DE1516661A1 - Radio-akustisches Ortungssystem zur Bestimmung der Lage einer schwimmenden Anlage oder eines Unterwasserfahrzeugs - Google Patents
Radio-akustisches Ortungssystem zur Bestimmung der Lage einer schwimmenden Anlage oder eines UnterwasserfahrzeugsInfo
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Description
p* Igen Miw
n* ~ 1 5 j 6 0 Q J
19 1·
11ΛΛ
PRANCAIS DU PETROIjE, DES OARBURANTS ET
LUBRIFIANTS,
1 * 4, Avenue de Bois-Preau, 92 RUEIL MALM4IS0N
1 * 4, Avenue de Bois-Preau, 92 RUEIL MALM4IS0N
Radio-akustisohes Ortungssystem zur
Bestimmung der Lage einer schwimmenden
Anlage oder eines Unterviasserfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein radio-akustisch.es Ortungssystem
unter Verwendung von Seebaken mit Aussendung von elektromagnetischen
Antwortsignalen auf eine Abfragung durch
Ultraschallsignale hin, das es ermöglicht , die Lage
einer beweglichen Anlage, beispielsweise einer schwimmenden Anlage oder eines Unterwaeserfahrzeugs, in Bezug auf
ortsfeste Bebakungszeiohen festzustellen.
Es sind bereits radio-afcustisehe Seeortungssysteme bekannt,
die eine Gruppe von an der Wasseroberfläche .befindlichen,
sogenannten "Schallboden" aufweisen, von denen jede alt
einem Ultraschallempfänger ausgestattet ist, der unter der Wasserlinie der Boj· liegt, sowie nit einem Funkiemder,
der mit diesem Empfänger »o zusammenwirkt, dass er als
Echo auf den Empfang von Ultrasohallsigaalen duroh
BAD OfHGiNAt \ 7
. den SepfInfer der Bojt ele"ktro»agne tische WtHfl lib·? d*r
Wasseroberfläche aussendet.
• -
Bei derartigen Syst···· gehört su der BestiBBaag der lag·
eiaer beweglichen Anlage, beispielsweise eine« Schiff·,
die AusSendung τοά Ultra·chall-Abfragesignalen la Wasser
von der Anlage aus und die Markierung des Sendeeeitpunkt·
jedes dieser Signale.
Bas UltrasohalIbignal wird von dem Empfänger jeder der
Schallbojen empfangen, und ihm entspricht die Aussendung eines Antworteignais auf elektromagnetischem Wege durch
jede der Bojen, wobei jedes dieser Signale Kenneeichen (beispielsweise die SrSgerfrefuenz) aufweist,welche der
Boje sugeordnet sind, von der es ausgesendet wird. Die verschiedenen einem gleichen Abfragesignal entsprechenden
Antwortsignale werden auf der Anlage empfangen, und ihre
jeweiligen Empfangszeitpunkte werden aufgezeichnet. Man leitet daraus die. Entfernungen zwischen der Anlage
und jeder der. verschiedenen Bojen in einem bestimmten Zeitpunkt ab.
Zu den verschiedenen Nachteilen der Systeme dieser Art gehört insbesondere die Ungenauigkeit der lag· jeder
Schallboje· Jede Sohallboje ist näalich durch eine leihe
mit einea auf dem Grundaufliegenden Gewicht verbunden
und kann sich daher in bestimmten Grenzen unter der Einwirkung
• '..-- - der
«( 100040/0226
INllttt, 4·γ ¥ia4· aod dtr Ströeuof·α auf der Waiitrtttrflatfet Ytrtckitben* Wegen dieser Uaf enaulgkeit slid
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I«ft tlatr ttvtgliohen Anlage in sehr engen Gtrtnstn aufrtoht-■tttrbmltta, iaibttoadtrt bti Burohftlhruaf το η Uattr««titr~
Ton di*e*r Anlage tat.
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auf· It ttrWtfidtt ntai$tttnt eine Btbakaogttinhtit«dit
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itt, tat eint fette Lage auf de· öruad odtr inuneitttlbartr
MIhI dtt ttrandtB hat» und in Verbindune nit dietea Hydrophon
einen Oberfitehensendtr für elektromagnetische AntworitLgnale,
dtr la tint Boje tingtbaut itt, weicht mit dtm Hydrophon
imroh «la Kabtl rerbundea ist, dat tltktritoht leittr
tnthmlt.
Sit btwtglloht Anlage, deren Lage festgestellt werden toll,
(Obtrflachenanlage odtr Unttrwatttrfahr«tug) enthält tinen
Stodtt iftr Ultraeeh*lliBpulief die τοη den Hytropken
tapfangea werden. ": ■'. - ■ . '
Hyfr#|bttt «a dta taftordatttn O^trfläehtnttader üttt ilt
tl*ktritohta itittr tiatn eltktritehei laytlt , wtlotttr dat
A^tttndtn tintt dta tnpfaagtntt Ültratchalliepult tnt-Bprtohtodtn elektroeafattitohtü Antwortsignal· tber dtr
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BAD ORK&NÄC
oberfläche liegt und in einer Messstation angeordnet ist.
Die Markierung des Empfangszeitpunkts dieses Antwortsignals, dient zur Bestimmung des Abstandes zwischen dem Hydrophon
und dem Ultraschallsender, da man den Sendezeitpunkt des
Ultraschallimpulses kennt. Dieser Sendezeitpunkt kann in der Messstation mit Hilfe einer elektrischen Kabelverbindung
zwischen dieser Station und dem Ultraschallsender oder auch über eine Funkverbindung zwischen der Messstation
und der die Ultraschallirapulse aussendenden beweglichen Anlage markiert werden.
Die Markierung des Sendezeitpunktsdes Ultraschallimpulses
kann im übrigen entfallen, wenn man mehrere (wenigstens drei) Bebakungseinheiten nach der Erfindung verwendet, und die
Zeitpunkte markiert, in. welchen an der Messstation die
elektromagnetischen Antwortsignale dieser verschiedenen Einheiten markiert werden, die auf den gleichen von der
beweglichen Anlage stammenden Ultraschallitnpiilo hin ausgesendet
werden, wie später angegeben wird. Die mit dem I'unkempf anger
ausgerüstete Messstation kann oich auf der beweglichen
Anlage oder an einer anderen Stelle befinden. Ihre lage
ist kaum von Bedeutung, solange sie in der Nähe der Bebakungseinheiten liegt, da die Laufzeit der Oberflächen-Jhmkwellen
auf jeden I'all gegen die Laufzeit der Ultraschallsignale
im Wasser vernachlässigbar ist..
