Lokalisation mittels modulierter Trägerfrequenzen

Einleitung

In vielen Bereichen ist die Positionsbestimmung einer Person oder eines Gegenstandes von elementarer Bedeutung. Insbesondere zur kontaktlosen

Positionsbestimmung stehen heutzutage leistungsfähige Systeme wie GPS zur Verfügung.

Problemstellung

GPS basiert auf Satelliten, die ständig ihre sich ändernde Position und die genaue Uhrzeit ausstrahlen. Aus deren Signallaufzeit können GPSEmpfänger

dann ihre eigene Position und Geschwindigkeit berechnen.

Nachteilhafterweise ist GPS nur in Bereichen einsetzbar, in denen ein Empfänger die Signale ausreichend gut empfangen kann. Eine solche Situation ist jedoch in vielen Bereichen nicht gegeben. Dazu zählen beispielsweise Fahrzeugtunnel,

Getreidesilos oder schwer zugängliche Gebiete wie Kellergewölbe.

Soll eine kontaktlose, eigenständige Positionsbestimmung einer Person oder eines Gegenstandes in bereichen vorgenommen werden, in denen keine ausreichend starken GPS-Signale empfangen werden können, ist es bekannt, elektromagnetische
Strahlen zu verwenden, um aus der Phasenverschiebung des empfangenen
Signals auf die Relativbewegung des Empfängers zum Sender schließen zu können. Ein Nachteil dabei ist, dass die Phasenverschiebung nur dann bestimmt werden kann, wenn dazu synchrone hochpräzise Uhren oder in Referenzsignal genutzt wird.

Innovation

Das Ziel der angebotenen Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und eines Systems zur eigenständigen und kontaktlosen Positionsbestimmung.

Dabei soll eine exakte Positionsbestimmung unter Verwendung preiswerter Empfänger und möglichst weniger Sender gewährleistet werden. Des Weiteren soll auf die Verwendung von Referenzsignalen oder hochpräzisen synchron laufenden Uhren verzichtet werden.

Die grundlegende Idee der Erfindung besteht darin, dass zwei Sender Signale mit verschiedenen Sende- und Modulationsfrequenzen aussenden. Diese Modulation führt zu einer Schwebung, die neben einer maximalen Schwebungsamplitude auch weitere Nebenmaxima aufweist, deren Amplitude phasenabhängig ist. Dadurch kann die Phasenverschiebung der Schwebung und damit die Relativbewegung des Empfängers rekonstruiert werden.

Nutzen

Die Erfindung ermöglicht:
– Eine effektive Positionsbestimmung ohne oder unterstützend zu dem GPS System
– Einen geringeren und damit kostengünstigeren Geräteaufwand
– Eine einfache Aufbau mit möglichst standardisierten Komponenten
Lars Krüger
Innovationsmanager
PVA-MV AG
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