DD288729A7 - Verfahren zur ortung eines gewaesserbodens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung kann auf allen Gebieten der Hydroortung angewandt werden, wo nach dem Echolotverfahren geortet wird. Es ist das Ziel der Erfindung, das Bodenecho aus den empfangenen Echos (Stoerechos, Bodenechos, Stoermehrfachechos und Bodenmehrfachechos) mit hoeherer Sicherheit herauszufinden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das es gestattet, die Entfernung zwischen einem Schwinger und dem Boden eines Gewaessers unter Eliminierung von Stoerechos, Boden- und Stoermehrfachechos bei unguenstigen Lotbedingungen automatisch zu bestimmen. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz mit den gemessenen und gespeicherten Laufzeiten vorzugsweise alle Echos waehrend einer Lotperiode oder den Mittelwerten der Laufzeiten vorzugsweise aller Echos waehrend mehrerer Lotperioden die zu erwartenden Laufzeiten moeglicher Mehrfachechos berechnet werden. Diese errechneten Laufzeiten werden mit den tatsaechlich gemessenen verglichen. Bei UEbereinstimmung wird ein Echolaengenvergleich zwischen den Echos und vermeintlichen Mehrfachechos vorgenommen. Fuer den Fall, dasz die Echolaengen gleich sind, werden die vermeintlichen Mehrfachechos als Mehrfachechos gekennzeichnet und eliminiert. Von den uebrigen Echos wird das mit der groeszten Laufzeit als Bodenecho gewertet und somit kann auch die Gewaessertiefe ermittelt werden. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dasz Bodenechos von Stoerechos und Mehrfachechos mit hoher Sicherheit auch dann unterschieden werden koennen, wenn die Stoerechos und Mehrfachechos alle Kriterien eines Bodenechos erfuellen bzw. ein Bodenecho dieses Kriterium nicht erfuellt.

Description

Ausführungsbolsplel Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild zur Realisierung des Verfahrens. Die Fig. 2 zeigt die möglichen Laufzoitverhältnisse von Störechos und Bodenecho während einer Lotperiode. Die Fig.3 zeigt die möglichen Laufzeltverhältnlseo von Störechos, Bodenecho sowie Bodonmohrfachechos während einer Lotperiode. Die Fig.4 zeigt die möglichen Laufzeitverhältnisse von Störechos, Bodenecho und Mehrfachecho während einer Lotperiode.

Die Fig. 5 zeigt die möglichen Laufzeitverhältnisse von Störechos, Bodenecho sowie Störmehrfachechos während einer Lotperiode.

Mit Hilfe der Echolotanlage 1 werden störende Reflexionsobjekte und der Gewässerboden geortet sowie die Laufzeit der Echos und der Mehrfachechos von dort gemessen und gespeichert. Die Werte der Laufzeiten werden dem Rechner 2 zugeführt. Im Rechner werden zuerst zu dem Echo mit der kleinsten Laufzeit die zu erwartenden Laufzelten möglicher Mehrfachechos gemäß den Termen der Folge

2t_L, (2t_L + t_LT), 3t_tl (3t_L + 2t_LT),... nt_L, (nt_L + (n - 1) t_LT) (D

t_L - gemessene Echolaufzeit oder Mittelwert der gemessenen, Laufzelt tu - Echolaufzeit Wasseroberfläche-Schwinger

berechnet.

Die Echolaufzeit ergibt sich zu

mit Tg - Tiefgang des Schiffes und C - Schallgeschwindigkeit.

Unter Berücksichtigung des Kriteriums, daß das Vorhandensein eines η-ten Mehrfachechos an das Vorhandensein eines (n - 1 Hen Mehrfachechos gebunden ist, wird der Vergleich mit dem kleinsten Term beginnend so lange durchgeführt, bis keine vermeintlichen Mehrfachechos mehr vorhanden sind.

Bei Gleichheit eines errechneten Terms mit einer Laufzeit in einer anlagen- und einsatzbedingten Toleranz wird anschließend die Echolänge dos Echos, mit dem die Terme berechnet wordon sind, mit der Echolänge des vermeintlichen Mehrfachechos verglichen. Für den FtII, daß oie gleich sind, wird das vermeintliche Mehrfachecho als solches gekennzeichnet. Anschließend werden im Rechner mit der nächsten Laufzeit des Echos, das noch nicht als Mehrfachecho gekennzeichnet wurde, die Tenne der Folge (1) gebildet und In der oben beschriebenen Weise verfahren. Dieses wird bis zur Laufzeit des vorletzten Echos, das noch nicht als Mehrfachecho gekennzeichnet wurde, durchgeführt. Am Ende werden alle als von Mehrfachechos herrührenden gekonnzeichneten Laufzeiten eleminiert. Von den verbleibenden Laufzeiten können unter Berücksichtigung, daß im Regelfall die Laufzeit des Bodenechos größer ist als die Laufzeiten von Störechos, diese eleminiert werden, so daß mit hoher Sicherheit die Laufzeit des Bodenechos übrig bleibt. Im Rechner 2 wird mit dieser Laufzeit und der Schallgeschwindigkeit die Entfernung vom Boden bestimmt. Der Wert dieser Entfernung wird dann zum Anzeigegerät 3 gegeben und dort dargestellt. Es können folgende Laufzeitverhältnisse und damit auch Verfahrenszustände auftreten:

