FR2590679A1 - Procede de determination passive de donnees de reperage d'un vehicule - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de détermination passive de données de repérage d'un véhicule. Les bruits émis par un véhicule en mouvement sont détectés par des transducteurs 4, 5, 6 en un point de mesure. Les signaux produits sont analysés en fréquence et sont traités mathématiquement pour déterminer l'angle de relèvement, le trajet et la vitesse du véhicule. L'invention s'applique notamment à la surveillance des navires. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

La présente invention concerne un procédé de détermination passive de

données de repérage comme la vitesse, la distance et le trajet d'un véhicule rayonnant de l'énergie ondulatoire, notamment un navire, à partir d'un point de mesure auquel l'énergie ondula- toire est reçue par des transducteurs, convertie en signaux électriques de réception et une direction de réception de l'énergie ondulatoire par rapport à une direction de référence est déterminée comme un angle de

relèvement.

Partout o il y a lieu d'observer, de surveiller de suivre ou de combattre des véhicules, des procédés de mesure sont nécessaires pour détecter la position, la vitesse du véhicule et son trajet, et dont le fonctionnement ne les trahisse pas. Par exemple, lorsqu'il s'agit de protéger un rivage, il ne faut pas que des navires qui passent puissent constater une

surveillance d'une région du littoral à l'aide d'équi-

pements de sonars ou de radars installés à bord afin de pouvoir appliquer des mesures de défense en réponse à la cible en cas d'invasion. La détermination de données de repérage dans un autre domaine de mesures, par exemple en pleine mer, est utilisée dans un autre cas d'application militaire, à savoir l'examen d'une situation de combat et pour évaluer l'efficacité des

mesures tactiques.

Dans la technique de l'acoustique sous-marine, il est possible par exemple d'utiliser l'énergie des vagues qui sont produites par le véhicule lui-même, c'est-à-dire le bruit de véhicule qui est reçu au point de mesure afin de déterminer les données de repérage. Le brevet de la République Fédérale allemande n 887.926 décrit un procédé de ce genre selon lequel le trajet d'un navire est déterminé à partir de trois relèvements. Lorsqu'en plus, par exemple, la vitesse du navire est évaluée à partir de la vitesse de rotation de son hélice, il est possible de calculer aussi sa distance et son trajet. D'autre part, quand la distance est connue, c'est la vitesse inconnue du navire qui est déterminée. Dans la phase initiale de l'évaluation de repérage acoustique, un trajet de la cible ainsi obtenu, dépend encore dans une large mesure de la précision des premières valeurs d'estimation, à savoir la distance ou la vitesse du véhicule. Ensuite, seulement, après avoir mesuré à la suite d'une manoeuvre propre au moins trois autres relèvements, les données de repérage inconnues peuvent être calculées indépendamment des valeurs estimées. Tous les relèvements supplémentaires entrainent une compensation des erreurs de mesure, et dans les procédés de résolution graphiques par traceurs de courbes, ils entrainent aussi une compensation des inexactitudes graphiques lors de la détermination du trajet par l'appareil d'évaluation. Après une évaluation automatique du repérage et le calcul du trajet de la cible par des procédés à régression, le trajet calculé s'approche de plus en plus du trajet effectif, mais le résultat des calculs peut être davantage faussé si l'on tient compte d'un relèvement ayant été sujet à des erreurs de mesure que si ce relèvement erroné n'était

pas pris en considération.

Ce brevet décrit également la superposition d'une courbe de l'angle de relèvement par rapport au temps sur une famille de courbes afin de déterminer

le rapport entre la vitesse du navire et sa distance.

Ce genre d'évaluation est particulièrement long et dépend dans une large mesure du jugement de l'évaluateur de sorte que des données erronées de repérage apparaissent facilement. En outre, le nombre des valeurs-de mesure dont il faut tenir compte est très limité en raison de

l'évaluation manuelle.

L'invention a donc pour objet de proposer un procédé passif de détermination de données de repérage d'un véhicule qui émet lui-même de l'énergie ondulatoire, du type décrit ci-dessus, mais qui permet dans le temps le plus court d'obtenir automatiquement une indication des données de repérage et cela sans estimation des conditions initiales comme par exemple

la distance ou la vitesse du véhicule.

Selon l'invention, ce résultat est obtenu par le fait que le point de mesure se trouve à l'intérieur d'un domaine de mesure dans une couche de transmission avec des caractéristiques de dispersion de l'énergie ondulatoire rayonnée par le véhicule; qu'au point de mesure, au moins deux transducteurs sont disposés à distance l'un de l'autre, que les signaux de réception de chaque transducteur subissent continuellement une analyse de fréquence et que des intensités en fonction aussi bien de la fréquence que du temps sont mémorisées; que chacune des intensités mémorisées des signaux reçus par chaque transducteur sont sélectionnés dans une

fraction déterminée par une bande de fréquences prédéter-

minée et un intervalle de temps prédéterminé, qu'un décalage de temps mutuel d'échantillons d'intensité dans deux fractionnements est déterminé et que d'une part, pour déterminer la vitesse du véhicule, une composante radiale de la vitesse du véhicule est obtenue à partir de la distance des transducteurs multipliée par le quotient du sinus de l'angle de relèvement et du décalage dans le temps et/ou d'autre part pour la détermination de la distance entre le point de mesure et le véhicule à l'intérieur d'un fractionnement, des lignes d'interférences en fonction de la fréquence sont obtenues à partir d'intensités voisines de même amplitude et que la variation ou la pente en fonction de la fréquence est déterminée au moins pour l'une des lignes d'interférences se trouvant dans le fractionnement, * la distance étant obtenue à partir du produit de la pente et du quotient du sinus de l'angle de relèvement par le décalage de temps, multiplié par la distance des

transducteurs.

L'invention repose sur les lois physiques de propagation d'énergie ondulatoire dans un milieu de

transmission possédant des propriétés de dispersion.

Dans tous les cas, ce milieu de transmission consiste en des couches différentes avec des propriétés de transmission différentes de l'énergie ondulatoire émises dans le véhicule. Au moins deux transducteurs qui convertissent l'énergie ondulatoire émise par le véhicule en des signaux électriques de réception sont installés, comme dispositif de mesure, dans l'une de

ces couches.

Lorsque le procédé selon l'invention doit être appliqué dans l'atmosphère pour la mesure passive de données de repérage d'aéronefs, ou au sol pour la mesure de véhicules terrestres, par exemple des chars

d'assaut, on utilise pour les transducteurs des micro-

phones dans les couches de l'atmosphère ou des géophones dans les couches du sol, au point de mesure, pour convertir l'énergie acoustique produite par le bruit du véhicule dans la couche de transmission en des signaux électriques de réception. Le procédé selon l'invention peut également

être appliqué lorsque le véhicule émet des ondes électro-

magnétiques, par exemple de la lumière, qui pénètre dans une couche de transmission possédant des propriétés de dispersion, par exemple des couches de glace et s'y propage. Lorsque le procédé selon l'invention est appliqué selon une technique d'acoustique sous-marine pour la détermination passive de données de repérage de navire, les transducteurs peuvent consister en deux hydrophones dans une couche d'eau servant de couche de transmission. Dans le cas le plus simple, cette couche de transmission possédant des propriétés de dispersion est un canal de transmission acoustique en eau peu profonde, dans lequel la couche d'eau est limitée par des couches de sol et d'air parallèles entre elles qui

servent de couches limites et dans lequel les carac-

téristiques du milieu de transmission, comme la vitesse

de propagation, sont pratiquement constantes.

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Le procédé selon l'invention peut aussi être appliqué lorsque plusieurs couches possédant des caractéristiques

différentes de transmission sont présentes dans l'eau.

Il est connu par un article de C.L. Pekeris "Theory of Propagation of Explosive Sound in. Shallow Water", société de géologie d'Amérique, mémoire 27, 1948 et un ouvrage de J. Tolstoy et C.S. Clay "Ocean Acoustics: Theory and Experiment in Underwater Sound", McGraw Hill Book Company, New York 1966, que la propagation du son produit par une source de bruit située en eau peu profonde peut être décrite lorsque les fréquences sont basses par un chevauchement d'ondes propres ou de modes. On peut représenter clairement ce modèle physique de propagation du son en admettant que le son dans le canal en eau peu profonde subisse une réflexion totale à la surface de l'eau et une réflexion partielle sur le sol, de sorte qu'il se produit sur la distance

une propagation en zig-zag de fronts d'ondes planes.

Au-delà d'une fréquence limite critique qui, comme la vitesse du son dans l'eau est divisée par environ le quart de la hauteur, des ondes propres ou des modes se forment. Le nombre des ondes propres dépend de la fréquence de l'énergie acoustique émise. Chaque fois qu'un multiple impair de la fréquence limite est dépassé, une autre onde propre s'ajoute. L'angle sous lequel le front d'onde est réfléchi à la surface de l'eau ou sur le sol augmente avec le numéro d'ordre des ondes propres. Les fronts d'ondes franchissent alors un trajet plus long et rencontrent plus souvent les couches

limites, en subissant ainsi un plus fort affaiblissement.

Les ondes propres ou les modes représentent une solution d'une équation d'ondes partielles pour le canal en eau peu profonde. Plus précisément, ce sont les fonctions propres du canal en eau peu profonde dans la direction horizontale. Les ondes propres sont des ondes cylindriques qui s'éloignent concentriquement de la source sonore. Dans leur direction de propagation, elles présentent une période qui est d'autant plus réduite que la fréquence de l'onde acoustique qui se propage est élevée. La vitesse de phase de l'onde propre dépend de la fréquence du son émis et, lorsque la fréquence augmente, cette vitesse de phase diminue en

s'approchant de la vitesse de propagation dans l'eau.

La variation de la pression acoustique dans la direction

verticale dépend du numéro d'ordre de l'onde propre.

A la surface de l'eau, la pression acoustique est-nulle, sur le sol elle a toujours une valeur finie et le nombre des positions nulles situées entre les deux est inférieure

d'une unité au numéro d'ordre.

La superposition de plusieurs ondes propres produit un champ d'interférences dans le canal en eau peu profonde. Ce champ d'interférences se forme autour de la source sonore. Dans la direction radiale par rapport à la source sonore, des variations d'amplitudes spatiales apparaissent. La distance entre des valeurs extrêmes

égales est appelée longueur d'ondes d'interférences.

Cette longueur d'ondes d'interférences dépend seulement des propriétés du canal en eau peu profonde et de la fréquence du son émis; elle augmente avec les fréquences élevées. Dans le cas d'un navire qui se déplace, un son est émis dans une large bande de fréquence, et en raison des ondes propres, un champ d'interférences est produit dans le canal en eau peu profonde. Ce champ d'interférences est lié au navire en tant que source

sonore.

Un article de Weston et coll. "Interference of Wide-Band Sound in Shallow Water", Admirality

Research Laboratory, Teddington, Middlesex, 1971, repro-

duit par National Technical Information Service, décrit un procédé par lequel les propriétés de transmission

d'un canal en eau peu profonde sont examinées.

Un hydrophone fixe reçoit un bruit à large bande provenant d'une source sonore. La source sonore se déplace d'abord en ligne droite, en direction de l'hydrophone et s'en éloigne ensuite. Des spectrogrammes pour chaque unité de temps sont calculés les uns après les autres à partir de ces bruits. Les intensités de ces spectrogrammes sont représentées en grisé dans

des intervalles en fonction de la fréquence. Un spec-

trogramme est enregistré dans chaque intervalle qui est affecté à une distance entre l'hydrophone et la source sonore. Cela donne un échantillon d'intensité dirigé en éventail vers le lieu de l'hydrophone. Ce marquage en grisé reflète le champ d'interférence provoqué par les ondes acoustiques du bruit émis sous l'effet de la

propagation d'ondes propres ou de modes.

Selon le procédé de l'invention pour déterminer des données de repérage d'un véhicule, des spectrogrammes sont également établis pour l'analyse de fréquence à partir de l'évolution dans le temps des signaux reçus par chaque transducteur et du comportement spectral des signaux de réception de chaque spectrogramme, par exemple sous forme de marquages d'intensité mémorisés en fonction de la fréquence. Les différents marquages d'intensité sont affectés à leur instant de mesure. Le marquage d'intensité peut-être fait sous forme d'une image en grisé. Les spectrogrammes mémorisés forment un échantillon d'intensité dimensionnel à l'intérieur d'un système de coordonnées de fréquence en fonction du temps dont un axe est affecté à la fréquence et l'autre à la base de temps divisée par exemple en unités

de temps.

Selon l'invention, à partir de ces échantillons d'intensité, une fraction est sélectionnée à l'intérieur d'une bande de fréquence prédéterminée, s'étendant sur un intervalle de temps comprenant un nombre prédéterminé d'unités de temps. A l'intérieur de la fraction sont recherchées des intensités voisines de même valeur ?q 2590679 qui, dans le système de coordonnées de fréquence en

fonction du temps forment des lignes continues d'inter-

férences. Ces lignes d'interférences sont pratiquement des droites lorsque le trajet du véhicule passe par le point de mesure, donc lorsque ce dernier est franchi

ces droites se situent en éventail dans la fraction.

L'origine de l'éventail est associé au point de mesure.

