DE102015103325A1 - Sensor device and monitoring system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur Aufnahme von akustischen Signalen unter Wasser, wobei die Sensorvorrichtung einen Anker, ein Ankerseil und einen Auftriebskörper aufweist, im eingerichteten Zustand der Auftriebskörper durch das Ankerseil in einer Wassersäule gehalten wird und das Ankerseil an dem Anker befestigt ist, wobei die Sensorvorrichtung eine Hydrophon-Anordnung zur Peilung von Unterwassergeräuschen aufweist. Des Weiteren betriff die Erfindung ein Überwachungssystem, insbesondere zur Überwachung von Schiffsverkehr in einem KüstengewässerThe invention relates to a sensor device for receiving acoustic signals under water, wherein the sensor device comprises an armature, an anchor rope and a buoyancy body is held in the installed state of the buoyancy body by the anchor rope in a water column and the anchor rope is attached to the anchor, wherein the Sensor device comprises a hydrophone arrangement for bearing underwater noise. Furthermore, the invention relates to a monitoring system, in particular for monitoring shipping traffic in coastal waters
Description
Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur Aufnahme von akustischen Signalen unter Wasser, wobei die Sensorvorrichtung einen Anker, ein Ankerseil und einen Auftriebskörper aufweist, im eingerichteten Zustand der Auftriebskörper durch das Ankerseil in einer Wassersäule gehalten wird und das Ankerseil an dem Anker befestigt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Überwachungssystem, insbesondere zur Überwachung von Schiffsverkehr in einem Küstengewässer. The invention relates to a sensor device for receiving acoustic signals under water, wherein the sensor device comprises an armature, an anchor rope and a buoyancy body is held in the installed state of the buoyancy body by the anchor rope in a water column and the anchor rope is attached to the anchor. Furthermore, the invention relates to a monitoring system, in particular for monitoring shipping traffic in coastal waters.
International ist es in vielen Ländern üblich, eine Küstenüberwachung durchzuführen. Diese hat insbesondere eine verkehrsregelnde und -überwachende Funktion. Internationally, it is common in many countries to carry out coastal surveillance. This has in particular a traffic-regulating and -monitoring function.
Üblicherweise werden hierzu Radarsysteme mit Tracker eingesetzt, wobei letztere die einzelnen Positionsmeldungen des Radars zu kompletten Bewegungsspuren (Tracks) zusammensetzen und dadurch ermöglichen, das Verhalten und das Bewegungsmuster eines beobachteten Objekts zu erkennen. Usually, radar systems with trackers are used, the latter combining the individual position reports of the radar into complete tracks of movement (tracks), thereby making it possible to detect the behavior and the movement pattern of an observed object.
Hierzu werden typischer Weise Rundsuch-Radargeräte eingesetzt, um das relevante Überwachungsgebiet nach Schiffen abzusuchen. Trifft der Abtaststrahl des Radargerätes auf ein Objekt, wird die Position des Objektes vom Radargerät zum Tracker geliefert. Dabei setzt sich die Positionsangabe üblicherweise zusammen aus der Winkelstellung der Antenne zum Zeitpunkt zu dem das Objekt entdeckt wurde und der Entfernung des Objektes zum Radar, welche aufgrund der Laufzeit des Radarpulses zum Objekt und zurück berechnet werden kann. For this purpose, circular search radars are typically used to search the relevant surveillance area for ships. If the scanning beam of the radar device hits an object, the position of the object is supplied by the radar device to the tracker. The position is usually composed of the angular position of the antenna at the time the object was discovered and the distance of the object to the radar, which can be calculated due to the duration of the radar pulse to the object and back.
Nachteilig am Radarsystem basierend auf einen Tracker ist, dass nur Überwasserschiffe entdeckt werden können und der Überwachungsradius aufgrund des Abtaststrahls begrenzt ist. A disadvantage of the radar system based on a tracker is that only surface vessels can be discovered and the monitoring radius is limited due to the scanning beam.
Ähnliche Beschränkungen bestehen bei der Überwachung des Schiffsverkehrs aus dem Luftraum heraus. Zudem ist hier auch ein aufwändiger Einsatz von Flugzeugen und/oder Hubschraubern notwendig. Similar restrictions exist in the monitoring of shipping traffic from the airspace. In addition, a complex use of aircraft and / or helicopters is necessary here.
Um Überwasserschiffe und insbesondere auch Unterwasserschiffe zu überwachen, werden üblicherweise Schiffe mit entsprechenden Sonaranlagen an Bord eingesetzt. Nachteilig sind hierbei die Eigenbewegung des Überwachungsschiffes (Unter- oder Überwasserschiff) und der ständige hohe Aufwand an Personal- und Betriebsmitteln für eine kontinuierliche Überwachung von Küstengewässern. In order to monitor surface ships, and in particular underwater vessels, usually vessels with corresponding sonar systems are used on board. Disadvantages here are the proper motion of the surveillance vessel (underwater or surface ship) and the constant high expenditure of personnel and resources for a continuous monitoring of coastal waters.
Allgemein ist die Detektion eines Objektes von einem Unterwasserschiff oder -fahrzeug aus schwierig durchzuführen, da sowohl die Entfernung als auch die Peilung (Richtung)bestimmt werden müssen. Je weiter entfernt das zu detektierende Objekt ist, desto größer wirken sich etwaige Fehler in der Bestimmung des Peilungswinkels (Richtungswinkels) aus. Generally, the detection of an object from an underwater vessel or craft is difficult to accomplish since both the range and the bearing (direction) must be determined. The farther away the object to be detected is, the greater are any errors in the determination of the bearing angle (direction angle).
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, lokal Sonarbojen einzusetzen. Hierbei handelt es sich um spezielle Bojen, welche mit Hydrophonen (Unterwassermikrofonen) ausgestattet sind, um Schiffe oder andere Schallquellen unter Wasser aufzuspüren. Furthermore, it is possible to use local sonar buoys. These are special buoys equipped with hydrophones (underwater microphones) to detect ships or other sound sources under water.
Sonarbojen werden meist von Flugzeugen (oder Hubschraubern) abgeworfen, wobei durch den Aufschlag das Hydrophon freigegeben wird und an einen Draht in eine vorgegebene Wassertiefe fällt. Eine Entkopplung der Bewegung des Hydrophons vom Seegang wird durch ein dehnbares Gummiband im Draht erzielt. Die von der Boje empfangenen Signale werden im UKW-Bereich an das Flugzeug gesendet. Zur Charakterisierung des Schiffstyps kann eine Frequenzanalyse an Bord des Flugzeuges durchgeführt werden. Eine Abschätzung der Position, beispielsweise eines Schiffes, kann nur durch den aufwändigen Abwurf mehrerer Sonarbojen erreicht werden. Sonar buoys are usually dropped by aircraft (or helicopters), the hydrophone is released by the impact and falls to a wire in a given depth of water. A decoupling of the movement of the hydrophone from the sea is achieved by a stretchable rubber band in the wire. The signals received by the buoy are sent to the aircraft in the FM band. To characterize the ship type, a frequency analysis on board the aircraft can be performed. An estimate of the position, such as a ship, can only be achieved by the elaborate dropping of multiple sonar buoys.
