DE69100900T2

DE69100900T2 - Magnetische detektionsvorrichtung für ferromagnetische ankerminen.

Info

Publication number: DE69100900T2
Application number: DE91911037T
Authority: DE
Inventors: Joel Certenais
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1990-06-15
Filing date: 1991-06-04
Publication date: 1994-04-21
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: FR2663428B1; EP0533765A1; FR2663428A1; WO1991020000A1; EP0533765B1; DE69100900D1

Description

Das Gebiet der Erfindung ist dasjenige der magnetischen Erfassung von ferromagnetischen Strukturen, insbesondere von Schiffen, anhand eines magnetischen Meßwertaufnehmers, der eine bestimmte Beweglichkeit besitzt, beispielsweise sich auf zufällige Weise an jeden Punkt einer Oberfläche oder eines vorgegebenen Bereichs der Oberfläche (mathematisch gesprochen: zweiten Grades) bewegen zu können.
Genauer betrifft die vorllegende Erfindung die Erfassung von Schiffen durch einen magnetischen Meßwertaufnehmer, der beispielsweise mit einer Ankermine verbunden ist.
Bekanntermaßen werden Meßwertaufnehmer für die Erfassung von Schiffen oder von Unterseebooten, die sich in der Nähe von Minen vorbeibewegen, sowie für die Steuerung dieser Minen mit dem Ziel der Zerstörung von Schiffen verwendet. Derartige Minen können insbesondere Bodenminen oder Ankerminen sein.
Die Bodenminen sind Minen, die am Grund eines Meeres oder eines Ozeans so angeordnet sind, daß sie fest sind.
Dagegen werden die Ankerminen am Grund des Ozeans mit Hilfe eines Ankertau genannten metallischen Kabels so befestigt, daß sie sich unter Wasser befinden. Diese Minen werden von einer Hin- und Herbewegung aufgrund der Strömung, der Dünung usw. beeinflußt. Sie bewegen sich daher auf nicht vorhersehbare Weise auf einer "Oberfläche", die vom Abschnitt einer Kugel gebildet ist, deren Krümmungsradius gleich der Länge des Ankertaus ist.
Der Meßwertaufnehmer kann beispielsweise von einem dreiachsigen Magnetometer gebildet sein. In diesem Fall beruht die Erfassung von in der Nähe kreuzenden Schiffen auf dem Prinzip der Beobachtung einer Veränderung des Betrages des Magnetfeldes, nämlich (Bx² + By² + Bz²)1/2, wobei Bx, By, Bz den Werten des Magnetfeldes in den Richtungen x, y und z entsprechen.
Ein solches Prinzip stellt bei Abwesenheit von Störungen des lokalen Magnetfeldes. d.h. bei Abwesenheit einer parasitären ferromagnetischen Masse in der Nähe des Meßwertaufnehmers keinerlei Probleme, selbst wenn der Meßwertaufnehmer beweglich ist, weil der Betrag konstant bleibt, solange der Meßwertaufnehmer nur dem Einfluß des Erdmagnetfeldes unterliegt.
Im Gegensatz hierzu hängt der gemessene Betrag bei Vorhandensein einer parasitären ferromagnetischen Masse wie etwa der Mine von der relativen Position der Mine und des Meßwertaufnehmers in dem von der parasitären Masse verformten lokalen Erdmagnetfeld ab.
Genauer erzeugen die Ankerminen aufgrund des durch das Vorhandensein dieser ferromagnetischen Materialien induzierten Magnetfeldes eine in der Umgebung der Mine auftretende Modffikation des Magnetfeldes. Falls der Meßwertaufnehmer an einer solchen Ankermine angeordnet ist, befindet er sich daher in bezug auf die Mine in einer relativen variablen Position, wenn als Bezugsachsen ein in bezug auf das Erdmagnetfeld t festes Koordinatensystem genommen wird (Fig. 1). Daraus folgt, daß der Meßwertaufnehmer aufgrund der lokalen Störung des Feldes einem Magnetfeld c unterworfen ist, das entsprechend der Position der Mine eine variable Richtung und eine variable Stärke besitzt.
