Verfahren und Einrichtung zur Ortszeitanzeige

Abstract

 Um mittels herkömmlicher Funkuhren (11) weltweit immer eine genaue Ortszeitanzeige zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, lokal mit minimaler Sendeenergie Nahbereichssender (16) zu betreiben, die mit der selben Frequenz und der selben Kodierung wie einer der etablierten regionalen Langwellen-Zeitsender (12) Zeittelegramme (14') abstrahlen, welche aber nun die aus einer Satellitenzeitbasis oder aus einem Internet-Zeitserver abgeleitete Ortszeitinformation (17) zum Inhalt haben. So können Konsum-Funkuhren (11), wie insbesondere Weckeruhren und Armbanduhren, weltweit betrieben werden, obgleich sie nur für die Frequenz und Kodierung eines regionalen Langwellen-Zeitsenders (12), wie insbesondere des mitteleuropäischen Normalzeitsenders DCF 77, ausgestattet sind. Der Zeitempfänger (18) kann also nicht nur als Satellitenempfänger, sondern auch als insbesondere drahtloser Internet-Zugang ausgelegt sein, um die in lokal gültige Zeittelegramme (14') umzusetzende Information nicht als Ortungsinformationen über eine Satillitenantenne sondern schon im Datums-Zeitformat etwa nach dem NTP-Protokoll aus dem WWW zu beziehen. Das weist die Vorteile auf, für die Funktionen eines Standortgebers (23) und gegebenenfalls eines Zeitumschalters (24) auf Rechen- und Speicherkapazitäten des Internet-Browsers zurückgreifen und dann über den Nahbereichssender (16) zusätzlich zur Ortszeitinformation (17) weitere aktuelle Informationen wie etwa das Vorliegen von Telefax- oder eMail-Nachrichten übermitteln zu können.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Einrichtung im Ausüben des Verfahrens.

[0002] Die gattungsgemäßen Maßnahmen sind aus dem Beitrag

Funkgesteuerte Uhren - Gebrauchsuhren des 21. Jahrhunderts ?" von K. Baderschneider in der Zeitschrift Uhren, Juwelen, Schmuck (UJS) Heft 4/1989, Seiten 182 ff, dort insbesondere Ende der ersten und Anfang der zweiten Spalte von Seite 184, bekannt. Darin wird erörtert, z.B. in Einrichtungen des Fernverkehrs wie in Flugzeugen, Bahnen und Bussen Zeitzeichen für die jeweils gültige Ortszeit auszusenden, um Funkarmbanduhren von Passanten auf die hier gültige Zeit zu stellen. Insbesondere wird dort für den Flugreiseverkehr vorgeschlagen, Zeit- und Ortsinformationen eines weltumspannenden Funknavigationssystems (z. B. OMEGA, LORAN, NAVSTAR, GPS) durch Einrichtungen des Flugzeuges empfangen zu lassen und die daraus abgeleitete aktuelle Ortszeit nach funktechnischer Aufbereitung über ein bordinternes Kommunikationssystem auf einer technisch günstigen Frequenz auszusenden, so daß die speziell dafür ausgelegten Funkarmbanduhren der an Bord befindlichen Passagiere dann die dem momentanen Flugort entsprechende Zeit anzeigen. Dieser Vorschlag klingt zwar vielversprechend, ist aber technisch zu aufwendig, um angesichts der zwangsläufig vergleichsweise geringen Verbreitung solcher Systeme für den Konsumenten preislich interessant werden zu können, zumal dann in einer Uhr der Empfang sowohl eines herkömmlichen stationären Regionalsenders wie zusätzlich auch noch der Empfang dieses Überbrückungssystemes vorbereitet sein muß.

