DE2651819C1 - Method and device for the approximate determination of the length of a ship, in particular for controlling the ignition release of sea mines - Google Patents

Method and device for the approximate determination of the length of a ship, in particular for controlling the ignition release of sea mines

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DE2651819C1
DE2651819C1 DE19762651819 DE2651819A DE2651819C1 DE 2651819 C1 DE2651819 C1 DE 2651819C1 DE 19762651819 DE19762651819 DE 19762651819 DE 2651819 A DE2651819 A DE 2651819A DE 2651819 C1 DE2651819 C1 DE 2651819C1
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ship
signals
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pressure
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German (de)
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Peter Dipl-Ing Wuest
Ernst Lonn
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Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
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Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42CAMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C11/00Electric fuzes
    • F42C11/001Electric circuits for fuzes characterised by the ammunition class or type
    • F42C11/005Electric circuits for fuzes characterised by the ammunition class or type for marine warheads, e.g. torpedoes, mines, depth charges
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42CAMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C5/00Fuzes actuated by exposure to a predetermined ambient fluid pressure

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur näherungsweisen Bestimmung der Länge eines Schiffes.The invention relates to a method for approximation Determination of the length of a ship.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Problem, die Zündung einer Seemine nur dann freizugeben, wenn das darüberfahrende Schiff eine gewisse Mindestgröße hat. Auf diese Weise soll die Zündung der Seemine durch kleine Fahrzeuge vermieden werden.The invention particularly relates to the problem to release the ignition of a sea mine only if that ship passing over it has a certain minimum size. On this is intended to ignite the sea mine by small Vehicles are avoided.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die nachstehenden Verfahrensschritte:The invention is characterized by the following Process steps:

  • (a) Messung des Zeitverlaufs der durch das Schiff an einem festen Ort auf dem Meeresgrund hervorgerufenen Druckänderung bis zu deren erstem Nulldurchgang,(a) Measurement of the passage of time through the ship at one fixed place on the seabed caused pressure change until their first zero crossing,
  • (b) Bestimmung des Zeitabstandes T zwischen dem ersten und dem zweiten Nulldurchgang der Druckänderung aus dem Zeitverlauf bis zu dem ersten Nulldurchgang, wobei dieser Zeitabstand T ein Maß für das Verhältnis aus Schiffslänge L und Schiffsgeschwindigkeit ist,(b) Determining the time interval T between the first and the second zero crossing of the pressure change from the time course up to the first zero crossing, this time interval T being a measure of the ratio from ship length L and ship speed,
  • (c) Bestimmung der Schiffsgeschwindigkeit U aus der Peilung des Schiffs von dem besagten festen Ort aus und(c) determining the ship's speed U from the bearing of the ship from said fixed location and
  • (d) Bestimmung der Schiffslänge durch Multiplikation des aus dem Druckverlauf gewonnenen Verhältniswertes mit dem aus der Peilung gewonnenen Geschwindigkeitswert.(d) Determining the length of the ship by multiplication the ratio value obtained from the pressure curve with the speed value obtained from the bearing.

Nach der Erfindung wird mittels eines Druckfühlers auf dem Meeresgrund, der z. B. in eine Seemine eingebaut sein kann, der Druckverlauf beim Darüberfahren des Schiffes verfolgt. Die Druckänderung oder Druckabweichung von dem sich aus der Wassertiefe ergebenden statischen Mittelwert zeigt zunächst einen Anstieg, wenn sich der Bug des Schiffes dem Ort des Druckfühlers nähert. Dann sinkt der Druck unter den statischen Mittelwert ab, d. h., die Druckabweichung zeigt einen ersten Nulldurchgang und wird negativ, wenn der Rumpf des Schiffes über den Druckfühler hinwegfährt. Schließlich steigt nach Durchgang des Hecks der Druck vorübergehend noch einmal über den statischen Mittelwert an. Die Druckabweichung zeigt einen zweiten Nulldurchgang und wird positiv, um dann schließlich wieder auf null abzuklingen. Der Zeitabstand zwischen dem ersten und dem zweiten Nulldurchgang ist gleich der Zeit, die das Schiff benötigt, um mit seiner ganzen Länge über den Druckfühler hinwegzufahren. Dieser Zeitabstand T ist somit wobei L die Länge und U die Geschwindigkeit des Schiffes ist.According to the invention is by means of a pressure sensor on the seabed, the z. B. can be installed in a sea mine, the pressure curve is tracked as the ship passes over it. The pressure change or pressure deviation from the static mean value resulting from the water depth initially shows an increase when the bow of the ship approaches the location of the pressure sensor. Then the pressure drops below the static mean value, ie the pressure deviation shows a first zero crossing and becomes negative when the hull of the ship passes over the pressure sensor. Finally, after the tail has passed, the pressure temporarily rises again above the static mean. The pressure deviation shows a second zero crossing and becomes positive and then finally decays back to zero. The time interval between the first and the second zero crossing is equal to the time it takes for the ship to travel over the entire length of the pressure sensor. This time interval T is thus where L is the length and U is the speed of the ship.

Es genügt aber nicht, diesen Zeitabstand einfach zu messen, da dann am Ende der Messung bei dem zweiten Nulldurchgang das Schiff schon vollständig über den Druckfühler und damit über die Seemine hinweggelaufen ist und eine Zündung der Seemine dann keinen Sinn mehr hätte. Deshalb wird dieser Zeitabstand aus dem Zeitverlauf bis zu dem ersten Nulldurchgang durch eine Art Extrapolation gewonnen. Es steht dann das Verhältnis von Länge zu Geschwindigkeit des Schiffes schon im Zeitpunkt des ersten Nulldurchganges, also während das Schiff über den Druckfühler und die Seemine hinwegfährt, zur Verfügung.But it’s not enough to just measure this interval, since then at the end of the measurement at the second zero crossing the ship is already completely over the pressure sensor and thus ran over the sea mine and an ignition of the Sea mine would then no longer make sense. That's why this one Time interval from the time course up to the first zero crossing won by some kind of extrapolation. It stands then the ratio of length to speed of the Ship at the time of the first zero crossing, So while the ship is over the pressure sensor and the sea mine drives away, available.

Der Zeitabstand T liefert aber erst das Verhältnis von Länge und Geschwindigkeit, gestattet also noch keine Unterscheidung zwischen einem langsamen kleinen und einem schnellen großen Schiff. Es erfolgt nach der Erfindung daher eine Peilung des Schiffes vom Ort der Seemine aus, was z. B. mittels bekannter akustischer Peilgeräte geschieht. Aus dieser Peilung kann die Geschwindigkeit U des Schiffes bestimmt werden. Multipliziert man den Zeitabstand T mit der Geschwindigkeit U, so erhält man einen Schätzwert für die Länge L des Schiffes. Wenn diese Länge einen bestimmten Wert überschreitet, kann die Zündung der Seemine freigegeben werden.The time interval T only provides the ratio of length and speed, so it does not yet allow a distinction between a slow, small and a fast, large ship. There is therefore a bearing of the ship from the location of the mine from the invention, which z. B. by means of known acoustic direction finders. The speed U of the ship can be determined from this bearing. Multiplying the time interval T by the speed U gives an estimate of the length L of the ship. If this length exceeds a certain value, the ignition of the sea mine can be released.