Man hat bereits geglaubt, diesen Typ von Problemen lösen zu können, indem an der Mine ein Positionsmeßwertaufnehmer vorgesehen wird. In diesem Fall ist es dann nämlich möglich, im voraus für jede Position der Mine die Störungswirkung des induzierten Magnetfeldes zu speichern und dann in Echtzeit eine Korrektur der vom Meßwertaufnehmer ausgeführten Messung durch den der momentanen räumlichen Position (Lage) der Mine entsprechenen gespeicherten Wert der Störungswirkung auszuführen. Indessen weist diese Lösung mehrere Nachteile auf; weil sie die Bereitstellung eines Positionsmeßwertaufnehmers erfordert und weil sie die Berücksichtigung eventueller zeitlicher Veränderungen der Störungswirkung (beispielsweise aufgrund der Alterung und der Veränderungen der ferromagnetischen Eigenschaften der Mine) nicht gestattet.
Eine weitere Lösung besteht darin, Ankerminen herzustellen, die kein ferromagnetisches Material enthalten und diese mit magnetischen Meßwertaufnehmern auszurüsten. Indessen ist die Herstellung von neuen Minen teuer, darüber hinaus können die alten ferromagnetischen Minen nicht als Ankerminen verwendet werden.
Außerdem ist aus dem deutschen Patent DE 38 04495 die Idee bekannt, eine Antitank- Mine dadurch auszulösen, daß gleichzeitig das Rauschen und die magnetische Störung, die durch den Panzer verursacht werden, erfaßt werden. Selbstverständlich bewegt sich eine solche Mine nicht und ist daher keinem Störungsmagnetfeld unterworfen.
Schließlich ist aus dem europäischen Patent 0 041 892 die Idee bekannt, die magnetischen Störungen eines Magnetkompasses eines Flugzeugs oder eines Bodenfahrzeugs ausgehend von einem Modell des den Kompaß tragenden Fahrzeugs zu kompensieren. Diese Technik ist sehr weit von derjenigen der Minenzündung entfernt. Außerdem arbeitet sie kontinuierlich und nicht in sukzessiven Stufen.
Die vorliegende Erfindung hat insbesondere die Aufgabe, die Nachteile des obenerwähnten Standes der Technik zu beseitigen.
Genauer besteht eine der Aufgaben der Erfindung in der Verwendung einer Einrichtung zur magnetischen Erfassung, die an einem beweglichen Träger wie beispielsweise einer ferromagnetischen Ankermine angebracht werden kann.
Eine komplementäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Ermöglichung der Erfassung von Schiffen durch eine an einer Ankermine angebrachte Einrichtung, ohne den Meßwertaufnehmer für die Lage der Mine zu erfordern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine solche Einrichtung zu schaffen, die die Modifikationen des Störungsmagnetfeldes berücksichtigen kann und allgemeiner eine Selbstanpassung der Meßkorrekturen in Abhängigkeit von der tatsächlichen Störungsumgebung ermöglicht.
Diese Aufgaben sowie weitere, die in der Folge deutlich werden, werden gelöst mit einer Einrichtung zur magnetischen Erfassung von ferromagnetischen Strukturen des Typs, der aus einem an einem beweglichen Träger, insbesondere einer Ankermine angebrachten dreiachsigen Magnetometer gebildet ist, dessen Meßinformation in Abhängigkeit von der Bewegung des Trägers, insbesondere der Lage der Mine gestört wird, und einen Modul zur kompensierten Erfassung aufweist, der einerseits mit dem Magnetometer und andererseits mit einem Modul zur Speicherung von Informationen zur Kompensation der vom Magnetometer gelieferten Meßinformation zusammenwirkt, wobei die Kompensationsinformationen während eines Lernprozesses erstellt und/oder aktualisiert werden, der darin besteht, die Störungen ausschließlich anhand der Informationen des Magnetometers nachzubilden.
Vorteilhaft enthält die Einrichtung gemäß der Erfindung Mittel zur akustischen Erfassung von Schiffen, die einen Schallwandler enthalten, um alternativ zwei Betriebszustände der Einrichtung zu steuern:
