METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE POSITION AND ORIENTATION OF A MOBILE TRANSMITTER

• Main Authors: EIDLOTH, ANDREAS, THIELECKE, JOERN
• Format: Patent
• Language: English; French; German
• Published: 22.03.2012
• Subjects: ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION ORRERADIATION OF RADIO WAVES; MEASURING; PHYSICS; RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; TESTING

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position und Orientierung eines mobilen Senders, der mindestens zwei linear polarisierte und mit einem vorgegebenen Winkel zueinander angeordnete Antennen aufweist, vorgeschlagen. Mehrere mit dem mobilen Sender synchronisierbare und bezüglich ihrer Position bekannte Empfänger mit je einer zirkulär polarisierten Antenne empfangen dabei Sendesignale mit vorgegebener Trägerfrequenz. Verfahrensgemäß wird ein feldtheoretisches Modell der Übertragungsstrecke zwischen mobilem Sender und Empfängern erstellt, das Trägerphasenmesswerte definiert, das feldtheoretische Modell in einem Kaiman-Filter implementiert und die Empfangssignale bezüglich Trägerphasenmesswerte und/oder Laufzeiten auswertet. Schließlich werden die Position und Orientierung des mobilen Senders in dem Kaiman-Filter unter Verwendung des feldtheoretischen Modells und den aus den Empfangssignalen ermittelten Trägerphasenmesswerten und/oder Laufzeiten bestimmt. A method and an apparatus are proposed are proposed for determining the position and orientation of a mobile transmitter which has at least two linearly polarized antennas which are arranged at a predetermined angle with respect to one another. A plurality of receivers which can be synchronized with the mobile transmitter and the position of which is known, and which each have a circular-polarized antenna, in this case receive transmitted signals at a predetermined carrier frequency. According to the method, a field-theoretical model of the transmission path between the mobile transmitter and the receivers is created, which defines carrier-phase measured values, implements the field-theoretical model in a Kalman filter, and evaluates the received signals with respect to the carrier-phase measured values and/or propagation times. Finally, the position and orientation of the mobile transmitter are determined in the Kalman filter using the field-theoretical model and the carrier-phase measured values and/or propagation times determined from the received signals. L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la détermination de la position et de l'orientation d'un émetteur mobile, qui comprend au moins deux antennes à polarisation linéaire disposées à un angle donné les unes par rapport aux autres. Plusieurs récepteurs dont la position est connue, qui peuvent être synchronisés avec l'émetteur mobile, et qui sont chacun dotés d'une antenne à polarisation circulaire, reçoivent des signaux émis ayant une fréquence porteuse prédéterminée. Le procédé selon l'invention comprend la création d'un modèle de champ théorique du trajet de transmission entre l'émetteur mobile et les récepteurs, qui définit des mesures des phases des porteuses, l'implémentation de ce modèle de champ dans un filtre de Kaiman, et l'évaluation des mesures des phases des porteuses et/ou des temps de parcours des signaux reçus, et pour finir la détermination dans le filtre de Kaiman de la position et de l'orientation de l'émetteur mobile à l'aide du modèle de champ théorique et des mesures des phases des porteuses et/ou des temps de parcours déterminés à partir des signaux reçus.