NO160032B - Fremgangsmaate og apparat for akustisk telemetrering. - Google Patents

Fremgangsmaate og apparat for akustisk telemetrering. Download PDF

Info

Publication number
NO160032B
NO160032B NO830004A NO830004A NO160032B NO 160032 B NO160032 B NO 160032B NO 830004 A NO830004 A NO 830004A NO 830004 A NO830004 A NO 830004A NO 160032 B NO160032 B NO 160032B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
ship
pulses
time
acoustic
transmitted
Prior art date
Application number
NO830004A
Other languages
English (en)
Other versions
NO830004L (no
NO160032C (no
Inventor
Robert Delignieres
Original Assignee
Inst Francais Du Petrole
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Francais Du Petrole filed Critical Inst Francais Du Petrole
Publication of NO830004L publication Critical patent/NO830004L/no
Publication of NO160032B publication Critical patent/NO160032B/no
Publication of NO160032C publication Critical patent/NO160032C/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G01V1/3817Positioning of seismic devices
    • G01V1/3835Positioning of seismic devices measuring position, e.g. by GPS or acoustically
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/0009Transmission of position information to remote stations
    • G01S5/0018Transmission from mobile station to base station
    • G01S5/0036Transmission from mobile station to base station of measured values, i.e. measurement on mobile and position calculation on base station
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/18Position-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
    • G01S5/26Position of receiver fixed by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/18Position-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
    • G01S5/30Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (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)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Description

Denne oppfinnelse angår akustisk teleme-
trering for bestemmelse av den relative posisjon av et neddykket objekt i forhold til et fartøy.
Oppfinnelsen er mer spesielt rettet mot et akustisk tele-metriapparat for bestemmelse av posisjonen av et neddykket , slepet objekt, i forhold til et slepende fartøy. Det objekt som slepes, er f.eks. et profilformet legeme eller en "fisk"
som gjennom en kabel er forbundet med et skip, og som inneholder oseanografiske apparater. Det utfører undersjøiske manøvre i en viss avstand fra bunnen og inneholder for eksempel et ekkolodd, en dopplersonar eller sidesonar innrettet til å bestemme dets bevege1sesbane i forhold til sjøbunnen eller for å frembringe ekkogrammer av sjøbunnen eller de underliggende lag. En slik fisk eller svømmelegerae er f.eks. beskrevet i fransk patent nr. 2 412 853.
Når skipet beveger seg over dype områder, kan den kabel
som danner forbindelsen med svømmelegemet, komme opp i meget store lengder (flere kilometer). Som følge av bremsevirkningen på slepekabelen, variasjoner i slepehastighet og vannstrømmene, kan posisjonen av svømmelegemet variere vesentlig, hvilket gjør det vanskelig å vité hva som er dets nøyaktige beliggenhet.
En første kjent metode består i at det på bunnen anbringes en samling merkefyr eller -stasjoner plassert i kjente posisjoner, og i forhold til disse å bestemme både posisjonen av slepeskipet og posisjonen av det neddykkede svømmelegeme.
Denne metode krever i tilfelle av utstrakte seilings- eller manøvreringssoner for skipet, at det nedsenkes et stort antall lokaliserende merkestasjoner og hyppig forflytting av disse, slik at anvendelse av slike blir vanskelig.
En annen kjent metode som kan brukes uavhengig av seilings-sonenes utstrekning, består i at man ved hjelp av akustiske midler bestemmer den relative posisjon av svømmelegemet i forhold til skipet, idet skipets posisjon bestemmes ved utnyttelse av sjølokaliseringssystemer av annen type, så som radionaviga-sjonssysterner.
En kjent innretning for utførelse av denne annen metode omfatter akustiske bølgesensorer festet nær hverandre under skipet, og en akustisk pulssender plassert på svømmelegemet.