- einen ersten Zustand, in dem die Ausführung des Lernprozesses zugelassen ist, wenn der Schallwandler ein Signal ausgibt, das kleiner als ein Schallerfassungs- Schwellenwert ist;
- einen zweiten Zustand, in dem die Ausführung des Lernprozesses verboten ist, wenn der Schallwandler ein Signal ausgibt, das größer als der Schallerfassungs- Schwellenwert ist.
Vorzugsweise ist der Schallerfassungs-Schwellenwert ein vorgegebener Wert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der akustische Erfassungsschwellenwert ein Wert, der ausgehend von periodisch ausgeführten Schallmessungen erstellt wird.
Vorteilhaft enthält die Einrichtung gemäß der Erfindung Mittel zum periodischen Ausführen des Lernprozesses, um eine periodische Nachbildung der Störungen zu ermöglichen, wobei diese Mittel mit den Schallerfassungsmitteln zusammenwirken.
Vorzugsweise besteht die ausgeführte Nachbildung darin, die Koeffizienten eines 3 x 3- Tensors zu bestimmen, welcher den störenden Einfluß des Trägers im Raum darstellt, wobei die Bestimmung mittels mehrerer Messungen des lokalen Magnetfeldes bewerkstelligt wird, derart, daß eine Folge von Werten erhalten wird, die in den drei Dimensionen folgende Gleichung erfüllen:
c = M t
mit:
c: vom Magnetometer (12) gemessenes Magnetfeld;
t: nicht gestörtes, lokales Erdmagnetfeld.
Vorteilhaft liefert der Modul zur kompensierten Erfassung eine Information des kompensierten Betrags gemäß der Formel:
B ² =B*cYBc
mit:
- Y = M*&supmin;¹. M&supmin;¹
- B ²: Betrag des kompensierten gemessenen Magnetfeldes.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich beim Lesen der Beschreibung einer der Erläuterung dienenden und nicht beschränkenden bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und der beigefügten Zeichnungen, von denen:
- Fig. 1 zwei charakteristische Vektoren c des in der Umgebung einer Ankermine in zwei unterschiedlichen Positionen gemessenen Magnetfeldes zeigt;
- Fig. 2 eine Ankermine des vorhandenen Typs zeigt;
- Fig. 3 die Änderungen der drei Eulerwinkel einer zu einer hin und her gehenden Bewegung angetriebenen Ankermine zeigt;
- Fig. 4 eine Ankermine zeigt, die mit einer Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist;
- Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
- Fig. 6 verschiedene Beträge von Magnetfeldern zeigt, die in der Umgebung einer zu einer hin und her gehenden Bewegung angetriebenen Ankermine gemessen worden sind.
Die Fig. 6 zeigt veschiedene Beträge von Magnetfeldern, die in der Umgebung einer zu einer hin und her gehenden Bewegung angetriebenen Ankermine gemessen worden sind.
Dieser Betrag kann insbesondere mit Hilfe eines dreiachsigen Magnetometers gemessen werden, der an einer Ankermine angebracht ist. Ein Beispiel der gemessenen Änderungen ist in Fig. 6 durch die Kurve 61 dargestellt.
Die Kurve 61 weist eine Periodizität von ungefähr 11 Sekunden auf; welche durch die Dünung hervorgerufen wird. Die Veränderungen des gemessenen Magnetfeldes sind in bezug auf das Feld 63 sehr groß, welches von einem in der Nähe fahrenden Schiff erzeugt wird: sie erreichen 19000 nT, denen einige Hundert zu erfassende nT gegenüberstehen.
Die Fig. 2 zeigt eine Ankermine des vorhandenen Typs.
Die Mine 5 ist mit einem Ende eines Stahlkabels 6, das auch Ankertau genannt wird, verbunden. Das andere Ende des Ankertaus 6 ist an einer Befestigungsplatte 7 befestigt, welche mit dem Grund 8 eines Meeres, eines Ozeans oder eines Wasserlaufs (Fluß, Kanal,...) verbunden ist. Die Ankermine 10 befindet sich unter Wasser zwischen der Wasseroberfläche 9 und dem Grund 8. Sie wird aufgrund der Strömungen, der Gezeiten und der Dünung zu einer hin und her gehenden Bewegung 11 angetrieben. Ihr Schwerpunkt verschiebt sich somit auf einer sphärischen "Oberfläche", deren Krümmungsradius gleich der Länge des Ankertaus 6 ist.