Ein Gerät zur Durchführung des vorerwähnten Verfahrens ist gekennzeichnet durch:A device for performing the aforementioned method is marked by:

  • (a) einen Druckfühler (12) zur Erzeugung eines den Wasserdruck am Ort des Gerätes wiedergebenden Wasserdruck-Signals, (a) a pressure sensor ( 12 ) for generating a water pressure signal reflecting the water pressure at the location of the device,
  • (b) eine Filteranordnung, auf welche das Wasserdruck-Signal aufgeschaltet ist und welche zur Erzeugung eines Druckabweichungssignals eingerichtet ist, welches die Abweichung des Wasserdrucks von seinem Mittelwert wiedergibt,(b) a filter assembly on which the water pressure signal is activated and which to generate a pressure deviation signal is set up, which is the deviation of the water pressure from his Represents mean,
  • (c) eine Meßgeberanordnung zur Erzeugung von Richtungskosinus-Signalen, welche die Richtungskosinus von dem Gerät zu dem Schiff wiedergeben, d. h. die Kosinus der Winkel ϕ x , ϕ y und ϕ z zwischen einer Zielrichtung und den Achsen eines erdfesten kartesischen Koordinatensystems x, y, z, wobei die z-Achse vertikal ist und die x- und y-Achsen horizontal liegen,(c) a transmitter arrangement for generating directional cosine signals which represent the directional cosine from the device to the ship, ie the cosine of the angles ϕ x , ϕ y and ϕ z between a target direction and the axes of an earth-fixed Cartesian coordinate system x, y, z , where the z axis is vertical and the x and y axes are horizontal,
  • (d) erste Rechnermittel (30), die von den Druckabweichungssignalen beaufschlagt und zur Bildung eines den Zeitabstand T zwischen erstem und zweitem Nulldurchgang des Druckabweichungssignals wiedergebenden Zeitabstandssignals aus dem Zeitverlauf bis zu dem ersten Nulldurchgang eingerichtet sind,(d) first computer means ( 30 ), which are acted upon by the pressure deviation signals and are set up to form a time interval signal from the time course up to the first zero crossing, which represents the time interval T between the first and second zero crossing of the pressure deviation signal,
  • (e) zweite Rechnermittel, die von den Richtungskosinus-Signalen und einem die Tiefe des Gerätes unter der Wasseroberfläche wiedergebenden Tiefensignal beaufschlagt und eingerichtet sind, daraus Koordinaten-Signale zu bilden, welche die horizontalen Koordinaten x, y des Schiffes in dem besagten erdfesten Koordinatensystem wiedergeben,(e) second computing means, which are acted upon by the direction cosine signals and a depth signal reflecting the depth of the device below the water surface and set up to form coordinate signals therefrom which reflect the horizontal coordinates x, y of the ship in said earth-fixed coordinate system ,
  • (f) dritte Rechnermittel, die von den Koordinaten-Signalen beaufschlagt und zur Bildung eines die Geschwindigkeit U des Schiffes wiedergebenden Geschwindigkeitssignals eingerichtet ist, und(f) third computer means which are acted upon by the coordinate signals and which are set up to form a speed signal representing the speed U of the ship, and
  • (g) eine von den Ausgängen der ersten und der dritten Rechnermittel beaufschlagte Multiplizierschaltung, die zur Erzeugung eines das Produkt des Zeitabstandssignals und des Geschwindigkeitssignals wiedergebenden Längensignals eingerichtet ist, wobei dieses Längensignal ein Schätzwert der Länge des Schiffes ist.(g) one of the outputs of the first and third Computer means applied multiplier circuit for  Generation of the product of the interval signal and the length signal representing the speed signal is set up, this length signal is an estimate of the length of the ship.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further refinements of the invention are the subject of Subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.The invention is illustrated below using an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings explained.

Fig. 1 veranschaulicht das Darüberfahren eines Schiffes über einen Druckfühler; Fig. 1 illustrates the passage of a ship over a pressure sensor;

Fig. 2 zeigt dabei den auftretenden Verlauf der Druckabweichung von dem sich aus der Wassertiefe ergebenden statischen Mittelwert; Fig. 2 shows the course of the pressure occurring deviation from the resulting from the static water depth mean;

Fig. 3 ist eine schematische perspektivische Darstellung und zeigt die Lage des benutzten erdfesten Koordinatensystems zur idealisierten, d. h. als horizontale Ebene angenommenen Wasseroberfläche, die Lage des erfindungsgemäßen Gerätes und des Schiffes sowie dessen Bahn und die sich aus der Peilung ergebenden Winkel; Fig. 3 is a schematic perspective view and shows the position of the earth-fixed coordinate system used to the idealized, ie assumed as a horizontal plane water surface, the position of the device according to the invention and the ship and its course and the angles resulting from the bearing;

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Gerätes; Fig. 4 is a block diagram of an apparatus according to the invention;

Fig. 5 veranschaulicht den Verlauf der bei dem Gerät nach Fig. 4 auftretenden Koordinaten-Signale; FIG. 5 illustrates the course of the coordinate signals occurring in the device according to FIG. 4;

Fig. 6 veranschaulicht in Form eines Blockdiagramms ein Modell für die zeitliche Änderung der Schiffsposition in dem Koordinatensystem von Fig. 3; FIG. 6 illustrates in the form of a block diagram a model for the temporal change of the ship position in the coordinate system of FIG. 3;

Fig. 7 zeigt Rechnermittel in Form eines Kalman-Filters zur Bestimmung der Geschwindigkeit U des Schiffes aus den Koordinaten-Signalen; Fig. 7 shows computer means in the form of a Kalman filter for determining the speed U of the vessel from the coordinate signals;

Fig. 8 zeigt schematisch Rechnermittel zur "Extrapolation" des Zeitabstandes T zwischen den Nulldurchgängen der Druckabweichung Δ p in Fig. 1. Fig. 8 schematically shows computer means for "extrapolation" of the time interval T between the zero crossings of the pressure deviation Δ p in FIG. 1.

