i kształtu tej skokowej zmiany w chwili, gdy nadajnik przelatuje nad odbiornikiem, przy czym skokowa zmiana częstotliwości występuje przy dopplerowskim przesunięciu odbieranej częstotliwości, lub na podstawie rozrzutu czasu przebiegu sygnału czasu o różnych częstotliwościach, emitowanego przez nadajnik, po czym na podstawie sygnału czasu w kształcie poruszanej obiegiem maczugi wyznacza się za pomocą odbiornika kąt emisji, na podstawie którego określa się położenie odbiornika z lewej lub z prawej strony śladu nadajnika.
Korzystnie pozycję odbiornika wyznacza się na podstawie analizy dopplerowskiej skokowej zmiany częstotliwości odbioru.
Korzystnie sygnał czasu odbiera się za pomocą zegara, korzystnie zegarka na rękę.
Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładzie realizacji w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia schemat satelitarnego ogólnoświatowego systemu sygnału czasu, fig. 2 - schematyczny obraz ziemi, fig. 3 - typowy zakres odbioru na ziemi, zaś fig. 4 - wykres ilustrujący dopplerowskie przesuniecie częstotliwości.
Na fig. 1 ukazany jest satelitarny ogólnoświatowy system 1 sygnału czasu, używany do rozprowadzania odbieranego w przybliżeniu na całej ziemi sygnału czasu 14 i powodujący tym samym automatyczne nastawianie zegarów na dany czas lokalny, odpowiadający miejscu, w którym znajduje się zegar. System 1 sygnału czasu zawiera obiekt latający 2 w postaci satelity 3, zespół odbiorczy 4, generator 5 sygnału czasu i stacje naziemną 10,2 z anteną 10,1.
Satelita 3 jest zaopatrzony w nadajnik 6 sygnału czasu, służący do rozprowadzania względnie nadawania sygnału czasu 14 oraz innych informacji dodatkowych. Sygnał czasu 14 jest na fig. 1 zaznaczony symbolicznie za pomocą półkolistych ciągów fal, nie ma zatem odniesienia do rzeczywistego kierunku propagacji sygnału czasu 14 oraz informacji dodatkowych. Urządzenia niezbędne do funkcjonowania satelity 3, jak na przykład urządzenie do zasilania w energię lub sterowania lotem, nie zostały opatrzone odnośnikami celem zachowania przejrzystości rysunku.
189 984
Zespół odbiorczy 4, znajdujący się na ziemi 1, zawiera odbiornik 8 sygnału czasu i zegar 9. Zegar 9, korzystnie również w postaci zegarka na rękę, oraz odbiornik 8 sygnału czasu są połączone ze sobą przewodem łączącym 12, co pozwala na przekazywanie informacji synchronizacyjnej z odbiornika 8 sygnału czasu do zegara 9.
Generator 5 sygnału czasu służy do wytwarzania bazy czasowej, na przykład za pomocą zegara atomowego. Przez przewód przekazujący 11 generator 5 sygnału czasu jest połączony ze stacją naziemną 10,2, nazywaną także stacją kontrolną. Stacja naziemna 10,2 wraz z anteną 10,1 służy do przekazywania sygnału, zaznaczonego na fig. 1 strzałką 15, oraz do synchronizacji czasu pokładowego satelity 3.
Tor lotu satelity 3 jest zaznaczony na fig. 1 strzałką 13. Inna strzałka 16 obrazuje kierunek przepływu sygnału czasu 14 z nadajnika 6 do odbiornika 8.
Na fig. 2 ukazana jest schematycznie ziemia 1, podzielona na szereg segmentów względnie stref 17. Dwie sąsiednie strefy 17 są oddzielone od siebie granicą 18, biegnącą równolegle do stopni długości względnie szerokości 6 geograficznej ziemi 1, w związku z czym strefy 17 mają kształt zbliżony do kwadratowego lub prostokątnego. Strefy 17 należy dobrać w miarę możliwości tak, by pokrywały się w przybliżeniu ze strefami czasowymi obowiązującymi na ziemi 7; można to jednak osiągnąć tylko w przybliżeniu, ponieważ na ziemi 7 jest niewiele prostoliniowych granic stref czasowych. Na fig. 2 strefy 17 są zaznaczone jedynie schematycznie, rysunek zatem nie zawiera żadnych przesłanek co do ich rzeczywistej wielkości; w praktyce wielkość strefy 17 jest tak dobrana, że jest ona mniejsza niż zasięg odbioru. Satelita 3 wraz z torem 19 swego lotu jest na fig. 2 zaznaczony jedynie schematycznie - dla uzupełnienia całości rysunku. Prawidłowy przebieg lotu względnie prawidłowy tor 19 lotu jest widoczny na fig. 3, przedstawionej w dalszej części opisu.