[0003] Aus der DE 4313945 A1 ist es bekannt, zum Verbreiten einer lokalen Normalzeitinformation eine große Anzahl von auf niederen polaren Umlaufbahnen befindlichen Satelliten (sogenannten LEOs) als Relaisstationen für eine weltweite Referenzzeit einzusetzen, mit der Besonderheit, daß jeder Satellit die von ihm abzustrahlende Zeitinformation in die seiner Polumlaufbahn zugeordnete Zeitzone umsetzt, damit von diesem Satelliten auf der Erde unmittelbar die dort gültige Zeit empfangen und angezeigt wird. So bestechend dieses Systems auch ist, weist es doch den praktischen Nachteil auf, daß die Zeitzonenwechsel nur prinzipiell eine Staffelung von jeweils von 15 Längengraden aufweisen, während tatsächlich die Zeitzonengrenzen längs Länder- oder Staatsgrenzen verlaufen. So gelten etwa in Südamerika längs eines Streifens von 15° von Süd nach Nord wenigstens drei unterschiedliche Zeitzonen. Hinzu kommt, daß die Auffassungsbereiche solcher Telekommunikationssatelliten sich auf der Erde breit überlappen, so daß in den meisten Empfangszonen keine eindeutige Zuordnung der geographischen Position zu einem bestimmten der Satelliten aus dessen Empfangsintensität herleitbar ist. Wenn aber das Empfangsgerät, etwa die Armbanduhr, auf Empfang nur eines bestimmten, dieser Zeitzone zugeordneten Satelliten abgestimmt ist, dann kann wieder kein automatischer Wechsel der Ortszeitanzeige bei Reisen über Zeitzonen hinweg erfolgen. Es müßten also schon viel aufwendigere Mittel zur empfangsseitigen Identifikation von örtlich gerade zugeordneten Satelliten eingesetzt werden. Schließlich besteht insbesondere bei Armbanduhren die grundsätzliche Schwierigkeit, die schwachen und sehr hochfrequenten Satellitensignale hinreichend zuverlässig zu empfangen; zumindest muß dafür über eine gewisse Zeitspanne hinweg freie Sicht zum Firmament gegeben sein, was bei niedrigem Satellitenorbit in dicht besiedelten Gegenden oder gebirgigen Landschaften nicht ohne weiteres gesichert ist.

[0004] Derartige Empfangsprobleme treten grundsätzlich auch bei höherem Satellitenorbit wie im Falle der eingangs erwähnten Navigationssatellitensysteme auf. Diese Systeme beinhalten für den Empfang und die Anzeige von Zeitinformationen noch das zusätzliche Problem, eine eigene Zeitbasis zu betreiben, die nicht mit der koordinierten Weitzeit (GMT) synchron läuft. Denn die Zeitbasis etwa beim GPS enthält weder Schaltsekunden noch Informationen über Sommerzeit- / Winterzeit-Wechsel; und das Zeitformat ist für Konsumzwecke denkbar ungeeignet, weil es lediglich auf der Zählung der Wochen seit dem 06. Januar 1980 und der Sekunden innerhalb jeder angefangenen Woche basiert - mit der zusätzlichen Einschränkung, daß nach jeweils 1023 Wochen die Zeitzählung wieder mit 0 beginnt. Beim unmittelbaren Empfang einer GPS-Zeitinformation mit einer Konsumuhr muß also in der Uhr ein erheblicher verarbeitungstechnischer Aufwand betrieben werden, um die GPS-Systemzeit in eine zutreffende Weitzeit umzusetzen, womit aber eine korrekte Ortszeitanzeige immer noch nicht gegeben ist.

[0005] Insofern hat die Verbreitung von regional zutreffenden Zeitinformationen mittels kodierter Telegramme über regionale Langwellensender, wie insbesondere vom Sender DCF 77 bei Frankfurt (Main) zum Verbreiten der amtlichen mitteleuropäischen Zeit, den unschätzbaren Vorteil, wegen der Bodenwellenausbreitung der Langwellen und deren Eindringvermögen auch noch in mäßig gut abgeschirmte Räume praktisch überall, wo es im täglichen Leben darauf ankommt, die Zeittelegramme selbst mit miniaturisierten Antennen und Empfängern in Armbanduhren hinreichend zuverlässig empfangen zu können; und das im großem Umkreis von wenigstens 1000 km Radius, also jedenfalls über den Bereich einer Zeitzone hinweg. Nur besteht gerade deshalb das Problem, daß der Konsument es seiner Uhr nicht ansieht, wenn er mit Überschreiten der Oder im Osten oder mit Überqueren des Ärmelkanals im Westen jeweils eine Zeitzone wechselt, weil der weiterhin gegebene Empfang des Regionalsenders in Frankfurt nach wie vor die aktuelle mitteleuropäische Zeit zur Anzeige bringen läßt.

[0006] Zwar werden regionale Zeitsender in verschiedenen Regionen der Erde, wie insbesondere in Nordamerika, in Großbritannien und in Japan, betrieben, die Echtzeittelegramme nach Maßgabe der Ortszeit des Senderstandortes oder in Bezug auf die Weitzeit UTC aussenden; aber schon um betriebsstörende Interferenzen zu vermeiden, arbeitet jeder Sender auf einer anderen Frequenz - und außerdem ist das Datenformat der Telegrammkodierungen der jeweiligen regionalen Zeitsender stark unterschiedlich, so daß selbst der Aufwand für eine Frequenzumschaltung in der Funkuhr noch nicht ausreichen würde, um im Empfangsbereich eines anderen regionalen Zeitsenders die Uhr automatisch dessen Ortszeit anzeigen lassen zu können.