In Fig. 1 ist dargestellt, wie auf dem Meeresgrund 10 ein Druckfühler 12 in einer Wassertiefe H angeordnet ist. Ein Schiff 14 fährt über diesen Druckfühler hinweg. Die Wassertiefe H bedingt einen gewissen statischen Druck p, der durch Wellenbewegungen der Wasseroberfläche 16 etwas schwankt, aber einen konstanten Mittelwert ergibt. Das Schiff 14 bewirkt eine Druckänderung Δ p gegenüber diesem statischen Mittelwert , und der zeitliche Verlauf dieser Druckänderung Δ p ist in Fig. 2 dargestellt.InFig. 1 is shown as on the ocean floor10th  a pressure sensor12 at a water depthH is arranged. A ship14 runs over this pressure sensor. The water depthH requires a certain static pressurep, caused by wave movements of the water surface16 something fluctuates, but a constant mean  results. The ship14 causes a change in pressureΔ p  towards this static mean , and the time course of this Pressure changeΔ p  is inFig. 2 shown.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, bewirkt das Schiff 14 bei Annäherung an die Position des Druckfühlers 12 mit seinem Bug zunächst einen Anstieg des Drucks p, also eine positive Druckabweichung Δ p . Anschließend, wenn der Rumpf des Schiffes 14 über den Druckfühler 12 hinwegläuft, sinkt der Druck p unter den statischen Mittelwert ab, die Druckabweichung Δ p zeigt einen ersten Nulldurchgang im Punkt t₀ und wird dann negativ. Wenn das Heck des Schiffes über den Druckfühler 12 hinwegläuft, zeigt die Druckabweichung Δ p einen zweiten Nulldurchgang im Punkt t₁ und wird dann vorübergehend positiv, um schließlich wieder auf null abzusinken. Der Zeitabstand T zwischen dem ersten Nulldurchgang bei t₀ und dem zweiten Nulldurchgang bei t₁ gibt an, welche Zeit das Schiff 14 benötigt, um über den Druckfühler 12 hinwegzufahren. Es ist also wobei, wie gesagt, L die Länge des Schiffes 14 und U seine Geschwindigkeit ist. Um einen Meßwert für T schon vor dem Durchgang des Schiffes 14 zu erhalten, wird T aus dem Zeitverlauf von Δ p bis zu dem ersten Nulldurchgang in t₀ aus empirisch gewonnenen Daten "extrapoliert". Hierfür kann die Fläche F₁ unter der Δ p-Kurve, die in Fig. 2 schraffiert dargestellt ist, in Verbindung mit dem Anstieg S der Druckabweichung Δ p im Zeitpunkt t₀ des ersten Nulldurchganges herangezogen werden. Wenn man annimmt, daß die Fläche F₁ unter dem positiven Verlauf der Druckabweichung Δ p in einem bestimmten Verhältnis zu der Fläche F₂ über dem negativen Verlauf der Druckabweichung Δ p steht und dieser negative Verlauf einer Parabel ähnlich ist, eine Annahme, welche mit den empirischen Beobachtungen gut übereinstimmt, dann kann T beispielsweise wie folgt vorhergesagt werden: wobei α ein empirisch ermittelter, dimensionsloser Faktor ist. Bequemer ist es jedoch unter den gleichen Voraussetzungen zur "Extrapolation" statt der Fläche F₁ das erste Maximum Δ p max der Druckabweichung mit heranzuziehen und T aus der Beziehung zu ermitteln, wobei β wieder ein empirisch zu ermittelnder dimensionsloser Faktor ist.How outFig. 2 can be seen, causes the ship14 at Approaching the position of the pressure sensor12 with his Bug first an increase in pressurep, so a positive one Pressure deviationΔ p . Then when the fuselage of the Ship14 via the pressure sensor12 runs away, sinks the pressurep below the static mean  from that Pressure deviationΔ p  shows a first zero crossing in Pointt₀ and then becomes negative. If the stern of the ship via the pressure sensor12 runs away, shows the pressure deviation Δ p  a second zero crossing in pointt₁ and then becomes temporarily positive, eventually returning to sink to zero. The time intervalT between the first zero crossing att₀ and the second zero crossing att₁ indicates what time the ship14 necessary for via the pressure sensor12 drive away. So it is  where, as I said,L the length of the ship14 andU  its speed is. To get a reading forT beautiful before the passage of the ship14 will getT  from the passage of time fromΔ p up to the first zero crossing int₀ "extrapolated" from empirically obtained data. The surface can do thisF₁ under theΔ pCurve that in Fig. 2 is shown hatched, in connection with the riseS the pressure deviationΔ p at the timet₀ of the first zero crossing can be used. If assumes the areaF₁ under the positive course of Pressure deviationΔ p in a certain relationship to the areaF₂ over the negative course of the pressure deviationΔ p  stands and this negative course is similar to a parabola, an assumption that works well with empirical observations matches, then canT for example predicted as follows will: in whichα an empirically determined, dimensionless factor is. However, it is more comfortable under the same conditions for "extrapolation" instead of the surfaceF₁ that first maximumΔ p Max  to take the pressure deviation into account andT from the relationship to determine whereβ again an empirically to be determined dimensionless factor.

Fig. 3 zeigt die Lage des Gerätes 18, das auch den (in Fig. 3 nicht dargestellten) Druckfühler 12 enthält, auf dem Meeresgrund. Das Gerät 18 enthält einen an sich bekannten Richtungssensor 20, der drei "Richtungskosinus"-Signale cos ϕ x , cos ϕ y, cos ϕ z entsprechend den Kosinus der Winkelϕ x , ϕ y , ϕ z liefert, welche eine Zielrichtung R vom Gerät 18 zum Schiff 14 mit den drei Koordinatenachsen x′, y′, z′ eines erdfesten Koordinatensystems bildet. Es sei der Einfachheit halber in Fig. 3 zunächst angenommen, daß das Gerät 18 unmittelbar nach einem vorgegebenen Koordinatensystem ausgerichtet ist. Der Ursprung des Koordinatensystems x′, y′, z′ liegt im Gerät 18, d. h. auf dem Meeresgrund, wobei die Koordinatenachse z′ senkrecht nach oben gerichtet ist und die Koordinatenachsen x′ und y′ in einer den idealisierten Meeresgrund 10 darstellenden horizontalen Ebene liegen. In Fig. 3 ist noch ein zweites Koordinatensystem x, y, z dargestellt, dessen Ursprung senkrecht über dem Gerät 18 auf der Wasseroberfläche liegt und dessen x- und y-Achse parallel zu den x′- und y′-Achsen des anderen Koordinatensystems in der die idealisierte Wasseroberfläche 16 darstellenden horizontalen Ebene liegen. FIG. 3 shows the position of the device 18 , which also contains the pressure sensor 12 (not shown in FIG. 3), on the seabed. The device 18 contains a direction sensor 20 known per se, which supplies three “direction cosine” signals cos ϕ x , cos ϕ y, cos ϕ z corresponding to the cosine of the angles ϕ x , ϕ y , ϕ z , which give a target direction R from the device 18 to the ship 14 with the three coordinate axes x ' , y' , z 'forms an earth-fixed coordinate system. For the sake of simplicity, it is first assumed in FIG. 3 that the device 18 is aligned directly according to a predetermined coordinate system. The origin of the coordinate system x ' , y' , z ' lies in the device 18 , ie on the seabed, the coordinate axis z' being directed vertically upwards and the coordinate axes x ' and y' lying in a horizontal plane representing the idealized seabed 10 . In Fig. 3 a second coordinate system x , y , z is shown, the origin of which is perpendicular to the device 18 on the water surface and the x and y axes parallel to the x ' and y' axes of the other coordinate system in the horizontal plane representing the idealized water surface 16 .