Dans le cas d'un passage, lorsque le trajet du véhicule se trouve à une distance transversale par rapport au point de mesure, il apparaît une structure en forme hyperbolique. Les sommets des hyperboles indiquent la plus grande approche du point de mesure. Lorsque le véhicule est à l'arrêt, les transducteurs reçoivent un niveau déterminé par fréquence et un échantillon de bande est produit à partir des lignes d'interférences suivant les différentes fréquences dans la fraction de

l'échantillon d'intensité. La pente des lignes d'inter-

férences est infiniment grande (la pente est mesurée ici par rapport à l'axe des fréquences). Quand le véhicule se déplace, les niveaux reçus par fréquence

varient en fonction du temps. Les lignes d'interfé-

rences dans l'échantillon d'intensité s'incurvent et leurs pentes adoptent des valeurs finies. La pente des lignes d'interférences dépend de la vitesse d'approche du véhicule vers le point de mesure, à savoir de la composante radiale de la vitesse du véhicule par rapport au point de mesure. Quand le véhicule s'approche du point de mesure avec une grande vitesse, les pentes des lignes d'interférences sont moindres que si le véhicule s'approchait avec une vitesse plus réduite à partir

d'une même distance. La composante de vitesse tangen-

tielle de la vitesse du véhicule ne contribue en rien à la formation des échantillons d'intensité. Si le véhicule décrit un cercle à vitesse constante autour

d'un transducteur, il apparaît un échantillon d'inten-

sité mémorisé qui ne présente aucune variation

d'intensité suivant la fréquence. Au lieu des échan-

tillons d'intensité en éventail, il apparaît des échantillons sous forme de bandes parallèles, suivant

la fréquence comme lorsque le véhicule est à l'arrêt.

Seule une composante radiale de vitesse entraîne que la structure des échantillons d'intensité soit en

éventail. On peut aussi concevoir que le champ d'inter-

férence se caractérise par des cercles concentriques autour du véhicule qui identifie les minimums et les maximums de l'onde d'interférence à la distance de la longueur d'ondes d'interférences. Dans le cas d'un trajet circulaire, le transducteur reçoit une seule et même intensité du champ d'interférence. Ce n'est que par une composante de vitesse radiale que des minimums et des maximums variables de l'intensité peuvent être

déterminés aux transducteurs.

Il est possible de considérer que le champ d'interférences est couplé avec le véhicule et qu'il est entrainé avec la vitesse d'approche ou la composante

radiale de la vitesse du véhicule sur chaque transducteur.

Lorsque le véhicule se déplace sur un trajet, le long du prolongement de la ligne qui relie deux transducteurs, chaque valeur instantanée du champ d'interférences est reçue d'abord par un transducteur, puis un peu plus tard par l'autre. Le décalage de temps entre les champs d'interférences détectés dépend directement de la vitesse d'approche, il lui est inversement proportionnel, à savoir d'autant plus grand que la vitesse d'approche ou la composante radiale de la vitesse du véhicule est plus faible. Dans le procédé selon l'invention, ce décalage de temps est déterminé à l'aide des échantillons

d'intensité. Les échantillons d'intensité de fractionne-

ment sont décalés l'un par rapport à l'autre suivant l'axe des temps jusqu'à ce qu'ils se chevauchent. Le décalage de temps nécessaire dans ce cas représente la

valeur recherchée.

En outre, pour déterminer les données de repérage dans l'un des fractionnements, la pente d'au moins une ligne d'interférences, de préférence, celle qui passe par le milieu du fractionnement, est mesurée. A partir de ces données de mesure - la pente des lignes d'interférences de décalage de temps

d'échantillons d'intensité dans les deux fractionnements-

en fonction de l'angle de relèvement et de sa variation dans le temps, les données de relèvement du véhicule sont calculées, de la manière décrite ci-dessus et par le fait qu'une composante tangentielle de la vitesse du véhicule est obtenue comme le produit à distance et de la variation dans le temps de l'angle de relèvement. En utilisant la technique de l'acoustique sous-marine, l'angle-de relèvement peut être déterminé au moyen d'une quelconque installation de sonar, mais il est particulièrement avantageux d'utiliser les deux transducteurs comme installation de relèvement, pour la détermination de l'angle de relèvement. Dans ce cas, les signaux reçus par les deux transducteurs sont utilisés pour déterminer l'angle de relèvement et sa variation dans le temps, une différence de temps de transit des signaux de réception dans un intervalle de fréquences au-dessus de la bande de fréquences est mesuré et l'angle de relèvement ainsi que sa variation dans le temps sont

zalculés par rapport à la distance des transducteurs.

La différence de temps de transit des signaux reçus aux transducteurs est mesurée, multipliée par la vitesse de propagation de l'énergie ondulatoire, divisée par la distance des transducteurs pour obtenir l'arcsinus

qui donne l'angle de relèvement.

S'il y a lieu seulement à partir du point de

mesure de surveiller un véhicule sur un trajet prédé-

terminé, les deux transducteurs sont disposés dans la

direction du trajet ou parallèlement à ce dernier.

Un relèvement est alors superflu car le trajet du véhicule est connu. La composante de vitesse radiale est donc calculée à tout moment comme le quotient de la distance des transducteurs par le décalage de temps, et la distance est calculée à partir de la pente déterminée multipliée par la composante de vitesse radiale. Dans le cas d'un trajet quelconque du

véhicule par rapport au point de mesure, par une déter-

mination de l'angle de relèvement de la manière décrite ci-dessus, la composante radiale de vitesse est établie comme le quotient de la différence de temps de transit et du décalage de temps, multipliée par la vitesse de

propagation de l'énergie ondulatoire dans le milieu.

La distance entre le véhicule et le point de mesure ainsi déterminée, la pente étant multipliée par la différence de temps de transit et la vitesse de propagation de l'énergie ondulatoire et divisée par le décalage de temps. La composante tangentielle de vitesse est obtenue par une multiplication de distance pal la variation dans

le temps de l'angle de relèvement.

Le procédé selon l'invention présente l'avantage que, immédiatement après la détection-de l'énergie ondulatoire rayonnée, produite par le véhicule, les données de repérage peuvent être déterminées de façon permanente. Ce sont les échantillons d'intensité qui montrent si un bruit ambiant seul est reçu par les transducteurs ou si un véhicule se déplace dans le domaine de mesures, car, dans ce dernier cas, une structure d'échantillons d'intensité apparaissant sans

règles est formée immédiatement et des lignes d'inter-

férences sont formées. Dès que des lignes d'interférences sont reconnues, il est possible de mesurer la pente et le décalage de temps. Dans le cas le plus simple, la pente d'une ligne d'interférences peut être déterminée par une approximation d'une droite et du il décalage de temps entre les échantillons d'interférences

des deux fractionnements, par une technique de corré-

lation. Un autre avantage réside dans le fait que pendant un mouvement du véhicule, la détermination des données de repérage est possible à partir d'un point de mesure immobile sans manifestation, autrement dit sans émission d'énergie propre ou de manoeuvres propres, de sorte que le véhicule ne peut vraiment assurer de surveillance par une installation de mesure équipée à bord. Des opérations de mesure dans l'installation de mesure sont superflues quand les données de repérage du véhicule doivent être obtenues par rapport au point de mesure. Les dimensions du dispositif de mesure au point de mesure sont nettement inférieures à celles du domaine de mesure qui doit être surveillé par le procédé

selon l'invention. En utilisant le procédé selon l'inven-

tion dans la technique d'acoustique sous-marine, le dispositif de mesure avec ses hydrophones est installé par exemple sur un navire à l'arrêt ou un sous-marin comme poste d'observation ou sur plusieurs balises ou

des poteaux disposés au fond de la mer.

Selon un avantage tout à fait particulier, la précision de la détermination de la distance et de la vitesse du véhicule est indépendante de la distance entre le point de mesure et le véhicule et avec la possibilité de détection, la première mesure peut être obtenue. En outre, la détermination des données de repérage est indépendante du trajet du véhicule. Ces données peuvent 8tre obtenues de la même manière dans le cas d'un franchissement, quand le trajet passe par le point de mesure et dans le cas d'un passage quand le trajet passe à une certaine distance

transversale du point de mesure. Il est en outre avanta-

geux que des maneouvres du véhicule n'influencent pas la détermination des données de repérage quand la

composante radiale de vitesse varie de façon peu impor-

tante seulement-- l'intérieur de l'intervalle de temps.

La détermination de la distance et de la vitesse du véhicule est en outre complètement indépendante des mouvements du véhicules dans un intervalle de temps précédent et un intervalle de temps qui suit, le comportement passé ou le comportement futur n'intervenant donc pas dans la mesure. L'application du procédé selon l'invention permet donc d'établir continuellement des

données de repérage momentanées d'un véhicule, égale-

ment lorsque ce dernier parcourt un trajet quelconque avec une vitesse variable. La vitesse du véhicule peut naturellement être donnée seleument lorsqu'elle est à peu près constante à l'intérieur de l'intervalle de temps. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, un troisième transducteur est disposé au point de mesure de manière que les trois transducteurs comme de préférence un triangle équilatéral dans la couche de transmission parallèle à son plan limite, et les transducteurs sont utilisés par paires pour déterminer le décalage de temps et la différence de temps de transit; les angles

par rapport aux médianes des distances entre les trans-

ducteurs de chaque paire sont calculés à partir des

différences de temps de transit, ces angles sont con-

vertis en des valeurs angulaires par rapport à une direction de référence commune et sont comparés entre eux, et l'angle de relèvement est déterminé à partir des différences de temps de transit qui sont associées

avec les mêmes valeurs angulaires. Un troisième transduc-

teur est donc mis en place au point de mesure pour obtenir des résultats de relèvement plus précis. Les convertisseurs sont utilisés par paires pour déterminer les différences de temps de transit. A partir des différences de temps de transit, les angles par rapport aux médianes des distances entre les convertisseurs de chaque paire sont calculés et ces angles sont convertis en valeurs angulaires par rapport à une direction de référence commune._L'angle de relèvement est déterminé à partir des différences de temps de transit qui sont associées avec des valeurs angulaires égales. Ainsi,

un relèvement symétrique est exclu.

Selon une autre caractéristique encore de l'invention, les décalages de temps de transit déterminés, ou les décalages dans le temps, ou les deux, sont comparés entre eux, pour le calcul de la distance et de la vitesse du véhicule, la plus grande différence de temps de transit est combinée avec le décalage dans le temps obtenu à partir des signaux reçus du transducteur d'une même paire, ou le décalage maximal dans le temps est combiné avec la différence de temps de transit obtenue à partir des signaux reçus par les transducteurs d'une même paire. Selon cette disposition, les différences de temps de transit déterminées sont comparées entre elles et la paire de transducteurs est choisie dont les signaux reçus présentent la plus grande différence de temps de transit. Les signaux reçus de cette paire de transducteurs sont soumis à l'analyse de fréquence pour la détermination du décalage de temps. Le décalage de temps déterminé à partir des échantillons d'intensité des signaux de réception de cette paire de transducteurs et la différence de temps de transit de ces signaux de réception sont combinés ensemble pour déterminer la composante radiale de vitesse et la distance. A partir des échantillons d'intensité de ces signaux de réception, la pente de la ligne d'interférences au milieu de l'un des deux fractionnements est obtenue, ou la valeur moyenne arithmétique des pentes des lignes d'interférences passant par le milieu des

fractionnements est déterminée.

Il est également possible, au lieu des différences de transit des signaux de réception de chaque paire de transducteurs, de comparer les décalages de temps des échantillons d'intensité et d'évaluer les signaux de réception de celles des paires de transducteurs, pour le calcul de l'angle de relèvement ou de décalage de temps dont les échantillons d'intensité ont le plus grand s-

décalage de temps entre eux.

Grâce au choix effectué de la manière ci-

dessus, les échantillons d'intensité des signaux reçus qui sont évaluéssont ceux de la paire de transducteurs dont la ligne de liaison coincide le mieux avec la liaison entre le point de mesure et le véhicule. Dans la même direction depuis le véhicule vers le point de mesure se trouve également la composante radiale de la vitesse du véhicule qui donne lieu à la formation des lignes d'interférences et du décalage de temps

des échantillons d'intensité dansle fractionnement.

L'avantage du procédé tel qu'expliqué ci-dessus réside dans le fait que sont évalués les signaux de réception de celles des paires de transducteurs qui assurent la plus grande précision pour la détermination de la distance et de la vitesse du véhicule car entre ces derniers, le décalage de temps mesuré est le plus grande. Avec une mise en trame de l'axe des temps du système de coordonnées de fréquence en fonction du temps, en unités de trames, ce décalage de temps comprend le plus grand nombre d'unités de temps et garantit que l'erreur relative est la plus petite. Cela présente en outre l'avantage qu'également une détermination des données de relèvement est possible lorsque le véhicule se déplace sur un trajet le long d'une médiane de

la ligne de liaison entre les transducteurs d'une paire.

Avec ce trajet, les signaux de réception de cette paire

de transducteurs fournissent un échantillonnage d'inten-

sité structuré; une comparaison des deux échantillons d'intensité pour la détermination du décalage de temps montre que des échantillons d'intensité identiques sont formés et ne présentent aucun décalage de temps l'un par rapport à l'autre car les deux transducteurs

reçoivent simultanément le même champ d'interférences.

Grâce à l'utilisation de trois transducteurs et à l'éva-

luation par paires de leurs signaux reçus, une détermination claire de toutes les données de repérage est toujours assurée car l'une des trois paires de transducteurs

présente toujours une orientation telle qu'une déter-

mination claire des données de repérage est garantie.

Selon une autre caractéristique de l'inven-

tion, les différences de temps de transit ayant les mêmes valeurs angulaires sont comparées entre elles et l'angle de relèvement et sa variation dans le temps sont déterminés à partir de la plus petite différence de temps de transit. Selon cette disposition, l'angle de relèvement est déterminé à partir des signaux reçus par la paire de transducteurs dans laquelle la différence de temps de transit est la plus faible. Cette paire de transducteurs donne une précision de mesure plus élevée

que les autres.

