Auf dem Gebiet der Außenbereichs-Navigation hat in den letzten 25 Jahren die technische Entwicklung von Naviga- tionssystemen anhand von Satellitensignalen rasante Fort- schritte gemacht. Weltweit werden Empfänger bzw. Receiver, die das amerikanische GPS-Signal (GPS = Global Positioning System) oder das russische GLONASS-Signal auswerten, z. B. im Flugverkehr oder in der Automobilindustrie eingesetzt. In den letzten Jahren sind auf dem Markt auch Empfänger (GNSS = Global Navigation Satellite System) erhältlich, die beide Systeme kombinieren und dadurch höhere Ortsauflösungen er- reichen. Die erreichbare Ortsauflösung kann zusätzlich durch Überlagerungssysteme bzw. Overlaysysteme, wie WAAS in Nord- amerika oder EGNOS in Europa erhöht werden.

Das GPS-System als Beispiel eines Außenbereichs-Navigations- systems bzw. Outdoor-Navigationssystems umfaßt eine Anzahl von sich teilweise bewegenden Satelliten, die Navigationssi- gnale aussenden. Die Position eines Objekts wird im Empfän- ger des Objekts über die Laufzeiten der Navigationssignale zu dem Empfänger und aus den bekannten Positionen der Sa- telliten bestimmt. Dazu ist eine zeitliche Synchronisation der Satelliten notwendig, die durch Atomuhren in den einzel- nen Satelliten erreicht wird. Die Navigationssignale sind Sichtlinien-Signale bzw. Line-Of-Sight-Signale, deren Kanal- modell lediglich durch die Ionosphäre der Erde bestimmt ist, so daß die Signalleistungen am Empfänger im wesentlichen immer gleich sind.

Ein Nachteil des GPS-Systems besteht darin, daß aufwendige Sender, hier Satelliten, notwendig sind, um das GPS-System als System zur Bestimmung der Position eines Objekts bzw. als Navigationssystem zu betreiben. Außerdem müssen die ein- zelnen Sender jeweils sehr genaue und aufwendige Uhren, hier Atomuhren, enthalten, um die notwendige zeitliche Synchroni- sation der Sender zu erreichen.

Ein weiterer Nachteil des GPS-Systems und allgemein von Sa- telliten-gestützten Systemen besteht darin, daß diese nicht für die hochgenaue Navigation im Innenbereich, wie z. B. Ge- bäuden, oder im Außenbereich in von den Satelliten abge- schatteten Bereichen, wie z. B. Gebäudeschluchten, verwendet werden können.

Auf dem Gebiet der Innenbereichs-Navigation bzw. Indoor-Na- vigation werden derzeit Lösungen für die Ortung ausschließ- lich im Netz und nicht im Endgerät bzw. Empfänger vorge- schlagen, dabei wird die Position des Empfängers durch das Sendernetz des Systems ermittelt und-je nach Anwendung- dem Empfänger bzw. dem zu ortenden Modul drahtlos über- mittelt. Als Beispiel dafür werden in mobilen Kommunika- tionsnetzen Navigationsdienste angeboten, die auch im Innen- bereich verwendet werden können. Andere Systeme, die auf Transponder-Technologien basieren, werden für Logistikzwecke und die Nahbereichsidentifikation eingesetzt. Die Ortung durch Entfernungsmessungen ist das hier am meisten ange- wandte Verfahren. Dabei erfolgt die Ortung durch eine Lauf- zeitmessung von Funk-, Infrarot-, Ultraschall-oder Laser- Signalen. Genauere Systeme setzen auch modulierte Signale ein, um mittels einer geeigneten Signalverarbeitung eine hö- here Auflösung zu erzielen. Andere Verfahren, wie Feldstär- kemessungen oder die Auswertung des empfangenen Signalwin- kels bei komplexeren Basisstationen, die mit phasengesteu- erten Antennenanordnungen bzw. Phased-Array-Antennen aus- gerüstet sind, werden meistens zusätzlich zur Entfernungs- messung eingesetzt.

Die aktuellen Systeme für die Innenbereichs-Navigation bie- ten entweder Insel-Lösungen (Pico-Zellen) mit Tags, Lösun- gen, die auf der Entfernungsmessung basieren und die einen bidirektionalen Übertragungskanal verwenden und Lösungen mit kombinierten Systemen auf Basis mobiler Kommunikationsdien- ste.

Ein Nachteil der Insel-Lösungen besteht darin, daß die Netz- struktur sehr aufwendig ist. Ein Nachteil der Lösungen, die auf Entfernungsmessungen basieren, besteht darin, daß die Kanalkapazität schnell erreicht wird, wenn zu viele Module bzw. Empfänger gleichzeitig im Netz bzw. System geortet wer- den müssen. Ein Nachteil der Lösungen mit kombinierten Sy- stemen besteht darin, daß sowohl die Navigationssicherheit nicht immer gewährleistet ist, da der Empfänger mindestens zwei Basisstationen bzw. Sender im Gebäude empfangen muß, als auch die Ortungsgenauigkeit noch über 25 m im Außenbe- reich mit Satellitensystemen und über 100 m mit einer Kom- munikationsinfrastruktur liegt und somit beispielsweise für Innenbereichsanwendungen nicht geeignet ist. Allgemein bie- ten die meisten Systeme für den Innenbereich lediglich eine 1D-Ortung bzw. eine Abstandsmessung oder eine 2D-Ortung, z.

B. in x-y-Koordinaten.

Ein besonderes Problem der Innenbereichs-Navigationssysteme aber auch der Außenbereichs-Navigationssysteme, z. B. in ab- geschatteten Gebäudebereichen, besteht darin, daß im Innen- bereich, z. B. in Gebäuden, eine hohe Signaldynamik und Mehrwegsignale auftreten, die z. B. durch Reflexionen der Navigationssignale innerhalb der Gebäude entstehen. Diese Mehrwegsignale verzerren sehr stark den Übertragungskanal und gefährden eine zuverlässige Ortung bzw. Bestimmung der Position eines Objekts.

In KRAMAR, E., Funksysteme für Ortung und Navigation, Stutt- gart, Berlin, Köln, Mainz 1973, S. 27,92 bis 104 werden die Ortungssysteme Loran-A und Loran-C beschrieben. Die Ortung basiert bei dem Loran-A-System vornehmlich auf der Auswer- tung eines von einem ortsfesten Hauptsender ausgesendeten M-Impulses und eines von einem ortsfesten Nebensender aus- gesendeten S-Impulses. Der Hauptsender sendet zunächst den M-Impuls aus. Der Nebensender sendet sein S-Impuls mit einem zeitlichen Versatz aus, der tb + tc beträgt, wobei tb der Laufzeit entspricht, die der M-Impuls benötigt, um von dem Hauptsender zu dem Nebensender zu gelangen, um denselben zu aktivieren bzw. synchronisieren, und wobei tc einer bekann- ten, fest eingestellten Verzögerung entspricht. An einem zu ortenden Empfänger wird der Laufzeitunterschied zwischen dem M-und dem S-Impuls gemessen. Unter Kenntnis des zeitlichen Versatzes zwischen den Sendezeiten und den festen Positionen des Haupt-und des Nebensenders einerseits und dem zeit- lichen Versatz der Empfangszeiten des M-und S-Impulses andererseits kann eine Standlinie bestimmt werden, auf der sich der Empfänger befinden muß. Zur Unterscheidung ver- schiedener Haupt-und Nebensender-Paare werden die M-Impulse und S-Impulsen verschiedener Senderpaare mit unterschied- lichen Widerholfrequenzen ausgesendet. Das Loran-C-System unterscheidet sich von dem Loran-A-System durch die Anzahl der zur Ortung herangezogenen S-Impulse. Jeder Nebensender sendet den S-Impuls mit einem unterschiedlichen zeitlichen Versatz zu dem M-Impuls aus. Zur Unterscheidbarkeit der Or- tungssignale von Haupt-und Nebensendern werden bei Loran-C nicht einzelne Impulse sondern Pulsgruppen ausgesendet, die sich in Ihrer Anzahl unterscheiden. Zur Unterscheidbarkeit verschiedener Haupt-und Nebensender-Gruppen werden die Im- pulse der Pulsgruppen phasenkodiert. Ferner wird zusätzlich zu einer Grobortung, wie sie bei Loran-A durchgeführt wird, einer Phasendifferenzmessung zur Feinortung herangezogen.

Für die Feinortung werden die ausgesandten Impulse mit einer definierten Hüllkurve versehen, die eine genau definierte Anstiegsflanke aufweist, an der ein bestimmter Meßpunkt bzw.

Wendepunkt festgelegt ist, der beim zu ortenden Empfänger durch Differentiation der Anstiegsflanke genau ermittelt werden kann. Durch das Vorsehen mehrerer Nebensender kann die Position nicht nur wie bei dem Loran-A-System bis auf eine Hyperbelstandlinie genau sondern bis auf die Schnitt- linie zweier bzw. mehrerer Hyperbelstandlinien genau be- stimmt werden.

Die US 3,750,178 beschreibt ein Positionserfassungssystem zum Lokalisieren der geographischen Position einer Quelle von diskreten Hochfrequenzsignalen. Das System funktioniert im wesentlichen wie ein inverses Loran-System. Es weist eine Mehrzahl von beabstandeten Hochfrequenzempfangsstationen an bekannten geographischen Positionen auf, die die Hoch- frequenzsignale der zu lokalisierenden Quelle empfangen, wo- bei die Laufzeitunterschiede des Hochfrequenzsignals von der Quelle zu den einzelnen Empfangsstationen bestimmt werden.

Zur Synchronisation der Empfangsstationen ist ein Zeitge- bungssender bzw. Loran-Sender vorgesehen, der Zeitgebungs- signale aussendet, um digitale Stopuhren der Empfänger syn- chron zu starten. Die Stopuhren werden gestoppt, wenn das Hochfrequenzsignal von der Quelle empfangen wird. Die di- gitalen Stoppwerte werden von den Empfangsstationen über Sender zu einem Computer übermittelt, der die Positionsbe- stimmung vornimmt. Um den Zeitpunkt, zu dem die Stopuhren der einzelnen Empfangsstationen angehalten werden, genau zu bestimmen, werden die empfangenen Hochfrequenzsignale be- stimmten Operationen unterzogen, um Markierungspulse zu er- halten, die eine genauere Bestimmung der Laufzeitunterschie- de ermöglichen.

