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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Orts- und/oder Zeitauflösen einer ersten Unterwasserschallquelle von einer zweiten Unterwasserschallquelle, wobei die erste Unterwasserschallquelle und die zweite Unterwasserschallquelle jeweils ein Unterwasserschallsignal aussenden und/oder reflektieren und eine Vorrichtung, welche das Verfahren durchführt und ein zugehöriges Wasserfahrzeug, welches wenigstens ein Hydrophon oder eine Hydrophonanordnung und einen Rechner und aufweist.
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Bei der Zielverfolgung mit aktiven oder passiven Sonaren wird versucht, einzelne Wasserfahrzeuge oder Unterwasserfahrzeuge zu lokalisieren und die Bewegung dieser Unterwasserfahrzeuge aufzuzeichnen.
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Um den Kurs abzuschätzen, werden die Signale über die Zeit überwacht und entsprechend dargestellt. Im Idealfall ergibt sich ein stetiger Graph, welcher dem Kurs des zu verfolgenden Objekts entspricht.
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Werden jedoch parallel mehrere Wasserfahrzeuge verfolgt, welche insbesondere sehr nah beieinander sind oder deren Kurse sich kreuzen, kann dies teilweise mit den bekannten aktiven und passiven Sonaren nicht mehr aufgelöst werden. Auch kann es vorkommen, dass in einem Überlappungsbereich mehrere sinnvolle Kurse, für passive Sonare Peilungen, für ein Fahrzeug angezeigt werden. Dies ist eher unbefriedigend, da nicht immer eindeutig klar ist, welches der wahre Kurs/ die wahre Peilung des Wasserfahrzeugs ist.
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Aufgabe ist es den Stand der Technik zu verbessern.
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Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Orts- und/oder Zeitauflösen einer ersten Unterwasserschallquelle von einer zweiten Unterwasserschallquelle, wobei die erste Unterwasserschallquelle und die zweite Unterwasserschallquelle jeweils ein Unterwasserschallsignal aussenden und/oder reflektieren, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist
- – Aufnehmen der reflektierten und/oder ausgesandten Unterwasserschallsignale in einem Frequenzbereich,
- – Unterteilen des Frequenzbereichs in wenigstens zwei Frequenzbänder und
- – Bestimmen eines orts- und/oder zeitaufgelösten Signalstärkeverlaufs zu jedem Frequenzband.
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Durch das Unterteilen des Frequenzbereichs in wenigstens zwei Frequenzbänder können insbesondere in dem Frequenzband mit den höheren Frequenzen zwei Unterwasserschallquellen voneinander separiert werden, welche in einer Gesamtdarstellung in dem (Gesamt-)Frequenzbereich nicht aufgelöst werden.
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Insbesondere durch das Auswerten der Frequenzbänder kann auch bei sich kreuzenden Kursen der Unterwasserschallquellen der Kurs der einzelnen Unterwasserschallquelle länger eindeutig verfolgt werden.
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Folgendes Begriffliche sei erläutert:
Eine „Unterwasserschallquelle“ kann jedes natürliche oder künstliche Objekt sein, welches Unterwasserschallwellen aussendet oder reflektiert. Insbesondere können dies Schiffe, Bojen, U-Boote, AUV‘s (Autonomous Underwater Vehicles) oder ROV’s (Remotely Operating Vehicles) sein. Auch stationäre Gebilde wie Ölplattformen oder Bojen sind mit umfasst. Insbesondere kann eine oder können beide Unterwasserschallquellen sich im oder auf dem Wasser bewegen.
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Das Unterwasserschallsignal ist insbesondere ein von der Unterwasserschallquelle ausgesandtes Signal, wie beispielsweise ein Schraubengeräusch. Auch reflektierte Signale, beispielsweise eines aktiven Sonars, welche in Richtung der Unterwasserschallquelle gesandt und von der Unterwasserschallquelle wieder zurück gesandt werden, sind mit umfasst. Das Unterwasserschallsignal wird insbesondere durch ein Hydrophon oder eine Hydrophonanordnung (Hydrophonarray) aufgezeichnet. Ein derartiges Hydrophon kann beispielsweise hierzu elektrische Elemente (z.B. Piezo-Keramiken) aufweisen, welche entsprechend den Unterwasserschallsignalen schwingen und ein elektronisches Signal erzeugen, welches entsprechend umgewandelt wird.
