ES2233746T3 - Procedimiento para determinar la posicion de un blanco que irradia sonido. - Google Patents
Procedimiento para determinar la posicion de un blanco que irradia sonido.Info
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Abstract
Procedimiento para determinar la posición de un blanco que irradia sonido hacia el agua evaluando el sonido irradiado por el blanco, el cual es recibido por una vía de difusión directa y por vías de difusión indirecta obtenidas por reflexiones por un receptor de sonido sumergido (10), alejado del blanco, con una pluralidad de transductores electroacústicos (11), en el que - se suman las señales eléctricas de salida de los transductores (11) en una forma selectiva en dirección para obtener señales de grupo, y en las señales de grupo se determinan por medio de análisis de tiempos de propagación diferencias de tiempos de propagación del sonido entre la vía de difusión directa y las vías de difusión indirecta como diferencias de tiempos de propagación de medición, - por medio de un modelo de la difusión del sonido para una posición supuesta del blanco se determinan diferencias de tiempos de propagación entre la vía de difusión directa y vías de difusión indirecta seleccionadas del blanco al receptor de sonido (10) como diferencias de tiempos de propagación de modelo, - se comparan las diferencias de tiempos de propagación de modelo con las diferencias de tiempos de propagación de medición, - se repite la determinación de las diferencias de tiempos de propagación de modelo con un respectivo supuesto de posición de blanco variado hasta que la comparación de las diferencias de tiempos de propagación de modelo con las diferencias de tiempos de propagación de medición dé como resultado un grado prefijado de coincidencia, y - se emite como posición auténtica del blanco el supuesto de posición del blanco adoptado para alcanzar este grado de coincidencia.
Description
Procedimiento para determinar la posición de un
blanco que irradia sonido.
La invención concierne a un procedimiento para
determinar la posición de un blanco que irradia sonido hacia el agua
del género definido en el preámbulo de la reivindicación 1.
En un procedimiento conocido de esta clase (DE 37
05 695 C1) se dispone a una primera profundidad del agua el
receptor de sonido, allí llamado receptor de sonar, equipado con
pequeños transductores electroacústicos, allí llamados sensores, y
se determina en un primer tiempo un primer valor de aproximación de
las diferencias de propagación del sonido entre la vía de difusión
directa y una vía de difusión indirecta con reflexión en la
superficie. A continuación, se mueve el receptor de sonido con una
velocidad hasta una segunda profundidad del agua y se determina en
un segundo tiempo un segundo valor de aproximación de la diferencia
de tiempos de propagación del sonido entre la vía de difusión
directa y una vía de difusión indirecta con reflexión en la
superficie. Sobre la base de los dos valores de aproximación para
las diferencias de tiempos de propagación, un valor de aproximación
para la velocidad del receptor del sonido y el intervalo de tiempo
entre los tiempos primero y segundo, se estima un valor de
aproximación para la distancia del blanco y se deriva del mismo un
valor de aproximación para la profundidad del blanco.
En un procedimiento conocido bajo el término de
"pingstealing", que presupone un blanco que irradia
activamente impulsos sonoros -tal como el que representa, por
ejemplo, un sonar de localización activa de un torpedo- (documento
US 4 312 053), se mide primero en función del tiempo, por medio de
un receptor de sonido sumergido, el ángulo de incidencia de la
energía acústica dentro de un impulso sonoro. Estos datos son
convertidos después en ángulos de incidencia multivía y diferencias
de tiempos de propagación multivía y se resuelve con ellos un
sistema de ecuaciones matemáticas para calcular la distancia y la
profundidad del blanco.
En un procedimiento conocido para determinar la
posición y la velocidad de un blanco que irradia sonido, aquí
llamado seguimiento del blanco por debajo del agua, se utilizan
retardos de tiempo de las señales sonoras recibidas por un
observador alejado del blanco y su variación en el tiempo para
estimar la posición y la velocidad del blanco. Se emplea para esto
un modelo de medición lineal (measurement model) que está formado
por un modelo de estado-espacio (state space model)
y por un modelo de localización del blanco (target location model)
que establece la correlación geométrica entre la distancia del
blanco y dos diferencias de retardo de tiempo medidas entre, por un
lado, la vía de difusión directa del sonido y, por otro lado, una
vía de difusión indirecta del sonido con una reflexión en la
superficie del agua o en el fondo del agua. A través de un modelo
de series de tiempo (time series model) que materializa las dos
diferencias de retardo de tiempo medidas, se somete el modelo de
medición (measurement model) a una estimación robusta a base del
mínimo cuadrado de error ponderado. (El-Hawary F.
et al "underwater target tracking via the irwls filtering
approach" IEEE PROCEEDINGS F. CONMUNICATIONS RADAR & SIGNAL
PROCESSING INSTITUTION OF ELECTRICAL ENGINEERS STEVENAGE, GB,
volumen 138, No. 5, 1 de octubre de 1991
(01-10-1991), páginas
459-469, XP000265693 ISSN: 0956- 375X).
En un procedimiento conocido para determinar
datos de blanco de un vehículo que irradia energía ondulatoria
(documento. EP 0 412 248 A2) se convierten, para acortar en el
tiempo la determinación de datos del blanco, las señales de
recepción del transductor situado en el lugar de medición o las
señales de grupo de una base de recepción con un formador de
dirección para la marcación en espectros de frecuencia y se
comparan éstos con parámetros de modelo de la capa de transmisión
en el medio de transmisión previamente calculados o medidos para
los datos de blanco. Para la determinación de la distancia se
compara a efectos de coincidencia cada espectro de frecuencia con
las funciones de transmisión dependiente de la frecuencia y de la
distancia como parámetros de modelo. Para la determinación de la
velocidad se comparan a efectos de coincidencia frecuencias de
interferencia dependientes de la frecuencia y de la velocidad como
parámetros de modelo con una periodicidad -determinada a partir del
espectro de frecuencia- de la evolución en el tiempo de las
intensidades almacenadas por cada pista de frecuencia.
En un denominado procedimiento TMA (Target Motion
Analysis), que forma una función de base para cada instalación de
sonar pasivo, se utilizan exclusivamente ángulos de rumbo medidos y
medición de frecuencia para determinar la distancia y la posición
de un blanco que irradia sonido. Un estimador TMA mejorado utiliza
conjuntamente marcaciones y los parámetros de difusión multivía:
diferencias de retardos de tiempo y desplazamientos Doppler. (P.
Blanc-Benon et al "Passive target motion
analysis using multipath differential time- delay and differential
Doppler shifts" 1995 INTERNATIONAL CONFERENCE ON ACOUSTICS,
SPEECH, AND SIGNAL PROCESSING CONFERENCE PROCEEDINGS (CAT.
NO95CH35732), 1995 INTERNATIONAL CONFERENCE ON ACOUSTICS, SPEECH
AND SIGNAL PROCESSING DETROIT, MI, EE.UU, 9-12 de
mayo de 1995, páginas 3139-3142, volumen 5,
XP010152010, 1995, Nueva York, NY, EE.UU, IEEE, EE.UU ISBN:
0-7803-2431-5).
Un procedimiento conocido para la estimación
pasiva de la distancia de un blanco que irradia sonido hace uso
también del fenómeno de la difusión multivía del sonido. Para
determinar las diferencias de tiempos de propagación entre las
distintas vías de difusión del sonido se aplica un análisis
cepstral a la señales de recepción. (Jeffers et al
"Passive range estimation and range rate detection"
PROCEEDINGS OF THE 2000 IEEE SENSOR ARRAY AND MULTICHANNEL SIGNAL
PROCESSING WORKSHOP. SAM (CAT. NO00EX410), PROCEEDINGS OF THE 2000
IEEE SENSOR ARRAY AND MULTICHANNEL SIGNAL PROCESSING WORKSHOP,
CAMBRIDGE, MA, EE.UU, 16-17 de marzo de 2000,
páginas 112-116, XP002215184 2000, Piscataway, NJ,
EE.UU, IEEE, EE.UU ISBN:
0-7803-6339-6).
En un procedimiento también conocido para
determinar la posición de un blanco que irradia sonido con dos
receptores de sonido en el lugar de medición se forman espectros
cruzados medidos y se correlacionan éstos en cruz con espectros
cruzados modelados para una multitud de posiciones de blanco
supuestas. La amplitud de la función de correlación en cruz resulta
máxima cuando las posiciones de blanco supuestas para la modelación
coinciden con la posición real del blanco. (Westwood E. K.
"Broadband matched-field source localization"
JOURNAL OF THE ACOUSTICAL SOCIETY OF AMERICA, AMERICAN INSTITUTE OF
PHYSICS. NUEVA YORK, EE.UU., volumen 91, No. 5, 1 de mayo de 1992
(01-05-1992), páginas
2777-2789, XP000269356 ISSN:
0001-4966).
La invención se basa en el problema de crear un
procedimiento de la clase citada al principio que incluso con
energía acústica irradiada en banda ancha desde el blanco, tal
como, por ejemplo, ruidos de propulsión de un blanco en movimiento,
sin condiciones adicionales, como, por ejemplo, un movimiento
horizontal y vertical del receptor de sonido, suministre,
especialmente en regiones de aguas someras, unos resultados muy
exactos en el acotamiento del blanco.
El problema se resuelve según la invención con
las características de la reivindicación 1.