Die DE 21 37 846 B2 beschreibt ein Modulationsphasenver- gleichs-Hyperbelverfahren und eine Einrichtung zur Ortung flächengebundener Fahrzeuge. Zur Standortbestimmung werden drei Empfangsstationen verwendet, die ein Meßsignal von ei- nem Fahrzeug erfassen, dessen Standort bestimmt werden soll.

Die Standortbestimmung wird von einer Zentrale vorgenommen, an die die Empfangsstationen das empfangene Meßsignal über feste Kabel weiterleiten. Unter Kenntnis der bekannten Lauf- zeiten, die die Meßsignale durch die Leitungen benötigen, kann die Zentrale aus den Unterschieden der Laufzeiten die Standortbestimmung vornehmen, wozu dieselbe Zähler und einen Zeittaktgeber aufweist, wobei die Zähler bei Eintreffen des frühest eintreffenden Meßsignals von einem der Sender ge- stoppt wird. Um Laufzeitschwankungen in den beteiligten Auswerte-und Übertragungseinrichtungen zu kompensieren, werden die in der Zentrale mittels eines Zeittaktgebers ermittelten Laufzeiten um einen Korrekturwert in einem Korrekturspeicher ergänzt. Der Korrekturwert wird intermit- tierend aus Vergleichsmessungen erhalten, bei der ein Ver- gleichssender mit bekanntem Standort anstatt eines Fahrzeu- ges das Meßsignal ausgibt. Für den Vergleichssender sind die Laufzeiten zu der Zentrale über die Empfangsstationen be- kannt, so daß der Unterschied zwischen den durch die Zentra- le ermittelten Laufzeit und den bekannten Laufzeiten für den Vergleichssender als Korrekturwerte in dem Korrekturspeicher abgelegt werden können. Um eine eindeutige Zuordnung eines empfangenen Meßsignals zu einem bestimmten Fahrzeug oder dem Vergleichssender zu ermöglichen, umfaßt die Zentrale einen Codierer und einen Hochfrequenzsender, um im Rahmen einer Aufforderung vor der eigentlichen Standortbestimmung mittels eines Befehlssignals entweder ein zu ortendes Fahrzeug oder den Vergleichssender zur Abgabe eines Meßsignals aufzufor- dern. Jedes zu ortende Fahrzeug und der Vergleichssender weisen einen Fahrzeugempfänger mit einem Selektivrufempfän- ger auf, der auf ein unterschiedliches Befehlssignal an- spricht.

Die US 4,494,119 beschreibt ein Notrufhochfrequenzlokali- sierungsverfahren und-System, das Richtungserfassungstech- niken mit Berechnungen kombiniert, die auf der Signalstärke basieren, um einen Notrufsender zu lokalisieren. Das System umfaßt einen zu ortenden Notrufsender, eine Mehrzahl von an bekannten Positionen angeordneten Slave-Wiederholeinheiten, um das Notrufsignal zu empfangen und ihre Signalstärke an eine Zentralstation zu berichten, eine Zentralstation, um die Position des Notrufsenders basierend auf den gemessenen Signalstärken und den bekannten Positionen der Slave-Wie- derholeinheiten zu berechnen, und um eine Rettungseinheit loszuschicken, und Rettungseinheiten, die mit Richtungser- fassungsgeräten ausgestattet sind, um den Notrufsender zu erreichen. Dem Notrufsender ist eine Ziel-ID und den Slave- Widerholeinheiten ist jeweils eine Einheit-ID zugeordnet, wobei alle entsprechende Codierer aufweisen. der Notruf- sender überträgt mit seinem Notrufsignal die Ziel-ID. Die Slave-Einheiten berichten die Empfangssignalstärke zusammen mit der Ziel-ID und der Einheit-ID an die Zentralstation, die wiederum einen entsprechenden Dekodierer aufweist.

Die US 5,208,756 bezieht sich auf ein Fahrzeuglokalisie- rungs-und Navigationssystem, das in Verbindung mit einem Mobiltelephonnetz arbeitet. Zur Navigation eines Fahrzeuges ist ein Fahrzeuglokalisierungssende/Empfänger, ein Standort- mobiltelephon und eine Antenne vorgesehen. Über die Antenne empfängt der Fahrzeuglokalisierungssende/Empfänger in Dual- tonmehrfrequenz-bzw. DTMF-Signal, das von Telephonstationen ausgestrahlt wird. Aus den bekannten Positionen der Tele- phonstationen und der empfangenen Signalstärke bestimmt der Fahrzeuglokalisierungssende/Empfänger die Position des Fahr- zeuges. Die bestimmte Position wird über die Basisstationen extern an eine Zentralstation übersandt, wo beispielsweise mehrere Fahrzeuge überwacht und navigiert werden.

Die DE 25 25 446 C2 bezieht sich auf eine Ortungseinrichtung mit hochkonstantem Zeitnormal. Die Ortungseinrichtung be- steht aus mehreren Empfangsstationen mit frequenzgleich abstimmbaren Empfängern und hochkonstanten Zeitnormalen, wie z. B. einer Atomuhr, die untereinander synchronisierbar sind.

Eine Zentralstation ermittelt die Laufzeitdifferenzen zwischen je zwei Empfangsstationen sowie den Standort eines zu ortenden Senders jeweils anhand des Schnittpunktes der den ermittelten Laufzeitdifferenzen entsprechenden Hyperbel- standlinien. Um einerseits die Auswertung von Empfangssigna- len eines zu ortenden Senders an einer Zentrale per Kreuz- korrelation zwischen zwei an verschiedenen Empfangsstationen empfangenen Signalen vorzunehmen, aber andererseits gegen Fehler bei der Übertragung von den Empfangsstationen bis zum Eintreffen an der Zentralstation unempfindlich zu sein, wer- den die empfangenen Signale mit einem aus einem Zeitnormal der Empfangsstationen abgeleiteten Zeitbezugszeichen verse- hen und an eine Zentralstation gesendet, die die Kreuzkorre- lation durchführt.

Die DE 2829558 A1 bezieht sich auf ein Phasenvergleichs- Hyperbelverfahren zur Ortung flächengebundener Fahrzeuge und einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens und stellt im wesentlichen eine Weiterentwicklung des Systems gemäß im vorhergehenden erwähnten DE 21 37 846 B2 dar. Um gegen Stö- rungen der Übertragung der Empfangssignale von den Empfangs- stationen zur Zentrale unanfällig zu sein, wird jedes emp- fangene Meßsignal an den Empfangsstationen mit einem lokal erzeugten Bezugssignal von einem stationären Quarzoszillator verglichen und der Phasenunterschied gegenüber dem Bezugs- signal digital über einen Funkkanal zur Zentrale übertragen und dort zur Bildung der Laufzeitdifferenzen ausgewertet. In bestimmten Abständen wird ein Eichsender geortet, dessen Phasenunterschied an den Empfangsstationen zu den lokal er- zeugten Bezugssignalen bekannt ist. Hieraus werden die Korrekturwerte angezeigt.

Die DE-OS-1813128 bezieht sich auf ein System zur Ermittlung und Anzeige des jeweiligen Standorts von Fahrzeugen. Das System besteht aus Empfängern, einem zentralen Rechner und Speicher und einer Hauptuhr. Jeder Empfänger umfaßt eine Uhr, die mit der Hauptuhr synchronisiert sind. Die Synchro- nisation wird über Verzögerungskreise durchgeführt, die Verzögerungen bewirken, die die Laufzeitunterschiede der synchronisierenden Signale von der zentralen Hauptuhr zu den verschiedenen örtlichen Empfängeruhren ausgleichen. Bei Emp- fang eines Signals von dem Fahrzeug senden die Empfänger die Uhrzeiten von dem Quarzuhren zu dem zentralen Rechner, der die Auswertung unter Verwendung der Hyperboloidschnittpunkte durchführt.

Die DE-PS 1240146 betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Be- stimmung des Standorts von Fahrzeugen, wobei zur Standortbe- stimmung nicht nur Laufzeiten herangezogen werden, sondern ferner der Abstand des jeweiligen Fahrzeugs von einer Ebene, in der sich die ortsfesten Stationen befinden, ermittelt und als Korrektur verwendet wird. Als ortsfeste Stationen können sowohl Empfänger als auch Sender verwendet werden. Die Ver- wendung genauer Zeitnormale sowohl Sender-als auch em- pfangsseitig ist notwendig.

