NL8300002A - Werkwijze voor akoestische afstandmeting voor de bepaling van de relatieve positie van een zich onder water bevindend voorwerp ten opzichte van een vaartuig, en inrichting voor de toepassing van de werkwijze. - Google Patents
Werkwijze voor akoestische afstandmeting voor de bepaling van de relatieve positie van een zich onder water bevindend voorwerp ten opzichte van een vaartuig, en inrichting voor de toepassing van de werkwijze. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8300002A NL8300002A NL8300002A NL8300002A NL8300002A NL 8300002 A NL8300002 A NL 8300002A NL 8300002 A NL8300002 A NL 8300002A NL 8300002 A NL8300002 A NL 8300002A NL 8300002 A NL8300002 A NL 8300002A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- pulses
- ship
- measuring
- transmission
- underwater
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims description 20
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 claims 1
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 24
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 4
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 4
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
- G01V1/3817—Positioning of seismic devices
- G01V1/3835—Positioning of seismic devices measuring position, e.g. by GPS or acoustically
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/0009—Transmission of position information to remote stations
- G01S5/0018—Transmission from mobile station to base station
- G01S5/0036—Transmission from mobile station to base station of measured values, i.e. measurement on mobile and position calculation on base station
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
- G01S5/26—Position of receiver fixed by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
- G01S5/30—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Oceanography (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
Description
, # .....-je' 823229/Ke/sn
Korte aanduiding: Werkwijze voor akoestische afstandmeting voor de bepaling van de relatie/e positie van een zich onder water bevindend voorwerp ten opzichte van een vaartuig, en inrichting voor de toepassing van de werkwijze.
Door aanvraagster wordt als uitvinder genoemd: Robert Delignieres.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor akoestische afstandmeting voor de bepaling van de relatieve positie van een zich onder water bevindend voorwerp ten opzichte van een vaartuig.
Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een 5 inrichting voor akoestische afstandmeting voor de bepaling van de positie van een voorwerp dat onder water wordt gesleept ten opzichte van een sleepboot. Dit gesleepte voorwerp is bijvoorbeeld een geprofileerd lichaam of "vis", door een kabel met een schip verbonden, en waarin zich oceanografische apparaten bevinden. Dit voorwerp ver-10 plaatst zich onder water op een zekere afstand van de bodem en bevat bijvoorbeeld een echolood, een Doppler-sonar of een laterale sonar die bestemd zijn om de baan ervan te bepalen ten opzichte van de bodem van de waterlaag, of om echogrammen te maken van de oppervlakte van de bodem of de onderliggende lagen. Een dergelijke vis 15 wordt bijvoorbeeld beschreven in het Franse octrooischrift 2.412.853.
Wanneer een schip zich in diepe zee verplaatst kan de lengte van de kabel die de verbinding maakt met de vis zeer grote waarden bereiken, tot meerdere kilometers. Doordat aan de sleepkabel wordt 20 getrokken, en door veranderingen van de sleepsnelheid en de stromingen, kan de positie van de vis in aanzienlijke mate variëren, waardoor het moeilijk is de plaats nauwkeurig te bepalen.
8300002 » \ I 4 -2-
Een eerste bekende werkwijze bestaat hierin dat op de waterbodem een aantal bakens wordt geplaatst, waarvan de plaatsen bekend zijn, en dat ten opzichte daarvan zowel de positie van het slepende schip als die van de zich onder water bevindende vis worden bepaald. 5 Deze werkwijze vereist echter, wanneer de zone waarover het schip zich verplaatst uitgebreid is, het onder water brengen van een groot aantal markeerbakens, of het dikwijls verplaatsen daarvan; de toepassing van de werkwijze wordt daardoor moeilijk.
Een tweede bekende werkwijze, die bruikbaar is onafhankelijk 10 van de afmetingen van de navigatiezones, bestaat in het met akoestische middelen bepalen van de relatieve positie van de vis ten opzichte van het schip, waarbij de positie van dit laatste wordt bepaald met gebruikmaking van systemen voor markering op zee van een ander bekend type, zoals radioplaatsbepalingssystemen.
15 Er is een inrichting bekend voor toepassing van deze tweede werkwijze, met akoestische golfontvangers die onder het schip zijn bevestigd in de buurt van elkaar, en een in de vis aangebrachte akoestische pulszender. Een akoestisch afstandmeetsysteem is bestemd voor het meten van de voortplantingstijd van akoestische pulsen die 20 vanaf de zender worden uitgezonden en door de respectieve ontvangers worden ontvangen. Het aanvangstijdstip, dat als referentie dient voor de meting van de tijdsintervallen, is het tijdstip waarop een zendopdracht wordt overgebracht door de kabel die het schip en de vis verbindt om de daarin aangebrachte pulszender in werking te 25 stellen.
