DE2118300A1 - Verfahren zur Ermittlung der Abweichungen eines Schiffs von eine,m Bezugsort und Vorrichtung zu seiner Durchführung - Google Patents
Verfahren zur Ermittlung der Abweichungen eines Schiffs von eine,m Bezugsort und Vorrichtung zu seiner DurchführungInfo
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Description
FRÄBCAIS DU PETBOUS &KSRRömS ET LUBRIi1IAKa1
Reuil-Hslmaison, Jfrankreich
Verfahren zur lärai btimig der Abweichungen, eines Schiffs von
oiueia Beaugsorfe und Vorrichtung zu seiner Durchführung
üiß Ärfindung "betrifft die Positionierung eine« Seefahrzeuge
'gegenüber festen Punkten und richtet sich insbesondere darauf,
üb an einem vorbestimmten Ort su halten.
Ein besonderes .änwendungsgebiet der Erfindung besteht; C^rin,
ein Bcniff oder eine Bohrplattform vertikal über einem Bot*·«-
loch im Meer zu halten»
Das Halten eines Schiffes an einem festen gewählten Ort wird
entweder durch eine statische Verankerung mit Ankern und Ketten oder durch eine sogenannte "dynamische" Verankerung
erreich·;, die darin besteht, es in Ausgangslage zu halten oder in diese mit Hilfe von Antriebseinrichtungen rückzufuhren.
Di», Abweichungen des Schiffs werden meist gegenüber ein oderc mehreren. Testen getauchten Punkten mittels Ultraschall
ermittelt a&er indem man ein F-panndrahtinlclinometer baw.
(iinon Bpaiinclrahtneigungsmessor verwendet» Die Vorrichtung um-
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faßt einen gespannten Draht zwischen einem festen getauchten
Punkt und dem Fahrzeug sowie Einrichtungen zur Ermittlung der Größe und der Bichtung der Neigungen, die der Draht annimmt,
wenn das Schiff aus einer Bezugslage abweicht.
Bis Genauigkeit dieser Art von Vorrichtung nimmt mit zunehmender
Vassertiefe ab. Auf einer relativ großen Tiefe hört die
Krümmung des Fadens unter dem Einfluß seiner Masse auf, einen vernachlässigbaren Einfluß zu haben, und die Neigung, die er
annimmt, ist nicht mehr proportional zu den Abweichungen des Schiffs.
Die am häufigsten verwendeten Verfahren zur Ermittlung der Abweichungen mittels Ultraschall bestehen darin, die Fortpflanzungszeiten
für Ultraschallimpulse zwischen dem Schiff und den Bezugspunkten zu bestimmen. Eine Verwirklichungsform
ist ζ. Β» darin zu sehen, an einem bekannten Ort einen Ultraschallimpulse
sendenden Geber zu tauchen und die ausgesandten Impulse beispielsweise mittels dreier Hydrophone zu empfangen,
die an den drei Spitzen eines rechtwinkligen Hahmens befestigt
sind, der wiederum am Schiffsrumpf angebracht ist. Ein Heebner an Bord bestimmt die Lage des Schiffs, ausgehend
von den Unterschieden zwischen den Ankunftszeiten der Impulse an den drei Hydrophonen.
Andere Verwirklichungsformen bestehen umgekehrt darin, Ultraschallimpulse
vom Schiff aus zu senden und sie mit Hilfe mehrerer getauchter Hydrophone zu empfangen, die in festen
Positionen gegenüber dem Meeresboden gehalten sind. Die Hydrophone werden am Kopf eines polyedrischen Rahmens angeordnet,
der auf den Boden gesetzt ist, oder sie werden an mehrere bekannte Orte verteilt. Die Fortpflanzungszeiten für die Ultraschallimpulse
werden auf das Schiff, beispielsweise durch Oberflächenbojen, übertragen, die mit den Hydrophonen verbun-
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den sind und radioelektrische Sender enthalten* Die Fortpflanzungszeiten
können auch bestimmt werden, indem man an bestimmten Orten Baken oder Seetonnen,. welche Reflektoren
unterschiedlicher Art und Form tragen, anordnet, welche gegen das Schiff füx* ^ede von ihnen charakteristische Echos zurückschicken»
Die Dauer des Hin- und Rückweges der Impulse ermöglicht es, die das Schiff von jeder der Baken trennende
!Entfernung auszumachen.» . .
Der Hauptnachteil der genannten Verfahren liegt in der Schwierigkeitc die Eingangsaugenblicke der ausgesandten Impulse
aufgrund der starken Störung zu bestimmens,die durch
erzeugte Geräusch das vom Fahrzeug oder der Bohrplattform/hervorgerufen wurde,
und aufgrund der Störreflektionen, die das Orten der direkten Ankunft der Impulse unsicher machen«. Darüber hinaus
werden die ausgehend von den Laufzeitabweichungen vorgenommenen Berechnungen in BOrm von absoluten Entfernungsabweichungen
geliefert, die nicht immer leicht durch die Automa~ tik- oder Handsteuereinrichtung auswertbar sind, die das
Schiff in seine Ausgangslage rückführen sollen.
Erfindungsgemäß soll nun ein Verfahren vorgeschlagen werden,
ein Seeschiff in einer vorbestimmten Stellung zu halten, in der die Messungen der Positionsabweichungen nicht mehr ausgehend
von Impulsen, sondern durch Kessung der Änderungen der Phasenverschiebungen einer Welle vorgenommen werden, die
kontinuierlich ausgesandt und durch mehrere Hydrophone empfangen wird* wobei die Positionsabweichungen in Form von
Inkrementen mit quantifizierten, leicht auswertbaren Werten geliefert werden*
Pas Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es, die Abweichungen eines Schiffs ia der Nähe einer gewählten Lage bezüglich
eines getauchten Bezugsortes zu bestimmen, wo mehrere
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Druckgeber in vorhar festgelegter iage bezüglich einander angeordnet
sind*
Dieses Verfahren besteht zunächst darins ausgehend vom Fahrzeug
und kontinuierlich akustische Weilen auszusenden,, welche durch Geber empfangen und durch diese in elektrische Signale
umgeformt wurden* Man ermittelt dann die kontinuierlichen Abweichungen
der Phasenunterschiede der durch die Geber empfangenen
Wellen, wenn das Fahrzeug sich in der Kähe der gewählten
Position verschiebt«, Diese Ermittlung umfaßt eine .Kombination
elektrischer Signale, die aus wenigstens einer Geberanordnung mit wenigstens zwei Paaren von Gebern mit einem gemeinsamen
Geber austreten» Die Geber sind derart ausgebildet, daß die durch diese Paare gebildeten Richtungen nicht fluchten=
Das !'erfahren nach der Erfindung ermöglicht es, die Verschiebungen
des Schiffs in der Hähe dieser Ausgangsposition.
zu bestimmen^ ohne daß dessen Ort oder Azimut bezüglich der
Bezugsortes notwendigerweise bekannt sein müStec
Zur zweckmäßigen Durchführung des Verfahrens formt nan. die
kontinuierlichen Phasenanderungen in eine Folge von Phasenverschiebungsschritten
konstanten Viertes um«.