Die DE 19647098 A1 betrifft allgemein ein Ortungssystem zum mehrdimensionalen Orten eines Objektes auf der Grundlage von gemessenen Laufzeitdifferenzen von elektromagnetisch über- tragenen Signalen. Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Or- tungssystem beschrienben, bei dem das zu ortende Objekt eine Empfangs-oder Sendeeinheit aufweisen kann, während die ortsfesten Einheiten Sende-oder Empfangseinheiten sein kön- nen, und bei dem die ortsfesten Einheiten ungenaue Quarzuh- ren aufweisen können, die zur Synchronisation auf eine Systemzeit mit einem allen ortsfesten Einheiten gemeinsamen zentralen Taktgeber verbunden sind. Um eine Verfälschung der Zeitsynchronisation durch Signallaufzeiten zu vermeiden, wird die Verwendung von Signalleitungen bzw. Kabeln defi- nierter Länge vorgeschlagen, so daß der entstehende Übertra- gungsfehler bekannt und damit kompensierbar ist. Insbesonde- re wird ein Ortungssystem bestehend aus Sendern zur Ortung eines Empfängers beschrieben. Jeder Sender ist über Signal- leitungen bekannter Länge mit einem zentralen Taktgeber ver- bunden, wodurch die Sender durch den einen Taktgeber syn- chronisiert sind. Die Sender senden eine elektromagnetische Welle aus, auf deren Trägerwelle ein Datenstrom aufmoduliert wird, der ein Zeitsignal sowie einen den Sender kennzeich- nenden, korrelierbaren Code enthält. Der Empfänger umfaßt einen eigenen Taktgeber, um einen lokalen Zeitstandard zu erhalten. Der Empfänger nutzt die von den Sendern übertra- genden codierten elektromagnetischen Signale, um mittels einer Recheneinheit daraus die Positions-Geschwindigkeits- und Zeitinformationen relativ zum eigenen Zeitstandard zu gewinnen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein System zur Bestimmung der Position eines Objekts zu schaf- fen, das eine einfache, zuverlässige und genaue Bestimmung der Position eines Objekts ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch ein System zur Bestimmung der Po- sition eines Objekts gemäß Anspruch 1 gelöst.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Erfindung bei Navigationsanwendungen, die keine oder ei- ne eingeschränkte Sichtverbindung zu den Sendern des Systems zur Bestimmung der Position eines Objekts besitzen, also bei Anwendungen im Innenbereich, wie z. B. Gebäuden, oder im Außenbereich in abgeschatteten Außenbereichen, wie z. B. Ge- bäudeschluchten, bei denen zwangsläufig eine hohe Signaldy- namik und Mehrwegsignale, die den Übertragungssignal stark verzerren, auftreten, eine hohe Ortungszuverlässigkeit eines Objekts, eine dreidimensionale Ortung (x, y, z-Koordinaten) und eine Ortung mit einem System ermöglicht, das unempfind- lich gegenüber Störsignalen ist. Dies liegt daran, daß die vorliegende Erfindung ein CDMA-basiertes (CDMA = Code Divi- sion Multiple Access) System verwendet, wobei das CDMA-Ver- fahren unempfindlicher als bekannte Innenbereichs-Naviga- tionsverfahren auf Störungen durch andere Funkdienste, wie beispielsweise mobile Kommunikationsdienste, z. B. TDMA- oder CDMA-basierte Systeme, digitalen Rundfunk als auch Satelliten-Dienste, z. B. bei Anwendungen im Außenbereich, reagiert.

Das System der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine höhere Ortsauflösung als bei vorhandenen CDMA-Systemen. Bei der Im- plementierung mit aktuell verfügbaren Technologien kann eine Ortungsgenauigkeit von weniger als 1 m erreicht werden. Bei kommerziellen Anwendungen wird zunächst eine mögliche Auf- lösung von ca. 1-5 m erwartet, ist aber theoretisch nur durch die Wellenlänge der verwendeten Trägerfrequenz be- grenzt. Bei einer HF-Trägerfrequenz von 2,4 GHz im ISM-Band kann die maximale Positionsauflösung 6,2 cm (eine halbe Wellenlänge) betragen.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, der durch die Anwendung des CDMA-Verfahrens begründet ist, ist die ge- ringere elektromagnetische Belastung durch das Sendernetz im Vergleich zu Verfahren, die Signallaufzeiten direkt oder in- direkt (durch einen Frequenzsweep des Senders) messen, da durch die bei CDMA-Systemen typischen Verstärkungsgewinne durch die Entspreizung des Signals Sender mit sehr niedriger Sendeleistung die Innenbereiche bzw. Außenbereiche versor- gen. Da CDMA-Signale unter dem Rauschpegel liegen, ist keine hohe Sendeleistung für die Ortung notwendig.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dar- in, daß das System zur Bestimmung der Position eines Objekts gemäß der Erfindung keinen Rückkanal für die Ortung und die Navigation benötigt, da die Ortung bzw. Bestimmung der Posi- tion im Empfänger bzw. Empfängermodul und nicht im Sender- netz erfolgt, wodurch die Zahl der Benutzer, Anwender bzw.

Empfängermodule nicht begrenzt ist, keine Gefahr einer Netz- überlastung besteht und der Funkkanal nur mit vom Sendernetz erzeugten Signalen belastet ist. Dadurch wird ferner eine reduzierte Komplexität der Basisstationen bzw. Sender und der Endgeräte bzw. Empfänger ermöglicht, da die Basisstatio- nen lediglich eine Sendestufe und die Endgeräte lediglich eine Empfangsstufe benötigen. Daher lassen sich die Empfän- ger einfach in existierenden Systemen, wie PDAs oder Handte- lephonen bzw. Handys, integrieren.

Ein weiterer wichtiger Vorteil dieser Erfindung ist daher auch die Rückwärts-Kompatibilität mit Satelliten-Naviga- tions-Systemen, so daß in Endgeräten, die dieses Naviga- tionsverfahren verwenden, wesentliche Teile der Hardware für den Empfang von CDMA-basierten, Satelliten-gestützten Außen- bereichs-Navigationssystemen, wie GPS, GLONASS, WASS, EGNOS und das zukünftig europäische System GALILEO, wiederverwen- det werden können.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dar- in, daß es möglich ist, die Positionsbestimmungsgenauigkeit anwendungsspezifisch einzustellen, und damit auch die Lei- stungsaufnahme des Systems zu variieren, da die Position im Modul bestimmt wird.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dar- in, daß die Reichweite eines Senders oder einer Basisstation in vertretbaren Abständen (bis 100 m) liegt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zu dem Empfänger zusätzlich lokale Informationen mitübertragen wer- den können oder an Referenzstationen geladen werden können, wie z. B. aktuelle Meldungen oder ein Gebäudeplan. Mit ei- nem integrierten Sprachcodierer kann dieses System als Orientierungshilfe für Sehbehinderte verwendet werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Bestim- mung der Position eines Objekts gemäß der vorlie- genden Erfindung ; Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Referenz-Sende-Vor- richtung des Systems der vorliegenden Erfindung von Fig. 1 ; Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Sende-Empfangs-Vor- richtung des Systems der vorliegenden Erfindung von Fig. 1 ; Fig. 4 eine allgemeine Darstellung einer Positionsbestim- mungsvorrichtung des Systems der vorliegenden Er- findung von Fig. 1 ; Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Positionsbestimmungs- vorrichtung des Systems der vorliegenden Erfindung von Fig. 1 ; Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel einer Korrelationseinrich- tung und einer Integrationseinrichtung der Posi- tionsbestimmungsvorrichtung von Fig. 5 ; und Fig. 7 ein Ausgangssignal der Integrationseinrichtung von Fig. 6.

Diese Erfindung beschreibt ein drahtloses, hochauflösendes, funkbasiertes und zellulares Navigationssystem bzw. ein System zur Bestimmung der Position eines Objekts, das zu Ortung von beweglichen oder bewegbaren Objekten, wie z. B.

Personen, im Außen-und/oder im Innen-Bereich dient. Bei einem Einsatz im Innenbereich können in diesem System zu- sätzliche Informationen, wie z. B. ein Gebäudeplan, als Orientierungshilfe angeboten werden. Durch die zellulare Struktur kann das beschriebene System auch zur Bestimmung der Position eines Objekts im Außenbereich oder in Gebäude- komplexen, wie Messegeländen, die aus mehreren Gebäuden be- stehen, eingesetzt werden.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Systems zur Be- stimmung der Position eines Objekts. Das System 100 umfaßt eine Referenz-Sende-Vorrichtung 202, die in einer festen Po- sition angeordnet ist, drei Sende-Empfangs-Vorrichtung 302, die in festen Positionen zueinander und zu der Referenz-Sen- de-Vorrichtung 202 angeordnet sind, und eine Positionsbe- stimmungsvorrichtung 502 zum Bestimmen der Position des Ob- jekts, wobei das Objekt die Positionsbestimmungsvorrichtung 502 aufweist. Um die Position des Objekts mit der Positions- bestimmungsvorrichtung 502 im Zweidimensionalen zu bestim- men, muß das System 100 mindestens drei Sende-Vorrichtungen, beispielweise eine Referenz-Sende-Vorrichtung 202 und zwei Sende-Empfangs-Vorrichtung 302, umfassen. Um eine Position des Objekts mit der Positionsbestimmungsvorrichtung 502 im Dreidimensionalen bzw. im Raum zu bestimmen, muß das System 100 mindestens vier Sende-Vorrichtungen, beispielsweise eine Referenz-Sende-Vorrichtung 202 und drei Sende-Empfangs-Vor- richtung 302 umfassen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.

Zur dreidimensionalen Bestimmung der Position des Objekt mit der Positionsbestimmungsvorrichtung 502 werden die Positio- nen P1, P2, P3 und P4 der Sende-Vorrichtungen 202,302 und die Laufzeiten L1, L2, L3 und L4 von Navigationssignalen bzw. Informationssignalen von den Sende-Vorrichtungen 202, 302 zu der Positionsbestimmungsvorrichtung 502 benötigt. Da- zu müssen die Sende-Vorrichtungen 202,302 zeitlich synchron zueinander arbeiten, d. h. ihre Uhren müssen synchron arbei- ten. Die Laufzeiten L1, L2, L3 und L4 der Informationssigna- le werden aus der Differenz der Empfangszeiten der Informa- tionssignale bei der Positionsbestimmungsvorrichtung 502 und der Sendezeiten der Informationssignale von den Sende-Vor- richtungen 202,302 bestimmt. Da die Sende-Vorrichtungen 202,302 zeitlich synchron arbeiten, benötigt die Positions- bestimmungsvorrichtung 502 selbst keine eigene exakte Zeit- basis bzw. keine exakt laufende Uhr. Die Positionsbestim- mungsvorrichtung 502 benötigt lediglich einen Taktgeber oder eine Zeit-Lieferungseinrichtung, die in bestimmten Zeitbe- reichen Zeitabstände relativ messen kann.

Zur zweidimensionalen (bzw. zur dreidimensionalen) Posi- tionsbestimmung, d. h. zur Bestimmung der Position eines Ob- jekts in der Ebene (bzw. im Raum), sind drei (bzw. vier) Sender bzw. Sende-Vorrichtungen 202,302 notwendig. Bei der zweidimensionalen Bestimmung der Position könnte jedoch bei- spielsweise auf den dritten Sender bzw. hier auf eine zweite Sende-Empfangs-Vorrichtung 302 verzichtet werden, obwohl die um die zwei verbleibenden Sender, d. h. die Referenz-Sende- Vorrichtung 202 und die verbleibende Sende-Empfangs-Vorrich- tung 302, gezogenen Kreise mit dem Radius der Laufzeit der Navigationssignale zwei Schnittpunkte aufweisen und dadurch die Positionsbestimmung des Objekts nicht eindeutig ist.