Na fig. 3 ukazany jest w rozwinięciu ziemi 7 zasięg 20 odbioru satelity 3 na ziemi 1. Duża inklinacja względnie nachylenie toru satelity 3 powoduje nadanie torowi 19 kształtu zbliżonego do sinusoidalnego. Wielokrotne okrążanie ziemi 7 przez satelitę 3 daje w rezultacie pokrywający całą powierzchnię ziemi względnie w przybliżeniu ogólnoświatowy zasięg 20 odbioru. Na fig. 3 zasięg 20 odbioru satelity 3 jest tak oznaczony, że zrzutowany na ziemię 7 stożek odbioru 21 znajduje się chwilowo nad Europa. Na fig. 3 widać wyraźnie, że odwzorowany za pomocą rzutu na ziemię 1 stożek odbioru 21, który wskutek rozwinięcia ziemi 7 ma na rysunku kształt eliptyczny, obejmuje całą Europę, a zatem wiele istniejących w rzeczywistości stref czasowych.
Na fig. 4 ukazany jest wykres 22 z przykładowym przebiegiem 25 dopplerowskiego przesunięcia częstotliwości, jakie jest odbierane z punktu widzenia odbiornika 8 sygnału czasu. Na wykresie 22 z fig. 4 na osi odciętych 23 naniesiony jest czas, zaś na osi rzędnych 24 częstotliwość. Przerywana prostopadła linia 26 oznacza czas przelotu to, w którym odbiornik 8 sygnału czasu znajduje się w najmniejszej odległości od nadajnika 6 sygnału czasu. Obszar z lewej strony przerywanej linii 26 oznacza zbliżanie się nadajnika 6 do odbiornika 8 sygnału czasu, zaś obszar z prawej strony linii 26 oznacza odpowiednio oddalanie się nadajnika 6 od 6 odbiornika 8 sygnału czasu. Im większa jest składowa prędkości nadajnika 6 sygnału czasu w kierunku odbiornika 8 sygnału czasu, to znaczy im bliżej odbiornika 8 sygnału czasu następuje przelot satelity 3, tym bardziej wyraźna, czyli tym większa jest skokowa zmiana częstotliwości w obszarze czasu przelotu to. Na podstawie przebiegu częstotliwości 25 odbiornik 8 sygnału czasu może zatem wyznaczyć odległość od nadajnika 6 sygnału czasu.
W sposobie według wynalazku celem uzyskania ogólnoświatowego odbioru sygnału czasu sygnał ten wysyła się z obiektu latającego, poruszającego się względem punktu na powierzchni ziemi. Sygnał czasu wysyła się z określoną częstotliwością lub częstotliwościami z obiektu latającego, który porusza się wzdłuż toru lotu o dużym nachyleniu. Ponadto sygnał w kształcie maczugi prowadzi się obiegiem na nadajniku po zadanym torze, zaś obiegająca wiązka sygnałowa w kształcie maczugi zawiera informacje kątowe, służące do wyznaczania kierunku nadajnika. Jeżeli wysyła się sygnał czasu z jedną częstotliwością, wówczas odległość pomiędzy 5 nadajnikiem i odbiornikiem można wyznaczyć na podstawie zjawiska Dopplera. Jeżeli używa się kilku częstotliwości, wówczas odległość pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem można określić poprzez rozrzut czasu przebiegu. Poza tym pozycję odbiornika wyznacza się w ten sposób, że odbiornik zbiera z 20 obiegającej wiązki sygnałowej w kształcie
189 984 maczugi informacje kątowe, aby móc stwierdzić, czy odbiornik znajduje się z lewej, czy też z prawej strony śladu obiektu latającego na ziemi. Umożliwia to dokładne określenie pozycji odbiornika, co z kolei pozwala nastawić rzeczywisty prawidłowy aktualny czas lokalny na odbiorniku. W celu wyznaczenia pozycji odbiornika nie emituje się zatem wysyłanego sygnału równomiernie w dół, lecz porusza się go obiegiem na kształt obrotowej maczugi. Obrót ten można zrealizować albo za pomocą poruszanych mechanicznie anten, albo za pomocą odpowiednich środków elektronicznych. Obiegająca wiązka sygnałowa w kształcie maczugi zmienia się odpowiednio w zależności od jej pozycji kątowej, w związku z czym na podstawie odebranego sygnału można wyznaczyć chwilowy kąt emisji. Może się to odbywać na przykład z wykorzystaniem częstotliwości pomocniczej, co polega na przyporządkowaniu każdej pozycji kątowej względnie zakresowi pozycji kątowych pomiędzy 0 i 360° określonej częstotliwości pomocniczej. Kąt równy od 90 do 270° w chwili największego zbliżenia definiuje wówczas stronę przelotu.