El procedimiento según la invención tiene la
ventaja de que, debido a la formación de las señales de grupo con
miras a una elevación -dependiente de la dirección- de la relación
señal-ruido (SNR) y debido a la evaluación de las
diferencias de tiempos de propagación contenidas en las señales de
grupo entre vías de difusión diferentes, se determina con precisión
fiable mediante comparación con un supuesto de modelo de la
difusión del sonido, incluso a pequeñas profundidades del agua, la
posición del blanco sobre la base de los ruidos irradiados por este
blanco. Con sencillos modelos de difusión geométricos para el
sonido se puede determinar ya la posición del blanco con una
probabilidad muy alta. Además, con el conocimiento de la
profundidad del blanco se puede corregir el ángulo de rumbo
azimutal del blanco con un ángulo de elevación calculable de la
incidencia del sonido y se puede estrechar así el campo de
tolerancia de la posición del blanco. El procedimiento está también
en condiciones de detectar un blanco y determinar el rumbo del
blanco cuando la formación de las señales de grupo selectiva en
dirección se realiza continuamente en todo el azimut y se aplica a
todas las señales de grupo el tratamiento de señales según la
invención. Por supuesto, el procedimiento se puede aplicar también
en blancos que emiten activamente impulsos sonoros.
Formas de ejecución convenientes del
procedimiento según la invención con perfeccionamientos y
realizaciones ventajosos de la misma se desprenden de las demás
reivindicaciones.
El ajuste entre modelo y medición puede tener
lugar en planos diferentes, siendo el grado de coincidencia una
medida de la probabilidad de estancia del blanco en la posición
supuesta del mismo, la cual es característica por rumbo, distancia
y profundidad del blanco.
En una forma de ejecución preferida de la
invención se realiza una comparación directa de las diferencias de
tiempos de propagación de modelo y de medición, para lo cual se
emplea como criterio la suma de los mínimos cuadrados de distancia
de las diferencias de tiempos de propagación del modelo a su vecino
más próximo en la cantidad de las diferencias de tiempo de
propagación de medición. El grado prefijado de coincidencia se
alcanza cuando la suma de estos mínimos cuadros de distancia está
dentro de un intervalo de confianza.
Según una forma de ejecución ventajosa de la
invención, se multiplican aquí los mínimos cuadros de distancia
antes de la formación de la suma por un factor de ponderación
w_{i}, utilizándose como factor de ponderación w_{i} una
potencia del número n_{B},n_{o} con los factores de reflexión
R_{o} en la vía de difusión y según
(1)w_{i} =
R_{B}{}^{n_{B}} \cdot
R_{o}{}^{n_{o}}
El factor de reflexión R_{B} en el fondo B y el
factor de reflexión en la superficie O de un canal de sonido
limitado por el fondo B y la superficie O se elige plausiblemente
entre 0 y 1. Debido a esta ponderación, las diferencias de tiempos
de propagación de medición de orden superior fuertemente atenuadas
y no identificables repercuten fuertemente, sin falsearla, sobre la
probabilidad de estancia.
La identificación de las diferencias de tiempos
de propagación en cada señal de grupo formada por las señales de
salida eléctricas de i transductores eléctricos puede efectuarse
según métodos diferentes. Las señales de grupo, también llamadas
haces, se forman por superposición coherente de las señales de
salida retardadas en tiempo de propagación de manera
correspondiente a la dirección de incidencia del sonido.
Según una forma de ejecución ventajosa de la
invención, para el análisis de los tiempos de propagación se mide
la función de autocorrelación de la señal de grupo, y las
diferencias de tiempos de propagación de medición para las
diferentes vías de difusión se obtienen en instantes de medición
prefijables por evaluación de los máximos de la función de
autocorrelación. Entre dos instantes de medición está un intervalo
de tiempo dentro del cual se ha seguido moviendo el blanco. Dado
que la función de autocorrelación de una señal de banda ancha con
la anchura de banda B posee máximos secundarios con amplitud
decreciente a la distancia \Deltat = 1/B, se pueden separar uno
de otro los máximos principales contiguos en la función de
autocorrelación que caracterizan las diferencias de tiempos de
propagación de medición, únicamente cuando las amplitudes de los
máximos secundarios disminuyan con suficiente rapidez, lo que
requiere que la señal ha de ser adecuadamente de banda ancha.
Según una forma de ejecución preferida de la
invención, la identificación de las diferencias de tiempos de
propagación contenidas en la señal de grupo se realiza por medio de
un análisis cepstral. El cepstro real se define como la
transformada de Fourier del logaritmo del valor absoluto del
autoespectro de una señal
(2)C(t)
= \frac{1}{2\pi} \int \limits
^{\pi}_{-\pi}log|X(e^{i\omega\omega})|e^{i\omega\omega}d\omega
en donde X(e^{i \omega t})
representa la transformada de Fourier de la señal. En cuanto a la
definición del autoespectro, véase [2], página 50 y siguientes. Las
diferencias de tiempos de propagación contenidas en el autoespectro
se pueden identificar en la transformada de Fourier del espectro,
es decir, en el cepstro, sobre la base de los máximos que allí se
presenten. Para identificar los máximos desempeñan un papel
decisivo las longitudes de la transformación de Fourier para el
autoespectro y su transformada de Fourier. Por tanto, la longitud
del autoespectro deberá ser lo más grande posible, pero no deberá
sobrepasar la longitud de coherencia en el tiempo de la señal, ya
que entonces vuelven a desaparecer los máximos en el
cepstro.
Según una forma de ejecución alternativa de la
invención, en la identificación de las diferencias de tiempo de
propagación contenidas en la señal de grupo por determinación del
cepstro de la señal de grupo la comparación de las diferencias de
tiempos de propagación de modelo con las diferencias de tiempos de
propagación de medición se puede realizar de tal manera que se
forme un cepstro de modelo con las diferencias de tiempos de
propagación de modelo y se comparen directamente uno con otro el
cepstro de modelo y el cepstro medido.
Como modelos para la difusión del sonido a fin de
determinar las diferencias de tiempos de propagación de modelo
sobre la base de supuestos de posición del blanco se aprovechan los
modelos adecuados de entre la multitud de modelos conocidos para la
difusión multivía del sonido en un canal de sonido. Tales modelos
pueden verse, por ejemplo, en [1].
Según una forma de ejecución ventajosa de la
invención, se toma como base un modelo geométrico sencillo en un
área de aguas someras con la profundidad z_{W} del agua, con
fondo plano de la masa de agua y con perfil constante de la
velocidad del sonido. A una profundidad conocida z_{E} del
receptor de sonido y una profundidad supuesta z_{s} del blanco y
una distancia azimutal x del blanco se calcula el tiempo t_{k} de
propagación del sonido para k vías de difusión seleccionadas
según
(3)t_{k} =
\frac{l}{c}\sqrt{x^{2} +
z^{2}_{k}}
en donde c es la velocidad
constante del sonido y z_{k} es el camino que recorre el sonido
en cada vía de difusión k exclusivamente en dirección
vertical.
Con este sencillo modelo geométrico se logran ya
con un reducido coste de cálculo unos resultados suficientemente
exactos en el acotamiento de la posición de un blanco
detectado.
Según una forma de ejecución ventajosa de la
invención, se calculan, teniendo fijada la posición del blanco, la
velocidad radial del blanco, es decir, la componente de velocidad
del blanco dirigida hacia el receptor, y la frecuencia del sonido
irradiado por el blanco. A este fin, se reclaman los tiempos de
propagación del sonido calculados necesariamente en la
determinación de las diferencias de tiempos de propagación de
modelo para la vía de difusión directa del sonido y para las vías
de difusión indirecta seleccionadas del sonido hasta las posiciones
establecidas del blanco y la señal de grupo en la que se ha
detectado el blanco. En instantes que corresponden a los tiempos de
propagación del sonido reclamados se forman espectros de frecuencia
a partir de la señal de grupo. En los espectros de frecuencia se
escogen frecuencias de recepción, se forman las diferencias de las
frecuencias de recepción y se asignan éstas a los tiempos de
propagación de sonido reclamados. Para una frecuencia supuesta
irradiada por el blanco y para una velocidad radial supuesta del
blanco se calculan desplazamientos de frecuencia Doppler,
abreviadamente desplazamientos Doppler, para cada uno de los
tiempos de propagación del sonido reclamados y se forman las
diferencias de los desplazamientos Doppler. Las diferencias de
frecuencias de recepción y las diferencias de desplazamientos
Doppler se comparan unas con otras y se repiten el cálculo de los
desplazamientos Doppler con una respectiva frecuencia modificada
del blanco y/o una respectiva velocidad radial modificada de blanco
y la comparación con las diferencias de frecuencias de recepción
hasta que se obtenga un grado prefijado de coincidencia. Los
supuestos de frecuencia del blanco y de velocidad radial del blanco
adoptados para alcanzar este grado de coincidencia son emitidos
como verdadera frecuencia del blanco y verdadera velocidad radial
del blanco.
Este perfeccionamiento del procedimiento según la
invención tiene la ventaja de que con una detección puramente
pasiva se obtienen parámetros adicionales del blanco que
proporcionan una información valiosa sobre una posible amenaza
proveniente del blanco. Con la determinación de la frecuencia del
blanco se puede clasificar el blanco y con la velocidad radial del
blanco se puede detectar la velocidad con la que el blanco se
mueve hacia el receptor. Esto hace posible, por ejemplo, una
detección o aviso temprano de un torpedo y la iniciación de medidas
de defensa sobre la base del conocimiento de la velocidad de ataque
del torpedo. Cuando está activado el sonar activo del torpedo, se
obtienen entonces en los espectros de frecuencia de la señal de
grupo unas significativas líneas de frecuencia que corresponden a
la frecuencia de emisión con desplazamiento Doppler del sonar
activo, siendo diferentes los desplazamientos Doppler a lo largo de
las diferentes vías de difusión del sonido.