Selon une autre caractéristique de l'invention,

en plus de l'angle de relèvement, le trajet est déter-

miné à partir d'un angle de vitesse qui se situe entre la composante radiale de vitesse et la vitesse du véhicule. Grâce à cette disposition, il est possible de déterminer le trajet du véhicule qui est établi d'une part par l'angle de relèvement entre le point de mesure et le véhicule et d'autre part par l'angle de vitesse. L'angle de vitesse se situe entre la composante radiale de vitesse dont la direction définit l'angle de relèvement par rapport à la direction de référence, et la vitesse du véhicule qui se situe dans la direction du trajet. Le trajet est déterminé à partir de la somme de l'angle de relèvement et de l'angle de vitesse. L'angle

de vitesse est calculé à partir du rapport de la compo-

sante tangentielle et de la composante radiale de la vitesse du véhicule, ou selon une autre caractéristique de l'invention, par l'arc-tangente à partir du produit de la pente et de la variation dans le temps de l'angle de relèvement, compte-tenu d'un facteur. L'avantage de cette disposition réside dans le fait qu'il n'est pas nécessaire de déterminer d'abord les composantes de vitesse elles-mêmesmais qu'elles peuvent être calculées directement à partir des grandeurs mesurées, à savoir

la pente d'une ligne d'interférences dans un fractionne-

ment des échantillons d'intensité et de la variation dans

le temps de l'angle de relèvement du trajet.

Selon une autre caractéristique encore de l'invention, la bande de fréquences avec sa fréquence moyenne sont déterminées de manière que pour chaque

fréquence, un taux de modulation des intensités mémo-

risées soit déterminé à l'intérieur de l'intervalle de temps et qu'une région de fréquences voisines pour la variation de fréquences du taux de modulation se situe au-dessus d'un seuil soit choisie comme bande de fréquences. Grâce à cette disposition, pour l'analyse de fréquence, Seule l'énergie ondulatoire dans une bande de fréquence autour d'une fréquence moyenne est évaluée, qui se propage sous forme de modes, et des interférences

sont produites à l'intérieur de la couche de propagation.

Cette bande de fréquences est déterminée de manière que suivant chaque fréquence, un type de modulation de l'intensité par rapport au temps soit établi et à partir un taux de modulation est établi. En présence d'opérations sinusoïdales et non stochastiques,

ce taux de modulation serait celui connu dans la litté-

rature sous le nom de profondeur de modulation. Ce taux de modulation indique la manière dont les ondes propres se propagent dans la couche de transmission et dont leur interférence doit être détectée. La bande de fréquences se situe dans la partie inférieure du spectre de fréquences des signaux de réception car

en raison de l'amortissement dans la couche de transmis-

sion, seules les ondes propres de plus basse fréquence peuvent être mesurées à une grande distance et qu'en raison de la petite longueur d'ondes d'interférences

dans cette bande de fréquence, les échantillons d'inten-

sité sont finement structurés.

Le taux de modulation est déterminé par exemple par le fait que la varian; j.diaitensités à chaque fréquence est établie et que la variance est ramenée à la valeur moyenne quadratique de toutes les intensités mémorisées pour diminuer leur nombre d'une unité. La racine carrée de la différence donne alors le taux de modulation. Le taux de modulation suivant une fréquence n'est important que lorsque le signal reçu, transmis par l'onde propre, se situe au-dessus du niveau de bruit ambiant. Il se produit alors sur les fréquences

des valeurs extrêmes d'intensité à distance de la demi-

longueur d'ondes d'interférences à cette fréquence.

Mais sous l'effet de perturbations dans la propagation des ondes propres, à certaines fréquences, le taux de modulation peut fortement diminuer de sorte qu'aucune ligne d'interférences continue, ou aucun échantillon d'intensité de même structure des signaux d'entrée de deux transducteurs ne peuvent se trouver. Il est donc avantageux pour la bande de fréquences de choisir une bande cohérente de fréquences voisines pour lesquelles le déroulement déterminé, de préférence filtré en fréquences, du taux de modulation, se situe au-dessus d'un seuil prédéterminé de manière à pouvoir déterminer

avec la plus grande sécurité la pente des lignes d'inter-

férences et le décalage de temps des échantillons

d'intensité dans les deux fractionnements.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'intervalle de fréquences pour le relèvement est choisi dans un écart par rapport à la bande de fréquence et sa fréquence moyenne de manière que les vitesses de phase des ondes soient à peu près constantes à i'intérieur de cet intervalle de fréquences, et égales à la vitesse de propagation de l'énergie ondulatoire dans le milieu de la région de mesure. Selon cette disposition, les signaux de réception sont évalués dans un intervalle de fréquences situé au-dessus de la bande de fréquences, par rapport à leur différence de temps de transit et d3 - 2590679 l'angle de relèvement est ainsi évalué. Les ondes propres dans cet intervalle de fréquences ne peuvent fausser le relèvement car leur vitesse de phase est à peu près

égale à la vitesse de propagation.

Il apparaît ainsi que des caractéristiques de transmission de la couche de transmission, souhaitables pour la détermination de la pente et du décalage de

temps, cette couche de transmission servant à la propa-

gation des ondes propres et de leurs interférences, sont nuisibles pour le relèvement. Grâce au choix selon

l'invention de la bande de fréquences et de l'inter-

valle de fréquence, une adaptation optimale de la

mesure aux caractéristiques de transmission est obtenue.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention, la distance est calculée à partir du produit de la pente, de la différence de temps de transit, de la vitesse de propagation et d'un facteur, divisé par le décalage de temps de l'échantillon d'intensité des signaux reçus des transducteurs d'une même paire, la

composante de vitesse radiale est obtenue par la diffé-

rence de temps de transit multipliée par la vitesse de

propagation et divisée par le décalage de temps corres-

pondant; la vitesse du véhicule est calculée en utilisant le théorème de Pythagore, par élévation au carré de la composante radiale et de la composante tangentielle de vitesse, par addition et extraction de racine carrée; la longeur d'ondes d'interférences est déterminée par les ondes propres qui interfèrent deux fois dans la couche de transmission en fonction de la fréquence et leur dérivée par rapport au temps

est formée par rapport à la fréquence moyenne, le fac-

teur étant formé à partir du quotient de la longueur d'ondes d'interférences par la fréquence moyenne et sa dérivée, et le facteur est choisi égal à 1,1 fois la valeur de la fréquence moyenne de la bande de fréquences. Les rèqles de calcul d'après lesquelles la distance et la vitesse du véhicule peuvent être obtenues à partir des valeurs mesurées dans les conditions ci-dessus, ou le facteur utilisé est

déterminé à partir de la longueur d'ondes d'interfé-

rences établie à partir de l'énergie ondulatoire rayonnée à la fréquence moyenne de la bande de fréquences, et son écart de fréquence est calculé, ou il est choisi à 1,1 fois la valeur de la fréquence moyenne de la bande de fréquences. Ce facteur est typique pour les propriétés de propagation de la couche de transmission et il peut déjà être déterminé ou fixé avant le début des mesures. De nombreuses expériences ont montré que la connaissance exacte des mécanismes de la couche de transmission n'est absolument pas nécessaire pour déterminer ce facteur, mais qu'une approximation à 1,1 fois la valeur de la

fréquence moyenne donne de bons résultats de mesure.

Si une structure en éventail des échantillons d'inten-

sité peut être déterminée, cela constitue un signe sûr qu'une source de bruit détectable a pénétré dans la région de mesure. C'est bien entendu une mesure immédiate des données de repérage jusqu'à l'approche du véhicule du point de mesure. Mais la pente d'une ligne d'interférences identifiable en un point du système de coordonnées de fréquences en fonction du temps des échantillons d'interférences ne peut être

déterminée que lorsqu'une partie des lignes d'inter-

férences apparatt clairement. L'instant le plus précoce pour la détermination d'attente des lignes d'interférences se situe donc quand l'intervalle de temps est choisi

proportionnellement aux longueurs d'ondes d'interfé-

rences d'ondes propres qui interfèrent deux fois entre elles dans la couche de transmission, formées en raison de la fréquence moyenne choisie et qu'au moins deux lignes d'interférences sont reçues sur la fréquence moyenne, de sorte qu'au moins deux maximum d'intensité

sur la fréquence moyenne Deuvent être reconnus.

-;- >2590679

Avec ce dimensionnement, il est possible d'obtenir que dans un fractionnement défini par une bande de fréquences et un intervalle de temps, un échantillon d'intensité net doit être noté qui est également suffisamment bien structuré pour une comparaison du fractionnement avec son décalage de temps. Bien entendu, des résultats de mesure peuvent être obtenus avec

des intervalles de temps plus petits ou plus grands.

Un intervalle de temps trop court fait courir le risque de ne pas obtenir des 6chantillons d'intensité assez finement structurés dans la région supérieure de la

bande de fréquences car aucun maximum et minimum d'in-

tensité n'a pu être reçu. Dans le cas d'un intervalle de temps trop grand, il est possible que l'on ne puisse plus compter sur le fait que le véhicule pendant le temps de mesure se déplace avec une vitesse pratiquement constante de sorte qu'il n'est plus possible de donner une indication sur la valeur instantanée de la vitesse

du véhicule.

Selon une autre caractéristique de l'invention,

la distance entre les transducteurs est choisie infé-

rieure à la moitié de la longueur d'ondes d'interfé-

rences d'ondes propres qui interfèrent deux fois entre elles dans la couche de transmission, formées en raison de la fréquence moyenne choisie. La distance entre les transducteurs, de même que l'intervalle de temps sont choisis en fonction des caractéristiques de transmission de la couche de transmission, pour

s'adapter au champ d'interférences prévu. Ce dimension-

nement indiqué de la distance des transducteurs en fonction de la longueur d'ondes d'interférences, deux fois inférieure à l'onde propre garantit que les échantillons d'intensité des deux fractionnements se chevauchent partiellement et permettent d'établir une corrélation d'échantillons. Dans le cas de l'utilisation d'une technique acoustique sous-marine, cela donne par exemple dans un nanal en eaue,; _. avec une profondeur de 40 m par exemple et une fréquence moyenne de 300 Hz, une distance d'environ 100 m pour obtenir des résultats de mesure utilisables. Il apparaît ainsi que, au point de mesure, les transducteurs peuvent être disposés très près les uns des autres par rapport au domaine de mesure surveillée qui peut s'étendre jusqu'à plus de 10 km. Des expériences en technique acoustique sous-marines ont montré qu'un intervalle de temps de moins de 200 s suffit pour effectuer la première mesure d'une pente d'une ligne d'interférences. De préference, la bande de fréquences a une largeur de 200 Hz autour de la fréquence moyenne de 300 Hz. Les premières données de repérage d'un véhicule qui s'approche du point de mesure peuvent donc être obtenues après environ 3 minutes au point de mesure, concernant la distance, la vitesse

du véhicule et son trajet, après qu'il a été détecté.

D'autres indications sur le comportement peuvent être obtenues de façon continue pendant toute la phase d'approche du véhicule, dans le cas de franchissement ou de passage au point de mesure, jusqu'à ce que le véhicule quitte le domaine de mesure, c'est-à-dire

jusqu'à ce qu'il ne soit plus détectable.

Grâce à ce dimensionnement de la distance des transducteurs et de l'intervalle de temps en fonction des caractéristiques de transmission dans le domaine de mesures, le procédé de mesure est adapté au mécanisme d'apparition des échantillons d'intensité, de sorte qu'une

optimisation des résultats de mesure peut être obtenue.

Il est particulièrement avantageux pour la

détermination dés données de repérage que les échantil-

lons d'intensité soient aussi fins que possible car

cela permet de détecter un décalage dans le temps par-

ticulièrement précis des échantillons d'intensité dans

les deux fractionnements. Selon une autre caractéris-

tique de l'invention, les transducteurs sont disposés à l'intérieur de la couche de transmission à une distance parallèle à leur plan limite tel qu'en raison des ondes propres d'ondes supérieures à l'intérieur du fractionnement, plus de 2 lignes d'interférences soient formées sur la fréquence moyenne. Cela permet d'obtenir une amélioration car les transducteurs sont disposés à l'intérieur de la couche de transmission, parallèlement au plan limite et à une distance telle qu'avec les fonctions propres dans la direction verticale, aucune position nulle n'apparalt et que le champ d'interférences est formé à partir du plus grand nombre possible d'ondes propres d'ordre supérieur. Cette distance est établie de manière qu'un transducteur à l'intérieur de la couche de transmission occupe diverses positions au-dessous

du plan limite dans la couche de transmission et enre-

qistre à chaque fois l'échantillon d'interférences d'une source de bruit. La distance optimale est alors

trouvée lorsque le plus grand nombre de lignes d'inter-

férences se situe dans le fractionnement. Les fonctions propres de la couche de transmission sont faciles à calculer par approximation. A partir de là, la distance

peut aussi être évaluée pour la disposition des trans-

ducteurs.