Odbiornik wyznacza samodzielnie, na podstawie sygnałów odebranych z nadajnika sygnału czasu, własne położenie geograficzne na ziemi, a następnie z tego położenia wyznacza aktualny czas lokalny, bez konieczności ingerencji ze strony użytkownika. Zwykły satelita nie wchodzi przy tym w rachubę dla takiego sygnału czasu, ponieważ albo wysokość lotu jest zbyt duża z uwagi na wymagany czas życia, w związku z czym nie można osiągnąć wymaganych natężeń pola odbioru, albo też inklinacja toru jest zbyt mała, w związku z czym nie cała powierzchnia ziemi może być objęta emisją. Przy użyciu latającego nisko (na wysokości przykładowo 200 do 400 km) satelity lub stacji kosmicznej o dużym nachyleniu toru można jednak objąć powierzchnię ziemi w zakresie ± 70 do 80 stopni szerokości. Przy dużym nachyleniu toru wraz z upływem czasu cała powierzchnia ziemi jest oblatywana przez satelitę lub stację kosmiczną.
Dzięki specjalnej geometrii anteny urządzenia do realizacji sposobu według wynalazku obszar omiatania powierzchni ziemi można rozciągnąć na tyle, że emisja nie obejmie jedynie obszarów biegunowych.
Naziemne zegary radiowe synchronizują się zazwyczaj raz dziennie, aby oszczędzać baterie. Odbywa się to z reguły nocą, ponieważ w tym czasie następuje również przestawienie pomiędzy czasem letnim i zimowym. W przypadku satelitarnych zegarów radiowych nie jest to proste, ponieważ nadajnik musi w zadanym momencie przebywać w obszarze odbioru. Dlatego też nadajnik sygnału czasu według wynalazku przekazuje dodatkowo, poza właściwymi informacjami czasowymi, również dane dodatkowe dotyczące czasów następnych przelotów nad określonym obszarem, w związku z czym odbiornik zna z wyprzedzeniem czasy odbioru. Przy pierwszym włączeniu zegara lub przy utracie czasów kontaktu odbiornik włącza się zawsze jedynie na krótko, aby stwierdzić, czy trzeba odebrać sygnał czasu. Potem następuje faza spoczynku, która jest krótsza niż czas odbioru, w związku z czym nie można przeoczyć ewentualnego kontaktu. Gdy zostanie uzyskany pierwszy kontakt odbiorczy, wówczas zegar przechodzi do zwykłego cyklu włączenia.
Zasięg odbioru dla określonego naziemnego punktu nadajnika może się rozciągać na kilka stref czasowych. Dlatego też odbiornik musi stwierdzić, jak daleko chwilowy punkt naziemny, dla którego przelicza się wysyłane dane, jest oddalony od jego własnego położenia geograficznego. W tym celu można wykorzystać jedną z dwóch możliwości:
1. Przy przelocie satelity lub stacji kosmicznej stosunkowo blisko odbiornika dopplerowskiego przesunięcie odbieranej częstotliwości, spowodowane dużą prędkością nadajnika, jest na tyle duże, że na podstawie skokowej zmiany częstotliwości i kształtu tej zmiany można wyznaczyć czas przelotu, a co za tym idzie, odległość.