Et akustisk telemetrisystem er innrettet til å måle forplantningstiden for akustiske pulser som leveres fra senderen, henholdsvis blir mottatt av sensorene. Det utgangstidspunkt som brukes som referanse for måling av tidsintervallene, er det ved hvilket en sendeordre blir overført gjennom den kabel som forbinder skipet med svømmelegemet, for å utløse den pulssender som er anbragt i dette.
En annen kjent innretning som anvender samme metode, omfatter også akustiske bølgesensorer festet under skipet i nær-heten av hverandre, en akustisk pulssender som er fast anbragt på svømmelegemet og dessuten et telemetrisystem som måler tidsintervallene for den akustiske pulsforplantning mellom senderen og sensorene. Denne innretning adskiller seg fra den foregående ved at sendeordrén blir overført til senderen på svømmelegemet ved hjelp av et akustisk signal som forplanter seg gjennom vannet fra skipet.
Den kjente metode som består i overføring av et akustisk signal fra svømmelegemet og i mottagning av dette på skipet,
er beheftet med ulemper, signalet som svekkes i vesentlig grad under sin gang fra objektet, blir mottatt i en sone med meget støy (støy fra maskiner, vind, bølger og støy generert ved overflateseiling etc.... ) og signal/støy-forholdet er lavt, hvilket således er skadelig for nøyaktigheten av de utførte telemetrimålinger.
Dessuten blir de akustiske sensorer vanligvis festet under skipets skrog i umiddelbar nærhet av hverandre, slik at det fremkommer en ytterligere ugunstig virkning på nøyaktigheten av de foretatte målinqer.
Ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det mulig å bestemme posisjonen av et objekt som er neddykket på stor dybde, i forhold til et skip som sleper objektet ved enden av en kabel, og fremgangsmåten kjennetegnes ved
(a) at akustiske pulser utsendes, idet hver puls blir avgitt fra ett av minst tre forskjellige sendesteder på skipet, på en slik måte at skipets forflytning under utsendelsestiden er i det vesentlige neglisjerbar, og at nevnte akustiske pulser kan skjelnes fra hverandre etter forplantning av pulsene til objektet; (b) at de utsendte pulser mottas på ett mottagningssted på det neddykkede objekt; (c) at de respektive forplantningstider for de utsendte pulser måles på det neddykkede objekt fra utsendelsestidspunkt til mottakingstidspunkt; (d) at de målte verdier digitaliseres for å tilveiebringe data på digital form; (e) at de digitale data overføres ved hjelp av nevnte kabel til skipet; og (f) at på skipet kombineres de forskjellige måleverdier som utgjør nevnte overførte digitale data ved å utnytte verdiene for avstandene mellom sendestedene og verdiene for tidsintervallene mellom de overførte pulsene, og at koordinatene for det neddykkede objekt i forhold til skipet bestemmes fra disse verdier på forutbestemt måte.
Ifølge en første utførelsesform har de akustiske pulser som utsendes fra de forskjellige steder, samme frekvens og blir utsendt sekvensmessig. Ifølge en annen utførelse har de akustiske pulser som utsendes fra de forskjellige steder, sær-skilte frekvenser og blir utsendt samtidig.
Sammenlignet med tidligere kjente metoder medfører fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen den fordel at de utsendte akustiske bølger blir mottatt langt f_a overflaten i rolig vann. Det neddykkede objekt er vanligvis gitt en god profil eller strømlinjeform og den støy som er nøye knyttet til den hydro-dynamiske bremsevirkning, er meget lav sammenlignet med støy av forskjellig opprinnelse som opptrer i forbindelse med over-flatenavigasjon eller -seiling. Lee signal/støy-forhold som blir oppnådd ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen,
er følgelig langt bedre. Dette resulterer i en øket nøyaktig-het oppnådd ved måling av forplantnings- eller gangtider for akustiske signaler eller deres relative fase, da det som vel-kjent på området, er slik at feilene i disse målinger er om-vendt proporsjonale med kvadratroten av signal/støy-effektfor-holdet.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen innebærer også den fordel at forplantningstidene blir målt på det neddykkede objekt og blir digitalisert før de gjennom kabelen blir overført til skipet. De kodede signaler representerer digitali-serte måleverdier og når de overføres på kabel, kan de lett rekonstrueres selv om de skulle bli deformert over en lang forplantningsvei eller bli utsatt for tilfeldige fasevariasjoner som følge av ikke-homogene karakteristikker for overførings-kabelen, og følgelig kan nøyaktigheten i avstandsmålinger foretatt på det neddykkede objekt bibeholdes.