Dies liegt daran, daß der richtige Schnittpunkt bzw. die richtige Position des Objekts auch über die Phase ohne eine dritte Sende-Vorrichtung 202,302 bestimmt werden kann. Die dritte Sende-Vorrichtung ist jedoch bei der zweidimensiona- len Bestimmung der Position notwendig, um die tatsächliche Empfangszeit der Informationssignale im Empfänger bzw. der Positionsbestimmungsvorrichtung 502 zu bestimmen, um die Laufzeiten der Informationssignale zu der Positionsbestim- mungsvorrichtung 502 exakt berechnen zu können. Daher ist in der Positionsbestimmungsvorrichtung 502 lediglich eine Zeit-Lieferungseinrichtung, z. B. eine Uhr, notwendig, die nicht exakt zeitlich mit den Sende-Vorrichtungen 202,302 synchronisiert ist, und die über die Informationen der zu- sätzlichen Sende-Vorrichtung mit den Sende-Vorrichtungen 202,302 synchronisiert werden kann. Ähnliches gilt für den dreidimensionalen Fall. Hier ist ebenfalls, da eine Bestim- mung der Position abhängig von der Phase möglich ist, eigentlich keine vierte Sende-Vorrichtung notwendig. Die vierte Sende-Vorrichtung 202,302 bzw. die dritte Sende-Emp- fangs-Vorrichtung 302 in Fig. 1 dient jedoch zur exakten Empfangszeitbestimmung der Informationsignale innerhalb der Positionsbestimmungsvorrichtung 502.

Die Zeitsynchronisation im Netz der Sende-Vorrichtungen 202, 302 von Fig. 1 erfolgt in zwei Schritten. Beim Einschalten der Infrastruktur wird die Synchronisation im Netz durch programmierbare Delays bzw. Zeitkorrekturwerte eingerichtet, und beim Betrieb wird in regelmäßigen Abständen diese zeit- liche Synchronisation überprüft bzw. korrigiert. Die Syn- chronisation der Sende-Vorrichtung 202,302 wird über eine Verbindung zwischen denselben, über die die Vorrichtungen miteinander kommunizieren, erreicht. Dabei liefert z. B. die Referenz-Sende-Vorrichtung 202 eine Referenzzeit in Form ei- nes Referenzzeit-Signals, mit der sich die Sende-Empfangs- Vorrichtungen 302 über die Verbindung zeitlich synchronisie- ren. Diese Verbindung kann drahtgebunden bzw. kabelgebunden, wie z. B. über elektrische oder optische Kabel, oder draht- los ausgeführt sein. Die drahtgebundene Verbindung wird da- bei bevorzugt, da die Übertragungen von Referenzzeit-Signa- len von der fest positionierten Referenz-Sende-Vorrichtung 202 zu den fest positionierten Sende-Empfangs-Vorrichtungen 302 direkt sind und bekannte Laufzeiten über die Verbindung besitzen, die bei der Synchronisation der Uhren berücksich- tigt werden müssen. Bei der drahtlosen Verbindung sind hin- gegen Sichtlinien bzw. Line-of-Sight-Signale notwendig, um die Uhren synchronisieren zu können, dabei können Mehrweg- signale neben den Sichtliniensignalen, d. h. beispielsweise Reflexionen des Referenzeit-Signals der Referenz-Sende-Vor- richtung 202 an Wänden auf dem Weg zu der jeweiligen Sende- Empfangs-Vorrichtung 302, auftreten, die die Bestimmung der Laufzeiten des Referenzeit-Signals zu den Sende-Empfangs- Vorrichtungen 302 erschweren. Bei sowohl der drahtgebundenen als auch der drahtlosen Übertragung von Referenzzeit-Signa- len werden die Uhren bzw. Zeit-Lieferungseinrichtungen der Sende-Empfangs-Vorrichtungen 302 mit der Uhr bzw. einer Re- ferenzzeit-Lieferungseinrichtung der Referenz-Sende-Vorrich- tung 202, die das Referenzzeit-Signal liefert, synchroni- siert.

Das System 100 von Fig. 1 kann als Sende-Vorrichtungen 202, 302 auch nur Sende-Empfangs-Vorrichtungen 302 aufweisen, wo- bei abhängig von der Struktur und der Umgebung des Systems eine der Sende-Empfangs-Vorrichtungen 302 zu einer Refe- renz-Sende-Empfangs-Vorrichtung bzw. Referenz-Sende-Vorrich- tung bestimmt wird. Eine solche Bestimmung kann beispiels- weise davon abhängen, daß eine Sende-Empfangs-Vorrichtung 302 der mehreren Sende-Empfangs-Vorrichtungen 302 die genau- este Uhr besitzt und damit der Lieferant einer Referenz-Uhr- zeit sein kann, auf die sich alle anderen Sende-Empfangs- Vorrichtungen 302 synchronisieren können.

Weiterhin kann jedes System 100 eine sehr große Anzahl von Sende-Vorrichtungen 202,302 aufweisen, die z. B. nur Sen- de-Empfangs-Vorrichtungen 302 sind. Diese große Anzahl von Sende-Vorrichtungen kann auf sehr viele Untergruppen, wie z.

B. Gebäude in einem Gebäudekomplex, Räume in einem Gebäude etc., verteilt sein, da z. B. die Reichweite der Sende-Vor- richtungen begrenzt ist, wobei hierarchische Strukturen in dem System gebildet werden können. Jede Untergruppe, wie z.

B. ein Raum, kann darin wiederum eine eigene hierarchische Struktur von Sende-Vorrichtungen besitzen, in der eine Sen- de-Vorrichtung zu einer Referenz-Sende-Vorrichtung bzw. Re- ferenz-Sende-Empfangs-Vorrichtung bestimmt werden kann, auf die sich alle anderen Sende-Vorrichtungen der Untergruppe synchronisieren, weil diese Referenz-Sende-Vorrichtung bei- spielsweise die genaueste Uhr besitzt oder selbst mit einer Sende-Vorrichtung einer übergeordneten Gruppe synchronisiert ist. Eine übergeordnete Gruppe, wie z. B. ein Stockwerk oder ein Gebäude, kann für sich Untergruppen, wie z. B. Räume, aufweisen, die sich mit einer ausgewählten Referenz-Sende- Vorrichtung, wie z. B. des Stockwerks oder des Gebäudes, synchronisieren usw.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Referenz-Sende- Vorrichtung des Systems der vorliegenden Erfindung von Fig.

1. Die Referenz-Sende-Vorrichtung 202 umfaßt eine Referenz- zeit-Lieferungseinrichtung 204 zum Liefern eines Referenz- zeit-Signals, das eine Referenz-Uhrzeit angibt, eine Signal- erzeugungseinrichtung 206 zum Erzeugen eines Informationssi- gnals bzw. Navigationssignals, das die Sendezeit des Infor- mationssignals, die aus dem Referenz-Zeitsignal bestimmt wird, aufweist, und eine Sendeeinrichtung 208 zum Senden des Informationssignals und/oder des Referenzzeit-Signals.

Die Referenzzeit-Lieferungseinrichtung 204 ist vorzugsweise ein Taktgeber oder eine Uhr etc., die eine Zeitbasis zum Be- stimmen einer Uhrzeit bzw. eines Zeitpunktes, in diesem Fall der Referenz-Uhrzeit, liefert. Die Signalerzeugungseinrich- tung 206 ist vorzugsweise eine analoge oder digitale Signal- erzeugungseinrichtung, wie z. B. eine Verarbeitungseinrich- tung, die ein Informationssignal erzeugt, in dem unter ande- rem die Sendezeit des Informationssignals selbst enthalten ist. Die Signalerzeugungseinrichtung 206 kann ferner ange- ordnet sein, um ein Informationssignal zu erzeugen, das fer- ner die Position der Referenz-Sende-Vorrichtung 202, lokale Informationen für den Bereich des Netzes der Sende-Refe- renz-Vorrichtung 202 und der Sende-Empfangs-Vorrichtungen 302 bzw. für den Bereich, in dem sich das Objekt der Posi- tionsbestimmungsvorrichtung 502 befindet, lokale Meldungen, spezifische Systemparameter, Synchronisierungsdaten, einen Umgebungs-oder Gebäudeplan und/oder Verzeichnisse von Refe- renz-Sende-Vorrichtungen 202 und/oder Funkbalken aufweist.

Die Sendeeinrichtung 208 der Referenz-Sende-Vorrichtung 202 weist vorzugsweise eine Codelieferungseinrichtung 210 zum Liefern eines Codes, der der Referenz-Sende-Vorrichtung 202 zugeordnet ist, und eine Codierungseinrichtung 212 zum Co- dieren des Informationssignals mit dem Code der Codeliefe- rungseinrichtung 210 auf. Die Codelieferungseinrichtung 210 ist vorzugsweise ein Speicher, der ein kontinuierliches (analoges) oder wertdiskretes (digitales) Signal enthält, das den Code darstellt. Bevorzugt wird dabei ein rauschähn- liches Signal bzw. ein rauschähnlicher Code (PN-Codes ; PN = Pseudo Noise), der sowohl in den Sende-Vorrichtungen 202, 302 als auch der Positionsbestimmungsvorrichtung 502 unab- hängig voneinander wiedererzeugt werden kann. Zu diesen Co- des gehören unter anderem die Codes maximaler Länge (m-Se- quenzen). Andere mögliche Codes sind beispielsweise die Gold-Sequenzen.

