FI123456B - Turvalaite ja menetelmä turvalaitteen paikallistamiseksi - Google Patents

Description

TURVALAITE JA MENETELMÄ TURVALAITTEEN PAIKALLISTAMISEKSI

KEKSINNÖN ALA

5

Keksintö koskee yleisesti turvalaitteita. Erityisesti keksintö koskee kelluvia merenkulun turvalaitteita ja niiden paikallistamista satelliittikuvien avulla.

10 TEKNIIKAN TASO

Meri- ja sisävesialueilla on suuri määrä erilaisia viittoja, poijuja ja loistoja. Esimerkiksi Suomessa on yli 20 000 merenkulun turvalaitetta, joista monet ovat niin sanottuja kelluvia turvalaitteita, kuten poijuja ja viittoja. Arktisissa 15 olosuhteissa tämänkaltaiset turvalaitteet voivat talvella jäiden vaikutuksesta siirtyä paikoiltaan ja niiden oikea sijainti on tarkistettava joka kevät heti jäiden lähdön jälkeen, jottei vesiväylillä liikkuvien alusten turvallisuus vaarantuisi. Kovana talvena siirtyy paikoiltaan esimerkiksi Etelä-Suomen viitoista jopa yli 10 prosenttia. Kelluvien turvalaitteiden paikan tarkistus ja korjaus tapahtuvat 20 väyläaluksilta sekä osittain myös yleisöltä saatujen ilmoitusten perusteella.

KEKSINNÖN TAVOITE

CO

δ

CvJ

4 25 Tämän keksinnön tavoitteena on esittää menetelmä kelluvien turvalaitteiden o q paikantamiseksi käymättä turvalaitteen luona. Lisäksi keksinnön tavoitteena on esittää kelluva turvalaite, joka on helposti havaittavissa teknisin apuvälinein.

cc

CL

CvJ

LO

^ 30 δ

CvJ

2

KEKSINNÖN LYHYT KUVAUS

Keksinnön ensimmäinen näkökulma on kelluva turvalaite, joka on järjestetty ankkuroitavaksi vesistöön siten, että ankkuroituna osa turvalaitteesta on 5 vedenpinnan alapuolella ja osa turvalaitteesta on vedenpinnan yläpuolella. Turvalaite on tunnettu siitä, että vedenpinnan yläpuolella oleva osa käsittää heijastimen kaukokartoitustutkan lähettämien radioaaltojen heijastamiseksi ja siitä, että turvalaitteen kuori on ainakin osittain radioaaltoja ainakin osittain läpäisevää materiaalia ja, että heijastin sijaitsee turvalaitteen kuoren sisäpuolella. 10 Eräässä suoritusmuodossa kaukokartoitustutka on sijoitettu miehitettyyn tai miehittämättömään ilma-alukseen. Eräässä suoritusmuodossa kaukokartoitustutka on sijoitettu satelliittiin.

Eräässä suoritusmuodossa heijastin on järjestetty heijastamaan ainakin osa 15 vähintään 20 asteen ja enintään 70 asteen kulmassa vedenpinnan normaaliin nähden tulevista radioaalloista takaisin tulosuuntaansa.

Eräässä suoritusmuodossa vedenpinnan yläpuolella oleva osa käsittää useita heijastimia, jotka heijastimet on suunnattu toisiinsa nähden siten, että 20 heijastuksen maksimisuunnat osoittavat eri heijastimilla eri ilmansuuntiin.

Eräässä suoritusmuodossa vedenpinnan yläpuolella oleva osa käsittää useita heijastimia, jotka heijastimet on suunnattu toisiinsa nähden siten, että co heijastuksen maksimisuunnat ovat eri heijastimilla eri kulmassa vedenpinnan ™ 25 tasoon nähden.

4 cp ° Eräässä suoritusmuodossa heijastin on kolmesta keskenään kohtisuorasta | levystä muodostuva nurkkaheijastin, jonka avautumiskulma on järjestetty cm osoittamaan horisontin yläpuolelle silloin, kun turvalaite on asennettu kellumaan

LO

fc 30 tyynessä vedessä, δ

CM

3

Eräässä suoritusmuodossa turvalaite käsittää useita kolmesta keskenään kohtisuorasta levystä muodostuvaa nurkkaheijastinta, joiden avautumiskulmat osoittavat keskenään eri suuntiin. Eräässä suoritusmuodossa eri suunnat ovat suuntia horisontaalitasossa, eräässä suoritusmuodossa eri suunnat ovat suuntia 5 vertikaalitasossa ja eräässä suoritusmuodossa eri suunnat ovat suuntia horisontaali- ja vertikaalitasossa.