Die Fig. 3 zeigt die Veränderungen der drei Eulerwinkel einer zu einer solchen Hin- und Herbewegung angetriebenen Ankermine.
Die Abszissenachse ist in Sekunden skaliert, während die Koordinatenachse in Grad skaliert ist. Die Kurve 30 zeigt die Veränderungen des Winkels Theta, die durch die Dünung mit einer Periode in der Nähe von 10 Sekunden (Veränderungen zweiten Grades) und durch die Hin- und Herbewegung mit einer größeren Periode (Veränderungen ersten Grades) hervorgerufen werden. Die Hin- und Herbewegung entspricht der Schwingungseigenfrequenz der Ankermine im Wasser.
Die Kurven 31 (Winkel Phi) und 32 (Winkel Psi) entsprechen den Winkelveränderungen in der zur Bewegung der Mine senkrechten Ebene (32) und der Drehung der Mine um das Ankertau (31).
Die Kurve 30 weist eine Zunahme der Frequenz der Hin- und Herbewegung auf, die durch das Auftreten einer Strömung aufgrund einer Tide hervorgerufen wird.
Die Fig. 4 zeigt eine Ankermine, die mit einer Erfassungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist.
Die Mine 5 ist mit einem magnetischen Meßwertaufnehmer, insbesondere einem dreiachsigen Magnetometer 12 versehen, das das Magnetfeld in der Umwehrung der Mine 5 mißt. Das dreiachsige Magnetometer gibt Daten aus, die das in den drei Richtungen x, y und z gemessene Magnetfeld darstellen. Das gemessene Magnetfeld besitzt daher die Form eines Vektors mit drei Komponenten. Die Mine 5 enthält außerdem einen Schallwandler 13, der vorteilhaft aus einem Hydrophon besteht und den Schallpegel in der Umgebung der Mine 5 mißt. Das dreiachsige Magnetometer 12 und das Hydrophon 13 liefern elektrische Signale, die gefiltert, dann vertärkt und an einen Signalverarbeitungsblock 14 übertragen werden.
Der Block 14 hat die Aufgabe, ein Verfahren, wie es im folgenden beschrieben wird, auszuführen.
Das vom dreiachsigen Magnetometer 12 gemessene, unverarbeitete Magnetfeld ist c. Der Wert dieses Feldes steht mit dem nicht gestörten Magnetfeld t über die Bewegungen der Mine 5 in Beziehung, die durch die folgende Beziehung erhalten werden sollen:
c =M t (1)
wobei M ein von der Mine 5 abhängender 3x3-Polarisationstensor ist. Die Komponenten des Tensors M sind unbekannt. Der von der Einrichtung ausgeführte Prozeß hat die Funktion, die Kenntnis des Betrages des Magnetfeldes Bt erlangen zu können, als ob die Mine 5 nicht vorhanden wäre.
Bei Verwendung der Schreibweise * für die transponierte Matrix gilt die Beziehung:
Bt² = Bt* Bt
Daraus ergibt sich:
Bt² = Bc* M*&supmin;¹ M&supmin;¹ Bc = Bc* Y Bc (2)
mit Y=M*&supmin;¹M&supmin;¹
Somit gestattet die Kenntnis der Matrix Y ausgehend von Messungen von c und der Bestimmung des Polarisationstensors M die Gewinnung von Bt , um die Wirkungen der Bewegungen der Mine zu beseitigen. Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung wird die Matrix durch einen Lernvorgang erhalten. Der ausgeführte Lernvorgang besteht darin, das Magnetfeld Bc für mehrere unterschiedliche Positionen der Mine zu messen, derart, daß sämtliche Komponenten des Tensors durch die Lösung eines Satzes von der Formel (1) entnommenen Gleichungen erhalten wird, und für einen gegebenen Betrag des Feldes Bt. Dieser Betrag ist insbesondere bei Abwesenheit von Störungen des Magnetfeldes durch ein Schiff, d.h. dann, wenn von dem Schallwandler und daher abgeleitet vom Magnetometer 12 kein Schiff erfaßt wird, bekannt. Dieses Feld entspricht dem Erdmagnetfeld.