Er is een andere inrichting bekend die dezelfde methode toepast en die ook akoestische golfontvangers bevat die in eikaars omgeving onder het schip zijn bevestigd, een met de vis verbonden akoestische pulszender en ook een afstandmeetsysteem dat de inter-30 vallen meet van de voortplantingstijden van de akoestische pulsen tussen de zender en de ontvangers. Hij onderscheidt zich van de eerste in wezen door het feit dat de zendopdracht naar de zich in de vis bevindende zender wordt overgebracht door een zich in het ., 6 » -3- water voortplantend akoestisch signaal vanaf het schip·
De bekende werkwijze die bestaat uit het overbrengen van een akoestisch signaal vanaf de vis om dat op het schip te ontvangen, bezit nadelen· Het signaal dat door de voortplanting vanaf het 5 voorwerp zeer verzwakt is, wordt ontvangen in een zone met sterke ruis (lawaai van machines, wind, golven, ruis die ontstaat door de oppervlaktenavigatie enz·), en de verhouding tussen het signaal en de ruis is klein, hetgeen hinderlijk is voor de nauwkeurigheid van de uitgevoerde afstandmetingen. Bovendien zijn de akoestische golf-10 ontvangers in het algemeen onder de romp van het schip bevestigd in eikaars onmiddellijke nabijheid, hetgeen de nauwkeurigheid van de uitgevoerde metingen ook nog ongunstig beïnvloed·
Met de werkwijze volgens de uitvinding kan de relatieve positie worden bepaald van een voorwerp dat zich op grote diepte 15 onder water bevindt ten opzichte van een slepend schip, aan het einde van een kabel, door meting van de voortplantingstijd van akoestische pulsen tussen n verschillende plaatsen van uitzending aan het schip en een plaats van ontvangst op het zich onder water bevindende voorwerp· De werkwijze is gekenmerkt doordat deze omvat: 20 - de transmissie van een reeks van n akoestische pulsen, die elk worden uitgezonden vanaf één van de verschillende plaatsen van uitzending aan het schip, en waarbij de tijdsduur van de uitzending van de reeks voldoende kort wordt gekozen zodat gedurende die tijd de verplaatsing van het schip verwaarloosbaar is; 25 - het achtereenvolgens op de plaats van ontvangst op het zich onder water bevindende voorwerp ontvangen van de pulsen van de uitgezonden reeks; - het op het zich onder water bevindende voorwerp meten van de respectieve voortplantingstijden van de pulsen van de uitgezonden 30 reeks; - het op numerieke waarde brengen van de uitgevoerde metingen; » * , ï -4- - de transmissie van de numerieke gegevens door de kabel, en - het op het schip combineren van de verschillende overgebrachte metingen met gebruikmaking van de waarden van de afstanden tussen de plaatsen van uitzending en de waarden van de tijdsinter- 5 vallen tussen de pulsen van elke pulsreeks, om de coördinaten te bepalen van het zich onder water bevindende voorwerp ten opzichte van het schip.
Een eerste uitvoeringsvorm is gekenmerkt doordat de vanaf de verschillende plaatsen van uitzending uitgezonden akoestische 10 pulsen een identieke frequentie hebben en achtereenvolgens worden uitgezonden. Een tweede uitvoeringsvorm is gekenmerkt doordat de uitgezonden akoestische pulsen vanaf de verschillende plaatsen van uitzending onderling verschillende frequenties hebben.
De werkwijze volgens de uitvinding bezit ten opzichte van 15 de oudere werkwijzen het voordeel dat de ontvangst van de uitgezonden akoestische golven plaatsvindt ver van de oppervlakte, in rustig water. Het zich onder water bevindende voorwerp is in het algemeen goed geprofileerd, en de eigen ruis als gevolg van de hydrodynamische verplaatsing ervan is zeer gering ten opzichte van 20 de ruis van verschillende oorsprong die samenhangt met de navigatie aan de oppervlakte. De signaal/ruisverhouding die wordt verkregen met de werkwijze volgens de uitvinding is dus veel beter. Dit komt tot uiting in een toename van de nauwkeurigheid die wordt verkregen in de meting van de voortplantingstijden van de akoes-25 tische signalen, of hun relatieve fasen, want de bij deze metingen gemaakte fouten zijn, zoals de vakman bekend is, omgekeerd evenredig met de vierkantswortel van de energieverhouding tussen signaal en ruis.
De werkwijze volgens de uitvinding bezit ook het voordeel 30 dat de metingen van de verschillende voortplantingstijden worden uitgevoerd op het zich onder wate^bevindende voorwerp en in numerieke waarden worden omgezet alvorens naar de kabel te worden overgebracht. De gecodeerde signalen die de uitdrukking vormen van de é * -5- numeriek gemaakte metingen die op de kabel worden gezet, kunnen ge-makkelijk worden gereconstrueerd, zelfs wanneer ze worden vervormd door een lange voortplanting of wanneer ze willekeurige fasever-anderingen ondergaan als gevolg van inhomogeniteiten van de trans-5 missiekabel, en de nauwkeurigheid van de afstandmetingen die worden uitgevoerd op het zich onder water bevindende voorwerp kan dus behouden blijven.
De inrichting voor toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding omvat middelen voor het uitzenden van akoestische golven 10 op meerdere verschillende plaatsen van het vaartuig, op het schip opgestelde middelen voor het opwekken van pdsen met dezelfde tijdsduur en dezelfde frequentie die in de tijd zijn verschoven, waarbij deze pulsen respectievelijk worden overgebracht naar de zendmiddelen, ontvangstmiddelen voor de pulsen op het zich onder water bevinden-15 de voorwerp en middelen voor het berekenen van de coördinaten van het voorwerp ten opzichte van het schip. De inrichting omvat een klokelement dat geplaatst is in het zich onder water bevindende voorwerp voor het opwekken van een signaal dat een tijdschaal bepaalt, bestemd voor het sturen van de middelen voor het opwekken 20 van de pulsen, een chronometerinrichting en een inrichting voor het meten van faseverschillen die behoren bij het genoemde voorwerp voor het meten van de voortplantingstijden van de verschillende pulsen van elke reeks in afhankelijkheid van de periode van het door het klokelement opgewekte signaal, een bij het voorwerp beho-25 rende inrichting voor het meten van de diepte daarvan onder water, welke inrichting, evenals de chronometerinrichting en de inrichting voor het meten van de faseverschillen voorzien zijn van erin opgenomen middelen om de gemeten waarden numeriek uit te drukken met gebruikmaking van het door het klokelement opgewekte signaal, en 30 een systeem voor de overbrenging van de metingen vanaf het zich onder water bevindende voorwerp naar de rekenmiddelen op het schip.