Das Schiff 14 bewegt sich längs der gestrichelt eingezeichneten Bahn 22 mit der Geschwindigkeit U. Die oben erläuterte Beziehung zwischen T und L/U gilt auch in diesem Fall. H bezeichnet in Fig. 3 wie in Fig. 1 die Wassertiefe.The ship 14 moves along the dashed line 22 at the speed U. The relationship between T and L / U explained above also applies in this case. H denotes the water depth in FIG. 3 as in FIG. 1.

Fig. 4 zeigt in einem Blockschaltbild, wie aus den Drucksignalen p des Druckfühlers 12 und den Richtungskosinus-Signalen des Richtungsensors 20 ein Meßwert für die Länge des Schiffes 14 gewonnen wird und dementsprechend die Zündfreigabe für die Mine erfolgt. Fig. 4 shows in a block diagram, as seen from the pressure signals p of the pressure sensor 12 and the direction cosine signals of the direction sensor 20 is obtained a measured value for the length of the vessel 14 and accordingly, the ignition release takes place for the mine.

Das Signal p des Druckfühlers 12 wird auf ein Filter 24 gegeben. Das Filter 24 liefert an einem Ausgang 26 in bekannter Weise ein Ausgangssignal , das dem Mittelwert des Wasserdruckes p entspricht und praktisch den sich aus der Wassertiefe H ergebenden hydrostatischen Druck wiedergibt. Das Filter 24 liefert weiterhin an einem Ausgang 28 ein Druckabweichungs-Signal Δ p, das die Abweichung des Wasserdrucks p, gegebenenfalls bereinigt um Schwankungen infolge Wellengang, von dem Mittelwert wiedergibt.The signalp of the pressure sensor12 is on a filter24th  given. The filter24th delivers at an exit26 in  known an output signal which is the mean of water pressurep corresponds and practically that the water depthH resulting hydrostatic pressure. The filter24th continues to deliver at an output28  a pressure deviation signalΔ pwhich is the deviation of the Water pressurep, possibly adjusted for fluctuations due to swell, from the mean  reproduces.

Das Druckabweichungssignal Δ p, das bei Annäherung eines Schiffes etwa den in Fig. 2 dargestellten zeitlichen Verlauf hat, wird auf Rechnermittel 30 gegeben, welche an einem Ausgang 32 den Maximalwert Δ p max des Druckabweichungssignals Δ p (vgl. Fig. 2) und an einem Ausgang 34 den Wert S, d. h. den Wert von im Zeitpunkt t₀ des ersten Nulldurchganges, liefert. Diese beiden Signale werden auf einen Quotientenbildner 36 geschaltet, dessen Ausgangssignal mittels einer Schaltung 38, z. B. eines Potentiometers bei analoger Signalverarbeitung, mit einem Faktor β multipliziert wird. An einem Ausgang 40 erscheint somit ein Zeitabstandssignal, das den zu erwartenden Zeitabstand T zwischen den Nulldurchgängen wiedergibt und damit ein Maß für das Verhältnis von Länge und Geschwindigkeit des Schiffes 14 ist.The pressure error signal Δ p, which has approximately the time course shown in Fig. 2 as it approaches a ship, is fed to computing means 30 which at an output 32 the maximum value Δ p max of the pressure deviation signal Δ p (see. Fig. 2) and an output 34 supplies the value S , ie the value of at the time t ₀ of the first zero crossing. These two signals are connected to a quotient 36 whose output signal by means of a circuit 38 , for. B. a potentiometer in analog signal processing, is multiplied by a factor β . A time interval signal thus appears at an output 40 , which represents the expected time interval T between the zero crossings and is thus a measure of the ratio of length and speed of the ship 14 .

Zur Bestimmung der Geschwindigkeit U des Schiffes 14 ist ein Richtungsmesser 20, d. h. ein Meßgeber für die Richtungskosinus cos ϕ x ′′, cos ϕ y ′′ und cos ϕ z ′′ der Zielrichtung R vom Gerät 18 zum Schiff 14, vorgesehen. Diese Richtungskosinus sind auf ein gerätefestes Koordinatensystem x′′, y′′, z′′ bezogen, das im allgemeinen Fall von dem vorgegebenen erdfesten Koordinatensystem x′, y′, z′ (Fig. 3) abweicht. Es ist daher in dem Gerät 18 ein Lagereferenzgerät 42 vorgesehen, welches an den Ausgängen 44, 46, 48 Lagereferenzsignale ε₁, ε₂ und ε₃ liefert, welche die Winkel zwischen entsprechenden Koordinatenachsen x′′, y′′, und z′′ bzw. x′, y′, und z′ des gerätefesten Koordinatensystems und des erdfesten Koordinatensystems wiedergeben.To determine the speed U of the ship 14 , a direction meter 20 , that is, a transmitter for the direction cosine cos ϕ x '', cos ϕ y '' and cos ϕ z '' of the target direction R from the device 18 to the ship 14 , is provided. These direction cosines are related to a device-fixed coordinate system x '' , y '' , z '' , which generally deviates from the specified earth-fixed coordinate system x ' , y' , z ' ( Fig. 3). It is therefore provided in the device 18, a position reference device 42 , which delivers at the outputs 44, 46, 48 position reference signals ε ₁, ε ₂ and ε ₃, which the angle between the corresponding coordinate axes x '' , y '' , and z '' or x ′ , y ′ , and z ′ of the coordinate system and the earth-fixed coordinate system.

Die Richtungskosinus-Signale cos ϕ x ′′, cos ϕ y ′′ und cos ϕ z ′′ des Richtungssensors 20 und die Lagereferenzsignale ε₁, ε₂, ε₃ des Lagereferenzgerätes 42 sind auf eine Koordinaten-Transformationsschaltung -50 geschaltet, welche zur Bildung von Richtungskosinus-Signalen cos ϕ x ′, cos ϕ y ′ und cos ϕ z ′ eingerichtet ist, die auf das erdfeste Koordinatensystem x′, y′, z′ bezogen sind und an Ausgängen 52, 54 bzw. 56 erscheinen.The direction cosine signals cos ϕ x '', cos ϕ y '' and cos ϕ z '' of the direction sensor 20 and the position reference signals ε ₁, ε ₂, ε ₃ of the position reference device 42 are connected to a coordinate transformation circuit - 50 , which for Formation of direction cosine signals cos ϕ x ′, cos ϕ y ′ and cos ϕ z ′ is set up, which are related to the earth-fixed coordinate system x ′ , y ′ , z ′ and appear at outputs 52, 54 and 56 , respectively.