2. Przy stosunkowo dalekim mijaniu odbiornika przez nadajnik analizuje się rozrzut czasu przebiegu, zatem zależność prędkości propagacji fali od długości fali względnie jej częstotliwości, przy przechodzeniu przez jonosferę ziemi. Przewodzące prąd elektryczny, górne warstwy atmosfery (jonosfera) zakłócają w różnym stopniu propagację fal radiowych, zależnie od częstotliwości wysyłanego sygnału. To z kolei sprawia, że emitowane jednocześnie sygnały o różnych częstotliwościach dochodzą do odbiornika w różnym czasie. Jeżeli znana jest przewodność elektryczna jonosfery, wówczas na podstawie tego przesunięcia czasowego można wyznaczyć odległość nadajnika od odbiornika. Aktualne parametry jonosfery mogą
189 984 być wyznaczane przez stację naziemną względnie sam nadajnik sygnału czasu może dokonywać ciągłego pomiaru jonosfery, analizując echo sygnału wzorcowego.
Celem obniżenia kosztów pamięci i maszyn liczących powierzchnię ziemi można podzielić wewnątrz odbiornika na ponumerowane strefy. Nadajnik przekazuje wówczas dodatkowo, poza sygnałem czasu, numer aktualnej strefy i wspomniane wyżej informacje dodatkowe. Dane te przechowuje się w odbiorniku. Nadajnik może zatem wyliczyć z wyprzedzeniem korekty toru i przestawienia czasu oraz przekazać je do odbiornika. Dzięki podziałowi ziemi na odpowiednie strefy, które nie muszą się pokrywać z międzynarodowymi strefami czasowymi, odbiornik jest zatem w stanie, w drodze prostego dodawania względnie odejmowania informacji czasowych, uzyskanych z nadajnika sygnału czasu, obliczyć aktualny czas w miejscu, w którym się znajduje.
Nadajnik przekazuje w sposób ciągły i powtarzalny aktualny czas i informacje dodatkowe. Aby odbiornik nie musiał odczekiwać całego czasu dla już rozpoczętego pakietu danych, zanim będzie mógł się rozpocząć odbiór kompletnego pakietu, w strumień danych wprowadza się łatwo rozpoznawalne sygnały synchronizacyjne, dzięki którym przetwarzanie danych można rozpocząć także w środku pakietu. Skraca to do minimum czas, w którym odbiornik musi pozostawać aktywny, co z kolei obniża zużycie prądu przez zegar.
Według międzynarodowych przepisów nadajniki na satelitach lub stacjach kosmicznych nie mogą przekraczać pewnej mocy nadawania (Power Flux Density), aby nie zakłócać innych systemów. Aby spełnić ten warunek brzegowy, w sposobie według wynalazku stosuje się tak zwaną technikę „Spread Spectrum”, polegającą na możliwości oddzielnego kodowania i modulacji. Sygnał z nadajnika przesuwa się następnie okresowo z określoną częstotliwością i określoną zmianą częstotliwości („sleeping”, czyli „przeszukiwanie”). Metoda zwana „Sweeping” oraz wszystkie inne zmiany nadawanego sygnału zachodzą synchronicznie i w ścisłym sprzężeniu fazowym z wzorcem czasu na pokładzie nadajnika sygnału czasu, w związku z czym na podstawie chwilowej częstotliwości i znalezionego położenia fazowego można wyznaczyć odebrany czas z rozdzielczością rzędu mikrosekund.
Do nastawiania czasu na pokładzie nadajnika sygnału czasu stosuje się po pierwsze sygnały sterujące ze stacji naziemnej lub kontrolnej, po drugie zaś nadajnik sygnału czasu może sam dekodować sygnały z krajowych nadajników czasu, przelatując nad nimi, a co za tym idzie, może również samodzielnie się synchronizować.
189 984
189 984
-γιο. 3
189 984
2)-
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.
Claims (20)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób nadawania sygnału czasu przy wykorzystaniu satelity, którym sygnał czasu nadaje się, z co najmniej jedną określona częstotliwością z poruszającego się względem punktu powierzchni ziemi obiektu latającego, przemieszczanego wzdłuż toru lotu o dużym nachyleniu, znamienny tym, że sygnał czasu (14) nadaje się w postaci wiązki o kształcie, prowadzonej obiegiem, maczugi o zmiennej pozycji kątowej, na podstawie, której określa się chwilowy kąt emisji.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako sygnał czasu (14) nadaje się czas lokalny, aktualny dla miejsca przelotu obiektu latającego (2).
- 3. Sposób według zastrz, 1 albo 2, znamienny tym, że wyznacza się położenie geograficzne odbiornika (8) i przyporządkowuje się go określonej, korzystnie numerowanej, strefie geograficznej (17).