De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening.
• 4 9 -6-
Fig. 1 toont een onder water gelegen voorwerp dat door een kabel met een oppervlaktevaartuig is verbonden;
Fig, 2 toont schematisch een opstelling van de zenders onder het vaartuig en het assenstelsel (0, x, y, z) waarmee de positie 5 van het voorwerp ten opzichte van het vaartuig kan worden bepaald; Fig. 3 toont een projectie op het vlak Oxy van de plaatsen van uitzending en van de positie van het zich onder water bevindende ύ voorwerp;
Fig. 4 toont de chronogrammen van de verschillende uitgezon-10 den en ontvangen akoestische pulsen volgens een eerste uitvoeringsvorm van de werkwijze;
Fig. 5 toont de chronogrammen van deze zelfde pulsen volgens een tweede uitvoeringsvorm van de werkwijze, en fig. 6 toont schematisch een inrichting voor toepassing van 15 de eerste uitvoeringsvorm van de werkwijze.
Het stelsel volgens de uitvinding is bijvooikeeld bestemd om de positie te bepalen van een geprofileerd lichaam of "vis" 1 2 (fig. 1) ten opzichte van een vaartuig zoals een schip/waarmee het verbonden is door een multifunctionele kabel 3 die bestaat uit 20 trekkabels en elektrische geleiders waarmee gegevens kunnen worden overgebracht tussen oceanografische en elektronische inrichtingen van allerlei typen die zich in de vis bevinden en exploitatie-apparatuur voor deze gegevens welke geïnstalleerd is op de sleepboot 2. Een leiplaat 23 van bekend type is aan het ondereinde van de 25 kabel 3 bevestigd om de vis diep onder water te houden.
De zendomzetters 4, 5, 6 (fig. 2), die zorgen voor het uitzenden van de akoestische golven, zijn aan de romp van het vaartuig 2 bevestigd op plaatsen die zo ver mogelijk van elkaar gelegen zijn en bij voorkeur opgenomen zijn in geprofileerde lichamen om de stro-30 mingsturbulenties te reduceren. Deze (niet weergegeven) lichamen zijn bijvoorbeeld magnetisch bevestigd aan de romp van het schip.
De besturing van de zendomzetters die zich daarin bevinden wordt uitgevoerd via de romp van het schip door een akoestische of magnetische ï , -7- koppeling. De geprofileerde lichamen kunnen ook blijvend bevestigd zijn onder de romp van het schip, en de besturing ervan kan worden verzorgd door elektrische verbindingen die door de romp heen lopen· Twee van de omzetters (4, 5) zijn geplaatst volgens een as 5 loodrecht op de lengteas van het schip op twee plaatsen A en 5 die symmetrisch ten opzichte daarvan zijn. De derde omzetter 6 is geplaatst in een punt C op de langsas. De dwarsafstand van de twee omzetters 4 en 5 en de afstand tussen het punt C en de dwarsver-lopende lijn die A en B verbindt, zijn zo groot mogelijk gekozen 10 binnen grenzen die zich laten verenigen met de afmetingen van het schip. Door M wordt de plaats aangeduid van de vis 1 waar een ont-vangstomzetter 7 is bevestigd, door Ox, Oy, Oz een stelsel van drie assen die respectievelijk georiënteerd zijn volgens de lengteas van het schip, volgens een dwarsas die gaat door de punten A en 15 B en vervolgens de verticaal, en waarvan de oorsprong vastgelegd is in het midden van het segment AB, door X, Y, Z de coördinaten van het punt M in dit assenstelsel, en door R de afstand OM. De hoek tussen de projectie OM1 van OM op het vlak xOy en de as y wordt aangeduid door 0, die tussen deze zelfde projectie met OM 20 wordt aangeduid door p ·
De projectie van het segment AB (fig. 3) op de richting OM1 wordt aangeduid door Γχ en de projectie van het segment 0C op dezelfde richting wordt aangeduid door r^· Tenslotte wordt door d en d' de afstanden AB respectievelijk 0C aangeduid· 25 Er kan gemakkelijk worden aangetoond dat de coördinaten X, Y van het punt M ten opzichte van het met het schip verbonden assenstelsel 0, x, y, z worden verkregen door de volgende betrekkingen: x * f. rxCosf 3° Y = f ryCosf 0) -8-
Om de diepte Z van de vis 1 onder water te bepalen wordt daarin een (niet weergegeven) drukmeetinrichting opgenomen.
De waarden van R, r en r , waarmee in combinatie met de X y waarden van Z die gegeven worden door de drukmeetinrichting en de 5 waarden van d en d' die bekend zijn uit de constructie, de coördinaten van de vis ten opzichte van het schip kunnen worden berekend, worden verkregen door afstandmetingen.
