WO1997004332A1 - System for determining an instantaneous position by radio position-finding - Google Patents

System for determining an instantaneous position by radio position-finding Download PDF

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WO1997004332A1
WO1997004332A1 PCT/EP1996/003178 EP9603178W WO9704332A1 WO 1997004332 A1 WO1997004332 A1 WO 1997004332A1 EP 9603178 W EP9603178 W EP 9603178W WO 9704332 A1 WO9704332 A1 WO 9704332A1
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Hermann W. Kurth
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Kurth Hermann W
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    • G01S19/14Receivers specially adapted for specific applications
    • G01S19/19Sporting applications

Definitions

  • the invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1.
  • Such a method is known from "Proceedings of the IEEE", Vo. 71, No. October 10, 1983.
  • GPS GLOBAL POSmONING SYSTEM
  • a GPS receiver on earth picks up the GPS signals from at least two different GPS satellites via a receiving antenna with omnidirectional characteristics and evaluates the location information contained therein to determine its location.
  • This location information can be used for land surveying as well as for navigation aids in motor vehicles, which use electronically stored maps to compare a desired destination position with the current location position and acoustically and / or optically provide the driver with the cheapest route.
  • the object of the invention is to improve a device of the type mentioned at the outset in such a way that it is part of an expandable system for obtaining information about the user and for conveying user-specific information to the user.
  • the main idea of the invention is to provide a coupling between a portable or mobile receiving and / or transmitting module for determining the location by means of radio location of communication satellites (GPS satellites) and an evaluation unit which, if necessary, evaluates the recorded location coordinates together with further data and optionally stores them.
  • Such further data are preferably dead reckoning data which improve the accuracy of the detected location coordinates.
  • image signals from, for example, a portable video camera and / or certain biomedical data such as pulse frequency, blood pressure, body temperature, etc., which are recorded by the recipient's wearer in order to determine his movement states, particularly when used in sports and occupational medicine to be able to evaluate comprehensively.
  • this evaluation unit determines, for example, mechanical parameters, such as, in particular, the distance s traveled, the instantaneous and average speed v or v m or acceleration a or shock pulse da / dt. Based on the determined Mechanical parameters can be used to derive further path, position, direction and other information variables. It is also possible to process and display the recorded and / or evaluated data together with terrain data. For example, by means of updated or updatable data carriers, warning messages can be transmitted to the person carrying the module when driving or entering danger points.
  • mechanical parameters such as, in particular, the distance s traveled, the instantaneous and average speed v or v m or acceleration a or shock pulse da / dt.
  • Mechanical parameters can be used to derive further path, position, direction and other information variables. It is also possible to process and display the recorded and / or evaluated data together with terrain data. For example, by means of updated or updatable data carriers, warning messages can be transmitted to the person carrying the module when driving or entering danger points.
  • the invention opens up a multitude of completely new application possibilities.
  • a preferred application is the integration of a device according to the invention in sports equipment, sports clothing and / or accessories, for example in the protective suit / hard hat / shoes / belt / backpack of a skier, surfer, cyclist, hang glider, balloonist or paraglider pilot, in the boom / mast / rig a surfboard etc., so genere 1 where there is an increased need for location-dependent information.
  • Fig. L is a schematic representation of a designed as a handheld device
  • Embodiment of the device according to the invention which is coupled to a radio channel via a receiving and transmitting antenna attached to the body of a wearer,
  • Fig. 2 is a schematic representation of a designed as a measuring cell
  • Embodiment of the device according to the invention which has a decouplable internal data memory and is attached to a sports device (for example balloon, sailboat, etc.)
  • a sports device for example balloon, sailboat, etc.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an external memory
  • Data carrier which stores the measurement data transmitted by the hand-held device according to FIG. 1 via the radio channel, and also an evaluation device for the transmitted and stored measurement data.
  • the measuring device shown schematically in FIG. 1 comprises a hand-held device 20 with a handle 21 and a basic module 22.
  • the basic module 22 has a user interface with communication buttons or fields 23 and an optical display 24, for example liquid crystal display, and / or an acoustic display, for example Narrator, on.
  • the handheld device 20 can be attached with its handle 21 to the upper arm 13 of a wearer 10, for example. This attachment can also consist in integrating the handheld device 20 into the clothing of the wearer 10.
  • the basic module 22 is connected wirelessly or galvanically to an active or passive transmitting and receiving antenna, which is attached to the body of the wearer 10 as high as possible.
  • the arrangement of the antenna (a) on the head 11, for example on a helmet, cap, headband, headscarf, glasses, (b) on one or on both shoulders (n) 12, for example on shoulder straps, (c) on the hip can be considered 14, for example on a belt or a belt bag, or (d) on the back, for example on a backpack.
  • an active antenna they are Batteries or accumulators for powering the antenna and, if appropriate, the basic module 22 can also be suitably accommodated on the body of the wearer 10, for example in a belt pouch.
  • a power supply via built-in solar cells can also be used in addition to the battery supply or exclusively.
  • radio connections or cable connections are suitable, which are preferably laid in "cable channels" of the clothing, including a helmet.
  • the individual, necessary sections of the cabling can be coupled to one another by means of plug contacts or quick connections.
  • the antenna attached to the body of the wearer 10 is designed to receive GPS satellite signals, for example in the L-band, and consists, for example, of a flat or array antenna of a known type.
  • the received antenna signals are demodulated, decoded and processed in the basic module 22 of the hand-held device 20 in such a way that the current position of the wearer 10 is determined in the form of a coordinate measurement value.
  • the location coordinates of the current position can be made optically visible on the display of the basic module 22.
  • the coordinate measured values detected at fixed time intervals in accordance with a set clock frequency are protected against eavesdropping in the basic module 22 and processed in a manner that is resistant to interference.
  • the coordinate measurement values are transmitted wirelessly to a stationary antenna 80 via the antenna attached to the body of the wearer 10.
  • the modulation signal received by the stationary antenna 80 is demodulated and decoded in a manner not shown in order to determine the sequence of coordinate measurement to be able to evaluate.
  • the measured values are fed to an evaluation computer 70 and stored in a non-volatile storage medium 71 (FIG. 3), for example a data disc, CD-ROM, flash RAM.
  • the evaluation computer 70 determines mechanical parameters such as distance s, speed v, acceleration a or shock da / dt from the coordinate measured values and, if appropriate, the clock frequency according to known calculation methods.
  • the distance traveled by the wearer 10 becomes visible by storing the current location positions and by a common graphic display on the screen or another display medium. The distance traveled can be shown combined with the location-dependent movement variables. In this way, distances can be exactly determined, and intermediate lengths can also be calculated. Comparative calculations can also be carried out. Finally, the overlay and the direct comparison of several passes through the same route, even from different porters, is possible. These display options offer, for example, a substantial improvement in training in the sense of an error analysis in a number of sports, in particular in skiing.
  • the evaluation computer 70 can link the determined mechanical parameters with other data, for example terrain data, and make them visible on its screen in the form of a three-dimensional display. Such a link can also be implemented directly in the handheld device 20 if there is a corresponding carrier (not shown) for the terrain data.
  • terrain data it is also possible to determine the approach of the wearer 10 to danger zones, for example guards or avalanche slopes when skiing or hiking or whirlpools when sailing or surfing, and to generate a warning or alarm signal.
  • Such an alarm or warning signal is transmitted wirelessly from the antenna 80 to the carrier 10 as a radio signal.
  • a received or locally generated alarm or warning signal triggers an acoustic warning.
  • Such information of the carrier person 10 due to the processing of the coordinate measured values with terrain data is of course not limited to warning displays. Rather, other location-dependent information, for example about sights, inexpensive ski slopes, ski trails, hiking trails, landing sites or airways, can be transmitted to the wearer 10 by the evaluation computer 70 and made visible on the display of the basic module 22.