Nachteilig ist, dass mit mehreren Sonarbojen lediglich die ungefähre Position und nach längerer Beobachtung gegebenenfalls auch der Kurs und die Fahrt des Ziels bestimmt werden können. The disadvantage is that with multiple sonar buoys only the approximate position and after prolonged observation, if necessary, the course and the journey of the target can be determined.
Neben dem aufwändigen Einsatz von mehreren Bojen, ist auch der Einsatz eines Flugzeuges (oder Hubschraubers) bei der Überwachung nachteilig, da dadurch höhere Kosten und logistische Aufwände entstehen. In addition to the complex use of multiple buoys, the use of an aircraft (or helicopter) in the monitoring is disadvantageous, as this results in higher costs and logistical expenses.
Des weiterem ist der zeitliche Einsatz eines Luftfahrzeuges begrenzt, sodass eine kontinuierliche Überwachung einen Einsatz von mehreren Luftfahrzeugen mit einer entsprechenden Logistik erfordert. Furthermore, the temporal use of an aircraft is limited, so that a continuous monitoring requires the use of multiple aircraft with a corresponding logistics.
Zudem wird immer nur ein lokales und temporäres Lagebild erstellt, wie dies auch durch ein Schiff mit eigener Trackerfunktion erzeugt werden kann. Hierbei ist die Reichweite und somit das Lagebild der Umgebung eingeschränkt. In addition, only a local and temporary situation image is created, as can be generated by a ship with its own tracker function. Here, the range and thus the situation image of the environment is limited.
Häufig reicht die Reichweite somit nicht aus, um mehrere kilometerlange Küstenabschnitte zu überwachen und ein einziges Lagebild zu erzeugen. Frequently, the range is therefore not sufficient to monitor several miles of coastline and create a single picture of the situation.
Zudem werden in den genannten Verfahren mobile Überwachungsgeräte wie Sonarbojen oder Fahrzeuge eingesetzt, deren Eigenbewegungen, insbesondere bei einer gewünschten zusätzlichen Peilung, korrigiert werden müssen. In addition, mobile monitoring devices such as sonar buoys or vehicles are used in the said method, whose proper movements, especially in the case of a desired additional bearing, must be corrected.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern. The object of the invention is to improve the state of the art.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Sensorvorrichtung zur Aufnahme von akustischen Signalen unter Wasser, wobei die Sensorvorrichtung einen Anker, ein Ankerseil und einen Auftriebskörper aufweist, im eingerichteten Zustand der Auftriebskörper durch das Ankerseil in einer Wassersäule gehalten wird und das Ankerseil an dem Anker befestigt ist, wobei die Sensorvorrichtung eine Hydrophon-Anordnung zur Peilung von Unterwassergeräuschen aufweist. The object is achieved by a sensor device for receiving acoustic signals under water, wherein the sensor device comprises an anchor, an anchor rope and a buoyant body, is held in the installed state of the buoyancy body by the anchor rope in a water column and the anchor rope is attached to the anchor, wherein the sensor device comprises a hydrophone arrangement for bearing underwater sounds.
Dadurch kann in einer Sensorvorrichtung unter Wasser mittels Hydrophon-Anordnung direkt eine Peilung von Unterwassergeräuschen durchgeführt werden. As a result, a bearing of underwater noise can be carried out directly in a sensor device underwater by means of a hydrophone arrangement.
Zudem kann über die räumliche Anordnung von Hydrophonen die Reichweite und die Peilungsqualität verbessert werden. In addition, the range and bearing quality can be improved by the spatial arrangement of hydrophones.
Folglich kann mit einer Sensorvorrichtung oder mehreren Sensorvorrichtungen unter Wasser eine Küstenüberwachung erfolgen. Consequently, one sensor device or several sensor devices underwater can be used for coastal monitoring.
Vorteilhaft ist die Sensorvorrichtung oder sind die Sensorvorrichtungen stationär am Meeresgrund installiert, sodass eine kontinuierliche Überwachung eines Küstenabschnittes ermöglicht wird. Dadurch wird ein weitreichendes und gesamtes Lagebild des Küstenabschnittes möglich. Advantageously, the sensor device or the sensor devices are stationary installed on the seabed, so that a continuous monitoring of a coastline section is made possible. As a result, a far-reaching and complete picture of the situation of the coastline becomes possible.
Zudem kann die Sensorvorrichtung durch den Auftriebskörper in einer definierten Position in der Wassersäule positioniert werden. In addition, the sensor device can be positioned by the buoyant body in a defined position in the water column.
Es ist vorteilhaft, dass keine Unter- oder Überwasserfahrzeuge oder Luftfahrzeuge zur Küstenüberwachung eingesetzt werden müssen, welche beständig einen hohen Personal- und Betriebsmittelbedarf aufweisen. It is advantageous that no underwater or surface vehicles or aircraft for coastal surveillance must be used, which consistently have a high personnel and equipment requirements.
Somit ist ein Orten, Verfolgen und Klassifizieren von Wasserfahrzeugen über eine einmal installierte Sensorvorrichtung unter Wasser möglich. Thus, it is possible to locate, track and classify vessels via a once installed sensor device under water.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung beruht darauf, dass, entgegen dem angegebenen Stand der Technik, eine Sensorvorrichtung mit einer Hydrophon-Anordnung zur Peilung von Unterwassergeräuschen stationär am Meeresgrund über einen Auftriebskörper und ein Ankerseil an einem Anker positioniert wird, wobei die Position der Hydrophon-Anordnung in der Wassersäule einstellbar ist. An essential idea of the invention is based on the fact that, contrary to the cited prior art, a sensor device with a hydrophone arrangement for bearing underwater noise is stationarily positioned on the seabed via a buoyant body and an anchor rope to an anchor, wherein the position of the hydrophone arrangement is adjustable in the water column.
Folgendes Begriffliche sei erläutert:
Eine „Sensorvorrichtung“ ist insbesondere eine Vorrichtung zur Aufnahme von akustischen Signalen unter Wasser. Insbesondere erlaubt die Sensorvorrichtung durch eine Hydrophon-Anordnung eine Aufnahme, Identifikation und/oder Peilung von Unterwassergeräuschen. The following concept is explained:
A "sensor device" is in particular a device for recording acoustic signals under water. In particular, the sensor device by means of a hydrophone arrangement allows recording, identification and / or bearing of underwater sounds.
