專利名稱：用于空中交通管制的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)的制作方法
用于空中交通管制的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)本發(fā)明涉及一種用于空中交通管制的二次監(jiān)視雷達(dá)(以下簡(jiǎn)稱為SSR)系統(tǒng)。SSR 系統(tǒng)包括多個(gè)二次雷達(dá)站并且適于確定空中交通工具在二次雷達(dá)站中的至少一些二次雷達(dá)站的覆蓋范圍之內(nèi)的位置?？罩薪煌üぞ叩奈恢媒柚诙卫走_(dá)站與空中交通工具的應(yīng)答機(jī)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)的傳播時(shí)間測(cè)量來(lái)確定。為了實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的傳播時(shí)間測(cè)量，為了允許比較通過(guò)二次雷達(dá)站測(cè)量的傳播時(shí)間并且為了實(shí)現(xiàn)借助所謂的多點(diǎn)定位或者雙曲定位過(guò)程對(duì)空中交通工具的位置進(jìn)行可靠計(jì)算，二次雷達(dá)站中的每個(gè)都工作在同步本地時(shí)基上。原理上，傳播時(shí)間測(cè)量可以以兩種不同的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)空中交通工具廣播地面基站所接收的信號(hào)，地面基站測(cè)量“到達(dá)時(shí)差”，或者實(shí)現(xiàn)所傳輸?shù)男盘?hào)的實(shí)際傳播時(shí)間測(cè)量。二次監(jiān)視雷達(dá)被稱為“二次”，以使其區(qū)別于通過(guò)無(wú)線電信號(hào)從空中交通工具、例如飛機(jī)的外殼被動(dòng)反射而工作的“一次雷達(dá)”。一次雷達(dá)在大型全金屬飛機(jī)的情況下最佳地工作，而對(duì)于小型復(fù)合飛機(jī)不是很好。該一次雷達(dá)的范圍也受到地形和氣象條件(例如雨或雪)限制，并且該一次雷達(dá)也檢測(cè)諸如汽車、丘陵和樹(shù)之類的不期望的對(duì)象。此外，不是所有一次雷達(dá)都可估計(jì)飛機(jī)的海拔高度。二次雷達(dá)克服了這些限制，但是二次雷達(dá)取決于飛機(jī)中的應(yīng)答機(jī)來(lái)響應(yīng)于來(lái)自二次雷達(dá)站(例如地面站)的專門的詢問(wèn)，以使得飛機(jī)更明顯并且報(bào)告飛機(jī)的海拔高度和與飛機(jī)有關(guān)的其他信息。二次監(jiān)視雷達(dá)(SSR)系統(tǒng)是用在空中交通管制(ATC)中的雷達(dá)系統(tǒng)并且也是用在機(jī)載防撞系統(tǒng)(ACAQ中的雷達(dá)系統(tǒng)。SSR系統(tǒng)不僅檢測(cè)和測(cè)量飛機(jī)的位置，而且向飛機(jī)本身請(qǐng)求諸如其身份和海拔高度的附加信息。不像通過(guò)檢測(cè)所反射的無(wú)線電信號(hào)來(lái)僅測(cè)量目標(biāo)的范圍和方位的一次雷達(dá)系統(tǒng)，SSR取決于其目標(biāo)裝備有雷達(dá)應(yīng)答機(jī)，該雷達(dá)應(yīng)答機(jī)在某些時(shí)刻(例如定期地)發(fā)送包含編碼數(shù)據(jù)的信號(hào)或者通過(guò)發(fā)送包含編碼數(shù)據(jù)的響應(yīng)信號(hào)來(lái)應(yīng)答專門的詢問(wèn)信號(hào)。編碼數(shù)據(jù)被SSR系統(tǒng)用來(lái)通過(guò)多點(diǎn)定位而分別定位應(yīng)答機(jī)的位置和飛機(jī)的位置。二次雷達(dá)站是位于地面上的某些固定位置處的基站。二次雷達(dá)站的位置對(duì)于基站所連接到的中央處理單元是已知的，并且被用于確定應(yīng)答機(jī)的位置和飛機(jī)的位置。使用多點(diǎn)定位來(lái)檢測(cè)飛機(jī)的位置和海拔高度的SSR系統(tǒng)依靠SSR系統(tǒng)的所有二次雷達(dá)站的本地時(shí)基的精確同步。當(dāng)前使用的多點(diǎn)定位同步技術(shù)是一通過(guò)外部時(shí)鐘的同步(公共時(shí)鐘模式)，外部時(shí)鐘信號(hào)通常由GPS(全球定位系統(tǒng))或者GNSS (全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))提供并且由二次雷達(dá)站中提供的GPS或者GNSS接收機(jī)接收?！柚鷨为?dú)的附加校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)、例如借助該發(fā)射機(jī)發(fā)射的高頻(HF)信號(hào)的單向同步。二次雷達(dá)站位于校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)的覆蓋區(qū)域之內(nèi)并且只能從校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)接收校準(zhǔn)信號(hào)， 但不能向校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)發(fā)送信號(hào)。通過(guò)相同的校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)同步的所有二次雷達(dá)站形成所謂的群。在兩個(gè)群之間形成相互關(guān)系，其中二次雷達(dá)站之一從兩個(gè)或更多校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)接收校準(zhǔn)信號(hào)，并且兩個(gè)或更多群時(shí)基之間的差被傳送到中央處理單元。在較大的系統(tǒng)或WAM(廣域多點(diǎn)定位)系統(tǒng)中，期望的覆蓋區(qū)域可超過(guò)單個(gè)校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)所覆蓋的區(qū)域；各具有自己的時(shí)基的多個(gè)群必須被建立并且這些群不得不被橋接。用于同步一個(gè)群的多個(gè)站的同步消息沒(méi)有包含針對(duì)定時(shí)的有用信息。僅根據(jù)同步消息的到達(dá)時(shí)間來(lái)執(zhí)行同步，同步消息的內(nèi)容對(duì)于同步不重要。GB 2 250 154 A和EP 0 653 643 A描述了多點(diǎn)定位系統(tǒng)，這些多點(diǎn)定位系統(tǒng)的基站必須被同步。這些現(xiàn)有技術(shù)參考中使用的同步源是HF信號(hào)。該信號(hào)包括發(fā)送信號(hào)的基站的標(biāo)識(shí)符(ID)。接收方基站將該ID與關(guān)于信號(hào)到達(dá)該接收方基站的到達(dá)時(shí)間(TOA)的信息一起轉(zhuǎn)發(fā)給這些基站所連接到的中央處理單元。所限定的基站位置在中央處理單元處是已知的。中央處理單元根據(jù)ID、TOA和基站的位置確定不同接收方基站的內(nèi)部時(shí)鐘的偏移。因此，公知的同步方法需要單獨(dú)的附加中央處理單元，用于執(zhí)行基站的同步，其中所有基站必須被連接該單獨(dú)的附加中央處理單元。此外，用于多點(diǎn)定位系統(tǒng)的同步的HF信號(hào)并沒(méi)有被用于傳輸有用的定時(shí)數(shù)據(jù)。
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供沒(méi)有群的WAM系統(tǒng)的雷達(dá)站的容易和簡(jiǎn)單的高精度的同步。為了解決該目標(biāo)，本發(fā)明建議一種包含權(quán)利要求1的特征的用于空中交通管制的 SSR系統(tǒng)。特別是，建議了根據(jù)SSR系統(tǒng)的要被同步的二次雷達(dá)站所接收到的并且由SSR系統(tǒng)的其他二次雷達(dá)站之一所廣播的同步信號(hào)的內(nèi)容來(lái)同步該二次雷達(dá)站。當(dāng)然，SSR系統(tǒng)的二次雷達(dá)站中的一個(gè)以上的二次雷達(dá)站可根據(jù)本發(fā)明被同步，特別是SSR系統(tǒng)的所有二次雷達(dá)站可被同步。根據(jù)本發(fā)明，建議使用時(shí)間信號(hào)或時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)作用校準(zhǔn)設(shè)備。時(shí)間信號(hào)或者時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)是優(yōu)選的，但不一定是SSR系統(tǒng)的二次雷達(dá)站中的至少一個(gè)。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，發(fā)射機(jī)并不是單獨(dú)的附加硬件單元。而是，公知的SSR系統(tǒng)中已經(jīng)存在的硬件被用于附加地執(zhí)行二次雷達(dá)站的同步。因此，這些發(fā)射機(jī)并不是僅發(fā)送任意同步信號(hào)，該信號(hào)也包括關(guān)于并且允許接收該信號(hào)的(多個(gè))二次雷達(dá)站的同步的數(shù)據(jù)有效載荷中的信息。同步信號(hào)優(yōu)選地包括數(shù)據(jù)包。該同步信號(hào)特別是包含指示同步信號(hào)的傳輸時(shí)間的信息。根據(jù)本發(fā)明的二次監(jiān)視雷達(dá)(SSR)系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)中已知的常規(guī)多點(diǎn)定位系統(tǒng)的重要差別在于如下內(nèi)容常規(guī)系統(tǒng)使用它們自己或者外部收發(fā)器發(fā)送的同步消息。包含在那些消息中的數(shù)據(jù)被用于僅僅標(biāo)識(shí)源，而并不包含可直接用于同步過(guò)程本身的任何有用信息。根據(jù)本發(fā)明，指示同步信號(hào)的傳輸時(shí)間的信息在信號(hào)中被發(fā)送。這允許接收方基站自發(fā)地使它們的本地時(shí)鐘同步。沒(méi)有單獨(dú)的附加中央處理單元需要用于使SSR系統(tǒng)的基站同步。