  • a further possibility is the additional processing of the recorded position data with digital image data of a video camera used by the wearer 10 or a photo CD-ROM in order to achieve a comprehensive information evaluation and communication.
  • the digital image data can either - with sufficient processing capacity - be processed directly within the handheld device 20 or they can be transmitted to the evaluation computer 80 together with the position data in the data stream of the radio signal when the position data is processed.
  • the position data transmitted by the carrier person 10 by radio signal can be used to search for persons, for example of spilled or accidentally injured persons or victims.
  • dead reckoning for example with the aid of magnetic field sensors.
  • Magnetic field sensors of this type detect position-related changes in the angle of sensor magnet arrangements with respect to the earth's magnetic field, from which angle of inclination and side angle can be determined.
  • Such dead reckoning sensors are attached to the body of the wearer 10, for example on the shoes, or on the sports equipment, for example on the ski binding. For example, to determine the absolute speed when skiing, it is important to know the respective slope angle of the slope and the skew angle of the skier with respect to the fall line in order to be able to determine the speed from the ground.
  • sensors for blood pressure, pulse rate, body temperature and the like can be attached to the body of the wearer 10 for sports medical purposes, which sensors are connected to the basic module 22 wirelessly or via cable connection (s). While the measured values from inclination or direction sensors are always processed in the handheld device 20 to determine the current position, biomedical measured values can be processed inside or outside the handheld device 20. In any case, they can be made visible on the display 24 of the hand-held device and, if necessary, trigger an acoustic warning message when certain limit values are exceeded. In the case of exclusive or additional remote processing, the bio-medical measurement values together with the coordinate measurement values which tend towards time within the data stream of the radio signal can be transmitted wirelessly from the basic module 22 to the stationary antenna 80 and thus to the evaluation computer 70. The evaluation computer 70 is thus able to assign exact location positions to the received biomedical measurement values. which greatly facilitates and improves the evaluation of such biomedical data.
  • a measuring cell 30 is provided, which is attached to a sports device (e.g. balloon 50, sailing boat 60, surfboard, bicycle or the like) or a device accessory, e.g. Ski binding, ski boots, is attached.
  • the measuring cell 30 is connected, for example, via a cable 40 or wirelessly to an antenna which is likewise attached to the sports equipment or the equipment accessories and which establishes a radio connection to the evaluation computer 70.
  • the measuring cell 30 preferably comprises a removable data memory (eg streamer tape, floppy disk, CD-ROM, flash RAM) which processes the actual value data generated by the measuring cell 30 and / or the data received from the evaluation computer 70 via the radio link mentioned Stores data securely.
  • a removable data memory eg streamer tape, floppy disk, CD-ROM, flash RAM
  • the actual value data received in the evaluation computer 70 can be compared with the actual value data stored in the data memory of the measuring cell 30 and combined accordingly.
  • the comparison data for example terrain data or tourist data, which are permanently stored in the evaluation computer 70, can be kept available to the users of the measuring cell 30 on data carriers (for example streamer tape, floppy disk, CD-ROM, flash RAM).
  • data carriers for example streamer tape, floppy disk, CD-ROM, flash RAM.
  • These data carriers are expediently designed to be updatable in the form of updates.
  • the aforementioned direct processing within the measuring cell 30 is also useful and useful from the point of view of renting measuring cells 30 to tourists with time and / or contribution-dependent access authorization to the various information and processing or service offers.
  • This can be rounded off in particular by a supplementary offer of essential local and / or global information (for example sights, hiking trails, ski slopes, hotels, restaurants, events, weather forecasts, timetables, etc.) on the updatable data carriers for the comparison data.
  • This touristic comparison data is largely location-dependent, so that a large number of informative and useful expansions beyond position processing according to physical parameters (path length, speed, etc.) are possible and sensible through the actual value detection of the current location position of the user of the measuring cell 30.
  • the measuring cell 30 is attached, for example, in the case of a balloon 50 to a shock-protected location on the nacelle 51 or in the case of a sailing boat to a moisture-protected location below deck. Alternatively, it is also possible to attach the measuring cell 30 to the body of a wearer in the manner already described.
  • a transmitting / receiving antenna of the measuring cell 30 can be attached particularly favorably to the top of the mast 61 in the case of a sailboat 60 and to the top of the balloon envelope 52 in the case of a balloon 50.
  • a transmitting / receiving antenna of the measuring cell 30 one of the fastening types already described on the body of a wearer can be considered as an alternative.
  • the same application options as in the embodiment according to FIG. 1 are also conceivable and sensible in the embodiment according to FIG. 2.
  • a search with the Measuring cell 30 equipped devices into consideration. This allows, for example, the search and location of stolen devices.
  • a donation preventing or aggravating use and / or an acoustic and / or optical theft warning device can be activated either automatically (for example by a transponder system) or by radio command via the evaluation computer 70.

Abstract

In order to design a device which is part of an expandable system for determining information about the user and communicating such user-specific information to the user, the invention proposes a portable or mobile receiver and/or transmitter module (20, 30) which transmits successively determined position coordinates to a processing unit in the immediate vicinity and/or to a remote processing unit which optionally stores incoming and/or processed data.

Description

ANORDNUNG ZUM ERFASSEN EINER MOMENTANEN ORTSPOSITION MITTELS FUNKORTUNG ARRANGEMENT FOR DETECTING A CURRENT LOCATION BY MEANS OF RADIO LOCATION
BESCHREIBUNGDESCRIPTION
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist aus "Proceedings of the IEEE", Vo. 71, No. 10, October 1983 bekannt.The invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1. Such a method is known from "Proceedings of the IEEE", Vo. 71, No. October 10, 1983.