Eräässä suoritusmuodossa heijastin käsittää aluslevyn ja sen päällä olevan ympyrälieriön, jonka ympyrälieriön säde on pienempi kuin aluslevyn säde. 10 Eräässä suoritusmuodossa turvalaite käsittää useita päällekkäin sijoitettuja heijastimia.

Eräässä suoritusmuodossa heijastin käsittää kartion, jonka keskelle on asennettu toinen kartio toisinpäin siten, että kartioiden sivut ovat aina kohtisuorassa toisiaan 15 vastaan. Eräässä suoritusmuodossa turvalaite käsittää useita päällekkäin sijoitettuja heijastimia.

Eräässä suoritusmuodossa heijastin käsittää aluslevyn ja neljä aluslevyyn nähden kohtisuorassa olevaa suorakulmaista kolmiota siten, että kolmioiden 20 suorat kulmat ovat kosketuksissa aluslevyn ja toistensa kanssa. Eräässä suoritusmuodossa suorakulmaiset kolmiot on asetettu aluslevyn päälle 90 asteen kulmaan toisiinsa nähden.

co Eräässä suoritusmuodossa turvalaite käsittää useita heijastimia, jotka heijastimet ° 25 ovat nurkkaheijastimia, jotka muodostuvat kolmesta monikulmiosta, joista kukin i 0 monikulmio on yhdistetty kahdelta sivultaan kahteen muuhun monikulmioon ja, ° että heijastimet osoittavat keskenään eri ilmansuuntiin.

CC

CL

C\J

LO

30 Keksinnön toinen näkökulma on menetelmä kelluvan turvalaitteen 5 paikallistamiseksi. Menetelmä on tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet

CVJ

4 tutkakuvan ottamiseksi vesialueesta, johon on asennettu ainakin yksi kelluva turvalaite; turvalaitteen sijainnin määrittämiseksi tutkakuvasta turvalaitteen heijastimen aiheuttaman tutkaheijastuksen perusteella; turvalaitteen sijainnin vertaamiseksi turvalaitteen aiempaan sijaintiin; ja aiemmasta sijainnistaan 5 siirtyneen turvalaitteen ilmaisemiseksi, ja että turvalaitteen sijainti määritetään orto-oikaistusta satelliittikuvasta turvalaitteen heijastimen aiheuttaman tutkaheijastuksen perusteella.

Eräässä menetelmän suoritusmuodossa tutkakuva on satelliittitutkakuva.

10

Eräässä menetelmän suoritusmuodossa turvalaite on keksinnön ensimmäisen näkökulman tai jonkin sen suoritusmuodon mukainen turvalaite.

15

Yksi edullinen suoritusmuoto esitetylle menetelmälle ja järjestelmälle on esitetty keksinnön yksityiskohtaisessa kuvauksessa.

20 KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS

Seuraavassa selostetaan keksintöä yksityiskohtaisemmin viitaten esimerkkinä esitetyihin edullisiin suoritusmuotoihin ja oheisiin kuviin, joissa

CO

° 25 kuva 1 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen ulkoisella heijastimella i o varustetun kelluvan turvalaitteen, ° kuva 2 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen sisäisillä heijastimilla jr varustetun kelluvan turvalaitteen erään yksityiskohdan, c\j kuva 3 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen sisäisellä heijastimella m 30 varustetun kelluvan turvalaitteen erään yksityiskohdan, δ

CVJ

5 kuva 4 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen sisäisellä heijastimella varustetun kelluvan turvalaitteen erään yksityiskohdan, ja kuva 5 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen sisäisellä heijastimella varustetun kelluvan turvalaitteen erään yksityiskohdan.

5

Kuvassa 1 on esitettynä vesistöön ankkuroimalla asennettu kelluva turvalaite 100, jonka yläosassa on heijastin 110. Turvalaite voidaan asentaa esimerkiksi vaijerilla tai ketjulla 160 vesistön pohjaan asennettuun ankkuriin 150. Optimaalisissa oloissa ankkuri ja sen myötä myös kelluva turvalaite pysyvät sillä 10 paikallaan, johon ne on asennettu. Joissakin tapauksissa turvalaitteen voivat kuitenkin siirtyä pois asennuspaikaltaan. Siirtyminen voi tapahtua esimerkiksi silloin, kun turvalaite tarttuu siihen osuvaan alukseen ja kulkeutuu aluksen mukana. Yleisimmin turvalaitteet kuitenkin siirtyvät kylmillä alueilla vedenpinnan jäätymisen seurauksena. Vedenpinta jäätyy ja jäät tarttuvat turvalaitteeseen, 15 jolloin jäiden liikkuessa turvalaite liikkuu jään mukana ja jään sulaessa turvalaite jää uudelle paikalleen.