Ein „Anker“ ist insbesondere eine Einrichtung, mit der über ein Ankerseil die weiteren Bestandteile der Sensorvorrichtung auf dem Meeresgrund festgemacht werden, um nicht durch Wind, Strömung, Wellen oder anderen Einflüssen abgetrieben zu werden. Ein Anker erfüllt seine Funktion insbesondere aufgrund seines Gewichts und/oder seiner Form. Im einfachsten Fall kann ein Anker insbesondere ein schwerer Stein oder Betonklotz sein. Bei einem Anker kann es sich insbesondere auch um die üblichen in der Schifffahrt eingesetzten Anker handeln, wie zum Beispiel aus korrosionsbeständigen Metallen. Auch kann es sich beim Anker insbesondere um ein Fundament handeln, wie dies üblicherweise in der Offshore-Industrie eingesetzt wird. An "anchor" is in particular a device with which the other components of the sensor device are fastened on the seabed via an anchor rope in order not to be driven off by wind, current, waves or other influences. An anchor performs its function, in particular due to its weight and / or its shape. In the simplest case, an anchor may in particular be a heavy stone or concrete block. An anchor may in particular also be the usual anchor used in shipping, such as corrosion-resistant metals. In particular, the anchor may in particular be a foundation, as is commonly used in the offshore industry.
Ein „Ankerseil“ ist insbesondere ein aus zusammengedrehten Natur- oder Kunstfasern oder Drähten bestehendes, längliches, biegeschlaffes, elastisches Element, welches insbesondere zur Verbindung der Bestandteile der Sensorvorrichtung und zur Übertragung von Zugkräften verwendet wird. Beim Ankerseil kann es sich um ein herkömmliches Seil, eine Leine und/oder eine Metallkette handeln. Insbesondere kann das Ankerseil am einen Seilende am Anker und am anderen Seilende am Auftriebskörper der Sensorvorrichtung befestigt sein. An "anchor rope" is, in particular, an elongated, pliable, elastic element consisting of twisted natural or synthetic fibers or wires, which element is used in particular for connecting the components of the sensor device and for transmitting tensile forces. The anchor rope may be a conventional rope, a leash and / or a metal chain. In particular, the anchor rope at one end of the rope at the anchor and at the other end of the rope be attached to the buoyancy body of the sensor device.
Bei einem „Auftriebskörper“ (auch Schwimmkörper genannt) handelt es sich insbesondere um einen Gegenstand, welcher aufgrund seines Auftriebs durch Verdrängung nach dem archimedischen Prinzip selbstständig schwimmfähig ist. Ein Auftriebskörper kann insbesondere an sich schwimmfähiges Material, wie Holz oder Kork, aufweisen oder ist hohl ausgeführt, wobei der Hohlraum häufig mit Luft oder mit einem leichten Feststoff, beispielsweise einem möglichst geschlossenporigen Kunststoffschaum, gefüllt ist. A "buoyancy body" (also referred to as a buoyant body) is in particular an object which, owing to its buoyancy, is independently floatable by displacement according to the Archimedean principle. A buoyant body may, in particular, have material which is capable of flooding, such as wood or cork, or is hollow, the cavity often being filled with air or with a light solid, for example a plastic foam closed in the closed manner.
Unter „eingerichteten Zustand“ wird insbesondere die Verbindung des Auftriebskörpers über ein Ankerseil mit einem Anker im Wasser verstanden, sodass der Auftriebskörper insbesondere eine bestimmte Position in einer Wassersäule einnimmt. "Established state" is understood to mean, in particular, the connection of the buoyant body via an anchor rope with an anchor in the water, so that the buoyancy body occupies, in particular, a specific position in a water column.
Unter „Wassersäule“ wird insbesondere die vertikale Ausrichtung eines Unterwasserkörpers von der Wasseroberfläche bis zu dem Grund (Meeresboden) bezeichnet. The term "water column" refers in particular to the vertical orientation of an underwater body from the water surface to the bottom (seabed).
Eine „Hydrophon-Anordnung“ ist insbesondere die räumliche Anordnung von mehreren Hydrophonen. Hierbei wird unter Hydrophon-Anordnung insbesondere verstanden, dass mehrere (Einzel-)Hydrophone in einem bestimmten Abstand aneinander gesetzt werden, sodass sich beispielsweise eine lange Hydrophonkette bildet. Die Hydrophon-Anordnung kann insbesondere unterschiedliche Formen wie eine gestreckte Kette oder einen Kreis annehmen. A "hydrophone arrangement" is in particular the spatial arrangement of several hydrophones. In this case, hydrophone arrangement is understood in particular to mean that several (individual) Hydrophones are placed at a certain distance together, so that, for example, forms a long hydrophone chain. In particular, the hydrophone arrangement may take on different shapes such as a stretched chain or a circle.
Als „Hydrophon“ wird insbesondere ein Gerät zur Wandlung von Wasserschall in eine dem Schalldruck entsprechende elektrische Spannung verstanden. Hydrophone werden insbesondere im Meer eingesetzt, um dort Wasserschallgeräusche aufzunehmen. Der verwendete Frequenzbereich im Meer liegt zwischen ca. 10 Hz und 1 MHz. Insbesondere sind Hydrophone aber auch als Unterwasserschallquelle nutzbar, sodass insbesondere auch eine aktive Peilung erfolgen kann. Hierzu kann ein Hydrophon insbesondere sowohl als Schallsender als auch als Schallempfänger genutzt werden oder einzelne Hydrophone können als Schallsender und andere als Schallempfänger genutzt werden. Ein Hydrophon weist insbesondere als Bauteil ein akustisches Wandlerelement auf, welches akustische Signale als Schallwechseldrücke in elektrische Spannung umwandelt oder umgekehrt elektrische Spannung in akustische Signale umwandelt. Als akustisches Wandlerelement werden insbesondere Piezokeramiken und Piezokompositkeramiken eingesetzt. A "hydrophone" is understood in particular to mean a device for converting water sound into an electrical voltage corresponding to the sound pressure. Hydrophones are used in particular in the sea to absorb waterborne noise there. The frequency range used in the sea is between approx. 10 Hz and 1 MHz. In particular, hydrophones are also usable as underwater sound source, so that in particular an active bearing can be made. For this purpose, a hydrophone can be used in particular both as a sound transmitter and as a sound receiver or individual hydrophones can be used as a sound transmitter and others as a sound receiver. A hydrophone has in particular as a component to an acoustic transducer element which converts acoustic signals as sound pressure changes in electrical voltage or vice versa converts electrical voltage into acoustic signals. Piezo ceramics and piezocomposite ceramics are used in particular as the acoustic transducer element.
Je größer die Anzahl der Hydrophone in der Hydrophon-Anordnung ist, desto besser können Frequenzen und/oder Richtungen aufgelöst werden. The greater the number of hydrophones in the hydrophone arrangement, the better the frequencies and / or directions can be resolved.
Als „Peilung“ wird insbesondere eine Methode verstanden, mit welcher der Winkel zwischen der Richtung nach einem gepeilten Objekt und einer Bezugsrichtung gemessen wird. Auch kann insbesondere der ermittelte Winkel selbst als Peilung bezeichnet werden. Somit wird insbesondere zu einem Bezugspunkt die Richtung zur Unterwasserschallquelle bestimmt. Vorliegend sind Richtungen sowie Peilungen synonym zu verstehen. In particular, a "bearing" is understood as a method with which the angle between the direction of a targeted object and a reference direction is measured. Also, in particular, the determined angle itself may be referred to as a bearing. Thus, the direction of the underwater sound source is determined in particular to a reference point. In the present case, directions and bearings are to be understood synonymously.