Apparatet for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter en anordning for utsendelse av akustiske bølger ved flere forskjellige steder på skipet, en anordning plassert på skipet for generering av pulser med samme varighet og samme frekvens, men med innbyrdes tidsforskyvning, hvilke respektive pulser blir overført til sendeanordningen, en anordning for mottagning av pulsene på det neddykkede objekt og en anordning for beregning av koordinatene av objektet i forhold til skipet.
Apparatet kjennetegnes ved et klokkeorgan plassert i det neddykkede objekt for generering av et signal som definerer en tidsskala, innrettet til å styre pulsgeneratoranordningen, tidsstyringsanordninge og en faseskiftmåleinnretning tilforordnet objektet for måling av forplantningstiden av de forskjellige pulser i hver sekvens i forhold til perioden av det signal som genereres av klokkeorganet, og en anordning tilforordnet objektet for måling av dettes dybde i vannet, hvilken anordning såvel som tidsstyringsanordningen og faseskift-måleinnretningen omfatter en digitaliseringsanordning innrettet til å digitalisere de målte verdier ved anvendelse av det signal som genereres av klokkeorganet, og et system for overføring av de målte verdier fra det neddykkede objekt til en beregningsanordning ombord i skipet.
Andre særegne trekk og fordeler ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og ved apparatet for utførelse av denne, vil fremgå av den følgende beskrivelse under henvisning til teg-ningene, hvor: Figur 1 viser et neddykket objekt som er forbundet med et overflatefartøy gjennom en kabel; Figur 2 viser skjematisk en plassering av sendeanordningen under fartøyet og det aksesystem (0, x, y, z) ved hjelp av hvilket posisjonen av objektet i forhold til fartøyet kan bestemmes;
Figur 3 viser en projeksjon i planet Oxy av sendestedene
og av posisjonen, av det neddykkede objekt; Figur 4 viser tidsforløpet av de forskjellige akustiske pulser som blir sendt og mottatt ifølge en første ut-førelsesform av fremgangsmåten; Figur 5 viser tidsforløpet av de samme pulser ifølge en
annen utførelse; og
Figur 6 viser skjematisk et apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge den første utførelsesform..
Systemet ifølge oppfinnelsen er f.eks. innrettet til å bestemme posisjonen av et svømmelegeme eller en "fisk" 1 (Figur 1) i forhold til et fartøy så som et skip 2 som det er forbundet med gjennom en flerfunksjonkabel 3, omfattende slepe-kabler og elektriske ledere idet data overføres mellom oseanografiske og elektroniske apparater av hvilken som helst type anbragt i svømmelegemet, og databehandlingsapparater anbragt på slepeskipet 2. En deflektor 23 av kjent type er festet til den nedre ende av kabelen 3 for'å holde svømmelegemet 1 neddykket på stor dybde.
Transdusere 4, 5, 6 (Figur' 2) for utsendelse av akustiske bølger er festet til skroget på skipet 2 på steder som har størst mulig avstand fra hverandre og fortrinnsvis er innkorpo-rert i profilerte eller strømlinjeformede legemer for å reduse-re strømningsturbulenser. Disse legemer (ikke vist) blir festet til skipets skrog og de transdusere som inngår, blir styrt for eksempel ved hjelp av å tilkoble elektriske ledere som føres gjennom skroget.