Pour déterminer les données de repérage, l'éner-

gie ondulatoire émise par le véhicule-est soumise à une analyse de fréquences et un spectre de bruit est établi, par exemple sous la forme d'un spectre de densité de charge à court terme; à cet effet, à partir des signaux feçus par chaque transducteur, des spectres de densité de charge à court terme sont formés pour

l'analyse de fréquence dans des unités de temps pré-

déterminées et par rapport à une base de temps et sont mémorisées comme des intensités en fonction de la fréquence, et la base de temps est formée en trame dans des unités de temps, l'intervalle de temps englobant un nombre prédéterminé d'unités de temps. De préférence, le spectre de bruit du véhicule est établi de manière à présenter une valeur constante sur la fréquence

lorsqu'aucune onde propre n'a été formée par la propa-

qation de l'énerqie ondulatoire. Un tel procédé de calcul pour la normalisation correspondante d'un spectre de bruit est décrit par exemple dans l'article BL.4556 Krupp Atlas-Elektronik, "Detektion von mehreren Grund- frequenzen periodischer Signale in farbigem Rauschen" de G. HerstrUwer, 1976; Si l'on utilise ce procédé par exemple pour des bruits de navife dont le spectre de bruit présente une évolution en forme de faisceau, le faisceau est filtré et présente une valeur constante du spectre par rapport à la fréquence. Tout d'abord, au moment o la propagation de l'énergie ondulatoire se produit par ondes propres, il apparaît des minimums

et des maximums de fréquences dans le spectre.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la pente est déterminée par une approximation d'une droite sur une ligne d'interférences. La pente de la ligne d'interférences est obtenue de manière que l'approximation d'une droite soit faite et que la pente

de la droite donne la pente de la ligne d'interférences.

L'approximation est obtenue quand la droite ne coupe plus la ligne d'interférences dans le fractionnement donc lorsqu'aucun maximum ou minimum d'intensité ne se trouve plus sur la droite et qu'ainsi la droite est tangente à la ligne d'interférences ou la distance entre la droite et la ligne d'interférences dans le système de coordonnées de fréquence en fonction du temps est minimale. Ce procédé s'applique de façon particulièrement

facile à l'aide d'un calculateur, par calcul à régression.

Pour la détermination de la pente de la ligne d'interférences à l'intérieur du système de coordonnées de fréquence en fonction du temps des échantillons d'intensité de l'un des fractionnements, une droite est disposée de façon quelconque dans le fractionnement

et les intensités sont mesurées le long de cette droite.

Pour l'approximation, la droite est tournée et décalée suivant l'axe des temps ou des fréquences jusqu'à ce que les intensités mesurées soient toutes égales. Cela

* donne l'approximation de la droite d'une ligne d'inter-

férences. Si l'approximation de la droite doit être formée à partir des maximums d'intensité, elle doit être tournée et/ou décalée jusqu'à ce que les intensités soient toutes égales à des valeurs maximales voisines par exemple à l'intérieur du fractionnement. Il est ainsi garanti que le long de la droite, les intensités mesurées appartiennent réellement à une seule et même liqne d'interférences car elles sont toutes voisines entre elles et forment une liqne continue. Pour expliquer ce procédé, il v a lieu de poser un système de coordonnées tri-dimensionnelles avec un axe des fréquences, un axe des

temps et un axe des intensités parallèle à ce plan.

Les intensités sont représentées comme des reliefs sur le plan de fréquences en fonction du temps. Les lignes

d'interférences sont des lignes de crête de ce relief.

Une section du profil de hauteur est formée par la droite. Lorsque toutes les intensités se situaht sur la droite sont égales, la droite se trouve sur une ligne

de crête et est une approximation d'une ligne d'inter-

férences. Quand toutes les intensités suivant la droite sont des valeurs maximales, la droite se situe sur une crête. Dans le cas d'un franchissement, les lignes d'interférences sont des droites qui s'approchent du point de mesure tandis que dans le cas d'un passage, dans lequel le trajet du véhicule se trouve à une distance transversale du point de mesure, ce sont des hyperboles dont le sommet identifie la plus courte distance entre

le véhicule et le point de mesure. Les lignes d'inter-

férences à l'éloignement du véhicule du point de

mesure ont une pente inverse et une disposition symé-

trique par rapport à l'axe de fréquence.

Selon une autre disposition de l'invention, à l'intérieur d'un système de coordonnées de fréquences en fonction du temps des échantillons d'intensité, les intensités le lonqd'une droite disposées de façon z6 fb 2590679 quelconque dans un fractionnement sont mesurées,

pour l'approximation de la droite sur la licne d'inter-

férences, la valeur moyenne des intensités qui sont mesurées le lonq de la droite est formée et en outre, les intensités individuelles sont élevées au carré et additionnées, la somme étant divisée par le nombre d'intensités mesurées et à partir de cette valeur, l'écart standard relatif des intensités par rapport à la valeur moyenne est formé et le plus petit écart de la droite par rapport à la ligne d'interférences est

obtenu quand l'écart moyen relatif est le plus petit.

Les intensités sont mesurées et leurs valeurs moyennes sont établies le long de droites disposées de façon quelconque dans le système de coordonnées de fréquences

par rapport au temps. En outre, ces intensités indi-

viduelles sont élevées au carré, la somme des intensités

au carré est formée et divisée par le nombre des inten-

sités mesurées le long des droites dans le fractionnement.

La différence est déterminée à partir de ce résultat et de la valeur moyenne élevée au carré, la racine carrée est extraite et divisée par la valeur moyenne. Cette opération de calcul donne l'écart standard relatif des intensités le long de la droite par rapport à la valeur moyenne. La droite est une approximation de la ligne d'interférences d'autant plus exacte que l'écart moyen relatif est petit, et elle est tournée et décalée dans le système de coordonnées de fréquences en fonction du temps jusqu'à ce que l'écart standard relatif soit minimal. Selon une autre caractéristique encore de l'inVention, dans le système de coordonnées de fréquence en fonction du temps, un échantillon est établi à partir d'un faisceau de-droitesqui se coupe à une valeur

de 0,1 fois la fréquence moyenne avec des écarts équi-

distants de la fréquence moyenne, en concordance avec la valeur de la fréquence moyenne, le fractionnement et l'échantillon sont décalés l'un par rapport à l'autre suivant la base de temps jusqu'à ce que les droites individuelles du faisceau soient tangentes aux lignes d'interférences et ne se coupent plus, et la pente de la liqne de liaison entre le point de rencontre des droites et le point moven du fractionnement donne

la pente de la liqne d'interférences.

Cette disposition a pour but d'augmenter la sécurité de mesure selon laquelle un faisceau de droites est formé qui se coupe toutes à 0,1 fois la valeur de la fréquence moyenne. Ces droites sont équidistantes de la fréquence moyenne. Le faisceau de droites avec son point d'intersection est décalé suivant l'axe des temps jusqu'à ce que la ligne d'interférences dans le fractionnement soit une meilleure approximation et que les lignes d'interférences ne se coupent plus, mais soient tanqentes. Ensuite, une liaison entre le milieu du fractionnement et le point d'intersection des droites est établi et la pente de cette liaison

est mesurée, qui donne la pente de la liqne d'interfé-

rences pour déterminer les données de repéraqe. Grâce à l'utilisation d'un faisceau de droites, la moyenne des pentes des lignes d'interférences est établie qui donne une valeur de mesures sur statistiquement de la

pente recherchée des lignes d'interférences.

Selon une autre caractéristique encore de l'invention, la distribution d'intensité dans le temps dans un fractionnement des échantillons d'intensité associés avec un transducteur, suivant chaque fréquence dans une bande de fréquences prédéterminée, est mise en corrélation avec la distribution d'intensité de temps des échantillons d'intensité associés avec

l'autre transducteur sur la même fréquence dans l'inter-

valle de temps complet, et la moyenne des fonctions de corrélation est établie à toutes les fréquences et le décalage dans le temps est déterminé à partir de la position du maximum de la moyenne de la fonction de corrélation. Cette disposition présente l'avantage que ce traitement du signal permet de façon simple

une automatisation.

Comme cela a été expliqué au début, le procédé selon l'invention repose sur le mécanisme de la propagation d'ondes propres dans une couche de transmission avec des propriétés de dispersion, par

exemple un canal en eau peu profonde et avec ses inter-

férences. Comme cela a déjà été indiqué, c'est le nombre des ondes propres formées qui ne dépendent pas de la fréquence émise, mais au contraire de la v profondeur du canal ou de la distance verticale de la

couche de transmission jusuqu'à ses plans limites.

Dans le cas d'une déclivité à l'intérieur du domaine de mesure, c'est-àdire quand la profondeur n'est pas constante, il peut se produire des erreurs dans la détermination du décalage de temps des échantillons d'intensité et dans la pente des lignes d'interférences quand le véhicule se trouve dans une position dans laquelle la profondeur est différente de celle du point

de mesure.

Selon une autre caractérisque encore de l'invention, dans un domaine de mesure avec une profondeur variable entre les plans limites, la composante de vitesse radiale est déterminée en fonction de la variation de profondeur relative au point de mesure et elle corrigée du double de la valeur de la variation de profondeur relative. Il ne s'agit là que d'une grandeur relative qui n'impose pas que la profondeur elle-même soit connue. Il faut seulement tenir compte de la déclivité du fond pour la correction ce qui peut être facilement déterminé par une mesure

des paramètres du canal en eau peu profonde. Les considérations ci-après concrétisent- le procédé. Le navire entouré

par un champ d'interférences se déplace avec sa vitesse en un temps suivant un

trajet qui correspond à une longueur d'ondes d'inter-

férences. En fonction de la profondeur du canal en

eau peu profonde, les longueurs d'ondes d'interfé-

rences sont variables, c'est-à-dire que la distance entre deux maximums d'interférences est d'autant plus courte que le canal est moins profond. Si le navire se trouve dans un domaine peu profond comme au point de mesure, dans le même temps, au point de mesure, le maximum d'interférences franchit un trajet plus grand qu'à la position du navire car aucune discontinuité ne

peut se produire dans la formation du champ d'inter-

férences et que le champ d'interférences est déterminé seulement par les paramètres du canal et non par le navire. Le décalage de temps mesuré est donc plus petit et par conséquent, la vitesse déterminée est plus

grande.

La pente des lignes d'interférences est influencée de la même manière par les variations de profondeur dans le domaine de mesure. Etant donné que la détermination de distance fait intervenir le rapport entre la pente et le décalage de temps, la distance est toujours déterminée exactement par la

variation de profondeur et n'a pas e être corrigée.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la pente est multipliée par le carré du quotient entre la profondeur à la position du véhicule et la profondeur au point de mesure. L'angle de vitesse est ainsi calculé

à l'aide de la valeur de pente corrigée.

L'efficacité du procédé selon l'invention a été décrit de préférence dans le cas de son application à la technique acoustique sous-marine. De la même manière, des mesures passives des données de repérage d'un véhicule dans le cas de surveillance de routes sur le sol et dans l'air sont possibles, lorsque des valeurs seuil des bruits de véhicules dans les couches terrestres,

aériennes avec des propriétés de dispersion inter-

viennent et o des ondes propres sont formées.

D'autres caractéristiques et avantages de

l'invention apparaîtront au cours de la description qui

va suivre.

Aux dessins annexés: La figure 1 illustre une situation de mesure dans le procédé selon l'invention pour déterminer des données de repérage à partir d'un point de mesure,

La figure 2 est un schéma simplifié illus-

trant la mise en oeuvre de l'invention, La figure 3 est un schéma destiné à expliquer le procédé dans le cas d'un franchissement et d'un passage particulier par rapport au point de mesure, La figure 4 représente une partie de la figure 1, La figure 5 est un schéma simplifié d'une unité d'échantillonnage d'intensité apparaissant sur la figure 2, Les figures 6. 1 et 6.2 illustrent une situation de mesure et un diagramme de fréquences en fonction du temps avec des lignes d'interférences dans le cas du franchissement du point de mesure par un véhicule se déplaçant à une vitesse constante, La figure 7 est un diagramme de fréquences en fonction du temps selon lequel le véhicule avec une vitesse variable s'approche du point de mesure pendant le franchissement, La figure 8 est une représentation géométrique destinée à expliquer le procédé dans le cas d'un trajet du véhicule qui passe à une distance transversale du point de mesure, La figure 9 est un schéma simplifié d'un

dispositif de calcul de ligne d'interférences repré-

senté sur la figure 2, et

La figure lO représente une aouche de propaga-

tion avec une profondeur variable.

La figure 1 a pour but d'expliquer le procédé de détermination de données de repérage d'un véhicule 1 qui se déplace le long d'un trajet 2, devant un point de mesure 3 avec une vitesse V. Le trajet fait un angle avec le nord géographique qui est désigné ci-après par la référence N. Par rapport au point de mesure 3, le véhicule 1 se situe sous un angle de relèvement y qui

est désigné comme relèvement réel par rapport au nord.

La vitesse V du véhicule et ses deux composantes perpen-

diculaires entre elles, à savoir la composante radiale

Vr et la composante tangentielle VS sont représentées.