Die Schritte oder Inkremente werden an eine auf dem .Schiff
angeordnete Zähleinrichtung übertragen» Die Rückkehr in Ausgangsstellung
im Falle einer Abweichung itfird erhalten? indem
man das Schiff in geeignete Richtungen manövriert, um die gebuchten bzw* berechneten Phasenverschiebungsänkremeiite au
null zu machen=
Nach einer ersten abgeänderten Ausführungsform des Verfahren«.
ordnet man wenigstens drei Druckgeber am eetauehten Ort ar.u
auB wenigstens zwei
auB wenigstens zwei
Man nimmt eine Kombination von ^e zwei/ Geberpaaren austretenden
Signalen vor, die aus drei getauchten Gebern gebildet
1 0 9 8 A 4712 4 7
♦21183QQ
werden·
Nach einer zweiten bevorzugten Auaführungsform der Erfindung
ordnet man in der Bähe äes getauchten Bezugsortes wenigstens vier Geberanordnungen aiu die jeweils aus mehreren, im wesentlichen
längs einer vertikalen Richtung angeordneten Gebern gebildet sind und die auf Niveaus mit regelmäßigem Abstand
angeordnet sind«, Die Geber öe^es Niveaus befinden sich
so in einer iia wesentlichen horizontalen Ebene. Man ermittelt
dann die Schwankungen in den Phasenverschiebungen der empfangenen Wellen, indem man für die Geber äedes Niveaus eine
Kombination von Signalen, die jeweils aus zwei nicht-fluchtenden oder nicht-ausgerichteten Geberpaaren mit einem gemeinsamen
Geber stammen, mit den Signalen vornimmt, die aus einem Bezugsgeber austreten«.
Die Durchführung dieser zv/eiten Verfahrensvariante ist besonders
einfach und ermöglicht es, der Phasenverschiebungsinkrementierungseinheit
eine relativ kleine Oberflächenverschiebung entsprechen zu lassen, selbst wenn die Dicke der
Wasserschicht sehr groß ist. Die Abweichungen des Schiffs werden so mit sehr großer Genauigkeit ermittelt.
Nach dem Verfahren der Erfindung wird die Übermittlung der Anzahl der ermittelten Phasenverschiebungsinkremente an die
auf dem Fahrzeug vorgesehene Zählereinrichtung durch eine
kodierte Emission akustischer Impulse sichergestellt, die, ausgehend von einem getauchten Wandler, erneut ausgesandt
und durch einen Druckgeber aufgenommen werden, der auf dem Fahrzeug angeordnet ist«, Diese Art der Üb ertragung ist vorteilhaft,
da nur eine einfache und wenig komplizierte elektronische Vorrichtung notwendig ist» Darüber hinaus ist es
nicht notwendig, den Druckgeber auf einer stabilisierten Plattform zu installieren. Der Empfang erneut ausgesandter
- 6 1 O 9 8 4 A / 1 2 U 7
Impulse bleibt zufriedenstellend trotz der Verschiebungen des
Schiffs unter dem Einfluß der Dünung«.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun anhand
der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden? in
denen
Fig., 1 schematise!! ein Schiff erkennen läßt, das an
einem gewählten Ort bezüglich eines getauchten Bezugsortes sich befindet, an dem vier
Geber nach der ersten Ausführungsform der Erfindung
angeordnet sind?
Fig. 2 zeigt schematisch die Vorrichtung zur Eurehführung
der ersten Variante zu diesem Verfahren ?
3?ig. 3 zeigt die Position des Empfangssystems der
kontinuierlichen Dimctwellen für den besonderen
Pail, wo das Schiff sich in seiner Ebene
befindet;
Pig» 4- zeigt die Projektionen des Verschiebevektors
des Schiffs auf den die Druckgeber verbindenden Achsen-;
Fig. 5 zeigt im allgemeinen Pail das durch die einander
kreuzenden Linien gleicher Phasenverschiebung gebildete Hetz für Kombinationen
der elektrischen Signale, die durch Anordnungen verschiedener Geber erzeugt wurden j
Pig. 6 zeigt schematisch die Position des Fahrzeugs bezüglich einer Anordnung von vier G-ebern
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nach der zweiten Variante des Verfahrens;
Fig. 7 zeigt die Vorrichtung zur Durchführung der aweiten Variante des Verfahrens;
Fig. 8 zeigt das Netz von Linien gleicher Phasendifferenz,
das man bei Anwendung der zweiten Variante des Verfahrens erhalten hat;
Fig. 9 zeigt eine besondere Anordnung der Geber, die es ermöglichen, die Genauigkeit zu steigern,
indem man das Netz der Linien gleicher Phasendifferenz nach Fig. 8 enger zieht;
Fig. 10 zeigt eine erste Variante der Vorrichtung
nach Fig. 7, die es ermöglicht, die Genauigkeit in der Bestimmung der Position des
Schiffs wachsen zu lassen;
Fig. ΊΟΑ zeigt eine Ausbildung von Verzögerungselementen
nach einer zweiten Variante der Vorrichtung nach Fig. 7, die geeignet ist, die Genauigkeit
steigen zu lassen.
Aus Fig. Λ erkennt man, daß das Schiff eine Einrichtung 1
trägt, welche in kontinuierlicher Weise ültraschsllwellen bei
einer gewählten Frequenz abgibt, die ein Eindringen der Wellen in die Wasserschicht über mehrere Kilometer erlaubt. Die
ausgesandten Wellen werden durch eine Vorrichtung mit vier Gebern h,,, hg, h, und h^ empfangen, die auf einem polyedrischen
Gestell ausgebildet sind, welches sie bezüglich einander in den vorbestimmten Lagen hält. Dieses Gestell wird in
der Nähe des Meeresbodens durch eine Bake oder Seetonne 2 gehalten, die vorher auf den Boden gesetzt und durch das Schiff
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getaucht wurde.
üach einer anderen nicht-dargestellten Ausführungsform können
die Geber beispielsweise auf einer an einem Kabel fixierten Plattform angeordnet sein, welches zwischen einem auf dem Bo~
den angeordneten Befestigungselement und einer Oberflächenbo^e
gespannt wird.