[0007] In Erkenntnis dieser Gegebenheiten und Probleme, die sich insbesondere auf die Forderung nach einer wirtschaftlich produzierbaren und in beliebigen Zeitzonen problemlos einsetzbaren Konsumfunkuhr beziehen, liegt vorliegender Erfindung die Aufgabe zugrunde, in Gegenden, in denen regionale Zeittelegrammsender nicht empfangen werden können, für den Konsumenten eine aus einer überregional verfügbaren Zeitbasis wie insbesondere aus einem Satellitensystem oder einem Internet-Zeitprovider abgeleitete, stets unmittelbar zutreffende Ortszeit zur Verfügung zu stellen.

[0008] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß gemäß den Merkmalen der beiden Hauptansprüche in stationär oder in mobil betriebenen lokalen Satelliten- bzw. Internet-Zeitempfängern eine Umsetzung in die Ortszeit am Betriebsort erfolgt und diese Zeitinformation dann ihrerseits in dem Format (also mit der Frequenz und dem Kodierungsmuster) eines gängigen regionalen Zeitsenders, wie insbesondere des DCF 77, mit sehr kleiner Sendeleistung - und somit nur im Nahbereich empfangbar - wieder abgestrahlt wird. Das hat den ganz wesentlichen Vorteil für den Konsumenten, seine auf Empfang des heimatlichen, regionalen Zeitsenders abgestimmte Funkuhr praktisch überall in der Welt ohne irgendwelche Eingriffserfordernisse betreiben zu können, weil außerhalb der für jenen regionalen Zeitsender geltenden Zeitzone die nur lokal betriebenen Kleinsender eine höhere Empfangsstärke liefern und somit beim Passieren des Konsumenten dessen Uhr auf die dort aktuell gültige Ortszeit einstellen, etwa nach dem Passieren einer Autobahngrenzstation oder nach dem Aussteigen auf einem Eisenbahngrenzbahnhof. Die so einmal auf die örtlich zutreffende Zeit gestellte Funkuhr läuft dann quarzgesteuert autonom weiter, bis in der selben Zeitzone eine Bestätigung der angezeigten Uhrzeit oder nach dem Weiterreisen in eine andere Zeitzone von einem dort betriebenen lokalen Nahbereichssender die dort gültige Ortszeit empfangen wird.

[0009] Um also mittels herkömmlicher Funkuhren weltweit immer eine genaue Ortszeitanzeige zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, lokal mit minimaler Sendeenergie Nahbereichssender zu betreiben, die mit der selben Frequenz und der selben Kodierung wie einer der etablierten regionalen Langwellen-Zeitsender Zeittelegramme abstrahlen, welche aber nun nach Maßgabe ihres Betriebsortes die aus einer globalen Satelliten- oder Internet-Zeitbasis abgeleitete Ortszeitinformation zum Inhalt haben. So können Konsum-Funkuhren, wie insbesondere Weckeruhren und Armbanduhren, weltweit betrieben werden, obgleich sie nur für die Frequenz und Kodierung eines regionalen Zeitsenders, wie insbesondere des mitteleuropäischen Langwellen-Normalzeitsenders DCF 77, ausgestattet sind. Ein solcher lokaler Zeitumsetzer kann somit auch als insbesondere drahtloser Internet-Zugang ausgelegt sein, um die in lokal gültige Zeittelegramme umzusetzende Information nicht primär als Ortungs-Hilfsinformationen über eine Satellitenantenne sondern schon im Datums-Zeitformat etwa nach dem NTP-Protokoll aus dem WWW zu beziehen. Das weist die Vorteile auf, für die Funktionen eines Standortgebers und gegebenenfalls eines Zeitumsetzers auf Rechen- und Speicherkapazitäten des Internet-Browsers zurückgreifen und dann über den Nahbereichssender neben der Ortszeitinformation weitere aktuelle Informationen wie etwa Hinweise auf das Vorliegen von Telefax- oder eMail-Nachrichten übermitteln zu können.

[0010] Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark abstrahiert skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens.