La composante de vitesse radiale Vr se trouve dans la direction de la ligne qui relie le véhicule 1 au point de mesure 3. Au point de mesure 3, se trouvent trois

transducteurs 4, 5 et 6 qui forment un triangle équila-

téral dont la longueur des côtés est d. Pour une meilleure compréhension, le rapport de la longueur d et de la distance entre le point de mesure 3 et le véhicule 1 est représenté de façon non réelle. Dans la réalité, la distance entre le véhicule 1 et le point de mesure 3 est de plusieurs ordres de grandeur supérieure à la distance d entre les transducteurs 4, 5 et 6. Les transducteurs 4, 5 et 6 reçoivent du véhicule 1 des bruits de circulation émis et les convertissent en des signaux de réception. Les différences de temps de transit I 2 V3 entre les signaux de réception de chaque paire de transducteurs 4 et 5, 5 et- 6, 4 et 6 sont déterminées. A partir des différences de temps de transit 1 T2 T3' les anglesgi,Ei (i = 1,2,3) par rapport

aux médianes des segments reliant les paires de trans-

ducteurs sont calculés. Ces angles Si fi sont partagés comme l'arc-sinus de la différence de temps de transit, par une différence de temps de transit maximale max = d/c, o d est la distance et c la vitesse de max propagation dans le milieu. Chaque différence de temps de transit V1 r2 r3 donne deux angles ir et Ei comme i i le montre la figure 1. L'angle i se situe entre la médiane et une ligne vers le véhicule 1, selon

la figure 1, tandis que l'angle 6.i désigne un relève-

ment symétrique, simulant un relèvement d'une cible supposée symétrique de la cible vraie par rapport au segment de ligne entre les transducteurs. Les angles 1,le1 sont calculés à partir de la différence de temps de transit t1 des signaux reçus par les transducteurs 4 et 5. Les angles 2 ú2 sont déterminés à partir de la différence de temps de transit t2 entre les signaux de réception des transducteurs 5 et 6 tandis que, les

angles 3 et 3 sont déterminés à partir de la diffé-

rence de temps de transit t 3 entre les signaux de récep-

tion des transducteurs 4 et 6. Pour pouvoir éliminer des angles Si et ú i les angles donnait la direction de la cible symétrique, les angles i et &i sont convertis

en valeur angulaire par rapport à la direction de réfé-

rence N. Ainsi, dans chaque cas, un angle mi avec un indice correspondant est indiqué, entre la médiane et la direction de référence N. Les valeurs angulaires déterminées ( - ou -) sont comparées les unes avec les autres. L'angle de relèvement f par rapport à la direction de référence est déterminé, = 360 -( à1 à 1 partir des valeurs angulaires égales ( -1 -) 1)( 52 -2)<( &3 -23). Les angles il ai et (3 i reçoivent un signe mathématique positif, tandis que l'angle de relèvement cf et l'angle du trajets

sont généralement donnés comme valeurs réelles, c'est-à-

dire avec un signe mathématique négatif. Le tableau ci-

après concrétise la détermination de l'angle de relè-

vement:

Indice -

1 12 49 131 37 119

2 72 109 71 37 359

3 312 340 191 37 121

= 360o-37 = 323

3 2590679

La figure 2 est un schéma simplifié d'un

dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé.

Pour la détermination de l'angle de relèvement, les transducteurs 4, 5 et 6 sont connectés à des filtres passe-haut 7,8 et 9 par lesquels les signaux de récep- tion des transducteurs 4,5 et 6 sont appliqués aux étages de calcul de temps de transit 10, 11 et 12. Dans les étages de calcul de temps de transit 10, 11, 12, les différences de temps de transit -1 I2 C3 des signaux de réception des paires respectives 4 et 5, 5 et 6, 4 et 6 sont déterminées. A partir des différences des temps de transit %1 2 I3 les angles i et a par VlC2 3 ' i

rapport aux médianes des segments reliant les paires-

correspondantes de transducteurs sont déterminés dans les étages de calcul d'angle 13, 14, 15. Dans les étages de différences 16, 17 et 18, les valeurs angulaires ( i - i) et ( -i - i)sont déterminées pour chaque paire de transducteur. Les étages de différences 16, 17, 18 sont reliés à un émetteur d'angle de référence 19 qui indique les trois angles 1 (2 3 entre la direction de référence N et la médiane de chaque paire de transducteur. Un étage comparateur 20 compare les valeurs angulaires ( -i - pi) et ( ei - Si) ainsi déterminé et délivre la valeur angulaire qui apparaît

trois fois avec la même valeur comme valeur de différence.

Cette valeur angulaire ( i - (i) est nécessaire pour

le calcul de l'angle de relèvement q.

Pour assurer une détermination aussi précise que possible de l'angle de relèvement p, les étages de calcul de temps de transit 10, 11 et 12 sont connectés à un détecteur de minimum 21 dans lequel il est déterminé celle des trois différences de temps de transit Z1 Z 2 e 3 dont la valeur est la plus réduite. Si le véhicule 1 se trouve exactement sur la médiane du segment entre les deux transducteurs d'une paire, la différence de temps de transit est nulle. Etant donné que le sinus de l'angle de relèvement t dépend de la différence de temps de transit, le calcul de cet angle de relèvement Y est d'autant plus précis que sa variation par rapport à la médiane est plus réduite car la fonction sinusoïdale présente la plus grande variation de valeurs au voisi- nage de son passage par zéro. Les angles 3 et a 3 sont déterminés à partir de la différence de temps de transit minimale Z3 dans un autre étage de calcul d'angle 22. Dans un étage de différence 23, connecté

à l'émetteur d'angle de référence 19, les valeurs angu-

laires ( V3 - P3) et ( 3 - 33) sont calculées par rapport à l'angle f3 entre la direction de référence N et la médiane et sont comparées dans un comparateur 24

avec le signal de sortie de l'étage comparateur 20.

La valeur angulaire ( 3 - 3) apparaît à la sortie du

comparateur 24 et elle est prélevée à un étage de sous-

traction 25 de 360 qui délivre l'angle de relèvement

= 360 - ( &3 - (3)

Comme cela a déjà été décrit, pour la déter-

mination de l'angle de relèvement q, les signaux de réceptiontides transducteurs 4, 5, 6 sont d'abord filtrés dans des filtres passe-haut 7, 8,9. Dans le but d'assurer une détermination aussi précise que possible de l'angle de relèvement C, le signal de réception doit être évalué seulement dans un intervalle de fréquences dans lequel les vitesses de variation de phase des ondes

propres sont pratiquement égales. Il en est ainsi seule-

ment dans les fréquences les plus élevées. Dans le cas présent, les vitesses de variations de phase sont en outre à peu près égales à la vitesse de propagation c dans le milieu. Les filtres passe-haut 7, 8 et 9 assurent la séparation entre la bande de fréquence supérieure souhaitée et la bande de fréquence inférieure non souhaitée. La fréquence de coupure inférieure de ces

filtres passe-haut 7, 8, 9 est adaptée selon les besoins.

Des filtres passe-bande peuvent aussi être utilisés 3) y; 2590679 o. au lieu des filtres passe-haut 7, 8, 9. Le rapport signal/ bruit peut être amélioré par la fréquence de coupure

supérieure de la bande.

Les transducteurs 4, 5 et 6 sont connectés chacun à une unité d'échantillonnage d'intensité 30? 31 32. Les signaux reçus y subissent une analyse de fréquence et la variation dans le temps de l'intensité des signaux reçus, déterminés à chaque fréquence est mémorisée dans un système de coordonnées de fréquences en fonction du temps. Il apparaît un échantillon d'intensité, en fonction de la fréquence et du temps, qui, sous l'effet dela propagation de l'énergie ondulatoire émise par le véhicule 1 sous forme d'ondes propres et de mouvement de ce véhicule, présente une évolution en forme d'éventail ou d'hyperbole d'intensité constante. Dans chaque unité d'échantillonnage d'intensité 30, 31j 32, est effectué

en même temps un fractionnement des échantillons d'inten-

sité dans une bande de fréquence prédéterminée et un intervalle de temps pouvant être sélectionné. Ce

fractionnement comprend un décalage dans le temps d'échan-

tillons identiques. Le décalage dans le temps est causé entre autre choses par la composante radiale Vr de la

vitesse V du véhicule.

La détermination de la vitesse V du véhicule sera maintenant expliquée en regard de la figure 3, dans le cas spécial du franchissement du point de mesure 3 ou du passage devant ce dernier le long d'un trajet parallèle au segment qui relie deux transducteurs d'une paire. Dans le cas du franchissement, le véhicule 1 s'approche du point de mesure 3 le long d'un trajet qui est un prolongement du segment entre 'les transducteurs et 6 avec une vitesse constante V = Vr, à savoir avec la vitesse d'approche Va qui est égale à la composante radiale Vr de la vitesse. La composante tangentielle VS de la vitesse est égale à zéro. Le champ d'interférences entourant le véhicule lest d'abord reçu par le transducteur 6 et, après un certain temps qui dépend de la distance d et de la composante radiale de vitesse Va = Vr = V,

par le transducteur 5. Ce temps est identique à un déca-

lage de temps I K des échantillons d'intensité des signaux reçus par les transducteurs 5 et 6. Etant donné que la distance d entre les transducteurs 5 et 6 est connue, toutes les grandeurs pour déterminer la vitesse

V du véhicule sont connues, ce qui donne V = d/ IK.

La figure 3 montre un autre véhicule 1'

sur un trajet parallèle au segment qui relie les trans-

ducteurs 5 et 6. Dans ce cas, le champ d'interférences avec la composante radiale Vr de la vitesse V du véhicule est décalée sur les transducteurs 5 et 6. Un décalage de temps TIK des échantillons d'intensité est déterminé

comme si les transducteurs 5, 6 se trouvaient à la dis-

tance a = d.sin & sur la ligne entre le point de mesure 3 et le véhicule 1'. Cette ligne et la médiane du segment d entre les transducteurs 5 et 6 font entre elles un angle S. Le décalage dans le temps est donc - =a =d. sin =a =

IK V V

K v= vr r r En raison des rapports géométriques, la vitesse V du véhicule est V = Vr/sin V. La valeur de Vr est connue par la mesure de décalage dans le temps: d.sinS r = IK et donne la vitesse du véhicule sous la forme de: d.sin = d V t IK sin K 1rK 1 K La distance d et le décalage dans le temps tIK ont des valeurs mesurées à partir desquelles la vitesse V du véhicule peut être déterminée sans connattre la

différence de temps de transit 2 ou l'angle i.

La figure 4 a pour but d'expliquer la déter-

mination de la vitesse du véhicule dans l'hypothèse o le trajet 2 est orienté de façon quelconque par rapport au point de mesure 3. La figure 4 est une représentation partielle de la situation de mesure de la figure 1. Cette représentation montre les transduc-

teurs 5 et 6 et le véhicule 1 qui suit le trajet 2.

Comme cela a déjà été représenté et décrit en regard de la figure 1, la ligne entre le véhicule 1 et le milieu de la distance d entre les transducteurs 5,6 font

un angle 9. dont le supplément à 180 est désigné par.

Cet angle est également inscrit dans un triangle au point de mesure 3 dont la base forme la distance d

entre les transducteurs 5,6 et dont un côté est égal-

à d.sin 3. Cette représentation partielle a pour but d'expliquer la détermination de la composante radiale Vr de la vitesse V du véhicule 1. Le décalage dans le temps mesuré tIK des échantillons d'intensité est produit par la composante radiale Vr de la vitesse du

véhicule 1 et peut être mesurée à partir d'une dispo-

sition de mesure fictive qui comprend la ligne dans la direction de la composante radiale Vr de vitesse et la distance d.sin &. La composante radiale Vr de la vitesse peut donc être calculée à partir du quotient

de la distance d'une mesure fictive 5', 6' et du décala-

ge dans le temps IK Le décalage dans le temps 'IK

est mesuré. La distance de la mesure fictive est déter-

minée à l'aide de la différence de temps de transit I2 qui doit être mesurée en plus. Avec la différence de temps de transit t2' sin peut petre déterminé, et cela d'après la relation: sin 9 = 2 d/c Ainsi, la distance de la mesure fictive 5', 6' est donnée, mais avec d.sin:

T2 I

d. -2.c.

d/c La formule de la composante radiale de vitesse V s'écrit donc r C2.c V = r =IK Le décalage de temps IK des échantillons IK d'intensité de deux signaux reçus est déterminé à l'aide

d'un circuit de corrélation 33 représenté sur la figure 2.

Au moyen d'un commutateur commandé 34, les deux entrées du circuit de corrélation 33 peuvent être reliées à deux des unités d'échantillonnage d'intensité 30, 31 Ou 31,32 ou 30,32. L'entrée de commande du commutateur 34 est reliée à la sortie d'un détecteur de maximum 35 qui est lui-même connecté aux trois étages de calcul de temps de transit 10, 11, et 12. Dans le détecteur de maximum , le temps de transit t 2 le plus élevé est déterminé ce temps de transit Z2 se situant entre les signaux reçus des transducteurs 5 et 6. Les fractions des échantillons d'intensité des signaux reçus des mêmes

paires de transducteurs, à la sortie des unités d'échan-

tillonnage d'intensité 31 et 32 sont appliqués par le commutateur 34 à un circuit de corrélateur 33. Les échantillons d'intensité des signaux reçus de ces deux transducteurs 5 et 6 sont utilisés pour déterminer le décalage dans le temps tIK car ce décalage dans le IK temps tIK est supérieur au décalage des échantillons d'intensité des signaux reçus des deux autres paires de transducteurs. Il est ainsi assuré que la précision relative de la détermination du décalage de temps VIK

est la plus élevée.

Dans le circuit corrélateur 33, la distribution d'intensité dans le temps le long d'un canal de fréquences d'un échantillon d'intensité à l'intérieur de l'intervalle de temps At est mis en corrélation avec la distribution d'intensité dans le temps du même canal de fréquence d'un second échantillon d'intensité, dans un étage de corrélation 36, c'est-àdire multiplié et intégré pour chaque unité de temps. Ce traitement du signal est effectué pour tous les canaux de fréquence dans la bande de fréquence 4 f. La fonction de corrélation ainsi obtenue est chargée dans une mémoire intermédiaire 37 comprise dans le circuit de corrélation 33. Au moyen de toutes les fonctions de corrélation, une fonction

de corrélation moyenne est formée dans un circuit d'éta-

blissement de valeurs moyennes 38 et, à partir de la position de son maximum, le décalage de temps tIK de

l'échantillon d'intensité est déterminé.