Zur Standortbestimmung von Schiffen, Flugzeugen und Landfahrzeugen wird seit etwa 1980 - zunächst nur für militärische Zwecke - das sogenannte GLOBAL POSmONING SYSTEM (abgekürzt "GPS") verwendet, welches sich auf mehrere geostationäre Nachrichtensatelliten stützt, von denen jeder Satellit auf zwei verschiedenen Frequenzen im L-Band kodierte Ortsinformationen über seine Orbitposition abstrahlt. Ein GPS-Empfänger auf der Erde nimmt über eine Empfangsantenne mit Rundstrahlcharakteristik die GPS-Signale von wenigstens zwei verschiedenen GPS-Satelliten auf und wertet die darin enthaltenen Ortsinformationen zur Bestimmung seines Standortes aus. Diese Ortsinformation kann für die Landvermessung ebenso verwendet werden wie für Navigationshilfen in Kraftfahrzeugen, welche anhand elektronisch gespeicherter Landkarten eine gewünschte Zielposition mit der aktuellen Standortposition vergleichen und dem Autofahrer die günstigste Route akustisch und/oder optisch vorgeben. Stellvertretend für die Vielzahl von Literatur über das GPS-System und seine ver¬ schiedenen Anwendungen werden auf die eingangs erwähnte Zeitschrift "Proceedings of the IEEE", Vo. 71, No. 10, October 1983, die Zeitschrift "IEEE Transactions on Broadcasting", Vol. 36, No. 4, December 1990 sowie auf folgende Patentschriften Bezug genommen: EP-0408 179 A2, EP-0444 738 A2, WO 87/06713, US 5 015 926 und DE 2 845 071 AI. Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, daß sie Bestandteil eines ausbaufähigen Systems zur Gewinnung von Informationen über den Benutzer und zur Vermittlung benutzerspezifischer Informationen an den Benutzer ist.The so-called GLOBAL POSmONING SYSTEM (abbreviated "GPS"), which is based on several geostationary communication satellites, each of which is located on two different frequencies in the L -Band emits encoded location information about its orbit position. A GPS receiver on earth picks up the GPS signals from at least two different GPS satellites via a receiving antenna with omnidirectional characteristics and evaluates the location information contained therein to determine its location. This location information can be used for land surveying as well as for navigation aids in motor vehicles, which use electronically stored maps to compare a desired destination position with the current location position and acoustically and / or optically provide the driver with the cheapest route. Representative of the large number of literature on the GPS system and its various applications, reference is made to the aforementioned "Proceedings of the IEEE", Vo. 71, No. 10, October 1983, the magazine "IEEE Transactions on Broadcasting", vol. 36, no. 4, December 1990 and reference to the following patents: EP-0408 179 A2, EP-0444 738 A2, WO 87/06713, US 5 015 926 and DE 2 845 071 AI. In contrast, the object of the invention is to improve a device of the type mentioned at the outset in such a way that it is part of an expandable system for obtaining information about the user and for conveying user-specific information to the user.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous refinements and possible uses of the invention result from the subclaims.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, eine Kopplung zwischen einem tragbaren oder mobilen Empfangs- und/oder Sendemodul zur Standortbestimmung mittels Funkortung von Nachrichtensatelliten (GPS-Satelliten) und einer Auswertungseinheit vorzusehen, welche die erfaßten Ortskoordinaten gegebenenfalls zusammen mit weiteren Daten auswertet und gegebenenfalls speichert. Solche weiteren Daten sind vorzugsweise Koppelnavigationsdaten, welche die Genauigkeit der erfaßten Ortskoordinaten verbessern. Ferner kommen als weitere Daten Bildsignale von beispielsweise einer tragbaren Videokamera und/oder bestimmte biomedizinische Daten wie Pulsfrequenz, Blutdruck, Körpertemperatur u.a. in Betracht, welche bei der Trägerperson des Empfangers erfaßt werden, um dessen Bewegungszustände, insbesondere bei Anwendung in der Sport- und Arbeitsmedizin, umfassend bewerten zu können. Diese Auswertungseinheit ermittelt beispielsweise aus den fortlaufend ermittelten und übertragenen Standortkoordinaten mechanische Kenngrößen, wie insbesondere zurückgelegter Weg s, momentane und mittlere Geschwindigkeit v bzw. vm oder Beschleunigung a oder Stoßimpuls da/dt. Auf der Grundlage der ermittelten mechanischen Kenngrößen lassen sich weitere Weg-, Positions-, Richtungs- und andere Informationsgrößen ableiten. Es ist ferner möglich, die erfaßten und/oder ausgewerteten Daten zusammen mit Geländedaten zu verarbeiten und darzustellen. Beispielsweise können durch aktualisierte oder aktualisierbare Datenträger Warnmeldungen beim Befahren oder Betreten von Gefahrenstellen der Trägerperson des Moduls übermittelt werden.The main idea of the invention is to provide a coupling between a portable or mobile receiving and / or transmitting module for determining the location by means of radio location of communication satellites (GPS satellites) and an evaluation unit which, if necessary, evaluates the recorded location coordinates together with further data and optionally stores them. Such further data are preferably dead reckoning data which improve the accuracy of the detected location coordinates. Also suitable as further data are image signals from, for example, a portable video camera and / or certain biomedical data such as pulse frequency, blood pressure, body temperature, etc., which are recorded by the recipient's wearer in order to determine his movement states, particularly when used in sports and occupational medicine to be able to evaluate comprehensively. From the continuously determined and transmitted location coordinates, this evaluation unit determines, for example, mechanical parameters, such as, in particular, the distance s traveled, the instantaneous and average speed v or v m or acceleration a or shock pulse da / dt. Based on the determined Mechanical parameters can be used to derive further path, position, direction and other information variables. It is also possible to process and display the recorded and / or evaluated data together with terrain data. For example, by means of updated or updatable data carriers, warning messages can be transmitted to the person carrying the module when driving or entering danger points.
Die Erfindung eröffnet eine Vielzahl völlig neuer Anwendungsmöglichkeiten. Ein bevorzugter Anwendungszweck ist die Integration einer erfindungsgemäßen Einrichtung in Sportgeräte, Sportbekleidung und/oder Zubehörteilen, beispielsweise in den Schutzanzug/Schutzhelm/Schuhe/Gurt/Rucksack eines Skifahrers, Surfers, Radfahrers, Drachenfliegers, Ballonfahrers oder Gleitschirmpiloten, in den Gabelbaum/Mast/Rigg eines Surfbrettes etc., also genere 1 dort, wo ein erhöhter Bedarf nach ortsabhängigen Informationen besteht.The invention opens up a multitude of completely new application possibilities. A preferred application is the integration of a device according to the invention in sports equipment, sports clothing and / or accessories, for example in the protective suit / hard hat / shoes / belt / backpack of a skier, surfer, cyclist, hang glider, balloonist or paraglider pilot, in the boom / mast / rig a surfboard etc., so genere 1 where there is an increased need for location-dependent information.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. It shows:
Fig. l eine schematische Darstellung einer als Handgerät ausgebildetenFig. L is a schematic representation of a designed as a handheld device
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, die über eine am Körper einer Trägerperson angebrachte Empfangs- und Sendeantenne mit einem Funkkanal gekoppelt ist, Embodiment of the device according to the invention, which is coupled to a radio channel via a receiving and transmitting antenna attached to the body of a wearer,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer als Meßzelle ausgebildetenFig. 2 is a schematic representation of a designed as a measuring cell
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, die einen entkoppelbaren internen Datenspeicher aufweist und an einem Sportgerät (beispielsweise Ballon, Segelboot etc.) angebracht ist, undEmbodiment of the device according to the invention, which has a decouplable internal data memory and is attached to a sports device (for example balloon, sailboat, etc.)