Die Seetonne umfaßt ein später zu beschreibendes elektronisches Gerät, welches einmal Phasendifferenaen mißt, sie in
elektrische Impulse umformt und in Form kodierter Ultraschallwellen umwandelt, die anschließend gegen das Schiff über
einen Geber oder (Cransduktor 3 erneut ausgesandt werden. Ein
omnidirektionelles Hydrophon 4-, das am Rumpf des Fahrzeugs
aufgehängt ist» fängt die kodierten, erneut ausgesandten Wellen
ein, die in einer geeigneten Vorrichtung bekannter Art, die nicht dargestellt ist, demultiplexiert werden. Die dekodierten
Phaseninkremente können beispielsweise in einer K.oordinatenweohslervorrichtung
an sich bekannter Art verwendet werden, welche Inkremente entsprechend an das Fahrzeug gebundener
Achsen erzeugen und die dann in einem Rechner verarbeitet werden^ welcher die Steuerbefehle der Antriebe beaufschlagt,
welche das Schiff in Ausgangslage rückführen. Beispielsweise
kann man als Koordinatentransformationseinrichtung
diejenige verwenden, die in der deutschen Patentanmeldung P 20 48 352«? (entsprechend Frankreich 69 33 777 vom 2. Oktober
1969) beschrieben ist, wobei der Titel dieser Anmeldung lautet; MY@pfaaren zur Bestimmung der von einem Fahrzeug
durchlaufensa, Bahn, deren Änderungen in Form von Inkrementen
bezüglich ©ines Systems mit festen Achsen geliefert werden,
sowie Vorrichtung zu seiner Durchführung".
Nach der in Fig« 2 dargestellten Vorrichtung ist ^eder Druck-'
geber h^, h2S Iu und h^ mit einem Verstärker 5A, 5B, 50 bzw.
„ 9 „ 109844/1247
5D verbunden. Die vier Verstärker verstärken und filtern die
Signale entsprechend den kontinuierlichen, empfangenen Druckwellen
in einem ausreichend breiten Band, um dem eventuellen Dopplereffekt Rechnung au tragen» Eine bekannte Verstärkersteuer einrichtung, die automatisch oder programmiert sein
kann, hält das Niveau der Signale am Eingang in die Amplitudenbegrenzer 6A, 6B, 60 bzw. 6D konstant, die jeweils mit den
Verstärkern 5A, 5B, 50 und 5D verbunden sind. Die Begrenzer
begrenzen die Signale in der Spitze und vermindern den Einfluß der durch die Störungen hervorgerufenen Amplitudenmodulationen.
Die durch die Verstärker J? und die Begrenzer 6 gebildeten Anordnungen
sind für die Vorrichtung nicht charakteristisch. Sie können beispielsweise durch logarithmische Verstärker
oder durch Phasenservoschleifen ersetzt sein.
Die verstärkten und begrenzten Signale werden dann in ein*
Anordnung von Spannungsmultiplikatoren 7, 8, 9 und 10 an sich bekannter Art kombiniert, welche auch mit "Synchrondemulatoren"
oder "Phasenkomparatoren" oder "ausgeglichenen Modulatoren"
oder "JTrequenzwandlern" bezeichnet sind. Diese Multiplikatoren
sind Jeweils mit den Ausgängen der Begrenzer 6B und 6C, 6A und 6O1 6B und 6D bzw. 6A und 6D verbunden.
Diese Demodulatoren multiplizieren die Signale zu ^e zweien,
eliminieren die Hochfrequenzkomponente und restituieren den
Kosinus der Niederfrequenzsignale. Jeder Demodulator 7» 8, 9
und 10 ist mit einer Kette verbunden, die gebildet wird; durch ein Niederpaßfilter 11A, 11B, 110 und 11D, welches die
.Reste der Modulation bei Hochfrequenz eliminiert; durch einen Nulldurchgangsdetektor von der Amplitude der Signale - 12A,
12B, 120 bzw. 12D - und einen Detektor für die Richtung des Nulldurchgangs der Amplitude eben dieser Signale 15A, 13B,
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150 bzw· 13D. Jeder Detektor erzeugt einen Impuls an einer
ersten Ausgangskiemme, wenn die aufgetretene Phasenverschiebung zwischen den aus dem Paar von Gebern stammenden Signalen
ma eine vorher festgelegte Größe sich erhöht hat. Im entgegengesetzten
Fall, wenn die Änderung der Phasenverschiebung aich um die letztgenannte Größe vermindert, erzeugt jeder
Detektor 15 an einer zweiten Ausgangsklemme einen PhesfmiibnahfaelmpulSe
Aus Zweckmäßigkeitsgründen wählt man die Einheit der Phasenverschiebung gleich IToder gleich 21Γ Badians.
Die Vorrichtung umfaßt im übrigen eine Anordnung zur Kodierung und zur kodierten Reemission von Ultraschall gegen das
Schiff. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die acht Ausgangsklemmen der vier Detektoren 13A, 13BS
'!JO und 13D jeweils an acht IMD-Torscbaltungen 151 .... 158
verbunden· Diese Torschaltungen sind jeweils mit acht Oszillatoren
14-1 .... 148 verbunden, die auf acht zueinander unterschiedliche
Frequenzen f^ ·... f„ abgestimmt sind. Die Ausgangsklemmen
der Torschaltungen 15 sind mit einem Trägerfrequenzmodulator
16 verbunden, der selbst mit einem Sender 17 verbunden ist. Ein Transduktor oder Geber 3 sendet erneut in
Form von Ultraschallwellen die Signale, die er aus dem Sender 1? aufnimmt.
Die Impulse, die die Phasenverschiebungen vergrößern oder vermindern,
welche durch einen beliebigen der Detektoren I3 erzeugt
wurden, öffnen eine der beiden entsprechenden UND-Torschaltungen. Jede der Frequenzen f,} .... fQ, welche die Trägerfrequenz
moduliert, ist also charakteristisch für ein positives
oder negatives Inkrement, welches an einem der beiden Wege entsprechend einem Paar genau präzisierter Geber H erscheint.
Die durch kodierte Verbindung übertragenen Inkremente werden nach Filtrierung oder Dekodierung in den auf dem
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Fahrzeug angeordneten Zählern gebucht bzw. gezählt. Wenn, n-Hiasenänderungsinkremente
durch die getauchte Bake übertragen sind, bevor noch die Steuerung oder die selbsttätige Steuerungseinrichtung
auf die Verschiebungseinrichtungen des 3?abrzeugs gewirkt haben, so genügt es, in den durch die Orientierung
der Geber festgelegten Sichtungen zu manövrieren und
in Sichtungen derart, daß die während dieser Bewegung übertragenen Fhasenverschiebungsinkremente Signale entgegengesetzt
su denjenigen aufweisen, die erzeugt werden, wenn das Fahrzeug sich aus seiner Ausgangslage entfernt hat.
Die Modulationsfrequenzen f^, t^ ·-·- fg werden derart gewählt,
daß sie sich voneinander selbst dann unterscheiden, wenn sie vom Dopplereffekt aufgrund der Bewegung des Schiffs
bezüglich des Eeemissionstransduktors oder Gebers 3 beeinflußt sind.