Die Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines solchen Signalverarbeitungsblocks.
Die von den Meßwertaufnehmern 12 und 13 ausgehenden Signale werden gefiltert und dann von den Modulen 15 verstärkt, bevor sie von Analog-/Digital-Umsetzermodulen 16 digitalisiert werden, um ihre letztendliche Verarbeitung zu erleichtern.
Das vom magnetischen Meßwertaufnehmer 12 ausgehende Signal 18 wird je nach der Stellung eines Umschalters 22 entweder an einen Lernmodul 20 oder an einen Erfassungsmodul 21 übertragen. Die Stellung des Umschalters 23 wird durch einen Prüfmodul 19 gesteuert, so daß die Einrichtung automatisch zwischen Lern- und Erfassungsphasen wechselt.
Die Lernphase ist diejenige, während der die Komponenten der Matrix Y vom Lernmodul 20 berechnet werden.
Die Berechnung von Y wird ausgeführt, wenn der Umschalter 22 den Signalen 18 ein Eintreten in den Lernmodul 20 erlaubt. Diese Berechnung wird kraft der folgenden Beziehung ausgeführt:
Bt ² = B*c Y Bc
Der Lernmodul 20 liefert die berechnete Matrix Y an den Erfassungsmodul 21. Der Erfassungsmodul 21 gibt an seinem Ausgang den Wert des Betrages des Magnetfeldes B aus, das in der Umgebung der Mine gemessen wird. Dieses Magnetfeld ist durch die Überlagerung des Erdmagnetfeldes Bt und eines eventuellen weiteren Feldes Bp gebildet, das durch eine Störung durch ein Schiff erzeugt wird.
In Abhängigkeit vom Wert von B und genauer vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Komponente Bp ist dann die Aktivierung oder Nichtaktivierung der Mine vorgesehen.
Der Prüfmodul 19 führt gleichzeitig zwei Vergleiche aus:
- das vom Schallwandler 13 gelieferte Schallsignal 17 wird mit einem gespeicherten Schallschwellenwert verglichen;
- die Messung von B wird mit einem im voraus gespeicherten Wert des Magnetfeldes verglichen.
Der Schallschwellenwert entspricht demjenigen eines Schallpegels in der Umgebung der Mine 5. Dieser Wert kann entweder ein für allemal fest sein oder sich aus einem periodischen Lernvorgang des Umgebungsschallpegels ergeben.
Der Wert des Magnetfeldes im Speicher 23, der mit der Messung von B verglichen wird, entspricht einem im Laufe der Zeit periodisch eingestellten Schwellenwert. Diese periodische Einstellung besteht darin, den Wert von Bt ( Bp = 0) zu speichern und mit dem vorhergehenden Wert periodisch zu vergleichen. Die Speicherung im Speicher 23 wird durch ein durch einen Takt 24 gesteuertes Umschalten des Ein-Aus-Schalters 25 ausgeführt. Die Periodizität des Takts 24 ist so eingestellt, daß die Lebensdauer der Mine und der verfügbaren in der Mine befindlichen Energie berücksichtigt ist. Diese Periode kann je nach der verfügbaren in der Mine befindlichen Energie in der Größenordnung von einigen Tagen bis zu einer oder mehreren Wochen liegen.
Der Lernvorgang wird automatisch und periodisch ausgeführt, um eine Aktualisierung des Tensors M auszuführen. Diese Aktualisierung ist für die Berücksichtigung der Alterung der Mine, der Gezeiten und der Druckschwankungen nach sich ziehenden Veränderungen der Wasserhöhe über der Mine erforderlich.
Die Aktualisierung wird kraft eines Steuerbefehls 26 zur Phasenänderung ausgeführt, die der Einrichtung den Übergang in die Erfassungsphase gestattet. Der Ausgangswert des Erfassungsmoduls 21 kann dann in dem Modul 23 durch Schließen des durch einen Befehl 27 über den Takt 24 gesteuerten Ein-Aus-Schalters 25 gespeichert werden. Der Befehl 27 wird von nicht gezeigten Mitteln erzeugt, die die Erfassung einer Modifikation des Wertes des gemessenen Feldes bei Abwesenheit eines vom Hydrophon 13 ausgegebenen Schallsignals gestatten.