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines externen Speichers bzw.3 shows a schematic representation of an external memory or
Datenträgers, welcher die vom Handgerät nach Fig. 1 über den Funkkanal übertragenen Meßdaten speichert, und ferner einer Auswertungseinrichtung für die übertragenen und gespeicherten Meßdaten.Data carrier which stores the measurement data transmitted by the hand-held device according to FIG. 1 via the radio channel, and also an evaluation device for the transmitted and stored measurement data.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Meßeinrichtung umfaßt ein Handgerät 20 mit einer Handhabe 21 und einem Grundmodul 22. Das Grundmodul 22 weist eine Bedienungsoberfläche mit Kommunikationstasten oder -feldern 23 sowie einer optischen Anzeige 24, z.B. Flüssigkristallanzeige, und/oder einer akustischen Anzeige, z.B. Sprachausgabe, auf. Das Handgerät 20 kann mit seiner Handhabe 21 beispielsweise am Oberarm 13 einer Trägerperson 10 befestigt werden. Diese Befestigung kann auch in einer Integration des Handgerätes 20 in die Kleidung der Trägerperson 10 bestehen. Das Grundmodul 22 ist drahtlos oder galvanisch mit einer aktiven oder passiven Sende- und Empfangsantenne verbunden, welche am Körper der Trägerperson 10 möglichst hoch befestigt ist. In Betracht kommt die Anordnung der Antenne (a) am Kopf 11, beispielsweise an Helm, Mütze, Stirnband, Kopftuch, Brille, (b) an einer oder an beiden Schulter(n) 12, beispielsweise an Schultergurten, (c) an der Hüfte 14, beispielsweise an einem Gürtel oder einer Gürteltasche, oder (d) am Rücken, beispielsweise an einem Rucksack. Im Falle einer aktiven Antenne sind die Batterien bzw. Akumulatoren zur Stromversorgung der Antenne und gegebenen¬ falls des Grundmoduls 22 ebenfalls in geeigneter Weise am Körper der Trägerperson 10 unterzubringen, beispielsweise in einer Gürteltasche. Für das Grundmodul 22 kommt auch eine Stromversorgung über eingebaute Solarzellen zusätzlich zur Batterieversorgung oder ausschließlich in Betracht. Für die Übertragen von Daten und/oder Energie zwischen Grundmodul 22, Antenne und Batterien eignen sich Funkverbindungen oder Kabelverbindungen, die vorzugs¬ weise in "Kabelkanälen" der Bekleidung einschließlich eines Helms verlegt sind. Die einzelnen, notwendigen Abschnitte der Verkabelungen können mittels Steckkontakten oder Schnellverbindungen miteinander gekoppelt werden.The measuring device shown schematically in FIG. 1 comprises a hand-held device 20 with a handle 21 and a basic module 22. The basic module 22 has a user interface with communication buttons or fields 23 and an optical display 24, for example liquid crystal display, and / or an acoustic display, for example Narrator, on. The handheld device 20 can be attached with its handle 21 to the upper arm 13 of a wearer 10, for example. This attachment can also consist in integrating the handheld device 20 into the clothing of the wearer 10. The basic module 22 is connected wirelessly or galvanically to an active or passive transmitting and receiving antenna, which is attached to the body of the wearer 10 as high as possible. The arrangement of the antenna (a) on the head 11, for example on a helmet, cap, headband, headscarf, glasses, (b) on one or on both shoulders (n) 12, for example on shoulder straps, (c) on the hip can be considered 14, for example on a belt or a belt bag, or (d) on the back, for example on a backpack. In the case of an active antenna they are Batteries or accumulators for powering the antenna and, if appropriate, the basic module 22 can also be suitably accommodated on the body of the wearer 10, for example in a belt pouch. For the basic module 22, a power supply via built-in solar cells can also be used in addition to the battery supply or exclusively. For the transmission of data and / or energy between the basic module 22, antenna and batteries, radio connections or cable connections are suitable, which are preferably laid in "cable channels" of the clothing, including a helmet. The individual, necessary sections of the cabling can be coupled to one another by means of plug contacts or quick connections.
Die am Körper der Trägerperson 10 angebrachte Antenne ist zum Empfang von GPS-Satellitensignalen, z.B. im L-Band, ausgelegt und besteht beispielsweise aus einer Flächen- oder Array-Antenne bekannter Bauart. Die empfangenen Antennensignale werden in dem Grundmodul 22 des Handgerätes 20 demoduliert, dekodiert und dahingehend verarbeitet, daß die momentane Position der Trägerperson 10 in Form eines Koordinatenmeßwertes bestimmt wird. Die Ortskoordinaten der momentanen Position können auf der Anzeige des Grundmoduls 22 optisch sichtbar gemacht werden. Die in festen Zeitabständen gemäß einer eingestellten Taktfrequenz erfaßten Koordinatenmeßwerte werden in dem Grundmodul 22 abhörgeschützt und störungsresistent aufbereitet. Es ist oft vorteilhaft, die Aufbereitung direkt in dem Handgerät 20 vorzunehmen, sofern dort eine ausreichende Rechenkapazität verfügbar ist. Alternativ werden die Koordinatenmeßwerte als Funksignal über die am Körper der Trägerperson 10 angebrachte Antenne zu einer stationären Antenne 80 drahtlos übertragen. Das von der stationären Antenne 80 empfangene Modulationssignal wird in nicht gezeigter Weise demoduliert und dekodiert, um die Folge von Koordinatenmeß- werten auswerten zu können. Die Meßwerte werden hierzu einem Auswertungs¬ rechner 70 zugeführt und in einem nicht-flüchtigen Speichermedium 71 (Fig. 3), z.B. Datendiskette, CD-ROM, Flash-RAM, gespeichert. Der Auswertungsrechner 70 ermittelt aus den Koordinaten-Meßwerten und gegebenenfalls der Taktfrequenz nach bekannten Berechnungsverfahren mechanische Kenngrößen wie Strecke s, Geschwindigkeit v, Beschleunigung a oder Stoß da/dt. Durch Speicherung der laufenden Ortspositionen und durch gemeinsame grafische Darstellung auf dem Bildschirm oder einem anderen Anzeigemedium wird der von der Trägerperson 10 zurückgelegte Weg sichtbar. Der zurückgelegte Weg kann mit den jeweils ortsabhängigen Bewegungsgrößen kombiniert dargestellt werden. Wegstrecken werden auf diese Weise exakt bestimmbar, wobei auch Zwischenstreckenlängen berechenbar sind. Femer sind Vergleichsrechnungen durchführbar. Schließlich ist die Überlagerung und der direkte Vergleich mehrerer Durchgänge durch dieselbe Strecke, auch von verschiedenen Trägerpersonen, möglich. Diese Darstellungs¬ möglichkeiten bieten beispielsweise eine wesentliche Trainingsverbesserung im Sinne einer Fehleranalyse bei einer Reihe von Sportarten, insbesondere im Skisport.The antenna attached to the body of the wearer 10 is designed to receive GPS satellite signals, for example in the L-band, and consists, for example, of a flat or array antenna of a known type. The received antenna signals are demodulated, decoded and processed in the basic module 22 of the hand-held device 20 in such a way that the current position of the wearer 10 is determined in the form of a coordinate measurement value. The location coordinates of the current position can be made optically visible on the display of the basic module 22. The coordinate measured values detected at fixed time intervals in accordance with a set clock frequency are protected against eavesdropping in the basic module 22 and processed in a manner that is resistant to interference. It is often advantageous to carry out the processing directly in the hand-held device 20, provided that there is sufficient computing capacity available there. Alternatively, the coordinate measurement values are transmitted wirelessly to a stationary antenna 80 via the antenna attached to the body of the wearer 10. The modulation signal received by the stationary antenna 80 is demodulated and decoded in a manner not shown in order to determine the sequence of coordinate measurement to be able to evaluate. For this purpose, the measured values are fed to an evaluation computer 70 and stored in a non-volatile storage medium 71 (FIG. 3), for example a data disc, CD-ROM, flash RAM. The evaluation computer 70 determines mechanical parameters such as distance s, speed v, acceleration a or shock da / dt from the coordinate measured values and, if appropriate, the clock frequency according to known calculation methods. The distance traveled by the wearer 10 becomes visible by storing the current location positions and by a common graphic display on the screen or another display medium. The distance traveled can be shown combined with the location-dependent movement variables. In this way, distances can be exactly determined, and intermediate lengths can also be calculated. Comparative calculations can also be carried out. Finally, the overlay and the direct comparison of several passes through the same route, even from different porters, is possible. These display options offer, for example, a substantial improvement in training in the sense of an error analysis in a number of sports, in particular in skiing.