根據(jù)本發(fā)明，該信號(hào)中所發(fā)送的附加數(shù)據(jù)被嵌入該信號(hào)本身中并且可被直接用于同步，而不必向其他外部實(shí)體請(qǐng)求其他信息。二次雷達(dá)站的同步可以在接收同步信號(hào)的站中的每個(gè)站中被執(zhí)行。這意味著，根據(jù)本發(fā)明，多點(diǎn)定位系統(tǒng)的同步并不要求附加的外部處理單元和將基站與處理單元連接的數(shù)據(jù)鏈路。因此，本發(fā)明允許更靈活的WAM/多點(diǎn)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)。與此相反，現(xiàn)有技術(shù)中已知的常規(guī)系統(tǒng)被組織成單元或群，并且兩個(gè)WAM系統(tǒng)之間的互連要求復(fù)雜的協(xié)議。對(duì)于WAM系統(tǒng)，整個(gè)同步網(wǎng)格可以使用冗余鏈路來(lái)建立，以改善整個(gè)同步性能。與當(dāng)前同步技術(shù)相比，接收機(jī)(二次雷達(dá)站)不需要附加的數(shù)據(jù)鏈路來(lái)進(jìn)行同步，因?yàn)樵摻邮諜C(jī)(二次雷達(dá)站)可接收對(duì)于其同步所需的所有相關(guān)信息并且根據(jù)從WAM系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)其他二次雷達(dá)站接收到的同步信號(hào)的內(nèi)容推斷所述相關(guān)信息。同步所需的所有信息被包
5含在同步數(shù)據(jù)包的有效載荷中。二次雷達(dá)站中的每個(gè)都通過(guò)從其他雷達(dá)站中的一個(gè)或多個(gè)接收同步信息并且處理同步信息來(lái)規(guī)定其自己的同步。這種技術(shù)可被用于使任何尺寸的 WAM系統(tǒng)同步，而不必引入具有不同時(shí)基的不同群。相反，在所有二次雷達(dá)站同步之后，整個(gè) WAM系統(tǒng)將運(yùn)行在公共的同步時(shí)基上。為了簡(jiǎn)化操作和處理，這可以是UTC(世界協(xié)調(diào)時(shí)) 或其某些衍生形式，但是當(dāng)然也可是任何其他(包括合成的)時(shí)基。當(dāng)然，要被同步的二次雷達(dá)站能不僅從一個(gè)其他雷達(dá)站而且從多個(gè)其他雷達(dá)站接收同步數(shù)據(jù)包。那么，要被同步的雷達(dá)站可執(zhí)行某種表決或者數(shù)學(xué)處理，以便達(dá)到要被同步的雷達(dá)站基于其來(lái)使其本地時(shí)基同步的單個(gè)時(shí)基。如果二次雷達(dá)站從其他二次雷達(dá)站中的一個(gè)以上的二次雷達(dá)站接收到同步信號(hào)，則接收方二次雷達(dá)站可選擇同步信號(hào)中的被最佳同步的由其他二次雷達(dá)站發(fā)送的一個(gè)同步信號(hào)。在那種情況下，同步信號(hào)的內(nèi)容可包括d 被同步到的那些二次雷達(dá)站的標(biāo)識(shí)和/或關(guān)于發(fā)送站的同步質(zhì)量的信息。包含在同步信號(hào)的有效載荷中的并且用于同步雷達(dá)站的信息例如包括從發(fā)射方二次雷達(dá)站發(fā)送同步信號(hào)的時(shí)刻(“傳輸時(shí)間”)。傳輸時(shí)間是(不是指向某個(gè)接收方二次雷達(dá)站或針對(duì)某個(gè)接收方二次雷達(dá)站提供的)非特定信號(hào)，其可由SSR系統(tǒng)的任何接收站來(lái)接收和處理。傳輸時(shí)間不能總是被提前測(cè)量(在已發(fā)生實(shí)際發(fā)送并且信號(hào)已離開(kāi)廣播天線之前)，因?yàn)樵谛盘?hào)被實(shí)際發(fā)送之前，也就是在知道精確的傳輸時(shí)間之前，傳輸時(shí)間的值必須被插入到數(shù)據(jù)有效載荷中。在這種情況下，同步信號(hào)可包含兩個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)包或電報(bào)。 兩個(gè)數(shù)據(jù)包中的第二數(shù)據(jù)包包含第一包的傳輸時(shí)間。在所謂的相干系統(tǒng)中，傳輸時(shí)間可以提前確定。在那種情況下，單個(gè)數(shù)據(jù)包會(huì)是足夠的。然而，本發(fā)明的廣播通過(guò)要被同步的接收站來(lái)接收的數(shù)據(jù)包中的傳輸時(shí)間的思想是相同的。除傳輸時(shí)間之外，同步信號(hào)也可包含來(lái)自時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)給出不同的健康信息，健康信息可被用來(lái)生成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的不同二次雷達(dá)站的狀態(tài)的實(shí)時(shí)思想。時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)的概念允許甚至在多點(diǎn)定位系統(tǒng)之外使用時(shí)間信標(biāo)，而無(wú)需具有到這些時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)的附加的數(shù)據(jù)鏈路。從架構(gòu)觀點(diǎn)看來(lái)，有史以來(lái)第一次在地面站本身中使用時(shí)間信標(biāo)執(zhí)行同步功能。包含在發(fā)送站發(fā)送的同步信號(hào)中的信息優(yōu)選是發(fā)射機(jī)的時(shí)域中的時(shí)間信息。所發(fā)射的信號(hào)是并不意圖用于某個(gè)接收機(jī)并且因此可被在所發(fā)送的信號(hào)的作用范圍之內(nèi)的任何接收站接收的非特定信號(hào)。在接收機(jī)處，從發(fā)送站接收到的時(shí)間信息可被用于確定發(fā)射機(jī)的時(shí)域中的同步信號(hào)的預(yù)測(cè)的到達(dá)時(shí)間。與像接收機(jī)的時(shí)域中的實(shí)際到達(dá)時(shí)間的附加信息一起可被用于確定發(fā)射機(jī)的時(shí)域與接收機(jī)的時(shí)域之間的差，并且最終可被用于使接收機(jī)在發(fā)射機(jī)的時(shí)域上同步。作為同步信號(hào)的有效載荷內(nèi)容發(fā)送的所發(fā)送的時(shí)間信息優(yōu)選是傳輸時(shí)間。與像發(fā)送站到接收站的距離和信號(hào)的傳播時(shí)間的附加信息一起通?？杀挥脕?lái)確定發(fā)射機(jī)的時(shí)域中的預(yù)測(cè)的到達(dá)時(shí)間。當(dāng)然，也會(huì)能通過(guò)如下方式來(lái)確定接收站處的時(shí)鐘校正值在考慮同步信號(hào)的傳播時(shí)間的情況下，將接收到的同步信號(hào)中所包含的廣播站的時(shí)域中的傳輸時(shí)間與接收站的時(shí)域中的根據(jù)在接收站接收同步信號(hào)的實(shí)際時(shí)間所確定的估計(jì)的傳輸時(shí)間進(jìn)行比較。借助所描述的單向同步，雷達(dá)站可被同步到公共時(shí)基，例如被同步到SSR系統(tǒng)的至少一個(gè)其他二次雷達(dá)站的時(shí)基。單向同步允許SSR系統(tǒng)的二次雷達(dá)站的容易、快速和可靠的同步。另外，雙向同步可被使用，以便增強(qiáng)多點(diǎn)定位過(guò)程、即飛機(jī)位置的確定的性能和精度。通常，(對(duì)應(yīng)于雷達(dá)站的)校準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間的幾何距離是已知的，因?yàn)?對(duì)應(yīng)于發(fā)送同步數(shù)據(jù)包的雷達(dá)站的)固定的發(fā)射機(jī)位于固定的已知位置。雙向技術(shù)可被用來(lái)檢查在傳輸路徑中是否有附加的未知影響(山、建筑物、樹(shù)、氣象干擾等)，這可影響同步數(shù)據(jù)包從其他雷達(dá)站中的至少一個(gè)到要被同步的雷達(dá)站的傳播時(shí)間。假設(shè)基站之間的距離是固定的，則雙向同步通過(guò)將單向同步的結(jié)果與雙向同步的結(jié)果進(jìn)行比較來(lái)允許對(duì)整個(gè)SSR系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能測(cè)試。在那種情況下，特別是通過(guò)考慮傳輸路徑中影響響應(yīng)信號(hào)的實(shí)際傳播時(shí)間的某些效應(yīng)，以較高的精度確定所估計(jì)的傳播時(shí)間并且因而確定飛機(jī)的位置。進(jìn)一步地，雙向同步也允許接收同步信號(hào)的二次雷達(dá)站的更精確的同步。此外，雙向技術(shù)允許評(píng)估如下傳輸路徑在所述傳輸路徑上，響應(yīng)信號(hào)從飛機(jī)的應(yīng)答機(jī)行進(jìn)到接收方雷達(dá)站，而同步信號(hào)從發(fā)射方雷達(dá)站行進(jìn)到要被同步的雷達(dá)站。如果該站是最近定位在需要的任何地方的移動(dòng)二次雷達(dá)站，并且如果該站的位置還沒(méi)有被確定和/或被傳送給其他雷達(dá)站，則這是特別有利的。為了實(shí)現(xiàn)雙向同步，要被同步的站也廣播數(shù)據(jù)信號(hào)。這些數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)SSR系統(tǒng)的廣播同步信號(hào)的站來(lái)接收。因而，發(fā)送站廣播同步信號(hào)并且從作用范圍中的其他二次雷達(dá)站接收數(shù)據(jù)。接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)可被用于確定可從其接收到數(shù)據(jù)信號(hào)的那些站、即作用范圍中的那些站，并且確定從這些站接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)的質(zhì)量。其他站發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)可通過(guò)發(fā)送同步信號(hào)的站并且也可通過(guò)其他站中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)接收。