Turvalaitteiden tarkoitus on osoittaa vesistössä liikkuville aluksille turvalliset alueet liikkua, joten turvalaitteen siirtyminen pois paikaltaan voi aiheuttaa 20 huomattavaa vahinkoa vesistössä liikkuville aluksille ennen kuin turvalaitteen siirtyminen havaitaan. Siirtyneen turvalaitteen havaitsemiseen perinteisin menetelmin voi mennä pitkäkin aika, koska turvalaitteiden paikan tarkistus ja korjaus tapahtuvat väyläaluksilta ja/tai yleisöltä saatujen ilmoitusten perusteella.

co Kylmänä talvena jopa 10 % Etelä-Suomen turvalaitteista voi siirtyä pois ° 25 paikoiltaan, joten voi kestää huomattavan kauan ennen kuin kaikki siirtymiset on o havaittu ja korjattu, o | Kuvassa 1 olevan turvalaitteen 100 yläosassa oleva heijastin 110 on suunniteltu c\j ja suunnattu siten, että heijastin 110 heijastaa kaukokartoitustutkan lähettämiä m 30 radioaaltoja takaisin tulosuuntaansa. Heijastin on hyvin sähköä johtavaa 5 materiaalia, jotta se heijastaisi radioaaltoja. Tutka voi olla sijoitettu satelliittiin,

CVJ

6 jolloin tutkan lähettämien radioaaltojen tulokulma määräytyy mm. satelliitin lentoradan ja tutkan suuntauksen perusteella. Mikäli turvalaitteen halutaan näkyvän erityisesti tietyn satelliitin tutkalle, voidaan heijastin mitoittaa ja suunnata kyseisen satelliitin tutkasignaalin tulokulman mukaiseksi. Myös lentokoneessa tai 5 muussa lentävässä laitteessa olevaa tutkaa voidaan käyttää tietyissä suoritusmuodoissa. Kaukokartoitustutkia on käytetty tyypillisesti maaston kartoittamiseen ottamalla tutkakuvia viistosti ylhäältäpäin joko satelliittiin tai ilma-alukseen asennetulla tutkalla.

10 Kuvan 1 suoritusmuodossa heijastin käsittää aluslevyn ja neljä aluslevyyn nähden kohtisuorassa olevaa suorakulmaista kolmiota siten, että kolmioiden suorat kulmat ovat kosketuksissa aluslevyn ja toistensa kanssa. Lisäksi kunkin kolmion lyhin sivu on suorassa kulmassa viereisten kolmioiden lyhimpien sivujen kanssa. Kun tällainen heijastin on asennettu siten, että kolmioiden kärjet 15 osoittavat suoraan ylöspäin eli vedenpinnan normaalin suuntaan, heijastin heijastaa sekä suoraan yläpuolelta, että viistosti vedenpinnan tason ja sen normaalin välisestä suunnasta tulevia tutkasignaaleja.

Esillä olevassa hakemuksessa mainitut suunnat on ymmärrettävä tilanteessa, 20 jossa vedenpinta on tyyni ja tasainen ja turvalaite on asennettu vesistöön siten, että sen pituusakseli on vedenpinnan normaalin suuntainen eli turvalaite on pystysuunnassa, jolloin turvalaitteen alaosa on veden alla ja yläosa vedenpäällä. Tosielämässä turvalaite voi olla hieman kallistuneena johonkin suuntaan, mutta co alan ammattilainen ymmärtää soveltaa esitettyä vallitsevan tilanteen mukaisesti.

° 25 o Joissakin turvalaitteissa tiedetään käytettävän heijastimia, jotta vesillä liikkuvat ? alukset havaitsisivat omilla tutkalaitteillaan turvalaitteet. Nämä vesialuksille | tarkoitetut heijastimet ovat kuitenkin suunnattuja siten, että ne heijastavat c\j vedenpinnan suuntaisia tutkasignaaleita takaisin tulosuuntaansa. Näin ollen m [Ϊ5 30 vesialuksille tarkoitetut heijastimet eivät heijasta taivaalta, kuten satelliitista, o lähetettyjä tutkasignaaleja takaisin ollenkaan tai heijastavat niitä hyvin heikosti,

C\J

7 jolloin heijastus sekoittuu aallokkoisen veden pinnasta tuleviin heijastuksiin ja myös paikannustarkkuus voi heikentyä.