Le circuit de corrélateur 33 et une autre sortie du détecteur de maximum 35 pour la différence maximale de temps de transit r2 sont connectés à un

circuit de calcul 30 dans lequel est calculée la compo-

sante radiale de vitesse Vr = c. ZT2. Dans le circuit ro us de calcul 40, le quotient du décalag de temps de transit

T2 et du décalage de temps tIK des échantillons d'inten-

sité des signaux reçus des mêmes paires de transducteurs

est multiplié par la vitesse de propagation c.

La figure 5 montre une réalisation de principe de l'unité 30 d'échantillonnage d'intensité. Les unités 31 et 32 d'échantillonnage d'intensité sont réalisées de la même manière. Le transducteur 4 est connecté, par

un filtre passe-bas 39 avec un convertisseur analogique-

numérique suivi par une mémoire 41. La fréquence de coupure du fil passebas est choisie de manière à se trouver au-dessous de la fréquence de coupure des filtres passe-haut 7,8,9. Dans chaque unité de temps T, l'évolution dans le temps du signal de réception filtré, numérisé, est mémorisé. Un générateur d'horloge 42 commande le convertisseur analogiquenumérique et la mémoire 41 de façon correspondante. Dans un circuit de calcul FFT, 43, à partir des signaux reçus mémorisés, et après un filtrage nécessaire (filtrage d'élimination

d'erreurs) correspondant à l'algorithme de la transfor-

mation de Fourier rapide, puis la formation de la somme carrée et la normalisation du spectrogramme sont établies et mémorisées. Le circuit de calcul FFT 43 est connecté à un circuit de mémoire 44 qui est relié à un circuit de commande de fréquence 45 et un circuit de commande de temps 480 pour former le fractionnement. Dans le circuit de mémoire 44, le spectrogramme est mémorisé par rangées, les intensités étant chargées dans chaque rangée pour la fréquence f. Le circuit de mémoire 44 est connecté au générateur d'horloge 42. Un échantillon d'intensité, représenté comme une zone en grisé en correspondance avec le temps t en ordonnées

et la fréquence f en abscisses.

Dans le circuit de commande de fréquence 45, une bande de fréquence A f est établie autour d'une

fréquence moyenne f0 de manière qu'une modulation d'inten-

sité pour les mêmes fréquences se situe. à l'intérieur

de la bande de fréquence A f, au-dessus d'un seuil pré-

déterminé. Le circuit de commande de fréquence 45 comporte un circuit de valeur moyenne 46, un circuit de

formation de différence 47, un calculateur de modula-

tion 48 et un calculateur de valeur seuil 49. Le circuit de commande de fréquence 45 est relié au circuit de calcul FFT 43. Dans le circuit de valeur moyenne 46, les intensités I. pour chaque fréquence sont i additionnées et sont séparées par leur nombre N. La valeur moyenne I d'intensité à chaque fréquence est obtenue. Dans le circuit de formation de différence , la variance -2 est calculée pour chaque fréquence, la différence entre l'intensité Ii pour la fréquence et la valeur moyenne I de l'intensité à la même fréquence est formée, élevée au carré et additionnée. Dans le circuit de calcul de modulation 48, la modulation d'intensité est déterminée à chaque fréquence. La valeur de modulation M se calcule de la manière suivante: N =1 y N i=1l 2 (Ii)2 2590679 N-i i:=1 N =-1 M=

2

Le circuit de calcul de modulation 48 est connecté au circuit de calcul de valeur seuil 49 dans lequel il est établi pour quelles fréquences voisines

la modulation éventuellement uniformisée se situe au-

dessus d'un seuil prédéterminé. A la sortie du circuit de calcul de valeur seuil 49 sont délivrées la fréquence moyenne f0 et la bande de fréquence A f à l'intérieur de laquelle la modulation pour chaque fréquence se situe au-dessus du seuil, par exemple une bande de fréquences A f = 200 Hz autour d'une fréquence moyenne

f0 = 300 Hz.

Le circuit de mémoire 44 est commandé par le circuit de commande de fréquence de commande 45 pour former le fractionnement. En outre, le circuit de mémoire 44 est connecté au circuit de commande de temps 480. Dans le circuit de commande de temps 480 qui est commandé par l'émetteur d'horloge 42, un intervalle

de temps At de par exemple 200 secondes est établi.

L!intervalle de temps At englobe plusieurs unités de temps T et il est choisi de manière qu'au moins une longueur d'ondes d'interférences soit détectée et que par exemple deux maximum d'intensité sur la fréquence

moyenne f0 soient enregistrés.

Le circuit de commande de fréquence 45 et le circuit de commande de temps 480 commandent le circuit

de mémoire44 et définissent le fractionnement de l'échan-

tillon d'intensité. Dans ce fractionnement, l'échantillon d'intensité est en outre évaluée dans un circuit de calcul de raie d'interférences 50 par l'intermédiaire du

commutateur 34. Le circuit de calcul de raie d'inter-

férence 50 de la figure 2 comporte un circuit de

calcul d'approximation 51 attaqué par l'unité d'échantil-

lonnage d'intensité 31 reliée directement au commuta-

teur 34, un circuit de calcul de simulation 52 et un circuit de calcul d'accroissement 53. Dans le circuit de calcul d'approximation 51, les intensités voisines de même amplitude formant les raies d'interférences sont recherchées à l'intérieur du fractionnement. Dans le circuit de calcul de simulation 52, qui est relié au circuit de calcul d'approximation 51, une droite est simulée dans un système de coordonnées de fréquence en fonction du temps. Cette droite est comparée dans le circuit de calcul d'approximation 51 avec la raie

d'interférence passant par le milieu du fractionnement.

Dans le circuit de calcul de simulation 52, cette droite est mise en rotation et décalée dans le temps jusqu'à ce que les écarts entre la raie d'interférences et la droite soient réduits au minimum. Le point de rotation de la droite est décalé de préférence d'une fréquence de 0,1 f0 dans la direction du temps. Ces écarts peuvent être des écarts de temps et de fréquence entre les

coordonnées de la raie d'interférence et la droite.

Cette droite représente la droite de régression recherchée.

Mais il est toujours possible dans le circuit de calcul d'approximation 51 de ne pas effectuer l'approximation par régression mais par comparaison des intensités qui apparaissent dans les échantillons d'interférence le long de la droite. La droite est une approximation de la raie d'interférence quand toutes les intensités mesurées le long de la droite ont la même valeur et comportent de préférence les mêmes valeurs maximales

et minimales.

Quand la droite et la raie d'interférence

sont amenées à coincider, le circuit de calcul d'approxi-

mation 51 délivre un signal de libération au circuit de calcul d'accroissement 53 qui est relié au circuit

de calcul de simulation 52. Le circuit de calcul d'accrois-

sement 53 reçoit du circuit de calcul de simulation 52 la droite dans un syàe-&--de coorduniiieês de fréquence en fonction du temps et détermine sa pente dt/df = t'

qui donne la pente recherchée de la raie d'interférence.

Le circuit de calcul de raie d'interférence 50 est connecté à un circuit de calcul de distance 55 qui détermine la distance r entre le véhicule 1 et le point de mesure 3 à partir de la pente t', du décalage de temps iIK et de la différence de temps de transit 2' La sortie du circuit de corrélation 33 et la deuxième sortie du détecteur de maximum 35 sont également

connectées à des entrées du circuit de calcul de dis-

tance 55.

La détermination de la distance sera maintenant

expliquée en regard des figures 6.1, 6.2 et 7.

La figure 6.1 représente une situation de mesure en cas de franchissement dans lequel le véhicule 1 s'approche directement ou suivant une trajectoire radiale du point de mesure 3 avec une vitesse constante V, à savoir une vitesse d'approche Va= Vr= V. A l'instant to, le véhicule 1 se trouve à une distance r du point de mesure 3 en conservant une vitesse constante V. A

l'instant t CPA' il a atteint le point de mesure 3.

Selon le procédé de détermination des données de cible, la distance r, la vitesse V du véhicule, l'angle de relèvement q et l'angle du trajet Y sont déterminés. Dans le cas de ce mouvement, les lignes d'interférences s'approchent de droites disposées en éventail dans un système decoordonnées de fréquences en fonction du temps. La figure 6.2 montre, sous forme d'un diagramme de principe, la disposition des lignes d'interférences dans un système de coordonnées de

fréquence en fonction du temps pour la phase initiale.

En réalité, les lignes d'interférences sont légèrement incurvées mais sont représentées ici schématiquement

par des droites G1, G2... Gn. Dans le cas d'un dépla-

cement sur la fréquence moyenne f., les distancesentre les droites G1, G2.

Gn sont déterminées par les longueurs d'ondes d'interférences X (f0) et en fonction..DTD: 4/ 2590679

de la vitesse d'approche Va = Vr = V. La distance X

(fo0)/Vr est d'autant plus petite que la vitesse d'ap-

proche Va = Vr est grande. Si l'on considère un maximum d'intensité sur l'une des lignes d'interférence, par exemple le point sur la droite G1 pour l'instant to à la fréquence moyenne f', il est possible d'indiquer que dans un intervalle de temps d) = to-tCPA, un maximum d'intensité égal à k apparait à la distance X(f0)/Vr. A la fréquence f, le maximum d'intensité k est également déterminé pour la droite G1. Le kième maximum d'intensité se situe, pour la fréquence f, sur la droite G1 à un instant t et la distance entre

les maximums d'intensité est dans ce cas X(f)/Vr.

Les intervalles de temps pour atteindre le point de mesure 3 sont: X(f) X(f)

to-tCPA = k. et t-tcpA = k.

V V

r r

L'équation de to-tCpA est résolue par rap-

port à k et introduite dans l'équation t-tcpA. Cela donne pour t: t = (totCPA) X(f) + tCPA X(fo) La différenciation de cette équation par rapport à la fréquence donne la pente de la droite G1 dt = t' = (to-t CA). X(f) df oOPA X(fO) Si l'on résoud cette équation par rapport à to -tCPA, cela donne pour la fréquence moyenne fo t'. x(fo) to-tCpA = t'.X(o X'(fo) Mais cet intervalle de temps to - tcpA est exactement le temps qu'il faut pour que le véhicule 1 atteigne le point de mesure 3 avec la vitesse d'approche Vr. Cela donne également: X(fo) r = (t o-tCPA).Vr=t'. V (A) o r X'(f) r Xfo) Dans ce cas spécial de mouvement, la vitesse d'approche Va = Vrest égale à la vitesse du véhicule V qui est dirigé dans la direction de la ligne entre le véhicule 1 et le point de mesure 3, comme la composante

de vitesse radiale Vr dans le cas général.

Mais selon le schéma de la figure 2, la composante de vitesse radiale V a déjà été calculée r dans l'étage de calcul 40, égale dans le cas présent à la vitesse d'approche V = Vr, c'est-à-dire: V = dr r IK Dans ce cas spécial, l'approche est: 2 = d c et par conséquent: r2 d V=c. - (B) Vr = c IrIK IK Dans le dispositif de calcul de distance 55, la distance r est calculée de la manière suivante à partir de l'équation (A) et de l'équation (B): r=t'. X(f X(f) d (C) t'. o 2 (C) r..- = t'.=t X(fo) IX' (fo) IK Les longueurs d'ondes d'interférence X(fO) sont d'abord déterminées grâce à la connaissance de la couche de propagation dans laquelle se trouve le point de mesure 3. De même, la dérivée de la longueur d'ondes d'interférences X(f) par rapport à la fréquence f peut être calculée pour déterminer ensuite la fréquence moyenne f. Ainsi, l'équation (C) ne contient que des o grandeurs mesurables. De nombreux essais ont montré que le quotient X(fo)/X'(fo) est environ égal à 1,1.f0 indépendamment de la profondeur de la couche de propagation malgré que la longueur d'ondes d'interférences X(f) elle-même soit fortement influencée par la profondeur, la profondeur de l'étalement de la couche de propagation

se situant entre ces plans limite.

La figure 7 est un diagramme de fréquence en fonction du temps selon lequel le véhicule 1 s'approche du point de mesure 3 suivant un trajet de franchissement

selon la figure 6.1, avec deux vitesses différentes.

En regard de ce diagramme de principe, le procédé et ses avantages seront décrits dans le cas de cette vitesse d'approche variable V. Les lignes d'interférences a

sont représentées de façon approximative par des droites.

Il apparaît que la pente de ces droites est plus forte dans la région inférieure du diagramme que dans sa région supérieure. Après un temps de 600 secondes à partir du début de la mesure, le véhicule 1 augmente sa

vitesse V de sorte que la pente des droites diminue.

Dans cette région, la distance entre les lignes d'inter-

férences individuelles n'est que la moitié de celle dans la région inférieure du diagramme. On peut donc conclure que la vitesse du véhicule V est doublée. La première

mesure a commencé par exemple après un temps de 100 s.