To av transduserne 4, 5 er plassert langs en akse som står vinkelrett på skipets lengdeakse, og i to posisjoner A, B sym-metrisk i forhold til denne akse. Den tredje transduser 6 er plassert i et punkt C på lengdeaksen. Den sideveis avstand mellom de to transdusere 4 og 5 og avstanden mellom punkt C og den tverrgående akse som forbinder A og B, blir valgt så stor som mulig innenfor de begrensninger som settes av skipets stør-relse. M angir det sted på svømmelegemet 1 hvor det festes en transdusermottager 7. Ox, Oy og Oz er de tre respektive akser som er orientert i retninger svarende til skipets lengdeakse, den tverrgående akse som går gjennom punktene A, B og av en vertikal linje. Det felles origo for disse akser er i midten av segmentet AB. Angivelsene X, Y, Z er koordinatene for punkt M i dette aksesystem og R er avstanden OM. Vinkelen mellom projeksjonen OM<1> av OM på planet xOy og aksen y er betegnet 6, mens vinkelen mellom den samme projeksjon og OM er betegnet ip.
Projeksjonen av segmentet AB (Figur 3) på retningen OM'
er betegnet med r^ og projeksjonen av segmentet OC på samme
retning er betegnet med r^. Endelig betegner d og d' de respektive avstander AB og OC.
Det kan lett vises at koordinatene X, Y for punktet M med hensyn til aksesystemet 0, x, y, z tilforordnet skipet, kan bli oppnådd ved hjelp av følgende relasjoner:
For å bestemme dybden Z av svømmelegemet 1 i vannet, er det i dette innbefattet en trykknåleinnretning (ikke vist).
Verdiene av R, r , r som i kombinasjon med de verdier
x y
av z som leveres av trykkmåleinnretningen og med de verdier av d og d' som bestemmes ved konstruksjonen, gjør det mulig å beregne koordinatene av svømmelegemet i forhold til skipet, blir oppnådd ved hjelp av telemetrimålinger.
Ifølge en første utførelsesform av fremgangsmåten omfatter hver sende/mottagnings-syklus for akustiske bølger (Figur 4) utsendelse ved punktet A i tidspunktet t^ av en puls E^ med varighet At og med en spesifikk frekvens f, og derefter i punktet C utsendelse av en annen identisk puls E2 i tidspunktet t2 efter t^, og endelig i punkt B utsendelse av en likeledes identisk og tredje puls E^, i tidspunktet t^ efter tidspunktet t^. Disse tre pulser forplanter seg mot det neddykkede svømmelegeme og blir suksessivt mottatt av transduser-mottageren 7 som befinner seg i punktet M på tidspunktene t'lf fc'3' fc,2 avhengig av signalenes respektive forplantnings-eller gangtider. Vanligvis vil tidspunktet t'2 følge efter t'3 som følge av det valgte mellomrom d'. Da de utsendte pulser blir deformert under sin forplantning, blir de mottatte akustiske signaler , , R2 forsterket og formet på nytt slik at det blir mulig å foreta en nøyaktig bestemmelse av deres respektive ankomsttider t'^, t'3, t'2. Dette formetrinn omfatter for eksempel en sammenligning av amplituden av signalene med en forutbestemt terskelverdi.
Angivelsen T blir brukt til å betegne tidsintervallet { t^, t3> mellom forkantene FE^^ og FE^ på pulsene E^ og E3, mens T betegner tidsintervallet(t2, t'^) mellom forkanten FE2 på pulsen E2°9 det tidspunkt da amplituden av den mottatte puls går gjennom terskelverdien, og T betegner intervallet (t'^, f ) mellom de tidspunkter da amplitudene av pulsene R^ og R^ når opp i terskelverdien og endelig betegner T intervallet (t<1>^, t'2) mellom de tidspunkter da amplitudene av pulsene R^ og R2 også når opp i den nødvendige terskelverdi.