Im .Rahmen der Erfindung kann man aber auch die Kodierung mit
acht unterschiedlichen Frequenzen durch eine Kodierung ersetzen, die man erhält, wenn man «jedem der positiven oder negativen,
durch einen beliebigen der Detektoren 13 erzeugten Inkremente eine spezifische Kombination von mehreren Signalen
unterschiedlicher Frequenz zuordnet, indem man ein Präger-Signal
oder ein direkt ausgesandtes Signal moduliert. Im letztgenannten Pail ersetzt man den Modulator durch eine Signaladdiereinrichtung.
Fig.J zeigt den Fall, wo d&s Fahrzeug sich in der durch die
drei Druckgeber h^, hg und h* bestimmten Richtung fortbewegt,
die jeweils an den drei Spitzen eines Gestells van Dreieckform ABO lokalisiert sind.
Es soll bezeichnet werden mits
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O der durch die Sichtungsachse für die Ultraschalisignale gebildete Winkel mit der Horizontalen, wobei die Ultraschalisignale aus dein Schiff stammen,,
Bp eine Achse parallel zu dieser Richtung5 Bq die Achse senkrecht aur Hichtung J3p, X, X und Z die jeweiligen Entfernungen BC, OA und AB, Ct, β und y die orientierten Winkel (AB, OA), ΓBC, A3) und CCA, BO),
X die Lange der Druckwelle(n) im Wasser.
Bp eine Achse parallel zu dieser Richtung5 Bq die Achse senkrecht aur Hichtung J3p, X, X und Z die jeweiligen Entfernungen BC, OA und AB, Ct, β und y die orientierten Winkel (AB, OA), ΓBC, A3) und CCA, BO),
X die Lange der Druckwelle(n) im Wasser.
Man kann sehr einfach die Phasenverschiebungen Φ^Β» φ-g^» H
der Wellen berechnen, die an den Paaren von Gebern h^ und t
bzw. h^ und h, oder h, und h^ ankommen, und sie ausdrücken
in Form von:
« 2fT ^ cos θ (1)
ΦπΑ - 2ir T C0S
Den Phasenverschiebunfjen Δφ^ρ, Δφ{,^, Δ^Λ^ entsprechen
jeweilige: Änderungen Δ ©„r,, Δθ^,., Δθ.ρ, die sich aus den
Beziehungen I5, 2 und 3 durch die folgenden Gleichungen ausdrücken
lassen:
Aq- ~_l A Ut- r ι, \
"0BO
In Praxis wählt man avis Gründen der Vereinfachung X gleich Z5
β gleich 90° und oc gleich A-5°.
109844/1247 «Dow«*.
üie Beziehungen C 4-), (5) und (6) vereinfachen sich dann und
lassen sich schreiben in Form von;
sin
Δ8ΑΒ "'■ F cöEU
wobei h den gemeinsamen Wert von X und 2 bezeichnet.
wobei h den gemeinsamen Wert von X und 2 bezeichnet.
Man sieht, daß nach den Beziehungen (7), (8) und (9) allein
die Kenntnis des Winkel quadrant en, in dem sich der Winkel θ befindet, es ermöglicht, die Proportionalitätskoeffizienten
swi sehen den Änderungen Δ β und den Phasenänderungen Δ γ und
somit die Verschiebungsrichtung des Schiffs entsprechend den berechneten Phasenverschiebungen zu bestimmen.
Man würde Beziehungen identisch zu den Beziehungen (7), (8) und f 9) erhalten, indem man die Änderungen Δ Ψ des durch die
Richtungsachse der ankommenden Wellen mit der Achse gebildeten Winkels bestimmt„ die durch die Geber h^ und h^ in der
Ebene verläuft, die die Druckgeber h,, hg, h^ (Fig. 1) enthält»
Aus Figo 4 erkennt man, daß ainer Verschiebung HlT des Fahrzeugs an der Oberfläche Änderungen Δβ bzw» ΔΨ jeweils der
Winkel Θ und Ψ in den beiden zueinander senkrechten, durch
die Geber h„,, hOi h, und Q1, festgelegten Ebenen für den besonderen
Fall entsprechen, wo der Winkel β gleich 90° ist. Mit 1 und II sind die ,"jevjeiligen Quadranten bezeichnet, für
die der Winkel θ kleiner oder größer als 90° und der Winkel Ψ
kleiner als 90° ist,, und mit III und IY die Quadranten, für
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die jeweils der Winkel θ größer oder kleiner als 90° und der
Winkel ψ größer als 90° ist. Die Bestimmung des Quadranten,
in dem sich das Schiff bewegt, erfolgt, indem man es einen geschlossenen Kreis um die geschätzte Lage der Seetonne 2 beschreiben
läßt.
Der Übergang des Schiffs aus dem ersten in den zweiten Quadranten
beispielsweise führt eine Änderung des Vorzeichens der Phasenverschiebungsinkremente Δφ*g (Beziehung 9) herbei.
Man kann so in einfacher Weise die Azimute der Richtungen herstellen, welche durch die Geberpaare ho, h, und h^i h^ materialisiert
sind, und man kann so den Quadranten, in dem das Schiff festliegt, erkennen.
Die Bestimmung des Quadranten kann beispielsweise mit Hilfe einer logischen kombinatorischen Analyse, ausgehend von Phaseninkrementen
Δφ, erfolgen.
Die Durchführung der ersten Variante des Verfahrens vereinfacht sich, wenn es möglich wird, die Seetonne 2 derart anzuordnen,
daß die die Geber h2, h, und h^ enthaltende Ebene
horizontal (Pig. 1) angeordnet wird. In diesem Fall genügen drei Geber, wie h«, h, und h^, um die Sichtung der änderungen
von Θ und von ^P als Punktion der Vorzeichen der Phaseninkremente
Δφ zu bestimmen.
5 zeigt im allgemeinen Pail das Setz der Linien gleicher
Phasendifferenz, das an der Meeresoberfläche durch eine Zusammensetzung der elektrischen Signale erhalten wurde, die
durch zwei beliebige Kombinationen von getauchten Druckgebera
hervorgerufen wurden. Überfährt das Fahrzeug eine beliebige dieser Linien, so zeigen die Inkrementzähler die quantifizierten
Änderungen der Phasendifferenzen an. Verschiebt sich
das Pahrzeug unter dem Einfluß von Strömen, beispielsweise
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von einem usprungspunkt E zu einem Punkt F, so überfährt es
nach dem Beispiel der Fig. 5 die Linien q,», qp ··· Ί& u&ädie
Linien p^, P2 ··· Pc, die jeweils den sechs und fünf Phaseninkrementen
in zwei unterschiedlichen Richtungen entsprechen. Um in die Ausgangslage zurückzukehren, folgt das Fahrzeug
einer Bahn, bei der versucht wird, die längs der Bahn E, F gezählten Inkremente zu null zu machen. Diese Bahn kann
vielleicht absolut beliebig* sein und beispielsweise eine Verschiebung E G längs von qc derart umfassen, daß zunächst die
Phaseninkremente in einer Sichtung zu null werden; dann kann eine komplementäre Verschiebung längs der Linie pQ derart vorgenommen
werden, daß die Inkremente in der anderen Richtung zu null werden.