Die Codierungseinrichtung 212 der Sendeeinrichtung 208 ist vorzugsweise eine synchrone Operation oder eine Exklusiv- Oder-Einrichtung (EXLUSIVE-OR), die den Code mit dem Infor- mationssignal zusammenaddiert, wodurch eine Bandspreizung des Informationssignals erfolgt. Durch die Verwendung von rauschähnlichen Signalen bzw. Codes wird eine gleichmäßige Verteilung der Signalleistung des Informationssignals über das gespreizte Frequenzband erreicht. Zur Rückgewinnung des Informationssignals in beispielsweise der Positionsbestim- mungsvorrichtung 502 wird dieses Informationssignal mit dem zur Spreizung benutzten Code korreliert. Hierzu wird der in der Referenz-Sende-Vorrichtung 202 erzeugte Code phasenrich- tig auf den Empfangscode synchronisiert und mit dem Emp- fangssignal multipliziert. Das Informationssignal wird dann wieder auf die ursprüngliche Bandbreite dekorreliert. Dem Signal überlagerte Störungen werden dabei spektral gespreizt und z. B. durch eine nachfolgende Signalintegration oder eine Tiefpaßfilterung in ihrer Amplitude entsprechend dem Bandbreitenverhältnis reduziert.

Die Sendeeinrichtung 208 der Referenz-Sende-Vorrichtung 202 kann ferner eine Modulationseinrichtung 214 zum Modulieren des Informationssignals und/oder des Referenzzeit-Signals auf ein Trägersignal, das eine Trägerfrequenz fTR aufweist, umfassen. Die Modulationseinrichtung 214 ist vorzugsweise eine Mischeinrichtung bzw. eine Multiplikationseinrichtung, die das Informationssignal auf das Trägersignal moduliert, wobei das Trägersignal vorzugsweise ein Hochfrequenz-Träger- signal ist. Die Modulationseinrichtung 214 führt vorzugswei- se eine Phasenumtastungs-Modulation (PSK-Modulation oder BPSK-Modulation) zum Modulieren des Informationssignals auf das Trägersignal durch. Es können jedoch auch andere bekann- te Modulationsverfahren verwendet werden.

Die Referenz-Sende-Vorrichtung 202 kann beispielsweise bei der Verwendung eines HF-Trägersignals eine Antenne 216 auf- weisen, die unter anderem zum Senden des HF-Signals verwen- det werden kann.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Sende-Empfangs- Vorrichtung des Systems der vorliegenden Erfindung von Fig.

1. Die Sende-Empfangs-Vorrichtung 302 umfaßt vorzugsweise eine Zeit-Lieferungseinrichtung 304 zum Liefern eines Zeit- signals, das eine Uhrzeit angibt, eine Empfangseinrichtung 306 zum Empfangen des Referenzzeit-Signals von der Refe- renz-Sende-Vorrichtung 202 oder zum Empfangen eines Zeitsi- gnals von einer anderen Sende-Empfangs-Vorrichtung 302 als Referenzzeit-Signal, eine Synchronisierungseinrichtung 308 zum Verarbeiten des Zeitsignals und des Referenzzeit-Signals und zum Synchronisieren der Uhrzeit der Sende-Empfangs-Vor- richtung 302 mit der Referenz-Uhrzeit, eine Signalerzeu- gungseinrichtung 310 zum Erzeugen eines Informationssignals, das die Sendezeit des Informationssignals, die aus dem Zeit- signal bestimmt wird, aufweist, und eine Sendeeinrichtung 312 zum Senden des Informationssignals.

Wie im vorhergehenden erwähnt, kann das System der Sende- Vorrichtungen 202,302 nach Fig. 1 auch nur aus Sende-Emp- fangs-Vorrichtungen 302 bestehen, wobei abhängig von der Struktur des Systems eine oder mehrere Sende-Empfangs-Vor- richtungen 302 zu Referenz-Sende-Vorrichtungen bzw. Refe- renz-Sende-Empfangs-Vorrichtungen bestimmt werden. Das Zeit- signal, das von der Zeit-Lieferungseinrichtung 304 geliefert wird, ist dann das Referenzzeit-Signal, auf das sich die an- deren Sende-Empfangs-Vorrichtungen 302 synchronisieren.

Durch eine solche Struktur wird eine stärkere Flexibilität des Systems abhängig von den äußeren Umständen des Systems und eine höhere Zuverlässigkeit, z. B. wenn eine Sende-Emp- fangs-Vorrichtung als Referenz-Sende-Empfangs-Vorrichtung ausfällt, erreicht. Die Empfangseinrichtung 306 und die Syn- chronisierungseinrichtung 308 sind bei einer zur Referenz- Sende-Vorrichtung bestimmten Sende-Empfangs-Vorrichtung 302 auch nicht überflüssig, da sich diese selber auch wieder mit einer übergeordneten Sende-Empfangs-Vorrichtung 302, die ebenfalls eine Referenz-Sende-Vorrichtung beispielsweise ei- ner übergeordneten Gruppe ist, synchronisieren kann. Dadurch wird eine hierarchische Struktur ermöglicht.

Zurückkehrend zu Fig. 3, ist die Zeit-Lieferungseinrichtung 304 vorzugsweise ein Taktgeber oder eine Uhr etc. die eine Zeitbasis zum Bestimmen einer Uhrzeit bzw. eines Zeitpunk- tes, in diesem Fall der Uhrzeit, liefert.

Die Empfangseinrichtung 306 ist vorzugsweise eine Einrich- tung zum Verarbeiten des Referenzzeit-Signals von der Refe- renz-Sende-Vorrichtung 202, die das über eine Verbindung eintreffende Referenzzeit-Signal verarbeitet. Die Empfangs- einrichtung 306 kann angepaßt sein, um ein über die drahtge- bundene oder drahtlose Verbindung übermitteltes Referenz- zeit-Signal zu verarbeiten.

Die Synchronisierungseinrichtung 308 der Sende-Empfangs-Vor- richtung 302 weist vorzugsweise eine Uhrzeit-Korrekturein- richtung zum Korrigieren des Zeitsignals bzw. der Uhrzeit der Zeit-Lieferungseinrichtung 304 mit einer Delay oder mit einem Zeitkorrekturwert auf, der den zeitlichen Unterschied der Referenz-Uhrzeit der Referenzzeit-Lieferungseinrichtung 204 der Referenz-Sende-Vorrichtung 202 und der Uhrzeit der Zeit-Lieferungseinrichtung 304 der Sende-Empfangs-Vorrich- tung 302 darstellt. Dieser Zeitkorrekturwert kann beispiels- weise ein Korrekturfeld sein, das bei der Einrichtung des Systems gemessen wird und in Zeitabständen neu bestimmt wird. Die Referenz-Sende-Vorrichtung 202 muß daher für den Fall eines einfachen Sendernetzwerkes nicht unbedingt stän- dig mit den Sende-Empfangs-Vorrichtungen 302 kommunizieren.

Bei einem komplexeren System, bei dem sich die Sende-Emp- fangs-Vorrichtungen 302 mit der Referenz-Sende-Vorrichtung 202 synchronisieren, kann eine regelmäßige Zeit-Abgleichmög- lichkeit zwischen der Referenz-Sende-Vorrichtung 202 und den Sende-Empfangs-Vorrichtungen 302 vorgesehen werden.

Die Signalerzeugungseinrichtung 310 zum Erzeugen des Infor- mationssignals ist vorzugsweise eine analoge oder digitale Verarbeitungseinrichtung, wie z. B. eine Verarbeitungsein- richtung, die ein Informationssignal erzeugt, das die Sende- zeit des Informationssignals aufweist. Die Signalerzeugungs- einrichtung 310 kann ferner angeordnet sein, um ein Informa- tionssignal zu erzeugen, das ferner die Position der Sende- Empfangs-Vorrichtung 302 aufweist. Das Informationssignal kann ferner lokale Informationen für den Bereich des Netzes der Referenz-Sende-Vorrichtung 202 und der Sende-Empfangs- Vorrichtungen 302 bzw. für den Bereich, in dem sich das Ob- jekt der Positionsbestimmungsvorrichtung 502 befindet bzw. bewegt, lokale Meldungen, spezifische Systemparameter, Syn- chronisierungsdaten, einen Umgebungs-und Gebäudeplan und/oder Verzeichnisse von Referenz-Sende-Vorrichtungen 202 und/oder Funkbalken aufweisen.

Die Sendeeinrichtung 312 der Sende-Empfangs-Vorrichtung 302 weist vorzugsweise eine Codelieferungseinrichtung 314 zum Liefern eines Codes, der der Sende-Empfangs-Vorrichtung 302 zugeordnet ist und der sich von den Codes der anderen Sen- de-Vorrichtungen 202,302 unterscheidet, und eine Codie- rungseinrichtung 316 zum Codieren des Informationssignals mit dem Code auf.

Die Codelieferungseinrichtung 314 der Sendeeinrichtung 312 ist vorzugsweise ein Speicher, der ein analoges oder digi- tales Codesignal enthält, das den Code darstellt. Dieser Code ist vorzugsweise ein rauschähnlicher Code, der sowohl in der jeweiligen Sende-Empfangs-Vorrichtung 302 als auch in der Positionsbestimmungsvorrichtung 502 unabhängig voneinan- der wiedererzeugt werden kann. Zu den rauschähnlichen Codes gehören sogenannte Codes maximaler Länge (m-Sequenzen). An- dere mögliche Codes sind beispielsweise die Gold-Sequenzen.

Die Codierungseinrichtung 316 der Sendeeinrichtung 312 ist vorzugsweise eine synchrone Operation oder eine Exklusiv- Oder-Einrichtung (EXCLUSIVE-OR), die den Code der Codeliefe- rungseinrichtung 314 mit dem Informationssignal der Sende- Empfangs-Vorrichtung 302 zusammenaddiert bzw. zusammenführt.

Durch die Multiplikation des Informationssignals mit dem Code wird das Informationssignal gespreizt und es wird eine gleichmäßige Verteilung der Signalleistung über das ge- spreizte Frequenzband erreicht. Zur Rückgewinnung des ge- spreizten Informationssignals wird dieses in der Positions- bestimmungsvorrichtung 502 mit dem zur Spreizung verwendeten Code korreliert. Hierzu wird der in der Sende-Empfangs-Vor- richtung 302 erzeugte Code phasenrichtig auf den Empfangs- code synchronisiert und mit dem Empfangssignal multipli- ziert. Das gespreizte Empfangs-Informationssignal wird damit wieder auf die ursprünglichen Bandbreite dekorreliert. Dem Signal überlagerte Störungen werden dagegen spektral ge- spreizt und können beispielsweise durch eine nachfolgende Signalintegration oder eine Tiefpaßfilterung in ihrer Ampli- tude entsprechend dem Bandbreitenverhältnis reduziert wer- den.