Det kan lett vises at ved måling av tidsintervallene
T, T og T og dybden Z og ved å anvende den forutbestemte verdi T£, kan de forskjellige nødvendige parametre R, r^, r^ samt Cos beregnes ut fra følgende relasjoner:
hvor c betegner hastigheten av de akustiske bølger gjennom vann og k er et tall lik forholdet mellom tidsintervallene (t2 - t^) og (t^ - t^). Når verdiene av R, rx, r^ samt Cos ip er bestemt, kan koordinatene X og Y for punktet M beregnes ved anvendelse av relasjonene (1).
Tidsintervallene (t2~t^), (t^-t^) er valgt slik at uavhengig av posisjonen av punktet M under effektive arbeids-betingelser, blir pulsene R^, R^ og R2 mottatt efter hverandre slik at det er mulig på utvetydig måte å tilforordne de mottatte pulser til de tilsvarende utsendte pulser, uansett posisjonen av det neddykkede svømmelegeme bak skipet.
Ifølge en annen utførelsesform av fremgangsmåten '(Figur 5) blir pulsene E^, E2 og E^ utsendt samtidig, men deres respektive frekvenser f^, f2, f3 er forskjellige fra hverandre, slik at det blir mulig å foreta en utvetydig identifikasjon av deres suksessive .ankomsttider t'^, t' , t'2 i objektets punkt M. De relasjoner som gjør det mulig å bestemme R,
rx, r^ og Cos ip, er identiske med dem i gruppe (2), men i foreliggende tilfelle er tidsintervallene TE og t2~t^ redusert til null.
Ut fra relasjonene (1) og (2) og uansett hvilken ut-førelsesform som anvendes, kan det sees at ved å plassere sendepunktene A, B, C i beliggenheter på skipsskroget lengst mulig fra hverandre, blir verdiene d og d' og differansene i forplantningstider T , T yfor en bestemt verdi T„ øket og
x y E
følgelig blir de relative feil i de målte verdier for r x , r yog koordinatene X, Y redusert.
Betraktes Figur 6 kan det sees at apparatet for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, omfatter en enhet anbragt i svømmelegemet og en enhet N2 plassert på skipet. Disse to enheter er sammenkoblet ved hjelp av elektriske ledere 8 som er innbefattet i forbindelseskabelen 3 (Figur 1).
Enheten omfatter en mottagerdel 9 innrettet til å for-sterke og forme de akustiske pulser som blir mottatt fra transduseren 7 (Figur 2), for å bestemme de suksessive tidspunkter t'^, t'^, t'2 (Figurene 4 og 5) ved hvilke de respektive ampli-tuder av disse pulser for eksempel oppnår en forutbestemt terskelverdi. Den omfatter også et tidsstyringselement 10,
en faseskift-måleinnretning 11 av kjent type, en måleinnretning 14 omfattende en manometrisk kapsel innrettet til å frembringe et digitalisert signal som representerer svømmelegemets dybde i vannet, et klokkeorgan 12 som genererer et periodisk signal som definerer en tidsskala, og en multiplekser 13. Utgangen av mottagerdelen 9 er forbundet med inngangen på tidselementet 10 og med inngangen på faseskift-måleinnretningen 11. Utgangene av elementet 10 og av innretningen 11 samt av trykkmåleinnretningen 14 er forbundet med respektive innganger på multiplek-seren 13. Utgangen av klokkeorganet 12 er forbundet med inngangen på tidselementet 10, på faseskift-måleinnretningen 11 og på trykkmåleinnretningen 14. Utgangene av multiplakseren 13 er forbundet med elektriske ledere 8.
Enheten N2 omfatter en demultiplekser 15 hvis innganger er forbundet med den annen ende av de elektriske ledere 8.
En utgang av demultiplekseren 15 er forbundet med en første inngang på en datamaskin 16. En annen inngang på denne er forbundet med en vertikal-sentralstasjon 17 innrettet til å generere korreksjonssignaler som tar hensyn til stampe- og rulleeffekter. En tredje inngang på datamaskinen 16 er forbundet med et gyrokompass 18 innrettet til å generere korrek-
sjonssignaler som tar hensyn til skipets kursvariasjoner.