- 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sygnał czasu (14) w kształcie maczugi przemieszcza się ruchem obiegowym w sposób nieciągły lub ciągły.
- 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w nadajniku (6) wykorzystuje się pomocnicze częstotliwości nośne.
- 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sygnał czasu (14) nadaje się za pomocą pojedynczych anten ze sterowaniem fazowym lub anten obrotowych.
- 7. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że powierzchnię ziemi dzieli się na odpowiednie, numerowane strefy (17).
- 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że poza sygnałem czasu (14) przekazuje się infonnacje dodatkowe, zwłaszcza zawierające efemerydy nadajnika, kierunek lotu, współrzędne i/lub czasy następnego przelotu nadajnika (6).
- 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na podstawie różnicy czasów przejścia przez jo no sferę sygnałów, nadawanych z różnymi częstotliwościami, wyznacza się za pomocą odbiornika odległość pomiędzy nadajnikiem (6) i odbiornikiem (8).
- 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że wyznacza się poprawkę j ono sfery za pomocą nadajnika (6) lub przekazuje się ją do nadajnika (6) ze stacji kontrolnej (10,2).
- 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sygnał nadajnika (6) rozszerza się poprzez modulację częstotliwościową i/lub fazową.
- 12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że z nadajnika (6) wysyła się sygnał, w którym przeprowadza się oddzielnie modulację i kodowanie sygnału czasu (14).
- 13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że kodowanie i przekazywanie przeprowadza się synchronicznie.
- 15. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że stosuje się synchroniczne przesunięcie częstotliwości nadajnika.15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że zwiększa się rozdzielczość czasową, wykorzystując przesunięcie częstotliwości.
- 16. Sposób według zastrz. 14 albo 15, znamienny tym, że dodatkowy wzrost rozdzielczości czasowej sygnału czasu (14) uzyskuje się na podstawie położenia przesunięcia fazowego.
- 17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wysyła się pakiety danych, w które wstawia się sygnały synchronizacyjne.
- 18. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przy przelocie nad krajowym nadajnikiem czasu na ziemi nastawia się automatycznie zegar na pokładzie obiektu łatającego (2).
- 19. Sposób wyznaczania pozycji geograficznej odbiornika względem nadajnika, przy czym nadajnik emituje sygnał czasu w kształcie obracającej się maczugi, znamienny tym, że wyznacza się odległość odbiornika od nadajnika na podstawie skokowej gdy nadajnik przelatuje nad odbiornikiem, przy czym skokowa zmiana częstotliwości występuje przy dopplerowskim przesunięciu przebiegu sygnału czasu o różnych częstotliwościach, emitowanego przez189 984 nadajnik, po czym na podstawie sygnału czasu w kształcie poruszanej obiegiem maczugi wyznacza się za pomocą odbiornika kąt emisji, na podstawie którego określa się położenie odbiornika z lewej lub z prawej strony śladu nadajnika.
- 20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że pozycję odbiornika (8) wyznacza się na podstawie analizy dopplerowskiej.
- 21. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że sygnał czasu odbiera się za pomocą zegara (9), korzystnie zegarka na rękę.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19742100A DE19742100A1 (de) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | Verfahren und Vorrichtung zum Aussenden eines Zeitsignals |
| PCT/EP1998/005913 WO1999015940A1 (de) | 1997-09-24 | 1998-09-17 | Verfahren und vorrichtung zum aussenden eines zeitsignals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL339916A1 PL339916A1 (en) | 2001-01-15 |
| PL189984B1 true PL189984B1 (pl) | 2005-10-31 |
Family