Wichtig bei sämtlichen Auswertungen ist die Kontrolle der berechneten Kenn¬ größen auf Plausibilität. Dies geschieht durch Zugrundelegung von einschränken¬ den Wachstumskriterien und Verwendung redundanter Daten. Des weiteren kann der Auswertungsrechner 70 die ermittelten mechanischen Kenngrößen mit anderen Daten, beispielsweise Geländedaten, verknüpfen und in Form einer dreidimensionalen Anzeige auf seinem Bildschirm sichtbar machen. Eine solche Verknüpfung läßt sich auch unmittelbar in dem Handgerät 20 verwirklichen, wenn dort ein entsprechender (nicht gezeigter) Träger für die Geländedaten zur Verfügung steht. Bei der Verknüpfung mit Geländedaten ist es femer möglich, die Annäherung der Trägerperson 10 an Gefahrenzonen, beispielsweise Wächten oder Lawinenhänge beim Skifahren bzw. -wandern oder Strudel beim Segeln oder Surfen, festzu¬ stellen und ein Warn- oder Alarmsignal zu erzeugen. Bei Verknüpfung der Geländedaten in dem Auswertungsrechner 70 wird ein solches Alarm- oder Warnsignal als Funksignal von der Antenne 80 zu der Trägerperson 10 drahtlos übertragen. Ein empfangenes oder lokal im Handgerät 20 generiertes Alarm- oder Warnsignal löst eine akustische Warnmeldung aus. Eine solche Information der Trägerperson 10 aufgrund der Verarbeitung der Koordinatenmeßwerte mit Geländedaten ist natürlich nicht auf Warnanzeigen beschränkt. Vielmehr können auch andere standortabhängige Informationen, z.B. über Sehenswürdigkeiten, günstige Skipisten, Skiloipen, Wanderwege, Landeplätze oder Luftwege an die Trägerperson 10 von dem Auswertungsrechner 70 übertragen und auf der Anzeige des Grundmoduls 22 sichtbar gemacht werden. Eine weitere Möglichkeit besteht in der zusätzlichen Verarbeitung der erfaßten Ortspositionsdaten mit digitalen Bilddaten einer von der Trägerperson 10 benutzten Videokamera oder einer Foto-CD-ROM, um zu einer umfassenden Informationsauswertung und - Vermittlung zu gelangen. Die digitalen Bilddaten können entweder - bei ausreichender Verarbeitungskapazität - direkt innerhalb des Handgerätes 20 verarbeitet werden oder sie können bei Femverarbeitung der Ortspositionsdaten von der Trägerperson 10 zusammen mit den Ortspositionsdaten in dem Datenstrom des Funksignals an den Auswertungsrechner 80 übertragen werden.It is important in all evaluations to check the calculated parameters for plausibility. This is done by using restrictive growth criteria and using redundant data. Furthermore, the evaluation computer 70 can link the determined mechanical parameters with other data, for example terrain data, and make them visible on its screen in the form of a three-dimensional display. Such a link can also be implemented directly in the handheld device 20 if there is a corresponding carrier (not shown) for the terrain data. When linked to terrain data, it is also possible to determine the approach of the wearer 10 to danger zones, for example guards or avalanche slopes when skiing or hiking or whirlpools when sailing or surfing, and to generate a warning or alarm signal. When the terrain data are linked in the evaluation computer 70, such an alarm or warning signal is transmitted wirelessly from the antenna 80 to the carrier 10 as a radio signal. A received or locally generated alarm or warning signal triggers an acoustic warning. Such information of the carrier person 10 due to the processing of the coordinate measured values with terrain data is of course not limited to warning displays. Rather, other location-dependent information, for example about sights, inexpensive ski slopes, ski trails, hiking trails, landing sites or airways, can be transmitted to the wearer 10 by the evaluation computer 70 and made visible on the display of the basic module 22. A further possibility is the additional processing of the recorded position data with digital image data of a video camera used by the wearer 10 or a photo CD-ROM in order to achieve a comprehensive information evaluation and communication. The digital image data can either - with sufficient processing capacity - be processed directly within the handheld device 20 or they can be transmitted to the evaluation computer 80 together with the position data in the data stream of the radio signal when the position data is processed.
Über die genannten Anwendungsmöglichkeiten hinaus lassen sich die per Funksignal von der Trägerperson 10 übermittelten Ortspositionsdaten zur Personensuche verwenden, z.B. von verschütteten oder verunglückten Personen bzw. Opfern. Für die Verbesserung der Meßgenauigkeit kann es günstig oder notwendig sein, eine Koppelnavigation beispielsweise mit Hilfe von Magnetfeldsensoren durchzuführen. Derartige Magnetfeld sensoren erfassen lagebedingte Winkeländerungen von Sensormagnetanordnungen bezüglich des Erdmagnet¬ feldes, woraus sich Neigungs- und Seitenwinkel bestimmen lassen. Solche Koppelnavigationssensoren werden am Körper der Trägerperson 10, z.B. an den Schuhen, oder am Sportgerät, beispielsweise an der Skibindung, angebracht. Beispielsweise ist es zur Bestimmung der absoluten Geschwindigkeit beim Skifahren wichtig, den jeweiligen Neigungswinkel der Piste und den Schräglaufwinkel des Skifahrers bezüglich der Fallinie zu kennen, um daraus die Geschwindigkeit über Grund bestimmen zu können.In addition to the application possibilities mentioned, the position data transmitted by the carrier person 10 by radio signal can be used to search for persons, for example of spilled or accidentally injured persons or victims. To improve the measurement accuracy, it may be advantageous or necessary to carry out dead reckoning, for example with the aid of magnetic field sensors. Magnetic field sensors of this type detect position-related changes in the angle of sensor magnet arrangements with respect to the earth's magnetic field, from which angle of inclination and side angle can be determined. Such dead reckoning sensors are attached to the body of the wearer 10, for example on the shoes, or on the sports equipment, for example on the ski binding. For example, to determine the absolute speed when skiing, it is important to know the respective slope angle of the slope and the skew angle of the skier with respect to the fall line in order to be able to determine the speed from the ground.
Des weiteren können für sportmedizinische Zwecke Sensoren für Blutdruck, Pulsfrequenz, Körpertemperatur und dergleichen am Körper der Trägerperson 10 angebracht sein, welche drahtlos oder über Kabelverbindung(en) mit dem Grundmodul 22 verbunden sind. Während die Meßwerte von Neigungs- oder Richtungssensoren stets in dem Handgerät 20 zur Bestimmung der momentanen Ortsposition verarbeitet werden, können biomedizinische Meßwerte innerhalb oder außerhalb des Handgerätes 20 verarbeitet werden. In jedem Falle können sie auf der Anzeige 24 des Handgerätes sichtbar gemacht werden und gegebenenfalls bei Überschreiten bestimmter Grenzwerte eine akustische Warnmeldung auslösen. Bei ausschließlicher oder zusätzlicher Femverarbeitung können die bio¬ medizinischen Meßwerte zusammen mit den zeitlich tendierenden Koordinaten¬ meßwerten innerhalb des Datenstroms des Funksignals von dem Grundmodul 22 zu der stationären Antenne 80 und damit an den Auswertungsrechner 70 drahtlos übertragen werden. Der Auswertungsrechner 70 ist damit in der Lage, den empfangenen biomedizinischen Meßwerten genaue Ortspositionen zuzuordnen, wodurch die Bewertung solcher biomedizinischen Daten erheblich erleichtert und verbessert wird.Furthermore, sensors for blood pressure, pulse rate, body temperature and the like can be attached to the body of the wearer 10 for sports medical purposes, which sensors are connected to the basic module 22 wirelessly or via cable connection (s). While the measured values from inclination or direction sensors are always processed in the handheld device 20 to determine the current position, biomedical measured values can be processed inside or outside the handheld device 20. In any case, they can be made visible on the display 24 of the hand-held device and, if necessary, trigger an acoustic warning message when certain limit values are exceeded. In the case of exclusive or additional remote processing, the bio-medical measurement values together with the coordinate measurement values which tend towards time within the data stream of the radio signal can be transmitted wirelessly from the basic module 22 to the stationary antenna 80 and thus to the evaluation computer 70. The evaluation computer 70 is thus able to assign exact location positions to the received biomedical measurement values. which greatly facilitates and improves the evaluation of such biomedical data.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsf orm ist eine alternative Variante der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung angegeben. Hierbei wird anstelle eines Hand¬ gerätes 20 eine Meßzelle 30 vorgesehen, welche an einem Sportgerät (z.B. Ballon 50, Segelboot 60, Surfbrett, Fahrrad oder dergleichen) oder einem Gerätezubehör, z.B. Skibindung, Skistiefel, angebracht ist. Die Meßzelle 30 ist beispielsweise über ein Kabel 40 oder kabellos mit einer ebenfalls am Sportgerät bzw. dem Geräte¬ zubehör angebrachten Antenne verbunden, welche eine Funkverbindung zu dem Auswertungsrechner 70 herstellt. Die Meßzelle 30 umfaßt vorzugsweise einen abnehmbaren Datenspeicher (z.B. Streamerband, Diskette, CD-ROM, Flash-RAM), welche die von der Meßzelle 30 generierten Istwert-Daten und/oder die über die genannte Funkverbindung von dem Auswertungsrechner 70 empfangenen, verar¬ beiteten Daten sicher speichert. Im Falle einer Übertragungsstörung des Funksignals zu dem Auswertungsrechner 70 können die im Auswertungsrechner 70 empfangenen Istwert-Daten mit den in dem Datenspeicher der Meßzelle 30 gespeicherten Istwert- Daten verglichen und entsprechend komgiert werden.In the embodiment shown in FIG. 2, an alternative variant of the measuring device according to the invention is specified. Instead of a handheld device 20, a measuring cell 30 is provided, which is attached to a sports device (e.g. balloon 50, sailing boat 60, surfboard, bicycle or the like) or a device accessory, e.g. Ski binding, ski boots, is attached. The measuring cell 30 is connected, for example, via a cable 40 or wirelessly to an antenna which is likewise attached to the sports equipment or the equipment accessories and which establishes a radio connection to the evaluation computer 70. The measuring cell 30 preferably comprises a removable data memory (eg streamer tape, floppy disk, CD-ROM, flash RAM) which processes the actual value data generated by the measuring cell 30 and / or the data received from the evaluation computer 70 via the radio link mentioned Stores data securely. In the event of a transmission disturbance of the radio signal to the evaluation computer 70, the actual value data received in the evaluation computer 70 can be compared with the actual value data stored in the data memory of the measuring cell 30 and combined accordingly.