„Unterwassergeräusche“ sind insbesondere Geräusche, welche von natürlichen oder künstlichen Gegenständen unter Wasser als Schallwellen ausgesendet werden. Beispielsweise kann es sich um den Antrieb eines Schiffes handeln. Bei Unterwassergeräuschen kann es sich aber auch um zuvor ausgesandte Unterwassersignale handeln, welche an Gegenständen unter Wasser reflektiert wurden. "Underwater sounds" are especially sounds that are emitted by natural or artificial objects under water as sound waves. For example, it may be the propulsion of a ship. Underwater noise may also be previously transmitted underwater signals that have been reflected on objects under water.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Sensorvorrichtung eine Halterung auf, wobei die Halterung mit dem Auftriebskörper verbunden ist und die Hydrophon-Anordnung aufweist. In a further embodiment, the sensor device has a holder, wherein the holder is connected to the buoyant body and has the hydrophone arrangement.
Somit kann die Halterung der Hydrophon-Anordnung eine definierte Form aufprägen. Thus, the holder of the hydrophone assembly imprint a defined shape.
An der Halterung können nicht nur die Hydrophone befestigt werden, sondern die Halterung gibt der Hydrophon-Anordnung auch Stabilität und mechanischen Schutz. Beispielsweise kann die Halterung als Metallring ausgeführt werden. On the holder not only the hydrophones can be attached, but the holder gives the hydrophone arrangement also stability and mechanical protection. For example, the holder can be designed as a metal ring.
Dadurch, dass die Halterung zusammen mit der Hydrophon-Anordnung mit dem Auftriebskörper verbunden ist, kann die Position der Halterung und somit der Hydrophon-Anordnung mittels des Auftriebskörpers eingestellt werden. Hierbei kann die Halterung direkt beispielsweise mittels eines Seils oder Schäkels mit dem Auftriebskörper verbunden sein und/oder die Halterung kann indirekt am Auftriebskörper befestigt sein, indem beispielsweise die Halterung an einem Seil befestigt ist, welches wiederum zum Auftriebskörper führt. In beiden Fällen ändert sich mit der vertikalen Position des Auftriebskörpers auch die vertikale Position der Halterung mit der Hydrophon-Anordnung. Characterized in that the holder is connected together with the hydrophone arrangement with the buoyant body, the position of the holder and thus the hydrophone arrangement can be adjusted by means of the buoyant body. In this case, the holder can be connected directly to the buoyant body, for example by means of a rope or a shackle, and / or the holder can be fastened indirectly to the buoyant body, for example by fixing the holder to a rope, which in turn leads to the buoyant body. In both cases, changes with the vertical position of the buoyant body and the vertical position of the holder with the hydrophone arrangement.
Zudem richtet der Auftriebskörper, welcher über das Ankerseil wiederrum mit dem Anker verbunden ist, die Halterung und die Hydrophon-Anordnung sowohl horizontal als auch vertikal aus. In addition, the buoyant body, which is in turn connected to the armature via the anchor rope, directs the holder and the hydrophone arrangement both horizontally and vertically.
Zur vertikalen Positionierung ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn der Auftriebskörper sich ca. 100m unter der Wasseroberfläche befindet, um ein Algenaufwuchs zu minimieren, da Licht für die Photosynthese durch die obere Wasserschicht abgeschwächt wird. For vertical positioning it is advantageous, for example, if the buoyant body is located approximately 100 m below the water surface in order to minimize algae growth since light for photosynthesis is attenuated by the upper water layer.
Auch kann die Halterung mit der Hydrophon-Anordnung nicht direkt unter dem Auftriebskörper befestigt sein, sondern beispielsweise bei einem Auftriebskörper, welcher in einer Wassertiefe von 100m sitzt, kann sich die Hydrophon-Anordnung in einer Wassertiefe von 1.400m befinden, während der Anker beispielsweise auf dem Meeresgrund in 2.000m Tiefe sitzt. Also, the holder with the hydrophone arrangement can not be mounted directly under the buoyancy body, but for example in a buoyancy body, which sits in a water depth of 100m, the hydrophone assembly can be located in a water depth of 1,400m, while the armature, for example sitting at the bottom of the sea at 2,000m.
Durch eine tiefe Positionierung in der Wassersäule, insbesondere tiefer als 20m von der Wasseroberfläche, können Störgeräusche vermieden werden, wie diese beispielsweise durch den Wellenschlag verursacht werden. By a deep positioning in the water column, especially deeper than 20m from the water surface, noise can be avoided, as caused for example by the wave impact.
Bei einer „Halterung“ handelt es sich insbesondere um ein Verbindungselement, welche andere Bauteile in einer bestimmten Position hält. Insbesondere handelt es sich bei der Halterung um eine Aufnahme für die Hydrophon-Anordnung. Beispielsweise kann es sich bei der Halterung um einen Metallring oder einen Metallstab handeln. A "holder" is in particular a connecting element which holds other components in a specific position. In particular, the holder is a receptacle for the hydrophone arrangement. For example, the holder may be a metal ring or a metal bar.
Um eine hohe Reichweite bei der Peilung zu erzielen, weist die Hydrophon-Anordnung eine Gesamtlänge von 20m bis 250m insbesondere von 40 m bis 120 m auf. In order to achieve a high range in the bearing, the hydrophone arrangement has a total length of 20m to 250m, in particular from 40 m to 120 m.
Je länger eine Hydrophon-Anordnung ist, desto tiefere Frequenzen können empfangen werden. The longer a hydrophone arrangement, the lower frequencies can be received.
Zudem steigt mit der Länge der Hydrophon-Anordnung bei gleichartiger Bauweise der einzelnen Hydrophone auch die Anzahl der Hydrophone. Je mehr Hydrophone auf einer Halterung eingesetzt werden können, desto besser können die Frequenzen und/oder die Richtungen aufgelöst werden. In addition, increases with the length of the hydrophone arrangement with similar construction of the individual hydrophones, the number of hydrophones. The more hydrophones that can be used on a bracket, the better the frequencies and / or the directions can be resolved.
Zudem ist es vorteilhaft, dass die Hydrophon-Anordnung so ausgeführt ist, dass diese in alle Richtungen Schallsignale empfangen und/oder aussenden kann. Beispielsweise ist die Hydrophon-Anordnung als Kreisgebilde ausgeführt, sodass der gesamte Winkelbereich von 360° akustisch abgedeckt wird. In addition, it is advantageous that the hydrophone arrangement is designed so that it can receive sound signals in all directions and / or send out. For example, the hydrophone arrangement is designed as a circular structure, so that the entire angular range of 360 ° is acoustically covered.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Sensorvorrichtung ein Lagesensor (GPS und/oder Gyroskop) auf, sodass eine Position und/oder eine Ausrichtung der Sensorvorrichtung und/oder der Hydrophon-Anordnung bestimmbar ist oder sind. In a further embodiment, the sensor device has a position sensor (GPS and / or gyroscope), so that a position and / or an orientation of the sensor device and / or the hydrophone arrangement can be or are determined.