Vesialuksille tarkoitetuille heijastimille riittää pystysuunnassa muutamien asteiden heijastuskulma vedenpinnan tasoon nähden, koska tutkasignaalit lähetetään 5 lähes heijastimen korkeudelta. Satelliitista lähetetyt tutkasignaalit tulevat huomattavasti jyrkemmässä kulmassa, jolloin heijastin on suunniteltava ja suunnattava tätä käyttötarkoitusta varten. Tutkasignaalin tulokulmaan heijastimeen nähden vaikuttaa satelliitin radan ja tutkakeilan suuntauksen lisäksi turvalaitteen ja sen heijastimen asento, joka saattaa muuttua veden pinnan 10 korkeuden, virtauksen tai sääolojen mukana. Eräässä suoritusmuodossa heijastin heijastaa takaisin tulosuuntaansa ainakin osan signaalista, joka saapuu heijastimeen yli 10 asteen kulmassa vedenpintaan nähden. Eräissä toisissa suoritusmuodossa vastaava kulma on 15, 20, 25 tai 30 astetta. Eräässä suoritusmuodossa heijastin heijastaa takaisin tulosuuntaansa osan signaalista, 15 joka saapuu heijastimeen alle 80 asteen kulmassa vedenpintaan nähden. Eräissä toisissa suoritusmuodossa vastaava kulma on 70, 60, 50 tai 45 astetta. Eräässä suoritusmuodossa takaisin heijastuva osa on sellainen, että poikkeuksellisia olosuhteita lukuun ottamatta heijastimen aiheuttama heijastus voidaan erottaa ei-toivotuista heijastuksista, joita syntyy tutkasignaalin osuessa 20 esimerkiksi aallokkoon. Poikkeuksellisia oloja voivat olla esimerkiksi rankkasade tai kova merenkäynti. Eräässä suoritusmuodossa takaisin heijastuva osa on esimerkiksi yli 20 %, 40 %, 50 %, 75 % tai 90 % heijastimeen osuvan signaalin voimakkuudesta.

CO

^ 25 Kuva 2 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen kelluvan turvalaitteen o 100 yläosan sisäpuolelle sijoitetut sisäiset heijastimet 111, 112. Katkoviivalla ° rajatulta alueelta 140 on poistettu turvalaitteen kuori kuvan havainnollistamiseksi.

| Käyttötilanteessa turvalaitteen kuori ympäröi turvalaitetta joka puolelta.

cm Rakenteen etuna on heijastimen suojaaminen ympäristön vaikutuksilta.

LO

30 Esimerkiksi veden jäätyessä ja jään liikkuessa voi turvalaite pysyä ankkuroituna o paikallaan, jolloin turvalaite liukuu jään alle ja turvalaitteen päälle asetettu

C\J

8 heijastin voisi irrota. Turvalaitteen kuori 140 on ainakin sisäisten heijastimien ympäriltä ainakin osittain radioaaltoja läpäisevää. Erityisesti kuoressa käytetyn materiaalin on edullista läpäistä tutkan käyttämien radioaaltojen taajuuksia. Radiotaajuuksilla tarkoitetaan laajimmillaan yli 3 Hz:n ja alle 300 GHz:n 5 sähkömagneettista säteilyä. Edullisesti kuori läpäisee hyvin ainakin useimpien tutkien käyttämän 300 MHz:n - 30 GHz:n taajuuskaistan.