Die Sendeeinrichtung 312 der Sende-Empfangs-Vorrichtung 302 kann ferner eine Modulationseinrichtung 318 zum Modulieren des Informationssignals auf ein Trägersignal, das eine Trä- gerfrequenz fTR aufweist, die vorzugsweise gleich der Trä- gerfrequenz der Referenz-Sende-Vorrichtung 202 ist, umfas- sen. Die Modulationseinrichtung 318 ist vorzugsweise eine Mischeinrichtung bzw. eine Multiplikationseinrichtung, die das Informationssignal auf das Trägersignal moduliert, wobei das Trägersignal vorzugsweise ein Hochfrequenz-Trägersignal (HF-Trägersignal) ist. Die Modulationseinrichtung 318 kann beispielsweise eine Phasenumtastungs-Modulation (PSK-Modula- tion oder BPSK-Modulation) zum Modulieren des Informations- signals auf das Trägersignal durchführen. Es können jedoch auch andere bekannte Modulationsverfahren verwendet werden.

Die Sende-Empfangs-Vorrichtung weist vorzugsweise ferner ei- ne Antenne 320 auf, die unter anderem zum Senden des Hoch- frequenz-Trägersignals verwendet werden kann.

Fig. 4 zeigt eine allgemeine Darstellung einer Positions- bestimmungsvorrichtung des Systems der vorliegenden Erfin- dung von Fig. 1. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 402 weist eine Antenne 404 zum Empfangen der Informationssigna- le, beispielsweise der HF-Informationssignale, der Sende- Vorrichtungen 202,302 als ein (HF-) Empfangssignal auf.

Dieses Empfangssignal wird von der Antenne 404 zu einem Ra- dio-Frontend 406 bzw. einer Funk-Eingangsstufe weitergelei- tet. Dieses Radio-Frontend 406 umfaßt beispielsweise eine Mischeinrichtung, die das Hochfrequenz-Empfangssignal in das Basisband mischt. Dieses Mischen kann analog oder analog/di- gital mit einer Zwischenfrequenz-Abtastvorrichtung bzw. ei- nem IF-Sampler realisiert werden. Die Weiterverarbeitung erfolgt dann digital. Im Basisband erfolgt die Korrelation des Empfangssignals mit einer definierten Anzahl von Codes, wobei jeder dieser Codes einer Sende-Vorrichtung 202,302 (Fig. 1) zugeordnet ist. Diese Codes werden in einem Code- Generator 408 entsprechend den Codes der Sende-Vorrichtungen erzeugt. Für jeden Code wird das Empfangssignal mit einem oder mehreren Korrelatoren in einem Korrelationsabschnitt 410 und in einem ersten Verarbeitungsabschnitt 412 korre- liert, um einzelne Empfangs-Informationssignale, die den In- formationssignalen der Sende-Vorrichtungen zugeordnet sind, aus dem Empfangssignal durch Korrelation zu erhalten. Das mit den einzelnen Codes in dem Korrelationsabschnitt 410 korrelierte Empfangssignal wird in den ersten Verarbeitungs- abschnitt 412 der Positionsbestimmungsvorrichtung 402 ge- speist, in dem die abschließende Korrelation der Codes mit dem Empfangssignal und die Ableitung der zugeordneten Emp- fangs-Informationssignale erfolgt. Dabei müssen auch Mehr- wegsignale, die durch die Reflexion der durch die Sende-Vor- richtungen 202,302 gesendeten Informationssignale, z. B. von Wänden, entstehen, von den Sichtlinien-Signalen bzw.

Line-of-Sight-Signalen getrennt werden, um für jede Sende- Vorrichtung 202,302 das Informationssignal zu erhalten, das sich auf dem direkten Weg zu der Positionsbestimmungsvor- richtung ausgebreitet hat. Nur mit diesem Signal ist eine korrekte Laufzeitbestimmung des jeweiligen Informationssi- gnals und eine Positionsbestimmung des Objekts möglich. Der erste Verarbeitungsabschnitt 412 der Positionsbestimmungs- vorrichtung 402 übernimmt ferner die Code-Ansteuerung des Code-Generators 408, um die Korrelation des Codes mit dem Empfangssignal in dem Korrelationsabschnitt 410 zu steuern, und steuert ferner über eine automatische Verstärkungssteu- erung (AGC ; AGC = Automatic Gain Control) 418 die Verstär- kung des Empfangssignals, das abhängig von der Beschaffen- heit der Umgebung der Positionsbestimmungsvorrichtung 402, d. h. vor allem abhängig von dem Auftreten von Mehrwegsigna- len und Störungen, unterschiedlich groß ist und eine hohe Dynamik besitzt. Die erhaltenen Empfangs-Informationssignale werden an einen zweiten Verarbeitungsabschnitt 414 der Posi- tionsbestimmungsvorrichtung 402 weitergeleitet, der das je- weilige Empfangs-Informationssignal, ohne die Mehrwegsigna- le, verfolgt und mit den anderen Empfangs-Informationssigna- len zeitlich synchronisiert und decodiert, um aus den jewei- ligen Empfangs-Informationssignalen neben anderen Informa- tionen die Sendezeiten der Informationssignale, die den Emp- fangs-Informationssignalen zugeordnet sind, und vorzugsweise ferner die Positionen der Sende-Vorrichtungen 202,302 zu erhalten, um damit die Position des Objekts zu dem ent- sprechenden Zeitpunkt zu bestimmen. Der zweite Verarbei- tungsabschnitt 414 der Positionsbestimmungsvorrichtung 402 übernimmt ferner die Navigation des Objekts, indem Naviga- tionsanweisungen, Navigationssignale etc. durch den zweiten Verarbeitungsabschnitt 414 ausgegeben werden, und kann bei- spielsweise ein digitaler Signalprozessor sein. Der Code- generator 408 kommuniziert mit dem zweiten Verarbeitungsab- schnitt 414, um die den jeweiligen Code zugeordneten Emp- fangs-Informationssignale identifizieren zu können. Die Po- sitionsbestimmungsvorrichtung 402 weist ferner einen Synthe- sizer bzw. ein Frequenzerzeuger 416 mit der Frequenz fc auf, der die zeitliche Steuerung des Radio-Frontends 406, des Code-Generators 408 und des zweiten Verarbeitungsabschnitts 414 der Positionsbestimmungsvorrichtung 402 übernimmt.

Die Ausbreitung von Mehrwegsignalen, die Reflexionen der In- formationssignale der Sende-Vorrichtung 202,302, z. B. in Innenbereichen an Innenwänden oder in abgeschatteten Außen- bereichen an Außenwänden von Gebäuden, sind, und die Signal- dynamik des aus den einzelnen Empfangs-Informationssignalen zusammengesetzten Empfangssignals der Positionsbestimmungs- vorrichtung 402, die durch die unterschiedliche Amplitude des Empfangssignals, beispielsweise durch Reflexionen, un- terschiedliche Umgebungsbedingungen bezüglich der Dämpfung etc., verursacht wird, stellen höchste Ansprüche an die Po- sitionsbestimmungsvorrichtung. Es ist durch die unterschied- liche Struktur von Innenbereichen bzw. Räumen allgemein sehr schwierig, die Ausbreitungsbedingungen der Informationssi- gnale generell zu definieren. Die Informationssignale werden durch die Entfernung, durch flaches Fading, feste und zeit- variante Hindernisse unterschiedlich gedämpft. Die Dämpfung kann bis zu 80 dB betragen. Die Mehrwegausbreitung ist daher durch sehr große Dynamikunterschiede gekennzeichnet. Die hohen Dynamikanforderungen werden in der Positionsbestim- mungsvorrichtung 402 durch die von dem ersten Verarbeitungs- abschnitt 412 gesteuerte Regelschleife (AGC) 418 und durch die Verwendung eines AD-Umsetzers mit einer Auflösung von ca. 10 Bit und einer Abtastrate, deren Periodendauer kleiner ist als die aufzulösenden Laufzeitunterschiede, gelöst. Die Mehrwegsignale werden dann mit einer angepaßten Entschei- dungseinrichtung separiert.

Es sei bemerkt, daß die Navigationsdaten bzw. Informations- daten eine sehr niedrige Datenrate (fINF) besitzen. Um einen ausreichenden Verarbeitungsgewinn bzw. Processing Gain sicherzustellen, muß jedoch die Datenrate der Informations- daten fINF deutlich kleiner als die Bandbreite des Informa- tionssignals sein. Das Informationssignal wird dann direkt auf die Trägerfrequenz (fTR) phasenstarr moduliert. Um den Übertragungskanal des Informationssignals effizient nutzen zu können, eignen sich hierzu insbesondere PSK-Modulations- verfahren, wie z. B. das BPSK-Modulationsverfahren.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Positionsbestim- mungsvorrichtung 502 des Systems der vorliegenden Erfindung von Fig. 1. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 502 umfaßt vorzugsweise eine Zeit-Lieferungseinrichtung 504 zum Liefern eines Zeitsignals, das eine Uhrzeit angibt, eine Empfangs- einrichtung 506 zum Empfangen eines Empfangssignals, das die Empfangs-Informationssignale der Sende-Vorrichtungen 202, 302 aufweist, eine Verarbeitungseinrichtung 508 zum Verar- beiten der Empfangs-Informationssignale und eine Empfangs- zeit-Bestimmungseinrichtung 510 zum Bestimmen der Empfangs- zeit jedes Empfangs-Informationssignals mit dem Zeitsignal der Zeit-Lieferungseinrichtung 504.

Die Zeit-Lieferungseinrichtung 504 ist vorzugsweise ein Taktgeber oder eine Uhr etc., die eine Zeitbasis zum Bestim- men einer Uhrzeit bzw. eines Zeitpunkts liefert.