Die Richtungskosinus-Signale cos ϕ x ′ und cos ϕ y ′ sind auf den Zählereingang je eines Quotientenbildners 58 bzw. 60 geschaltet. Auf den Nennereingang jedes Quotientenbildners ist das Richtungskosinus-Signal cos ϕ z ′ geschaltet. An dem Ausgang 62 des Quotientenbildners 58 erscheint dann ein Signal The direction cosine signals cos ϕ x 'and cos ϕ y ' are connected to the counter input of a quotient 58 and 60 , respectively. The direction cosine signal cos ϕ z 'is connected to the denominator input of each quotient. A signal then appears at the output 62 of the quotient former 58

An dem Ausgang 64 des Quotientenbildners 60 erscheint ein Signal A signal appears at the output 64 of the quotient former 60

Das Signal am Ausgang 26 des Filters 24 wird in einer Schaltung 66 mit dem Eichfaktor k multipliziert, derart, daß an einem Ausgang 68 dieser Schaltung 66 ein Signal erscheint, welches die Wassertiefe H wiedergibt. Dieses Signal beaufschlagt parallel zwei Multiplizierschaltungen 70 und 72. Die Multiplizierschaltung 70 erhält außerdem das Signal am Ausgang 62, und die Multiplizierschaltung 72 erhält außerdem das Signal am Ausgang 64. An dem Ausgang 74 der Multiplizierschaltung 70 erscheint dann ein Koordinaten-Signal x m , das die x-Koordinate des Schiffes 14 in dem Koordinatensystem x′, y′, z′ oder x, y, z (Fig. 3) wiedergibt, so wie sie sich aus den Richtungssensor- und Druckfühlersignalen ergibt. An dem Ausgang 76 erscheint ein Koordinaten-Signal y m , das in gleicher Weise die y-Koordinate des Schiffes 14 in dem Koordinatensystem x′, y′, z′ oder x, y, z wiedergibt. Diese Koordinaten-Signale x m und y m , die stark verrauscht sind, sind für einen in Fig. 3 angedeuteten Weg des Schiffes 14 in Abhängigkeit von der Zeit in Fig. 5 dargestellt.The signal  at the exit26 of the filter24th is in one circuit66 with the calibration factork multiplied, so that at an exit68 this circuit66 a signal appears which is the water depthH reproduces. This Signal acts on two multiplier circuits in parallel70  and72. The multiplier circuit70 also receives that Output signal62, and the multiplier circuit72 receives  also the signal at the output64. At the exit74 the Multiplier circuit70 a coordinate signal then appears x m that thex-Coordinate of the ship14 by doing Coordinate systemx ′,y ′,z ′ orx,y,e.g. (Fig. 3) represents as they are from the direction sensor and pressure sensor signals results. At the exit76 appears a Coordinate signaly m that in the same way they-Coordinate of the ship14 in the coordinate systemx ′,y ′,z ′  orx,y,e.g. reproduces. These coordinate signalsx m  and y m who are very noisy are in forFig. 3rd indicated route of the ship14 in dependence of of time inFig. 5 shown.

Die Koordinaten-Signale x m und y m sind auf Rechnermittel 78 geschaltet, welche neben geglätteten "berechneten" Koordinaten-Signalen s , s an Ausgängen 80, 82 weitere Signale s , s an Ausgängen des Schiffes 14 entsprechen. Diese Geschwindigkeitskomponenten-Signale s , s sind auf eine Schaltung 88 zur Bildung der Wurzel aus der Quadratsumme aufgeschaltet. Der Ausgang 90 dieser Schaltung 88 liefert dann ein Signal, das den Betrag U der Geschwindigkeit des Schiffes 14 wiedergibt.The coordinate signalsx m  andy m  are on computer means78  switched, which next to smoothed "calculated" coordinate signals s , s  at exits80, 82 further signals s , s   at the exits of the ship14 correspond. These speed component signals s , s  are on a circuit88  to form the root of the sum of squares activated. The exit90 this circuit88 delivers then a signal representing the amountU the speed of the Ship14 reproduces.

Dieses Signal U wird zusammen mit dem Signal T am Ausgang 40 einem Multiplizierglied 92 zugeführt, welches an einem Ausgang 94 ein Längensignal erzeugt, das die Länge L des Schiffes 14 wiedergibt.This signal U , together with the signal T at the output 40 , is fed to a multiplier 92 which, at an output 94, generates a length signal which represents the length L of the ship 14 .

Dieses Längensignal L wird in einem Vergleicher 96 mit einem festen Wert L₀ verglichen; wennThis length signal L is compared in a comparator 96 with a fixed value L ₀; if

L L L L

ist, erfolgt eine Zündfreigabe für die Seemine.is released for the sea mine.

Die Rechnermittel 78 sind ein sog. Kalman-Filter. Fig. 7 ist ein Blockdiagramm der Rechnermittel 78, und Fig. 6 dient der Erläuterung.The computing means 78 are a so-called Kalman filter. Fig. 7 is a block diagram of the computing means 78 , and Fig. 6 is for explanation.

Wenn die Position und Geschwindigkeit des Schiffes 14 in einem bestimmten Zeitpunkt t₀ bekannt ist, dann kann man bei konstantem Kurs und konstanter Fahrt die Position zu jedem späteren Zeitpunkt ausIf the position and speed of the ship 14 is known at a certain point in time t ₀, then the position can be determined at any later point in time with a constant course and constant speed

x s = x s 0 + s 0 (t-t₀)
y s = y s 0 + s 0 (t-t₀)
x s  =x s 0 + s 0 (tt₀)
y s  =y s 0 + s 0 (tt₀)

gewinnen. Das kann mit dem in Fig. 6 dargestellten Modell simuliert werden. Es sind - aus Gründen, die noch erkennbar werden - in der allgemeinen Darstellung von Fig. 6 zwei Integratoren 98, 100 für die x-Koordinate und zwei Integratoren 102, 104 für die y-Koordinate vorgesehen. Die Pfeile von oben symbolisieren die Vorgabe der Anfangswerte, d. h. der Werte des Integratorausganges im Zeitpunkt t = t₀, nämlich s 0 und s 0. Der Eingang der Integratoren 98 und 102 ist konstant null, so daß s = s 0 und s = s 0 bleibt. Diese Werte werden durch die Integratoren 100 bzw. 104 integriert, wodurch sich die vorstehend angegebenen Beziehungen ergeben. Eine Vorhersage der Position durch dieses Modell ist jedoch nur dann richtig, wenn sowohl x s 0, y s 0 als auch s 0, s 0 als bekannt vorausgesetzt werden können. Das ist hier aber nicht der Fall. Daher wird gemäß Fig. 7 die jeweilige Vorhersage für die Positions- wie auch für die Geschwindigkeitskomponenten mit den mit Hilfe des Druckfühlers und des Richtungssensors 20 gemessenen Koordinaten x m und y m verglichen und die Vorhersage entsprechend korrigiert. Das geschieht in der Weise, daß die Differenz zwischen Messung und Vorhersage gebildet, diese Differenz gewichtet und zur Korrektur der Vorhersage sowohl von Orts- als auch von Geschwindigkeitskomponenten verwendet wird.win. That can be done with the inFig. 6 model shown can be simulated. It is - for reasons that are still recognizable are - in the general representation ofFig. 6 two Integrators98, 100 for thex-Coordinate and two integrators 102, 104 for they-Coordinate provided. The Arrows from above symbolize the specification of the initial values, d. H. the values of the integrator output at the timet =t₀, namely s 0 and s 0. The entrance of the Integrators98 and102 is constantly zero, so that s  = s 0  and s  = s 0 remains. These values are determined by the integrators 100 respectively.104 integrated, which the above given relationships. A prediction of the Position through this model is only correct, if bothx s 0,y s 0 as well as s 0, s 0 assumed to be known can be. But this is not the case here. Therefore, according toFig. 7 the respective forecast for the Position as well as for the speed components with the help of the pressure sensor and the direction sensor  20th measured coordinatesx m  andy m  compared and corrected the prediction accordingly. This happens in such a way that the difference between measurement and Prediction formed, this difference weighted and used Correction of the prediction of both location and Speed components is used.