ID=7843449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL98339916A PL189984B1 (pl) | 1997-09-24 | 1998-09-17 | Sposób nadawania sygnału czasu przy wykorzystaniusatelity oraz sposób wyznaczania pozycji geograficznej odbiornika względem nadajnika |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6559796B1 (pl) |
| EP (1) | EP1012677B1 (pl) |
| JP (1) | JP4509374B2 (pl) |
| KR (1) | KR100589473B1 (pl) |
| CN (1) | CN1119725C (pl) |
| AT (1) | ATE292813T1 (pl) |
| AU (1) | AU744642B2 (pl) |
| BR (1) | BR9812511A (pl) |
| CA (1) | CA2304530C (pl) |
| DE (2) | DE19742100A1 (pl) |
| EA (1) | EA002029B1 (pl) |
| PL (1) | PL189984B1 (pl) |
| WO (1) | WO1999015940A1 (pl) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2241608T3 (es) * | 1999-05-10 | 2005-11-01 | Wolfgang Schafer | Procedimiento para la generacion de una señal de alta frecuencia y dispositivo para la recepcion de esta señal de alta frecuencia. |
| DE102004042200B4 (de) * | 2004-09-01 | 2007-04-19 | Legrand-Bticino Gmbh | Astronomische Schaltuhr mit automatischer Parametrierung |
| WO2008104098A1 (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Huawei Technologies Co., Ltd. | System and method for determining a transmit timing for sommunication in a radio communication system |
| JP5088676B2 (ja) * | 2007-07-31 | 2012-12-05 | セイコーエプソン株式会社 | 時刻修正装置、時刻修正装置付き計時装置及び時刻修正方法 |
| US8291357B2 (en) * | 2007-10-09 | 2012-10-16 | International Business Machines Corporation | On-chip identification circuit incorporating pairs of conductors, each having an essentially random chance of being shorted together as a result of process variations |
| US20090094566A1 (en) * | 2007-10-09 | 2009-04-09 | International Business Machines Corporation | Design structure for chip identification system |
| FR2993369B1 (fr) * | 2012-07-11 | 2017-10-13 | Centre Nat D'etudes Spatiales | Signal radio gnss pour une synchronisation amelioree |
| JP6149817B2 (ja) * | 2014-07-18 | 2017-06-21 | カシオ計算機株式会社 | 電子時計 |
| CN105045086B (zh) * | 2015-08-28 | 2017-07-07 | 中国科学院光电研究院 | 一种改进的高精度rdss授时方法 |
| KR102208580B1 (ko) * | 2018-02-09 | 2021-01-28 | 한국전자통신연구원 | 무인 이동체, 무인 이동체들 사이의 시간 동기화 지원 장치 및 그 방법 |
| CN113467221B (zh) * | 2021-07-13 | 2022-08-19 | 湖南国科微电子股份有限公司 | 一种卫星导航授时方法、系统及相关组件 |
| US12060148B2 (en) | 2022-08-16 | 2024-08-13 | Honeywell International Inc. | Ground resonance detection and warning system and method |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1595075A (pl) * | 1968-12-13 | 1970-06-08 | ||
| JPS6319587A (ja) * | 1986-07-11 | 1988-01-27 | Furuno Electric Co Ltd | 時刻較正システム |
| JPH02243984A (ja) * | 1989-03-16 | 1990-09-28 | Mitsubishi Electric Corp | データ収集装置における虚発振源排除方法 |
| JPH0748078B2 (ja) * | 1989-04-11 | 1995-05-24 | 郵政省通信総合研究所長 | スペクトラム拡散2周波信号の相関による測距方法 |
| GB2241623A (en) * | 1990-02-28 | 1991-09-04 | Philips Electronic Associated | Vehicle location system |
| EP0498199A3 (en) | 1991-02-04 | 1993-01-13 | Motorola, Inc. | Satellite signal receiver with automatic time of day information |
| US5408444A (en) * | 1991-06-19 | 1995-04-18 | Casio Computer Co., Ltd. | Electronic timepiece capable of receiving signals from satellites |
| DE4313945A1 (de) * | 1993-04-28 | 1994-11-03 | Diehl Gmbh & Co | Verfahren und Einrichtungen zum Verbreiten einer Normalzeitinformation |
| US5574660A (en) * | 1993-07-12 | 1996-11-12 | Motorola, Inc. | Communication method and apparatus |
| AU2283695A (en) | 1994-04-08 | 1995-10-30 | Celestial Time, Inc. | Satellite controlled timepiece |
| JPH08110230A (ja) * | 1994-10-11 | 1996-04-30 | Alpine Electron Inc | 時間表示装置 |
| US5920284A (en) * | 1996-09-30 | 1999-07-06 | Qualcomm Incorporated | Ambiguity resolution for ambiguous position solutions using satellite beams |
| JPH10104255A (ja) * | 1996-09-30 | 1998-04-24 | Toshiba Corp | 移動物体検出装置 |
-
1997
- 1997-09-24 DE DE19742100A patent/DE19742100A1/de not_active Ceased
-
1998
- 1998-09-17 EA EA200000353A patent/EA002029B1/ru not_active IP Right Cessation
- 1998-09-17 US US09/509,373 patent/US6559796B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-17 CN CN98809329A patent/CN1119725C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-17 DE DE59812718T patent/DE59812718D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-17 BR BR9812511-7A patent/BR9812511A/pt not_active IP Right Cessation