Im allgemeinen Fall jedoch kann man klarstellen, daß eine Kombination der durch zwei Paare unterschiedlicher Geber erzeugten
elektrischen Signale es nicht ermöglicht, ein Netz von leicht auswertbaren Linien zu erhalten. Ist die Wassertiefe relativ groß, so nehmen die beiden dieses Netz bildenden
Linienanordnungen sehr schnell eine Krümmung an, wenn man sich aus der Lage senkrecht zu den Geberpaaren entfernt. Da
Größe und Orientierung der Maschen des Netzes sich schnell ändern, wird die Konstruktion der Einrichtung zur Auswertung
der Phaseninkremente schnell sehr kompliziert.
Die zweite Variante des Verfahrens besteht darin, die Druckgeber in gewählten Lagen benachbart einander anzuordnen und
in besonderer Weise die elektrischen Signale, die sie erzeugen, zu kombinieren, um ein Netz von Linien gleicher Phasendifferenz
zu schaffen, welches durch zwei Reihen von Kurven gebildet wird, deren Schnittwinkel stabil über eine große Fläche
um die Lage der Geber verbleibt.
Nach der unten beschriebenen Ausführungsform ermöglicht eine
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besondere Ausbildung der Druckgeber es, ein Netz von Linien gleicher Phasendifferenz zu erhalten, das durch zwei Reihen
orthogonaler geradliniger Linien konstanten Abstandes über beachtliche Längen gebildet wird.
Aus Fig. 6 erkennt man, daß die getauchte Einrichtung vier
Druckgeber M, P, Q und E umfaßt. Drei von Ihnen, P,. Q und R, sind auf dem Träger an den Orten der Spitzen eines gleichschenkligen
Dreiecks angeordnet. Der vierte Geber M findet sich in der Mitte des durch Q und fi begrenzten Segmentes*
IiLt s soll die gemeinsame Entfernung zwischen dem Geber M und
den drei Gebern P, Q und R bezeichnet werden;/mit x. und y die
Koordinaten des Fahrzeugs, die auf zwei orthogonale Achsen parallel zu den Richtungen PH und QR aufgetragen sind und
deren Schnittpunkt sich auf der Vertikalen des Punktes M befindet»
Im übrigen bezeichnet man mit d„, dp, dQ und dR die
Entfernungen des Punktes N zu den vier Hydrophonen H, P, Q bzw. R und mit Z die vertikale Entfernung zwischen dem !Fahrzeug
und der durch die vier Geber begrenzten Ebene.
Ein Sender-iransduktor analog zum Transduktor 1 der Pig«. I
sendet kontinuierlich akustische Wellen fester Frequenz aus, die durch die Geber eingefangen und in elektrische Signale umgeformt
werden.
Hat die vom fahrzeug ausgesandte Welle die Form;
e (t) * oos 2irft , (ΊΟ)
so nehmen die Amplituden der Wellen r^ft), rpCt), r^Ct), rR(t>,
die jeweils an den Gebern M, P, Q und Il empfangen werden, nach Ausgleich ihrer Amplitude die Form an:
1098U/ 1247
2119300
rK(t) ,-· cob
dp rp(t) » cos 2ir(ft + -γ)
(12)
do rQ(t) - cos 2 IT (ft + rf)
rR(t) - cos 2 IT (ft + -Ä
Me Kombinationen der Signale, die ein stabiles Netz von linien gleicher Phase zu erhalten gestatten, werden in Übereinstimmung
mit den folgenden Beziehungen vorgenommen:
(15) (16)
wobei man mit ^p-r^ und 2p.r^ die Produkte des Signals Γρ ait
den Signalen r^ und rRf mit ^«^ρι das Produkt des Signals t·^
mit sich selbst und mit *£f und 1BF jeweils die Hochfrequenz-
und Niederfrequenzkomponenten der erzeugten Produkte bezeichnet.
Man kann sofort prüfen, daß:
cos 21Γ
2 f t +
- 18 -
109844/1247
[ rjj.Tjj j
cos 2ir
cos 2 tr
2 ft
2 ft
(18)
(19)
und daß die Kombinationen der Signale in Übereinstimmung mit
den Beziehungen (15) und (16) sich als die folgenden Ehasenbeaiehungen
ergeben:
cos
f τ,ΛΜ * cos 21Γ P
= cos
- 2dM
(20)
C21)
wobei 1PpQu und tp™ die Phasen der aus diesen Kombinationen
resultierenden Signale sind. Man ermittelt sämtliche der Variationen dieser Phasen, deren Wert ein Vielfaches von 2Ti
Badians ist» Hieraus folgt, daß die änderungen der Summen
dp + dg - 2djj und dp +■ dR - 2ä^ hier als gleic. 1λ und m λ
sind (wobei λ die Wellenlänge der ausgesandten Wellen und 1 und m zwei ganze Zahlen bezeichnen). !Die Längen dM, dp, dQ
und dg lassen sich sehr einfach nach der Figur berechnen und
ausdrucken durch die Beziehungen:
χ2 + y2 φ Z2
Z2 f χ2 ♦ y2 * h2 + 2xs
ο ρ ρ ρ Z^ ^· χ + 3Γ + h ·*· 2ys
Z2 + χ2 + y2 + h2 - 2ys
(22) (23) (24) (25)
109844/1247
Aufgrund des geringen Relativwertes der Verschiebungen χ und
y und der Länge s bezüglich der Sicke Z der Waeserschicht
werden die Langen dM> dp, d~ und dß bei guter Annäherung ausgedrückt
in Form von:
2 2
iü Z + 2~t£~ (26)
2Z
(27)
2Z 2Z Z
d ~ ζ + 2^^ + si + aa (28)
H 2Z 2Z Z
2 2 2
+£ £ ZS (29)
+£ £ ZS (29)
2Z 2Z
Die Summen dp + dQ - 2d„ und d« + dp - 2d« lassen sich dann
schreiben in Form von:
dp * dQ - 2dM « - (a. + χ -s- y) « ΐλ (30)
s
dp + dR - 2dM - — (s 4 χ - y) ».- m λ
dp + dR - 2dM - — (s 4 χ - y) ».- m λ
Die Beziehungen (30) und (31) geben die !Tatsache wieder, daß die Linien gleicher Phasendifferenz an der Meeresoberfläche
bestehen und, wenn 1 und m variieren, durch zwei Familien orthogonaler Geraden gebildet sind, die unter 45° gegen die
Achsen FH und KR1 wie Fig. 8 zeigt, geneigt sind. Aus eben
diesen Beziehungen leitet man ab, daß die Entferung & zwi-
- 20 1 098A 4/ 1247
20 -
■ seilen ά&η Maiea dieses Metaes konstant und gleich
IeIj8. M® laigpsg, ¥©a 4-5¥<i wird durdi die besondere Konfigura
tion &©s? "wies? ©eber erisalten« !fen kann, „jedoch die Heignng ci
GereäsE fiss Bfisidels variieren lasssm, iaäes san sie Eafcferamig;
FH wirii@ffcsa 1IBi-..-, ifa^ l?ig. ? weMsa die durcfe die
tepg läp9 kß MBö Ia^ e^;i5?iafesa ©lekfeise&ga Signslei di© aa dea vier
H^ P5 Q uad E lokalisiert sinö? in ¥ersfelrksra~E®gren~
9 199 20 bst'je 2i ^erstarkt= Biss© Signale werden dann
estspreshend den ^leicoimgss. (15) und (16) behandelt« Das
äu^et h-rj ©rggugte Signal wird mit den durch hf^ und h„ in den
abgeglie!a©a©a lioöulßtorea ersei^ten Signalen 22 bzw. 25 multiplissiert;
(eie&s Besiehiaagea (1?) und (19)). Bas aus dem Geber
η», austretend® Signal wird mit sic'a selbst im Modulator 2
(siefee Besieteßg (18)) multipliziert, Die· Ausgangsklemmen der
Hodulatorea 22 „ 23 und 24 sind mit Hochpaifiltem 25 9 26 bssw.