En caso de que no esté activado el sonar del
torpedo, éste es detectado sobre la base de su ruido de propulsión
específico y su posición de blanco es determinada a partir de las
diferencias de tiempos de propagación de medición y las diferencias
de tiempos de propagación de modelo. En los espectros de frecuencia
de la señal de grupo perteneciente a la posición del blanco se
presentan unas significativas bandas de frecuencia de alta
frecuencia, cuya frecuencia media proporciona con exactitud
suficiente informaciones sobre el desplazamiento Doppler contenido
en ellas para determinar la velocidad radial del blanco.
Según una forma de ejecución preferida de la
invención, el desplazamiento Doppler en la vía de difusión directa
del sonido se determina como producto de la frecuencia supuesta del
blanco y la velocidad radial supuesta del blanco, dividido por la
velocidad del sonido en el agua. Los desplazamientos Doppler para
las vías de difusión indirecta seleccionadas se calculan a partir
de la relación entre el tiempo de propagación en la vía de
difusión directa y el tiempo de propagación en la vía de difusión
indirecta correspondiente, multiplicada por el desplazamiento
Doppler para la vía de difusión directa.
Según otra forma de ejecución ventajosa de la
invención, se mejora la determinación de la posición del blanco y
se hace posible la determinación de la velocidad del blanco sin un
análisis de frecuencia. El sonido que se difunde desde el blanco es
mínimamente atenuado en la vía de difusión directa hacia el
receptor, dado que su vía es la más corta y no se presentan
pérdidas por reflexiones. Debido a la velocidad del blanco, el
sonido es comprimido de manera diferente en el tiempo de
conformidad con el efecto Doppler en función de la vía de difusión
al producirse una aproximación del blanco, de modo que a la
distancia de las diferencias de tiempos de propagación el
desplazamiento Doppler del sonido irradiado es diferente y resulta
ser máximo para el sonido directamente recibido. Esta compresión o
expansión en el tiempo del sonido en el lugar de recepción,
diferente con respecto a la difusión directa, es tenida en cuenta
según la invención en la determinación del tiempo de propagación
del sonido para cada variación de posición del blanco.
En el modelo se proporciona un factor de
compresión de modelo dependiente de la velocidad por cada vía de
difusión para la siguiente posición supuesta del blanco. Para
estimar la siguiente posición supuesta del blanco se añade a la
posición ya determinada del blanco un intervalo del camino
recorrido durante un intervalo de tiempo con una velocidad supuesta
y se determinan para ello las diferencias de tiempos de propagación
de modelo y sus derivadas en el tiempo, que forman los factores de
compresión de modelo. Estos corresponden al desplazamiento Doppler
relativo y, para velocidades diferentes a partir de la posición
previa, se calculan, para posiciones supuestas por cada vía de
difusión a partir de la variación en el tiempo de las diferencias
de tiempos de propagación de modelo y se asignan a estas
diferencias de tiempos de propagación de modelo.
En el instante de medición en el que se ha
calculado ya la posición del blanco, se almacena la señal de grupo
con el máximo nivel dentro de un intervalo de tiempo y se asigna
esta señal a la vía de difusión directa. Su desplazamiento Doppler
se mantiene constante cuando se supone como constante la velocidad
del blanco en la vía de difusión directa durante los dos intervalos
de tiempo inmediatos siguientes. Para establecer señales de muestra
se modula la señal de grupo almacenada cada vez con el factor de
compresión de modelo, para lo cual se comprime o expande la
evolución en el tiempo por medio de tiempos de desalmacenamiento
diferentes. Para cada velocidad y posición de blanco supuestas se
establece una señal de muestra por cada vía de difusión.
En el siguiente instante de medición se
correlaciona en cruz la señal de grupo momentáneamente recibida con
las señales de muestra que se han obtenido a partir de la señal de
grupo del instante de medición previo. Cada correlación en cruz,
que puede efectuarse en el dominio del tiempo o de la frecuencia,
suministra en la vía de difusión coincidente con la señal de modelo
una diferencia de tiempos de propagación de medición que
corresponde a la diferencia de tiempos de propagación de modelo. Al
mismo tiempo, la velocidad supuesta es igual a la velocidad del
blanco con la que éste ha ocupado la nueva posición cuando todas
las diferencias de tiempos de propagación de medición y todas las
diferencias de tiempos de propagación de modelo para todas las vías
de difusión están superpuestas y la comparación entre la medición y
el modelo presenta la desviación mínima.
La ventaja del perfeccionamiento según la
invención consiste en que los errores conocidos también por la
función de ambigüedad en la determinación del tiempo de
propagación, los cuales se presentan debido a la compresión o
expansión de la señal de grupo recibida con respecto al sonido
irradiado, son reducidos por la habilitación de las señales de
muestra. Mediante la expansión o compresión en el tiempo del
segmento de tiempo almacenado de la señal de grupo que se ha de
asignar a la vía de difusión directa, se crea una señal de modelo
que está adaptada en frecuencia y en tiempo al sonido recibido por
la vía de un rodeo. Únicamente en caso de coincidencia suministran
máximos las funciones de correlación en cruz. Si se reciben
impulsos, se tienen en cuenta ya por el establecimiento de las
señales de modelo según la invención la expansión y la compresión
de la longitud de los impulsos por cada vía de difusión.
La ventaja del procedimiento según la invención
consiste en que se puede calcular en banda ancha, sin medición de
frecuencia, solamente a partir de la compresión o expansión en el
tiempo de la onda acústica transmitida, explicable con el efecto
Doppler, la velocidad del blanco, ya que los factores de compresión
de modelo para las diferentes vías de difusión se calculan en
función del canal de sonido y de una velocidad prefijada.
Para una clasificación del blanco existe la
ventaja de calcular la frecuencia o la banda de frecuencia del
sonido irradiado por el blanco, sin análisis de frecuencia, a
partir del desplazamiento Doppler relativo, que indica el factor de
compresión de modelo, y de la velocidad del blanco.
Otra mejora, especialmente al aproximarse el
blanco, consiste en que a partir de una distancia prefijable del
blanco se puede conmutar de una evaluación de banda ancha de la
señal de grupo a una evaluación dentro de un dominio de frecuencia
con frecuencia media y anchura de banda prefijables y se mejora así
la relación señal/ruido. Particularmente en el dominio de
frecuencia medio y superior, que puede ser bien recibido en la zona
cercana a pesar de la mayor atenuación, el desplazamiento Doppler
para las diferentes vías de difusión es significativamente
distinto, de modo que la determinación de los máximos de la función
de correlación en cruz para las diferentes vías de difusión
suministra resultados unívocos y, por tanto, se mejora la
determinación de la posición y la velocidad. Además, existe la
ventaja de que se pueden ajustar en función de una tasa de alarmas
falsas la resolución de la medición de distancia mediante la
anchura de banda y la resolución de la medición de velocidad
mediante el tiempo de integración en la función de correlación en
cruz. La resolución de distancia es tanto mejor cuanto mayor es la
anchura de banda, mientras que la resolución de velocidad crece al
aumentar el tiempo de integración. Al menos durante el tiempo de
integración y el intervalo de tiempo tiene que mantenerse constante
la velocidad y permanecer estable el comportamiento de transmisión
del canal de sonido.
Se describe seguidamente la invención con más
detalle haciendo referencia a un ejemplo de ejecución ilustrado en
el dibujo. Muestran:
la figura 1, un esquema de bloques de una
disposición de circuito para explicar el procedimiento de
determinación de la posición de un blanco que irradia sonido,
la figura 2, un diagrama de una función de
autocorrelación de una señal de grupo para determinar las
diferencias de tiempos de propagación de medición,
la figura 3, un diagrama de un cepstro de la
misma señal de grupo para determinar las diferencias de tiempos de
propagación de medición,
la figura 4, una representación gráfica de un
modelo geométrico de difusión del sonido con cálculo de los
tiempos de propagación del sonido en las distintas vías de
difusión,
la figura 5, un esquema de bloques de una
disposición de circuito modificada en comparación con la figura
1,
la figura 6, un esquema de bloques ampliado en
comparación con el esquema de bloques según la figura 1 para
explicar el procedimiento de determinación de los parámetros del
blanco: velocidad radial del blanco y frecuencia del blanco según
una posición detectada del blanco, y
la figura 7, un esquema de bloques ampliado en
comparación con el esquema de bloques según la figura 1 para
determinar diferencias de tiempos de propagación de medición.
En el procedimiento descrito seguidamente con
ayuda del esquema de bloques de la figura 1 para determinar la
posición de un blanco que irradia sonido hacia el agua desde un
receptor de sonido sumergido alejado del blanco se aprovecha el
hecho de que, debido a las estratificaciones de la temperatura o
debido a una profundidad solamente limitada del agua, se forman en
el agua unos canales de sonido en los que el sonido se difunde por
diferentes vías de difusión de diferente longitud condicionadas por
la reflexión y, por tanto, incide en el receptor del sonido después
de tiempos de propagación diferentes, de modo que una señal de
recepción recibida por el receptor del sonido contiene una
superposición en el tiempo de la misma señal. Un blanco es
cualquier fuente de sonido que se encuentre en el agua, tal como la
formada, por ejemplo, por las máquinas de propulsión u otros grupos
de trabajo generadores de ruido de un buque de superficie, un
submarino o un torpedo. El sonido emitido por estas máquinas y
grupos es de banda ancha. Sin embargo, la fuente de sonido puede
ser también un sonar de emisión activa que esté instalado en un
buque de superficie, un submarino o un torpedo y que irradie
impulsos sonoros hacia el agua. El receptor de sonido 10, que está
instalado sobre una plataforma que se sumerge en el agua, por
ejemplo un submarino, presenta de manera conocida una pluralidad de
transductores electroacústicos 11 que en el ejemplo de ejecución de
la figura 1 forman una antena lineal como la que se emplea en
submarinos, por ejemplo, como antena remolcada (towed array) o como
antena lateral (flank array) fijada al cuerpo del submarino,
denominada a veces también streamer (cadena de hidrófonos) de
borda.