接收數(shù)據(jù)信號(hào)的站(其中發(fā)送同步信號(hào)的站)可將信息輸入到不時(shí)地被更新的列表中。該列表可被定期地更新或者在某事件發(fā)生時(shí)被更新，例如，如果從新站接收到信號(hào)，如果接收到的信號(hào)的質(zhì)量變化或者如果從某個(gè)站不再接收到信號(hào)，則更新該列表。該列表也可包含分配給列表中包含的不同站并且表示曾確定從某個(gè)站接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)的質(zhì)量的時(shí)間的時(shí)間戳。包含在列表中的信息可被廣播到SSR系統(tǒng)的其他站，優(yōu)選地作為同步信號(hào)的有效載荷的部分被廣播。由于當(dāng)在二次雷達(dá)站之中經(jīng)空中接口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)帶寬受限，所述信息優(yōu)選地針對(duì)包含在列表中的站逐一連續(xù)發(fā)送，其中同步信號(hào)中的每個(gè)都優(yōu)選地包含在列表中所包含的站之一的信息。如果二次雷達(dá)站所發(fā)送的每個(gè)同步信號(hào)都包含關(guān)于到列表的恰好一個(gè)其他站的傳輸路徑的信息，則在發(fā)送同步信號(hào)的站的作用范圍中已發(fā)送對(duì)應(yīng)于站的總數(shù)目的多個(gè)同步信號(hào)之后，包含在列表中的所有信息已被發(fā)送。關(guān)于從廣播站到要被同步的二次雷達(dá)站之一的傳輸路徑的附加信息被作用范圍中的所有其他站來(lái)接收并且從有效載荷中來(lái)提取。然而，關(guān)于傳輸路徑的附加信息僅通過(guò)其涉及的那個(gè)接收站來(lái)處理。例如，如果接收站通知附加信息涉及廣播站到另一站的傳輸路徑，則針對(duì)其本地時(shí)鐘的同步，接收站僅使用包含在其中的傳輸時(shí)間，而不管關(guān)于傳輸路徑的信息。與此相反，如果接收站通知所述附加信息涉及廣播站到接收站的傳輸路徑，則該接收站針對(duì)其本地時(shí)鐘的同步使用包含在其中的傳輸時(shí)間并且使用關(guān)于傳輸路徑的信息來(lái)更新傳播時(shí)間值，以便針對(duì)將來(lái)的同步獲得更高的精度。由于站的位置和傳輸路徑的特征僅在例外情況下變化的事實(shí)并且如果這些站的位置和傳輸路徑的特征變化，則這些站的位置和傳輸路徑的特征以非常長(zhǎng)的時(shí)間常數(shù)變化，并且由于站裝備有晶體振蕩器的事實(shí)，關(guān)于廣播站處的包含在列表中的傳輸路徑的附加信息必須并非非常頻繁地被更新并且被發(fā)送到其他站。在每一分鐘或多個(gè)分鐘一次、優(yōu)選地一分鐘一次或兩次的范圍中的更新和發(fā)送率將提供良好的結(jié)果。例如，如果二次雷達(dá)站在作用范圍中具有十個(gè)其他SSR系統(tǒng)的站，并且如果關(guān)于傳輸路徑的附加信息經(jīng)空中接口被廣播，則同步信號(hào)定期地每秒被發(fā)送兩次，也就是每分鐘被發(fā)送120次。如果同步信號(hào)包含關(guān)于到作用范圍中的站中的僅一個(gè)站的傳輸路徑的附加信息，則同步信號(hào)會(huì)必須包含針對(duì)某個(gè)站的附加信息。如果關(guān)于傳輸路徑的信息被每分鐘更新一次，則每分鐘發(fā)送的120個(gè)同步信號(hào)中的僅十個(gè)同步信號(hào)會(huì)不得不包含關(guān)于傳輸路徑的附加信息。要被同步的接收站將能夠使其本地時(shí)域每分鐘同步120次并且能夠每分鐘更新一次關(guān)于從廣播站被發(fā)送到接收站的信號(hào)的傳播時(shí)間的信息。包含關(guān)于傳輸路徑的附加信息的同步信號(hào)可被連續(xù)發(fā)送，使得要在那個(gè)時(shí)刻被發(fā)送的剩余110個(gè)同步信號(hào)會(huì)不包括關(guān)于傳輸路徑的附加信息?？商鎿Q地，包含關(guān)于傳輸路徑的附加信息的同步信號(hào)可被分發(fā)，使得例如每十二個(gè)同步信號(hào)會(huì)包括關(guān)于從廣播站到作用范圍中的其他站之一的傳輸路徑的附加信息。當(dāng)然，包含在同步信號(hào)中的附加信息可經(jīng)在廣播二次雷達(dá)站與要被同步的二次雷達(dá)站之間的任何傳輸路徑被發(fā)送，例如經(jīng)SSR系統(tǒng)的二次雷達(dá)站之間建立的單獨(dú)的發(fā)送線路或者單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)被發(fā)送。在那種情況下，較高的帶寬是可用的，并且會(huì)可能在要被立即同步的發(fā)送同步信號(hào)的二次雷達(dá)站處發(fā)送包含在列表中的所有信息。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，建議經(jīng)也被用于向飛機(jī)的應(yīng)答機(jī)發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)并且用于從飛機(jī)的應(yīng)答機(jī)接收響應(yīng)信號(hào)的空中接口來(lái)發(fā)送同步信號(hào)，甚至發(fā)送同步數(shù)據(jù)包(sync 包)。同樣的情況適用于在雙向技術(shù)中從要被同步的二次雷達(dá)站發(fā)送到SSR系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)其他二次雷達(dá)站的數(shù)據(jù)包。Sync和數(shù)據(jù)包也可經(jīng)也被用于在地面站與飛機(jī)之間傳輸信號(hào)的空中接口被發(fā)送。地面站與飛機(jī)之間的通信可使用模式S(上行鏈路1030MHz、下行鏈路1090MHz)、UAT(通用訪問(wèn)收發(fā)機(jī)；上行鏈路和下行鏈路例如使用978MHz)、(利用現(xiàn)有的航空VHF頻率中的一個(gè)或多個(gè)的)VHF數(shù)據(jù)鏈路(VDL)模式4或者其在其他頻率上的變型。所有RF信號(hào)可被用來(lái)攜帶同步信息。針對(duì)空中交通管制系統(tǒng)，這意味著，每個(gè)RF信號(hào)鏈路(不管主要目的是什么)可被用來(lái)使多點(diǎn)定位系統(tǒng)同步。本發(fā)明的目的是最小化附加RF信號(hào)的使用并且以混合方式使用已經(jīng)現(xiàn)有的信號(hào)。數(shù)據(jù)調(diào)制到這些信號(hào)中的方式可以是使用已經(jīng)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)字段或者使用附加的調(diào)制或編碼方案，這些附加的調(diào)制或編碼方案對(duì)于已經(jīng)使用這些信號(hào)的老式設(shè)備是不可見(jiàn)的和透明的。根據(jù)該實(shí)施例，同步數(shù)據(jù)包從二次雷達(dá)站中的至少一個(gè)到要被同步的二次雷達(dá)站的發(fā)送并且數(shù)據(jù)包在相反方向上的發(fā)送以RF鏈路執(zhí)行，使得雙向計(jì)算可純粹地基于機(jī)場(chǎng)周邊活動(dòng)區(qū)數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行。由于所有站都裝備有十分精確的晶體振蕩器，所以同步狀態(tài)包的發(fā)送率可低至每分鐘一次或兩次。發(fā)送率高到足以確保這些站的本地時(shí)鐘的同步的期望精度在僅數(shù)納秒范圍中。根據(jù)狀態(tài)包生成的“水平狀態(tài)”在某個(gè)時(shí)間周期上是恒定的，并且因此并不一定必須被更頻繁地發(fā)送。SSR系統(tǒng)的不同二次雷達(dá)站將同步信號(hào)本身處理為包含針對(duì)同步的所有相關(guān)信息的數(shù)據(jù)鏈路。本發(fā)明的重要方面是將同步信號(hào)混合使用，一方面為無(wú)線數(shù)據(jù)鏈路而另一方面為攜帶針對(duì)同步過(guò)程的所有相關(guān)數(shù)據(jù)并且不僅用作發(fā)送機(jī)的標(biāo)識(shí)源的方式。同步信號(hào)攜帶數(shù)據(jù)的事實(shí)也可被用來(lái)發(fā)送比純同步相關(guān)數(shù)據(jù)更多的信息。針對(duì)具有低交通量的區(qū)域中的實(shí)現(xiàn)方案，這個(gè)附加信息甚至可以包括來(lái)自遠(yuǎn)程傳感器的測(cè)量結(jié)果，從而使得附加的數(shù)據(jù)鏈路(其可能非常昂貴)不是必需的。附加信息可在與最初使用的同步信號(hào)相同的頻率和調(diào)制方案或者在其他頻率上被發(fā)送。由于現(xiàn)今的大多數(shù)硬件是頻率捷變的，所以相鄰信道上的發(fā)送可以是選項(xiàng)；這可利用已經(jīng)安裝的硬件、線纜和/或天線來(lái)完成。一個(gè)實(shí)施例可以是，例如在像UAT等的窄帶調(diào)制方案的情況下，使用具有1090/1030 能力的時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)來(lái)在1030/1090MHZ或者在其間的任何頻帶中發(fā)送附加數(shù)據(jù)。所建議的時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)架構(gòu)允許多個(gè)多點(diǎn)定位傳感器接收機(jī)的精確同步。以相同的方式，系統(tǒng)的時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)所發(fā)射的時(shí)間信號(hào)也可被移動(dòng)或者機(jī)載參與者用來(lái)獨(dú)立地執(zhí)行定位。換言之，SSR系統(tǒng)的二次雷達(dá)站的同步架構(gòu)也被用于導(dǎo)航目的。這(至少在本地)提供完全獨(dú)立于常規(guī)導(dǎo)航系統(tǒng)、像例如GPS、伽利略或者類似的導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航系統(tǒng)， 這允許用戶執(zhí)行RAIM(接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè))測(cè)量(實(shí)時(shí)檢查接收機(jī)是否在給定的時(shí)間容差之內(nèi)適當(dāng)?shù)毓ぷ?。