* Une bande de fréquence Af = 200 Hz est déterminée, située

autour d'une fréquence moyenne de f = 300 Hz. L'inter-

o valle de temps initial Et = 200 s, le fractionnement de l'échantillon d'interférences dans la première mesure étant désigné par Y. Ce fractionnement de l'échantillon

d'intensité est effectué dans chacune des unités d'échan-

tillonnage d'intensité 30,31,32. Il apparaît qu'à l'aide du circuit de corrélation 33, un décalage de temps iK

secondes est mesuré entre les échantillons d'inten-

sité. La différence de temps de transit des signaux reçus par la même paire de transducteurs, par exemple les transducteurs 4 et 5, est mesurée à t = 0,067 s, o d: 100 m = 0,067 c 1500 m/s /fi. {2590679 par rapport au trajet de la figure 6.1, o la distance des transducteurs étant d = 100 m, et la vitesse de propagation c = 1500 m/s. Dans le circuit de calcul de

lignes d'interférence 50, la pente t' de la ligne d'in-

terférences qui passe par le milieu de la fraction Y est déterminée. Elle est t' = 6,36s/Hz. le quotient donne: X(f) = 1,1.f = 1.1.300 Hz X'(fo) o o La distance r est calculée de la manière suivante selon l'équation (C) à partir de ces grandeurs mesurées:

r = 1,1.300.6,36. 100 10500 m.

La vitesse d'approche Vr, ou la vitesse V du véhicule est calculée d'après l'équation (B): v = c. C- = 1500m/s.0,0675 = 5 m/s = 10 kn r Y 20s L'angle de relèvement Lf est obtenu à partir de la différence de temps de transit 1 sous la forme: = arcsin (c. -) = arcsin 1500m/s.0,0675 = arcsin 1 ≤god 100 m L'angle T de la trajectoire est aussi égal à

car il n'y a pas de composante de vitesse tangentielle.

Une nouvelle mesure est effectuée après un temps de 900 s. Un fractionnement Z, représenté sur la figure 7, est formé dans l'unité d'échantillonnage d'intensité 30. Les valeurs de mesure suivantes sont établies: Décalage de temps IK 10 s Différence de temps de transit: = 0, 067 s 1 -7s Pente de la ligne d'interférence: t' = 1,36 s/Hz Quotient: 1, 1.f = 1,1.300 Hz o Avec ces données de mesure, la distance est déterminée à: r v 4500 m et la vitesse d'approche est déterminée à Vr = 10 m/s = 20 kn L'angle de relèvement et l'angle du trajet sont:

= = 90

Il apparaît en regard de cet exemple qu'indé-

pendamment du comportement du mouvement précédent et

suivant du véhicule, les données de repérage sont déter-

minées exactement.

La question se pose ensuite de savoir si le procédé de détermination des données de repérage peut également être appliqué lorsque le trajet du véhicule 1 ne passe pas par le point de mesure 3, mais se trouve à une distance latérale de ce point 3, et lorsque les

lignes d'interférence ont donc une forme hyperbolique.

La preuve en sera donnée en regard du schéma de principe

de la figure 8.

A l'intant tl, le véhicule 1 se trouve à une distance r du point de mesure 3, sous un angle de relèvement par rapport à la direction de référence N. Le trajet du véhicule 1 fait un angle T avec la direction de référence N et se trouve à une distance latérale q du point de mesure 3. Le véhicule 1 se déplace avec une vitesse V et il passe à l'instant tCPA à la distance latérale q, au point R. La vitesse V du véhicule et sa composante radiale Vr font un angle ". Dans l'intervalle de temps AT= t1- tCPA, et avec la vitesse V, le véhicule 1 a franchi la distance s:

s = V. r.

Le théorème de Pythagore donne la relation géométrique suivante:

r2 = q2 + s2 = q2 + V2 AT2.

En mettant entre parenthèses et en facteur (V2.

il vient: r r=h q2 ()

V.At V V2.

Le triangle des vitesses donne à partir de V, Vr et V V cos c = r V Dans le triangle dont les sommets sont le point de mesure 3, le véhicule 1 et le point R, on obtient; cos ( = = V. A r r Cela donne: V. A= Vr r V ce qui donne pour léquation I: r q2 (II)

V V2 '. Z

r Le premier terme Ai du membre de droite de l'équation II correspond à un temps pour que le véhicule 1 franchisse le trajet S avec la vitesse V. Le second terme q2/V2.,A est un intervalle de temps j T qui diminue quand le véhicule franchit le trajet q depuis le point de mesure 3 jusqu'au point R avec une vitesse fictive V* dans la direction latérale q, avec la conversion suivante s =V. L ce qui donne: aT==2 q2C V2.A s.V Ensuite, selon la figure 8: _ = tg ( s qui est introduit dans l'équation III 4T = tg e V ce qui donne d'après la figure 8: V

V = V*

tgc qui est résolue par rapport à tg et introduite dans l'équation IV. Cela donne également:

A4 T = =

V2. AT V*

On peut maintenant imaginer que, à partir du point de mesure 3, le véhicule 1 a atteint sa position actuelle avec une composante de vitesse radiale Vr par le trajet r après un temps IS = r/Vr. Par ailleurs, ilpeut aussi avoir atteint cette position s'il s'est déplacé à partir du point de mesure 3 sur la distance transversale q avec la vitesse fictive V* dans le temps q/V* = A T, puis par le trajet s avec la vitesse V dans le temps 4t = tl-tCpA. Mais étant donné qu'à l'instant tl, le véhicule 1 occupe la position indiquée, indépendamment du chemin parcouru: = At+ t T - r

IS V

r Mais le quotient r/Vr est égal, selon l'équation

(A) au produit de la pente t' de l'une des lignes d'inter-

férences de la fraction à la fréquence moyenne f par le facteur: X(f0) = 1,1.f X' (fo) Il est également vrai pour un trajet quelconque du véhicule 1, que la distance r entre le point de mesure 3 et le véhicule 1 peut être déterminée pour chaque instant d'après l'équation (A) à partir de la pente t' de la ligne d'interférence et de la composante de vitesse

radiale Vr.

Selon la figure 2, la distance r est calculée dans le dispositif de calcul de distance 55. La composante radiale Vr de la vitesse V du véhicule apparaît à la sortie du circuit de calcul 40. La vitesse V du véhicule est calculée dans un dispositif de calcul de vitesse 60 à partir de la composante radiale Vr et de la composante tangentielle V&, d'après le théorème de Pythagore, ce dispositif de calcul de vitesse étant relié d'une part avec le circuit de calcul 40 et, par un circuit

multiplicateur 61, avec le dispositif de calcul de dis-

tance 55 pour obtenir: V =V2r + V2. Dans le circuit multiplicateur 61, le produit de la distance r par la variation dans le temps de l'angle est calculé. Cette variation d'angle dans le temps est souvent appelée vitesse angulaire S. Les relations géométriques entre les composantes Vr, Vg de la vitesse V du véhicule par rapport au point de mesure 3 apparaissent sur la figure 4. L'angle e est déterminé à partir de la différence de temps de transit t2 dans un dispositif de calcul 62 connecté au détecteur de maximum 35 d'après la relation 3 = arcsin c. V2/d. Le dispositif de calcul 62 est connecté à un circuit de différence 63 dans lequel la variation dans le temps de l'angle est déterminée pour chaque unité de temps T. La seconde entrée du circuit multiplicateur 61 est connectée au circuit de différence 63 pour calculer le produit de la distance r et de la variation dans le temps de l'angle Ce produit est égal à la composante tangentielle de

vitesse V& = r.'a.

Pour le calcul de l'angle f du trajet par rapport au nord, le calculateur de ligne d'interférence et le circuit de différence 63 sont connectés à un étage 64 de calcul d'angle dans lequel un angle de

vitesse OC, comme indiqué sur la figure 4, est calculé.

L'angle de vitesse o se situe entre la composante de vitesse radiale V et la vitesse V du véhicule et r s'écrit.: Se_ 2590679 arc X(f o) D = arc tan o. t' (D) X'(fo) Cette expression peut aussi être déduite de la disposition géométrique de la figure 4 et en utilisant l'équation (C) de la manière suivante: V r. tIK X(f)

tg M= a = IK __. r.. -

Vr C r2 C. 2 X'(f) I Donc:X(

n10: tg D = . t'.

X'(fo) Cette relation résolue par rapport à a donne l'équation (D). La vitesse V du véhicule peut aussi être calculée d'après la relation V = Vr/cos a à partir de l'angle de vitesse ' et de la composante de vitesse

radiale Vr-

L'étage de calcul d'angle 64 est connecté à un circuit de sommation 65 qui, comme seconde valeur d'entrée, reçoit l'angle de relèvement W par rapport au nord, et selon la figure 1, l'angle du trajet

par rapport au nord = - - 180 est calculé.

La figure 9 montre une modification du dis-

positif de calcul de ligne d'interférences 50. Pour

la détermination de l'approximation d'une ligne d'inter-

férences dans une fraction d'échantillons d'intensité et d'une droite établie dans le dispositif de calcul de simulation 52, le dispositif de calcul d'approximation 51 comporte un circuit d'évaluation 69 qui recherche les intensités de la fraction qui se situe sur la droite, et un dispositif 70 de formation de valeur moyenne dans lequel les intensités Ii sont additionnées le long de la droite et sont partagées suivant leur nombre N:

I =1 TN I

N i=1 N Dans un circuit d'élévation au carré 71, les intensités individuelles I. le long de la droite sont élevées 1,_

.-. r....

or1 2590679 au carré et sont additionnées dans un circuit de sommation 72 et partagées selon leur nombre N. On obtient la valeur moyenne des intensités quadratiques: m = 1 N Ii N Ni=1 Le circuit de formation de valeur moyenne 70 et le circuit de sommation 72 sont connectés à un circuit de calcul 73 dans lequel est calculé l'écart standard relatif C/f des intensités I. le long de la droite à partir de leurs valeurs moyennes I d'après la formule: Y! m-i2

I I

Sa sortie est reliée à un circuit de contrôle 74 pour le

signal de libération du dispositif de calcul d'appro-

ximation 61. Le circuit de contrôle 74 délivre un signal de libération quand l'écart standard relatif C/f est aussi petit que possible, et inférieur à une valeur prédéterminée. Ainsi, les intensités Ii le long de la droite sont presque égales et la droite est

une meilleure approximation de la ligne-d'interférences.

Le signal de libération est appliqué au dispositif de calcul d'accroissement 53 dans lequel la droite t(f) simulée dans le dispositif de calcul de simulation

52 est différenciée par rapport à la fréquence f.

Quand aucun signal de libération n'est produit, la droite dans le circuit de simulation 52 est tournée et/ou décalée suivant l'axe des temps jusqu'à ce que l'écart standard relatif C/I soit aussi petit que possible. Il est également possible dans le dispositif de calcul de simulation 52, de simuler au lieu d'une droite un faisceau de droites qui passent toutes par la fréquence -0,1.f0 et qui sont à une même distance de la fréquence moyenne f o. Le circuit d'évaluation 69

514 2590679

recherche alors les intensités correspondantes qui appartiennent aux coordonnées des droites simulées dans la fraction d'échantillon d'intensité pour être traitées dans le circuit de formation de valeur moyenne 70 et le circuit d'élévation au carré 71 de chaque droite. Pour toutes les droites, l'écart standard relatif G7/1 est calculé et l'approximation est faite

des droites sur les lignes d'interférence dans la fraction.

Le circuit de contrôle 74 émet un signal de libération lorsque, pour toutes les droites, l'écart standard relatif 61/I est le plus petit. A partir du dispositif de calcul de simulation 52, la droite qui passe par le milieu de la fraction est transmise au dispositif de

calcul d'accroissement 53.

Le cas d'une variation de profondeur de la couche de transmission sera décrit ci-après. Si le point de mesure avec ces transducteurs se trouve par exemple dans une région d'eau peu profonde, dont la pronfondeur n'est pas constante, la détermination de

la composante radiale de vitesse Vr à partir de l'inter-

valle de temps IK n'est plus indépendante de la posi-

tion du navire et de la profondeur de l'eau là o il

se trouve.

La figure 10 est un schéma de principe d'un cal d'eau peu profonde dans lequel, pour des raisons de simplification, la variation de profondeur est représentée par deux profondeurs d'eau H1 et H2 séparées par un gradin. Une correction de la mesure de vitesse sera expliquée en regard de ce modèle. Dans ce modèle

de canal d'eau peu profonde, deux ondes propres inter-

fèrent entre elles, celle d'une longueur d'onde d'inter-

férences Xl dans la région de profondeur d'eau H1 et celle de longueur d'onde d'interférence X2 dans la région de profondeur d'eau H2. Le point de mesure

3 se situe dans la région de profondeur d'eau H1.

Le véhicule 1 se trouve dans la région de profondeur d'eau H1 de sorte qu'un décalage de temps IK1 mesuré au point de mesure 3, donne avec la distance d des transducteurs 4 et 5, selon l'équation (B), la vitesse du véhicule Vr = V. A titre d'exemple, le véhicule 1 se déplace à l'instant t1 avec sa vitesse V sur une distance égale à la longueur d'ondes d'interférences Xl. Etant donné

que le véhicule 1 est entouré par son champ d'inter-

férences, un maximum d'intensité dans la région de profon-

deur d'eau H2 parcourt en un temps t1 une distance S2 qui est inférieure à la distance Xl et égale à la

longueur d'ondes d'interférences X2.

Si le véhicule 1 se trouve dans la région de profondeur d'eau H2, avec sa vitesse V, un maximum d'interférences couvrent en un temps t2 une distance

correspondant à la longueur d'ondes d'interférences X2.

Mais, dans le même temps t2, un maximum d'interférences a parcouru une distance correspondant à la longueur d'ondes d'interférences Xl avec une vitesse mesurée V**, mesurée au point de mesure 3: Xl = V**.t2. Le temps t2 est déterminé à partir de la longueur d'ondes d'interférences X2 et de la vitesse V du véhicule et il est t2 = X2/V. Si l'on pose t2 dans l'équation de

Xl, il vient Xl = V**/V.X2.