En annen utgang på demultiplekseren 15 er forbundet med inngangen på et synkroniseringselement 19 innrettet til å generere styrepulser med frekvens f og varighet At i tidspunkter t^, t2, t (Figur 4). Frekvensen f er valgt lik et submulti-plum av frekvensen av det signal som genereres av f.eks. klokkeorganet 12. Styrepulsene blir overført til inngangene på respektive tre forsterkere 20, 22, 21 hvis utganger er forbundet med respektive tre sendetransdusere 4, 6, 5. Hver av disse som er tilforordnet en forsterker, utgjør en sende-enhet eller sendedel.
Målingene av tid og/eller faseforskyvning som foretas av enheten N^, blir overført til enheten N2 i digital form, slik at man unngår enhver forringelse av informasjonen uavhengig av lengden av den kabel som forbinder skipet med svømmelegemet. De bits som utgjør de digitale ord, blir overført på lederne 8 med en hastighet som bestemmes av klokkeorganet 12. Det signal som genereres av sistnevnte organ, blir følgelig brukt til synkronisering av hele apparatet.
Apparatet virker på følgende måte:
En referansepuls dannet f.eks. av en forkant på det sig* nal som utsendes av klokkeorganet 12, blir overført i tidspunktet t^ til enheten N2 på overflaten gjennom lederne 8 og samtidig brukes den til å igangsette tidsstyringselementet 10 som begynner å telle de suksessive klokkepulser. Referanse-pulsen blir mottatt av synkroniseringselementet 19 som genererer et første pulssignal E^ med frekvens f og varighet At,
som overføres til forsterkeren 20, og derefter et annet signal E2 og et tredje signal E3 som overføres til de respektive forsterkere 22 og 21 i tidspunktene t2 og t3, idet tidsintervallet T„ E mellom det første og det tredje genererte signal er et multiplum av klokkesignalperioden. De forsterkede pulssignaler blir suksessivt påtrykket transduserne 4, 6 og 5 og blir utsendt gjennom vannet.
Transduseren 7 mottar suksessivt de pulser som har for-plantet seg fra skipet til svømmelegemet og mottagerdelen 9 forsterker disse og former dem. Forkantene av de tilformede pulser R^, R3, R2 definerer de suksessive tidspunkter t'lf t'3, f2 og overføres til tidselementet 10 som bestemmer det antall klokkesignalperioder som er samlet mellom utgangstids-punktet t^ og de nevnte tidspunkter, med en feiltoleranse som maksimalt er lik en periode av klokkesignalet, og omdanner disse tall til digitale ord.
For å øke nøyaktigheten i målingene blir de signaler
R^, R^, R2 som suksessivt blir mottatt av mottagerdelen, også påtrykket faseskift-måleinnretningen 11. Denne innretning måler faseforskyvninger som er mindre enn én tidsenhet mellom de mottatte signaler og det signal som genereres av klokkeorganet 12, og bringer disse på digital form.
Multiplekseren 13 kobler i sekvens tidselementet 10, faseskift-måleinnretningen 11 og trykkmåleinnretningen 14 til lederne 8 i kabelen. De data som sekvensmessig blir mottatt av enheten N2, blir demultiplekset av elementet 15 og så over-ført til datamaskinen 16 som beregner tidsintervallene T, T , T (Figur 4), derefter parametrene R, r , r , Cos ip, i henhold y x y
til den foran viste gruppe relasjoner (2) og endelig koordinatene X, Y i samsvar med gruppen av relasjoner (1). Datamaskinen 16 er innrettet til under sine beregninger å innbe-fatte de data som leveres av vertikal-sentralstasjonen 17 og gyrokompasset 18.