[0011] In der einzigen Figur der Zeichnung ist skizziert, wie herkömmlich ausgestattete Konsum-Funkuhren etwa gemäß EP 0180155 B1 oder EP 0455183 B1, insbesondere in der Bauform von Reiseweckern oder Armbanduhren, außerhalb des Empfangsbereiches eines regionalen Langwellen-Zeitsenders 12 wie insbesondere des mitteleuropäischen Zeitsenders DCF 77 (Frankfurt/Main) betrieben werden. In zu großer Entfernung ist nämlich die in die jeweilige Funkuhr 11 eingebaute magnetische Langwellen-Antenne 13 gar nicht mehr oder jedenfalls nicht mehr zuverlässig in der Lage, die Zeittelegramme 14 des regionalen Zeitsenders 12 für den Betrieb des in die Funkuhren 11 eingebauten Empfängers 15 aufzunehmen, der die Telegramme 14 demodulieren und dekodieren soll, um aufgrund der aktuell empfangenen Zeitinformation die momentane Zeitanzeige überprüfen und erforderlichenfalls auf die Funkzeit korrigieren zu können.

[0012] Am aktuellen Aufenthaltsort der Funkuhren 11, also beliebig weit abseits des ihrer Empfängerschaltung schaltungsmäßig zugeordneten regionalen Zeitsenders 12, wird von diesen Funkuhren 11 aber problemlos ein Nahbereichssender 16 empfangen, der hinsichtlich Frequenz und Kodierung die gleichen Zeit-Telegramme 14' aussendet, wie der dort praktisch nicht mehr zu empfangende heimatliche regionale Zeitsender 12; nur mit dem Unterschied, daß diese Telegramme 14' nun die aktuelle Ortszeit am Betriebsort des Nahbereichssenders 16 zum Inhalt haben. Deshalb wird die Funkuhr 11 des aus einer anderen Zeitzone eingereisten Konsumenten nun auf die Anzeige der hier momentanen gültigen Ortszeit korrigiert, ohne daß dafür irgendwelche Eingriffe erforderlich wären in die Funkuhrenfunktion mit ihrem Empfängerdemodulator, der primär für den Betrieb im Empfangsbereich eines regionalen Zeitsenders 12 in einer ganz anderen Zeitzone ausgelegt ist.

[0013] Allerdings kann auch der lokal betriebene Nahbereichssender 16 seine Zeitinformation nicht aus dem Zeittelegramm 14 eines regionalen Zeitsenders 12 gewinnen, wenn jener am Betriebsort dieses Nahbereichssenders 16 mit dessen Empfangseinrichtungen etwa aufgrund der Entfernung oder aufgrund besonderer geographischer oder baulicher Gegebenheiten nicht aufgenommen werden kann. Deshalb wird der Nahbereichssender 16 mit einer zum Zeittelegramm 14' umzusetzenden Ortszeitinformation 17 gespeist, die in einem örtlich betriebenen Zeitempfänger 18 generiert wird. Bei einer Ausbildung als Satellitenempfänger 18' ist dieser derart installiert, daß seine Mikrowellenantennen 19 problemlos die, eine Systemzeit 20' beinhaltende, Ortungsinformation 20 von wenigstens einem Navigationssatelliten 21 empfängt. Mittels eines Anpassungsprogrammes 22 wird das ortungsspezifische Zeitformat (im GPS-Verbund bestehend nur aus einer fortlaufenden Sekundeninformation in einer von 1023 Wochen) umgesetzt in das konventionelle, dem Konsumenten vertraute Datums-Zeit-Format. Außerdem ist z.B. an den Satellitenempfänger 18' ein Standortgeber 23 angeschlossen, der aufgrund manueller Vorgabe oder gestützt auf eine Satellitenortsbestimmung aus einer Zuordnungstabelle der umgesetzten Satelliten-Systemzeit 20' die Ortszeitverschiebung am Betriebsort aufprägt, um so die Ortszeitinformation 17 zu Speisen des Nahbereichssenders 16 zu gewinnen. In gleicher Weise kann ein Zeitumschalter 24 angeschlossen sein, der für die aus der Systemzeitinformation 20' extrahierte Datumsinformation 25 und für die vom Standortgeber 23 gelieferte Lokalposition 26 die hier gesetzlich vorgegebenen Sommerzeit- / Winterzeit-Umschaltungen vornimmt. Die Datumsinformation 25 und die Lokalposition 26 müssen also nicht manuell eingegeben werden, sie können im lokalen Zeitempfänger 18 aus den Satelliten-Ortungsinformationen 20 abgeleitet werden, wie in der Zeichnung symbolisch berücksichtigt.