Dadurch sind die geographische Lage und die Ausrichtung in der Wassersäule der Sensorvorrichtung und/oder der Hydrophon-Anordnung bestimmbar. As a result, the geographical position and orientation in the water column of the sensor device and / or the hydrophone arrangement can be determined.
Zudem kann für eine Entfernungsmessung und eine Peilung die notwendige Position der Sensorvorrichtung und/oder der Hydrophon-Anordnung bestimmt werden. Zudem können Wellenbewegungen, welche trotz der Befestigung der Hydrophon-Anordnung an dem am Ankerseil gespannten Auftriebskörpers auftreten können, erfasst und bei der Richtungsbestimmung und Peilung berücksichtigt werden. In addition, the necessary position of the sensor device and / or the hydrophone arrangement can be determined for a distance measurement and a bearing. In addition, wave movements, which may occur despite the attachment of the hydrophone arrangement to the tensioned on the anchor rope buoyant body, are detected and taken into account in the direction determination and bearing.
Insbesondere kann dadurch auch ein Kippen und/oder Abdriften der Sensorvorrichtung frühzeitig erkannt werden, beispielsweise wenn aufgrund eines Defektes ein Befestigungsseil reißt. In particular, thereby also a tilting and / or drifting of the sensor device can be detected early, for example, if due to a defect tears a fastening rope.
Ein „Lagesensor“ ist insbesondere ein Sensor, welcher die Position und/oder die Ausrichtung der Sensorvorrichtung und/oder der Hydrophon-Anordnung im dreidimensionalen Raum bestimmt. Bei einem Lagesensor handelt es sich insbesondere um ein Gyroskop (auch Kreiselinstrument genannt), welches insbesondere ein sich rasch drehenden symmetrischen Kreisel aufweist, welcher sich in einem beweglichen Lager dreht. Aufgrund der Drehimpulserhaltung weist der Kreisel insbesondere ein hohes Beharrungsvermögen gegenüber Lageänderungen im Raum auf. Auch kann es sich bei einem Lagesensor insbesondere um einen Drehratensensor handeln, welcher keinen Kreisel aufweist, oder um ein GPS. Durch den Lagesensor können insbesondere Richtungsänderungen gemessen und Positionsbestimmungen ermöglicht werden. A "position sensor" is in particular a sensor which determines the position and / or the orientation of the sensor device and / or the hydrophone arrangement in three-dimensional space. A position sensor is, in particular, a gyroscope (also called a gyro instrument), which in particular has a rapidly rotating symmetrical gyro which rotates in a movable bearing. Due to the angular momentum conservation, the gyro has in particular a high inertia to changes in position in space. In addition, a position sensor may in particular be a rotation rate sensor which has no gyro or a GPS. In particular, changes of direction can be measured by the position sensor and position determinations can be made possible.
Um einen größeren Auftrieb zu erzielen, weist die Sensorvorrichtung ergänzend zu dem Auftriebskörper eine Plattform auf, wobei der Auftriebskörper mit einem Befestigungsseil an der Plattform befestigt ist. In order to achieve greater buoyancy, the sensor device has a platform in addition to the buoyancy body, wherein the buoyancy body is fastened to the platform with a fastening cable.
Dadurch kann ein Befestigungsseil und/oder das Ankerseil stärker gespannt werden, sodass weniger Beweglichkeit des Auftriebskörpers in vertikaler und/oder horizontaler Richtung besteht. As a result, a fastening cable and / or the anchor rope can be stretched more, so that there is less mobility of the buoyant body in the vertical and / or horizontal direction.
Zudem kann durch den zusätzlichen Auftriebskörper einer Plattform der notwendige Auftrieb entsprechend des Gewichtes der Sensorvorrichtung und/oder seiner Bestandteile, insbesondere der Hydrophon-Anordnung und des Lagesensors, freier angepasst werden. In addition, due to the additional buoyancy body of a platform, the necessary buoyancy corresponding to the weight of the sensor device and / or its components, in particular the hydrophone arrangement and the position sensor, can be adapted more freely.
Auch kann die Halterung mit der Hydrophon-Anordnung nach oben und/oder unten über Seile zusätzlich abgespannt sein, wobei die Seile unter- und/oder oberhalb des Auftriebskörpers am zentralen Ankerseil und/oder dem Befestigungsseil befestigt sein können. Also, the holder with the hydrophone arrangement can be additionally tensioned upwards and / or downwards via cables, wherein the cables can be fastened below and / or above the buoyant body on the central anchor cable and / or the fastening cable.
Ein „Befestigungsseil“ ist insbesondere ein aus zusammengedrehten Natur- oder Kunstfasern oder Drähten bestehendes, längliches, biegeschlaffes, elastisches Element, welches insbesondere zur Verbindung des Auftriebskörpers mit der Plattform verwendet wird. Beim Befestigungsseil kann es sich um ein herkömmliches Seil, eine Leine und/oder eine Metallkette handeln. Insbesondere kann das Befestigungsseil am einen Seilende am Auftriebskörper und am anderen Seilende an der Plattform befestigt sein. A "fastening rope" is, in particular, an elongated, flexible, elastic element which consists of twisted natural or synthetic fibers or wires and which is used in particular for connecting the buoyant body to the platform. The attachment rope can be a conventional rope, a leash and / or a metal chain. In particular, the attachment cable may be fastened to the buoyancy body at one end of the rope and to the platform at the other end of the rope.
Für Wartungszwecke ist oder sind die Halterung und/oder die Hydrophon-Anordnung über ein Befestigungsmittel an dem Auftriebskörper und/oder an dem Befestigungsseil an eine Wasseroberfläche verbringbar. For maintenance purposes, the holder and / or the hydrophone arrangement is or can be brought to a water surface via a fastening means on the buoyant body and / or on the fastening cable.
Dadurch kann die Halterung und/oder die Hydrophon-Anordnung derart mit dem Auftriebskörper verbunden sein, dass über ein Befestigungsmittel die Halterung und/oder die Hydrophon-Anordnungen von der Wasseroberfläche aus direkt aus der Wassertiefe zu Wartungszwecken geborgen werden kann oder können. As a result, the holder and / or the hydrophone arrangement can be connected to the buoyant body in such a way that the holder and / or the hydrophone arrangements can be retrieved from the water surface directly from the water depth for maintenance purposes via a fastening means.
Bei einem auf der Wasseroberfläche schwimmenden Auftriebskörper kann beispielsweise das Befestigungsmittel ein Schäkel sein, über den die Halterung und/oder ein mit der Halterung verbundenes Seil an einer Öse des Auftriebskörpers befestigt ist. In the case of a buoyant body floating on the water surface, for example, the fastening means may be a shackle, via which the holder and / or a cable connected to the holder is fastened to an eyelet of the buoyant body.