Las señales de salida eléctricas de los
transductores 11 se suman de manera conocida selectivamente en
dirección por medio de un formador de haz o un formador de
dirección 12 para obtener señales de grupo. A este fin, se retardan
en tiempo o en fase en el formador de dirección 12 las señales de
salida de los transductores 11, concretamente de tal manera que,
teniendo en cuenta la dirección de incidencia o de rumbo deseada
\theta_{m}, todas las señales de recepción de los transductores
11 estén en fase. Los tiempos de retardo \tau_{n,m} son
proporcionados para cada transductor 11 para una dirección de rumbo
prefijada \theta_{m} por el ordenador de retardo 23. Las
señales de salida en fase obtenidas en cada dirección de rumbo
\theta_{m} se suman en el formador de dirección 12 y se
archivan en una memoria 13 en asociación con la dirección de rumbo
correspondiente \theta_{m}. Un detector de nivel 14 calcula los
niveles más altos de entre los niveles de las señales de grupo
almacenadas y emite las direcciones de rumbo \theta_{m}
asociadas a los niveles más altos de las señales de grupo como
marcaciones de blanco \theta_{z} que se alimentan a un
dispositivo indicador 15 y que se presentan numérica y gráficamente
en éste.
Para la marcación del blanco con el ángulo de
rumbo \theta_{z} se escoge en la memoria 13 la señal de grupo
asociada, y para la determinación de la posición del blanco
detectado bajo el ángulo de rumbo \theta_{z} se somete esta
señal de grupo a un tratamiento de señal en la forma siguiente:
En la señal de grupo se miden como diferencias de
tiempos de propagación de medición t_{C, \ k}, por medio de un
análisis de los tiempos de propagación en el bloque 16 de
tratamiento de señales, las diferencias de tiempos de propagación
contenidas en la señal de grupo entre la vía de difusión directa
del sonido y las vías de difusión indirecta del sonido obtenidas
por reflexiones en el canal de sonido entre el blanco y el receptor
de sonido 10. En un bloque de modelos 17 se determinan como
diferencias de tiempos de propagación de modelo t_{M, \ i}, por
medio de un modelo seleccionado de la difusión del sonido en un
canal de sonido para una posición supuesta del blanco, que viene
determinada por una distancia supuesta x del blanco y una
profundidad supuesta z_{S} del blanco, las diferencias de tiempos
de propagación entre la vía de difusión directa y vías de difusión
indirecta seleccionadas del sonido desde el blanco hasta el
receptor de sonido 10. Las diferencias de tiempos de propagación de
medición procedentes del bloque 16 de tratamiento de señales y las
diferencias de tiempos de propagación de modelo procedentes del
bloque de modelos 17 se alimentan a una lógica de comparación 18.
En la lógica de comparación 18 se comparan las diferencias de
tiempos de propagación de modelo con las diferencias de tiempos de
propagación de medición. Si la comparación da como resultado un
grado de coincidencia no suficiente, se repite la determinación de
las diferencias de tiempos de propagación de modelo en el bloque de
modelos 17 con un supuesto modificado de la posición del blanco y
se vuelven a comparar las nuevas diferencias de tiempos de
propagación de modelo con las diferencias de tiempos de propagación
de medición. A este fin, se activa cada vez un modelo 22 de
especificación de la posición del blanco por medio del comparador
19, que alimenta el nuevo supuesto de la posición del blanco a la
lógica de comparación 18 y a una puerta 21. Este proceso se repite
hasta que la comparación de las diferencias de tiempos de
propagación de modelo con las diferencias de tiempos de propagación
de medición dé como resultado un grado de coincidencia suficiente.
Cuando ocurre esto, se abre entonces la puerta 21 por medio del
comparador 19 y el supuesto de posición del blanco últimamente
adoptado para alcanzar este grado de coincidencia se emite como
posición auténtica del blanco con la distancia x_{Z}* del blanco
y la profundidad z_{S}* del blanco hacia el dispositivo de
indicación 15 y se presenta numérica y gráficamente en este
dispositivo de indicación 15.
La lógica de comparación 18, que calcula la
probabilidad de estancia del blanco en la posición supuesta del
mismo por comparación de las diferencias de tiempos de propagación
de modelo y de medición, puede trabajar según algoritmos
diferentes. En el ejemplo de ejecución la lógica de comparación 18
trabaja según el procedimiento de mínimos cuadrados. Por
consiguiente, la probabilidad de encontrar el blanco en la posición
supuesta del mismo es inversamente proporcional a la suma de los
mínimos cuadrados de distancia de las diferencias de tiempos de
propagación de modelo y las diferencias de tiempos de propagación
de medición. En este caso, se establece primero en el modelo el
número n_{M} de las diferencias de tiempos de propagación a tener
en cuenta, el cual depende de la relación
señal-ruido (SNR) de la señal de grupo, del número
máximo de vías de difusión indirecta y de otros factores.
Seguidamente, se busca para cada diferencia de tiempos de
propagación de modelo t_{M, \ i} el tiempo de propagación
t_{min}(i) que se aproxima más a una diferencia de tiempos
de propagación de medición cualquiera t_{C, \ k}. i es el índice
de las diferencias de tiempos de propagación de modelo y k es el
índice de las diferencias de tiempos de propagación de medición. La
expresión matemática para esto es
(4)t_{min}(i)
=
t_{k}
con
(5)k = arg \
min |t_{M, \ i} - t_{C, \
k}|
La función argmin suministra el argumento, es
decir, el índice k para el cual la expresión en el lado derecho de
la ecuación (5) es mínima, es decir, aquí el índice k de una
diferencia de tiempos de propagación de medición con distancia
mínima a una diferencias de tiempos de propagación de modelo.
Por último, se forma la suma de los mínimos
cuadrados de distancia en función de todas las diferencias de
tiempos de propagación de modelo según:
(6)K(z_{S},x) = \sum
\limits ^{n_{M}}_{i=1} (t_{M, \ i} -
t_{min}(i))^{2}
El mínimo de K(z_{S}, x) suministra la
distancia y la profundidad del blanco.
La suma K(z_{S}, x) de estos mínimos
cuadrados de distancia se compara en el comparador 19 con un
intervalo de confianza KI. Si K(z_{S}, x) no está dentro
de este intervalo de confianza KI, se pone en marcha por el
comparador 19 en el bloque 20 un nuevo supuesto de posición de
blanco con una nueva profundidad z_{S} del blanco y una nueva
distancia x del blanco, el cual se alimenta al bloque de modelos 17
y conduce a un nuevo cálculo de las diferencias de tiempos de
propagación de modelo para el nuevo supuesto de posición del
blanco. En la lógica de comparación 18 se forma nuevamente la suma
K(z_{S}, x) de los mínimos cuadrados de distancia y se
compara ésta en el comparador 19 con el factor de confianza KI. Por
último, si en un supuesto elegido de posición del blanco la suma
K(z_{S}, x) de los mínimos cuadrados de distancia está
dentro del intervalo de confianza KI, se abre entonces la puerta
21 por medio del comparador 19 y el supuesto de posición del blanco
últimamente adoptado se alimenta al dispositivo de indicación 15
como posición auténtica del blanco con la distancia x_{Z}* y la
profundidad z_{S}* del blanco y se presenta allí gráfica y
numéricamente.
Como alternativa a la verificación con un
intervalo de confianza, se pueden transformar las sumas de los
mínimos cuadrados de distancia en probabilidades y se determina un
gráfico bidimensional o tridimensional para la probabilidad de
estancia. Una medida de la probabilidad de estancia
P(z_{S}, x) de un blanco en la posición supuesta del mismo
es el valor inverso de la suma K(z_{S},x) de los mínimos
cuadrados de distancia. Cuanto más pequeña sea K(z_{S}, x)
tanto mayor será la probabilidad de que el blanco se encuentre en
las coordenadas supuestas x, z_{S} de la posición del mismo. La
suma tiene que normalizarse aún de tal manera que la integral en el
espacio de todas las densidades de probabilidad o la suma de todas
las P (z_{S}, x) sea igual a 1, es decir que se cumpla
(7)\int
\limits_{s}\int \limits_{x} P(z_{S} , x)dz_{S}dx =
1
Después de esta normalización, se pueden
presentar para la multitud de posiciones supuestas del blanco las
densidades de probabilidad por superficie en el área del blanco. Un
algoritmo o un operador puede reconocer en la representación si se
presenta una situación ambigua con varios máximos locales y varias
posiciones potenciales del blanco o bien si la situación es
unívoca.