Der Lernvorgang wird solange ausgeführt, wie das das Umgebungsrauschen darstellende Signal 17 den gespeicherten Schallschwellenwert nicht übersteigt.
Wenn seit einer bestimmten Zeit keinerlei Rauschen erfaßt worden ist, wird die Einrichtung mit Ausnahme des Schallwandlers 13 von der Vesorgungsquelle abgekoppelt, um eine Energieeinsparung zu verwirklichen. Dies entspricht einem Bereitschaftszustand der Einrichtung.
Der Erfassungsmodul 21 berechnet den Betrag des Magnetfeldes B unter Berücksichtigung der vom Lernmodul 20 berechneten Matrix Y. Der am Ausgang ausgegebene Wert wird mit dem Wert im Speicher 23 vom Prüfmodul 19 während einer bestimmten Zeit von beispielsweise 30 Sekunden verglichen. Dieser Vergleich hat zum Ziel, eine absolute Messung des Magnetfeldes zu erhalten, um die ausgeführte Messung zu quantifizieren (Empfindlichkeitseichung).
Während dieser Zeit wird das vom Hydrophon ausgehende Signal 17 mit dem gespeicherten Schallschwellenwert verglichen.
Wenn das vom Schallwandler 13 ausgehende Signal 17 den gespeicherten Schall- Schwellenwert übersteigt, geht die Einrichtung durch Umschalten des Umschalters 22 automatisch in die Meßphase über.
Somit wird die Lernphase einerseits bei Abwesenheit von Schallsignalen mit Werten, die größer als ein Schwellenwert sind, und andererseits mit einem Wert B in der Nähe des idealen Wertes ausgeführt, welcher derjenige des Erdmagnetfeldes vor Ort ist ( Bp = 0).
Die Matrix Y ist eine 3x3-Matrix und enthält somit neun Koeffizienten. Daher sind neun Gleichungen mit neun Unbekannten ausreichend, um die neun Koeffizienten zu finden. Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, für die Bestimmung der Koeffizienten von Y Gleichungen in einer Anzahl, die größer als neun ist, zu betrachten. Das betrachtete System ist daher überbestimmt, um gegen verschiedenes Rauschen weniger empfindlich zu sein. Die Lösung des Systems wird vorteilhaft durch das Verfahren der kleinsten Quadrate ausgeführt, wenn das ungestörte lokale Erdmagnetfeld von der Umgebung der Mine bekannt ist. Die Konvergenzzeit des Systems hängt von der Amplitude und von der Frequenz der Bewegungen der Mine ab. Die Dauer des Lernvorgangs ist daher veränderlich und dann beendet, wenn die Veränderungen des gemessenen Feldes unter einem bestimmten Prozentsatz des gemessenen Magnetfeldes (einer Funktion der Bewegungen der Mine und des Erdmagnetfeldes) liegen.
Die Fig. 6 ist eine Simulation, die die Ausführung des Korrekturverfahrens der Erfindung veranschaulicht. Die Linie 61 entspricht einem vom Meßwertaufnehmer einer Ankermine gemessenen Magnetfeld bei Abwesenheit einer Korrektur. Die Linie 64 von Fig. 6 stellt den korrigierten Betrag des Magnetfeldes dar, der mit dem Verfahren der Erfindung erhalten wird.
Die Kurve 62 zeigt die Veränderungen des Betrages des Magnetfeldes, das von einem an einer Ankermine angebrachten dreiachsigen Magnetometer gemessen wird, wobei die Wirkung des permanenten Feldes beseitigt worden ist. Der Betrag von Bt am Ausgang des Verarbeitungsblocks 14, der bei Abwesenheit einer Störung erhalten wird, zeigt Veränderungen, die kleiner als 50 nT sind. Diese schwachen Veränderungen gestatten die Erfassung einer Modifikation 63 des Betrages des Magnetfeldes 3, die durch ein Schiff, insbesondere durch ein Unterseeboot erzeugt wird, das sich in der Nähe der Mine 5 bewegt, wobei die Amplitude der Modifikation 63 größer als das "Restrauschen" 64 ist.
Der ausgeführte Verarbeitungsprozeß besitzt daher den Vorteil, daß er die Kenntnis von M (tatsächlich Y) gestattet, ohne daß die Verwendung eines Meßwertaufnehmers für die Lage der Mine notwendig ist.