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Auch kann statt nur eines Hydrophons eine Hydrophonarray oder mehrere Hydrophone eingesetzt werden, sodass eine Richtungsbestimmung realisierbar ist.
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Unter „Ortsauflösung“, sei insbesondere verstanden, dass beispielsweise über einen Winkelbereich zwei Unterwasserschallsignale separierbar sind.
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Unter einem „Zeitauflösen“ sei insbesondere zu verstehen, dass sich die zeitlich ändernden Positionen, welche einem Kurs oder einer Peilungsverlauf (Variation der Peilung) entsprechen, den einzelnen Unterwasserschallquellen zuordbar ist.
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Unter dem „Aufnehmen der reflektierten und/oder ausgesandten Unterwasserschallsignalen“ ist insbesondere das Messen mittels eines Hydrophons oder einer Hydrophonanordnung und das elektronische Auswerten mittels einer entsprechenden Elektronik und einem ggf. nachgeschalteten Rechner zu verstehen.
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Der „Frequenzbereich“ ist insbesondere der Frequenzbereich, welcher mit dem Hydrophon messbar ist oder entsprechend gemessen wird. Grundsätzlich weist dieser eine Untergrenze und eine Obergrenze auf. Die Grenzen sind antennengeometrieabhängig. Je nach Art des Hydrophons liegt der Frequenzbereich beispielsweise zwischen einigen Hz und mehreren kHz.
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Beim „Unterteilen des Frequenzbereichs“ wird insbesondere anhand der Frequenz oder der Wellenlänge der Frequenzbereich aufgeteilt.
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Beim „Signalstärkeverlauf“ wird beispielsweise die (Schall-)Energie(-einhüllende) des jeweiligen Frequenzbandes über den Ort (für vorliegenden Text auch synonym für Peilung) bestimmt. Insbesondere bei einer Rundumdarstellung (360°), wird die Schallintensität über den Winkel bestimmt.
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Bei dem „zeitaufgelösten Signalstärkeverlauf“ kann für eine erkannte Unterwasserschallquelle der Zeitverlauf über den Ort (Peilung) dieser Unterwasserschallquelle bestimmt werden. Dieses Bestimmen kann für jedes Frequenzband einzeln erfolgen. Auch ein zeitaufgelöster Signalstärkeverlauf kann in dem einen Frequenzband und ein ortsaufgelöster Signalstärkeverlauf in dem anderen Frequenzband bestimmt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform werden beim Unterteilen des Frequenzbandbereichs drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, elf, zwölf, dreizehn, vierzehn, fünfzehn, sechszehn, siebzehn, achtzehn, neunzehn, zwanzig oder mehr Frequenzbänder bereitgestellt. Somit kann vorteilhafterweise der Frequenzbereich feiner aufgeteilt werden.
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Insbesondere durch den Effekt, dass Unterwasserschall frequenzabhängig durch das Wasser gedämpft wird, kann so über die einzelnen Frequenzbänder ein detaillierteres Zeitauflösen und/oder Ortsauflösen der Unterwasserschallquellen voneinander erfolgen.
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Um einen höheren Schallenergiebeitrag zu erreichen oder um bestimmte Frequenzbereiche unbeachtlich zu lassen, kann das Unterteilen des Frequenzbereichs derart erfolgen, dass benachbarte Frequenzbänder einen Frequenzbandabstand oder eine Frequenzbandüberlappung ausbilden. Somit können wiederrum ein verbessertes Verfahren zum Zeitauflösen und/oder Ortsauflösen zweier Unterwasserschallsignalquellen voneinander bereitgestellt werden.
