[其他]多频率通道识别系统

说明书

发明的背景

本发明属于无线电定位系统领域，更明确地说，本发明是属于测距类型的定位系统，即通过测量一个固定的发射-应答器和一个运动的无线电收发机之间所传输的固定频率测距信号的相位来测量它们之间的距离的定位系统。

无线电定位系统技术是为人所熟知的，下述的由Robert·L·Bruce发明並转让给受让人的美国专利4011562里叙述的系统便是一个例子。在这种系统里，多个定位的发射-应答器中的每一个与一个运动的无线电收发机之间的距离是靠系统单元间传输的有一个预定基频的信号来测量的。这个距离用波长数（“双向”测距系统则用半波长数）表示，也叫做“通道”（lanes）。这个距离确定了无线电收发机相对于发射-应答器的位置。它是通过基频波长乘以波长数来获得的。正如大家所知，总的通道数，称为通道计数，有整数和分数两部份。基频信号位相的测量提供了分数数据而不提供整数数据。一般地，通道计数的整数数据是通过连续将瞬时相位测量结果馈到一个连续积分计数器里去而得到的，每当测量经过360°时，计数的整数部份就加1。美国专利3，303，502叙述了使用这样一个积分计数器的系统。

在使用单个信号频率的测距系统里，通道计数的整数部份不正确是不是为奇的。当基频波长越过边界时，由于大气频道传输特性的畸变或由于装置运转所造成的相位延迟时间的变化，装置发生的短暂故障就有可能造成这种不正确性。通道计数中的这一误差将导致不正确地指示无线电收发机的位置。

美国专利4283726发表了减少通道计数中潜在模糊的频率测距系统。在这系统里，有各自频率的，但隔开一个预定频率数的两个信号结合而产生一个有极长波长的差频。长波长消除了计算频率通道的要求，提供了可靠的距离测量。但是，这个系统没有考虑传输特性的变化，这种传输特性的变化会无法预计地影响两个传输信号的相位，因此降低了距离测量的正确性。

上面提及的美国专利3303502里叙述了包含通道模糊分辨力的另一个系统。在这个专利的分辨力系统里，每个发射-应答器发射多个频率信号，它们在无线电收发机里不同地组合而产生种种差频信号。差频信号被有选择地加到机电通道识别伺服机构上，它提供了对应于所选择的差频在-通道里位置的指示。操作者使用指示的位置与导航图结合，正确地辨别其测距频率通道。这个通道识别系统的缺点在于无法通过比如一个从系统的通道识别单元到通道测量部份的反馈环路来自动地调节测距通道指示。

因此，有必要提供一个系统来自动地分辨出现在无线电测距系统的测距通道计数里的模糊度。

发明的摘要

本发明为识别无线电定位系统里的频率通道提供一改进的系统和方法，该定位系统准确地显示固定的发射-应答器和运动的无线电收发机之间的实际距离。

本发明的系统可用于包括至少一个产生基频信号以及一个或多个通道识别频率信号的发射-应答器和一个运动的无线电收发机的无线电定位系统。通过测量基频信号的相位，测定无线电收发机本身和发射-应答器之间的基频通道表示的距离。本发明的系统通过将每一个通道识别频率的计数变换成等效的识别频率通道波长数並将测得的每一个通道识别频率的相位与变换得的计数作比较来测试通道计数。变换得的距离包括一个相当于通道识别信号的相位的分数部份，将这个相位数值与测得的通道识别频率相位的数值作比较，产生一个距离误差信号，当无线电收发机的实际位置偏离通道计数所指示的位置时，距离误差会有一个非零的数值。距离误差变换成距离，与另一个由较高的通道识别频率所产生的更精细的距离误差相结合，然后变换成构成一个校正值的基频通道计数，通道计数经此校正值的校正即指示无线电收发机的实际位置。

通道变换和比较过程是对每一个通道识别频率来实施的，所以产生多个距离误差信号，每一个误差信号同较高频率通道识别信号的距离误差信号相结合。结果是校正值的累加，它换算到基频通道，並能与现时的，通道计数相结合而提供一校正了的，正确的通道计数。

本发明的系统包括多个距离误差测量部份，每一部份都是基于各自测得的通道识别信号相位和对应于通道计数的各自通道识别频率的相位，以测量由通道计数所表示的位置和无线电收发机正确位置之间的差数。每一个距离误差测量部份产生一个表示测得的差数的信号。差数累加部份响应所提供的距离误差信号，並把它们结合而产生一个代表校正值的通道校正信号，对累加通道计数进行校正，並且将它转换成一个相应于实际位置的通道计数。