一從四個(gè)時(shí)間信標(biāo)站接收到信號(hào)，則移動(dòng)單元就可求解其位置/時(shí)間等式G個(gè)未知元)。如果該移動(dòng)單元從較少時(shí)間信標(biāo)站接收信號(hào)，則該移動(dòng)單元可至少部分地或者(通過(guò)使用像DME (距離測(cè)量設(shè)備)的位置確定的附加非完整方式)完整地求解其定位等式。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，多個(gè)時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)工作在航空SSR雷達(dá)頻帶 (1030/1090MHz)。然而，時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)也可使用DME頻帶(960MHz到1215MHz)或者像在 1 IOMHz到118MHz之間的ILS (儀表著陸系統(tǒng))/VOR(VHF全向無(wú)線電范圍)的其他無(wú)線電導(dǎo)航頻帶中的其他頻率和調(diào)制方案。那么，參與者(也就是機(jī)載接收機(jī))將出于定位目的而使用包含在這些信號(hào)中的信息。此新方面是現(xiàn)在有兩個(gè)利用時(shí)間信標(biāo)的多點(diǎn)定位系統(tǒng)一個(gè)是在地面上具有傳感器的“經(jīng)典”系統(tǒng)，另一個(gè)是機(jī)載系統(tǒng)，其中這些信號(hào)被用作導(dǎo)航和補(bǔ)充NAVAIDS(導(dǎo)航輔助使用時(shí)間和測(cè)距的導(dǎo)航系統(tǒng))的附加物，從而僅給全二維/三維導(dǎo)航系統(tǒng)遞送像DME的非完整解決方案。時(shí)間信標(biāo)可以以不同方式發(fā)送定時(shí)信息。如稍后詳細(xì)描述的那樣，在非相干系統(tǒng)中，定時(shí)信息可以被分割成挑戰(zhàn)(challenge)/增援對(duì)(follow-up pair)。這意味著，包成對(duì)地被發(fā)送，最初包含系統(tǒng)ID和狀態(tài)信息。在相干系統(tǒng)中，傳輸時(shí)間提前已知，因此成對(duì)不再是必需的并且數(shù)據(jù)包仍攜帶精確的傳輸時(shí)間。該信息也可經(jīng)由所謂的背馱式調(diào)制 (piggyback modulation)、例如覆蓋不同用途的其他信號(hào)的擴(kuò)頻編碼信號(hào)來(lái)發(fā)送。因此，不僅多點(diǎn)定位系統(tǒng)而且VOR、ILS或者DME發(fā)射機(jī)都可裝備有輔助發(fā)射機(jī)或調(diào)制器來(lái)及時(shí)發(fā)送準(zhǔn)確的并且高度精確的時(shí)間信標(biāo)。目前，在現(xiàn)有技術(shù)中，多點(diǎn)定位系統(tǒng)的公知的同步源是GPS。利用本發(fā)明，其他時(shí)間源也可被用來(lái)使多點(diǎn)定位系統(tǒng)、像基于VLF的信號(hào)、LORAN(遠(yuǎn)程導(dǎo)航)等同步。當(dāng)多點(diǎn)定位時(shí)間信標(biāo)(或者其他信標(biāo))使用這些可替換的時(shí)間輸入時(shí)，獨(dú)立于GPS的基于地面的時(shí)間廣播系統(tǒng)或者其他基于空間的GNSS可被建立，從而允許機(jī)載參與者針對(duì)其獨(dú)立定位而使用這個(gè)可替換的時(shí)間源。以下參考附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。其中

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的SSR系統(tǒng)的第一優(yōu)選實(shí)施例；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的SSR系統(tǒng)的第二優(yōu)選實(shí)施例；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的借助SSR系統(tǒng)進(jìn)行空中交通管制的方法的優(yōu)選實(shí)施例； 以及圖4示出了用于使SSR系統(tǒng)的二次雷達(dá)站同步的優(yōu)選方法。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的二次監(jiān)視雷達(dá)(SSR)系統(tǒng)1。SSR系統(tǒng)1 包含多個(gè)二次雷達(dá)站2，像圖1中所示的站A、B、C和D。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，SSR 系統(tǒng)1可包含多于或少于圖1中示出的四個(gè)站2的站2。站2中的每個(gè)都配備有至少一個(gè)天線3，用于發(fā)送(發(fā)射)和接收射頻(RF)信號(hào)。數(shù)據(jù)可以經(jīng)由RF信號(hào)根據(jù)ICA0(國(guó)際民用航空組織)定義的模式S標(biāo)準(zhǔn)來(lái)發(fā)送。所有站2經(jīng)由通信鏈路5被連接到中央處理單元 4。鏈路5可以是有線或者無(wú)線鏈路。處理單元4包含控制單元6和可視化單元7。當(dāng)然， 本發(fā)明并不限于根據(jù)模式S協(xié)議的數(shù)據(jù)信號(hào)，而是可利用在地面站與飛機(jī)、例如UAT之間交換的任何種類的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在飛機(jī)(未示出)上的應(yīng)答機(jī)9在模式S標(biāo)準(zhǔn)(1090MHz)上廣播響應(yīng)信號(hào)8，該響應(yīng)信號(hào)8可被在應(yīng)答機(jī)9的覆蓋區(qū)域之內(nèi)的站A、B、C的天線3接收。SSR系統(tǒng)1的二次雷達(dá)站2中的至少一些二次雷達(dá)站2不時(shí)地發(fā)送根據(jù)模式S標(biāo)準(zhǔn)(1030MHz)的專用詢問(wèn)信號(hào)8、8’。站A、B和C發(fā)送的詢問(wèn)信號(hào)8被在飛機(jī)(未示出)上的應(yīng)答機(jī)9接收。站D所發(fā)送的詢問(wèn)信號(hào)8’不管出于什么原因都沒(méi)有被應(yīng)答機(jī)9接收。應(yīng)答機(jī)9甚至在飛機(jī)上的應(yīng)答機(jī)9之后的處理邏輯檢查接收到的信號(hào)8是否包含有效詢問(wèn)。如果情況如此，則應(yīng)答機(jī)9在模式S標(biāo)準(zhǔn)(1090MHz)下廣播響應(yīng)信號(hào)8，該響應(yīng)信號(hào)8可被在應(yīng)答機(jī)9的覆蓋區(qū)域之內(nèi)的站A、B、C的天線3接收。響應(yīng)信號(hào)8例如包含飛機(jī)的標(biāo)識(shí)、飛機(jī)的預(yù)期方向和關(guān)于飛機(jī)的健康和狀態(tài)的其他信息。信號(hào)8的定時(shí)信息、特別是指示響應(yīng)信號(hào)8在站A、B、C處接收的時(shí)間(到達(dá)時(shí)間) 的信息經(jīng)由通信鏈路5被發(fā)送到中央處理單元4。站A、B、C的位置在中央處理單元4中是已知的。通過(guò)評(píng)估從站A、B、C被提供給處理單元4的時(shí)間值，處理單元4確定在一方面為站A、B、C與在另一方面為應(yīng)答機(jī)9之間的距離。飛機(jī)的位置在處理單元4中借助所謂的多點(diǎn)定位過(guò)程來(lái)確定，并且該位置可能與關(guān)于飛機(jī)的其他信息一起可被顯示在可視化單元 7上。二次雷達(dá)站2中的每個(gè)都具有本地時(shí)鐘，例如晶體振蕩器形式的本地時(shí)鐘，從而提供本地時(shí)基或者時(shí)域。為了允許可靠和精確地確定飛機(jī)的位置，二次雷達(dá)站2甚至其本地時(shí)鐘不得不被同步。本發(fā)明涉及用于使站2同步到針對(duì)所有站2有效的公共時(shí)基上的特別有利的方式。為了簡(jiǎn)化操作，這個(gè)公共時(shí)基可以是UTC或者其一些衍生方案。然而，公共時(shí)基也可以是任何其他(包括合成的)時(shí)基。二次雷達(dá)站2的同步借助包含在站2之中被發(fā)送的同步信號(hào)10 (例如數(shù)據(jù)包)的有效載荷中的同步信息來(lái)執(zhí)行。特別是，同步信息包含關(guān)于同步信號(hào)10的傳輸時(shí)間的定時(shí)信息。同步數(shù)據(jù)包10優(yōu)選地也作為根據(jù)模式S標(biāo)準(zhǔn)(或者任何其他標(biāo)準(zhǔn)、例如UAT)的 RF (射頻)信號(hào)被發(fā)送。本發(fā)明的主要思想是提供一種用于使SSR系統(tǒng)1的二次雷達(dá)站2同步的容易、簡(jiǎn)單且廉價(jià)的方式。這通過(guò)使用已經(jīng)存在于站2中的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在站2之中經(jīng)由已經(jīng)現(xiàn)有的信號(hào)發(fā)送設(shè)備發(fā)送定時(shí)信息。為了借助模式S多點(diǎn)定位過(guò)程確定飛機(jī)的位置，站2已經(jīng)裝備有用于在1090MHz頻帶中從應(yīng)答機(jī)9接收時(shí)間信標(biāo)信號(hào)8和用于在1030MHz頻帶中發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)8的硬件。這個(gè)硬件被用來(lái)在二次雷達(dá)站2中發(fā)送和接收同步信號(hào)10。因而， 站2在1030MHz頻帶(在那種情況下，站2中的接收機(jī)會(huì)不得不被擴(kuò)展到1030MHz頻帶) 中發(fā)送同步信號(hào)10，或者優(yōu)選地在1090MHz頻帶(在那種情況下，站2中發(fā)射機(jī)會(huì)不得不被擴(kuò)展到1030MHz頻帶)中發(fā)送同步信號(hào)10。二次雷達(dá)站2中的發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)的擴(kuò)展可被容易實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗璧挠布呀?jīng)存在于站2中。