Volgens een eerste uitvoeringsvorm van de werkwijze omvat elke zend-ontvangstcyclus van akoestische golven (fig. 4) het in het punt 10 A op een tijdstip tj uitzenden van een puls Ej met de tijdsduur At en met een bepaalde frequentie f, vervolgens het in het punt C uitzenden van een tweede, identieke puls Eg vanaf een tijdstip tg dat later is dan t.j, en tenslotte het in het punt B uitzenden van een derde puls Eg, ook identiek, vanaf een tijdstip tg dat later ligt 15 dan t^. Deze drie pulsen planten zich voort naar de vis onder water en worden achtereenvolgens ontvangen door de in het punt M geplaatste ontvangstomzetter 7 op tijdstippen t'j, t'g, t'g die afhangen van de verschillende voortplantingstijden van de signalen.
In het algemeen ligt t'g na t'g door de gekozen afstand c('. Ondat 20 de uitgezonden pulsen door de voortplanting worden vervormd, worden de ontvangen akoestische signalen R-j, Rg, R2 versterkt en worden ze opnieuw in vorm gebracht, zodat men nauwkeurig de respectieve aankomsttijdstippen t'j, t'g en t'g kan bepalen. Dit opnieuw in vorm brengen omvat bijvoorbeeld een vergelijking van de amplitude 25 van de signalen met een bepaalde drempelwaarde.
Door wordt het tijdsinterval (tj, tg) aangeduid tussen de stijgende flanken FE^ en FEg van de pulsen Ej en Eg, door T het tijdsinterval (tg, t*^) tussen de stijgende flank van FEg van de puls Eg en het tijdstip waarop de amplitude van de ontvangen 30 puls R.j de drempelwaarde overschrijdt, door Tx het interval (t'.j, t'g) tussen de tijdstippen waarop de amplituden van de pulsen R.j en Rg de drempelwaarde bereiken en tenslotte door Ty het interval ( t'.j, t^) tussen de tijdstippen waarop de amplituden van de -9- pulsen Rj en Rg ook de vereiste drempelwaarde bereiken.
Het kan gemakkelijk worden aangetoond dat, wanneer de tijdsintervallen T, Tx, Ty en de diepte Z worden gemeten, en wanneer de vastgestelde waarde van Tg wordt gebruikt, de verschillende benodig- 5 de parameters R, r , r en cosy worden berekend aan de volgende x y / betrekkingen: R s c(T + kTx)
r = c(Tx - T_) x E
ry = c(Ty - kTx) (2) j o 10 cos ψ = V 1 - Z /r2 waarin c de snelheid aanduidt van de akoestische golven in het water en k een getal is dat gelijk is aan de verhouding tussen de tijdsintervallen (tg-tj) en (t^-tj). Wanneer de waarden van R, Γχ, en cos ψ zijn bepaald, worden dan de coördinaten X en Y van het 15 punt M berekend met de toepassing van de betrekkingen (1).
De tijdsintervallen (tg-t^), (tg-tj) worden zo gekozen dat, ongeacht de positie van het punt M in de werkelijke omstandigheden waaronder wordt gefunctioneerd, de pulsen R-j, R^ en Rg achtereenvolgens worden ontvangen, zodat men zonder dubbelzinnigheid de ont-20 vangen pulsen kan associëren met de bijbehorende uitgezonden pulsen, onafhankelijk van de positie van de zich onder water bevindende vis achter het schip.
Volgens een tweede uitvoeringsvorm van de werkwijze (fig. 5) worden de pulsen Ej, Eg en E^ gelijktijdig uitgezonden maar zijn 25 de verschillende frequenties f^, fg en f^ ervan onderling verschillend, zodat men zonder dubbelzinnigheid de achtereenvolgende aan-komsttijdstippen t*^, t*g en t'g ervan in het punt M van het voorwerp kan onderscheiden. De betrekkingen waarmee R, r , r en cos ^ x y kunnen worden bepaald zijn identiek aan die van de groep (2) maar 30 hier zijn de tijdsintervallen Tg en tg-t^ teruggebracht tot nul.
Volgens de betrekkingen (1) en (2), en onafhankelijk van -10- cie gebruikte uitvoeringsvorm, ziet men dat, door de punten van uitzending A, B, C te leggen op plaatsen van de romp van het vaartuig die onderling zo ver mogelijk van elkaar af gelegen zijn, de waarden van cl en <T groter worden en ook de verschillen in de voortplantings-5 tijden Tx, Ty voor een bepaalde waarde Tg, zodat dus de relatieve fouten kleiner worden die men maakt bij de metingen van r , ren de x y coördinaten X, Y.
Verwijzend naar fig. 6 ziet men dat de inrichting voor toepassing van de werkwijze een inrichting omvat die geplaatst is 10 in de vis en een inrichting Ng die geplaatst is op het schip. Deze twee inrichtingen zijn onderling verbonden door elektrische geleiders 8 die opgenomen zijn in de verbindingskabel 3 (fig. 1).