Das erfindungsgeraässe System ergibt die ügenden Vorteile:
1. Die Aussendung der Ultraschallimpulse erfolgt von der schwimmenden Anlage oder von dem Unterwasserfahrzeug zum
909848/0226 6rlinä
Grund hin und nicht umgekehrt.Jas -.ist offensichtlich vorteilhafter,
die für. diese Aussendung erforderliche Energiequelle
an einer Stelle anzuordnen, ati der die'Energie leicht
verfügbar ist, anstatt sie am, Grund in Porm von Batterien
beschränkter Kapazität anzubringen, deren Erneuerung
schwierig ist.
2. Die Aussendung erfolgt von einer lärmerfüllfen Umgebung
aus (Schiff,Unterwasserfahrzeug), in der man aber über eine ausreichende Energie verfügt,·um einen annehmbaren
Störabstand des U]_traBchallimpul3e£j zu erhalten, und man
empfängt diesen Ultraschallimpuls in einer lärmfreien
Umgebung (am Grund), ohne dass eine Ultraschilsendung
zurück zu. der lärmerfüllten Umgebung stattfindet. .Dagegen
wäre es bei einer Ultraschallsendung vom G-rund zu der
lärmerfüllten Umgebung hin wegen der begrenzten leistung
eines bätteriegespeiateÄ Grundsenders schwierig, beim^
Empfang eineη ausreichenden Störabstand zu erhalten.
3. Da der Empfang des UltraschallsignalB am Grund erfolgt,
kann das empfangene Signal nicht durch parasitäre .
Reflexionen am Grund gestört werden, wie dies der Fall wäre, wenn der Detektor an einer Oberflächenboje angebracht
'909848/0220 BAD
4· Da die Aussendung des elektromagnetischen Antwortsignals
von einer Oberflächenboje aus erfolgt, ist der Antworte ignalsender
leicht zugänglich, beispielsweise zur Erneuerung der ihn speisenden Batterie oder zur Veränderung der
Kennzeichen des elektromagnetischen Antwortsignals, insbesondere zu dem Zweck, diesem Antwortsignal eine codierte
JBOrm zu geben, welche die lage des Hydrophons kennzeichnet,
dem der elektromagnetische Überflächensender zugeordnet ist.
5. Bei dem erfindungsgemässeri System wird die Ortung der
schwimmenden Anlage oder des Unterwasserfahrzeugs nicht
in Bezug auf oberflächenbojen durchgeführt, deren Lage
sich unter der Wirkung der Strömungen, der Gezeiten usw„
mehr oder weniger ändern kann, sondern in Bezug auf ein
oder mehrere Unterwasser-Hydrophone, welche feste Orte
am Grund oder in dessen unmittelbarer üuhe einnehmen.
Bei dem erfindungsgemässen System ißt die Verlagerung einer
uberflächenboje ohne Bedeutung, denn die Laufzeit der
elektromagnetischen Antwortgignale von der Oberflächenboje
zu der Messstation addiert zu der Laufzeit der Übertragung zwischen dem Hydrophon und der Boje über die elektrischen
Leitungen ist stets völlig vernachlässigbar gegen die Laufzeit
der Ultraschallimpulse von der schwimmenden Anlage oder dem Unterwasserfahrzeug zu dem Hydrophon, so dass diese letzte
Lafzeit durch das Zeitintervall zwischen der Ultraschallsendung
und- dem Empfang des entsprechenden elektromagnetischen
909848/0226 BADORlOiNAt
Antwortsignals gültig gemessen werden kann und dieser
Empfang Ton einer beliebigen Messstation aus erfolgen kann, die nicht notwendigerweise die bewegliche Sendestation
der Ultraschallimpulse iet5 vorausgesetzt, dass
diese Messstation keinen zu*grοssen-Abstand von den
Bebakungseinheiten hat, wie zuvor angegeben wurde.
Die Messstation kann auf der beweglichen Anlage selbst
angeordnet sein,oder im -Falle einer Flotte von Schiffen
und/oder Wasserfahrzeugen auf einem Zentralschiff, Μθ übrigen Schiffe können mit dem Zentralschiff über -elektrische
Kabel, verbunden sein, wenn man in der -Messfvtafcion den Sende-Zeitpunkt
jedes Steuerimpulses von einem irnterwaßserfalirzeug.
aus anteigen möchte, doch ist diese Verbindung nicht uner-■
lässlich, wenn man das später angegebene "DifferenEverfahreu"
anwendet.
Die Messstation kann auch eine ortsfeste Station sein,
analog einem leuchtturm oder einem Luftfahrtkoritrollturm,
welche von verschiedenen Behakungaeitüieiton nach der
Erfindung die 3?unkantwortQ.ignale empfängt, welche der
Aussendung des gleichen Ultraoohallimpuloes durch die
zu ortende bewegliehe, Station entsprechen, und die
Messstation berechnet-die L'ige der beweglichen Station,
auf Grund der jeweiligen EmxjfangsZeitpunkte dieser Funk '.-antwortsignale
und übermittelt auf dem Funkweg zu der beweglichen Station deren Lage.
Einß 9 09 8 A 8/022 6 —
Eine erste Anwendung des erfindungsgemässen Systems "besteht
darin, dass im Meer isolierte Bebakungseinheiten angeordnet
werden, von denen jede aus der Verbindung einer einen Punksender enthaltenden Oberflächen^boje und eines mit der Boje über ein
Kabel verbundenen versenkten Hydrophons besteht.Der genaue Ort, an welchem das Hydrophon versenkt worden ist, kann auf irgendeine
geeignete Weise nach der Versenkung bestimmt werden, worauf eine Einstellung des Oberflächen-Funksenders erfolgt, damit
dieser codierte Impulse in einer Form aussendet, welche die so bestimmte geographische Lage des Hydrophons kennzeichnet.
Eine zweite vorteilhafte Anwendung des erfindungsgemässen Systems besteht in der sehr genauen Bebakung eines Fahrwassers
durch Anordnung von Bebakungseinheiten «lach der Erfindung entlang jeder Seite des Fahrwassers.
Man bildet somit zwei Ketten von Hydrophonen und dementsprechend von zugeordneten Oberflächenbojen.
Jeder der Oberflächensender kann seine elektromagnetischen Antwortsignale in einem Code aussenden, der ihm zugeordnet
ist und beispielsweise den Ort des zugehörigen Hydrophone kennzeichnet. Man kann auch gleichartige elektromagnetische
Antwortsignal von den entlang der gleichen Seite des Fahrwassers
liegenden Bojen aussenden lassen, während die Bojender anderen Fahrwasserseite andersartige Antwortsignale aussenden.
Eine
909848/0226 BAD OBlGiNAL
Eine andere Anwendung der Erfindung bezieht sich auf die
Feststellung der jeweiligen Lage von verschiedenen schwimmenden
- Anlagen und/oder Unterwasserfahrzeugen von einer Messstation,
■beispielsweise einem Zenträlschiff aus unter Bezugnahme auf
mehrere Bebakungseinheiten nach der Erfindung. In diesem Fall
müssen Ultraschallimpulse von dem oder den Schiffen und dem oder den Unterwasserfahrzeugen aus in regelmässigen Intervallen
sequentiell'ausgesendet werden. Die elektromagnetischen Antwortsignale werden in der Messstation empfangen und zeigen somit
nacheinander die jeweiligen Lagen des bzw. der Schiffe und
des bzw. der Unterwasserfahrzeuge an.