所需的調(diào)制方法也已經(jīng)在站2中被實(shí)現(xiàn)。此外，本發(fā)明在沒(méi)有附加的外部處理單元的情況下完成，二次雷達(dá)站2不得不被連接到所述附加的外部處理單元，用于計(jì)算不同本地時(shí)鐘相對(duì)于公共時(shí)基的偏移并且用于實(shí)現(xiàn)站2的同步。相反，根據(jù)本發(fā)明，確定本地時(shí)鐘的偏移，并且在這些站2本身中執(zhí)行這些站的同步。這通過(guò)將定時(shí)信息、特別是指示同步信號(hào)10的傳輸時(shí)間的信息作為在站2之中的同步信號(hào)10的部分進(jìn)行發(fā)送來(lái)實(shí)現(xiàn)。這給予接收同步信號(hào)10的每個(gè)二次雷達(dá)站2執(zhí)行其自己的同步的可能性。因而，每個(gè)二次雷達(dá)站2都能夠通過(guò)僅僅收聽(tīng)和接收同步信號(hào) 10來(lái)自己同步。中央處理單元4僅用于分別確定應(yīng)答機(jī)9和飛機(jī)的位置。該中央處理單元 4并不用于使二次雷達(dá)站2同步。根據(jù)本發(fā)明的同步過(guò)程非?？焖伲?yàn)閷?duì)于執(zhí)行站2的同步無(wú)需在二次雷達(dá)站2 自身與可能的其他外部實(shí)體之間的問(wèn)答式通信。僅僅站2中的一個(gè)或多個(gè)必須發(fā)送已經(jīng)包含所有信息的同步信號(hào)10，其中接收站2需要所述所有信息，以便能夠執(zhí)行其自己的同步。 特別是，接收站2并不必須從其他外部實(shí)體取得附加信息或者在能夠執(zhí)行同步之前向發(fā)送站2發(fā)送響應(yīng)。在相干系統(tǒng)中，同步信號(hào)10的傳輸時(shí)間可以容易地并且相當(dāng)精確地被預(yù)測(cè)并且在同步信號(hào)10中被發(fā)送。然而，在非相干系統(tǒng)中，這并不是那么容易。在那種情況下，同步信號(hào)10包含至少兩個(gè)連續(xù)發(fā)送的數(shù)據(jù)包。同步信號(hào)10的傳輸時(shí)間的值是兩個(gè)連續(xù)發(fā)送的數(shù)據(jù)包的第二數(shù)據(jù)包的內(nèi)容。傳輸時(shí)間的值基于從兩個(gè)連續(xù)發(fā)送的數(shù)據(jù)包中的第一數(shù)據(jù)包的傳輸獲得的知識(shí)來(lái)預(yù)測(cè)。當(dāng)然，包含兩個(gè)連續(xù)發(fā)送的數(shù)據(jù)包的同步信號(hào)10并不限于非相干系統(tǒng)，而是也可被用在相干系統(tǒng)中?；赑AM-FAR (精確進(jìn)場(chǎng)監(jiān)控法蘭克福領(lǐng)空)多點(diǎn)定位系統(tǒng)的可能應(yīng)用，SSR系統(tǒng) 1可覆蓋每100海里大約150(對(duì)應(yīng)于每200km近似250)的區(qū)域。包含二次雷達(dá)站2的網(wǎng)絡(luò)的同步基于骨干網(wǎng)并且成網(wǎng)狀。站2中的至少一些站充當(dāng)時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)。在圖1中示出的實(shí)例中，站A和C充當(dāng)時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)。當(dāng)然，可能的是，該網(wǎng)絡(luò)的所有站2充當(dāng)時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)。充當(dāng)時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)的站2優(yōu)選地被處于暴露的地點(diǎn)，例如處于電視或無(wú)線電廣播塔的頂部上。充當(dāng)時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)的站A和C周期地發(fā)送同步數(shù)據(jù)包10，例如每秒發(fā)送一次或兩次。包含在同步信號(hào)10的有效載荷中的并且用于雷達(dá)站2的同步的信息例如包括同步信號(hào)10從發(fā)送方二次雷達(dá)站A、C被發(fā)送的時(shí)刻(所謂的“傳輸時(shí)間”)。當(dāng)然，代替實(shí)際傳輸時(shí)間，也可使用指示傳輸時(shí)間的一些其他變量或值。傳輸時(shí)間在發(fā)送站的時(shí)域中被確定。 為了促進(jìn)要被同步的站中的不同時(shí)間的處理，時(shí)間值都可以以標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間、例如UTC(世界協(xié)調(diào)時(shí))來(lái)提供。傳輸時(shí)間不能被提前測(cè)量，因?yàn)樵谛盘?hào)10被實(shí)際發(fā)送之前，也就是在已知精確的傳輸時(shí)間之前，傳輸時(shí)間的值不得不被插入到數(shù)據(jù)有效載荷中。會(huì)可能的是，將傳
11輸時(shí)間的估計(jì)值插入到同步信號(hào)10的有效載荷中。然而，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，同步信號(hào)10包括至少兩個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)包或電報(bào)。例如通過(guò)相同的起始地址或者其他相對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)，這兩個(gè)分組被彼此關(guān)聯(lián)，因?yàn)檫@兩個(gè)數(shù)據(jù)包已被相同的站2發(fā)送。這兩個(gè)包緊隨地被發(fā)送，也就是第二包在已完成第一包的發(fā)送之后僅數(shù)毫秒或者甚至僅數(shù)微秒被發(fā)送。第一包的發(fā)送可被廣播站2利用來(lái)確定發(fā)送屬性。結(jié)合第一數(shù)據(jù)包(挑戰(zhàn))的發(fā)送所確定的發(fā)送屬性可被用于針對(duì)緊隨的第二數(shù)據(jù)包(增援)提供非常精確的傳輸時(shí)間估計(jì)?？商鎿Q地，兩個(gè)數(shù)據(jù)包中的第二數(shù)據(jù)包簡(jiǎn)單地包含第一包的實(shí)際傳輸時(shí)間。同步信號(hào)10也可包含關(guān)于發(fā)送站2的狀態(tài)、位置和同步的其他信息。特別是，某個(gè)站2發(fā)送的同步信號(hào)10可包含站的地理位置、關(guān)于發(fā)送站被同步到哪個(gè)其他站2上的信息、關(guān)于發(fā)送站2的同步質(zhì)量的信息和其他關(guān)于發(fā)送站2的健康和狀態(tài)的信息。其他站2 充當(dāng)客戶端并且可接收所發(fā)送的同步信號(hào)10。在圖1中所示的實(shí)例中，站A所發(fā)送的同步信號(hào)10被其他站B和C接收。其他站D可位于發(fā)送站A的作用范圍之外，并且因此不能接收站A所發(fā)送的同步信號(hào)10。接收站B和C可通過(guò)收聽(tīng)發(fā)送站A所廣播的同步信號(hào)10來(lái)自己同步。接收站B和C可根據(jù)包含在接收到的同步信息的有效載荷中的同步信息來(lái)校正其本地時(shí)鐘。通過(guò)從充當(dāng)時(shí)間信標(biāo)的其他二次雷達(dá)站2接收附加的同步信息，用于同步目的的多網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)可被建立。由于在包括固定的二次雷達(dá)站2的網(wǎng)絡(luò)中已知在同步信號(hào)10的發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的地理距離，所以可在接收站確定同步信號(hào)10的傳播時(shí)間。除發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的距離之外還可影響傳播時(shí)間的附加信息也可在同步信號(hào)10的有效載荷中被發(fā)送。該附加信息可通過(guò)雙向測(cè)量來(lái)導(dǎo)出，下面參考圖2的實(shí)施例詳細(xì)描述。圖1僅涉及單向測(cè)量。接收方多個(gè)時(shí)間信標(biāo)改善了同步過(guò)程的可靠性和精度。例如，在圖1中，站B從站A以及從站 C接收同步信號(hào)10。二次雷達(dá)站A和C所發(fā)送的除了同步信號(hào)10被發(fā)送的時(shí)間之外的同步信號(hào)10可包括附加信息。這可以是但并不限于到其他時(shí)間信標(biāo)的雙向測(cè)量、其他信標(biāo)的可見(jiàn)度、存在于傳輸路徑中的影響同步信號(hào)10到某個(gè)站2的發(fā)送持續(xù)時(shí)間的效應(yīng)、差分GPS信息和警報(bào)。有效編碼技術(shù)確保盡管RF信道上可用的比特率相對(duì)低，該信息仍可被發(fā)送。附加信息也可通過(guò)在相同的(1090MHz)信道或者在其他信道中使用不同的附加調(diào)制技術(shù)或者通過(guò)將高階調(diào)制原理添加到現(xiàn)有的信號(hào)結(jié)構(gòu)而被發(fā)送。這個(gè)原理也可被用于其他信號(hào)(例如UAT)。通過(guò)使用上述針對(duì)二次雷達(dá)站2的同步技術(shù)，SSR系統(tǒng)1可自由縮放。該SSR系統(tǒng)1可通過(guò)添加附加的站2而容易地被擴(kuò)充。這些附加的站2由于以下事實(shí)可非常容易地被同步到SSR系統(tǒng)1 每個(gè)二次雷達(dá)站2通過(guò)從已經(jīng)同步的一個(gè)或多個(gè)其他站2接收和處理廣播同步信號(hào)10而自動(dòng)簡(jiǎn)單地自己同步。相鄰的WAM群并不需要專用的或?qū)Ｓ械膮f(xié)議來(lái)同步其本地時(shí)基。由于每個(gè)站2都運(yùn)行在公共時(shí)基上，所以所有SSR系統(tǒng)的站2的任意組合都可形成中央處理站2，這些站2中的許多可共同存在。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)WAM同步架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是定時(shí)網(wǎng)格可自由縮放并且固有地是冗余的，也就是說(shuō)，一個(gè)時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)(站幻的損失可通過(guò)其他站2來(lái)補(bǔ)償。