0e inrichting omvat een zendinrichting 9 die bestemd is om de door de omzetter 7 (fig. 2) ontvangen pulsen te versterken en 15 in vorm te brengen, zodat de achtereenvolgende tijdstippen t1^, t'g, t*2 (fig. 4 en 5) kunnen worden bepaald waarop de respectieve amplituden van deze pulsen bijvoorbeeld een bepaalde drempelwaarde bereiken. Hij omvat verder een chronometerelement 10, een inrichting 11 voor het meten van de faseverschuiving, van een bekend type, 20 een msetinrichting 14 die een manometercapsule bevat, die bestemd is om een getalsignaal op te wekken dat representatief is voor de diepte van de vis onder water, een klokelement 12 dat een periodiek signaal opwekt waardoor een tijdschaal wordt bepaald, en een multiplexor 13. De uitgang van de ontvangstinrichting 9 is verbonden 25 met de ingang van het chronometerelement 10 en met de ingang van de inrichting 11 voor het meten van de faseverschuiving. De uitgangen van het element 10, de inrichting 11 en de drukmeetinrichting 14 zijn respectievelijk verbonden met de ingangen van de multiplexor 13. De uitgang van het klokelement 12 is verbonden met een ingang 30 van het chronometerelement 10, van de inrichting 11 voor het meten van de faseverschuiving en van de drukmeetinrichting 14. De uitgangen van de multiplexor 13 zijn verbonden met de elektrische geleiders 8.
De inrichting Ng omvat een demultiplexor 15 waarvan de in- ' ί ? -11- gangen verbonden zijn met het andere einde van de elektrische geleider 8· Een uitgang van de demultiplexor 15 is verbonden met een eerste ingang van een rekeninrichting 16· Een tweede ingang ervan is verbonden met een station 17 voor de verticaliteit, bestemd om 5 correctiesignalen op te wekken waarmee rekening kan worden gehouden met stampen en rollen· Een derde ingang van de rekeninrichting 16 is verbonden met een gyrocompas 18 dat bestemd is om correctiesignalen op te wekken om rekening te houden met de koersveranderingen van het schip. Een tweede uitgang van de demultiplexor 15 is 10 verbonden met de ingang van een synchronisatie-element 19 dat bestemd is om opdrachtpulsen op te wekken met frequentie f en tijdsduur At op de tijdstippen tj, tg, t^ (fig. 4). De frequentie f wordt bijvoorbeeld gelijk gekozen aan een onderveelvoud van de frequentie van het signaal dat wordt opgewekt door het klokelement 15 12. De opdrachtpulsen worden respectievelijk overgebracht naar de ingangen van drie versterkers 20, 22, 21 waarvan de uitgangen respectievelijk verbonden zijn met de drie zendomzetters 4, 6, 5.
Elk daarvan vormt, tezamen met zijn versterker, een zendinrichting.
De door de inrichting uitgevoerde metingen van de tijd 20 en/of de faseverschillen worden in numerieke vorm overgebracht naar de inrichting Ng, waardoor elke kwaliteitsvermindering van de informatie wordt voorkomen onafhankelijk van de lengte van de kabel die de vis met het schip verbindt. De bits die de overgebrachte numerieke woorden vormen worden op de geleiders 8 afgegeven met een 25 ritme dat wordt bepaald door het klokelement 12. Het hierdoor opgewekte signaal wordt daardoor gebruikt om de inrichting in zijn geheel te synchroniseren.
De inrichting werkt als volgt. Een referentiepuls, bijvoorbeeld gevormd door een stijgende flank van het door het klokelement 30 12 uitgezonden signaal, wordt op het tijdstip t^ uitgezonden naar de inrichting Ng aan de oppervlakte door de geleiders 8, en tegelijk wordt hij gebruikt om het chronometer-element 10 in werking te zetten, dat begint de achtereenvolgende kiokpulsen te tellen.
‘ v r v -12-
De referentiepuls wordt ontvangen door het synchronisatie-element 19, dat een eerste pulsvormig signaal Ej opwekt met de freqentie f en tijdsduur At , en dat naar de versterker 20 wordt gezonden, vervolgens een tweede signaal Eg en een derde signaal E^, die res-g pectievelijk naar de versterkers 22 en 21 worden gezonden op de tijdstippen tg en t^, waarbij het tijdsinterval tussen het eerste en het derde opgewekte signaal een veelvoud is van de periode van het kloksignaal. De versterkte pulsvormige signalen worden achtereenvolgens aangelegd aan de omzettere 4, 6 en 5 en in het 10 water uitgezonden.
De omzetter 7 ontvangt achtereenvolgens de pulsen die zich vanaf het vaartuig naar de vis voortplanten, en de ontvanginrichting 9 versterkt deze en brengt ze in vorm. De stijgende flanken van de in vorm gebrachte pulsen R1' R3' Rg die de achtereenvolgende tijd-15 stippen t*^, t1^, t'g bepalen, worden overgebracht naar het chrono-meterelement 10 dat de aantallen perioden bepaalt van het kloksignaal die opgezameld zijn tussen het aanvangstijdstip t^ en de genoemde tijdstippen, met een foutmarge die hoogstens gelijk is aan een periode van het kloksignaal, en hij vormt deze aantallen om tot 20 numerieke woorden.
Om de metingen te verfijnen worden de achtereenvolgens door de ontvanginrichting ontvangen signalen R^, R^, Rn ook aangelegd aan de inrichting 11 voor het meten van faseverschillen. Deze meet-faseverschillen die kleiner zijn dan een tijdseenheid tussen de 25 ontvangen signalen en het signaal dat door het klokelement 12 wordt opgewekt en drukt deze numeriek uit.