Para reducir la influencia de diferencias de
tiempos de propagación de medición de orden superior fuertemente
atenuadas y no identificables unívocamente por el análisis de los
tiempos de propagación se ponderan en la lógica de comparación los
mínimos cuadrados de distancia antes de la formación de la suma con
un factor de ponderación w_{i} que se genera en el bloque 22. Los
factores de ponderación, que dependen del número de reflexiones del
sonido en vías de difusión indirecta, pueden ser derivados
directamente del modelo de difusión del sonido. En un sencillo
modelo de difusión del sonido que se describirá más adelante
tienen lugar, por ejemplo, reflexiones del sonido con el factor de
reflexión R en cada vía de difusión indirecta, reduciéndose la
amplitud de la onda sonora en el factor R^{n}. Dado que el factor
de reflexión R_{B} en el fondo y el factor de reflexión R_{O}
en la superficie del canal de sonido son diferentes, los factores
de ponderación w_{i} en cada vía de difusión i se componen de la
parte con reflexión en el fondo y de la parte con reflexión de
superficie según
(1)w_{i} =
R_{B}{}^{n_{B}} \cdot
R_{O}{}^{n_{O}}
en donde n_{B} es el número de
reflexiones en el fondo y no es el número de reflexiones en la
superficie. Para los factores de reflexión R_{B} y R_{O} se
emplean valores plausibles entre 0 y 1 que se establecen a priori.
Por ejemplo, se establecen el factor de reflexión R_{B} = 0,5 y
el factor de reflexión R_{O} = 0,75. En el caso de dos
reflexiones en el fondo y una reflexión en la superficie en la
q-ésima vía de difusión, se obtendría un factor de ponderación
w_{q} = 0,1875 por el cual tendría que multiplicarse el mínimo
cuadro de distancia (t_{M, \ q} - t_{min}(q))^{2} de
la vía de difusión i =
q.
El análisis de tiempos de propagación para
determinar las diferencias de tiempos de propagación de medición
contenidas en la señal de grupo puede realizarse de diferentes
maneras. En un primer ejemplo de ejecución se forma, para el
análisis de tiempos de propagación, la función de autocorrelación
de la señal de grupo. Esta formación de la función de
autocorrelación se ha descrito en [2]. En la difusión multivía la
función de correlación consiste en una superposición de funciones
de autocorrelación que están desplazadas cada una de ellas en 1 la
medida de las diferencias de los respectivos tiempos de
propagación. Estas diferencias de tiempos de propagación pueden
determinarse por evaluación de los máximos de la función de
autocorrelación de la señal de grupo, teniéndose en cuenta, a
consecuencia de la simetría de la función de autocorrelación,
solamente diferencias positivas de los tiempos de propagación. En
la figura 2 se representa una función de autocorrelación de esta
clase. Puede verse claramente un máximo para una diferencia de
tiempos de propagación de 0 ms, que corresponde a la vía directa de
difusión del sonido. Otros máximos pueden encontrarse en 2 ms, 8 ms
y 10 ms, que definen diferencias de tiempos de propagación entre la
vía de difusión directa y dos vías de difusión indirecta, así como
entre las dos vías de difusión indirecta. Los máximos se han
identificado con \Deltat_{1, \ 2}, \Deltat_{1, \ 3} y
\Deltat_{2, \ 3}. Preferiblemente, para el análisis de los
tiempos de propagación en el bloque 16 de tratamiento de señales se
aplica un análisis cepstral a la señal de grupo y se obtienen las
diferencias de tiempos de propagación de medición por evaluación de
los máximos en el cepstro. El análisis cepstral es en sí conocido y
se ha descrito en [3]. Como ya se ha mencionado, el cepstro real
se define como la transformada de Fourier del logaritmo del valor
absoluto del autoespectro de la señal de grupo según la ecuación
(2), representando X(e^{i\omega t}) la transformada de
Fourier de la señal. Las diferencias de tiempos de propagación se
pueden identificar fácilmente en los máximos del cepstro. En la
figura 3 se representa un ejemplo de un cepstro obtenido a partir
de un análisis cepstral. La diferencia de tiempos de propagación
\Deltat_{1,2} entre la vía de difusión directa y una primera
vía de difusión indirecta puede encontrarse en 2 ms. La diferencia
de tiempos de propagación \Deltat_{1, \ 3} entre la vía de
difusión directa y una segunda vía de difusión indirecta es de 10
ms, mientras que una diferencia de tiempos de propagación
\Deltat_{2, \ 3} entre las vías de difusión indirecta primera y
segunda viene identificada por el máximo en 8 ms. Una comparación
con la función de autocorrelación según la figura 2 muestra que
estas diferencias de tiempos de propagación de igual magnitud
pueden encontrarse también en la función de autocorrelación. Sin
embargo, en el cepstro se pueden identificar los máximos de manera
sensiblemente más fácil, ya que aquí no aparecen máximos
secundarios -tal como ocurre en el caso de la función de
autocorrelación- y, por tanto, los máximos reales de reflexiones
existentes no pueden confundirse con máximos secundarios.
Como modelos para establecer las diferencias de
tiempos de propagación de modelo se pueden seleccionar modelos
correspondientemente adecuados de entre los modelos ya conocidos y
se pueden utilizar éstos en el procedimiento que se presenta. En
[1] o [5] se indican modelos diferentes que pueden emplearse
eventualmente con una adaptación o modificación correspondiente. Un
modelo de difusión del sonido también adecuado es conocido bajo el
nombre "RAY" y se ha descrito en [4]. Ahora bien, el empleo de
un sencillo modelo geométrico de difusión del sonido, que se
describe seguidamente, muestra ya resultados bastante buenos en la
exactitud de la determinación de una posición del blanco.
En la figura 4 se representa esquemáticamente un
canal de sonido que se forma en un área de aguas someras de, por
ejemplo, una profundidad del agua de aproximadamente 200 m, en el
que están dispuestos un blanco S a una profundidad z_{S} del
mismo y un receptor de sonido E a la profundidad de recepción
z_{E}, los cuales presentan una distancia x de uno a otro. Con O
se ha designado la superficie del agua y con B el fondo del canal
de sonido. El fondo B se supone como plano y el perfil de la
velocidad del sonido del canal de sonido se supone como constante
con la velocidad constante c del sonido. El sonido irradiado por el
blanco S llega, por un lado, al receptor E por una vía de difusión
directa y, por otro lado, al receptor E por vías de difusión
indirecta mediante reflexiones en la superficie O y en el fondo B.
La vía de difusión directa se ha designado en la figura 4 con el
número de orden k = 1 y se ha representado con línea continua. Las
vías de difusión indirecta se han designado en la figura 4 con k =
2 a k = 5, conteniendo la vía de difusión k = 2 de línea de trazos
una reflexión del sonido en la superficie O del agua y conteniendo
la vía de difusión indirecta k = 3 representada con línea de trazos
una reflexión del sonido en el fondo B. Las demás vías de difusión
indirecta k = 4 y k = 5 representadas con línea de trazos y con
línea de puntos contienen cada una de ellas una reflexión del
sonido en la superficie O del agua y en el fondo B.
El camino que ha de recorrer el sonido en cada
una de las k vías de difusión y que es de t_{k.C} puede
calcularse suponiendo blancos de espejo S' y S'' o receptores de
espejo E' y E'' correspondientes para los diferentes órdenes de las
vías de difusión. La geometría para el cálculo de la vía de
difusión indirecta k = 4 se ha destacado en la figura 4 por medio
del triángulo rectángulo representado, cuya hipotenusa se extiende
entre el blanco de espejo S' y el receptor de espejo E'' y uno de
cuyos catetos está formado por la distancia x. En general, el
tiempo de propagación t_{k} para cada una de las k vías de
difusión se calcula según la ecuación (2) como
(3)t_{k} =
\frac{1}{c} \sqrt{x^{2} +
z^{2}_{k}}
en donde z_{k} es el camino que
tiene que recorrer el sonido exclusivamente en dirección vertical.
En la figura 4 se indica el cálculo del valor z_{k} para las vías
de difusión k = 1 a k = 5. El ángulo de elevación \Phi_{k} de
la dirección de incidencia del sonido en el receptor E al
difundirse el sonido por las vías de difusión k se calcula
como
(8)tg \Phi_{k}
=
\frac{Z_{k}}{x}
y puede emplearse para corregir el
ángulo de rumbo medido \theta_{Z}. El ángulo de incidencia del
sonido que incide en el receptor E por la vía de difusión k = 4 se
ha designado con \Phi_{4} en la figura
4.
Por medio del modelo geométrico se determinan,
con especificación de una distancia supuesta x del blanco y una
profundidad supuesta z_{S} del blanco, los tiempos de propagación
t_{k} para vías de difusión seleccionadas del sonido en el canal
de sonido. Las diferencias de tiempos de difusión t_{M,i} se
obtienen por substracción de los tiempos de propagación t_{1}
para la vía de difusión directa k = 1 respecto de la
correspondiente vía de difusión indirecta t_{K} con k mayor que 1
y -como se ha descrito- se alimentan a la lógica de comparación
18.
En el caso en el que, para la obtención de las
diferencias de tiempos de propagación de medición, se forma en el
bloque 16 de tratamiento de señales por medio de análisis cepstral
el cepstro de la señal de grupo, el modelo empleado en el bloque de
modelos 17 puede ampliarse en el sentido de que se forme un cepstro
de modelo con las diferencias de tiempos de propagación de modelo.
La lógica de comparación 18 se modifica en el sentido de que ahora
ya no se comparan las distintas diferencias de tiempos de
propagación de medición de cepstro y modelo una con otra, sino que
se compara directamente el cepstro medido con el cepstro de
modelo.