Claims

1. Einrichtung zur magnetischen Erfassung von ferromagnetischen Strukturen des Typs, der versehen ist mit einem dreiachsigen Magnetometer (12), das auf einem beweglichen Träger angebracht ist und dessen Meßinformation in Abhängigkeit von der Bewegung des Trägers gestört wird, sowie mit einem Modul (21) zur kompensierten Erfassung, der dazu bestimmt ist, einerseits mit dem Magnetometer (12) und andererseits mit einem Modul (23) zur Speicherung von Informationen zur Kompensation der vom Magnetometer (12) gelieferten Meßinformation zusammenzuwirken, um während eines Lernprozesses die Kompensationsinformationen zu erstellen und/oder zu aktualisieren, wobei der Lernprozeß darin besteht, die Störungen ausschließlich anhand der Informationen des Magnetometers (12) nachzubilden, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung auf einer Ankermine angebracht ist und daß sie außerdem Mittel zur akustischen Erfassung von Schiffen aufweist, die einen Schallwandler (13) enthalten, um alternativ zwei Betriebszustände der Einrichtung zu steuern:

- einen ersten Zustand, in dem die Ausführung des Lernprozesses zugelassen und der Betrieb zum Zünden der Mine verboten ist, wenn der genannte Schallwandler (13) ein Signal (17) ausgibt, das kleiner als ein Schallerfassung-Schwellenwert ist;

- einen zweiten Zustand, in dem die Ausführung des Lernprozesses verboten und der Betrieb zum Zänden der Mine zugelassen ist, wenn der genannte Schallwandler (13) ein Signal (17) ausgibt, das größer als der Schallerfassung-Schwellenwert ist.

2. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallerfassung-Schwellenwert ein vorgegebener Wert ist.

3. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erfassungsschwellenwert ein Wert ist, der ausgehend von periodisch ausgeführten Schallmessungen erstellt wird.

4. Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel (19) zum periodischen Ausführen des Lernprozesses enthält, um eine periodische Nachbildung der Störungen zu ermöglichen, wobei die Mittel (19) mit den Schallerfassungsmitteln (13) zusammenwirken.

5. Einrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbildung darin besteht, die Koeffizienten eines 3x3-Tensors (M) zu bestimmen, weicher den störenden Einfluß des Trägers im Raum darstellt, wobei die Bestimmung mittels mehrerer Messungen des lokalen Magnetfeldes bewerkstelligt wird, derart, daß eine Folge von Werten erhalten wird, die in den drei Dimensionen die folgende Gleichung erfüllen:

c = M t

mit:

c: vom Magnetometer (12) gemessenes Magnetfeld;

t: nicht gestörtes, lokales Erdmagnetfeld.

6. Einrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Modul (21) zur kompensierten Erfassung eine Information des kompensierten Betrags gemäß der Formel

B ² = B*c Y Bc

liefert, mit:

- Y=M*&supmin;¹ M&supmin;¹

- B ²: Betrag des kompensierten gemessenen Magnetfeldes.