De multiplexor 13 verbindt achtereenvolgens het klokelement 10, de inrichting 11 voor het meten van de faseverschuivingen en de inrichting 14 voor het meten van de druk met de geleiders 8 in de 30 kabel» De achtereenvolgens door de inrichting Ng ontvangen signalen worden gedemultiplexeerd door het element 15 en vervolgens overgebracht naar de rekeninrichting 16 die overgaat tot het berekenen van tijdsintervallen T, Tx, Ty (fig. 4) en vervolgens van de para- . t 5 * -13- meters R, Γχ, en cos ψ , overeenkomstig de groepbetrekkingen (2), en tenslotte de coördinaten X, Y in overeenstemming met de groepbetrekkingen (1)· De rekeninrichting Ié is ingericht om in zijn berekeningen de gegevens te integreren die geleverd worden 5 door het verticaliteitsstation 17 en het gyrocompas 18.
Het type multiplexor 13 wordt gekozen in afhankelijkheid van het aantal oceanografische apparaten dat zich in de vis bevindt, vermeerderd met het aantal elementen in de inrichting voor de afstandmeting, die naar het schip de informatie moeten 10 overforengen die ze hebben verzameld.
Binnen het kader van de uitvinding kunnen de elektrische verbindingsleicüngen 8 worden vervangen door elke andere wijze van transmissie van gegevens.
- conclusies -
Claims (8)
1. Werkwijze voor akoestische afstandmeting, voor de bepaling van de relatieve positie van een voorwerp dat zich op grote diepte onder water bevindt ten opzichte van een slepend schip aan het einde van een kabel, door meting van de voortplantingstijd van akoestische 5 pulsen tussen n verschillende plaatsen van uitzending aan het schip en een plaats van ontvangst op het zich onder water bevindende voorwerp, met het kenmerk dat de werkwijze omvat: - de transmissie van een reeks van n akoestische pulsen, die elk worden uitgezonden vanaf één van de verschillende plaatsen van 10 uitzending aan het schip, en waarbij de tijdsduur van de uitzending van de reeks voldoende kort wordt gekozen zodat gedurende die tijd de verplaatsing van het schip verwaarloosbaar is; - het achtereenvolgens op de plaats van ontvangst op het zich onder water bevindende voorwerp ontvangen van de pulsen van de uit- 15 gezonden reeks; - het op het zich onder water bevindende voorwerp meten van de respectieve voortplantingstijden van de pulsen van de uitgezonden reeks; - het op numerieke waarde brengen van de uitgevoerde metin- 20 gen; - de transmissie van de numerieke gegevens door de kabel, en - het op het schip combineren van de verschillende overgebrachte metingen met gebruikmaking van de waarden van de afstanden tussen de plaatsen van uitzending en de waarden van de tijdsinter- 25 vallen tussen de pulsen van elke pulsreeks, om de coördinaten te bepalen van het zich onder water bevindende voorwerp ten opzichte van het schip,
2. Werkwijze volgens conclusie 1,met het kenmerk dat de vanaf de verschillende plaatsen van uitzen- 30 ding uitgezonden akoestische pulsen een identieke frequentie hebben « I» -15- * > en achtereenvolgens worden uitgezonden.
3. Werkwijze volgens conclusie 1, net het ken merk dat de vanaf de verschillende plaatsen van uitzending uitgezonden akoestische pulsen onderling verschillende frequenties 5 hebben.
4. Werkwijze volgens conclusie 1, net het ken merk dat deze verder omvat het meten van de diepte van het voorwerp onder water, welk gegeven, na numeriek te zijn gemaakt, overgebracht wordt naar het schip.
5. Inrichting voor het toepassen van de werkwijze volgens conclusie 1, omvattend middelen voor het uitzenden van akoestische golven op meerdere verschillende plaatsen van het vaartuig,- op het schip opgestelde middelen (19) voor het opwekken van pulsen met dezelfde tijdsduur en dezelfde frequentie die in de tijd zijn ver-15 schoven, waarbij deze pulsen respectievelijk worden overgebracht naar de zendmiddelen, ontvangstmiddelen (7, 9) voor de pulsen op ' het zich onder water bevindende voorwerp en middelen (16) voor het berekenen van de coördinaten van het voorwerp ten opzichte van het schip, met het kenmerk dat de inrichting een 20 klokelement (12) omvat dat geplaatst is in het zich onder water bevindende voorwerp voor het opwekken van een signaal dat een tijdschaal bepaalt, bestemd voor het sturen van de middelen (19) voor het opwekken van de pulsen, een chronometerinrichting (10) en een inrichting (11) voor het meten van faseverschillen die behoren bij 25 het genoemde voorwerp voor het meten van dg^oortplantingstijden van de verschillende pulsen van elke reeks in afhankelijkheid van de periode van het door het klokelement opgewekte signaal, een bij het voorwerp behorende inrichting (14) voor het meten van de diepte daarvan onder water, welke inrichting, evenals de chronometerin-30 richting en de inrichting voor het meten van de faseverschillen voorzien zijn van erin opgenomen middelen om de gemeten waarden numeriek uit te drukken met gebruikmaking van het door het klok- ·» to. V -16- element opgewekte signaal, en een systeem voor de overbrenging van de metingen vanaf het zich onder water bevindende voorwerp naar de rekenmiddelen op het schip. ó. Inrichting volgens conclusie 5, met het ken· 5 merk dat het transmissiesysteem een multiplexor (13) omvat, bestemd om achtereenvolgens de chronometerinrichting (10), de inrichting (11) voor het meten van faseverschillen en de inrichting (14) voor het meten van de diepte onder water aan te sluiten op de kabel, en een demultiplexor (15) die enerzijds met de kabel is ver-10 bonden en anderzijds met de rekeninrichting (16) en met de middelen (19) voor het opwekken van pulsen.