1. Nach Fig. 2

Es werden die Terme 2t_LSI, (2t_LS, + t_LT), 3t_lst, (3t_LSι + 2t_LT), 2t_LS2, (2t_tS2 + <lt) gebildet. Da alle Vergleiche der errechneten Laufzeit der Mehrfachechos mit den gemessenen Laufzeiten zu keiner Übereinstimmung

führen, ist mit hoher Sicherheit das Echo EB mit der Laufzeit ti_B das Bodenecho, und die Echos ES 1 und ES2 sind Störechos.

2. NachFig.3

Diese Laufzeitverhältnsse stellen bei Auftreten von Stör- und Mehrfachechos den Regelfall dar. 5-, werden zuerst die Terme 2 t_Ls i, (2t_ls, + t_LT>, 3t_LS1, (3t_lSi + 2t_LT), 4t_LS1, (4t_ls, + 3t_lT), 5t_LS1, (5t_ls1 + 4t_LT), 2t_lS2, (2t_LS2 + t_LT), 3t_LS2, (3t_LS2 + 2t_LT), 4t_lS2, (4t_LS2 + 3t_LT) gebildet.

Da auch hier alle Vergleiche der errechneten Mehrfachechos mit den gemessenen Laufzeiten zu keiner Übereinstimmung führen, wird mit der nächsten Laufzeit t_tB die Terme 2t_lB, (2t_LB + t_lT),3t_LB, (3t_lB + 2t_LT) gebildet.

Hier wird zuerst Übereinstimmung des Terms 2 t|._B mit der Laufzeit des vermeintlichen Mehrfachechos E_BMu festgestellt. Da auch der anschließende Echolängenvergleich zwischen E₈ und E_Dmh eine Übereinstimmung der verglichenen Echolängen innerhalb einer analogen- und einsatzbedingten Toleranz ergibt, wird dieses vermeintliche Mehrfachecho als Mehrfachecho gekennzeichnet. Als nächstes wird Übereinstimmung des Terms (2t_LB + tu) mit der Laufzeit des vermeintlichen Mehrfachechos E_Bmi2 festgestellt. Der anschließende Echolängenvergleich fällt wie beim E_BM1, aus. Somit wird auch E_BMi₂ als Mehrfachecho gekennzeichnet. Die als Mehrfachechos gekennzeichneten Echos E_BMn und E_BM12 werden eleminiert, und somit ist das Echo E₈ mit der Laufzeit Iw mit hoher Sicherheit das Bodenecho.

3. NachFig.4

Es werden die gleichen Terme gebildet wie in Fig.3. Dabei werden zusätzliche E_SMn, E₅Mi₂, Esmji und Esm₂₂ als Mehrfachechos der Störechos E₅, und E₅₂ gekennzeichnet. Mit hoher Sicherheit ist dann das Echo E₀ das Bodenecho.

4. Nach Fig. 5

Es werden die Terme 2t_LS), (2t_ls, + t_LT). 3t_LS1, (3t_LSi + 2t_LT),4t,._s,,(4t_ls, + 3t_LT),2t_lS2,(2t_LS2 + t_LT),3t_LS2,(3t_LS2 + 2tu),2t_lB, (2t_LB + tu) gebildet. Es werden außer den Mehrfachechos E_dmii und E₀M-.2 die gleichen Mehrfachechos wie in Fig.4 hier eleminiert. Mit hoher Sicherheit ist dann auch hier das Echo E_B das Bodenecho.