27 Ve^b1UEdSa9 welch© di© Hiederdruckkomponentea der hergestelltem Produkte eliminieren. .Bas durcb den Modulator 27 erzengte Signal wird jeweils mit den aus den Modulatoren 25 und
26 austretendes Sigpiales in anderen ausgeglichenen Modulatoren
28 und 29 multipliziert. Die Ausgangsklemmen dieser letzteres eiad mit Niederpaßfiltern 50 bzw. 31 verbunden, welche
die Hochfrequenskomponenten der multiplizierten Signale eliminieren»
Die Filter 30 und 51 sind jeweils mit Phasenmeßgeräten 32 und
33 verbunden, die durch null-Durchgangsdetektoren für die
Amplitude der Signale und Detektoren für die Richtung dieser Durchgänge analog den Elementen 12 und 13 der Fig« 2 gebildet
sind» Diese Pfaasenmeeser 32 und 33 liefern an einem Ausgang
einen Impuls jedesmal dann^ wenn die Phase der kombinierten
Signal® um. 2 IT steigt und ®a eines »weiten Ausgasig einen Impale
jedesmal dann,, wens die Phasen um 21Γ abnehmen«
— 21 —
Q88U/ 1 24?
~ 21 -
Die Vorrichtung umfaßt auch eine Ko&ierungsanor^tssg analog
zur Anordnung L in Fig« 2· Bei diesem zweiten Äms£ührungsbei~
spiel erfolgt die Kodierung einfacher, ausgehend m>n vier
unterschiedlichen Frequenzen, die jeweils den Impulsen zugeordnet sind, die an einer der vier Ausgangsklemmen. &qt Phasenmeßgeräte
32 und 33 erzeugt wurden.
Die Vorrichtung umfaßt schließlich, wie in Pig« 2 dargestellt,
einen Leistungsverstärker 1?, der einem Sender~3Jransduktor 3
für akustische kodierte Wellen zugeordnet ist.
Die zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens und die zugehörige Vorrichtung werden beschrieben unter der Annahme,
daß man die Phasenverschiebungsänderungen, kombiniert mit Inkremen ten der Phase vom Wert 21Γ, umformt« Um die Genauigkeit
zu vergrößern, kann man die Änderungen der ermittelten Phasenver
Schiebung en in Inkremente vom Wert ^ (K ist eine ganze
Zahl) transformieren.
In diesem Fall lassen die Gleichungen (30) und (31) sich
schreiben zu:
dp + dq - 2dM .-- f (h + χ + y) - ψ (32)
dp + dR - 2dM , § (h + χ - y) = ^. (33)
Die Abweichung Δ der Linien gleicher Phasendifferenz wird
Z m
ssfz '
Ti 7
dann zu £
Die Position des Schiffs wird also mit einer größeren Genauigkeit festgelegt.
Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform der verbesserten Vorrichtung
- 22 109844/1247
2118309
?3!?g3?§Siisi3Bg mz? 6©iiS?idgfe@iii5 bei ü^S1 jESiS, ge&i^askts über
iisi3Bg
t Hg I0 ^ iisiid E elms isE-abl E
t Hg I0 ^ iisiid E elms isE-abl E
g 0 ^
Mq τθ^ΜΙαϊ rRögiiaeiE-.aiil®^ us ©is* Stück f* getsrsa
Mq τθ^ΜΙαϊ rRögiiaeiE-.aiil®^ us ©is* Stück f* getsrsa
aÄ CE ist gl@i©fe Swa£ is um? JFiga
is eisss? Eis^iektsiäfig analog deu i.@s? Fig· ?· -^ife £-?£ ö-ea Si
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BIe 5"il ÜQT1 50 ί 11 ,*/' π" - ^1 ^ SlEMi J «weil
seaal irjaga ?c^ ir* c
Bis B2a£0S?ae%e2?l'öe 32 bssä 3^ (Mg* 7) siad alt einer
K2u.gsaa©r'iniing L Tes?feiiiadeaf weielis iänsäc-litiirigan zur Kodierung
in Impulse . dwefe IFatertirSg-trf re^atesisea von äer Za&l 2K enthält.
Fig=. 10 seigt eise SE.dsi?s fe^lbessert® EinriehtuBg9 die
es enaöglieh^j di@ Genauigkeit der Hessuagen zu erhöhea. Aus
Vereiufachusgegrimde^ seigt *?-iö Eiaxichteiis d©a besonderen
Fall, wo K m 2.