Eine sehr wichtige Anwendung der Erfindung ist ihre Verwendung
in Kombination mit einem automatischen dynamischen Verankerungssystem.
Diese Anwendung soll nachstehend insbesondere beschrieben werden, wobei es selbstverständlich ösb-,dass die Erfindung
darauf nicht beschränkt ist.
Bekanntlich besteht das Verfahren der dynamischen Verankerung
einer beweglichen Anlage darin, dass diese Anlage an einem
gegebenen !Punkt der Wasseroberfläche allein durch die
Wirkung von wenigstens zwei Antriebsvorrichtungen festgelegt
ird, welche eine resultierende Schubkraft und ein resultierendes
Drehmmment von einstellbarer Stärke und Richtung erzeugen.
Ein
909848/0226
Jri '-
Ein System zur automatischen dynamischen Verankerung enthält im wesentlichen Einrichtungen, welche in Form elektrischer
Signale den Abstand zwischen der Ist-Stellung der beweglichen Anlage in einem gegebenen Zeitpunk't und der Soll-Stellung
dieser-Anlage bestimmen, eine elektronische Anordnung (mit dem allgemeinen Ausdruck "Rechenanordnung11 bezeichnet), welche
aus den so erhaltenen Stellungsdaten die Richtung und/oder die Stärke der Schubkräfte ableitet, welche die Antriebsvorrichtungen ausüben müssen, damit die schwimmende Anlage
in die Soll-Stellung gebracht wird und Regeleinrichtungen zur Hachregelung der Richtung und/oder der Stärke dieser
Schubkräfte entsprechend den von der xiechenanordnung gelieferten Werten.
Die den Abstand zwischen der Ist-Stellung der beweglichen Anlage in einem gegebenen Zeitpunkt und der Soll-Stellung
darstellenden elektrischen Signale bestehen beispielsweise
aus einer elektrischen Spannung, welche dem Unterschied zwischen dem gemessenen Kurs der Anlage und einem
eingestellten Kurs (Sollkurs) proportional ist, und aus zwei elektrischen Spannungen, welche die Koordinaten
χ und y iri einem^-Koordinatensystem darstellen, das
von einem Bezugspunkt am Grund aus mit der schwimmenden Anlage verknüpft ist.
Nach
909848/0226
Nach der Erfindung ist es möglich, ein System zur automatischen dynamischen Verankerung einer schwimmenden Anlage zu realisieren,
bei welchem die Einrichtungen zur Bestimmung der Stellung der Anlage folgende Teile enthalten:
a) eine Anordnung zur Aussendung von Ultraschallimpulsen kurzer Dauer im Wasser von der schwimmenden Anlage aus;
b) eine Anzahl von Ultraschall-Hydrophonen, welche durch
Ultraschallimpulsempfänger gebildet sind, die fest mit
Gewichten verbunden sind und die auf dem Grund oder in
unmittelbarer Nähe des Grundes angeordnet sind und beim
Empfang jedes von der beweglichen Anlage aus gesendeten
Ultraschallimpulses einen elektrischen Impuls erzeugen; jedes Hydrophon ist einem elektromagnetischen Oberflächen-Sender
zugeordnet, der an einer Boje angebracht ist, die
mit dem betreffenden Hydrophon über ein Kabel verbunden ist, das elektrische, leitungen zur Übertragung der
von dem zugeordneten Hydrophon erzeugten elektrischen
Impulse zu diesem Sender enthält; jeder elektromagnetische Sender ist mit Steuereinrichtungen versehen, welche das
Aussenden des Antwortsignals durch die vom zugeordneten
Hydrophon erzeugten und über die Leitungen übertragenen
elektrischen Impulse auslöst, so dass das Aussenden eines
elektromagnetischen AntwortBignals an der Oberfläche durch
jeden Sender von dem elektrischen Imx>uls ausgelöst wird, der von dem zugeordneten Hydrophon übertragen wird, sobald
/ ■ dieses
909848/Q226
BAD ORIGINAU
dieses einen Ultraschallimpuls empfangen hat, dem dann das betreffende elektromagnetische Antwortsignal entspricht;
c) eine Empfangsanordnung für elektromagnetische Antwortsignale,
die auf der beweglichen Anlage angebracht ist und einen Diskriminator für die von den verschiedenen elektromagnetischen
Oberflächensenäsrn stammenden Antwortsignale
enthält;
d) die Anordnung zur Jlussendung von Ultraschallimpulsen
und die Empfangsanordnung für die entsprechenden elektromagnetischen
Antwortsignale sind auf der beweglichen Anlage mit Einrichtungen verbunden, welche, in einem mit den auf
dem Grund angeordneten Hydrophonen verbundenen absoluten geographischen Koordinatensystem die horizontalen Koordinaten
X und Y des von dem UltrascbaMimpulssender eingenommenen
Punktes der beweglichen Anlage als Funktion der Zeitpunkte bestimmen, in welchen auf der Anlage die elektromagnetischen
Antwortsignale empfangen werden, die von den verschiedenen Oberflächensendern entsprechend einem gleichen, von der
beweglichen Anlage stammenden Ultraschallimpuls ausgesendet werden;
e)gegebenenfalls eine Anordnung klassischer Art, die es ermöglicht,
die absoluten Koordinaten X, Y in entsprechende relative Koordinaten
x, y in Bezug auf ein mit der beweglichen Anlage verknüpftes Koordinatensystem umzuformen.
Die 909 84 8/0226
BAD OR(QiNAt,
Die Erfindung wird nachstehend beispielshalber insbesondere
.für den lall, ihrer Anwendung bei der automatischen dynamischen
•Verankerung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
lig.2 einen Teil eines zweiten Ausführungsbeispiels der
Erfindung,
lig.3 ein Ausführungsbeispiel,bei welchem die Hydrophone
an einem starren Sockel angebracht sind,
Pig-. 4 ein Blockschaltbild der elektrischen Schaltungen, welche
die schwimmende Anlage bei der Anwendung de3 ersten
Ausführungsbeispiels der .Erfindung- bei einem System
zur automatischen dynamischen Verankerung dieser Anlage aufweist und
Fig.5 die KoordinatentransformatiOn, mit welcher&ie Angaben
des erfindungsgemässen Systems auf ein mit der schwimmenden
Anlage verknüpftes Koordinatensystem übertragen werden.
Bei dem in Fig.1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf
dem Grund vier Hydrophone EL , H2, H,. H. angeordnet.
Diese Hydrophone werderi dadurch in ,ihrer Lage gehalten,
dass sie an G-ewichteh befestigt sind., und sie liegen bei
dem dargestellten Beispiel im wesentlichen auf den Ecken
eines Quadrat!» -
909840/0228
BADORiGlNAt.