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Wird eine Antenne mit einer (Gesamt-)Frequenzbandbreite von 20 Hz bis 200 kHz zugrunde gelegt und werden zwanzig Frequenzbänder bestimmt, kann jedes Frequenzband eine Bandbreite von 20 kHz umfassen. In diesem Fall liegt eine (sehr geringe) „Frequenzbandüberlappung“ vor.
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Für eine Antenne mit einer (Gesamt)Frequenzbandbreite von 20 Hz bis 200 kHz können zwanzig Frequenzbänder mit jeweils 5 kHz bereitgestellt werden, welche jeweils keinerlei Überlappungen sondern jeweils eine Frequenzbandbeabstandung aufweisen. Auch ist es möglich, dass teilweise eine Frequenzbandüberlappung und teilweise eine Frequenzbandbeabstandung verwendet wird.
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In einer weiteren Ausführungsform werden zwei, drei oder mehr Frequenzbänder zu einer ersten Frequenzbandgruppe gruppiert, wobei die gruppierten Frequenzbänder insbesondere zueinander benachbart sind.
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Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn die Schallenergie, welche mittels des Signalstärkeverlaufs in einem Frequenzband dargestellt wird, aufgrund des ungünstigen Signal-zu-Rauschverhältnis nicht eindeutig zum Zeitauflösen und/oder Ortsauflösen geeignet ist. Durch das Zusammenfassen mehrerer Frequenzbänder kann ein besseres Signal-zu-Rauschverhältnis bereitgestellt werden, welches dann ein besseres Orts- und/oder Zeitauflösen ermöglicht.
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Um das Signal-zu-Rauschverhältnis mehrerer Frequenzbänder zu verbessern, kann eine zweite Frequenzbandgruppe, eine dritte Frequenzbandgruppe und/oder weitere Frequenzbandgruppen durch das Gruppieren gebildet werden.
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Bei dem „Gruppieren“ können beispielsweise die jeweiligen Signalstärken positionsabhängig (z.B. winkelabhängig) addiert werden.
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Da häufig höhere Frequenzen ein besseres Ortauflösen zweier Unterwasserschallsignale ermöglichen, kann eine der Frequenzbandgruppen sukzessive, insbesondere von hohen Frequenzen zu tiefen Frequenzen, gebildet werden.
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So können beispielsweise die Frequenzbänder mit den beiden höchsten Frequenzbandbreiten zu einer Frequenzbandgruppe zusammengefasst werden. Sollte vorliegend das Signal-zu-Rauschverhältnis noch nicht ausreichend sein, kann das Frequenzband mit der dritthöchsten Frequenzbandbreite der Frequenzbandgruppe hinzugefügt werden. Sollte dies immer noch nicht ausreichen, so kann dies mit der vierthöchsten Frequenzbandbreite usw. erfolgen.
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In einer weiteren Ausführungsform wird mittels des Signalstärkeverlaufs eines der Frequenzbänder und/oder einer der Frequenzbandgruppen die erste Unterwasserschallquelle und die zweite Unterwasserschallquelle ermittelt. Durch dieses Ermitteln können die Unterwasserschallquellen voneinander separiert werden.
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Um ein besonders einfaches Verfahren für das Ermitteln der ersten Unterwasserschallquelle und der zweiten Unterwasserschallquelle bereitstellen zu können, kann das Ermitteln der ersten Unterwasserschallquelle und der zweiten Unterwasserschallquelle mittels einer Maximumsbestimmung und/oder mittels eines mathematischen Anpassens zweier Grundfunktionen an den Signalstärkeverlauf erfolgen.
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Bei der „Maximumbestimmung“ können insbesondere zwei lokale Maxima, welche zueinander benachbart sind, jeweils einer Unterwasserschallquelle zugeordnet werden. Dies stellt ein besonders einfaches Verfahren dar.