Die TormchteBg «aifaßt vier Usbes? Ia^1 &p, bg und feg, die mit
vier Verstäri£@ra 185 -19» 20 und 21 tiad awei Kreisea analog
dem in Fig, 7 geseigtea vexfeiffidea wxa parallel mit dem Ausgang
der Verstärker geschaltet sind* lter erst© di©aer Srei®@
ist direkt an des Ausgang der Verstärker über die Leiter 1814
191» 201 wsd 211 gelegt. Der zweit© ist» mit dieser* Verstär-
10S8AA/1247
211830Q
~ 23 -
kern über Phasenschieber fi^» &>, R» und E^ T
die verstärkten Signale usk 180 pliaseiiYerschiebeöa· Die direkten,
aue den Gebern hp ταχύ h^ einerseits kommenden
lind die aus eben diesen Geyern ataauaeaden v-ersögerten Signala
werden jeweils in den JfeduJ .^ren 221 nr.d 222 auXtlpliei ert
und dann in HoehpaßfilfcerB 2p1 iää„ 25£ tiXti'ierc* In gleicher
Weise werden die direkte« >.'-■&& Versog^fcsa, aus de» (hebern bp
und bg »tammecdec Signal** dlr^kti in des Mobilstksrea 2^1 und
232 vervielfacht und daim is den HociipaSfiltera 261 tuad 262
filtriert· Bie direkten, aus dea ilftc? a^ austretenden Signale
und die gleichen verzögerten. Signale ve-rd«n mit sich, seibat
in den Modulatoren 24-1 tiad 2^*? multipliziert *and dann in den
Ho cape0·*: item 271 und 2?2 filtriert* »is ai>.s den Filtern
imd 2V<i iiuetrotenÄen rdg&sTs werden jeweils alt dea aue den
Filtern 251 "und 252 'm^trr-tenden »Signalen ii, Modulatoren 281
und 282 mul wipli&ie;:t; ·α^.·1 dann in Niedexpaßfilt? :a 301 unä
302 filtriert* · >"ierB€it<3^ bsv. audereraeits jeweils siit den
aus den Filterr. 261 und 262 stammenden Signale^, isa
291 und 292 mults.pliziei.ii vm: a&*m. in TilBa&zpf-^fil
und 512 filtriert- Die AuBgaagekle«\·:-;*·' aer Pill..:.
sind mit der Eingangskienuae des Hiacuiimessere 32 über eine
ODER-Torschaltung J4 verbunden. In gleicher Weise sind die
Ausgangeklemmezi dar Filter 311 und 312 mit der Eingangeklemme
des Phesenaeseers 55 verbunden. Die aus diesen Phasenmessern
austretenden Impulse werden kann in der Anordnung L kodiert und dann sum Schiff über den Brucktransduktor 3 nach Verstärkung im Element 1? rückubertragen.
Die oben beschriebene Vorrichtung ermöglicht est Riesenschritte
oder -incremente vom Wert 1Γ in einer Anzahl zu er-Ι,εΐνβη,
dia doppelt so tesäh. ist wie die, die man mit der Vorrichtung r,aeh Pig- ? eiiiält« Diese Yerdoppelimg der Inkrementstellt
ßic!i aa der ISasresoberflaohe als ein üetss von
t* slaiel:eß lliesentinterechiedes mit konstantqi? Entfernung
voaeinandes "(sielte Hg* 8) dar. Hieraus folgt eine größere
Genauigkeit in der BeguLEHaung der Position des Schiffs.
kana die Se&saiigkeifc der Messungen steigern und die di@
Linien glai@l©r Pfesee trennende Ifetferlang vermindern^ indem
man K großes? ml© 2 tsStoXt und indem men" die Anzahl der Phasenschieber
Qa Α*&©ϋ#3?ϋ»& ^©Ses der Verstärker 18} 19» 20 und 21
ver-¥i@lfesfeto Als Seicpi&I zeigt Fig- 1OA die besondere Ausbildung
d@F Päs@esaßölii€föer am Austritt aus dem Verstärker 20
für den fall«, wo K « *-o Brei Phasenschieber R,^, B~2 ^110 2Jj*
die kaßkadenarfeig ausgebildet sind, veraögem. nacheinander
* tas direkte Signal um 90°, 180° und 2?0°. Uie Vorrichtung umfaßt ¥l®r parallele i&mbinationskreise für direkte Signale
sowie um «·, 1Γ und *& irersögerte Signale.
Fig. 8 ©rüättterfc das be^o^zugte Verfafesen sur Bestimmung der
ßietituEgon t©ü swei Familien orthogonaler Paasenlinien» Man
läßt dem Schiff eine Bahn IJ bei konstantem Kurs, TOrsugeweise
gegen Horden., zwischen einer Ausgangsposition und einer beliebigen Eingangsposition folgen. Während seiner Fortbewegung
bemerkt man die jeweiligen Zahlen 1 und m der parallel
zu den Achsen oc'Ot und P'P verlaufenden Linien, die von
ihm traversiert werden. Der Winkel TT , der durch IJ und durch
die Sichtung PM gebildet wird, ergibt sich dann aus der Beziehung
Wenn die Bahn IJ in Hordrichtung orientiert, so erhält man
direkt den Azimut der Achse PM der getauchten Hydrophonanordnung«
Die Koordinaten des Schiffs können in einem Ecordinatentransformatioiigr®clm®i·
bekannter Art als Funktion der Anzahl der
- 25 109844/1247
empfangenen Impulse nach Dekodierung in Filtern verarbeitet werden, deren Durchlaßbänder auf die JESx>dierungsfrequenzen
zentriert sind, und zwar ebenfalls als Funktion des Winkels T und des von einem Kompaß gelieferten Kurswinkele.
Die zweite Variante des Verfahrens wurde für den Sonderfall beschrieben, wo die Druckgeber auf einen Träger an den Orten
von drei Spitzen eines Quadrats angeordnet sind. Ia Bahmen der Erfindung ist es aber auch möglich, wenigstens vier Geber
in beliebiger Art in der Nähe des getauchten Bezugsortes anzuordnen, indem man die erzeugten Signale mit wenigstens zwei.
Geberpaaren mit einem gemeinsamen Geber kombiniert, wobei die Signale durch einen Bezugsgeber erzeugt werden.
kann auch die beiden beschriebenen Varianten zusammennehmen, um die Trennungsintervalle der Linien oder Kurven des
Netzes aus Linien gleichen Fhasenunterschiedes zu vermindern. Im Hinblick auf eine knappe Darstellung wurde die Erfindung
nur anhand weniger Ausführungsformen erläutert; alles für die Erfindung nicht als wesentlich Erachtete wurde fortgelassen.