Im Falle eines getauchten Auftriebskörpers kann beispielsweise das Befestigungsseil ein Flaschenzug sein, welcher die Halterung am Auftriebskörper und/oder am Befestigungsseil befestigt. Zur Bergung der Halterung und der Hydrophon-Anordnung wird dann von der Wasseroberfläche aus Lose auf den Flaschenzug gegeben, während der Auftriebskörper durch das Ankerseil und/oder das Befestigungsseil in seiner Position gespannt gehalten wird. Es wird solange Lose auf das tragende Seil des Flaschenzuges gegeben, bis dessen Länge ausreicht, um die Befestigung an der Halterung mittels eines Hochziehseils hochzuziehen. In the case of a submerged buoyant body, for example, the attachment cable may be a pulley block which fixes the attachment to the buoyant body and / or to the attachment cable. to Recovery of the support and hydrophone assembly is then given from the water surface in bulk to the pulley while the buoyant body is kept taut by the anchor rope and / or the attachment rope in position. It is given as long as loose on the supporting rope of the pulley until its length is sufficient to pull the attachment to the bracket by means of a Hochzugsseils.
Ein „Befestigungsmittel“ ist insbesondere Mittel, welches Bauteile der Sensorvorrichtung miteinander befestigt. Insbesondere handelt es sich bei dem Befestigungsmittel um eine feste Verbindung, welche die Beweglichkeit zwischen zwei Bauteilen zumindest teilweise einschränken. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Befestigungsmittel gelöst werden kann, beispielsweise zu Wartungszwecken. In einer weiteren Ausführungsform der Sensorvorrichtung ist oder sind der Auftriebskörper und/oder die Plattform derart eingerichtet, dass der Auftriebskörper und/oder die Plattform teilweise oberhalb der Wasseroberfläche ist oder sind, und der Auftriebskörper und/oder die Plattform eine Energiegewinnungseinrichtung aufweist oder aufweisen. A "fastening means" is in particular means which fixes components of the sensor device together. In particular, the fastening means is a fixed connection which at least partially restricts the mobility between two components. In particular, it is advantageous if the fastening means can be released, for example for maintenance purposes. In a further embodiment of the sensor device, the buoyant body and / or the platform is or are set up such that the buoyant body and / or the platform is or are partially above the water surface, and the buoyant body and / or the platform has or have an energy recovery device.
Dadurch wird sichergestellt, dass der Auftriebskörper und/oder die Plattform teilweise oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist oder sind, sodass auf diesem in der Umgebungsluft liegenden Teiles des Auftriebskörpers und/oder der Plattform weitere Einrichtungen und Geräte angeordnet werden können. This ensures that the buoyant body and / or the platform is or are arranged partially above the water surface, so that further devices and devices can be arranged on this part of the buoyant body and / or the platform lying in the ambient air.
Insbesondere kann dadurch eine Energiegewinnungseinrichtung oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet werden. Bei einer Solarzelle als Energiegewinnungseinrichtung wird somit eine optimale Sonnenbestrahlung ermöglicht. In particular, an energy recovery device can be arranged above the water surface. In a solar cell as an energy recovery device optimal solar irradiation is thus possible.
Somit ist die Energiegewinnungseinrichtung oder eine weitere Einrichtung nicht der Korrosion durch Meerwasser sowie anderen Einflüssen, wie beispielsweise Algenbewuchs, ausgesetzt. Thus, the energy recovery device or another device is not exposed to corrosion by seawater and other influences, such as algae growth.
Es ist vorteilhaft, wenn die Energiegewinnungseinrichtung elektrische Energie ohne Verwendung von fossilen Rohstoffen gewinnt. Insbesondere kann die Sensorvorrichtung autark betrieben werden, wenn die Energiegewinnungseinrichtung die Sonnenstrahlung, den Wind und/oder die Wellenbewegung zur Gewinnung von elektrischer Energie verwendet. It is advantageous if the energy recovery device wins electrical energy without the use of fossil fuels. In particular, the sensor device can be operated autonomously when the energy recovery device uses the solar radiation, the wind and / or the wave motion for the production of electrical energy.
Somit können elektrische Verbraucher, wie beispielsweise die Hydrophon-Anordnung, innerhalb der Sensorvorrichtung mit Strom versorgt werden. Thus, electrical loads, such as the hydrophone assembly, can be powered within the sensor device.
Eine „Energiegewinnungseinrichtung“ ist insbesondere eine Einrichtung, welche elektrische Energie erzeugt. Dies kann insbesondere durch Umwandlung der Energie der Sonnenstrahlung und/oder des Windes und/oder der Wellen in elektrische Energie erfolgen. Die Energiegewinnungseinrichtung kann insbesondere die elektrischen Verbraucher direkt versorgen und/oder die elektrische Energie kann zwischengespeichert werden. An "energy recovery device" is in particular a device which generates electrical energy. This can be done in particular by converting the energy of the solar radiation and / or the wind and / or the waves into electrical energy. In particular, the energy-generating device can directly supply the electrical consumers and / or the electrical energy can be temporarily stored.
Um die elektrische Energie zwischenzuspeichern sowie die aufgenommenen Signale zu verarbeiten und weiterzuleiten, weist die Sensorvorrichtung eine Versorgungseinrichtung und/oder eine Signalverarbeitungseinrichtung und/oder eine Kommunikationseinrichtung auf. In order to buffer the electrical energy as well as to process and forward the recorded signals, the sensor device has a supply device and / or a signal processing device and / or a communication device.
Durch die „Versorgungseinrichtung“, beispielsweise eine wiederaufladbare Batterie, kann die gewonnene elektrische Energie der Energiegewinnungseinrichtung zwischengespeichert werden und die elektrischen Verbraucher der Sensorvorrichtung können unabhängig von dem Betrieb der Energiegewinnungseinrichtung versorgt werden. By the "supply device", such as a rechargeable battery, the recovered electrical energy of the energy recovery device can be cached and the electrical load of the sensor device can be powered independently of the operation of the energy recovery device.
Die „Signalverarbeitungseinrichtung“ kann die von der Hydrophon-Anordnung aufgenommenen Signale analysieren und kann mögliche Ziele anhand ihrer Geräuschsignaturen erkennen (detektieren). Außerdem kann die Peilung der Ziele ermittelt werden. Die gemessenen Eigenschaften der detektierten Ziele, wie beispielsweise die Peilung mit Zeitbezug und die akustischen Signaturen, können über die Kommunikationseinrichtung an ein Überwachungssystem übertragen werden. The "signal processing device" can analyze the signals picked up by the hydrophone arrangement and can detect (detect) possible targets on the basis of their noise signatures. In addition, the bearing of the targets can be determined. The measured properties of the detected targets, such as the time-based bearing and the acoustic signatures, can be transmitted via the communication device to a monitoring system.