Kuvan 2 suoritusmuodossa esitetyt heijastimet ovat muodoltaan vastaavia kuin kuvan 1 suoritusmuodossa esitetyt, mutta mahdollisesti pienempiä, koska 10 turvalaitteen sisään asennetun heijastimen kokoa rajoittaa turvalaitteen kuoren rajaama sisätila. Turvalaitteet ovat tyypillisesti ympyrälieriön muotoisia, jolloin heijastimessa 111, 112 on edullista käyttää pyöreää aluslevyä heijastimen pinta-alan maksimoimiseksi. Tavallisesti on edullista käyttää mahdollisimman suurta heijastinta, mutta halkaisijaltaan suurissa turvalaitteissa heijastimen koon 15 maksimoiminen voi rajoittaa turvalaitteen sisään mahtuvien heijastimien tai muiden laitteiden lukumäärää, jolloin useammalla pienemmällä heijastimella voidaan saavuttaa sekä voimakkaampi että vähemmän tutkasignaalin ilmansuunnasta riippuva heijastus. Riittävän voimakkaan heijastuksen aikaansaava heijastimen koko riippuu esimerkiksi heijastimen muodosta ja 20 asennosta, vallitsevista ympäristöolosuhteista, tutkasignaalin tulokulmasta ja turvalaitteen kuoren materiaalista. Eräässä suoritusmuodossa heijastimen suurin halkaisija vedenpinnan tason suuntaisessa tasossa on yli 10 cm ja alle 20 cm. Eräässä toisessa suoritusmuodossa heijastimen aluslevyn halkaisija on yli 20 cm co ja alle 50 cm. Eräässä kolmannessa suoritusmuodossa aluslevyn halkaisija on ° 25 alle 40 cm. Kuvan 2 suoritusmuodossa heijastimen suurin halkaisija vedenpinnan i o tason suuntaisessa tasossa on siten sama kuin aluslevyn halkaisija, o jr Käytettäessä useita heijastimia, on edullista asettaa toinen heijastin siten, että c\j sen maksimiheijastus suuntautuu ensimmäisen heijastimen minimiheijastuksen

LO

30 ilmansuuntaan. Kolmas heijastin voidaan asettaa siten, että sen o maksimiheijastus suuntautuu ensimmäisen ja toisen heijastimen muodostaman

C\J

9 kokonaisuuden minimisuuntaan. Neljännen heijastimen maksimiheijastus suunnataan jälleen aikaisempien kolmen muodostaman kokonaisuuden minimisuuntaan, ja niin edelleen. Näin saadaan muodostettua mahdollisimman vähän tutkasignaalin tulokulmasta riippuva heijastinkokonaisuus ja 5 todennäköisyys saada vahva heijastus kasvaa. Kuvan 2 suoritusmuodossa heijastimissa 111, 112 on pystyssä neljä suorakulmaista kolmiota, jotka ovat toisiinsa nähden 90 asteen kulmassa. Näin ollen on edullista asettaa toinen heijastin 45 astetta aluslevyn normaalin suuntaisen akselin ympäri kiertyneenä ensimmäiseen heijastimeen nähden.

10

Kuva 3 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen kelluvan turvalaitteen 100 yläosan sisäpuolelle sijoitetun sisäisen heijastimen 113. Tässä suoritusmuodossa heijastin on kolmesta keskenään kohtisuorasta kolmionmuotoisesta levystä muodostuva nurkkaheijastin 113. Toisiinsa nähden 15 kohtisuorasti asetetut levyt voivat olla myös muun kuin kolmionmuotoisia.

Esimerkiksi 90 asteen ympyräsektoreista suorat kulmat yhdistämällä muodostettu nurkkaheijastin tuottaa kokoon suhteutettuna voimakkaamman heijastuksen kuin kolmionmuotoisista levyistä tehty. Myös monikulmion muotoisia levyjä voidaan käyttää, jolloin voidaan saavuttaa kolmioheijastinta parempi koko/heijastus-suhde 20 sekä eliminoida muualta kuin heijastimien sivujen kautta tulleet heijastukset. Eliminoinnin ansiosta heijastimen tutkapoikkipinta vaihtelee mahdollisimman vähän eri ympäristöissä.

co Kuvan 3 suoritusmuodossa heijastin on asennettu turvalaitteeseen siten, että ° 25 heijastimen 113 avautumiskulma on suunnattu kohti erästä satelliittia, jolla i o muodostetaan tutkakuvia. Mikäli turvalaite on malliltaan sellainen, että sekä ° turvalaitteen kallistuminen että sen pyöriminen pituusakselinsa suhteen ovat jr estetty, voidaan käyttää yhtä nurkkaheijastinta 113, jonka avautumiskulma c\j suunnataan siten, että nurkkaheijastin antaa maksimiheijastuksen tutkakuvia m 30 muodostavan satelliitin suuntaan. Mikäli turvalaite pääsee kallistumaan, mutta ei 5 pyörimään pituusakselinsa ympäri, voidaan käyttää kahta tai useampaa

CVJ

10 nurkkaheijastinta 113, joiden avautumiskulmat vedenpinnan tasoon nähden poikkeavat toisistaan. Mikäli turvalaite ei pääse kallistumaan, mutta pääsee pyörimään pituusakselinsa ympäri, voidaan käyttää kahta tai useampaa nurkkaheijastinta 113, joiden avautumiskulmat osoittavat eri ilmansuuntiin. Mikäli 5 turvalaite pääsee kallistumaan ja pyörimään pituusakselinsa ympäri, voidaan käyttää kahta tai useampaa nurkkaheijastinta 113, joiden avautumiskulmat osoittavat eri ilmansuuntiin ja joiden avautumiskulmat osoittavat eri suuntiin vedenpinnan tasoon nähden.