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In den Fällen, in denen dies beispielsweise nicht durchgeführt werden kann, kann das mathematische Anpassen mittels zweier Grundfunktionen erfolgen. So können beispielsweise zwei Gaußkurven, deren Maxima nahe beieinander liegen, überlappend einen Teil des Signalstärkeverlaufs bilden, welcher keine separaten, lokalen Maxima ausbildet. Diese Überlappungsfunktion weist lediglich ein Maximum auf. Wird diese Gesamtfunktion mathematisch angepasst (anpassen wird auch „fitten“ genannt) so können beispielsweise zwei angenommene Gaußfunktionen die Überlappungsfunktion beschreibend bilden. Statt Gaußfunktionen können auch Lorentzfunktionen oder Mischungen der beiden, z.B. Voigtfunktionen, welche aus einer Faltung der Gaußkurven und der Lorentzkurve entstehen, die Überlappungsfunktion bilden.
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Damit ein menschlicher Bediener die zeitaufgelösten und/oder ortsaufgelösten Unterwasserschallsignale verfolgen kann, kann einer der Signalstärkeverläufe in Abhängigkeit von Ort oder die beiden Unterwasserschallsignale als Funktion von Ort und Zeit angezeigt werden. Als Anzeigeelement kann beispielsweise vorliegend ein Display oder ein Bildschirm dienen.
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In einer weiteren Ausführungsform werden die erste Unterwasserschallquelle und/oder die zweite Unterwasserschallquelle, insbesondere mittels eines Trackingalgorithmus, nachverfolgt.
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Dadurch kann auf einen zukünftigen oder den wirklichen Kurs einer der Unterwasserschallquellen geschlossen werden.
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Dabei kann das Nachverfolgen durch Extrapolation erfolgen. So kann ein nichtaufgelöstes und bspw. unterbrochenes Signal mit hoher Wahrscheinlichkeit zugeordnet werden. So werden beispielsweise ausgefranste Signalendspuren mit ausgefransten Signalanfangsspuren verglichen und durch Extrapolation der Enden und der Überprüfung einer Überlappung die wahrscheinlichste Spur ausgewählt. Das Nachverfolgen wird auch „Tracken“ genannt.
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Um aus mehreren ermittelten Kursen der einzelnen Unterwasserschallquellen den wahrscheinlichsten Kurs (für den gesamten Text synonym zu Peilungsverlauf) zu ermitteln, kann das Nachverfolgen für einzelne Frequenzbänder oder für sämtliche Frequenzbänder und/oder für einzelne Frequenzbandgruppen oder für sämtliche Frequenzbandgruppen erfolgen.
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So kann in den hochfrequenten Frequenzbändern die Spur anhand der gut aufgelösten Maxima der Unterwasserschallsignale analysiert werden, während in tieferen Frequenzen Frequenzbänder zu Frequenzbandgruppen zusammengeführt werden und die Kursermittlung (Peilungsverlaufermittlung) zusätzlich für diese erfolgt. Durch einen Vergleich und durch eine Mittelung der Ergebnisse kann ein optimiertes Ergebnis erhalten werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Nachverfolgen mittels eines Einzel-Hypothesen-Tracker-Verfahrens (SHT-Verfahren) und/oder mittels eines Multi-Hypothesen-Tracker-Verfahrens (MHT-Verfahren) erfolgen.
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Bei diesen Trackingverfahren (SHT, MHT) handelt es sich um gut geeignete Verfahren, welche sowohl für einzelne Frequenzbänder als auch für Frequenzbandgruppen einsetzbar sind. Insbesondere sind die Trackingverfahren und deren Adaption in der
EP 2 267 475 A1 offenbart, deren diesbezüglicher Inhalt Bestandteil der vorliegenden Beschreibung ist.
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In einer Ausführungsform wird eine Trackfusion durchgeführt, bei der verschiedene Trackingalgorithmen, insbesondere für verschiedene Frequenzbänder und/oder Frequenzbandgruppen, interagierend einen Track ermitteln.
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Interagierend ist insbesondere derart zu verstehen, dass verschiedene Trackingalgorithmen und/oder verschiedene Trackingverfahren für verschiedenen Frequenzbänder oder Frequenzbandgruppen abhängig voneinander eine optimale Lösung suchen.
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Insbesondere können damit Ausfransungen der einzelnen Trackspuren analysiert werden und Trackspurergebnisse eliminiert und/oder optimal kombiniert werden.