- 1998-09-17 WO PCT/EP1998/005913 patent/WO1999015940A1/de not_active Ceased
- 1998-09-17 EP EP98950044A patent/EP1012677B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-17 JP JP2000513177A patent/JP4509374B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-17 KR KR1020007003120A patent/KR100589473B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-17 AT AT98950044T patent/ATE292813T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-09-17 PL PL98339916A patent/PL189984B1/pl unknown
- 1998-09-17 AU AU96261/98A patent/AU744642B2/en not_active Expired
- 1998-09-17 CA CA002304530A patent/CA2304530C/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1271430A (zh) | 2000-10-25 |
| US6559796B1 (en) | 2003-05-06 |
| EA200000353A1 (ru) | 2000-10-30 |
| EA002029B1 (ru) | 2001-12-24 |
| KR20010015613A (ko) | 2001-02-26 |
| EP1012677B1 (de) | 2005-04-06 |
| DE19742100A1 (de) | 1999-03-25 |
| CN1119725C (zh) | 2003-08-27 |
| WO1999015940A1 (de) | 1999-04-01 |
| CA2304530A1 (en) | 1999-04-01 |
| HK1033006A1 (en) | 2001-08-10 |
| DE59812718D1 (de) | 2005-05-12 |
| ATE292813T1 (de) | 2005-04-15 |
| CA2304530C (en) | 2006-04-18 |
| BR9812511A (pt) | 2000-07-25 |
| AU9626198A (en) | 1999-04-12 |
| KR100589473B1 (ko) | 2006-06-14 |
| AU744642B2 (en) | 2002-02-28 |
| EP1012677A1 (de) | 2000-06-28 |
| JP2001517803A (ja) | 2001-10-09 |
| PL339916A1 (en) | 2001-01-15 |
| JP4509374B2 (ja) | 2010-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5959575A (en) | Interior GPS navigation | |
| US8456353B2 (en) | Method and system for determining clock corrections | |
| Han et al. | Future alternative positioning, navigation, and timing techniques: A survey | |
| RU97113472A (ru) | Глобальная космическая система определения местоположения и радионавигации, радиомаяк и приемник, используемые в данной системе | |
| PL189984B1 (pl) | Sposób nadawania sygnału czasu przy wykorzystaniusatelity oraz sposób wyznaczania pozycji geograficznej odbiornika względem nadajnika | |
| CA2426954A1 (en) | System and method for fast acquisition reporting using communication satellite range measurement | |
| Moore et al. | GPS applications in power systems. I. Introduction to GPS | |
| US6839631B1 (en) | Space based augmentation system with hierarchy for determining geographical corrections source | |
| Betz | Fundamentals of Satellite‐Based Navigation and Timing | |
| Aheieva et al. | Project overview of SPATIUM-I: a technology demonstration mission toward global three-dimensional ionosphere mapping via CubeSat constellation equipped with an atomic clock | |
| Aheieva et al. | CubeSat mission for ionosphere mapping and weather forecasting using chip-scale atomic clock | |
| AlJewari et al. | Impact of multipath interference and change of velocity on the reliability and precision of GPS | |
| Groves et al. | Space weather effects on communication and navigation | |
| KR100520303B1 (ko) | 무선통신망을 이용한 위치 정보 측정 시스템 및 그 방법 | |
| Park et al. | Correlation Analysis Between MF R-Mode Temporal ASF and Meteorological Factors | |
| Galati et al. | Global navigation satellite system in an integrated air traffic management constellation | |
| Petrov | Main Threats and Solutions for Positioning by Navigational Aids Network | |
| Westerfield | Determination of position of a drifting buoy by means of the Navy navigation satellite system | |
| CN106961834B (zh) | 转发器卫星通信导航定位系统 | |
| Kos et al. | GPS modernisation and GNSS development | |
| Thorsteinsson et al. | Iceland's network of differential GPS radiobeacons | |
| Fenton et al. | Time Transfer Using WAAS: An Initial Attempt | |
| Brisken et al. | ATS-5 trilateration support | |
| Benhallam et al. | Performance Comparisons between GPS and GLONASS Transmission Systems | |
| Koishi et al. | A study of next-generation satellite navigation system |