In Fig. 7 ist für die x-Komponente ein Kanal 106 und für die y-Komponente ein Kanal 108 vorgesehen, die in ihrem Aufbau übereinstimmen und von denen daher nur der Kanal 106 beschrieben ist. Der Kanal 106 enthält einen Eingang 110, der mit dem Ausgang 74 verbunden ist und auf den das Koordinaten-Signal x m aufgeschaltet ist, und einen Ausgang 80 für das berechnete (oder vorhergesagte) Koordinaten-Signal s . Der Kanal 106 enthält weiterhin eine erste und eine zweite Integrationsstufe 112 bzw. 114. Auf den Eingang der ersten Integrationsstufe 112 wird die Differenz des Koordinaten-Signals x m und des berechneten Koordinaten-Signals s gewichtet mit einem veränderbaren ersten Faktor k₁ aufgeschaltet. Diese Differenz wird in einem Punkt 116 gebildet. Auf den Eingang der zweiten Integrationsstufe 114 ist die Summe des Ausgangs der ersten Integrationsstufe 112 und der besagten, mit einem veränderbaren zweiten Faktor k₂ aufgeschalteten Differenz x m - s aufgeschaltet. Die Summe wird an einem Summationspunkt 118 gebildet. Der Ausgang der zweiten Integrationsstufe 114 ist auf den besagten Ausgang für das berechnete Koordinaten-Signal ₂ geschaltet. Das Geschwindigkeitskomponenten-Signal s ist vor dem Summationspunkt 118 am Ausgang der ersten Integrationsstufe 112 abgreifbar, der mit dem Ausgang 84 (Fig. 4) verbunden ist.InFig. 7 is for thexComponent a channel106 and for them yComponent a channel108 provided that in their construction match and therefore only the channel106 described is. The channel106 contains an entrance110, the with the exit74 is connected and to which the coordinate signal x m  is turned on, and an output80 for the calculated (or predicted) coordinate signal s . The channel106 also contains a first and a second Integration level112 respectively.114. At the entrance of the first Integration level112 becomes the difference of the coordinate signal x m  and the calculated coordinate signal s   weighted with a changeable first factork₁ activated. This difference is in one point116 educated. At the entrance of the second integration stage114 is the Sum of the output of the first integration level112 and the said, with a changeable second factork₂ applied differencex m  - s  activated. The sum becomes at a summation point118 educated. The exit of the second level of integration114 is on said exit for the calculated coordinate signal ₂ switched. The Speed component signal s  is before the summation point 118 at the exit of the first integration stage112  tapped that with the exit84 (Fig. 4) is connected.

Wenn s am Ausgang 80 ständig gleich x m ist, dann ist die Differenz am Eingang der Integrationsstufe 112 null. Die Integrationsstufe 112 liefert einen konstanten Ausgang entsprechend x s 0 von Fig. 6. Dieser Ausgang wird auch an dem Summationspunkt 118 nicht mehr korrigiert. Es ergibt sich ein linear mit der Zeit veränderliches Ausgangssignal am Integrator 114 wie in dem Modell von Fig. 6.If s  at the exit80 always the samex m  then it is Difference at the input of the integration level112 zero. The Integration level112 provides a constant output  correspondingx s 0 fromFig. 6. This output will also turn on the summation point118 no longer corrected. It results an output signal that changes linearly with time on the integrator114 like in the model ofFig. 6.

Wenn aber x m von dem vorhergesagten oder berechneten s abweicht, dann bewirkt die Differenz eine Änderung des Ausgangs der Integrationsstufe 112 (Schätzwert von ) und gleichzeitig (mit dem Faktor x₂) über den Summationspunkt 118 eine direkte Änderung des Ausgangs der Integrationsstufe 114 (Schätzwert von x). Diese Korrektur wird so lange durchgeführt, bis im Mittel die Differenz von x m und s wieder zu null geworden ist.If butx m  from the predicted or calculated s   deviates, the difference causes a change in the Output of the integration level112 (Estimate of) and at the same time (with the factorx₂) over the summation point118  a direct change in the output of the integration level114  (Estimate ofx). This correction is carried out as long as until on average the difference fromx m  and s  back to has become zero.

Dabei werden außer den geglätteten Koordinaten-Signalen auch die hier interessierenden Geschwindigkeitskomponenten-Signale erhalten.Besides the smoothed coordinate signals also the speed component signals of interest here receive.

Fig. 8 zeigt Einzelheiten der Rechnermittel 30 von Fig. 4. FIG. 8 shows details of the computing means 30 of FIG. 4.

Das Druckabweichungs-Signal Δ p liegt an einem Eingang 120 einer Torschaltung 122 an. Das Druckabweichungs-Signal Δ p wird außerdem auf ein Differenzierglied 124 gegeben, welches ein Signal nach Maßgabe von , d. h. der Zeitableitung von Δ p liefert. Dieses Signal beaufschlagt einmal einen Nulldetektor 126, der über einen Eingang 128 die Torschaltung 122 durchschaltet, wenn = 0 ist. Es wird daher der Maximalwert Δ p max des Druckabweichungssignals Δ p durchgeschaltet und in einem Speicher 130 gespeichert. The pressure deviation signal Δ p is present at an input 120 of a gate circuit 122 . The pressure deviation signal Δ p is also fed to a differentiator 124 , which supplies a signal in accordance with, ie the time derivative of Δ p . This signal acts once on a zero detector 126 , which switches through the gate circuit 122 via an input 128 if = 0. The maximum value Δ p max of the pressure deviation signal Δ p is therefore switched through and stored in a memory 130 .

Das Ausgangssignal des Differenziergliedes 124 beaufschlagt außerdem einen Eingang 132 einer Torschaltung 134. Das Druckabweichungs-Signal Δ p selbst liegt an einem Nulldetektor 136, der bei Erreichen von Δ p = 0 über einen Eingang 138 die Torschaltung 134 durchschaltet. Das -Signal wird dadurch bei dem Nulldurchgang auf einen Speicher 140 geschaltet, der so den Wert S (vgl. Fig. 2) speichert. Die Ausgänge 32 und 34 der Speicher 130 bzw. 140 liegen an dem Quotientenbildner 36, wie im Zusammenhang mit Fig. 4 schon beschrieben wurde.The output signal of the differentiating element 124 also acts on an input 132 of a gate circuit 134 . The pressure deviation signal Δ p itself is applied to a zero detector 136 , which switches through the gate circuit 134 via an input 138 when Δ p = 0. The signal is thereby switched to a memory 140 at the zero crossing, which stores the value S (see FIG. 2). The outputs 32 and 34 of the memories 130 and 140 are connected to the quotient generator 36 , as has already been described in connection with FIG. 4.