Den Hydrophonen.sind Oberflächenbojen B1, B9, B,,, B zugeordnet,
von denen jede mit dem zugeordneten Hydrpphon über ein
Kabel 1, 2, 3 bzw. 4 verbunden ist, welches elektrische Leiter enthält, die das Hydrophon mit einem in der Boje untergebrachten
Funksender, verbinden.
Eine schwimmende Anlage bzw. .ein" Schiff N enthält einen
Ultraschailsender (Sonar-Sender) E, der in regelmässigen
Intervallen (beispielsweise von 1 Sekunde) Ultraschallimpulse kurzer Dauer (beispielsweise von einer Millisekunde) aussendet.
Jeder dieser Impulse wird von der Gruppe von Hydrophonen E,,
Hn)H,, H. empfangen, von denen jedes zu der zugeordneten
Boje beim Empfang des Ultraschallimpulses einen elektrischen Impuls über das das Hydrophon mit der Boje verbindende
Kabel überträgt.
Der Empfang dieses Impulses in der Boje löst auf irgendeine an sich bekannte Weise das Aussenden eines elektromagnetischen
Antwortsignals an der Oberfläche durch den Funksender der Boje auf einer für die betreffende Boje kennzeichnenden
Trägerfrequenz aus.
Dieses Antwortsignal breitet sich in der Luft bis zu dem Schiff U aus, wo es von der Antenne S aufgefangen und zu einem
Funkempfänger geschickt wird, nachdem es durch einen Diskriminator von an sich bekannter Art hindurchgegangen ist, welcher
die Hydrophon-Bojen-Anordnung, weicherer Ißipuls entspricht,
nach
909848/0226
BAD #&
'nach dessen Trägerfrequenz identifiziert. Bei diesem Beispiel
liegt also die Messstation auf dem Schiff seihst.
Mit der allgemeinen Bezeichnung I wird das Zeitintervall
bezeichnet;, 4as zwischen der Ausseadung eines Ultraschallimpulses vom Schiff aus und dem Augenblick des Empfangs
des entsprecheaden elektromagnetischen Antwortsignals von der einem gegebenen Hydrophon zugeordneten Boje
aus verstreicht.
Wenn man mit T- ,Tp, T~, T. die Zeitintervalle bezeichnet,
welche den vier Hydrophonen für den gleichen tlltraschalliiopuls
entsprechen, und wenn man setzt:
kann man im wesentlichen schreiben:
Dabei ist c die AusbreitungsgeBchwindlgkeit des Ultraschalls
im "Wasser..
Da nämlich die Ausbreitungsgesehwindigfceit der elektrischen
Impulse in den Kabeln 1, 2, 3, 4 sowie die Ausbreitung0~
geschwindigkeit der elelrtromagnetiachen Antwortaignale an
der Oberfläche sehr gross gegen die Ausbreitungsgeöchwinaigfe
des Ultraschalls im Wassöi^sind, kann man annehmen, dass die
einem 48/Q22 6
BAD
einem gegebenen Ultraschallimpuls entsprechenden elektromagnetischen
Antwortsignale auf der schwimmenden Anlage empfangen werden, sobald dieser Ultraschallimpuls von
den verschiedenen Hydrophonen empfangen ist.
Gemäss einer ersten Ausführungsform bestimmt man die Differenzen oder "Verzögerungen" :
und Δ Ty = T2 * T
4.
Die Rechnung zeigt, dass im wesentlichen folgendes gilt, wenn r.j - r, sehr klein gegen H.. H, und r^, - r. sehr klein
gegen H2 H, sind:
X = ΚΔ T x
Darin sind X und Y die algebraisch gemessenen Entfernungen
zwischen dem Sender E des Schiffes und den mittelsenkrechten
Ebenen der Strecken H1 1L· bzw. H« H* , wobei X und Y kleiner
als obere Grenzwerte bleiben müssen, die ihrerseits klein gegen die ¥assertiefe sind.
Die Koeffizienten K bsw. Ef lauten:
909848/0226
B.
K, .0
H- Hp H
1 p
darin sind h die Wassertiefe und a = —* r,- b - «
2 (unter der Annahme, dass Ή, Hp E, H, ein Quadrat ist,
gilt a = b und K * Kf)-*
Falls Β*.'. Hp H, H. nicht genau ein Quadrat ist, stehen
die mittelsenkreehten Ebenen der Strecken HV Ή_ bzw,
Hp Ea nicht notwendigerweise senkrecht aufeinander, doch
liefert sogar in diesem Pail die Messung von /^ 1S ' und /\ T.
ein umkehrbar eindeutiges Koordinatensystem (X, Ϊ) des Punktes E,
Wenn ferner die mittelsenkrechten Ebenen der Strecken H. H^
bzw, S9 H. nicht senkrecht aufeinander stehen, ist es
..■■■■■« 4 ' . - ■■.■■■■■.■■... . ■■■"-■■
bei Kenntnis des Winkels OJ zwischen diesen beiden nilttel-Benkreehten
Ebenen möglich, auf sehr einfache Weise aus den Koordinaten X und X des Punktes E in diesem Ebenensystem
die Koordinaten X' und I1 des Punktes Ein dem rechtwinkligen
Ebenensystem zu bestimmen, welches die Winkelhalbierenden Ebenen des eräten Systems von Koordinatenebenen bilden.
Hierzu werden die folgenden Koordinatentransformationsformen
angewendetί
ΪΙ;=
Y - XL-2 coä
9 O BB 4 8/ 0226
Das vorstehende "Differenzverfahren" ermöglich den Fortfall
der AufZeichnung des Sendezeitpunktes des Ultraschallimpulses,
da;
worin t^, tp, t·*, t. die Zeitpunkte sind", an denen in der
Mess station Funkantwort signale empfangen werden, welche--der"
Aussendung eines gleichen Ultraschallimpulses entsprechen,
Gemäss einer anderen Ausführungsform bestimmt man die
Differenzen:-7 ' : '
(T1)2' - (T5)2 und (T2)2 - (T4)2
aus denen man die Koordinaten X und T des Punktes T in dem
System der mitfcelsenkrechten Ebenen der Strecken IL EL und'HpH
durch die folgenden Gleichungen ableitet;
Q2 (^
- 4
) o2(t| r
4a 4b
Darin haben a und b die zuvor angegebene Bedeutung,
Diese zweite Ausftihrungsform erscheint besonders in dem ,.,,
bereits angegebenen Fall geeignet, in welchem unter Bezugnahme auf ein System von mehreren Bebakungseinheiten nach der .