Patentansprüche:
- 26 -
109844/1247
Claims (1)
- ~ 26 ~1β/ 1Γ©££®ϊκ?©β she Bsstimmen der Abweichungen, besogen aufein.® ¥©sfeer festgelegte Position, eines sieh in einer masse in der Hahe stieser gewählten Position verschieb enden wobei diese Position bssSsliefc eines getauöbten d@fia.iert iet» wo a^sr©r@ Druckgeber' in vorher Leg© fess%liato einea^s* aogeoräast siiid,die folgesdsa f®^£T-:äreaasciirittsi a) Äassend@a aksietdscfier Wellen kosfeinulerlicii vom and Säapfsngen. mittels der Brw^kgsb@rf" b) Eseitt^ln der kontinuierlichen tSelawanknrsgen der Phasenver-Schiebungen des- von d^i Qeb&sn empfangenen Wellen, wobei disse Schtsankungeii aus feracfcietsimgen des Fahrzeugs in der Hahe der gewähltes Position hermO^en, unter Vornahme eissr ^mMastioa &ei? @lel*tri;?i3li.c:a9 aus wenige tens einer:: "y^yn&lB^ woboi die Anordnung ffa isit &±n.em gemeinsamen "Geber umfaßt und aio dorcb diese Paare gebildeten Hichtungen nicht ausgerichtet sind bzw« flucht®^c) üiaföraien dieser kontiauierlicliea Schwankungen in eine Folge von Fhäseninkrementen oder -ßehxätten konstanten Wertes,d) übertragen in Eadeform der Anzahl dieser Xnkremente an eine auf dem Fahrzeug angeordnete Zähleinrichtung, welche Größe und Sichtung der Abweichungen cleses Fahrzeugs bezüglich der gewählten Position abgibt.2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daS Geberanordnungen mit wenigstens drei Druckgebern verwendet werden, und daß diese Kombination gesondert durch wenigstens zwei in einer Geberanordnung gebildete Geberpaare vorgenommen wird.3» Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß~ 2? 1098A4/ 124721183QQman die Geber nach wenigstens zwei orthogonalen Richtungen anordnet.4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Geber anordnungen, bestehend aus vier Druckgebergruppen, verwendet werden, welche jede Im %C3sentliche& in einer vertikalen Richtung angeordnete K- Geber auf £ untsr regelmäßigem Abstand befindlichen Niveaus umfaßt, wobei fde Geber jedes Niveaus sich in einer im wesentliche? horizontalen Ebene befinden und die Zahl S eine beliebige Z&hl 1st;/daß die Ermittlung der Schwankungen der RiasenverscMiehungen durchgeführt wird, indem nan für die Geber jedes Niveaus eine Kombination von Signalen, die aus zwei nicht-ausgerichteten Geberpaaren mit einem gemeinsamen Geber stammen, mit Signalen vor« nimmt, die aus einem Be^ugageber stammen·5. Verfahrer, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kombination direkt» und mit geeigneten Verzögerungen vorgenommen wird«6. Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugsgeber in Ausrichtung auf die zwei nicht-gemeinsamen Geber der beiden Geberpaare jedes Hiveaus angeordnet ist.7* Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daS mn die die beiden Geberpaare bildenden Geber an den Orten von drei der Spitzen eines Quadrates anordnet und daß der Bezugsgeber unter gleichem Abstand von den beiden nicht-gemeinsamen Gebern angeordnet wird.8. Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl £ der Hiveaus gleich eins ist.9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß- 28 -109844/1247211830Qdiese Kombination tier aus den Gebern aedes Hiveaus stammenden Signale erfrechend den BesiehungenundBPJHp{rp.rE] . HP [rH.rH}|vorgenommen wird, wobei Γρ dae aus dem gemeinsamen Geber stammende Signal, rQ und r« die aus den nicht-gemeinsamen k Gebern der beiden Paare stammenden Signale und r« das aus dem Bezugsgeber stammende Signal bezeichnet, wobei B S1 und H F die jeweiligen Nieder- und Hochfrequenzen ά&τ gebildeten Signalprodukte bezeichnen.10« Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionen des Fahrzeugs, für die die aufeinanderfolgenden Phasenveraehiebungswerte aufgrund dieser Kombinationen Inkrementschwankungen erleiden, nach wenigstens zwei parallele Linien schneidenden Anordnungen ausgerichtet sind.11. Verfahren nach Anspruch. 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anordnungen paralleler Linien orthogonal sind.12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man den durch eine geradlinige, vom fahrzeug verfolgte Bahn und durch die Richtung dieser Geberausrichtung gebildeten Winkel bestimmt, indem man die Anzahl von Linien jeder Anordnung zahlt, die vom Fahrzeug zwischen einer Ausgangsposition und einer Ankunftsposition traversiert werden.13· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transmissionskode dieser Inkremente gebildet wird, indem man den aus ^jeder Signalkombination resultierenden Phasen-- 29 -109844/1247211830Qinkremental ein elektrisches Signal bestimmter Frequenz oder ein elektrisches Signal zuordnet, welches aus einer spezifischen Kombination mehx*erer Signale unterschiedlicher Frequenz gebildet wird.14-« Vorrichtung zur Durchführung dos Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die für jede Anordnung Kombinationen von Signalen vornehmen» die aus Gruppen von Gebern mit wenigstens jeweils einem dieser Paare stammen; Einrichtungen zur Ermittlung der Phasenverschiebungsschwankunßen dieser Signalkombinationen ·, Einrichtungen zur Transfonaa-, tion der kontinuierlichen Schwankungen der Phasenverschiebungen für 3ede Signalkombination in elektrische Impulse quantifizierten Wertes; eine Kodierungsanordnung mit Einrichtungen zur Erzeugung von Kodierungssignalenj Einrichtungen zur Zuordnung jedes Kodierungssignals au Impulsen entsprechend ihren Vorzeichen für jede Signalkombination; und Einrichtungen zur Übertragung der Kodierungssignale an diese Zähleinrichtung.15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch, gekennzeichnet, daß die Kodierungsanordnung Einrichtungen zur Erzeugung von unterschiedlichen FrequenzSignalen umfaßt·16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodierungsanordnung Einrichtungen zur Erzeugung spezifischer Kombinationen unterschiedlicher Frequenzen umfaßt;.17- Vorrichtung nach Anspruch 14·, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anordnung zwei Paare von nicht-ausgerichteten Gebern mit einem gemeinsamen Geber und einem Bezugsgeber umfaßt·, und daß die Einrichtungen zur Vornahme der Signalkombinationen gebildet werden: durch Elemente zur Kombination der aus den nichtgemeinsamen Gebern eines der Paare stammenden Signale; Elementen zur Kombination von aus den nicht-gemeinsamen Gebern des- 50 -109844/1247zweiten Paares stammenden Signalen ι Elementen, zur Kombination des aus dem Besugsgeber stammenden Signals mit sich selbst; Filtrierungselementen, welche die Niederfrequenzkomponenten der aus dea KbmMnationselementen stammenden Signale eliminieren; Einrichtungen zum Kombinieren der aus den 3?iltrierung£- element stammenden Signale, wobei letzteres mit diesen Elementen zur Kombination des aus dem Bezugsgeber stammenden. Signals mit sich selbst, jeweils mit dan aus den beiden anderen Piltrierungselexaenten stammenden Signalen verbunden Ist; und Piltrierimgselementenj welche die Hochfrequensskomponenten d@r aus diesen Einrichtungen zum Ibmbiniereii staiszaenden Signale w eliminieren·18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gelcsnnzeichnet durch eine Vielzahl von Einrichtungen zur Vornahme dieser Signalkombinationen» welche Jeweils alt den Ggb^n über eine Vielzahl von Phasenschieberelementen. verbunden sind, derart, daß die Signale zunehmender üröBe verzögert werden.109844/1247
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DE2528648C1 (de) * | 1975-06-27 | 1985-07-25 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Einrichtung zum passiven Orten von Schallquellen mit Hilfe von vier elektroakustischen Wandlern |
Also Published As
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