Die verschiedenen Operationen können mit analogen Signalen durchgeführt werden. Vorzugsweise wird man die Signale jedoch digitalisieren und mit digitalen Rechnermitteln in der beschriebenen Weise verarbeiten.The various operations can be done with analog signals be performed. Preferably the signals however digitize and with digital computing means process in the manner described.

Claims (16)

1. Verfahren zur näherungsweisen Bestimmung der Länge eines Schiffes, gekennzeichnet durch die nachstehenden Verfahrensschritte:
  • (a) Messung des Zeitverlaufs der durch das Schiff an einem festen Ort auf dem Meeresgrund hervorgerufenen Druckänderung bis zu deren ersten Nulldurchgang,
  • (b) Bestimmung des Zeitabstandes T zwischen dem ersten und dem zweiten Nulldurchgang der Druckänderung aus dem Zeitverlauf bis zu dem ersten Nulldurchgang, wobei dieser Zeitabstand T ein Maß für das Verhältnis aus Schiffslänge L und Schiffsgeschwindigkeit ist,
  • (c) Bestimmung der Schiffsgeschwindigkeit U aus der Peilung des Schiffs von dem besagten festen Ort aus und
  • (d) Bestimmung der Schiffslänge durch Multiplikation des aus dem Druckverlauf gewonnenen Verhältniswertes mit dem aus der Peilung gewonnenen Geschwindigkeitswert.
1. Method for the approximate determination of the length of a ship, characterized by the following method steps:
  • (a) measurement of the time course of the pressure change caused by the ship at a fixed location on the sea floor up to its first zero crossing,
  • (b) Determining the time interval T between the first and the second zero crossing of the pressure change from the time course up to the first zero crossing, this time interval T being a measure of the ratio from ship length L and ship speed,
  • (c) determining the ship's speed U from the bearing of the ship from said fixed location and
  • (d) Determining the length of the ship by multiplying the ratio value obtained from the pressure curve by the speed value obtained from the bearing.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Zeitabstand T aus dem Maximalwert Δ P max der Druckänderung und der Steigung S des Druckänderungsverlaufes im Zeitpunkt des Nulldurchganges nach der Beziehung bestimmt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that said time interval T from the maximum value Δ P max of the pressure change and the slope S of the pressure change curve at the time of the zero crossing according to the relationship is determined. 3. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
  • (a) einen Druckfühler (12) zur Erzeugung eines den Wasserdruck (p) am Ort des Gerätes (18) wiedergebenden Wasserdruck-Signals,
  • (b) eine Filteranordnung (24), auf welche das Wasserdruck-Signal (p) aufgeschaltet ist und welche zur Erzeugung eines Druckabweichungssignals ( Δ p) eingerichtet ist, welches die Abweichung des Wasserdrucks (p) von seinem Mittelwert () wiedergibt,
  • (c) eine Meßgeberanordnung (20, 42, 50) zur Erzeugung von Richtungskosinus-Signalen, welche die Richtungskosinus von dem Gerät (18) zu dem Schiff (14) wiedergeben, d. h. die Kosinus der Winkel ϕ x , ϕ y und ϕ z zwischen einer Zielrichtung (R) und den Achsen (x′, y′, z′) eines erdfesten kartesischen Koordinatensystems (x′, y′, z′), wobei die z′-Achse vertikal ist und die x′- und y′-Achsen horizontal liegen,
  • (d) erste Rechnermittel (30), die von den Druckabweichungssignalen beaufschlagt und zur Bildung eines den Zeitabstand T zwischen erstem und zweitem Nulldurchgang des Druckabweichungssignals ( Δ p) wiedergebenden Zeitabstandssignals aus dem Zeitverlauf bis zu dem ersten Nulldurchgang eingerichtet sind,
  • (e) zweite Rechnermittel (58, 60, 70, 72), die von den Richtungskosinus-Signalen und einem die Tiefe (H) des Gerätes (18) unter der Wasseroberfläche (16) wiedergebenden Tiefensignal beaufschlagt und eingerichtet sind, daraus Koordinaten-Signale (x m , y m ) zu bilden, welche die horizontalen Koordinaten x′, y′ des Schiffes in dem besagten erdfesten Koordinatensystem wiedergeben,
  • (f) dritte Rechnermittel (78, 88), die von den Koordinaten-Signalen (x m , y m ) beaufschlagt und zur Bildung eines die Geschwindigkeit U des Schiffes wiedergebenden Geschwindigkeitssignals eingerichtet ist, und
  • (g) eine von den Ausgängen der ersten und der dritten Rechnermittel beaufschlagte Multiplizierschaltung (92), die zur Erzeugung eines das Produkt des Zeitabstandssignals T und des Geschwindigkeitssignals U wiedergebenden Längensignals (L) eingerichtet ist, wobei dieses Längensignal proportional der Länge des Schiffes ist.
3. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized by:
  • (a) a pressure sensor ( 12 ) for generating a water pressure signal representing the water pressure (p) at the location of the device ( 18 ),
  • (b) a filter assembly (24) to which the water pressure signal (p) is switched and which is adapted to generate a pressure difference signal p), which represents the deviation of the water pressure (p) from its mean value (),
  • (c) a transmitter arrangement ( 20, 42, 50 ) for generating directional cosine signals which represent the directional cosine from the device ( 18 ) to the ship ( 14 ), ie the cosine of the angles ϕ x , ϕ y and ϕ z between a target direction (R) and the axes (x ′, y ′, z ′) of an earth-fixed Cartesian coordinate system (x ′, y ′, z ′) , the z ′ axis being vertical and the x ′ - and y ′ - Axes are horizontal,
  • (d) first computer means ( 30 ), which are acted upon by the pressure deviation signals and are set up to form a time interval signal from the time course up to the first zero crossing, which represents the time interval T between the first and second zero crossing of the pressure deviation signal ( Δ p) ,
  • (e) second computer means ( 58, 60, 70, 72 ), which are acted upon and set up by the direction cosine signals and a depth signal representing the depth (H) of the device ( 18 ) below the water surface ( 16 ), and coordinate signals therefrom (x m , y m ) , which represent the horizontal coordinates x ′, y ′ of the ship in said earth-fixed coordinate system,
  • (f) third computer means ( 78, 88 ), which are acted upon by the coordinate signals (x m , y m ) and are set up to form a speed signal representing the speed U of the ship, and
  • (g) a multiplier circuit ( 92 ) which is acted upon by the outputs of the first and third computer means and which is set up to generate a length signal (L) which represents the product of the time interval signal T and the speed signal U , this length signal being proportional to the length of the ship.