本發(fā)明針對(duì)同步主干線路使用發(fā)射機(jī)一發(fā)射機(jī)鏈路。優(yōu)點(diǎn)是這些鏈路可在雙向計(jì)算的情況下被建立和被評(píng)估，從而也監(jiān)控對(duì)傳輸路徑的影響(其被在此重新廣播)。參考圖2詳細(xì)描述雙向同步。在圖2中，那些已經(jīng)從圖1已知并且參考圖1描述的部件具有與根據(jù)圖1的實(shí)施例的那些部件相同的附圖標(biāo)記。基于廣播同步信號(hào)10的二次雷達(dá)站2 (例如站A)解釋雙向同步，該同步信號(hào)10 被另一二次雷達(dá)站2、例如站B接收。如上面所提及的那樣，同步信號(hào)10在其有效載荷中包括傳輸時(shí)間或者指示信號(hào)10的傳輸時(shí)間的另一值、即信號(hào)10離開(kāi)站A的天線3的時(shí)刻。此外，站A也接收從其他站B和C中的一個(gè)或多個(gè)所廣播的數(shù)據(jù)信號(hào)11。通過(guò)從其他站B和C接收數(shù)據(jù)信號(hào)11，站A可發(fā)現(xiàn)哪個(gè)其他站B和C在作用范圍之內(nèi)。例如，站D 被布置在作用范圍之外，并且因此站A從站D沒(méi)有接收到數(shù)據(jù)信號(hào)11。此外，站A可確定關(guān)于在站A與在作用范圍之內(nèi)的其他站B和C之間的傳輸路徑的信息。該信息例如可以是發(fā)送質(zhì)量。關(guān)于在站A與其他站B和C之間的不同傳輸路徑的信息可被輸入到站A處的列表或者數(shù)據(jù)庫(kù)中。該列表可不時(shí)地被更新。該列表的內(nèi)容作為成為同步信號(hào)10的有效載荷的部分的附加信息被發(fā)送到其他站B和C。為了減小在站2之間的空中接口上使站2同步所需的所要求的帶寬，關(guān)于在站A與其他站B和C之間的傳輸路徑的附加信息經(jīng)常比同步信息更少地被發(fā)送。例如，盡管用于站2的同步的傳輸時(shí)間可每秒被發(fā)送至少一次或兩次， 但是如果關(guān)于(多個(gè))傳輸路徑的附加信息一分鐘被發(fā)送一次或者甚至更少，則這是足夠的。與關(guān)于同步信號(hào)10從發(fā)送站A到接收站B的發(fā)送持續(xù)時(shí)間(所謂的傳播時(shí)間)的信息一起，從在接收站B處的接收到的同步信號(hào)10的有效載荷所提取的傳輸時(shí)間被用于基于發(fā)送站A的時(shí)基來(lái)確定到達(dá)接收站B的實(shí)際到達(dá)時(shí)間。這個(gè)基于發(fā)送站A的時(shí)基的到達(dá)時(shí)間在接收站B中與在接收站B的時(shí)基中信號(hào)10到達(dá)接收站B的實(shí)際到達(dá)時(shí)間比較。通過(guò)比較這兩個(gè)到達(dá)時(shí)間，站B的本地時(shí)鐘的校正值可被計(jì)算，并且站B的時(shí)鐘可通過(guò)校正值被校正并且與站A的本地時(shí)鐘同步。當(dāng)然，也會(huì)可能根據(jù)站B的時(shí)域中的實(shí)際到達(dá)時(shí)間和同步信號(hào)10的傳播時(shí)間來(lái)計(jì)算在接收站B的時(shí)域中所估計(jì)的傳輸時(shí)間。在那種情況下，在廣播站A的時(shí)域中的實(shí)際傳輸時(shí)間與在接收站B的時(shí)域中的所估計(jì)的傳輸時(shí)間相比，以便獲得站B的本地時(shí)鐘的校正值。不確定性的元素是關(guān)于同步信號(hào)10從發(fā)送站A到接收站B的發(fā)送持續(xù)時(shí)間(傳播時(shí)間)的信息，如果該信息僅基于在兩個(gè)站A與B之間的距離來(lái)計(jì)算。距其他站2的距離可被存儲(chǔ)在SSR系統(tǒng)1的所有二次雷達(dá)站2中。然而，這僅在固定的站2中是可能的。此夕卜，這暗示SSR系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)、特別是所有站2的數(shù)目和標(biāo)識(shí)是已知的并且被預(yù)先存儲(chǔ)在所有站2中。這明顯減小了系統(tǒng)1的靈活性，因?yàn)樘砑有抡?可以是十分復(fù)雜的。此外，每個(gè)站2都必須具有用于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)信息的適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)裝置。如果站2是移動(dòng)的，則有利的是，站2被配備有用于確定其位置的裝置、例如GPS 或者其他類似的衛(wèi)星接收機(jī)。由GPS或者類似系統(tǒng)確定的關(guān)于站2的實(shí)際位置的精確信息可作為同步信號(hào)10的有效載荷的部分從發(fā)送站A被發(fā)送到接收站B。利用這個(gè)信息和已知其自己的位置，接收站B可計(jì)算針對(duì)在廣播站A與接收站B之間的距離并且進(jìn)而針對(duì)同步信號(hào)10從發(fā)送站A到接收站B的發(fā)送持續(xù)時(shí)間的十分精確的值，即使站A、B是移動(dòng)站2。如果確定SSR系統(tǒng)1的站2之間的發(fā)送質(zhì)量，則同步信號(hào)10的發(fā)送持續(xù)時(shí)間的值的精度可進(jìn)一步被增強(qiáng)。這可借助通過(guò)廣播同步信號(hào)10的站A從其他站2、例如站B和C接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)11來(lái)實(shí)現(xiàn)。指示發(fā)送質(zhì)量的值例如可以是其他數(shù)據(jù)信號(hào)11從發(fā)送站B 和C到接收站A的實(shí)際發(fā)送持續(xù)時(shí)間。其他信號(hào)11可以是類似于同步信號(hào)10的在其有效載荷中攜帶同步信息的同步信號(hào)。通過(guò)評(píng)估接收站A中的所發(fā)送的信號(hào)11的時(shí)間屬性，可確定針對(duì)在站A與B之間的信號(hào)發(fā)送持續(xù)時(shí)間的高度精確的實(shí)際值。那么，該信息可被插入到同步信號(hào)10的有效載荷中并且從站A被發(fā)送到站B，在站B中該信息在其他時(shí)間值和信息之中被用來(lái)計(jì)算針對(duì)本地時(shí)鐘的校正值。信號(hào)10、11在站2之間的兩個(gè)方向上的發(fā)送是圖2中所示的雙向同步的部分。盡管在本專利申請(qǐng)中提及從一個(gè)站到另一站的數(shù)據(jù)發(fā)送，但是清楚的是這并不是點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送。相反地，所發(fā)送的信號(hào)是被某個(gè)站2、例如站A發(fā)送并且被在站A的覆蓋區(qū)域之內(nèi)的其他站2中的任何站、例如站B、C或D接收的廣播信號(hào)。相同的情況適用于也為廣播信號(hào)的返回信號(hào)11。盡管如此，廣播信號(hào)10和/或11可包含將某個(gè)信號(hào)10、11 分配給某個(gè)接收站2的接收地址信息。例如，站C所廣播的同步信號(hào)10被站B和D(其最終被同步到站C上)接收。如果返回信號(hào)11也已包含同步信息，則該返回信號(hào)可被視為同步信號(hào)。在那種情況下，站C所發(fā)送的返回信號(hào)11會(huì)對(duì)應(yīng)于由站C廣播的同步信號(hào)10，并且同步信號(hào)10 (作為返回信號(hào)11)會(huì)被站A (其最終也被同步到站C上)接收。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的借助SSR系統(tǒng)1進(jìn)行空中交通管制的方法的優(yōu)選實(shí)施例。根據(jù)圖3的方法運(yùn)行在SSR系統(tǒng)1的二次雷達(dá)站2之一上。該方法在功能框20中開(kāi)始，在功能框20中，定時(shí)器、和t2被置為零。在接下來(lái)的功能框21中，由站2廣播模式S 詢問(wèn)信號(hào)8或者任何其他類型的適當(dāng)?shù)膹V播信號(hào)。該信號(hào)8可以被飛機(jī)的應(yīng)答機(jī)9接收，該應(yīng)答機(jī)9發(fā)送相對(duì)應(yīng)的模式S或者任何其他類型的適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)信號(hào)8。在功能框22中，應(yīng)答機(jī)9所發(fā)送的信號(hào)8被二次雷達(dá)站2接收。在功能框23中，接收到的信號(hào)8被處理，或者至少關(guān)于飛機(jī)的位置和海拔高度的信息可能與關(guān)于信號(hào)8的時(shí)間屬性的信息一起在站2 中被確定并且經(jīng)由通信鏈路5被轉(zhuǎn)發(fā)給SSR系統(tǒng)1的中央處理單元4。在處理單元4中， 飛機(jī)的位置被計(jì)算(控制單元6)并且與關(guān)于飛機(jī)的其他信息一起被可視化(可視化單元 7)。然后，在功能框M中，站2接收從一個(gè)或多個(gè)其他站2所廣播的至少一個(gè)同步信號(hào)10。在功能框25中，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)接收到的同步信號(hào)10的內(nèi)容、特別是傳輸時(shí)間來(lái)使站2的本地時(shí)鐘同步。同步信號(hào)10被SSR系統(tǒng)1的站2中的每個(gè)近似每秒發(fā)送一次。如果接收到的同步信號(hào)10包括關(guān)于從發(fā)送站2到運(yùn)行本方法的接收站2的傳輸路徑的附加信息，則該附加信息從信號(hào)10的有效載荷被提取并且被處理，以便更準(zhǔn)確地確定信號(hào)10從廣播站2到接收站2行進(jìn)所需的傳播時(shí)間。關(guān)于從發(fā)送站2到并不是其上運(yùn)行本方法的站 2的其他站2的其他傳輸路徑的附加信息被丟棄。然而，與此處所描述的方法類似的方法也可運(yùn)行在那些站上。每個(gè)站2將關(guān)于傳輸路徑的附加信息插入到其近似每分鐘發(fā)送的同步信號(hào)10的有效載荷中，也就是說(shuō)近似每第60個(gè)同步信號(hào)10包括關(guān)于在發(fā)送站與接收站2 之間的發(fā)送質(zhì)量的附加信息。在詢問(wèn)框沈中，確定時(shí)間t是否已超過(guò)某個(gè)時(shí)間值、例如1秒。如果否，則站2繼續(xù)發(fā)送模式S或類似的詢問(wèn)信號(hào)并且繼續(xù)從飛機(jī)應(yīng)答機(jī)9接收模式S或類似的響應(yīng)信號(hào) (框21至23)，并且站2繼續(xù)從其他站2接收同步信號(hào)10以及繼續(xù)使其本地時(shí)鐘同步(框 24和25)，直至該時(shí)間超過(guò)一秒。