10 Kuva 4 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen kelluvan turvalaitteen 100 yläosan sisäpuolelle sijoitetun sisäisen heijastimen 114. Heijastin muodostuu pyöreästä aluslevystä ja sen päällä olevasta ympyrälieriöstä, jonka halkaisija on pienempi kuin aluslevyn halkaisija. Kuvan 4 heijastin antaa pystysuorassa ollessaan yhtä voimakkaan heijastuksen kaikista ilmansuunnista tuleville 15 tutkasignaaleille. Heijastus kuitenkin leviää leveäksi keilaksi eikä heijastus siten ole kovin voimakas. Eräässä suoritusmuodossa heijastimen muodostaa vain mahdollisimman suuri sylinteri ja aluslevynä toimii vedenpinta, jolloin heijastin toimii hyvin tyynellä säällä tai pienessä aallokossa. Eräässä suoritusmuodossa sylinteri on korvattu turvalaitteen sisään asennetulla levyllä, jonka normaali 20 osoittaa kuvaavan tutkan ilmansuuntaan, jolloin vedenpinta toimii aluslevynä. Eräässä suoritusmuodossa heijastin muodostuu kahdesta levystä, jotka ovat suorassa kulmassa toisiinsa nähden. Tällöin heijastin asennetaan turvalaitteen sisään siten, että avautumiskulma osoittaa kuvaavan tutkan ilmansuuntaan, co jolloin vedenpinta toimii aluslevynä.

w 25 i o Kuva 5 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen kelluvan turvalaitteen i ° 100 yläosan sisäpuolelle sijoitetun sisäisen heijastimen 115. Heijastin muodostuu jr kahdesta ainakin osittain sisäkkäisestä ympyräkartiosta tai ympyräkartion osasta, c\j joiden sivut ovat kohtisuorassa toisiaan vastaan. Heijastimen 115 heijastus ei m 30 riipu ilmansuunnasta ja suuntakulma vertikaalisuunnassa voidaan optimoida δ

CVJ

11 kuvaavalle tutkalle sopiviksi valitsemalla sopiva kartioiden korkeuksien ja halkaisijoiden suhde.

Tässä esitetyt heijastinratkaisut ovat vain esimerkkejä käytettäväksi soveltuvista 5 heijastimista kuitenkaan vain esitettyihin ratkaisuihin rajoittumatta. Alan ammattilainen ymmärtää, että eräissä tilanteissa tässä esitetyistä heijastinratkaisuista voidaan poiketa hyödyntäen esillä olevassa hakemuksessa esitettyä keksinnöllistä ajatusta.

10 Esitetyt kelluvat turvalaitteet on varustettu heijastimella, jotta ne voitaisiin havaita ylhäältä käsin otetusta tutkakuvasta mahdollisimman suurella todennäköisyydellä. Tyypillisesti tutkakuvat muodostetaan käyttämällä tätä tarkoitusta varten olevaa satelliittia ja sen tutkaa. Satelliitin tutka kuvaa aina viistosti maan tai veden pintaa kohden, ei siis koskaan kohtisuoraan. Viistosti 15 tasaisen veden pintaan saapuva tutkasignaali heijastuu vedestä siten, että sen heijastuskulma on yhtä suuri kuin tulokulma, jolloin tutkaan ei palaa heijastusta.

Aaltoileva vedenpinta sen sijaan on satunnaisessa kulmassa tutkasignaalin tulokulmaan nähden, jolloin joistakin pisteistä tulee voimakas heijastus, osasta heikko heijastus ja osasta ei mitään. Käytännössä aaltoileva vedenpinta näyttää 20 kuvassa kohinalta, joka on sitä voimakkaampaa mitä voimakkaampaa aaltoilu on.