Die Signalverarbeitungseinrichtung kann empfangene Signale einer Überwachungsstation verarbeiten und an die Hydrophon-Einrichtung weitergeben, zum Beispiel um ein akustisches Signal einer bestimmten Frequenz auszusenden. Umgekehrt können die elektrischen Signale der Hydrophone an die Signalverarbeitungseinrichtung zur weiteren Verarbeitung der Signale weitergegeben werden. Über die „Kommunikationseinrichtung“ erfolgt die Signalübertragung, beispielsweise zu einer zentralen Überwachungsstation. The signal processing device can process received signals of a monitoring station and pass them on to the hydrophone device, for example to emit an acoustic signal of a specific frequency. Conversely, the electrical signals of the hydrophones can be forwarded to the signal processing device for further processing of the signals. Via the "communication device" the signal transmission takes place, for example, to a central monitoring station.
Es ist vorteilhaft, wenn die Versorgungseinrichtung und/oder die Signalverarbeitungseinrichtung und/oder eine Kommunikationseinrichtung auf dem Auftriebskörper und/oder der Plattform oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet sind. Somit sind diese nicht der mechanischen Belastung durch den Wind und die Wellenbewegung oder weiteren physikalischen, chemischen und/oder biologischen Einflussfaktoren ausgesetzt, wie beispielsweise biologischer und chemischer Korrosion. It is advantageous if the supply device and / or the signal processing device and / or a communication device are arranged on the buoyant body and / or the platform above the water surface. Thus, they are not exposed to the mechanical stress of wind and wave motion or other physical, chemical and / or biological factors such as biological and chemical corrosion.
Des Weiteren ist durch die Anordnung oberhalb der Wasseroberfläche eine Kommunikation, beispielsweise Satellitenkommunikation, und/oder eine Ortung wie GPS und ungestörter möglich. Furthermore, the arrangement above the water surface is a communication, For example, satellite communication, and / or a location such as GPS and undisturbed possible.
Des Weiteren können der Auftriebskörper und/oder die Plattform und/oder die Halterung weitere Einrichtungen aufweisen, wie beispielsweise weitere Messgeräte zur Bestimmung des Wellenwiderstandes oder zur Messung von physikalischen, chemischen und/oder biologischen Parametern. Furthermore, the buoyant body and / or the platform and / or the holder may comprise further devices, such as further measuring devices for determining the characteristic impedance or for measuring physical, chemical and / or biological parameters.
Eine „Versorgungseinrichtung“ versorgt insbesondere die elektrischen Verbraucher der Sensorvorrichtung mit den notwendigen Betriebsmitteln. Insbesondere handelt es sich bei einer Versorgungseinrichtung um eine wiederaufladbare Batterie, sodass die elektrischen Verbraucher kontinuierlich und auch unabhängig vom Betrieb der Energiegewinnungseinrichtung mit Strom versorgt werden können. A "supply device" supplies in particular the electrical consumers of the sensor device with the necessary resources. In particular, a supply device is a rechargeable battery, so that the electrical consumers can be supplied with power continuously and also independently of the operation of the energy harvesting device.
Die „Signalverarbeitungseinrichtung“ verarbeitet insbesondere die Signale der zentralen Überwachungsstation und/oder der Hydrophon-Anordnung sowie weiterer Messgeräte der Sensorvorrichtung. Somit können insbesondere Steuerbefehle der zentralen Überwachungsstation über die Signalverarbeitungseinrichtung an die Hydrophon-Anordnung weitergegeben werden oder die elektrischen Signale der Hydrophon-Anordnung werden von der Signalverarbeitungseinrichtung weiterverarbeitet, um die Peilung auszuwerten sowie nach Übertragung an eine zentrale Überwachungsstation ein gesamtes Lagebild zu ermöglichen. In particular, the "signal processing device" processes the signals of the central monitoring station and / or the hydrophone arrangement as well as further measuring devices of the sensor device. Thus, in particular, control commands of the central monitoring station can be forwarded to the hydrophone arrangement via the signal processing device or the electrical signals of the hydrophone arrangement are further processed by the signal processing device in order to evaluate the bearing and, after transmission to a central monitoring station, to enable an entire positional image.
Die „Kommunikationseinrichtung“ überträgt und tauscht insbesondere Signale und Daten zwischen der Sensorvorrichtung und einer zentralen Überwachungsstation und/oder einem anderen Empfänger aus. Insbesondere weist die Kommunikationseinrichtung Sender und/oder Empfänger zur Satellitenkommunikation und einen GPS-Empfänger zum Bestimmen des Ortes auf. In particular, the "communication device" transmits and exchanges signals and data between the sensor device and a central monitoring station and / or another receiver. In particular, the communication device has transmitters and / or receivers for satellite communication and a GPS receiver for determining the location.
In einer weiteren Ausführungsform ist oder sind die Hydrophon-Anordnungen und/oder der Lagesensor über mindestens ein Kabel zur Stromversorgung und/oder Datenübertragung mit dem Auftriebskörper und/oder mit der Plattform verbunden. In a further embodiment, the hydrophone arrangements and / or the position sensor are or are connected to the buoyancy body and / or to the platform via at least one cable for power supply and / or data transmission.
Somit können die Bauteile der Sensorvorrichtung, welche unter Wasser angeordnet sind, insbesondere die Hydrophon-Anordnung und der Lagesensor von dem Auftriebskörper und/oder der Plattform mit Strom versorgt und die Daten zur Signalverarbeitungseinrichtung auf dem Auftriebskörper und/oder der Plattform übertragen werden. Thus, the components of the sensor device which are arranged under water, in particular the hydrophone arrangement and the position sensor can be supplied with power from the buoyant body and / or the platform and the data can be transmitted to the signal processing device on the buoyant body and / or the platform.
Um ein Verdrillen mit dem Ankerseil und/oder Befestigungsseil unter Wasser zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn das Kabel oder die Kabel an dem Auftriebskörper und/oder der Plattform unter leichter Zugspannung gehalten werden. In order to avoid twisting with the anchor rope and / or fastening rope under water, it is advantageous if the cable or cables are held on the buoyant body and / or the platform under slight tension.
Somit kann die elektrische Energie direkt von der Energiegewinnungseinrichtung oder von der Versorgungseinrichtung über ein Stromkabel zu den Verbrauchern unter Wasser, insbesondere der Hydrophon-Anordnung und dem Lagesensor, geführt werden. Thus, the electrical energy can be fed directly from the energy recovery device or from the supply device via a power cable to the consumers under water, in particular the hydrophone arrangement and the position sensor.
Des Weiteren können Steuerungsbefehle einer zentralen Überwachungsstation über die Signalverarbeitungseinrichtung mittels des Datenübertragungskabels an die Hydrophon-Anordnung weitergegeben werden und umgekehrt elektrische Signale der Hydrophon-Anordnung und/oder des Lagesensors und/oder anderer Messgeräte unter Wasser an die Signalverarbeitungseinrichtung übertragen werden. Des Weiteren können Satellitensignale von der Signalverarbeitungseinrichtung empfangen werden. Furthermore, control commands of a central monitoring station can be transmitted via the signal processing device by means of the data transmission cable to the hydrophone arrangement and conversely electric signals of the hydrophone arrangement and / or the position sensor and / or other measuring devices are transmitted under water to the signal processing device. Furthermore, satellite signals may be received by the signal processing device.