7. Inrichting volgens conclusie 5, met het ken merk dat de rekenmiddelen (16) verbonden zijn met een ver-ticaalheidsstation (17) en een gyrocompas (18).
8. Inrichting volgens conclusie 5, m e t het ken merk dat de zendinrichtingen drie omzettere (4, 5, 6) omvatten, die niet op een lijn liggen, en die een met het vaartuig verbonden assenstelsel bepalen waarin de positie van het voorwerp wordt bepaald.
9. Inrichting volgens conclusie 8, met het ken- m er k dat de omzetters aangebracht zijn op plaatsen aan het vaartuig die onderling op afstand liggen.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8200042 | 1982-01-05 | ||
| FR8200042A FR2519424B1 (fr) | 1982-01-05 | 1982-01-05 | Methode de telemesure acoustique pour la determination de la position relative d'un objet immerge par rapport a un vehicule et dispositif pour sa mise en oeuvre |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8300002A true NL8300002A (nl) | 1983-08-01 |
Family
ID=9269709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8300002A NL8300002A (nl) | 1982-01-05 | 1983-01-03 | Werkwijze voor akoestische afstandmeting voor de bepaling van de relatieve positie van een zich onder water bevindend voorwerp ten opzichte van een vaartuig, en inrichting voor de toepassing van de werkwijze. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4559621A (nl) |
| JP (1) | JPS58213271A (nl) |
| CA (1) | CA1191243A (nl) |
| DE (1) | DE3300230A1 (nl) |
| FR (1) | FR2519424B1 (nl) |
| GB (1) | GB2113391B (nl) |
| NL (1) | NL8300002A (nl) |
| NO (1) | NO160032C (nl) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2543766B1 (fr) * | 1983-03-28 | 1985-07-19 | Inst Francais Du Petrole | Procede de transmission de signal sans liaison electrique au travers d'une paroi conductrice, la coque d'un navire par exemple, et dispositif pour sa mise en oeuvre |
| NO161090C (no) * | 1983-04-29 | 1989-06-28 | Norske Stats Oljeselskap | Fremgangsmaate til posisjonsbestemmelse av marin seismisk mottagerkabel. |
| USH549H (en) * | 1985-04-22 | 1988-12-06 | Shell Oil Company | Apparatus and method for locating towed seismic apparatus |
| GB8531952D0 (en) * | 1985-12-31 | 1986-02-05 | Sar Plc | Stereo balance adjuster |
| GB8603289D0 (en) * | 1986-02-11 | 1986-03-19 | Zeevi E I | Distance measuring apparatus |
| FR2600173B1 (fr) * | 1986-06-13 | 1988-08-26 | Inst Francais Du Petrole | Procede pour determiner la geometrie d'un dispositif d'emission d'ondes sismiques multi-sources |
| FR2606158B1 (fr) * | 1986-10-31 | 1989-04-07 | Inst Francais Du Petrole | Procede et dispositif pour determiner la position d'objets immerges par rapport au navire qui les remorque |
| FR2669118B1 (fr) * | 1990-11-13 | 1993-04-02 | Geophysique Cie Gle | Dispositif d'enregistrement et de traitement de donnees de magnetisme marin. |
| FR2714734B1 (fr) * | 1993-12-30 | 1996-04-05 | Thomson Csf | Procédé de localisation acoustique d'un véhicule remorqué par un bateau. |
| FR2722883B1 (fr) * | 1994-07-19 | 1996-08-23 | Thomson Csf | Systeme de positionnement acoustique pour vehicule sous-marin |
| FR2785993A1 (fr) * | 1998-11-16 | 2000-05-19 | Hubert Thomas | Procede et dispositif de localisation d'objets sous-marins dotes d'une liaison filaire avec la surface |
| DK1275012T3 (da) * | 2000-03-03 | 2010-12-06 | Atlas Elektronik Gmbh | Fremgangsmåder og systemer til at navigere under vand |
| US6256264B1 (en) * | 2000-06-23 | 2001-07-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Localization of a submerged tow vehicle (lost) |
| US6819984B1 (en) * | 2001-05-11 | 2004-11-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | LOST 2—a positioning system for under water vessels |
| US7275547B2 (en) * | 2003-10-08 | 2007-10-02 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Method and system for determining the location of a medical probe using a reference transducer array |
| FR2864249B1 (fr) * | 2003-12-19 | 2006-02-03 | Thales Sa | Systeme d'evitement d'obstacles pour navires multi-coques rapides |
| FR2930649B1 (fr) * | 2008-04-24 | 2016-01-22 | Ixsea | Systeme de positionnement acoustique sous-marin |
| FR2979710B1 (fr) * | 2011-09-06 | 2014-08-29 | Ixblue | Dispositif et procede acoustique de positionnement |
| GB201203669D0 (en) | 2012-03-02 | 2012-04-18 | Go Science Ltd | Determining position of underwater node |
| US9286879B2 (en) | 2012-09-17 | 2016-03-15 | Blackberry Limited | Localization of a wireless user equipment (UE) device based on out-of-hearing band audio signatures for ranging |
| US9078055B2 (en) * | 2012-09-17 | 2015-07-07 | Blackberry Limited | Localization of a wireless user equipment (UE) device based on single beep per channel signatures |
| US9165547B2 (en) | 2012-09-17 | 2015-10-20 | Blackberry Limited | Localization of a wireless user equipment (UE) device based on audio masking |