■ ■ Erfindung
90 9'8 4 8/02 28
Erfindung die Stellung eines mit einer Oberflächenanlage verbundenen Unterwasserfahrzeugs sowie die Stellung der
Oberflächenanlage selbst dadurch festgestellt werden sollen,
dass Ultraschallimpulse abwechselnd von der Oberflächenanlage
und von dem Unterwasserfahrzeug ausgesendet und auf der Oberflächenanlage die verschiedenen auf elektromagnetischem
Wege übertragenen Antwortimpulse empfangen werden. Die
Anwendung der zuvor angegebenen Formeln erübrigt nämlich
die Kenntnis der Wassertiefe unter der Oberflächenanlage
sowie unter dem Unterwasserfahrzeug.
Bei einer besonderen Ausftitarungsform der Erfindung verwendet
man wenigstens drei Bebakungseinheiten, deren Hydrophone auf den Meeresgrund an absolut beliebigen (jedoch nicht in
einer linie liegenden) Punkten in der Nähe des Punktes
versenkt sind, über welchem die schwimmende Anlage gehalten
werden soll.
Man misst ein für allemal die Zeiten Tq1, t 02» t 03 v" Toitrf
welche der UitraschallimpulB zum Erreichen der verschiedenen
Hydrophone braucht (wobei die Indices 1,2, 3... i.»■den
verschiedenen Hydrophonen Hy, H21 Hv ... H. .. entsprechen),
wenn das Schiff die Soll-Stellung einnimmt, welche mit H0
bezeichnet werden soll.
Wenn sich das Schiff von der Stellung NQ entfernt und
in eine Stellung N kommt, werden aus den zuvor gültigen
Antwortzeiten Tq1 , Tq2 ... Toi ... die Zeiten T|,- Tg.... T.
9,098/,8/0226 Es
Es seien mit X, Y die Koordinaten des Punktes K in Bezug auf
ein festes und willkürliches Koordinatensystem bezeichnet,
dessen Ursprung jedoch im Punkt N liegt. Wenn die Abweichung
W0IJ des, Schiffs unter einem Höchstwert liegt, der von der
geometrischen Anordnung der Hydrophone sowie von der lage
des Punktes NQ abhängt, kann man zeigen, dass die Koordinaten
X, Y des Punktes N lineare Punktionen der Werte /\, I1= T^- T i
sind:
χ = J1
Darin sind η die Zahl der Hydrophone und λ . bzw. u-j,
Koeffizienten, die von der geometrischen Anordnung der Hydrophone sowie τίοη dem Punkt N abhängen.
Die Messung der Differenzen ^ T^ in federn Zeitpunkt macht
es also möglich, wenn die verschiedenen Koeffizienten ^
und η . bekannt sind, die Koordinaten X und Y des Schiffs
unter der zuvor angegebenen Bedingung zu bestimmen, dass die Abweichung NK des Schiffs ausreichend klein ist.
Die Bestimmung der Koeffizienten ^ . uud ja. kann durch
Messungen und iiaclifolgende geeignete Berechnungen erfolgen,
ohne dass es erforderlich ist, die Anordnung der Hydrophone
genau zu kennen. Beispielsweise misst man einerseits die
Werte
909848/0226
1516861
Werte (A E.) η, welche einer Verschiebung NN-
1 O- u-
entsprechen, wobei Nn nördlich von NQ und in einer
bekannten Entfernung davon liegt, und andrerseits die
Werte (A Ti?)Ä, welche einer Verschiebung NN entsprechen,
ie oe
wobei N östlich von N0 und in einer bekannten Entfernung
davon liegt.I&bei sind die Verschiebungen N_N und NN
■ . on, ο β
die grösättöglichen, die aber kleiner als der zuvor angegebene Höchstwert sind. Die Werte A^ und ix^ sind
nicht lineare Ausdrücke dieser Werte (A !,·)„ uad
J- Ix :
Pig:.2 zeigt bei dieser Ausführungsform der Erfindung
und in dem Pail, dass drei Bebakungseinheiten verwendet
werden, das sehr einfache Eechengerät, das es ermöglicht,
die Abszisse X des Schiffes in einem beliebigen festen Koordinatensystem bei Kenntnis der Werte
Γ, zu
X = Y,. Δ; Tr + X2^ T2 + '
βί) 984 8/022·
AQist ein gegengekoppelter Operationsverstärker, und
die Koeffizienten λ*, ^2» ^3 werden mit Hilfe von
einstellbaren Widerständen in der dargestellten Weise eingestellt.
Bei einer anderen, in Pig.3 dargestellten Ausführungsform
der Erfindung verwendet man einen auf den Grund gelegten starren Sockel, an dem drei Hydrophone H0, Hx, Hy so
befestigt sind, dass sie an den Ecken eines rechtwinkligen, Ψ gleichschenkligen Dreiecks liegen, dessen Kathete die Länge
d hat, so dass sie ein rechtwinkliges Koordinatensystem mit dem Scheitel H definieren.
Diese drei Hydrophone sind elektrisch über ein Kabel mit
einer gemeinsamen Oberflächenboje B verbunden, die drei Funksender enthält, von denen jeder auf einer Frequenz
sendet, welche für das zugeordnete Hydrophon kennzeichnend ist.
Die erfindungsgemässe Bestimmung der Laufzeiten T0, T%f
T des Ultraschalls zwischen dem Schiff und den Hydrophonen
durch Messaug der Zeitintervalle zwischen der Aussendung
eines Ultraschallimpulses und den jeweiligen EmpfangsZeitpunkten
der drei von den drei Funksendern, der Boje stammenden elektromagnetischen Antworteignale auf dem Schiff ermöglicht
die Bestimmung der Koordinaten X und Y des Schiffe in dem
suror definierten Koordinatensystem (genauer die Koordinaten
der Projektion des Schiffs auf die Ebene dieses Koordinaten
systems). ■ ' V
Hierzu werden die folgenden Formeln verwendet:
X =
2d
Es soll nun an Hand von Fig.1-, 4 und 5 ein praktisches
Ausführungsbeispiel der -cirfindung beschrieben werden.
Eig.4 zeigt schematisch die Einrichtungen, welche auf
der schwimmenden Anlage eingebaut sind, wenn das zuvor
an Hand von Fig*1 erläuterte erste Ausführungsbeispiel
der Erfindung beispielsweise für die automatische
dynamische Verankerung angewendet wird, wobei vier Hydrophone IL,Hp, H,, U. im wesentlichen auf den
Ecken eines Quadrats angeordnet sind:
s H1H. = 2a
H2II4 = 2b
wobei im wesentlichen gilt: b = a.
wobei im wesentlichen gilt: b = a.
Ein !Taktgeber G steuert in an sich bekannter -Weise über
eine Leitung 5 die Aussendung von Ultraschallimpulseu
geringer Dauer (beispielsweise etwa 1 Millisekunde) im
in der Grössenordnung von 1 Sekunde)· ■ ,
Bei der Aussendung eines Ultraschallimpulses steuert der
!Taktgeber O über Leitungen 14» 15» 16, 17 die Löschung von
vier gleichen bistabilen Kippschaltungen b^, b2» b-, b..