Damit die Sensorvorrichtung autark eine Peilung vornehmen kann, sind die mittels der Signalverarbeitungseinheit aufgenommenen akustischen Signale der Hydrophon-Anordnung auswertbar und/oder ist eine Detektion eines akustische Signale aussendenden Schiffes und/oder eine Peilung zu dem aussendenden Schiff durchführbar. In order for the sensor device to perform a bearing autonomously, the acoustic signals of the hydrophone arrangement recorded by means of the signal processing unit can be evaluated and / or a detection of a ship emitting acoustic signals and / or a bearing to the emitting ship can be carried out.
Somit wird eine Sensorvorrichtung bereitgestellt, welche mittels unter Wasser angeordneten Hydrophon direkt eine Entfernungsmessung und Peilung von Schiffen durchführen kann. Thus, a sensor device is provided which can perform directly by means of submerged hydrophone distance measurement and bearing of ships.
Dadurch kann sie Sensorvorrichtung auch autark und autonom betrieben werden, wobei ein eigenständiges Lagebild der Umgebung erstellt werden kann. As a result, the sensor device can also be operated autonomously and autonomously, whereby an independent situation image of the environment can be created.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Überwachungssystem, insbesondere zur Überwachung von Schiffsverkehr in einem Küstengewässer, wobei das Überwachungssystem mindestens eine Sensorvorrichtung wie zuvor beschrieben aufweist. In a further aspect of the invention, the object is achieved by a monitoring system, in particular for monitoring shipping traffic in a coastal waters, wherein the monitoring system has at least one sensor device as described above.
Dadurch kann ein Überwachungssystem mit stationären Sensorvorrichtungen unter Wasser bereitgestellt werden. Zudem sind Luftfahrzeuge, Über- und Unterwasserfahrzeuge für die Funktion des Überwachungssystems nicht notwendig. Thereby, a monitoring system with stationary sensor devices under water can be provided. In addition, aircraft, over- and underwater vehicles are not necessary for the functioning of the monitoring system.
Durch die Sensorvorrichtung mit Hydrophon-Anordnung unter Wasser steht ein kontinuierliches Überwachungssystem mit langer Reichweite zur Verfügung. The sensor device with hydrophone arrangement under water provides a continuous monitoring system with long reach.
Insbesondere kann das Überwachungssystem mehrere Sensorvorrichtungen unter Wasser aufweisen, sodass bei langer Reichweite über jede Sensorvorrichtung ein entsprechend langer Küstenabschnitt überwacht werden kann. In particular, the monitoring system may include multiple sensor devices underwater, so that with long reach over each Sensor device a correspondingly long coastline can be monitored.
Hierbei können die vorverarbeiteten Daten der einzelnen Sensorvorrichtungen zusammengefasst und zu einem gemeinsamen Lagebild durch das Überwachungssystem verarbeitet werden. In this case, the preprocessed data of the individual sensor devices can be combined and processed into a common situation image by the monitoring system.
Folglich kann ein weitreichendes Gesamtlagebild des Schiffsverkehrs erzeugt werden. Consequently, a far-reaching overall picture of shipping traffic can be generated.
Das „Überwachungssystem“ dient insbesondere der Überwachung von Schiffsverkehr in einem Küstengewässer, wobei das Überwachungssystem mindestens eine Sensorvorrichtung aufweist. Insbesondere verarbeitet das Überwachungssystem die bereits durch die Sensorvorrichtung vorverarbeitete Daten um aus der Detektion/Identifikation der Schiffe und der Peilung ein gesamtes Lagebild des Küstengewässers zu erstellen. The "monitoring system" is used, in particular, for monitoring shipping traffic in coastal waters, wherein the monitoring system has at least one sensor device. In particular, the monitoring system processes the data already preprocessed by the sensor device in order to create an overall situation image of the coastal waters from the detection / identification of the ships and the bearing.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen Furthermore, the invention will be explained with reference to exemplary embodiments. Show it
Eine Sensoreinrichtung
Die Schwimmkugel
Unterhalb der Schwimmkugel
Die Hydrophon-Anordnung
Die Solarzelle
Zwecks Entfernungsmessung und Peilung unbekannter Schiffe empfängt die Hydrophon-Anordnung
Nach drei Monaten Betriebszeit registriert der Datenauswerterechner
Eine Sensorvorrichtung
Auf der schwimmenden Plattform sind oberhalb der Wasseroberfläche
An der Plattform
Oberhalb der Hohlkugel
Die Schlauchantenne
Über die Solarzelle
Aufgrund der 360°-Anordnung der Schlauchantenne
Die Datenauswerterechner
Die Sensorvorrichtungen
Die Sensorvorrichtungen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 101101
- Sensorvorrichtung sensor device
- 102102
- Betonklotz concrete block
- 103103
- Kette Chain
- 104104
- Schwimmkugel floating ball
- 106106
- Halterung bracket
- 107107
- Hydrophon-Anordnung Hydrophone array
- 108108
- Piezokeramische Schallwandler Piezoceramic transducers
- 109109
- Gyroskop gyroscope
- 110110
- Solarzelle solar cell
- 111111
- Batterie battery
- 112112
- Datenauswerterechner Datenauswerterechner
- 113113
- Satellitenkommunikation satellite communications
- 114114
- Stromkabel power cable
- 115115
- Datenübertragungskabel Data transmission cable
- 120120
- Meeresgrund seabed
- 121121
- Wasseroberfläche water surface
- 201201
- Sensorvorrichtung sensor device
- 202202
- Schwerkraftfundament Gravity Foundation
- 203203
- Stahldraht steel wire
- 204204
- Hohlkugel hollow sphere
- 205205
- schwimmende Plattform floating platform
- 206206
- Schlauchantenne hose antenna
- 207207
- Unterwassermikrophon-Anordnung Underwater microphone arrangement
- 208208
- Piezokomposit-Schallwandler Piezo composite transducers
- 209209
- Gyroskop gyroscope
- 210210
- Solarzelle solar cell
- 211211
- Batterie battery
- 212212
- Datenauswerterechner Datenauswerterechner
- 213213
- Satelittenkommunikation Satelittenkommunikation
- 214214
- Stromkabel power cable
- 215215
- Datenübertragungskabel Data transmission cable
- 216216
- Befestigungsseil fastening rope
- 220220
- Meeresgrund seabed
- 221221
- Wasseroberfläche water surface
- 331331
- Sensorvorrichtung sensor device
- 340340
- Küstenlinie shoreline
- 341341
- Sensorvorrichtung sensor device
- 342342
- Küstengewässer coastal waters
- 350350
- Containerschiff Container Ship
- 351351
- Sensorvorrichtung sensor device
- 360360
- Bulker Bulker
- 370370
- Überwachungsstation monitoring station
Claims (11)
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