Si l'on résoud cette équation par rapport à

la vitesse mesurée V**, il vient V** = V.X1/X2.

A partir du décalage de temps VIK**' mesuré au point de mesure 3, et si le véhicule 1 se trouve dans la région de profondeur d'eau H2, la vitesse mesurée V** est connue. Cette vitesse mesurée V** est supérieure à la vitesse V du véhicule, à savoir V** = V.X1/X2,

de sorte que X1<X2.

Il est connu par l'article de Weston que les longueurs d'ondes d'interférences Xl, X2 se comportent comme le carré de la profondeur d'eau H1, H2: Xl (Hl) 2

X2 H2

Il apparaît donc une erreur d'évaluation pour la vitesse V: 4V V-V** 2 H tH

- = -2. - +

V** V** H H

avec

&H = H 1-H2.

1 2 Dans la plupart des cas d'utilisation, la

différence relative de profondeur à H/H1 est réduite.

Les deux termes de cette équation peuvent donc être négligés. On obtient un facteur de correction approprié qui dépend seulement de la déclivité du fond et qui est égale au double de la variation relative de profondeur. En raison de la variation de la longueur d'ondes d'interférences, aussi bien la pente t' de la ligne d'interférences que le décalage de temps IK IK changent du même facteur. Etant donné que ces deux valeurs sont introduites (C) comme un rapport dans la formule d'estimation de distance, et que les autres grandeurs de cette formule ne sont pas influencées par la variation de profondeur, la distance ne subit

aucune correction.

Pour le calcul de l'angle de vitesse oc, la valeur de la pente des lignes d'interférences doit être corrigée. Elle est t'* de la valeur de pente de la ligne d'interférences mesurée et t' de la valeur de pente de ligne d'interférences corrigée. Cela donne la correction suivante: t' = t,*.(H1) 2 H2 L'angle de vitesse 0 est alors calculé de la manière suivante avec la pente corrigée de la ligne d'interférences, à partir de l'équation (D) : = arc tan X(f o) H X'(fO) H2

Claims (27)

REVENDICATIONS

1. Procédé de détermination passive de données de repérage comme la vitesse de déplacement, la distance

ou le trajet d'un véhicule qui émet de l'énergie ondula-

toire qu'il produit lui-même, notamment d'un navire, à partir d'un point de mesure dans lequel l'énergie ondulatoire est reçue par des transducteurs et convertie en des signaux électriques de réception,et dans lequel une direction de réception de l'énergie ondulatoire par rapport à une direction de référence est établie comme un angle de relèvement, procédé caractérisé en ce que le point de mesure se trouve dans un domaine de

mesure dans une couche de transmission avec des caracté-

ristiques de dispersion de l'énergie ondulatoire émise par le véhicule, en ce que, au point de mesure, sont disposés au moins deux transducteurs à une certaine l'un de l'autre, en ce que les signaux reçus par chaque transducteur sont soumis continuellement à une analyse de fréquence et que les intensités en fonction de la fréquence et du temps sont mémorisées, en ce que, à partir des intensités mémorisées des signaux reçus par chaque transducteur, une fraction déterminée est sélectionnée dans une bande de fréquence prédéterminée et un intervalle de temps prédéterminé, en ce qu'un décalage de temps mutuel des échantillons d'intensité dans les deux fractions est déterminé, et que, d'une part pour déterminer la vitesse du véhicule, une composante de vitesse radiale de la vitesse du

véhicule est obtenue à partir de la distance des trans-

ducteurs multipliée par le quotient du sinus de l'angle de relèvement et du décalage de teraps, et que d'autre part, pour déterminer la distance entre le point de mesure et le véhicule à l'intérieur de l'un des fractionnements, des lignes d'interférences dépendantes de la fréquence sont obtenues à partir d'intensités voisines de même amplitude et la variation ou la pente en fonction de la fréquence est déterminée pour au moins

SE36 2590679

une ligne d'interférences se situant à l'intérieur du fractionnement et la distance est obtenue à partir du produit de la pente et du quotient du sinus de l'angle de relèvement et du décalage dans le temps multiplié par la distance des transducteurs.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une composante tangentielle de la vitesse du véhicule est obtenue à partir du produit de la distance

et de la variation dans le temps de l'angle de relève-

ment.

3. Procédé selon la revendication 2, carac-

térisé en ce que les signaux reçus par les deux transduc-

teurs sont utilisés pour déterminer l'angle de relèvement et sa variation dans le temps, en ce qu'une différence de temps de transit des signaux reçus est mesurée dans un intervalle de fréquences situé au-dessus de la bande de fréquence et que l'angle de relèvement et sa variation dans le temps sont calculés en-tenant compte de la

distance entre les transducteurs.

4. Procédé selon la revendication 3, carac-

térisé en ce qu'un troisième transducteur est disposé

au point de mesure, de manière que les trois transduc-

teurs forment de préférence un triangle équilatéral dans la couche de transmission parallèle à son plan limite, et en ce que les transducteurs sont utilisés par paires pour déterminer le décalage de temps et la différence de

temps de transit.

5. Procédé selon la revendication 4, carac-

térisé en ce que les angles par rapport aux médianes des distances entre les transducteurs de chaque paire sont calculés à partir des différences de temps de transit, en ce que ces angles sont convertis en valeurs angulaires par rapport à une direction de référence commune et sont comparés entre eux et que l'angle de relèvement est déterminé à partir des différences de temps de transit

qui sont associées avec les même valeurs angulaires.

6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, fis 2590679 caractérisé en ce que les différences de temps de transit déterminées, ou les décalages dans le temps,; ou les deux, sont comparés entre eux, en ce que pour le calcul de la distance et de la vitesse du véhicule, la plus grande différence de temps de transit est combinée avec le décalage dans le temps obtenu à partir des signaux reçus des transducteurs d'une même paire, ou le décalage dans le temps maximal est combiné avec la différence de temps de transit obtenue à partir des signaux reçus par

les transducteurs d'une même paire.

7. Procédé selon la revendication 6, carac-

térisé en ce que les différences de temps de transit ayant les mêmes valeurs angulaires sont comparées entre elles et que l'angle de relèvement et sa variation dans le temps sont déterminés à partir de la plus petite

différence de temps de transit.

8. Procédé selon la revendication 7, carac-

térisé en ce que, en plus de l'angle de relèvement, le trajet est déterminé à partir d'un angle de vitesse qui se situe entre la composante radiale de vitesse et

la vitesse du véhicule.

9. Procédé selon la revendication 8, carac-

térisé en ce que l'angle de vitesse est calculé au moyen de l'arctangente, à partir du produit de la pente, d'un facteur et de la variation dans le temps de l'angle

de relèvement.

10. Procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la bande

de fréquence avec sa fréquence moyenne sont déterminées de manière que pour chaque fréquence, un taux de modulation des intensités mémorisées soit déterminé à l'intérieur de l'intervalle de temps et qu'une région de fréquences voisines pour la variation de fréquence du taux de modulation se situe au-dessus d'un seuil soit choisie

comme bande de fréquence. -

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'intervalle de fréquence pour le relèvement est choisi dans un écart par rapport à la bande de fréquence et sa fréquence moyenne de manière que les vitesses de phase des ondes soient à peu près constantes à l'intérieur de cet intervalle de fréquence, en fonction de la fréquence, et égales à la vitesse de - propagation de l'énergie ondulatoire dans le milieu

de la région de mesure.

12. Procédé selon la revendication 11, carac-

térisé en ce que la distance est calculée à partir du produit de la pente, de la différence de temps de transit, de la vitesse de propagation et d'un facteur, divisé par le décalage de temps de l'échantillon d'intensité

des signaux reçus des transducteurs d'une même paire.

13. Procédé selon la revendication 12, carac-

térisé en ce que la composante de vitesse radiale est obtenue par la différence de temps de transit multipliée par la vitesse de propagation, et divisée par le décalage

de temps correspondant.

14. Procédé selon la revendication 13, carac-

térisé en ce que la vitesse du véhicule est calculée en utilisant le théorème de Pythagore, par élévation au carré de la composante radiale et de la composante tangentielle de vitesse, par addition et extraction de

racine carrée. -

15. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la longueur d'ondes d'interférences est déterminée par des ondes propres qui interfèrent deux fois dans la couche de transmission en fonction de la fréquence et que leur dérivé par rapport au temps est forméepar rapport à la fréquence moyenne, et que le facteur est formé à partir du quotient de la longueur d'ondes d'interférences par la fréquence moyenne et sa dérivée.

16. Procédé selon la revendication 12, carac-

térisé en ce que le facteur est choisi égal à 1,1 fois la

valeur de la fréquence moyenne de la bande de fréquences.

I ''j 2590679

17. Procédé selon l'une quelconques des reven-

dications 1 à 16, caractérisé en ce que l'intervalle de temps est choisi proportionnel aux longueurs d'ondes d'interférences d'ondes propres qui interfèrent deux fois entre elles dans la couche de transmission, formée en raison de la fréquence moyenne choisie, et qu'au moins deux lignes d'interférences sont reçues sur la

fréquence moyenne.

18. Procédé selon la revendication 17, carac-

térisé en ce que la distance entre les transducteurs est choisie inférieure à la moitié de la longueur d'ondes d'interférences d'ondes propres qui interfèrent deux fois entre elles dans la couche de transmission, formée en

raison de la fréquence moyenne choisie.

19. Procédé selon la revendication 18, carac-

térisé en ce que les transducteurs sont disposés à l'intérieur de la couche de transmission à une distance parallèle à leur plan limite, telle qu'en raison des

ondes propres d'ordre supérieur à l'intérieur du fraction-

nement, plus de deux lignes d'interférences soient formées

sur la fréquence moyenne.

20. Procédé selon l'-une quelconque des revendi-

cations 1 à 19, caractérisé en ce que, à partir des signaux reçus par chaque transducteur, des spectres de densité de

charge à court terme sont formés pour l'analyse de fré-

quence dans des unités de temps prédéterminées, et par rapport à une base de temps, et sont mémorises comme des intensités en fonction de la fréquence, et en ce que la base de temps est formée en trame dans des unités de temps, l'intervalle de temps englobant un nombre

prédéterminé d'unitésde temps.

21. Procédé selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 20, caractérisé en ce que la pente est déterminée par une approximation d'une droite sur une

ligne d'interférences.

22. Procédé selon la revendication 21, carac-

térisé en ce que, à l'intérieur d'un système de coordonnées

de fréquence en fonction du temps des échantillons d'inten-

sité, formés b Dareir de la fréquence et des unités de temps, 6.Zt 25906?9 les intensités le long d'une droite disposée de façon quelconque dans un fractionnement sont mesurées, en ce

que pour l'approximation de la droite sur la ligne d'in-

terférences, la droite est tournée et décalée dans le temps ou dans la fréquence ou les deux, jusqu'à ce que les intensités mesurées le long de la droite présentent

des écarts aussi faibles que possible.

23. Procédé selon la revendication 22, carac-

térisé en ce que à l'intérieur d'un système de coordonnées de fréquences en fonction du temps des échantillons

d'intensité, les intensités le long d'une droite dispo-

sée de façon quelconque dans un fractionnement-sont mesurées, en ce que pour l'approximation de la droite sur la ligne d'interférences, la valeur moyenne des intensités qui sont mesurées le long de la droite est formée, en ce qu'en outre, les intensités individuelles sont élevées au carré et additionnées et que la somme est divisée par le nombre des intensités mesurées, en ce qu'à partir de cette valeur, l'écart standard relatif des intensités par rapport à la valeur moyenne est formé et que le plus petit écart de la droite par rapport à la ligne d'interférences est obtenu quand

l'écart moyen relatif est le plus petit.

24. Procédé selon la revendication 22 ou 23, caractérisé, en ce que, dans le système de coordonnées de fréquences en fonction du temps, un échantillon est établi à partir d'un faisceau de droitesqui se coupent à une valeur de 0,1 fois la fréquence moyenne, avec des écarts équidistants de la fréquence moyenne, en ce que, en concordance avec la valeur de la fréquence moyenne, le fractionnement et l'échantillon sont décalés l'un par rapport à l'autre suivant la base de temps jusqu'à ce que les droits individuelles du faisceau soient tangentes aux lignes d'interférences et ne se coupent plus, et en ce que la pente de la ligne de liaison entre le point de rencontre des droites et le point moyen du fractionnement donne la pente

de la ligne d'interférences.

16g3 2590679

25. Procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 24, caractérisé en ce que la distri-

bution d'intensité dans le temps dans un fractionnement

des échantillons d'intensité associés avec un transduc-

teur, suivant chaque fréquence dans une bande de fréquence prédéterminée est mis en corrélation avec

la distribution d'intensité dans le temps des échan-

tillons d'intensité associés avec l'autre transducteur suivant la même fréquence dans l'intervalle de temps

complet, en ce que la moyenne des fonctions de corréla-

tion est établie pour toutes les fréquences et que le décalage dans le temps est déterminé à partir de la position du maximum de la moyenne de la fonction de corrélation.

26. Procédé selon la revendication 25, carac-

térisé en ce que, dans un domaine de mesures avec une profondeur variable entre les plans limite, la composante de vitesse radiale est déterminée en fonction de la variation de profondeur relative au point de mesure, et est corrigée du double de la valeur de la variation

de profondeur relative.

27. Procédé selon la revendication 26, carac-

térisé en ce que la pente est multipliée par le carré du quotient entre la profondeur à la position du véhicule

et la profondeur au point de mesure.