Esillä olevassa hakemuksessa esitetyillä turvalaitteiden heijastimilla pyritään aikaansaamaan voimakas heijastus, joten turvalaitteet erottuvat muutamia poikkeusolosuhteita lukuun ottamatta helposti tutkakuvasta. Esimerkiksi pimeys, co sumu, pilvisyys tai kohtalainen sade eivät haittaa kuvien tulkintaa toisin kuin w 25 optisen alueen kuvissa. Sen sijaan erittäin voimakas rankkasade tai kova o merenkäynti voi tuottaa niin paljon kohinaa, että kaikkia turvalaitteita ei voida ? varmuudella havaita. Parhaisiin tuloksiin päästään ottamalla tutkakuvat heti | jäiden lähdettyä mahdollisimman tyynellä säällä, jolloin turvalaitteet erottuvat c\j selvästi ja turvalaitteiden virheellinen sijainti huomataan mahdollisimman aikaisin, m [n 30 δ

CVJ

12

Satelliitista otetut tutkakuvat kattavat esimerkiksi noin 1-12 metrin erotuskyvyllä kerralla jopa 100 km x 100 km suuruisen alueen, jolloin heijastimella varustettujen turvalaitteiden seuranta voidaan tehdä nopeasti laajoilla alueilla. Metrin erotuskykyä tarvittaessa, kuvan leveys supistuu noin 10 kilometriin, jolloin 5 kuvia voidaan ottaa peräkkäin satelliitin lentoradan suunnassa niin, että samalla kerralla saadaan kuvattua esimerkiksi pohjois-etelä -suunnassa useita satoja kilometrejä pitkä kaistale.

Tutkasatelliittien radat pyritään muodostamaan siten, että tutkakuvaus 10 satelliiteista tapahtuu aina samaan kellonaikaan, esimerkiksi aamulla klo 09-11 tai illalla 12 tuntia myöhemmin, kun satelliitti on uudelleen näkyvissä. Kuvakulma on voi olla esimerkiksi välillä 23 - 35 astetta pystysuunnasta, käytetystä satelliitista ja halutusta suunnasta riippuen. Koska satelliitin ratakorkeus on suuri (noin 600 - 900 km), on kuvakulma lähes asteen tarkkuudella vakio koko kuva-15 alalla. Tämän ansiosta heijastin voidaan suunnata pystysuunnassa optimaalisesti tiettyä satelliittia ajatellen.

Kuvakulman vaakasuunta sen sijaan vaihtelee riippuen siitä milloin kuva halutaan ottaa. On kuitenkin mahdollista, että myös vaakasuuntainen kuvauskulma olisi 20 aina sama, koska satelliitin radan stabiiliudesta johtuen samat kuvakulmat toistuvat määräajoin. Niitä on kuitenkin useita ja ne vaihtelevat päivästä toiseen, palatakseen aina samoiksi satelliitin radan toistojakson jälkeen, esimerkiksi 16 vuorokauden välein. Jos kuvauspäivää ei voida kiinnittää samaksi joka vuonna, co tulisi heijastimen keilan olla vaakasuunnassa riittävän leveä ja saatetaan tarvita ° 25 useampia heijastimia tai yksinkertaista soppiheijastinta monimutkaisempi i o rakenne.

i o | Turvalaitteiden paikannus tapahtuu esimerkiksi mittaamalla orto-oikaistusta c\j satelliittitutkakuvasta meri- tai järvitaustaa vasten kirkkaana erottuvan heijastimen m 30 paikka sekä vertaamalla näin saatua havaintoa turvalaitteelle aikaisemmin 5 määrättyyn oikeaan sijaintiin, esimerkiksi turvalaitteen asennuspaikkaan tai

C\J

13 edelliseen kuvaan, jossa turvalaite oli oikealla paikallaan. Näin saadaan selville, onko turvalaite mahdollisesti siirtynyt paikoiltaan, jolloin turvalaite voidaan mennä siirtämään takaisin oikealle paikalleen tarkoitukseen soveltuvalla aluksella.

5 Alan ammattimiehelle on selvää että edellä esitetyt esimerkinomaiset suoritusmuodot ovat selityksen havainnollisuuden vuoksi rakenteeltaan ja toiminnaltaan verraten yksinkertaisia. Tässä patenttihakemuksessa esitettyä mallia noudattaen on mahdollista konstruoida erilaisia ja hyvin monimutkaisiakin ratkaisuja jotka hyödyntävät tässä patenttihakemuksessa esitettyä keksinnöllistä 10 ajatusta. Esillä olevassa hakemuksessa esitettyjä suoritusmuotoja voidaan yhdistää soveltuvin osin poikkeamatta esitetyn keksinnöllisen ajatuksen piiristä.