Die Empfangseinrichtung 506 der Positionsbestimmungsvorrich- tung 502 umfaßt vorzugsweise eine Codelieferungseinrichtung 512 zum Liefern der Codes der Sende-Vorrichtungen 202, 302 und eine Decodierungseinrichtung 514 zum Decodieren des Emp- fangssignals unter Verwendung der von der Codelieferungsein- richtung 512 gelieferten Codes der Sende-Vorrichtungen 202, 302, um den Informationssignalen der Sende-Vorrichtungen 202,302 entsprechende Empfangs-Informationssignale aus dem Empfangssignal zu erhalten.

Die Codelieferungseinrichtung 512 der Empfangseinrichtung 506 ist vorzugsweise ein Speicher, der analoge oder digitale Codesignale enthält, die die Codes der Sende-Vorrichtungen 202,302 darstellen, wobei die Codes vorzugsweise rausch- ähnliche Codes (PN-Codes) sind. Hierzu gehören die sogenann- ten Codes maximaler Länge (m-Sequenzen) oder andere mögliche Codes, wie z. B. Gold-Sequenzen.

Die Decodierungseinrichtung 514 der Empfangseinrichtung 506 umfaßt für jede Sende-Vorrichtung 202,302 des Systems 100 vorzugsweise mindestens eine Korrelationseinrichtung 516 zum Korrelieren des Empfangssignals mit dem Code, der der jewei- ligen Sende-Vorrichtung 202,302 zugeordnet ist und der in der Codelieferungseinrichtung 512 verfügbar ist, um ein kor- reliertes Empfangssignal zu erhalten, und jeweils eine der Korrelationseinrichtung 516 zugeordnete Integrationseinrich- tung 518, die jedes Korrelationsergebnis der Korrelation des Empfangssignals mit jedem zugeordneten Code über eine Zeit, die vorzugsweise einer Periode einer Codesequenz entspricht, integriert, um ein der jeweiligen Sende-Vorrichtung 202,302 zugeordnetes Empfangs-Informationssignal zu erhalten.

In der Korrelationseinrichtung 516 wird das Empfangssignal um je einen Takt verschoben und dann parallel mit jedem Code in der Codelieferungseinrichtung 512 korreliert. Diese Code- lieferungseinrichtung 512 enthält jeden einer Sende-Vorrich- tung 202,302 zugeordneten Code in einem zugeordneten Schie- beregister, wobei der Code darin mit einer schnellen Takt- rate, die größer als die Chipping-Rate ist, verschoben wird.

Bei einer Synchronisation des Eingangssignals mit dem jewei- ligen Inhalt eines Schieberegisters entsteht ein Korre- lationspeak am Ausgang der Integrationseinrichtung 518. Für die Empfangseinrichtung 506 ist jede Sende-Vorrichtung 202,302 ein Satellit, unabhängig davon, ob nur Sende-Emp- fangs-Vorrichtungen 302 oder auch Referenz-Sende-Vorrichtun- gen 202 im Netz verwendet werden. Für eine 3-D-Lokalisierung müssen vier verschiedene Signale und für eine 2-D-Lokalisie- rung nur drei verschiedene Signale in der Empfangseinrich- tung unabhängig von welcher Sende-Vorrichtung 202,302 in der Auswertung berücksichtigt werden. Dies bedeutet, daß vorzugsweise mehr als vier bzw. drei Korrelationseinrichtun- gen 516 und zugeordnete Integrationseinrichtungen 518 vorge- sehen werden sollten, um mit höherer Sicherheit vier bzw. drei Signale von verschiedenen Sende-Vorrichtungen 202,302 im Empfangssignal decodieren zu können. Für jede zu empfan- gende Sende-Vorrichtung 202,302 ist daher mindestens eine Korrelationseinrichtung 516 und eine zugeordnete Integra- tionseinrichtung 518 in der Decodierungseinrichtung 514 vor- zusehen. Zur schnelleren Korrelation können auch mehr als eine Korrelationseinrichtung 516 und Integrationseinrichtung 518 pro Sende-Vorrichtung 202,302 enthalten sein.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Korrelationsein- richtung 516 und der Integrationseinrichtung 518 der Deco- dierungseinrichtung 514 von Fig. 5. Jede einem Code bzw. einer Sende-Vorrichtung 202,302 zugeordnete Korrelations- einrichtung 516 umfaßt einen Korrelator 520 zum Korrelieren des Codes mit dem Empfangssignal, um ein korreliertes Emp- fangssignal zu erhalten, und jede einem Code bzw. einer Sen- de-Vorrichtung 202,302 zugeordnete Integrationseinrichtung 518 umfaßt einen Integrator 526, der dem Korrelator 520 zu- geordnet ist, zum Integrieren des korrelierten Empfangssi- gnals des Korrelators 520 über die Zeit, um das dem Code bzw. der Sende-Vorrichtung 202,302 zugeordnete Empfangs-In- formationssignal zu erhalten. Jede einer Sende-Vorrichtung 202,302 zugeordnete Korrelationseinrichtung 516 umfaßt ferner einen weiteren Korrelator 522 zum Korrelieren des zeitversetzten Codes mit dem Empfangssignal, um ein korre- liertes Empfangssignal zu erhalten, und jede einer Sende- vorrichtung 202,302 zugeordnete Integrationseinrichtung 518 umfaßt ferner einen dem weiteren Korrelator 522 zugeordneten Integrator 528 zum Integrieren des korrelierten Empfangssi- gnals über die Zeit, um ein dem Code zugeordnetes zeitver- setztes Empfangs-Informationssignal bzw. Mehrwegsignal zu erhalten, das sich von dem Empfangs-Informationssignal un- terscheidet, das auf einem direkten Weg zu der Positionsbe- stimmungsvorrichtung 502 gelangt ist. Jede Korrelationsein- richtung 516 weist mindestens drei und vorzugsweise mehr als drei weitere Korrelatoren 522,..., 524 und mindestens drei und vorzugsweise mehr als drei weitere den weiteren Korre- latoren 522,..., 524 zugeordnete Integratoren 528,..., 530 in der Integrationseinrichtung 518 auf. Die Erhöhung der An- zahl der Korrelatoren und der zugeordneten Integratoren er- möglicht eine feinere Auflösung der Flanken und möglicher Nebenmaxima des Korrelationspeaks. Nebenmaxima erscheinen bei einem Empfang von Mehrwegsignalen bzw. bei einem Mehr- weg-Empfang. Das Ausführungsbeispiel in Fig. 6 erlaubt damit eine Bestimmung des"Line of Sight"-Signals und von Mehrweg- signalen, die in Fig. 7 zeitlich aufgetragen sind.

Die Anzahl der Korrelatoren bzw. die Anzahl der zugeordneten Integratoren ist anders als beispielsweise bei dem GPS- System (Early, Present, Late : EPL-Struktur) nicht fest de- finiert und hängt von dem Zeitraum, in dem das System die Mehrwegsignale erkennen und decodieren soll, oder anders ausgedrückt stark von den Eigenschaften der Umgebung, in der das System eingesetzt wird, z. B. von Gebäuden oder Räumen, ab. Die Anzahl der Korrelatoren kann je nach Umgebung oder Gebäude sehr groß werden. Es ist auch vorstellbar, daß für jeden Raum oder jedes getrennte Gebäude eine unterschied- liche Korrelatorenanzahl benötigt oder genutzt wird, und daß diese Anzahl als Systemparameter in das Navigationsendgerät als Variable beim Betreten des Gebäudes über Funkbalken, Funk, manuelle Eingabe etc. geliefert wird. Das Endgerät stellt dann automatisch die richtige Konfiguration über Software etc. ein. Die Anzahl der benötigten oder genutzten Korrelatoren kann also variabel sein.

Die Codelieferungseinrichtung 512 weist für jeden zugeord- neten Code jeweils ein Schieberegister mit nr Bit auf, das den zeitlichen Versatz des Codes realisiert. In dem nr Bit breiten Schieberegister 512 wird der Code jeweils um ein Inkrement der Chiplänge (CC) mit einer Taktrate (fsr) ver- schoben. Nach der Korrelation des Empfangssignals mit dem Inhalt des Schieberegisters 508 wird das korrelierte Emp- fangssignal in der Integrationseinrichtung 528 integriert.

Die Länge des Schieberegisters (nr) bzw. die Anzahl der Korrelatoren und der zugeordneten Integratoren und die Takt- rate (fsr) definieren den Zeitraum, in dem die Mehrwegsigna- le getrennt voneinander decodiert werden können, und die Auflösung mit der dies erfolgen kann. Eine Positionsauflö- sung mit einer Genauigkeit von einer halben Wellenlänge der Trägerfrequenz kann unter der Bedingung erfolgen, daß die Trägerfrequenz mit der Chipping-Rate synchronisiert ist.

Dadurch bleibt die Information der Phasenlage des Trägersi- gnals trotz Abwärtsmischung, Abtastung und Verarbeitung wei- ter erhalten. An jedem Korrelator 520,..., 524 der Korrela- tionseinrichtung 516 steht beispielsweise ein Basisbandsi- gnal 532 bitweise am Eingang des jeweiligen Korrelators 520, ..., 524 an, und der Code der jeweiligen Sende-Vorrichtung 202,302 wird mit der Taktrate fsr über das Signal geschoben (korreliert), um damit die"Spitzen"bzw. die Höhen der Kor- relationspeaks des Informationssignals und der zugeordneten Mehrwegsignale zu erhalten. Diese Korrelationsergebnisse sind in Fig. 6 als SIG1, SIG2,..., SIGN dargestellt. In der der Integrationseinrichtung 518 folgenden digitalen Signal- verarbeitung 534 wird das Signal verfolgt, um die Spitze bzw. den Peak des Sichtlinien-Signals zu finden. Es sei be- merkt, daß das Informationssignal nicht unbedingt die stärkste bzw. höchste Spitze aufweisen muß.