Der Empfang des Ultraschallitnpulses durch die Hydrophone H1,
H2, H,, H. löst die Aussendung von entsprechenden elektromagstischen Antwortsignalen durch die in den Bojen B^, B2,
B-, Βλ (Pig.1) eingebauten Punksender aus. Es wird angenommen,
dass die Antwortsignale durch Impulse 1^, I2, I,, Ii gebildet
sind, mit denen Trägerfrequenzen moduliert sind, die jeweils für die zugeordnete Hydrophon-Bojen-Anordnung kennzeichnend
sind
Diese Impulse werden auf der schwimmenden Anlage über die
Antenne S von einer Empfangsanordnung R empfangen, die einen Diskriminator für die verschiedenen Trägerfrequenzen
enthält. .
Das Eintreffen der vorderen Flanke des Impulses I.. an der
Empfangeanordnung R wird in an sich tekannter Weise durch
einen positiven Rechteckimpuls ausgedrückt, der an der Klemme 6a dieser Anordnung erscheint. Dieser positive Impuls
wird über die Leitung 6 übertragen und betätigt die bistabile
Kippschaltung b|» die ein positives Rechtecksignal liefert,
909848/022*
das bis zu ihrer Löschung durch den !Taktgeber C .dauert.
Das Eintreffen der vorderen Hanke des Impulses I, wird durch
einen negativen Recheckimpuls ausgedrückt, der an der Klemme
7a erscheint, und dessen Amplitude den gleichen Absolutwert
wie die Amplitude des an der Klemme 6a beim Empfang des
Impulses I. erscheinenden Impulses hat.
Dieser negative Impuls wird über die Leitung 7 zu der bistabilen Kippschaltung b, übertragen, die ein negatives Recht-
eekslgnal liefert, welches die gleiche Höhe wie das von
der Kippschaltung b.| abgegebene Rechtecksignal hat und
bis zur Löschung der Kippschaltung b, durch den Taktgeber
dauert.
In %naloger Weise wird das Eintreffen der vorderen Hanke
des Impulses I^ durch einen positiven RecidBckimpuls ausgedrückt, der an der Klemme 8a der Anordnung R ersdeint
und über die Leitung 8 zu der bistabilen Kippschaltung bg
übertragen wird, an derea Ausgang er ein positives
Reohtecksignal erzeugt, und det Empfang der vorderen
Hanke des Impulses I* wird durch einen negativen Rechteck«
impuls ausgedrückt, dessen Amplitude den? gleichen AbaaLut«
wert wie der zuvor ermähnte Impuls hat» Dieser letzte Impuls
erscheint an der Klemme 9a der Anordnung R und wircH Über
die Leitung 9.au iäer bistabilen Kippschaltung b^ übartragen»
- die ein enteprecheniies negative» Rechtecksignal erzeugt·,
Wenn man unter diesen Bedingungen die Ausgangsklemmen 10
und 11 der bistabilen Kippschaltungen b.j und b~ miteinander
verbindet, werden die an diesen Ausgängen erzeugten Reohtecicimpulse
voneinander abgezogen , wodurch ein resultierender Rechteckimpuls entsteht, der positiv,NuLl oder negativ ist,
je nachdem,ob der Impuls I1 vor dem, gleichzeitig mit dem
oder nach dem Impuls I, ankommt, und dessen Breite dem
Zeitintervall ^X ^x proportional ist, das zwischen der
Ankunft der Vorderflanke des Impulses I1 und der Ankunft
der Vorderflanke des Impulses I_ verstreicht.
Dieses resultierende RechtecteLgnal wird in einen Operationsverstärker
Xa eingegeben, der eine Spannung abgibt, die dem Produkt aus der (die Verzögerung £$ 3? , darstellenden)
Breite dieses Rechtecksignals und dem am Potentiometer R1
eingestellten IBewertungskoeffizient P1 proportional dst,
wobei dieser Bewertungskoeffizient dem folgendenWert
entspricht:
HH,
Darin sinds a die Strecke —*■
Darin sinds a die Strecke —*■
Z ■■.■■:. ---...-■
h die Wassertiefe
ο die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Ultra schalls im Wasser.
9QS84Ö/Q22S
In analoger Weise erhält man durch Zusammenschaltung der
Ausgänge 12 und 13 der !bistabilen Kippschaltungen b2 und l·,
ein Rechtecksignal, dessen Breite proportional dem Zeitintervall jQ^ T zwischen dem Eintreffen der Vorderflanke des
Impulses I2 und dem Eintreffen der Vörderflanke des
Impulses I, ist.
Dieses Rechtecksignal wird in einen Operationsverstärker eingegeben, der eine Spannung abgibt, die dem Produkt aus
der (die Verzögerung J\^ T darstellenden) Breite dieses
.."."* ■ ■ .■■ -..■"■■( ■ - '"·'■. - ■■ : ■
Beviertungskoefflzient P2 ist, wobei dieser Bewertungskoeffizient dem folgenden Wert entspricht:
b ■; —/ftf a.
Die Ton den Operationsverstärkern A .und A. abgegebenen
Spannungen sind also den Koordinaten Σ bzw· Y des Schiffe
(genauer des in einer vertikalen Linie mit dem Ultraschallimpul-esender E liegenden Bezugspunkts 0 dieses Schiffs)
in dem festen System der mittelsenkreohten Ebenen der
Strecken H1 H- und Hg H- (Fig.1) proportional.
Die JübDluten Koordinaten X, Y der schwimmenden Anlage
in einem System fester Ebenen können in relative Koordinaten
x, y des gevtählten Festlegungspunktes in einem mit der
schwimmenden
schwimmenden Anlage verknüpften beweglichen horizontalen rechtwinkligen Koordinatensystem umgeformt werden, das
durch den Bezugspunkt 0 der schwimmenden Anlage geht, der als sein Drehpunkt angenommen wird.
Spannungen, die den Werten χ und y proportional sind,
können aus den von den Verstärkern A- und Ag aufgegebenen,
den Werten X und Y proportionalen Spannungen unter Verwendung eines Koordinatentransformators oder "Resolvers"
Rg von an sich bekannter Art (Pig.4) erhalten werden.
Zur Vereinfachung wird angenommen, dass die vier Hydrophone H1, Hg» H,, H, so angeordnet worden sind, dass die
Schnittlinien der mittelsenkrechten Ebenen der Strecken H1H, und H2H. mit der Wasseroberfläche sich in dem gewählten
Festlegungepunkt A schneiden, und dass ferner die Streckie _
H2H, in der Nord-Süd-Richtung liegt.