Anstelle einer Funkverbindung zwischen Meßzelle 30 und Auswertungsrechner 70 können die im Auswertungsrechner 70 fest gespeicherten Vergleichsdaten, beispielsweise Geländedaten oder touristische Daten, auf Datenträgem (z.B. Streamerband, Diskette, CD-ROM, Flash-RAM) für die Benutzer der Meßzelle 30 verfügbar gehalten werden. Diese Datenträger sind zweckmäßigerweise aktualisier¬ bar in Form von Updates gestaltet. Durch Einsetzen dieser aktualisierbaren Datenträger in ein passendes Laufwerk der Meßzelle 30 und/oder durch Kopieren des Dateninhaltes dieser aktualisierbaren Datenträger auf den in der Meßzelle 30 vorhandenen, abnehmbaren Datenspeicher für die Istwert-Daten läßt sich bei geeigneter Rechenkapazität direkt in der Meßzelle 30 (unter Vermeidung eines externen Auswertungsrechners 70) die Auswertung der Istwert-Daten an Hand der aktualisierten Vergleichsdaten durchführen.Instead of a radio connection between the measuring cell 30 and the evaluation computer 70, the comparison data, for example terrain data or tourist data, which are permanently stored in the evaluation computer 70, can be kept available to the users of the measuring cell 30 on data carriers (for example streamer tape, floppy disk, CD-ROM, flash RAM). These data carriers are expediently designed to be updatable in the form of updates. By inserting these updatable data carriers into a suitable drive of the measuring cell 30 and / or by copying the data content of these updatable data carriers onto the removable data memory for the actual value data present in the measuring cell 30, with suitable computing capacity it can be directly in the measuring cell 30 (while avoiding one external evaluation computer 70) carry out the evaluation of the actual value data on the basis of the updated comparison data.
Die vorgenannte Direktverarbeitung innerhalb der Meßzelle 30 ist auch unter dem Gesichtspunkt einer Vermietung von Meßzellen 30 an Touristen mit zeit- und/oder beitragsabhängiger Zugangsberechtigung zu den verschiedenen Informations- und Verarbeitungs- bzw. Serviceangeboten sinnvoll und nützlich. Dieses kann ins¬ besondere durch ein ergänzendes Angebot an wesentlichen lokalen und/oder globalen Informationen (beispielsweise Sehenwürdigkeiten, Wanderwege, Skipisten, Hotels, Restaurants, Veranstaltungen, Wettervorhersagen, Fahrplänen usw.) auf den aktuali¬ sierbaren Datenträgem für die Vergleichsdaten abgerundet werden. Diese touris¬ tischen Vergleichsdaten sind größtenteils ortsabhängig, so daß durch die Istwert- Erfassung der momentanen Ortsposition des Benutzers der Meßzelle 30 eine Vielzahl von informativen und nützlichen Erweiterungen über die Positionsverarbeitung nach physikalischen Parametern (Weglänge, Geschwindkeit usw.) hinaus möglich und sinnvoll ist.The aforementioned direct processing within the measuring cell 30 is also useful and useful from the point of view of renting measuring cells 30 to tourists with time and / or contribution-dependent access authorization to the various information and processing or service offers. This can be rounded off in particular by a supplementary offer of essential local and / or global information (for example sights, hiking trails, ski slopes, hotels, restaurants, events, weather forecasts, timetables, etc.) on the updatable data carriers for the comparison data. This touristic comparison data is largely location-dependent, so that a large number of informative and useful expansions beyond position processing according to physical parameters (path length, speed, etc.) are possible and sensible through the actual value detection of the current location position of the user of the measuring cell 30.
Die Anbringung der Meßzelle 30 erfolgt beispielsweise im Falle eines Ballons 50 an einer stoßgeschützten Stelle der Gondel 51 oder im Falle eines Segelbootes an einer feuchtigkeitsgeschützten Stelle unter Deck. Alternativ ist auch eine Anbringung der Meßzelle 30 am Körper einer Trägerperson in der bereits beschriebenen Weise möglich. Eine Sende-/Empfangsantenne der Meßzelle 30 läßt sich im Falle eines Segelbootes 60 besonders günstig an der Spitze des Mastes 61, im Falle eines Ballons 50 am Scheitel der Ballonhülle 52 anbringen. Auch im Falle einer Sende- /Empfangs-antenne der Meßzelle 30 kommt wieder eine der bereits beschriebenen Befestigungs-arten am Körper einer Trägerperson alternativ in Betracht.The measuring cell 30 is attached, for example, in the case of a balloon 50 to a shock-protected location on the nacelle 51 or in the case of a sailing boat to a moisture-protected location below deck. Alternatively, it is also possible to attach the measuring cell 30 to the body of a wearer in the manner already described. A transmitting / receiving antenna of the measuring cell 30 can be attached particularly favorably to the top of the mast 61 in the case of a sailboat 60 and to the top of the balloon envelope 52 in the case of a balloon 50. Also in the case of a transmitting / receiving antenna of the measuring cell 30, one of the fastening types already described on the body of a wearer can be considered as an alternative.
Grundsätzlich sind auch bei der Ausfuhrungsform nach Fig. 2 dieselben Anwen¬ dungsmöglichkeiten wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 denkbar und sinnvoll. Zusätzlich zu der Personensuche kommt beispielsweise eine Suche der mit der Meßzelle 30 ausgestatteten Geräte in Betracht. Dies erlaubt beispielsweise die Suche und Ortung gestohlener Geräte. Femer kann entweder automatisch (z.B. durch ein Transpondersystem) oder per Funkbefehl über den Auswertungsrechner 70 eine die Benutzung verhindernde oder erschwerende Spene und/oder eine akustische und/oder optische Diebstahlwameinrichtung aktiviert werden. In principle, the same application options as in the embodiment according to FIG. 1 are also conceivable and sensible in the embodiment according to FIG. 2. In addition to the person search, there is for example a search with the Measuring cell 30 equipped devices into consideration. This allows, for example, the search and location of stolen devices. Furthermore, a donation preventing or aggravating use and / or an acoustic and / or optical theft warning device can be activated either automatically (for example by a transponder system) or by radio command via the evaluation computer 70.