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Beispielsweise kann für jedes Frequenzband ein Trackingalgorithmus eingesetzt werden, sodass für jedes Frequenzband eine Trackspur ermittelt wird. Dies kann zu Ausfransungen bei einer Gesamtdarstellung der Trackspuren führen. So können Trackingergebnisse, welche definitiv aufgrund ihrer Lage ausschließbar sind, weggelassen werden, sodass beispielsweise lediglich die Hälfte der Trackingergebnisse herangezogen werden. Diese wiederum können beispielsweise gemittelt werden. Auch können stark divergierende Trackspuren ermittelt und weggelassen werden.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung mit einem Hydrophon und einem Rechner, wobei die Vorrichtung derart eingerichtet ist, dass ein zuvor beschriebenes Verfahren durchführbar ist.
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Ein derartiger Rechner weist insbesondere Arbeitsspeicher, Festspeicher, Eingabe- und Ausgabemittel und entsprechende Berechnungsalgorithmen auf. Das Hydrophon weist selbstverständlich eine elektronische Auswerteeinheit auf, welche Signale derart aufbereitet, dass sie beispielsweise durch den Rechner auswertbar sind.
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In einem zusätzlichen Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Wasserfahrzeug, welches die zuvor beschriebene Vorrichtung aufweist.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen
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1 eine schematische Darstellung einer Geometrie einer Linearantenne mit einer auflaufenden ebenen Welle,
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2a–e eine schematische Darstellung einer Umwandlung einer aus einer Antenne gewonnener Unterwasserschallsignale zu einer Energieeinhüllenden,
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3 eine schematische Darstellung mehrerer Frequenzbänder,
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4a eine schematische Darstellung einer Energieeinhüllenden mit zugehörigen Zielen,
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4b eine schematische Darstellung der Peilspuren (Kurse) der Ziele aus 4a,
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5 eine schematische Darstellung zweier sich kreuzender Ziele nach dem Stand der Technik und
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6 eine schematische Darstellung der sich kreuzenden Kurse aus 5 gemäß der Erfindung.
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Vorab soll die Theorie der vorliegenden Erfindung, welche der vorliegenden Technik zugrunde liegt, kurz, anschaulich mit zugehörigen Vorteilen erläutert werden.
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Neben der in der Breitband-Signalverarbeitung pro Zeittakt erzeugten Energieeinhüllenden bei einer Zeitverlaufsdarstellung, welche die Gesamtenergie der Schallintensität eines bestimmten Frequenzbandes (hängt ab von der ausgewählten Antenne) in Abhängigkeit von der Einfallsrichtung darstellt, werden insbesondere in der Ortsdarstellung (Peilung) pro Zeittakt mehrere Energieeinhüllende erzeugt, wobei jeweils die Gesamtenergie der Schallintensität eines bestimmten Frequenzbandes des gesamten Frequenzbereiches in Abhängigkeit von einer Einfallsrichtung bestimmt wird.
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Bedingt durch die Wellenlängen- bzw. Frequenzabhängigkeit einer Hauptkeulenbreite der Richtcharakteristik einer Wandleranordnung (Hydrophonarray), lassen sich zwei in einer Sichtlinie eng benachbarte Ziele bei höheren Frequenzen besser auflösen, als bei niedrigeren.
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Gerade im Bereich von Zielkreuzungen ist daher die Betrachtung der Energieeinhüllenden höherfrequenter Frequenzbänder vorteilhaft.
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Zwei Ziele können bis zu einem geringeren Peilabstand als einzelne lokale Maxima in der Einhüllenden detektiert werden. Wird die Lage der lokalen Maxima als Detektion einer Peilung zu einem existierenden Ziel angesehen, kann damit der Ausfall von Detektionen eines Ziels zeitlich verkürzt werden. Die zeitliche Abfolge der Detektionen eines bestimmten Ziels lässt sich zur Zeithistorie einer Zielspur zusammenfassen. Um dies zu bewerkstelligen, wird auf ein automatisch arbeitendes Tracking-System zurückgegriffen.