如果時(shí)間t已超過(guò)一秒，則在功能框27中，定時(shí)器、再次被置為零。在功能框28 中，站2廣播自己的信號(hào)11，該信號(hào)11可被在作用范圍之內(nèi)的其他站2接收并且可包含用于使其他站2同步的信息。因而，在這個(gè)實(shí)施例中，同步信息、特別是信號(hào)11的傳輸時(shí)間每秒都被站2廣播。在詢問(wèn)框四中，確定時(shí)間t2是否已超過(guò)某個(gè)時(shí)間值、例如一分鐘。如果否，則該方法返回到功能框21，直至定時(shí)器t2已超過(guò)一分鐘。如果定時(shí)器t2已超過(guò)一分鐘，則在功能框30中，定時(shí)器、再次被置為零。那么，在功能框31中，站2在下次本方法運(yùn)行該步驟的步驟觀期間給其他站2中的一個(gè)或多個(gè)提供關(guān)于發(fā)送質(zhì)量的附加信息，其中該附加信息要被插入到站2所廣播的并且在作用范圍之內(nèi)的其他站2所接收的同步信號(hào)11中。那么，本方法返回到步驟21，在步驟21，模式S或類似的詢問(wèn)信號(hào)8被再次發(fā)送， 直至在又一秒之后站2再次發(fā)送包括傳輸時(shí)間的同步信號(hào)11并且在又一秒之后該站再次廣播具有涉及在站2與其他站2中的一個(gè)或多個(gè)之間的傳輸路徑的附加信息的同步信號(hào) 11。站2接收到的同步信號(hào)10以及站2所廣播的同步信號(hào)11經(jīng)由站2的空中接口被分別接收或發(fā)送。總之，站2配備有該空中接口，以便往返于飛機(jī)發(fā)送和接收模式S或類似的廣播信號(hào)8。存在于站2中的相同的硬件被用于SSR系統(tǒng)1的站2的同步。因而，同步消息根據(jù)模式S、UAT或者類似的標(biāo)準(zhǔn)被發(fā)送。接下來(lái)，參考圖4更詳細(xì)地解釋使接收站2的本地時(shí)鐘同步到發(fā)送站的時(shí)鐘上的步驟25。站2的同步在功能框M中以接收被其他SSR系統(tǒng)1的站2之一所廣播的S模式或類似的數(shù)據(jù)包開(kāi)始。在功能框40中，基于接收站2的(未被同步的)本地時(shí)鐘的時(shí)基來(lái)確定數(shù)據(jù)包的到達(dá)時(shí)間。那么，在功能框41中，接收到的數(shù)據(jù)包被標(biāo)識(shí)為同步信號(hào)10的部分。出于標(biāo)識(shí)的目的，成為同步信號(hào)10的部分的數(shù)據(jù)包可包括某個(gè)標(biāo)識(shí)符?？商鎿Q地，這些數(shù)據(jù)包分別可簡(jiǎn)單地通過(guò)其內(nèi)容被標(biāo)識(shí)為成為同步信號(hào)10的部分。接收站2可確定這些數(shù)據(jù)包在其有效載荷中包含同步信息、像信號(hào)10的傳輸時(shí)間。那么，在接下來(lái)的功能框42中，要被用于同步站2的有效載荷信息從接收到的數(shù)據(jù)包被提取。如上面已經(jīng)指示的那樣，這個(gè)信息可包括但不限于一發(fā)送同步信號(hào)10的站2的標(biāo)識(shí)，一同步信號(hào)10已被發(fā)送站2發(fā)送的時(shí)刻(傳輸時(shí)間)，一關(guān)于在發(fā)送站2與接收站2之間的傳輸路徑的信息，一發(fā)送站2的位置(例如GPS數(shù)據(jù))，一關(guān)于發(fā)送站2被同步到SSR系統(tǒng)1的其他站2中的哪個(gè)其他站上的信息，以及一關(guān)于發(fā)送站2的同步質(zhì)量的信息。在功能框43中，確定接收到的同步信號(hào)10從發(fā)送站2發(fā)送到接收站2所用的持續(xù)時(shí)間(所謂的傳播時(shí)間)。該持續(xù)時(shí)間可以以多種不同的方式來(lái)確定。例如，如果該持續(xù)時(shí)間作為附加信息的部分在同步信號(hào)10的有效載荷中被發(fā)送，則該持續(xù)時(shí)間可直接從接收到的數(shù)據(jù)包的有效載荷中被提取。如果發(fā)送站2的位置作為附加信息的部分在同步信號(hào) 10的有效載荷中被發(fā)送，則發(fā)送站與接收站2之間的距離并且最終傳播時(shí)間可被確定。如果發(fā)送站與接收站2之間的距離作為附加信息的部分在同步信號(hào)10的有效載荷中被發(fā)送，則該距離可從有效載荷中被提取并且最終可確定傳播時(shí)間。最后，發(fā)送站2的標(biāo)識(shí)可從接收到的信號(hào)10被提取并且被用于從數(shù)據(jù)庫(kù)讀出傳播時(shí)間，在該數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有在SSR系統(tǒng) 1的所有站2之間的所有傳播時(shí)間。關(guān)于在發(fā)送站2與接收站2之間的傳輸路徑的質(zhì)量的信息可被用于增強(qiáng)傳播時(shí)間的確定的精度。此后，在功能框44中，接收到的信號(hào)10的到達(dá)時(shí)間通過(guò)將傳輸時(shí)間(該信息在接收到的信號(hào)10的有效載荷中被發(fā)送并且在步驟42被提取)添加到在步驟43確定的傳播時(shí)間來(lái)計(jì)算。在步驟44所計(jì)算的到達(dá)時(shí)間基于發(fā)送站的(已被同步的)時(shí)基。在功能框45中，接收站2的本地時(shí)鐘的(未被同步的)時(shí)基的校正值被計(jì)算。該計(jì)算可通過(guò)將(基于接收站2的(未被同步的)時(shí)基)在步驟40所確定的實(shí)際到達(dá)時(shí)間與(基于發(fā)送站的(已被同步的)時(shí)基)在步驟44所計(jì)算的所預(yù)測(cè)的到達(dá)時(shí)間進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)。這兩個(gè)到達(dá)時(shí)間之間的差可被用作校正值。最后，在功能框46中，通過(guò)將在步驟45所計(jì)算的校正值添加到接收站2的本地時(shí)鐘的本地時(shí)基，接收站2的本地時(shí)鐘被同步到發(fā)送站2的本地時(shí)鐘。從現(xiàn)在起，接收站2被同步到發(fā)送站2，并且可以在其部分發(fā)送同步信號(hào)10，用于使其他站2同步。例如，在圖1 和圖2中所示的實(shí)施例中，站C被同步到站A。那么，站C可發(fā)送被用于站D的同步的同步信號(hào)10。那樣，站D可(經(jīng)由站C)被同步到站A的時(shí)基，盡管站D并不在站A的覆蓋區(qū)域之內(nèi)。這允許站2的網(wǎng)格使SSR系統(tǒng)1的被擴(kuò)展到非常大的區(qū)域的所有站2同步，而不必建立具有不同時(shí)基的群。根據(jù)圖5中所示的本發(fā)明的又一實(shí)施例，移動(dòng)或機(jī)載用戶的應(yīng)答機(jī)9從發(fā)送方二次雷達(dá)站、像雷達(dá)站A、C接收同步信號(hào)10。移動(dòng)或機(jī)載用戶被配備有用于根據(jù)從接收到的信號(hào)10所提取的指示同步信號(hào)10的傳輸時(shí)間的信息來(lái)確定用戶的當(dāng)前地理位置的處理裝置。如果應(yīng)答機(jī)9從四個(gè)或更多二次雷達(dá)站接收同步信號(hào)10，則該處理裝置可二維地以及三維地精確計(jì)算用戶的位置。然而，如果應(yīng)答機(jī)9除了接收到的同步信號(hào)10和包含在其中的定時(shí)信息之外還接收少于四個(gè)的信號(hào)10，則來(lái)自其他位置確定裝置、特別是距離測(cè)量設(shè)備(DME)的附加信息可被用于確定移動(dòng)或機(jī)載用戶的當(dāng)前地理位置，以便完全獨(dú)立于常規(guī)的導(dǎo)航系統(tǒng)、像GPS等來(lái)提供2D/3D導(dǎo)航系統(tǒng)的全部功能。在那種情況下，機(jī)載用戶的處理裝置處理包含在時(shí)間信標(biāo)發(fā)射機(jī)A、C所廣播的時(shí)間信號(hào)中的定時(shí)信息以及來(lái)自其他位置確定裝置、例如DME的附加信息。所述處理裝置優(yōu)選地包括一個(gè)或多個(gè)處理器，在所述一個(gè)或多個(gè)處理器上執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序，以便基于來(lái)自信號(hào)10的定時(shí)信息以及(可能)基于來(lái)自 DME的附加信息來(lái)執(zhí)行機(jī)載用戶的定位。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，同一個(gè)信號(hào)(即同步信號(hào)10)被用于SSR系統(tǒng)1的二次雷達(dá)站2的同步以及(至少本地地在同步信號(hào)10的作用范圍之內(nèi)) 用于機(jī)載交通工具的定位。這特別是在機(jī)場(chǎng)附近具有特別的優(yōu)點(diǎn)，其中針對(duì)二次雷達(dá)站2 的同步和針對(duì)飛機(jī)的定位所需的RF信號(hào)的數(shù)量可被顯著減少。