| EP2770344B1 (en) * | 2013-02-21 | 2015-09-09 | Sercel | Method and device for estimating a relative position between towed acoustic linear antennas |
| US9405314B1 (en) * | 2014-05-02 | 2016-08-02 | Cadence Design Systems, Inc. | System and method for synchronously adjusted delay and distortion mitigated recovery of signals |
| US9829565B1 (en) * | 2016-02-19 | 2017-11-28 | The United States Of America As Represneted By The Secretary Of The Navy | Underwater acoustic beacon location system |
| JP6956364B2 (ja) * | 2017-06-21 | 2021-11-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 水中測位システム、水上艇、水中航走体、及び水中測位方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA972062A (en) * | 1972-05-05 | 1975-07-29 | Chevron Research And Technology Company | Method of initiating and collecting seismic data related to strata underlying bodies of water using a continuously moving seismic exploration system located on a single boat |
| US3831136A (en) * | 1972-05-05 | 1974-08-20 | Chevron Res | Method of initiating and collecting seismic data related to strata underlying bodies of water using a continuously moving seismic exploration system located on a single boat |
| FR2218571B1 (nl) * | 1973-02-21 | 1976-05-14 | Erap | |
| US3928840A (en) * | 1974-04-19 | 1975-12-23 | Us Navy | Tracking system for underwater objects |
| US3962672A (en) * | 1975-07-16 | 1976-06-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Tethered vehicle location system |
| US4037189A (en) * | 1975-10-20 | 1977-07-19 | Western Gear Corporation | Method and apparatus for determining the profile of an underwater pipeline |
| US4087780A (en) * | 1976-06-28 | 1978-05-02 | Texaco Inc. | Offshore marine seismic source tow systems and methods of forming |
| NO147618L (nl) * | 1976-11-18 |
-
1982
- 1982-01-05 FR FR8200042A patent/FR2519424B1/fr not_active Expired
-
1983
- 1983-01-03 NL NL8300002A patent/NL8300002A/nl not_active Application Discontinuation
- 1983-01-03 NO NO830004A patent/NO160032C/no unknown
- 1983-01-05 CA CA000418897A patent/CA1191243A/fr not_active Expired
- 1983-01-05 JP JP58000389A patent/JPS58213271A/ja active Pending
- 1983-01-05 US US06/455,707 patent/US4559621A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-01-05 GB GB08300168A patent/GB2113391B/en not_active Expired
- 1983-01-05 DE DE19833300230 patent/DE3300230A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58213271A (ja) | 1983-12-12 |
| DE3300230A1 (de) | 1983-07-21 |
| GB2113391B (en) | 1985-07-31 |
| GB8300168D0 (en) | 1983-02-09 |
| US4559621A (en) | 1985-12-17 |
| NO160032C (no) | 1989-03-01 |
| CA1191243A (fr) | 1985-07-30 |
| FR2519424A1 (fr) | 1983-07-08 |
| NO830004L (no) | 1983-07-06 |
| FR2519424B1 (fr) | 1985-10-11 |
| GB2113391A (en) | 1983-08-03 |
| NO160032B (no) | 1988-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL8300002A (nl) | Werkwijze voor akoestische afstandmeting voor de bepaling van de relatieve positie van een zich onder water bevindend voorwerp ten opzichte van een vaartuig, en inrichting voor de toepassing van de werkwijze. | |
| US4532617A (en) | System for locating a towed marine object | |
| US4216537A (en) | Sonar for the topographic representation of a submerged surface and underlying strata | |
| US4862422A (en) | Method for determining the geometry of a multisource seismic wave emission device | |
| US4635236A (en) | Submerged marine streamer locator | |
| US4845686A (en) | Method and device for determining the position of immersed objects with respect to the ship which tows them | |
| US3906352A (en) | Method of making a three-dimensional seismic profile of ocean floor | |
| KR100195576B1 (ko) | 이동 물체 속도 측정 장치 | |
| CN101482614A (zh) | 声音传播速度建模方法、装置和系统 | |
| GB2089043A (en) | Determination of the Location of a Submerged Marine Seismic Streamer | |
| US3388372A (en) | Determination of ocean sound velocity profiles | |
| CN108398690B (zh) | 一种海底反向散射强度测量方法 | |
| US4970698A (en) | Self-calibrating sonar system | |
| GB1478023A (en) | Velocity measuring apparatus | |
| US3441901A (en) | System for measuring sound velocity in water as a function of depth | |
| RU75061U1 (ru) | Активный гидролокатор | |
| US4176338A (en) | High resolution acoustic navigation system | |
| KR100979286B1 (ko) | 수중 거리 및 방위를 측정하는 장치 및 방법 | |
| RU2581416C1 (ru) | Способ измерения скорости звука | |
| WO1989004975A1 (en) | Transducer device for acoustic log | |
| RU2084923C1 (ru) | Гидроакустическая синхронная навигационная система дальнего действия | |
| EP0393269A1 (en) | Range-Finding Apparatus | |
| CN101469982A (zh) | 利用震测排列的声脉冲发射器的深度测量 | |
| GB1334585A (en) | Methods and apparatus for determining the distance travelled by vehicle with respect to a reference surface making use of the doppler effect | |
| RU2229226C1 (ru) | Устройство для поиска рыбы |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed | ||
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| BV | The patent application has lapsed |