Sie Koordinatentransformationsformeln, welche den Übergang
von den Koordinaten X, Y zu den Koordinaten xt y ermöglichen,
lauten:
χ = - X sin θ + Y cos θ
y = - X cos θ - Y sin θ
Darin stellt θ den Kurs der schwimmenden Anlage dar·
Palis die Hydrophone H1, H2, H,, H, so angeordnet sind,
dass
90 98 48/022 6
dass die.Schnittlinie der mittelsenkrechten Ebenen der
Diagonalen H..H, bzw* H2 H. nicht vertikal ist, muss
eine Korrektur angewendet werden, um die Neigung dieser
Geraden in Bezug auf die Vertikale bei der Koordinatentransformation
zu berücksichtigen.
Bei der in Fig.4 dargestellten Schaltung wird mit den
von den Ters"fcärkern A^ und Ap abgegebenen Spannungen ein
Irägerfrequenzwechselstrom in den Modulatoren M0D1 bzw.
MOD2 moduliert, und die modulierten Ströme werden ■--den
zueinander senkrechten Statorwicklungen b5 bzw. b6
des Resolvers R« zugeführt.
Die Winkelstellung des Stators wird dem jEurs θ der
schwimmenden Anlage durch den'Motor M nachgesteuert, ;
der beispielsweise durch einen Kreiselkompass gesteuert
wird*· : - - ' .'■-■ -.-■""-■·■■■■-.- ■'-.-■■"■
Die an den Klemmen der beiden zueinander senkrecht
stehenden Rotorwicklungen b? und b8 ersöheinehden
¥echselspannungen liefern naoh dem Durchgang durch ■ ·
Deffiodülätiötis- und Pilteranordnungen Di bzw* D2 .
Ö-leichspannungeh, die den Koordinaten χ bzw* y proportionai
i3ind*Diese letzten Spannungen können von der
elektronisöhen Rechenänordnung eines dynamise
Verankerungssystems direkt verwertet werden*
late
nta nsprüohe
Claims (1)
- Pat e η t ä η s ρ r ü c h eRadio-akustisches Ortungssystem zur Bestimmung der lage einer beweglichen Anlage auf dem" Wasser von einer Messstation aus in Bezug auf wenigstens eine Bebakungseinhöit, die eine Unterwasserempfangsanordnung für von der "beweglichen Anlage im Wasser ausgesendete akustische Signale und eine Überwassersendeanordnung für elektromagnetische Antwortsignale enthält, wobei die elektromagnetischen Antwortsignale den von der Empfangsanordnung aufgefangenen akustischen Signalen entsprechen und ihre Aussendung beim Empfang eines akustischen Signals ausgelöst wird, und wobei die Sendeanordnung an der Wasseroberfläche angeordnet ist und mit einem in der Messstation angeordneten lunkempfanger für die Antwortsignale zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass · die Schallsignal-Empfangsanordnung der Bebakungseinhelt· " am Grund fest angebracht und mit der an der Wasseroberfläche befindlichen Sendeanordnung für elektromagnetische Signale elektrisch verbunden ist. ; . .2, Radio-akustisches Ortungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsanordnung der Bebaküngseinheit an einem auf dem Grund aufliegenden Gewicht fest angebracht und über ein leitendes Kabel mit einer Oberflächenboje verbunden ist, die mit der Sendeanordnung fürdie909848/0228die elektromagnetischen Antwortsignale ausgestattet ist.3. Badio-akustisches Ortungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch drei Bebafcungseinheiten, deren Empfangsanordnungen für akustische Signale an einem auf dem Grund aufliegenden starren Sockel so befestigt sind» dass sie auf den Ecken eines rechtwinkligen gleichschenkligen Dreiecks liegen, und dass die Empfangsanordnungen mit wenigstens einer Oberflächensendeanördnung für elektromagnetische Antwortsignale elektrisch verbunden sind.4. Radio-akustisches Ortungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Tier Bebakungeeinheiten, deren Empfangsanordnungen für akustische Signale im wesentlichen auf den Ecken eines Quadrats auf dem Grund angeordnet sind.5. Badio-akustisches Ortungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Bebakungsefnheiten, deren Empfangsanordnungen für akustische Signale auf dem Grund in zwei im wesentlichen zueinander parallelen, ein Fahrwasser begrenzenden Ketten angeordnet sind.909 8 48/0226Radio-akustisches Ortungssystem nach Anspruch 4, "bei welchem die Sendeanordnung jeder Bebakungseinheit so ausgebildet ist, dass sie Antwortsignale aussendet, welche die Einheit kennzeichnen, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Anlage eine Sendeinrichtung (0, E) enthält, welche in regelmässigen Intervallen akustische Impulse kurzer Dauer im Wasser aussendet, vier elektronische Kippschaltungen (b.. bis bj), von denen jede einer der vier Bebakungseinheiten zugeordnet ist und zwei Eingänge aufweist, von denen der erste mit der Sendeanordnung so verbunden ist, dass die ffippschaltungen bei der Aussendung eines akustischen Impulses gleichzeitig gelöscht werden, sowie einen Empfänger (R) , für die elektromagnetischen Antwortsignale mit einem Diskriminator für .die Antwortsignale mit vier Ausgangsklemmen (6a bis 9a), von denen jede einer der Bebakungeeinheiten zugeordnet und mit dem zweiten Eingang der entsprechenden elektronischen Kippschaltung verbunden ist, dass der Diskriminator so ausgeführt ist, dass er an jeder Ausgangsklemme beim Empfang eines von der dieser Klemme entsprechenden Bebakungseinheit stammenden Antwortsignals as Impfanger (R) einen Impuls erzeugt, dass die Impulse, welche an den beiden Klemmen eines Klemmenpaares (6a, 7a bzw. 8a, 9a) erzeugt werden, dass zwei an den Enden der gleichen Diagonale (Ep H3 bzw. Hg H) des Quadrats angeordnetenBebakungs einheit en909848/0226BebalcungseiTiheliien entsprechen, entgegengesetzte Polaritäten haben, dass die Ausgänge der den Klemmen des gleichen . Klemmenpaares zugeordneten Kippschaltungen (Ij1 ,; to,-'bzw.. to2, to.) miteinander und mit einem Operationsverstärker (A1 fÄo) verbunden sind, welcher im wesentlichen denIC. . ■ ■ . ■ I ■ .--'■■■-. -. ■ . 'V I ν. άVerstärkungsfaktor w W=V+ that, worin h die Wassertiefe,Nj a