[0014] Darin ist ferner berücksichtigt, daß es sich beim lokalen Zeitempfänger 18 auch um einen Netzzugang 18'' handeln kann, etwa in der üblichen Form eines PC, eines Laptop oder eines Funktelefons mit Browser-Funktion für den drahtlosen oder verkabelten Zugang in ein Netz 27 wie das WoldWideWeb über ein Modem 28. Über den Netzprovider besteht dann Zugriff auf einen der international betriebenen Zeitserver, welche beispielsweise im NTP-Format die Weltzeit oder eine Zonenzeit über das Netz 27 verbreiten. Je nach deren Zeitformat ist dann allerdings über einen Standortgeber 23 die Lokalposition 26 in den Zeitempfänger 18 einzugeben und so der Wechsel der lokal abgestrahlten Telegramme 14' auf Ortszeit zu vollziehen, während der Sommerzeit- Winterzeit- Wechsel für die einzelnen Standorte vom Server aus betrieben werden kann.

Ansprüche

1. Verfahren zur Ortszeitanzeige mittels Funkuhren, die lokal gültige aktuelle Zeitinformationen von einem lokalen Nahbereichssender empfangen, dadurch gekennzeichnet, daß vom Nahbereichssender mit niedriger Sendeenergie Zeittelegramme mit der Frequenz und Kodierung eines der regional betriebenen Langwellen-Zeitsender abgestrahlt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lokal betriebene Nahbereichssender mit einer örtlich zutreffenden Zeitinformation aus einem lokalen Zeitempfänger gespeist wird, der seine Zeitbasis aus der Ortungsinformation von Navigationssatelliten ableitet, die daraus gewonnene Satelliten-Systemzeitinformation auf ein Datums-Zeit-Format umsetzt, dieses mit einer standortabhängigen Zeitverschiebung gegenüber einer Referenzzeit ausstattet und es ggf. noch um eine Zeitumschaltung ergänzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nahbereichssender von einer Ortszeitinformation gesteuert wird, die mittels eines Zeitempfängers gewonnen wird, der über ein Netz an die Zeitverteilung eines Zeitservers angeschlossen ist.

4. Einrichtung zur Ortszeitanzeige nach einem der Verfahren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein lokal betriebener Nahbereichssender (16) mit niedriger Sendeleistung ein Zeittelegramm (14') abstrahlt, das hinsichtlich Frequenz und Kodierung den Zeittelegrammen (14) eines regionalen Zeitsenders (12) entspricht aber von einer lokalen Ortszeitinformation (17) generiert ist, welche aus einem lokalen Zeitempfänger (18) geliefert ist, der eine in die Ortszeit umzusetzende Systemzeitinformation (20') aus dem Empfang von Navigationssatelliten (21) oder aus einem Netz (27) von Timeservern ableitet.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der lokale Zeitempfänger (18) für Empfang der Ortungsinformationen (20) samt Systemzeitinformation (20') von Navigationssatelliten (21) ausgelegt ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der lokale Zeitempfänger (18) mit einem Anpassungsprogramm (22) zum Umsetzen des Formates der Systemzeitinformation (20') in ein gewöhnliches Datums-Zeit-Format für die Kodierung der Zeittelegramme (14') ausgestattet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der lokale Zeitempfänger (18) mit einem Standortgeber (23) zur Berücksichtigung der Zeitzonenverschiebung gegenüber einer Referenzzeit als die Ortszeitinformation (17) ausgestattet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der lokale Zeitempfänger (18) mit einem Zeitumschalter (24) für Sommerzeit- / Winterzeit-Umschaltung ausgestattet ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Satelliten-Zeitempfänger (18) aus der Ortungsinformation (20) gewonnene Standortinformation den Standortgeber (23) für die Bestimmung der Zeitzone der Ortszeitinformation (17) ansteuert.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die im lokalen Zeitempfänger (18) gewonnene Datumsinformation einen Zeitumschalter (24) zur Berücksichtigung von Sommerzeit- / Winterzeit-Umschaltung ansteuert.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der lokale Zeitempfänger (18) auf Basis eines Personalcomputers oder Funktelefons realisiert ist, der über ein Netz (27) auf einen Timeserver Zugriff hat.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Computer mit Programmen zur Ermittlung der Ortszeitinformation (17) aus dem Timerserver-Zeitprotokoll ausgestattet ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß über den lokalen Nahbereichssender (16) zusätzlich zu den Telegrammen (14') über Ortszeitinformation (17) oder in diesen Telegrammen enthalten andere Informationen, etwa über das Vorliegen von Telefax- oder von eMail-Nachrichten, an die Funkuhren (11) übermittelbar sind.

Zeichnung