Claims

PATENTANSPRUCHE PATENT CLAIMS
1. Einrichtung zum Erfassen einer momentanen Ortsposition mittels Funkortung von Nachrichtensatelliten (GPS-Satelliten), gekennzeichnet durch ein tragbares oder mobiles Empfangs- und/oder Sendemodul (20, 30), welches zeitlich aufeinanderfolgend erfaßte Standortkoordinaten an eine räumlich unmittelbar benachbarte und/oder an eine entfernte Auswertungseinheit überträgt, wo gegebenenfalls eine Speicherung von ankommenden und/oder verarbeiteten Daten erfolgt.1.Device for detecting a current position by means of radio location of communication satellites (GPS satellites), characterized by a portable or mobile receiving and / or transmitting module (20, 30), which sequentially recorded location coordinates to a spatially immediately adjacent and / or to a remote evaluation unit transmits where incoming and / or processed data may be stored.
2. Einrichtung nach Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das tragbare oder mobile Empfangs- und/oder Sendemodul (20, 30) weitere Daten, beispielsweise Koppelnavigationsdaten von Neigungsensoren, bio¬ medizinische Daten von Puls-, Körpertemperatur- und Blutdrucksensoren oder Bilddaten von einer Videokamera, empfängt und lokal auswertet und/oder an die Auswertungseinheit (70) überträgt, wobei diese weiteren Daten in unmittelbarer räumlicher Nähe des Moduls (20, 30) erfaßbar sind.2. Device according to Anspmch 1, characterized in that the portable or mobile receiving and / or transmitting module (20, 30) further data, for example dead reckoning data from inclination sensors, bio-medical data from pulse, body temperature and blood pressure sensors or image data from one Video camera, receives and evaluates locally and / or transmits it to the evaluation unit (70), these additional data being able to be recorded in the immediate vicinity of the module (20, 30).
3. Einrichtung nach Anspmch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangs- und/oder Sendemodul (20, 30) optische und/oder akustische Anzeigen für empfangene Daten oder von hieraus abgeleitete Daten wiedergibt. 3. Device according to Anspmch 1 or 2, characterized in that the receiving and / or transmitting module (20, 30) reproduces optical and / or acoustic displays for received data or data derived therefrom.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Empfangs- und/oder Sendemodul (20, 30) wiedergebenen Daten, beispielsweise Warnhinweise, von der Auswertungseinheit erzeugt und gegebenenfalls über den Funkkanal an das Modul (20, 30) übertragen werden.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the data reproduced by the receiving and / or transmitting module (20, 30), for example warnings, generated by the evaluation unit and optionally via the radio channel to the module (20, 30 ) be transmitted.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle einer gekoppelten Auswertungseinheit die empfangenen Standortkoordinaten und/oder die weiteren Daten mit anderen Daten, z.B. Geländedaten, verarbeitet werden.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the case of a coupled evaluation unit, the received location coordinates and / or the further data with other data, e.g. Terrain data to be processed.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinheit aus den Standortkoordinaten mechanische Kenngrößen, wie Wegstrecke s, Geschwindigkeit v, Beschleunigung a und/oder Stoß da/dt nach vorgegebenen Routinen ermittelt.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the evaluation unit determines mechanical parameters, such as distance s, speed v, acceleration a and / or shock da / dt from the location coordinates according to predetermined routines.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangs- und/oder Sendemodul (20, 30) mit oder ohne baulich integrierte Auswertungseinheit in Form eines Handgerätes (20) für eine Trägerperson (10) ausgebildet ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the receiving and / or transmitting module (20, 30) with or without structurally integrated evaluation unit in the form of a hand-held device (20) is designed for a wearer (10).
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Handgerät (20) mit einer an der Trägerperson (10) angebrachten Empfangs- und/oder Sendeantenne verbindbar ist. 8. Device according to claim 7, characterized in that the hand-held device (20) can be connected to a receiving and / or transmitting antenna attached to the carrier (10).
9. Einrichtung nach Anspmch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangs- und/oder Sendeantenne als aktive oder passive Antenne ausgebildet ist.9. Device according to Anspmch 7 or 8, characterized in that the receiving and / or transmitting antenna is designed as an active or passive antenna.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß für die Empfangs- und/oder Sendeantenne eine Flächen- oder Array- Antenne vorgesehen ist.10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that a surface or array antenna is provided for the receiving and / or transmitting antenna.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne am Kopf (11) der Trägerperson (10), beispielsweise an Helm, Mütze, Stirnband, Kopftuch, Brille, angeordnet ist.11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the antenna on the head (11) of the wearer (10), for example on a helmet, cap, headband, headscarf, glasses, is arranged.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne an einer oder an beiden Schulter(n) (12) der Trägerperson (10), beispielsweise an Schultergurten, angeordnet ist.12. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the antenna is arranged on one or both shoulders (12) of the wearer (10), for example on shoulder straps.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne an der Hüfte (14) der Trägerperson (10), beispielsweise an einem Gürtel oder einer Gürteltasche, angeordnet ist.13. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the antenna on the hip (14) of the wearer (10), for example on a belt or a belt pocket, is arranged.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne am Rücken der Trägerperson (10), beispielsweise an einem Rucksack, angeordnet ist. 14. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the antenna on the back of the wearer (10), for example on a backpack, is arranged.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer aktiven Antenne die Batterien bzw. Akumulatoren zur Stromversorgung der Antenne und gegebenenfalls des Empfangs- und/oder Sendemoduls (20, 30) am Körper der Träger¬ person (10) befestigbar sind, beispielsweise in einer Gürteltasche.15. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that when using an active antenna, the batteries or accumulators for powering the antenna and optionally the receiving and / or transmitting module (20, 30) on the body of the carrier person ( 10) can be fastened, for example in a belt pouch.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Handgerät (20) zur Befestigung an oder in der Kleidung der Trägerperson (10), vorzugsweise im Bereich des Oberarms, vorgesehen ist.16. Device according to one of claims 7 to 15, characterized in that the hand-held device (20) for attachment to or in the clothing of the wearer (10), preferably in the region of the upper arm, is provided.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß innerhalb der Bekleidung oder eines Helms der Trägerperson (10) ein oder mehrere Kanäle zur Aufnahme von Verbindungsleitungen zwischen dem Handgerät (20), der Empfangs- und Sendeantenne und gegebenenfalls einer Stromversorgung für das Handgerät und gegebenenfalls der Empfangs- und Sendeantenne vorgesehen sind.17. Device according to one of claims 7 to 16, characterized gekenn¬ characterized in that within the clothing or a helmet of the wearer (10) one or more channels for receiving connecting lines between the handheld device (20), the receiving and transmitting antenna and optionally a power supply for the handheld device and possibly the receiving and transmitting antenna are provided.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Handgerät (20) zur Verarbeitung von empfangenen Satelliten-Positionssignalen und gegebenenfalls von weiteren empfangenen Datensignalen ausgebildet ist. 18. Device according to one of claims 7 to 17, characterized gekenn¬ characterized in that the handheld device (20) is designed to process received satellite position signals and, if appropriate, of further received data signals.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Handgerät (20)19. Device according to one of claims 7 to 18, characterized in that the hand-held device (20)
ein Grundmodul (22) mit einem Kommunikationsfeld (23), einer optischen Anzeige (24) sowie gegebenenfalls einer akustischen Anzeige, unda basic module (22) with a communication field (23), an optical display (24) and optionally an acoustic display, and
eine Handhabe (21) aufweist.has a handle (21).