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Die Aufgabe eines Tracking-Systems besteht darin, aus den vorliegenden Detektionen möglichst alle wahren Zielspuren heraus zu extrahieren und deren Peilverlauf zu schätzen und zusätzlich die Extraktion von falschen Zielspuren so gut es geht zu unterbinden. Die bereits erwähnten Zielkreuzungen stellen aufgrund des Ausfalls von Detektionen eine Herausforderung für ein solches System dar. Ist eine Spurkreuzung zeitlich sehr weit ausgedehnt, ist eine Zuordnung von Zielspurstücken vor und nach einer solchen Kreuzung gemäß dem Stand der Technik nicht möglich.
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Um hierfür eine Lösung anzubieten, kann eine Verringerung der zeitlichen Lücken in den Zielspuren verbessert werden. Dies erfolgt insbesondere durch eine verbesserte Ortsauflösung.
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Die Grundlagen zur eigentlichen Signalverlaufsaufbereitung und -weiterverarbeitung kann dem Grundlagenbuch von
Richard O. Nielsen, "Sonar Signal Processing", Artech House, 1991 (ISBN 0-89006-453-9) entnommen werden. Insbesondere sei hier auf Kapitel 2 und speziell auf Kapitel 2.5 verwiesen, dessen diesbezüglicher Inhalt Bestandteil der vorliegenden Schrift ist.
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In 2 werden wesentliche Aspekte der Erzeugung der Engergieeinhüllenden für eine Linearantenne auf anschauliche Weise dargestellt.
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Mit Hilfe des Beamformings wird für die Linearantenne am Bug eines U-Bootes 311 eine Anzahl diskreter Beams gebildet. Die in einem Beam enthaltene gesamte Schallintensität (Energie) hängt davon ab, ob sich in der entsprechenden Richtung ein lautes Zielschiff 313, 315 befindet oder nicht. Die Ziele 313, 315 in Richtung Nord (0 °) bzw. Ost (90°) führen zu deutlich stärkerer Intensität (größere Balken in der Darstellung) in den sich teilweise überlagernden Beamsektoren 321, welche in Richtung der Ziele 313, 315 weisen.
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Durch Einklappen der Beamsignale in den Kreis 331 kann besondere Darstellung erzeugt werden. Durch Aufschneiden des Kreises 331 kann eine lineare Darstellung (2d.) der Energieverteilung des Horizontes erreicht werden.
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Durch Interpolation können die diskreten Beamsignale in eine kontinuierlich wirkende Verteilung (Signalverlauf, 2e.) umgerechnet werden.
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In 3 wird eine Auswahl an ortsaufgelösten Signalverläufen (Energieeinhüllenden) für lineare Hydrophonanordnung eines realen Seeszenarios dargestellt.
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Dabei ist auf der Abszisse die Peilung und auf der Ordinate die Energie (proportional zur Schallintensität) aufgetragen. Die Signalverläufe sind für unterschiedliche Frequenzbänder (Nr. 5, 8, 11, 14, 17, 20) aufgetragen. Je höher die Frequenzbandnummer desto höher sind die ausgewerteten Schallintensitäten.
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Positiv wirken sich höhere Frequenzbänder auf das Zieltrennungsvermögen in Einhüllenden aus: Es ist zu sehen, dass in den höheren Bändern bei etwa 130° zwei lokale Maxima 461, 463 zu erkennen sind, wohingegen bei den unteren Frequenzbändern (Nr. 5 und Nr. 8) diese lokalen Maxima nicht mehr zu trennen sind. Das bedeutet, wird die zeitliche Entwicklung solcher Energieeinhüllenden betrachtet, sind sich in der Peilung annähernde Ziele in höheren Frequenzbändern länger als zwei Ziele auflösbar. Dies ist beim Zielverfolgen von großer Bedeutung.