a die halbe Diagonale des Quadrats und c die Austoreitungsgeschwindigkeit der Schallsignale im Wasser darstellen, ■ und dass die beiden mit den beiden Klemmenpaaren verbundenen Verstärker elektrische Ausgangsspannungen (Xf Y) erzeugen, welche die beiden Koordinaten der beweglichen Station in dem System der mittelsenkrechtett Ebenen der Quadratdiagonalen darstellen.7. Radio-akustisches Örtungssystem nach Anspruch 6, bei welchem die Empfangsanordnungen für akustische Signale in zwei von vornherein gewählten, zueinander rechtwinkligen Richtungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Anlage ferner ein Instrument zur Messung des Kurswinkels (θ) der. Anlage und einen Koordinatentranslormatör (Rg) enthält, der zwei zueinander senkrechte Statorwicklungen (bc, bg) » an welche die Ausgangsspannungen der beiden Operationsverstärker angelegt werden, und einen dein Kürswinkel (Θ) der Anlage in Bezug auf eine der gewählten Richtungen nachgeregelten Rotor aufweist und zwei recht- "." winklige Rotorwicklungen (b*,, tog).enthält, an dö3?e.n. . Klemmen zwei elektrische Spamlungen abgenommen Wird0.ti| die den Koordinaten (x* y) des Schnittpunktes (A) der Seimi1;"fc-\\. linie der toeidsn mittelsenkreöhten Etoeneißt mit dör Bbsnt äe* ~909848/0226• Koordinatensystem in einem mit der beweglichen Anlage ·• verknüpften Koordinatensystem proportional sind.8. Radio-akustisches Ortungsverfahren zur Bestimmung der Lage einer beweglichen Anlage auf dem Wasser von einer Messstation aus in Bezug auf zwei feste rechtwinklige Bezugsebenen mit Hilfe von zwei Paaren von Bebakungseinheiten, von denen jede eine Unterwassererapfängsanordnung für von der beweglichen Anlage im Wasser ausgesendete *■ akustische Signale und neine Überwassersendeanordnung für elektromagnetische Antwortsignale enthält, wobei die elektromagnetischen Antwortsignale den von der Empfangsahordnung aufgefangenen akustischen Signalen entsprechen j und ihre Aussendung beim Empfang eines akustischen Signals , ausgelöst wird, und wobei die Settdeanordnung an der Wasseroberfläche angeordnet ist und mit einem in der Messstation ' angeordneten Funkempfänger für die Antwortsignale zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass man die Empfangsanordnungen (IL, H,) des einen Paares von Bebakungseinheiten in einer der Bezugsebenen und die Empfangsanordnungen (Hg, H.) des anderen Paares in der anderen Bezugsebene derart anordnet, dass die EmpfangsanOrdnungen ί jedes Paares in gleichen Abständen von der das andere Paar enthaltenden Bezugsebene liegen, dass man im Wasser von der beweglichen Anlage aus ein akustisches Signal aussendet, dass man an der Hessstation die von den Bebakungseinheiten stammenden Antwortsignale empfängt,welche f# , 909848/0226welche diesem akustischen Signal entsprechen, dass man an der Messtation für jedes Paar von Bebakungseinheiten das Zeitintervall (£± Ιχ, ^ ■!_) zwischen den Empfangszeitpunkten der Antwortsignale der Bebakungseinheiten dieses Paares bestimmt, und dass man aus diesem Zeitintervall die Koordinaten der beweglichen Anlage in Bezug auf die beiden Bezugsebenen ableitet,9. Radio-akustisches Ortungsverfahren zur Bestimmung der Lage einer beweglichen Anlage auf dem Wasser von einer Messtation aus in Bezug auf zwei feste rechtwinklige Bezugsebenen mit Hilfe von zwei Paaren von Bebakungseinheiten, von denen jede eine Unterwasserenipfangsanordnung für von der beweglichen Anlage im Wasser ausgesendete akustische Signale und eine tiberwassersendeanordnung für elektromagnetische Antwortsignale enthält, wobei die elektromagnetischen Antwortsignale den von der Empfangsanordnung aufgefangenett akustischen Signalen, entsprechen und ihre Aussendung beim Empfang eines akustischen Signals ausgelöst wird, und wobei die Sendeanordnung an der Wasseroberfläche angeordnet ist und mit einem in der Messstation angeordneten Punkempfänger für die Antwortsignale zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass man die Empfangsanordnungen (H1, Hg) des einen Paares von Bebakungseinheiten in einer der Bezugsebenen und die jümpfangsanOrdnungen (Hg» H^) desanderen909848/02 2anderen Paares in der anderen Bezugsebene derart anordnet, dass die Empfangsanordnung jedes Paares in gleichen Abständen von der das andere Paar enthaltenden Bezugsebene liegen, dass man im Wasser von der beweglichen Anlage aus ein akustisches Signal aussendet, dass man an der Messstation die von den Bebakungseinheiten stammenden Antwortsignale empfängt, welche diesem akustischen Signal entsprechen, dass, man für jede Einheit (H1, B1; H2, B2,1 H5, B5,* H., Bj das Zeitintervall (T1, T2, T5 bzw. T.) zwischen dem Zeitpunkt des Empfangs des von der Bebakungseinheit stammenden Antwortsignals an der Messtation und dem Zeitpunkt der Aussendung des entsprechenden akustischen Signals durch die bewegliche Anlage bestimmt, dass man die Differenzen /" ( T1)2 - (T3)2 bzw. (T2)2 - (T4)2Jf der Quadrate der den Bebakungseinheiten jedes Paares entsprechenden Zeitintervalle bestimmt, und dass man aus diesen Differenzen die Koordinaten der beweglichen Anlage in Bezug auf die beiden Bezugsebenen ableitet.10. Radio-akustisches Ortungsverfahren zur Bestimmung der Lage einer beweglichen Anlage auf dem Wasser von einer Messstation aus in Bezug auf zwei willkürliche, durch eine Ursprungslage gehende feste Koordinatenachse mit Hilfe von wenigstens drei Bebakungseinheiten, von denen jede eine Unterwasserempfangsanordnung für von der beweglichen Anordnung im Wasser ausgesendete akustische Signale und eine Oberwassersendeanordnung fürelektromagnetische90984 8/0226elektromagnetische Antworteignale enthält, wobei die elektromagnetischen Antwortsignale den von der Ihnpfangsanordnung aufgefangenen akustischen Signalen entsprechen und ihre Aussendung beim Empfang eines akustischen Signals ausgelöst wird, und wobei die" Sendeanordnung an der Wasseroberfläche angeordnet ist und mit einem in der Messstation angeordneten 3?unkempfanger für die Antwortsignale zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass man die Empfangsanordnüngen (EL > EL, H, ....) der Bebakungs- „. einheiten an beliebigen, am Meeresgrund festliegenden Stellen anordnet, dass man die ersten Zeitintervalle (^0-J j ^02» ^o3 ##* ^ zwischen, der Aussendung eines akustischen Signals· von der beweglichen Anlage und > dem Empfang der entsprechenden, von den verschiedenen lebakungseinheiten stammenden Antwortsignale an der Messstation misst, wenn die bewegliche Anlage die Ursprungslage einnimmt, dass man die entsprechenden zweiten Zeitintersalle (ϊ,, L, IT^ .,.) für eine zweite lage der beweglichen Anlage misst, und dass man aus den verschiedenen Differenzen zwischen diesen zweiten und diesen ersten Zeitintervalleη die Koordinaten der zweiten Iiage in Bezug auf die Koordinatenachsen ableitet. ,909848/0228
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