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filteranordnung (24) ein Filter zur Erzeugung eines den Mittelwert () des Wasserdruckes wiedergebenden Signals enthält, das mit einem Faktor (k) als Tiefensignal die zweiten Rechnermittel beaufschlagt.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the filter arrangement ( 24 ) contains a filter for generating a signal representing the mean value () of the water pressure, which acts on the second computer means with a factor (k) as a depth signal. 5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Rechnermittel zwei Quotientenbildner (58, 60) zur Bildung von Quotientensignalen, welche die Quotienten der beiden auf die horizontalen Koordinatenachsen bezogenen Richtungskosinus cos ϕ x und cos ϕ y zu dem auf die vertikale Achse bezogenen Richtungskosinus wiedergeben, sowie zwei Multiplizierschaltungen (70, 72) aufweisen, durch welche die Koordinaten-Signale als Produkt je eines der Quotientensignale und des Tiefensignals (H) erzeugbar sind. 5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the second computer means two quotient formers ( 58, 60 ) for forming quotient signals, which are the quotients of the two direction cosines cos ϕ x and cos ϕ y relating to the horizontal coordinate axes to the direction cosine relating to the vertical axis, and also have two multiplier circuits ( 70, 72 ) by means of which the coordinate signals as a product of one of the quotient signals and the depth signal (H) can be generated. 6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Rechnermittel ein Kalman-Filter (78) enthalten.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the third computer means contain a Kalman filter ( 78 ). 7. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Rechnermittel je einen Kanal (106, 108) mit einem Eingang (110) für jeweils eines der besagten Koordinaten-Signale und einen Ausgang (80) für ein berechnetes Koordinaten-Signal ( s , s ) aufweisen,7. Apparatus according to claim 5, characterized in that the third computer means one channel each (106, 108) with a Entrance (110) for one of the said coordinate signals and an exit (80) for a calculated coordinate signal ( s , s ) exhibit, daß jeder Kanal (106, 108) eine erste und eine zweite Integrationsstufe (112, 114) enthält,that each channel ( 106, 108 ) contains a first and a second integration stage ( 112, 114 ), daß auf den Eingang der ersten Integrationsstufe (112) jedes Kanals (106, 108) die Differenz des zugehörigen Koordinaten-Signals (x m , y m ) und des zugehörigen berechneten Koordinaten-Signals ( s , s ) mit einem veränderbaren ersten Faktor (k₁) aufgeschaltet ist,that upon receipt of the first integration level (112) each channel (106, 108) the difference of the associated Coordinate signal(x m ,y m ) and the associated calculated Coordinate signal( s , s ) with a changeable first factor(k₁) is activated, daß auf den Eingang der zweiten Integrationsstufe (114) die Summe des Ausgangs der ersten Integrationsstufe (112) und der besagten, mit einem veränderbaren zweiten Faktor (k₂) aufgeschalteten Differenz aufgeschaltet ist,that the sum of the output of the first integration stage ( 112 ) and said difference, which is applied with a variable second factor (k ₂), is applied to the input of the second integration stage ( 114 ), daß der Ausgang der zweiten Integrationsstufe (114) auf den besagten Ausgang (80 bzw. 82) für das berechnete Koordinaten-Signal ( s , s ) geschaltet ist undthat the output of the second integration stage (114) on the said output (80 respectively.82) for the calculated coordinate signal ( s , s ) is switched and daß Geschwindigkeitskomponenten-Signale ( s , s ) an den Ausgängen der ersten Integrationsstufen (112) abgreifbar und auf eine Schaltung (88) zur Bildung der Wurzel aus der Quadratsumme der Geschwindigkeitskomponenten-Signale aufgeschaltet sind, wobei das so erhaltene Ausgangssignal dieser Schaltung (88) das besagte Geschwindigkeitssignal (U) bildet. that speed component signals( s , s ) to the Outputs of the first integration levels (112) tapped and on a circuit (88) to form the root of the Sum of squares of the speed component signals applied are, the output signal thus obtained this circuit (88) said speed signal (U) forms.   8. Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgeberanordnung folgende Bauteile enthält:
  • (a) einen Meßgeber (20) für die Richtungskosinus in einem gerätefesten Koordinatensystem,
  • (b) Lagereferenzmittel (42) zur Erzeugung von Lagereferenz-Signalen, welche die Winkel ( ε₁, ε₂, ε₃) zwischen entsprechenden Koordinatenachsen des gerätefesten Koordinatensystems (x′′, y′′, z′′) und des erdfesten Koordinatensystems (x′, y′, z′) wiedergegeben, und
  • (c) eine Koordinaten-Transformationsschaltung (50), auf welche die Lagereferenz-Signale und die Richtungskosinus-Signale des Meßgebers (20) aufgeschaltet sind und welche zur Bildung der besagten, auf das erdfeste Koordinatensystem bezogene Richtungskosinus-Signale eingerichtet ist.
8. Device according to one of claims 3 to 7, characterized in that the transmitter arrangement contains the following components:
  • (a) a measuring sensor ( 20 ) for the direction cosine in a coordinate system fixed to the device,
  • (b) position reference means ( 42 ) for generating position reference signals, which are the angles ( ε ₁, ε ₂, ε ₃) between corresponding coordinate axes of the coordinate system fixed to the device (x ′ ′, y ′ ′, z ′ ′) and the earth-fixed coordinate system (x ′, y ′, z ′) reproduced, and
  • (c) a coordinate transformation circuit ( 50 ) to which the position reference signals and the direction cosine signals of the transmitter ( 20 ) are connected and which is set up to form the direction cosine signals relating to the earth-fixed coordinate system.
9. Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Rechnermittel (30) Mittel (124, 126, 122) zur Bestimmung des Maximums Δ p max des Druckabweichungssignals und Mittel (124, 136, 134) zur Bestimmung der Steigung des Verlaufes dieses Druckabweichungssignals ( Δ p) im Zeitpunkt (t₀) von dessen Nulldurchgang sowie einen Quotientenbildner (36) zur Bildung des Quotienten des besagten Maximums ( Δ p max ) und der besagten Steigung (S) enthalten.9. Device according to one of claims 3 to 8, characterized in that the first computer means ( 30 ) means ( 124, 126, 122 ) for determining the maximum Δ p max of the pressure deviation signal and means ( 124, 136, 134 ) for determining the Incline of the course of this pressure deviation signal ( Δ p) at the time (t ₀) from its zero crossing and a quotient ( 36 ) to form the quotient of said maximum ( Δ p max ) and said slope (S) . 10. Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 9, gekennzeichnet durch eine Vergleichsstufe (96) zum Vergleichen des Längensignals (L) und eines Referenzwertes (L₀) und zur Auslösung eines Steuerbefehls, wenn das Längensignal (L) größer oder nicht kleiner als der Referenzwert (L₀) ist.10. Device according to one of claims 3 to 9, characterized by a comparison stage ( 96 ) for comparing the length signal (L) and a reference value (L ₀) and for triggering a control command if the length signal (L) is greater or not less than that Reference value (L ₀) is. 11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerbefehl die Zündfreigabe für eine Seemine darstellt.11. Apparatus according to claim 10, characterized in that the Control command represents the ignition release for a sea mine.
DE19762651819 1976-11-13 1976-11-13 Method and device for the approximate determination of the length of a ship, in particular for controlling the ignition release of sea mines Expired DE2651819C1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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