為了更好的理解，在圖5中，模式S詢問(wèn)信號(hào)8沒(méi)有示出，盡管這些模式S詢問(wèn)信號(hào)8也至少暫時(shí)地存在于圖5的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于空中交通管制的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，二次監(jiān)視雷達(dá)以下稱為SSR，SSR 系統(tǒng)(1)包括多個(gè)二次雷達(dá)站O)并且適于借助在二次雷達(dá)站O)與空中交通工具的應(yīng)答機(jī)(9)之間發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)(8)的傳播時(shí)間測(cè)量來(lái)確定空中交通工具在二次雷達(dá)站O) 的至少一些二次雷達(dá)站O)的覆蓋范圍之內(nèi)的位置，其中二次雷達(dá)站O)中的每個(gè)都工作在已被同步的本地時(shí)基上，其特征在于，SSR系統(tǒng)(1)的二次雷達(dá)站(2)根據(jù)要被同步的二次雷達(dá)站(2)接收到的并且由SSR系統(tǒng)(1)的其他二次雷達(dá)站(2)之一所廣播的同步信號(hào) (10)的內(nèi)容被同步，其中同步信號(hào)(10)的內(nèi)容包括指示同步信號(hào)(10)的傳輸時(shí)間的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，其特征在于，同步信號(hào)(10)包括至少兩個(gè)連續(xù)發(fā)送的數(shù)據(jù)包，并且同步信號(hào)(10)的傳輸時(shí)間的值是所述兩個(gè)連續(xù)發(fā)送的數(shù)據(jù)包中的第二數(shù)據(jù)包的內(nèi)容的部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，其特征在于，基于從所述兩個(gè)連續(xù)發(fā)送的數(shù)據(jù)包中的第一數(shù)據(jù)包的傳輸獲得的知識(shí)，預(yù)測(cè)傳輸時(shí)間的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，其特征在于，廣播同步信號(hào) (10)的其他二次雷達(dá)站( 借助雙向測(cè)量通過(guò)在其間交換同步信號(hào)來(lái)測(cè)量它們的時(shí)基的差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，其特征在于，經(jīng)也被用于與要被定位的空中交通工具通信的空中接口來(lái)廣播同步信號(hào)(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，其特征在于，使用也被用于與要被定位的空中交通工具通信的相同標(biāo)準(zhǔn)來(lái)廣播同步信號(hào)(10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，其特征在于，根據(jù)模式S、UAT或者 VDL標(biāo)準(zhǔn)來(lái)廣播同步信號(hào)(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，其特征在于，同步信號(hào)(10) 的內(nèi)容包括關(guān)于在接收方二次雷達(dá)站( 與廣播同步信號(hào)(10)的二次雷達(dá)站( 之間的傳輸路徑的附加信息、特別是影響經(jīng)傳輸路徑的傳播時(shí)間的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，其特征在于，關(guān)于傳輸路徑的附加信息包括關(guān)于其他二次雷達(dá)站(2)和關(guān)于接收到的信號(hào)的質(zhì)量的信息，其中廣播同步信號(hào) (10)的二次雷達(dá)站( 從所述其他二次雷達(dá)站( 接收信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，其特征在于，關(guān)于傳輸路徑的附加信息在廣播同步信號(hào)(10)的二次雷達(dá)站(2)處借助在那接收到的并由接收同步信號(hào) (10)的二次雷達(dá)站(2)廣播的數(shù)據(jù)信號(hào)(11)來(lái)確定。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10之一所述的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，其特征在于，關(guān)于傳輸路徑的附加信息與關(guān)于同步信號(hào)(10)的傳輸時(shí)間的信息相比以更低速率發(fā)送。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，其特征在于，關(guān)于廣播方二次雷達(dá)站O)的位置的信息是所發(fā)送的同步信號(hào)(10)的內(nèi)容的部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，其特征在于，SSR系統(tǒng)(1) 的二次雷達(dá)站O)中的至少一個(gè)、特別是要被同步的二次雷達(dá)站(2)配備有包括借助太陽(yáng)能電池板可再充電的電池的電源。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13之一所述的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，其特征在于，二次雷達(dá)站 (2)適于廣播詢問(wèn)數(shù)據(jù)信號(hào)(8)和接收返回?cái)?shù)據(jù)信號(hào)(8)，所述返回?cái)?shù)據(jù)信號(hào)(8)包括關(guān)于空中交通工具的信息并從空中交通工具的應(yīng)答機(jī)(9)響應(yīng)于該應(yīng)答機(jī)(9)接收到的所接收的詢問(wèn)數(shù)據(jù)信號(hào)(8)被發(fā)射，其中二次雷達(dá)站( 所接收到的返回?cái)?shù)據(jù)信號(hào)(8)被轉(zhuǎn)發(fā)給 SSR系統(tǒng)(1)的中央處理單元G)，用于確定空中交通工具的位置，其中從空中交通工具的應(yīng)答機(jī)(9)接收到的關(guān)于空中交通工具的信息通過(guò)與發(fā)送同步信號(hào)(10)相同的無(wú)線接口被轉(zhuǎn)發(fā)給中央處理單元G)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14之一所述的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，其特征在于，包含指示同步信號(hào)(10)的傳輸時(shí)間的信息的同步信號(hào)(10)適于被空中交通工具的應(yīng)答機(jī)(9)接收來(lái)確定其當(dāng)前地理位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，其特征在于，除了接收到的同步信號(hào)(10)之外，其他位置確定裝置、特別是距離測(cè)量設(shè)備被用于確定空中交通工具的當(dāng)前地理位置。
17.一種用于空中交通管制的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)的二次雷達(dá)站O)，二次監(jiān)視雷達(dá)以下稱為SSR，其中SSR系統(tǒng)(1)包括二次雷達(dá)站(2)和多個(gè)其他二次雷達(dá)站(2)并且適于借助在二次雷達(dá)站( 與空中交通工具的應(yīng)答機(jī)(9)之間發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)(8)的傳播時(shí)間測(cè)量來(lái)確定空中交通工具在二次雷達(dá)站( 中至少一些二次雷達(dá)站( 的覆蓋范圍之內(nèi)的位置，其中二次雷達(dá)站( 工作在已被同步的本地時(shí)基上，其特征在于，二次雷達(dá)站(2)具有用于提取和處理包含在被所述多個(gè)其他二次雷達(dá)站( 所廣播并且被所述二次雷達(dá)站 (2)接收到的同步信號(hào)(10)中的同步信息，以便使二次雷達(dá)站的本地時(shí)基同步，其中同步信息包括指示同步信號(hào)(10)的傳輸時(shí)間的信息。
18.一種用于借助二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)來(lái)進(jìn)行空中交通管制的方法，二次監(jiān)視雷達(dá)以下稱為SSR，其中SSR系統(tǒng)(1)包括多個(gè)二次雷達(dá)站O)，其中空中交通工具在二次雷達(dá)站(2)中的至少一些二次雷達(dá)站(2)的覆蓋范圍之內(nèi)的位置借助在二次雷達(dá)站(2)與空中交通工具的應(yīng)答機(jī)(9)之間發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)(8)的傳播時(shí)間測(cè)量來(lái)確定，并且其中二次雷達(dá)站⑵中的每個(gè)都工作在已被同步的本地時(shí)基上，其特征在于，二次雷達(dá)站⑵之一根據(jù)被其他二次雷達(dá)站( 中的至少一個(gè)所廣播并且被要被同步的二次雷達(dá)站( 所接收的同步信號(hào)(10)的內(nèi)容來(lái)同步，其中同步信號(hào)(10)的內(nèi)容包括指示同步信號(hào)(10)的傳輸時(shí)間的信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于空中交通管制的二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)(1)，二次監(jiān)視雷達(dá)以下稱為SSR。SSR系統(tǒng)(1)包括多個(gè)二次雷達(dá)站(2)并且適于借助在二次雷達(dá)站(2)與空中交通工具的應(yīng)答機(jī)(9)之間發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)(8)的傳播時(shí)間測(cè)量來(lái)確定空中交通工具在二次雷達(dá)站(2)的至少一些二次雷達(dá)站(2)的覆蓋范圍之內(nèi)的位置。二次雷達(dá)站(2)中的每個(gè)都工作在已被同步的本地時(shí)基上。為了提供沒(méi)有群的SSR系統(tǒng)(1)的雷達(dá)站(2)的高精度的同步，建議SSR系統(tǒng)(1)的二次雷達(dá)站(2)根據(jù)要被同步的二次雷達(dá)站(2)接收到的并且SSR系統(tǒng)(1)的其他二次雷達(dá)站(2)之一所廣播的同步信號(hào)(10)的內(nèi)容被同步。優(yōu)選地，該內(nèi)容包括同步信號(hào)(10)的傳輸時(shí)間。
文檔編號(hào)G01S13/78GK102483456SQ201080026158
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者亞歷山大·帕夫利茨基 申請(qǐng)人:泰雷茲德國(guó)有限公司