CO

δ c\j o o

X

CC

CL

C\l m m δ

CM

Claims (13)

1. Kelluva turvalaite (100), joka on järjestetty ankkuroitavaksi vesistöön siten, että ankkuroituna osa turvalaitteesta (100) on vedenpinnan alapuolella ja 5 osa turvalaitteesta (100) on vedenpinnan yläpuolella, jolloin turvalaite (100) on tunnettu siitä, että vedenpinnan yläpuolella oleva osa käsittää heijastimen (110, 111, 112, 113, 114, 115) kaukokartoitustutkan lähettämien radioaaltojen heijastamiseksi ja siitä, että turvalaitteen (100) kuori on ainakin osittain radioaaltoja ainakin osittain läpäisevää materiaalia 10 ja, että heijastin (110) sijaitsee turvalaitteen (100) kuoren sisäpuolella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen turvalaite (100), tunnettu siitä, että heijastin (110) on järjestetty heijastamaan ainakin osa vähintään 20 asteen ja enintään 70 asteen kulmassa vedenpinnan normaaliin nähden tulevista radioaalloista takaisin tulosuuntaansa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen turvalaite (100), tunnettu siitä, että vedenpinnan yläpuolella oleva osa käsittää useita heijastimia (111, 112), jotka heijastimet (111, 112) on suunnattu toisiinsa nähden siten, että heijastuksen maksimisuunnat osoittavat eri heijastimilla (111, 112) eri ilmansuuntiin.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen turvalaite (100), tunnettu siitä, että vedenpinnan yläpuolella oleva osa käsittää useita heijastimia (111, 112), jotka heijastimet (111, 112) on suunnattu toisiinsa nähden siten, että CO £ heijastuksen maksimisuunnat ovat eri heijastimilla (111, 112) eri kulmassa ^ vedenpinnan tasoon nähden. o i ° 25

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen turvalaite (100), tunnettu siitä, että ir heijastin on kolmesta keskenään kohtisuorasta levystä muodostuva CL ^ nurkkaheijastin (113), jonka avautumiskulma on järjestetty osoittamaan m horisontin yläpuolelle silloin, kun turvalaite on asennettu kellumaan 5 tyynessä vedessä. CM

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen turvalaite (100), tunnettu siitä, että turvalaite (100) käsittää useita kolmesta keskenään kohtisuorasta levystä muodostuvaa nurkkaheijastinta (113), joiden avautumiskulmat osoittavat keskenään eri suuntiin.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen turvalaite (100), tunnettu siitä, että heijastin (114) käsittää aluslevyn ja sen päällä olevan ympyrälieriön, jonka ympyrälieriön säde on pienempi kuin aluslevyn säde.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen turvalaite (100), tunnettu siitä, että heijastin (115) käsittää käsittää kartion, jonka keskelle on asennettu toinen 10 kartio toisinpäin siten, että kartioiden sivut ovat aina kohtisuorassa toisiaan vastaan.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen turvalaite (100), tunnettu siitä, että heijastin (110) käsittää aluslevyn ja neljä aluslevyyn nähden kohtisuorassa olevaa suorakulmaista kolmiota siten, että kolmioiden suorat kulmat ovat 15 kosketuksissa aluslevyn ja toistensa kanssa.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen turvalaite (100), tunnettu siitä, että turvalaite (100) käsittää useita heijastimia (110), jotka heijastimet (110) ovat nurkkaheijastimia, jotka muodostuvat kolmesta monikulmiosta, joista kukin monikulmio on yhdistetty kahdelta sivultaan kahteen muuhun 20 monikulmioon ja, että heijastimet osoittavat keskenään eri ilmansuuntiin. co

11. Menetelmä kelluvan turvalaitteen (100) paikallistamiseksi, joka menetelmä ° on tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet: i o a) tutkakuvan ottamiseksi vesialueesta, johon on asennettu ainakin yksi ° kelluva turvalaite (100), g 25 b) turvalaitteen (100) sijainnin määrittämiseksi tutkakuvasta turvalaitteen CL ^ heijastimen (110) aiheuttaman tutkaheijastuksen perusteella, LO c) turvalaitteen (100) sijainnin vertaamiseksi turvalaitteen (100) aiempaan 5 sijaintiin, ja C\1 d) aiemmasta sijainnistaan siirtyneen turvalaitteen (100) ilmaisemiseksi,ja että turvalaitteen (100) sijainti määritetään orto-oikaistusta satelliittikuvasta turvalaitteen heijastimen (110) aiheuttaman tutkaheijastuksen perusteella.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu 5 tutkakuva on satelliittitutkakuva.

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu turvalaite on jonkin patenttivaatimuksista 1-10 mukainen turvalaite (100). 10 CO δ c\j o o X CC CL C\l m m δ CM