Aceptando un coste de cálculo ampliado, se puede
prescindir de la detección y marcación de blanco separadas por
medio de la instalación de marcación descrita con referencia a la
figura 1 y se puede realizar también la detección y marcación del
blanco con el procedimiento según la invención. En el esquema de
bloques de la figura se representa una disposición de circuito
modificada con respecto a la figura 1 para el procedimiento así
alterado. En la disposición de circuito se han suprimido la memoria
de señales de grupo y el detector de nivel, y el ángulo prefijado
\theta_{m} para la incidencia momentánea del sonido (dirección
de rumbo) se aplica a la puerta 21 junto con los valores para la
distancia x y la profundidad z_{S} del blanco en el supuesto de
posición de éste. Por lo demás, el procedimiento se desarrolla de
la misma manera que se ha descrito para la figura 1, buscándose el
azimut total según blancos por variación de la dirección de rumbo
\theta_{m} en pasos angulares discretos. Tan pronto como se
consigue la medida deseada de coincidencia entre las diferencias de
tiempos de propagación de medición y las diferencias de tiempos de
propagación de modelo para una dirección de rumbo \theta_{m}. y
el comparador 19 abre la puerta 21, se alimenta también al
dispositivo de indicación 15 la dirección de rumbo \theta_{m}
que pertenece a la posición auténtica del blanco y que corresponde
entonces al ángulo de rumbo auténtico \theta_{Z}, y se
representa allí numérica y gráficamente dicha dirección junto con
la distancia auténtica x* y la profundidad auténtica z_{S}* del
blanco que pertenecen a la posición auténtica del blanco.
El procedimiento anteriormente descrito se puede
aprovechar también para determinar otros parámetros del blanco una
vez que se ha establecido la posición de éste. Estos parámetros del
blanco son la frecuencia del sonido irradiado por el blanco, en lo
que sigue llamada frecuencia del blanco, y la velocidad radial del
blanco, esto es, la componente de velocidad con la que el blanco se
mueve hacia el receptor por una ruta directa, es decir, radial, en
lo que sigue llamada velocidad radial del blanco. Estos pasos
adicionales del procedimiento se explican con ayuda del esquema de
bloques reproducido en la figura 6, estando integrado el esquema de
bloques según la figura 1 completamente en la figura 6 y, por
tanto, habiéndose transferido también los mismos símbolos de
referencia de la figura 1 a la figura 6.
El esquema de bloques de la figura 1 se ha
ampliado de momento de modo que los tiempos de propagación t_{k}
del sonido, que se calculan con el modelo de difusión del sonido
en el bloque de modelos 17 para las vías de difusión, se inscriban
continuamente en una memoria 24 de tiempos de propagación,
sobrescribiéndose los tiempos de propagación t_{k} calculados
para una posición precedente del blanco con los respectivos tiempos
de propagación t_{k} calculados para una posición siguiente del
blanco, de modo que en la memoria 24 de tiempos de propagación
estén archivados siempre los tiempos de propagación t_{k}
calculados para la posición del blanco supuesta en último lugar.
Cuando se ha reconocido la verdadera posición del blanco, se abre
la puerta 21 por medio de la señal de salida del comparador 19 y se
alimentan la verdadera distancia x_{Z}* del blanco, la verdadera
profundidad z_{S}* del blanco y el ángulo de rumbo \theta_{Z}
al dispositivo de indicación 15. Al mismo tiempo, la señal del
comparador llega como señal de lectura a la memoria 24 de tiempos
de propagación, de modo que los tiempos de propagación t_{k}
contenidos en la memoria 24 de tiempos de propagación son leídos
uno tras otro y alimentados como señal de mando a un transformador
de Fourier 25. Por tanto, en el ejemplo de ejecución descrito en
relación con la figura 4 se leen los tiempos de propagación t_{k}
con k = 1 a 5. En el transformador de Fourier 25 se somete a una
transformada de Fourier la señal de grupo con la que se ha
establecido el rumbo \theta_{Z} del blanco y se forman los
espectros de frecuencia para instantes que corresponden a los
tiempos de propagación leídos t_{k}. Se leen en los espectros de
frecuencia las frecuencias de recepción f_{Ek} en correlación con
los tiempos de propagación t_{k} y se forman en el formador de
diferencia 26 las diferencias de las frecuencias de recepción
(9)\Delta
F_{k} = f_{El} -
f_{Ek}
con k > 1 y se archivan éstas en
la memoria 26 en correlación con los tiempos de propagación t_{k}
con k >
1.
Los tiempos de propagación t_{k} leídos en la
memoria 24 de tiempos de propagación se alimentan a un ordenador
28. El ordenador 28 está unido con un módulo de especificación 29
para la frecuencia f_{0} del blanco y la velocidad radial
V_{R1} del blanco. En el ordenador 28 se calcula el
desplazamiento Doppler df_{k} para cada tiempo de propagación
t_{k}, obteniéndose el desplazamiento Doppler para la vía de
difusión directa según
(10)df_{1} =
\frac{f_{o} \cdot
\nu_{R1}}{c}
y obteniéndose los desplazamientos
Doppler para las vías de difusión indirecta
según
(11)df_{k} =
df_{1} \cdot
\frac{t_{1}}{t_{k}}
en donde c es la velocidad del
sonido en el agua y k es el número de orden para todas las vías de
difusión indirecta seleccionadas, el cual es de k = 2, 3, 4, 5 en
el ejemplo de ejecución de la figura 4. Asimismo, en el ordenador
28 se determinan a partir de los desplazamientos Doppler
calculados df_{k} en las distintas vías de difusión k las
diferencias de los desplazamientos Doppler
según
(12)\Delta
F_{Mk} = df_{k} -
df_{1}
en donde k es nuevamente el número
de orden para las vías de difusión indirecta y, por tanto, k >
1. Estas diferencias \DeltaF_{Mk}, de desplazamientos Doppler
se archivan en una memoria 30 en correlación con los tiempos de
propagación t_{k} con k > 1. En una lógica de comparación 31
se comparan entre sí las diferencias \DeltaF_{k} de frecuencias
de recepción y las diferencias \DeltaF_{Mk} de desplazamientos
Doppler que corresponden a los mismos tiempos de propagación
t_{k} del sonido con k > 1. Cuando la comparación da como
resultado un grado no suficiente de coincidencia, se repite la
determinación de las diferencias \DeltaF_{Mk} de
desplazamientos Doppler en el ordenador 28 con una frecuencia
variada f_{0} del blanco y/o una velocidad radial variada
v_{R1} del blanco, y se vuelven a comparar las nuevas diferencias
\DeltaF_{Mk} de desplazamientos Doppler con las diferencias
\DeltaF_{k} de frecuencias de recepción. Se repite este proceso
hasta que la comparación de las diferencias \DeltaF_{Mk} de
desplazamientos Doppler con las diferencias \DeltaF de
frecuencias de recepción dé como resultado un grado suficiente de
coincidencia. Cuando ocurre este caso, se abre entonces una puerta
32 en la que aparecen la frecuencia f_{0} del blanco supuesta o
prefijada en último término y la velocidad radial v_{R1} del
blanco supuesta en último término. Con la apertura de la puerta 32
se alimentan los supuestos últimamente adoptados de frecuencia
f_{0} del blanco y velocidad radial v_{R1} del blanco al
dispositivo de indicación 15 y se representan allí gráfica y
numéricamente como frecuencia auténtica f_{0}* del blanco y
velocidad radial auténtica v_{R1}* del
blanco.
La lógica de comparación 31 trabaja de la misma
manera que la lógica de comparación 18 anteriormente descrita, por
ejemplo según el procedimiento de mínimos cuadrados, empleándose
como criterio en la comparación de las diferencias \DeltaF_{k}
de frecuencias de recepción y las diferencias \DeltaF_{Mk} de
desplazamientos Doppler la suma de los mínimos cuadrados de
distancia de las diferencias \DeltaF_{Mk} de desplazamientos
Doppler a su vecino más próximo en la cantidad de las diferencias
\DeltaF_{k} de frecuencias de recepción. Al igual que ocurre
con la lógica de comparación 18, la lógica de comparación 31 puede
llevar pospuesto también un comparador no representado aquí en el
que se compare la suma de los cuadrados mínimos de distancia con un
intervalo de confianza. Cuando la suma está dentro del intervalo de
confianza, se ha alcanzado el grado prefijado de coincidencia de
las diferencias \DeltaF_{Mk} de desplazamientos Doppler con las
diferencias \DeltaF_{k} de frecuencias de recepción, y el
comparador genera la señal de apertura de puerta para la puerta 32.
Cuando la suma está fuera del intervalo de confianza, la señal del
comparador pone en marcha una nueva especificación de frecuencia
del blanco y/o velocidad radial del blanco en el módulo de
especificación 29. Para obtener un mayor número de valores de
comparación sin aumentar el número de vías de difusión
seleccionadas o de tiempos de propagación seleccionados t_{k} en
las vías de difusión, no sólo se forman las diferencias de las
frecuencias de recepción entre las frecuencias de recepción
f_{Ek} con k > 1 que están asociadas a los tiempos de
propagación seleccionados t_{K} en las vías de difusión
indirecta, y la frecuencia de recepción F_{E1} que está asignada
al tiempo de propagación t_{1} de la vía de difusión directa,
sino que se forman también las diferencias de frecuencias de
recepción entre las propias vías de difusión indirecta, tal como,
por ejemplo, la diferencia de frecuencias de recepción entre las
frecuencias de recepción f_{E3} y f_{E2}, que corresponden al
tiempo t_{3} de propagación del sonido por la vía de difusión de
tercer orden y al tiempo de propagación t_{2} por la vía de
difusión de segundo orden. De manera correspondiente, se forman
también las diferencias \DeltaF_{Mk} de desplazamientos Doppler
entre las vías de difusión indirecta y se comparan éstas de la
manera descrita en la lógica de comparación 31 con las diferencias
de frecuencias de recepción correspondientes.