Claims (1)

1. Verfahren zur Ortung eines Gewässerbodens, gekennzeichnet dadurch, daß mit den gemessenen und gespeicherten Laufzeiten vorzugsweise aller Echos während einer Lotperiode oder den Mittelwerten der Laufzeiten vorzugsweise aller Echos während mehrerer Lotperloden die zu erwartenden Laufzeiten möglicher Mehrfachechos berechnet werden und diese errechneten Laufzeiten mit den tatsächlich gemessenen und gospeicherten Laufzeiten verglichen werden und bei Übereinstimmung innerhalb einer anlagen- und einsatzbedingten Toleranz ein Echolängenvergleich zwischen den Echos, mit denen die in der Laufzeit übereinstimmenden Mehrfachechos errechnet wurden, und don dazugehörigen vermeintlichen Mehrfachechos durchgeführt wird, wobei für den Fall, daß die miteinander verglichenen Echolängen mit einer anlagen- und einsatzbedingten Toleranz gleich sind, das vermeintliche Mehrfachecho als Mehrfachecho gekennzeichnet und eliminert wird, und von den verbleibenden Echos dann das mit der größten Laufzeit als Bodenecho gewertet wird und die übrigen als Störechos gekennzeichnet und eliminiert werden.

   Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung kann auf allen Gebieten der Hydroortung angewandt werden, wo nach dem Echolotverfahren geortet wird.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Bekanntlich unterscheidet sich ein akustisches Echo vom Boden eines Gewässers in der Regel von anderen Echos (hervorgerufen durch Fischschwärme, Einzelfisch, im Wasser schwimmende Gegenstände usw.), im weiteren Störechos genannt, dadurch, daß der Echopogol nach einer zeitabhängigen Verstärkung relativ groß ist, die Echolänge in Abhängigkeit der Tiefe sowie Öffnungswinkel des Schwingers und der Bewegung des Schwingers einen gewissen Größenbereich einhält und eine hohe Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Bodenechos gewährleistet ist. Die Störechos können jedoch auch in einigen Fällen diese Kriterien eines Bodenechos erfüllen bzw. das Bodenecho diese Kriterien nicht in jedem Fall erfüllen, so daß die Störechos von Bodenechos nach den in den Patentschriften AS 1278892. AS 1766882, AS 1961748, OS 2010789, PS 2029311, AS 2204352, OS 224081Γ, AS 2405099, AS 2735949 aus der BRD und GP GO01 S/226319 dargestellten Verfahren nicht mit ausreichender Sicherhe!'. unterscheidbar sind.

   Ziel der Erfindung

   Es ist das Ziel der Erfindung, das Bodenecho aus den empfangenen Echos (Störechos, Bodenecho, Störmehrfachechos und Bodenmehrfachechos) mit höherer Sicherheit herauszufinden.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das es gestattet, die Entfernung zwischen einem Schwinger und dem Boden eines Gewässers unter Eliminierung von Störechos, Bodenmehrfachechos und Störmehrfachechos auch für die Fälle automatisch zu bestimmen, in denen Störechos, Bodenmehrfachechos und Störmehrfachechos die Kriterien eines Bodenechos erfüllen und das Bodenecho diese Kriterien nicht erfüllt. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mit don mittels einer Echolotanlage gemessenen und gespeicherten Laufzeiten vorzugsweie aller Echos während einer Lotperriode oder den Mittelwerten der Laufzeiten vorzugsweise aller Echos während mehrerer Lotperioden die zu erwartenden Laufzeite η möglicher Mehrfachechos errechnet werden.

   Jede Echolaufzeit oder Mittelwert der Echolaufzeit kann von einem Störecho, Störmehrfachecho, Bodenecho oder Bodenmehrfa. hecho herrühren. Deshalb wird jede gemessene Laufzeit oder jeder Mittelwert der Echolaufzeiten mit allen errechneten h/iohrfachechos unter Berücksichtigung des Kriteriums, daß das Vorhandensein eines η-ten Mehrfachecho.« an das Vorhandensein eines (n - 1)ten Mehrfachechos gebunden ist, verglichen. Bei Gleichheit in eineranlagen- und einsatzbedingten Toleranz wird anschließend die Echolänge des Echos, mit dt>m das in der Laufzeit übereinstimmende Mehrfachecho errechnet wurde, mit der Echolänge des vermeintlichen Mehrfachechos verglichen und im Fall, daß die Echolängen mit einer anlagen- und einsatzbedingten Toleranz gleich sind, wird das vermeintliche Mehrfachecho als Mehrfachecho erkannt, gekennzeichnet und eliminiert.

   Wird berücksichtigt, daß im Regelfall die Laufzeit des Bodenechos größer ist als die Laufzeit von Störechos, kann mit hoher Sicherheit das Echo mit der größten verbleibenden Laufzeit als Bodenecho gewertet werden. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß Bodenechos von Störechos und Mehrfachechos mit hoher Sicherheit auch dann unterschieden werden können, wenn die Störechos und Mehrfachechos alle Kriterien eines Bodenechos erfüllen bzw. ein Bodenecho diese Kriterien nicht erfüllt.