Fig. 7 zeigt den zeitlichen Verlauf nach der Integration durch die Integrationseinrichtung 518, wobei der Verlauf die einzelnen Spitzen eines Empfangs-Informationssignals und seiner Mehrwegsignale aufweist. In Fig. 7 sind bei t0 das Empfangs-Informationssignal und bei t0 + dt, t0 + 2dut, t0 + 36t und to + 46t die Mehrwegsignale zu erkennen. Diese Spitzen ergeben sich aus der Korrelation des Empfangssignals mit dem zugeordneten Code einer Sende-Vorrichtung, wodurch eine Entspreizung des Empfangs-Informationssignals bzw. der Mehrwegsignale erfolgt und eine Spitze entsteht, die jeweils aus dem ebenfalls in Fig. 7 gezeigten Rauschen hinausragt.

Der minimale zeitliche Abstand 6 zwischen den Korrelations- peaks, der aufgelöst werden kann, entspricht der Perioden- länge des Taktsignals, mit dem ein Analog-Digital-Wandler betrieben wird.

Zurückkehrend zu Fig. 5 umfaßt die Empfangszeit-Bestimmungs- einrichtung 510 der Positionsbestimmungsvorrichtung 502 vor- zugsweise ferner eine Einrichtung, die aus dem Zeitsignal der Zeitlieferungseinrichtung 504 und dem Ereignis des Er- fassens des Empfangs-Informationssignals in dem Empfangssi- gnal eine Empfangszeit des Empfangs-Informationssignals be- stimmt.

Die Verarbeitungseinrichtung 508 der Positionsbestimmungs- vorrichtung 502 umfaßt vorzugsweise eine Extrahierungsein- richtung 536 zum Extrahieren der Sendezeiten der Informa- tionssignale der Sende-Vorrichtungen 202,302 aus den Emp- fangs-Informationssignalen, eine Laufzeit-Bestimmungsein- richtung 538 zum Bestimmen der Laufzeiten der Informations- signale von den Sende-Vorrichtungen 202,302 zu der Posi- tionsbestimmungsvorrichtung 502 aus den Sendezeiten der In- formationssignale und den Empfangszeiten der Empfangs-Infor- mationssignale, und eine Berechnungseinrichtung 540 zum Be- rechnen der Position des Objekts unter Verwendung der Lauf- zeiten der Informationssignale und der Positionen der Sen- de-Vorrichtungen 202,302.

Die Extrahierungseinrichtung 536 zum Extrahieren der Sende- zeiten der Informationssignale weist vorzugsweise eine Ver- arbeitungseinrichtung auf, die die Sendezeiten der Infor- mationssignale aus den Informationssignalen extrahiert. Wenn die Informationssignale weitere Informationen, wie die Posi- tionen der Sende-Vorrichtungen 202,302, aufweisen, ist die Verarbeitungseinrichtung ferner angeordnet, um diese Infor- mationen dem jeweiligen Informationssignal zu entnehmen.

Die Laufzeit-Bestimmungseinrichtung 538 zum Bestimmen der Laufzeiten der Informationssignale weist vorzugsweise eine Verarbeitungseinrichtung auf, die die Differenz der Sende- zeit eines Informationssignals zu der Empfangszeit eines Informationssignals bzw. des Empfangs-Informationssignals bestimmt. Dabei kommt es, wie erwähnt, nicht darauf an, ob die Zeit-Lieferungseinrichtung 504 der Positionsbestimmungs- vorrichtung 502 mit den Zeit-Lieferungseinrichtungen 204, 304 der Sende-Vorrichtungen 202,302 synchronisiert ist, da es ausreicht, daß die innere Zeit-Lieferungseinrichtung 504 der Positionsbestimmungsvorrichtung 502 in einem bestimmten Bereich eine genaue Empfangszeit der Empfangs-Informations- signale angibt. Die zeitliche Synchronisierung der Empfangs- zeit der Empfangs-Informationssignale mit den Zeitliefe- rungseinrichtungen 204,304 der Sende-Vorrichtungen 202,302 wird berechnungsmäßig durch beispielsweise ein Gleichungssy- stem erreicht, das der Berechnungseinrichtung 540 zugeführt wird, wobei z. B. bei der dreidimensionalen Positionsbestim- mung die vierte Sende-Vorrichtung 202,302 die Bestimmung der genauen Empfangszeit aus dem Gleichungssystem durch eine vierte Bedingung ermöglicht.

Die Berechnungseinrichtung 540 der Verarbeitungseinrichtung 508 weist vorzugsweise eine Verarbeitungseinrichtung auf, die angeordnet ist, um beispielsweise ein Gleichungssystem der Laufzeiten L1, L2, L3 und L4 der Informationssignale und der bekannten Positionen P1, P2, P3 und P4 (Fig. 1) der Sen- de-Vorrichtung 202,302 aufzustellen und zu lösen.

Die Verarbeitungseinrichtung 508 umfaßt vorzugsweise ferner eine Mehrwegsignalfilterungs-und Datenrückgewinnungs-Ein- richtung 542 zum Extrahieren der Empfangs-Informationssig- nale bzw. zum Demodulieren und Decodieren der Empfangs-In- formationssignale, um sich auf ein Empfangsinformationsfor- mat bzw. ein Navigationsdatenformat zu synchronisieren und gegebenfalls die Informationsdaten weiter an die Extrahie- rungseinrichtung 536 zu leiten. Die Synchronisation wird ge- gebenenfalls sichergestellt und beibehalten, und die Daten werden zur Decodierung weitergeleitet. An dem Eingang der Mehrwegsignalfilterungs-und Datenrückgewinnungs-Einrichtung 542 liegen Datenwerte SIG1, SIG2,..., SIGN (Fig. 6) aus der Integrationseinrichtung 518 an, und für jeden Code einer Sende-Vorrichtung 202,302 werden parallel die Korrelations- peaks von Mehrwegsignalen erkannt. Das richtige Signal wird für die weitere Signalverarbeitung selektiert und für die Auswertung weitergeleitet. Für jeden Code werden die Signale auf Synchronisation geprüft und die Informationsdaten werden gegebenenfalls extrahiert.

Die Empfangseinrichtung 506 der Positionsbestimmungsvorrich- tung 502 umfaßt ferner vorzugsweise eine Mischeinrichtung 544 zum Mischen des Empfangssignals, das die Empfangs-Infor- mationssignale der Sende-Vorrichtungen 202,302 aufweist, die auf das Trägersignal moduliert sind, in ein Zwischensi- gnal bzw. in das Basisband. Ein Analog/Digital-Wandler lie- fert die digitalen komplexen Daten zu der Decodierungsein- richtung 514.

Die Positionsbestimmungsvorrichtung 502 umfaßt vorzugsweise ferner einen Speicher 546 zum Speichern der Positionen der Sende-Vorrichtungen 202,302 und alternativ zum Speichern von sowohl den Positionen der Sende-Vorrichtungen 202,302 als auch von Gebäudeplänen oder Umgebungsplänen, um die Po- sition des Objekts in einem Gebäude oder in einer Umgebung anzuzeigen. Zur Ausgabe dieser gespeicherten Informationen und der durch die Empfangs-Informationssignale gelieferten Informationen kann die Positionsbestimmungsvorrichtung 502 ferner eine Informationsausgabeeinheit zum Ausgeben von In- formationen über die Position, die von der Berechnungsein- richtung 540 der Verarbeitungseinrichtung 508 der Positions- bestimmungsvorrichtung 502 bestimmt wird, des Gebäudeplans oder des Umgebungsplans, der in dem Speicher 546 der Posi- tionsbestimmungsvorrichtung 502 gespeichert ist und/oder von optischen und akustischen Orientierungshilfen und/oder Orientierungsanweisungen bzw. Navigationsanweisungen auf- weisen.

Die Positionsbestimmungsvorrichtung 502 umfaßt vorzugsweise ferner eine Antenne 548 zum Empfangen des Empfangssignals und zum Weiterleiten an die Mischeinrichtung 544, und die Verarbeitungseinrichtung 514 der Positionsbestimmungsvor- richtung 502 kann ferner ein Mehrwegmodulfilter zum Filtern der Empfangs-Informationssignale, um den Empfangs-Informa- tionssignalen überlagerte Störsignale, die im gleichen Fre- quenzband liegen, und Mehrwegsignale voneinander zu trennen, aufweisen.

Wie bereits erwähnt umfaßt das System 100 zur Bestimmung der Position eines Objekts ferner vorzugsweise eine Verbin- dungseinrichtung zum Verbinden der Sendeeinrichtung 208 der Referenz-Sende-Vorrichtung 202 mit der Empfangseinrichtung 306 von jeder Sende-Empfangs-Vorrichtungen 302 und zum Über- tragen des Referenzzeit-Signals zu den Sende-Empfangs-Vor- richtungen 302, um die Uhrzeit jeder Sende-Empfangs-Vorrich- tung 302 mit der Referenz-Uhrzeit der Referenz-Sende-Vor- richtung 202 mittels der Synchronisierungseinrichtung 308 jeder Sende-Empfangs-Vorrichtung 302 zu synchronisieren. Die Verbindungseinrichtung kann dabei eine drahtlose Verbindung, wie z. B. über ein Hochfrequenz-Signal, oder eine drahtge- bundene bzw. kabelgebundene Verbindung, wie z. B. mit einem elektrischen oder einem optischen Kabel, sein. Wie ebenfalls bereits erwähnt wurde kann das System 100 auch ausschließ- lich aus Sende-Empfangs-Vorrichtungen 302 bestehen, aus de- nen einzelne Sende-Empfangs-Vorrichtungen 302 zu Referenz- Sende-Vorrichtungen bzw. Referenz-Sende-Empfangs-Vorrich- tungen bestimmt werden. In diesem Fall ist die Verbindungs- einrichtung zwischen beispielsweise einer Sendeeinrichtung 312 einer Sende-Empfangs-Vorrichtung 302 und Empfangsein- richtungen 306 untergeordneter Sende-Empfangs-Vorrichtungen 302 vorgesehen usw.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine einfache und sehr genaue Bestimmung der Position eines Objekts im Außen-und Innen-Bereich und kann vor allem zur Navigation bzw. Ortung in Gebäuden bzw. Gebäusekomplexen vorteilhaft eingesetzt werden.