Para mejorar la determinación de la posición del
blanco y el cálculo de la velocidad del blanco con señales de
muestra se amplía el modelo en el bloque de modelos 17 de la figura
1 para la determinación de factores s_{k} de compresión de
modelo. Para el cálculo de las diferencias de tiempos de
propagación de modelo t_{Mi} y de los factores de compresión de
modelo s_{k} se añade la figura 4 y se considera a título de
ejemplo la vía de difusión indirecta k = 3 con una reflexión en el
fondo una vez que el blanco S se ha trasladado después de un primer
instante de medición con una velocidad v en dirección al receptor E
y ha ocupado en el siguiente instante de medición la posición S*.
El tiempo de propagación por la vía de difusión directa k = 1 es
de:
(13)t_{1} =
\frac{1}{c} \sqrt{(x - \nu \cdot t)^{2} +
z^{2}_{1}}
y para la vía de difusión por el
fondo
(14)t_{3} =
\frac{1}{c} \sqrt{(x - \nu \cdot t)^{2} +
z^{2}_{3}}
La diferencia de tiempos de propagación de modelo
t_{M} es de
(15)t_{M} =
t_{3} -t_{1} = \frac{1}{c} \left[ \sqrt{(x - \nu t)^{2} + z^{2}_{1}}
- \sqrt{(x - \nu t)^{2} + z^{2}_{3}} \
\right]
La variación en el tiempo de la diferencia de
tiempos de propagación de modelo t_{M} después del tiempo t se
calcula en el bloque de modelos 17 y suministra el factor de
compresión de modelo s_{k} para el segundo instante de
medición:
(16)s_{k} (\nu
t) = \frac{\partial t_{M}}{\partial t} = \frac{\nu}{c}(x - \nu t)
\left[\frac{1}{\sqrt{(x-\nu t)^{2} + z_{1}^{2}}} -
\frac{1}{\sqrt{(x-\nu t)^{2} +
z_{j}^{2}}}\right]
Se utiliza la posición x, z_{s} del blanco
calculada en el primer instante de medición y se determina s_{k}
para diferentes velocidades v junto con la diferencia de tiempos de
propagación de modelos t_{M} según la ecuación (15).
La variación en el tiempo de la diferencia de
tiempos de propagación de modelo según la ecuación (16)
corresponde a una variación en el tiempo de la fase \varphi a una
frecuencia \omega = 2\pif
(17)\frac{d\varphi}{dt} = \omega
\frac{\partial t_{M}}{\partial
t}
La variación en el tiempo de la fase \varphi
provoca una expansión o compresión de la evolución en el tiempo de
la señal de grupo, la cual es originada por la velocidad del
blanco de conformidad con el efecto Doppler y conduce a un 1
desplazamiento Doppler \Delta\omega y a un giro de la fase
\varphi del espectro de frecuencia complejo a cada frecuencia
\omega o de la evolución en el tiempo de la señal de grupo
recibida a lo largo de cada vía de difusión. El desplazamiento
Doppler \Delta\omega, referido a la frecuencia \omega, es
igual al factor de compresión de modelo s_{k} y depende de la
velocidad v del blanco y del tiempo t en el que se mueve el blanco
con la velocidad v.
(18)\frac{\Delta\omega}{\omega} =
\frac{\partial t_{M}}{\partial t} =
s_{k}(\nu,t)
Una señal de grupo que contiene un impulso recibe
también a través de las vías de difusión indirecta k > 1 una
compresión o expansión relativa de la longitud de impulso emitida
que es tenida en cuenta por el factor de compresión de modelo
s_{k}. Con el factor de compresión de modelo s_{k} se comprime
y/o expande el segmento de tiempo de la señal de grupo recibido en
el primer instante de medición y se producen así señales de
muestra.
La figura 7 muestra un esquema de bloques
ampliado en comparación con la figura 1. El bloque 16 de
tratamiento de señales para el análisis de los tiempos de
propagación se une discrecionalmente, por apertura de un
interruptor 161, a través de un filtro pasabanda 162 de la
frecuencia media \omega, con la memoria 13 para las señales de
grupo en la salida del formador de dirección 12. La señal de grupo
es alimentada después de la detección de un blanco a un circuito
de autocorrelación 163 en el bloque 16 de tratamiento de señales,
en el cual se forma la función de autocorrelación de la señal de
grupo y se evalúan máximos a las diferencias de tiempos de
propagación de medición \Deltat_{1, \ 2}; \Deltat_{2, \ 3};
\Deltat_{1, \ 3}, tal como se muestra en la figura 2. Las
diferencias de tiempos de propagación de medición t_{Ck} se
comparan en la lógica de comparación 18 con las diferencias de
tiempos de propagación de modelo t_{Mk} y dan como resultado la
posición x, z_{S} del blanco en el primer instante de medición.
Además, en el mismo instante de medición se
analiza-la señal de grupo en un circuito de señal
de muestra 165 respecto de su magnitud y estabilidad y se archiva
la evolución en el tiempo de la señal de grupo con el máximo nivel
y la máxima estabilidad dentro de un intervalo de tiempo \DeltaT.
En el bloque de modelos 17 se calculan y proporcionan muestras de
los factores de compresión de modelo s_{k} en función de las
diferencias de tiempos de propagación de modelo t_{M} de las
posiciones y velocidades del blanco supuestas en el siguiente
instante de medición a partir del modelo 22 de especificación de
posición y velocidad del blanco. Para calcular señales de muestra
se comprime o expande el segmento de tiempo archivado de la señal
de grupo de conformidad con los factores de compresión de modelo
calculados s_{k}, por ejemplo mediante tiempos de lectura
diferentes de la evolución en el tiempo archivada. En el siguiente
instante de medición después del intervalo de tiempo \DeltaT se
correlaciona la señal de grupo recibida con las señales de muestra
del circuito de señales de muestra 165 en un circuito de
correlación cruzada 166, cuyo tiempo de integración \tau presenta
la misma longitud que el tiempo de integración en el circuito de
autocorrelación 163. Los máximos calculados en la correlación en
cruz de todas las señales de muestra con la señal de grupo se
evalúan para determinar diferencias de tiempos de propagación de
medición t_{k} y se comparan con las diferencias de tiempos de
propagación de modelo t_{M} en la lógica de comparación 18.
En caso de coincidencia, los valores para la
posición x_{Z}*, z_{S}* y la velocidad v* del blanco,
especificados en el modelo 22 de especificación de posición y
velocidad del blanco, se hacen pasar por la puerta 21 al
dispositivo de indicación 15 y se presentan en éste.
[1] Computational Ocean Acoustics, F. B.
Jensen, W. A. Kuperman, M. B. Porter, H.
Schmidt, AIP Press American Institute of Physics, Nueva York
1994, especialmente página 58.
[2] J. S. Bendat y A. G. Piersol
"Engineering Applications of Correlation and spektral
Analysis", John wiley and Sons, Inc. 1993.
[3] B. Bogert, M. Healy y J.
Tukey, "The frequency analysis of time series for echoes:
Cepstrum, pseudo- autocovariance, cross-cepstrum and
safe cracking" Proc. Symposium Time Series Analysis,
1963, páginas 209-243.
[4] Bowlin et al "Ocean Acoustics
Ray-Tracing Software RAY", WHOI Technical
Report, WHOI-93-10.
(ftp://oalib.saic.com/pub/oalib/ray)
(ftp://oalib.saic.com/pub/oalib/ray)
[5] Sound Propagation in the Sea, Robert J.
Urick, Peninsula Publishing, 1982, ISBN
0-932146-08-2,
especialmente páginas 8-11.
Claims (26)
1. Procedimiento para determinar la posición de
un blanco que irradia sonido hacia el agua evaluando el sonido
irradiado por el blanco, el cual es recibido por una vía de
difusión directa y por vías de difusión indirecta obtenidas por
reflexiones por un receptor de sonido sumergido (10), alejado del
blanco, con una pluralidad de transductores electroacústicos (11),
en el que
- -
- se suman las señales eléctricas de salida de los transductores (11) en una forma selectiva en dirección para obtener señales de grupo, y en las señales de grupo se determinan por medio de análisis de tiempos de propagación diferencias de tiempos de propagación del sonido entre la vía de difusión directa y las vías de difusión indirecta como diferencias de tiempos de propagación de medición,
- -
- por medio de un modelo de la difusión del sonido para una posición supuesta del blanco se determinan diferencias de tiempos de propagación entre la vía de difusión directa y vías de difusión indirecta seleccionadas del blanco al receptor de sonido (10) como diferencias de tiempos de propagación de modelo,
- -
- se comparan las diferencias de tiempos de propagación de modelo con las diferencias de tiempos de propagación de medición,
- -
- se repite la determinación de las diferencias de tiempos de propagación de modelo con un respectivo supuesto de posición de blanco variado hasta que la comparación de las diferencias de tiempos de propagación de modelo con las diferencias de tiempos de propagación de medición dé como resultado un grado prefijado de coincidencia, y
- -
- se emite como posición auténtica del blanco el supuesto de posición del blanco adoptado para alcanzar este grado de coincidencia.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que se emplea como criterio en la comparación de diferencias de
tiempos de propagación de modelo y de medición la suma de los
mínimos cuadrados de distancia de las diferencias de tiempos de
propagación de modelo a su vecino más próximo en la cantidad de las
diferencias de tiempos de propagación de medición.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el
que se alcanza el grado prefijado de coincidencia cuando la suma
de los mínimos cuadrados de distancia está dentro de un intervalo
de confianza.