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In 4a ist ein ortsaufgelöster Signalverlauf 351 mit drei Maxima 561, 563, 565 dargestellt. Auf der Abszisse ist wiederum die Peilung und auf der Ordinate die Energie aufgetragen. Aus der ortsaufgelösten Signalverlaufdarstellung aus 4a kann eine zeitaufgelöste Darstellung (4b) ermittelt werden.
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In 4b ist ein sogenanntes Wasserfall-Diagramm oder Bearing Time Record (BTR) dargestellt, welches den zeitlichen Verlauf der Zieldetektionen (Maxima 561, 563, 565) darstellt. Es handelt sich also um eine zeitaufgelöste Darstellung. Dabei ist auf der Abszisse die Peilung und auf der Ordinaten die Zeit aufgetragen.
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Es werden pro Zeittakt Nband Einhüllende erzeugt. Für den BTR werden aus jeder dieser Einhüllenden die lokalen Maxima 561, 563, 565 extrahiert. Für jeden Zeittakt werden die lokalen Maxima und die zugehörige Peilung bestimmt. Durch den zeitlichen Verlauf kann der Kurs (Peilungsverlauf) eines Ziels (eines Maximums) verfolgt werden.
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In 5 ist ein Wasserfalldiagramm gemäß dem Stand der Technik dargestellt, bei dem die Gesamtfrequenzbreite zum Bestimmen der Maxima herangezogen wurde. Die Abszisse weist eine Peilung θ und die Ordinate die Zeit t auf. Zudem ist der Kurs 661, 663 eines ersten Ziels 461 und eines zweiten Ziels 463 dargestellt. Im Kreuzungsbereich 671 der beiden Kurse 661, 663 erfolgt für das schwächere Ziel 663 ein Auffasern 673 des Kurses, sodass der Kurs nicht eindeutig vorhersehbar ist.
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Die Aufgefaserten Kurse werden nun für die drei höchsten Frequenzbänder jeweils mit einem Multi-Hypothesen-Tracking-Verfahren analysiert. Zusätzlich werden sämtliche niederfrequenten Frequenzbänder zu einer Frequenzbandgruppe zusammengefasst. Für diese Frequenzbandgruppe wird ebenfalls das Multi-Hypothesen-Tracking-Verfahren durchgeführt. Somit liegen vier mittels MTH-Verfahren ermittelte (wahrscheinlichste) Kurse vor.
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Diese werden gemittelt, sodass dann ein fusionierter Gesamtkurs vorliegt. Alternativ erhalten die vier Kurse eine Gewichtung, bei der der Kurs des höchstfrequenten Frequenzbandes den Faktor 4, der nachfolgend tiefere Kurs den Faktor 3, der dann nachfolgende Kurs den Faktor 2 und der Kurs aus der Frequenzbandgruppe den Faktor 1 erhält.
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In 6 wurden zum Bestimmen der Ziele die Frequenzbänder 17, 18, 19 und 20 zu einer Frequenzbandgruppe zusammengefasst, nachdem das Auffasern 673 detektiert wurde. Für den Signalverlauf dieser Frequenzbandgruppe werden die Maxima bestimmt und die Kurse 661, 663 ermittelt. Das Ausfasern 673 unterbleibt und die Kurse 661, 663 sind eindeutig bestimmbar. Ggf. wird der Kurs 663 extrapoliert.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Linearantenne
- 103
- ebene Welle
- 311
- U-Boot
- 313
- Zielschiff
- 315
- Zielschiff
- 321
- Beamsektor
- 331
- Kreis
- 333
- Aufschneiden des Kreises 331
- 341
- lineare Darstellung
- 343
- Eigenkurs
- 351
- Signalverlauf
- 461
- erstes lokales Maximum
- 463
- zweites lokales Maximum
- 561
- lokales Maximum und Ziel
- 563
- lokales Maximum und Ziel
- 565
- lokales Maximum und Ziel
- 661
- Kurs Ziel 1
- 663
- Kurs Ziel 2
- 671
- Kreuzungsbereich
- 673
- Auffasern des Kurses
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Richard O. Nielsen, "Sonar Signal Processing", Artech House, 1991 (ISBN 0-89006-453-9) [0064]