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangs- und Sendemodul mit oder ohne baulich integrierter Auswertungseinheit als Meßzelle (30) ausgebildet ist, welches gegebenenfalls zur Anbringung an einer Trägerperson, an einem Sportgerät oder an einem Gerätezubehör ausgebildet ist.20. Device according to one of claims 1 to 19, characterized in that the receiving and transmitting module with or without a structurally integrated evaluation unit is designed as a measuring cell (30), which is optionally designed for attachment to a wearer, on a sports device or on a device accessory is.
21. Einrichtung nach Anspmch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzelle (30) nur als Empfangsmodul für den Empfang und die interne Verarbeitung von Standortkoordinaten ausgebildet ist.21. Device according to Anspmch 20, characterized in that the measuring cell (30) is designed only as a receiving module for the reception and internal processing of location coordinates.
22. Einrichtung nach Anspmch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzelle (30) einen abnehmbaren Datenspeicher aufweist.22. Device according to Anspmch 20 or 21, characterized in that the measuring cell (30) has a removable data memory.
23. Meßzelle nach Anspmch 20 oder 21, gekennzeichnet durch einen gegebenenfalls abnehmbaren Datenspeicher, eine Auswertungseinheit, eine Anzeige und ein Bedienfeld.23. Measuring cell according to Anspmch 20 or 21, characterized by an optionally removable data memory, an evaluation unit, a display and a control panel.
24. Meßzelle nach Anspmch 23, dadurch gekennzeichnet, daß in den Daten¬ speicher der Dateninhalt eines aktualisierbaren externen Datenträgers einschreibbar ist. 24. Measuring cell according to Anspmch 23, characterized in that the data content of an updatable external data carrier can be written into the data memory.
25. Meßzelle nach Anspmch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzelle mit einem Laufwerk für einen aktualisierbaren externen Datenträger versehen ist.25. Measuring cell according to Anspmch 23, characterized in that the measuring cell is provided with a drive for an updatable external data carrier.
26. Verfahren zum Betreiben einer Meßzelle nach Anspmch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Meßzelle erfaßten Daten an Hand des Dateninhaltes des aktualisierbaren externen Datenträgers verarbeitet werden.26. A method of operating a measuring cell according to Anspmch 24 or 25, characterized in that the data recorded by the measuring cell are processed on the basis of the data content of the updatable external data carrier.
27. Verwendung eines aktualisierbaren Datenträgers bei einer Meßzelle (30) nach einem der Ansprüche 23 bis 26, wobei der aktualisierbare Datenträger Geländedaten und gegebenenfalls Daten mit touristischen Informationen enthält.27. Use of an updatable data carrier in a measuring cell (30) according to one of claims 23 to 26, wherein the updatable data carrier contains terrain data and possibly data with tourist information.
28. Verwendung einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 zur Suche und Ortung gestohlener Geräte.28. Use of a device according to one of claims 1 to 21 for the search and location of stolen devices.
29. Verwendung einer Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21 zur Suche und Ortung gestohlener Geräte in Verbindung mit einer die Benutzung verhindernden oder erschwerenden Spene und/oder einer akustischen und/oder einer optischen Diebstahlwameinrichtung. 29. Use of a device according to one or more of claims 1 to 21 for the search and location of stolen devices in connection with a use preventing or aggravating Spene and / or an acoustic and / or an optical theft warning device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2339356A (en) * 1998-07-04 2000-01-19 Peter Nicholas Taft Location detector
EP1307043A1 (en) 2001-10-26 2003-05-02 Eastman Kodak Company Supply of geolocalized digital images to a user

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19860810C2 (en) * 1997-12-30 2002-09-05 Rainer Eckert Sports-typical equipment or part of such equipment and / or sports equipment with a GPS, GLONASS or similar satellite navigation receiver
DE19937268A1 (en) * 1999-08-06 2000-09-14 Siemens Ag Communication terminal with mobile telephone and GPS reception module has mobile telephone with data transmission unit operating on fixed radio frequency for wireless transfer from item data determined in the GPS reception module
DE10059153A1 (en) * 2000-11-29 2002-06-13 Fraunhofer Ges Forschung Person-tracking device for determining and recording the spatial movement of a person so that personnel productivity can be monitored and optimized
DE10113932A1 (en) * 2001-03-21 2002-10-02 Bayerische Motoren Werke Ag Device for displaying the current speed
DE10120892A1 (en) * 2001-04-27 2002-10-31 Joergen Brosow Location monitoring system for variable position object involves user station with object sending received position data with object identification data via base station to monitoring point
US6658348B2 (en) 2001-10-09 2003-12-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Systems and methods for providing information to users
DE102004027314B4 (en) * 2004-03-17 2006-03-23 Gerald Kampel Avalanche spill detector and method for locating a transmitter

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0379198A2 (en) * 1989-01-18 1990-07-25 Sharp Kabushiki Kaisha Mobile object navigation system
EP0408179A2 (en) * 1989-07-14 1991-01-16 General Atomics Integrated automated system for waste site characterization
EP0444738A2 (en) * 1990-02-28 1991-09-04 Philips Electronics Uk Limited Vehicle location system
EP0509775A2 (en) * 1991-04-19 1992-10-21 Pioneer Electronic Corporation Remote monitoring and controlling system for moving bodies
US5223844A (en) * 1992-04-17 1993-06-29 Auto-Trac, Inc. Vehicle tracking and security system
DE4421508A1 (en) * 1993-06-21 1994-12-01 Elke Van Buren System for summoning help for persons or occupants of vehicles carrying a mobile telephone
US5389934A (en) * 1993-06-21 1995-02-14 The Business Edge Group, Inc. Portable locating system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4032198C2 (en) * 1990-10-11 1995-10-19 Daimler Benz Aerospace Ag Transport monitoring method and arrangement for carrying out the method
DE4126105A1 (en) * 1991-08-07 1993-02-11 Standard Elektrik Lorenz Ag RADIO PHONE
EP0627710A1 (en) * 1993-06-01 1994-12-07 Mannesmann Kienzle GmbH Device for reporting to a central station of an abnormal collision course of a vehicle
DE4441907A1 (en) * 1993-12-16 1995-06-22 Hewlett Packard Co Patient emergency response system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0379198A2 (en) * 1989-01-18 1990-07-25 Sharp Kabushiki Kaisha Mobile object navigation system
EP0408179A2 (en) * 1989-07-14 1991-01-16 General Atomics Integrated automated system for waste site characterization
EP0444738A2 (en) * 1990-02-28 1991-09-04 Philips Electronics Uk Limited Vehicle location system
EP0509775A2 (en) * 1991-04-19 1992-10-21 Pioneer Electronic Corporation Remote monitoring and controlling system for moving bodies
US5223844A (en) * 1992-04-17 1993-06-29 Auto-Trac, Inc. Vehicle tracking and security system
US5223844B1 (en) * 1992-04-17 2000-01-25 Auto Trac Inc Vehicle tracking and security system
DE4421508A1 (en) * 1993-06-21 1994-12-01 Elke Van Buren System for summoning help for persons or occupants of vehicles carrying a mobile telephone
US5389934A (en) * 1993-06-21 1995-02-14 The Business Edge Group, Inc. Portable locating system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2339356A (en) * 1998-07-04 2000-01-19 Peter Nicholas Taft Location detector
GB2339356B (en) * 1998-07-04 2003-12-10 Peter Nicholas Taft Location detector
EP1307043A1 (en) 2001-10-26 2003-05-02 Eastman Kodak Company Supply of geolocalized digital images to a user

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Publication number Publication date
DE19526494A1 (en) 1997-01-30
DE19526494C2 (en) 2000-04-27

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