4. Procedimiento según la reivindicación 2, en el
que
- -
- se calcula la probabilidad de la estancia del blanco en la posición supuesta del mismo como valor inverso de la suma de los mínimos cuadrados 20 de distancia,
- -
- se determina a partir de la multitud de probabilidades obtenidas para posiciones supuestas del blanco la densidad de probabilidades por unidad de superficie del área del blanco y
- -
- se buscan posiciones potenciales del blanco basándose en la densidad de probabilidades.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 4, en el que se multiplican los mínimos
cuadrados de distancia por un factor de ponderación w_{i} antes de
la formación de la suma.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el
que se utiliza como factor de ponderación w_{i} una potencia del
número n_{B},n_{O} de las reflexiones con los factores de
reflexión R_{B}, R_{O} en la vía de difusión i según
w_{i} =
R_{B}{}^{n_{B}} \cdot
R_{O}{}^{n_{O}}
en donde se eligen plausiblemente
entre 0 y 1 el factor de reflexión R_{B} para una reflexión en el
fondo (B) y el factor de reflexión R_{O} para una reflexión en la
superficie (O) de un canal de sonido limitado por el fondo (B) y la
superficie
(O).
(O).
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que, para el análisis de los tiempos
de propagación, se determina la función de autocorrelación de la
señal de grupo y se obtienen las diferencias de tiempos de
propagación de medición por evaluación de los máximos de la función
de autocorrelación.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que, para el análisis de los tiempos
de propagación, se aplica un análisis cepstral a las señales 5 de
grupo y se obtienen las diferencias de tiempos de propagación de
medición por la evaluación de los máximos en el cepstro.
9. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que
- -
- para el análisis de los tiempos de propagación, se aplica un análisis cepstral a las señales de grupo y se forma cada vez el cepstro de la señal de grupo como cepstro de medición y
- -
- con las diferencias de tiempos de propagación de modelo se forma un cepstro de modelo y se realiza la comparación de las diferencias de tiempos de propagación de medición y de las diferencias de tiempos de propagación de modelo por comparación directa del cepstro de modelo con el cepstro de medición.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que
- -
- se toma como modelo un modelo geométrico de la difusión del sonido en un área de aguas someras con la profundidad z_{W} del agua con un fondo plano de la masa de agua y un perfil constante de la velocidad del sonido,
- -
- a una profundidad conocida z_{E} del receptor de sonido y a una profundidad supuesta z_{S} del blanco y una distancia azimutal supuesta x del blanco, se calcula el tiempo de propagación t_{k} para k vías de difusión seleccionadas según
t_{k} =
\frac{1}{c} \sqrt{x^{2} +
z^{2}_{k}}
en donde c es la velocidad
constante del sonido y z_{k} es el camino que recorre el sonido
en cada una de las k vías de difusión exclusivamente en dirección
vertical,
y
- -
- para obtener las diferencias de tiempos de propagación de modelo, el tiempo de propagación (t_{1}) para la vía de propagación directa es restado de los tiempos de propagación t_{k} para k vías de difusión indirecta seleccionadas con k > 1.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 10, en el que
- -
- se determinan los niveles de las señales de grupo, se detectan blancos por evaluación de los niveles máximos y se determinan los rumbos de los blancos, y
- -
- se determinan diferencias de tiempos de propagación de medición y se comparan éstas con diferencias de tiempos de propagación de modelo únicamente en las señales de grupo en las que se ha detectado un blanco.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 11, en el que
- -
- con fijación de la posición auténtica del blanco, se reclaman los tiempos de propagación del sonido para la vía de difusión directa y para las vías de difusión indirecta seleccionadas hasta la posición del blanco, calculados con el modelo de difusión del sonido en la determinación de las diferencias de tiempos de propagación de modelo,
- -
- a partir de la señal de grupo en la que se ha detectado el blanco, se forman espectros de frecuencia en los instantes correspondientes a los tiempos de propagación reclamados t_{k},
- -
- se leen frecuencias de recepción f_{Ek} en los espectros de frecuencia, se forman las diferencias de las frecuencias de recepción \DeltaF_{k} y se asignan éstas a los tiempos de propagación reclamados (t_{k}),
- -
- para una frecuencia de blanco supuesta f_{0} irradiada desde el blanco y para una velocidad de blanco radial supuesta v_{R} en cada uno de los tiempos de propagación reclamados t_{k} se calcula un desplazamiento Doppler df_{k} y se forman las diferencias de los desplazamientos Doppler df_{k},
- -
- se comparan entre sí las diferencias de frecuencias de recepción \DeltaF_{k} y las diferencias de desplazamientos Doppler \DeltaF_{Mk}, que corresponden a los mismos tiempos de propagación t_{k},
- -
- se repiten el cálculo de los desplazamientos Doppler df_{k} con la respectiva frecuencia de blanco modificada f_{0} y/o la respectiva velocidad radial de blanco modificada v_{R} y la comparación con las diferencias de frecuencias de recepción \DeltaF_{k} hasta que resulte un grado prefijado de coincidencia, y
- -
- los supuestos de frecuencia de blanco f_{0} y velocidad radial de blanco v_{R} adoptados para alcanzar este grado de coincidencia se emiten como verdadera frecuencia de blanco f_{0}* y verdadera velocidad radial de blanco v*_{R1}.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, en
el que se emplea como criterio en la comparación de diferencias de
frecuencias de recepción \DeltaF_{k} y diferencias de
desplazamientos Doppler \DeltaF_{Mk} la suma de los mínimos
cuadrados de distancia de las diferencias de desplazamientos
Doppler \DeltaF_{Mk} a su vecino más próximo en la cantidad de
las diferencias de frecuencias de recepción \DeltaF_{k}.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, en
el que se alcanza el grado prefijado de coincidencia cuando la
suma de los mínimos cuadrados de distancia está dentro de un
intervalo de confianza.
15. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 12 a 14, en el que se calcula el desplazamiento
Doppler df_{1} en la vía de propagación directa como producto de
la frecuencia de blanco supuesta f_{0} y la velocidad radial de
blanco supuesta v_{R1}, dividido por la velocidad c del sonido en
el agua, y se calcula el desplazamiento Doppler df_{k} con k >
1 para las vías de difusión indirecta seleccionadas como el
desplazamiento Doppler df_{1} en la vía de difusión directa
multiplicado por la relación del tiempo de propagación t_{1} en
la vía de difusión directa y el tiempo de propagación t_{k} con k
> 1 en la respectiva vía de difusión indirecta.
16. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 12 a 15, en el que se leen en los espectros de
frecuencia unas bandas de frecuencia de recepción significativas en
calidad de frecuencias de recepción f_{Ek} y se supone la
frecuencia de blanco f_{0} como una banda de frecuencia irradiada
por el blanco.
17. Procedimiento según la reivindicación 16, en
el que se emplean armónicos de la frecuencia del blanco en el
ruido de propulsión para la clasificación del blanco.
18. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 11, en el que
- -
- se almacena la evolución en el tiempo de la señal de grupo -en la que se ha detectado un blanco y se ha asignado una posición x, z_{S} del blanco- dentro de un intervalo de tiempo \DeltaT, y se expande y/o comprime dicha evolución para establecer señales de muestra con factores de compresión de modelo prefijables s_{k},
- -
- se determina el factor de compresión de modelo s_{k} para cada diferencia de tiempos de propagación de modelo de la posición supuesta en el instante de medición siguiente a partir de la primera posición del blanco y de valores prefijables para la velocidad del blanco,
- -
- se asignan los factores de compresión de modelo s_{k} a las diferencias de tiempos de propagación de modelo t_{Mi},
- -
- se correlacionan en cruz las señales de muestra con la señal de grupo recibida en el instante de medición siguiente en un intervalo de tiempo y
- -
- se obtienen las diferencias de tiempos de propagación de medición t_{k} por evaluación de los máximos de la función de correlación cruzada y estas diferencias son comparadas con las diferencias de tiempos de propagación de modelo t_{Mi} y suministran la posición y la velocidad del blanco.
19. Procedimiento según la reivindicación 18, en
el que se calcula la primera posición del blanco con las
diferencias de tiempos de propagación de medición t_{k} a partir
de la evaluación de la función de autocorrelación.
20. Procedimiento según la reivindicación 18 ó
19, en el que se determina un desplazamiento Doppler relativo en
función del tiempo a lo largo de las vías de difusión a partir de
los factores de compresión de modelo s_{k} pertenecientes a las
diferencias calculadas de los tiempos de propagación de
medición.
21. Procedimiento según la reivindicación 20, en
el que se deriva del desplazamiento Doppler relativo
\Delta\omega/\omega y de la velocidad v una clasificación del
blanco.
22. Procedimiento según la reivindicación 21, en
el que se seleccionan la frecuencia media y la anchura de banda de
la señal de grupo.
23. Procedimiento según la reivindicación 22, en
el que se adapta la selección a la irradiación del sonido que
cabe esperar del blanco.
24. Procedimiento según la reivindicación 20 ó
21, en el que se elige la adaptación en función de la distancia al
blanco y/o en función del tiempo.
25. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 23 y 24, en el que se adapta la anchura de banda a
una resolución de distancia deseada.
26. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 18 a 25, en el que se ajustan entre sí el tiempo
de integración \tau para la función de correlación cruzada y la
resolución de velocidad.
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