Typen av multiplekser 13 blir valgt i overensstemmelse med det antall oseanografiske apparater som befinner seg i svømmelegemet i tillegg til elementene i telemetriapparatet eller -enheten N^, som må overføre informasjon oppsamlet i denne, til skipet.
Det ligger ikke utenfor rammen for denne oppfinnelse å erstatte forbindelseslederne 8 med hvilke som helst andre dataoverføringsmidler.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for akustisk telemetrering for bestemmelse av posisjonen av et objekt som er neddykket på stor dybde, i forhold til et skip som sleper objektet ved enden av en kabel, karakterisert ved : (a) at akustiske pulser utsendes, idet hver puls blir avgitt fra ett av minst tre forskjellige sendesteder pi skipet, på en slik mate at skipets forflytning under utsendelsestiden er i det vesentlige neglisjerbar, og at nevnte akustiske pulser kan skjelnes fra hverandre etter forplantning av pulsene til objektet; (b) at de utsendte pulser mottas på ett mottagningssted på det neddykkede objekt; (c) at de respektive forplantningstider for de utsendte pulser måles på det neddykkede objekt fra utsendelsestidspunkt til mottakingstidspunkt; (d) at de målte verdier digitaliseres for å tilveiebringe data på digital form; (e) at de digitale data overføres ved hjelp av nevnte kabel til skipet; og (f) at på skipet kombineres de forskjellige måleverdier som utgjør nevnte overførte digitale data ved å utnytte verdiene for avstandene mellom sendestedene og verdiene for tidsintervallene mellom de overførte pulsene, og at koordinatene for det neddykkede objekt i forhold til skipet bestemmes fra disse verdier på forutbestemt måte.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de akustiske pulser som utsendes fra de forskjellige steder, har samme frekvens og blir utsendt suksessivt, slik at de mottas suksessivt på nevnte mottagningssted.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at de akustiske pulser som utsendes fra de forskjellige steder, hver har frekvens som er forskjellig fra de andre.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter måling av objektets dybde i vannet, idet denne måle-informasjon blir digitalisert og overført til skipet sammen med de andre digitale data.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at faseskiftet under forplantningen av de overførte pulsene måles, og at den målte faseskift-informasjonen overføres på digital form til skipet gjennom kabelen.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at skipets stamping og rulling måles mens fremgangsmåten forøvrig utføres, idet korreksjoner foretas for de kombinerte forskjellige målte verdier med en faktor som representerer målt stamping og rulling.
7. Apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, omfattende en anordning for utsendelse av akustiske bølger ved flere forskjellige steder på skipet, en anordning (19) plassert på skipet for generering av pulser med samme varighet og samme frekvens, men med innbyrdes tidsforskyvning, hvilke respektive pulser blir overført til sendeanordningen, en anordning (7, 9) for mottagning av pulsene på det neddykkede objekt og en anordning (16) for beregning av koordinatene av objektet i forhold til skipet, karakterisert ved at det omfatter et klokkeorgan (12) plassert i det neddykkede objekt for generering av et signal som definerer en tidsskala, innrettet til å styre pulsgeneratoranordningen (19), tidsstyringsanordningen (10) og en faseskiftmåleinnretning (11) tilforordnet objektet for måling av forplantningstiden av de forskjellige pulser i hver sekvens i forhold til perioden av det signal som genereres av klokkeorganet, og en anordning (14) tilforordnet objektet for måling av dettes dybde i vannet, hvilken anordning såvel som tidsstyringsanordningen og faseskift-måleinnretningen omfatter en digitaliseringsanordning innrettet til å digitalisere de målte verdier ved anvendelse av det signal som genereres av klokkeorganet, og et system for overføring av de målte verdier fra det neddykkede objekt til en beregningsanordning ombord i skipet.
8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at overføringssystemet omfatter en multiplekser (13) innrettet til sekvensmessig å forbinde med kabelen tidsstyringsanordningen (10) , faseskift-måleinnretningen (11) og vanndybde-måleanordningen (14) , og en demultiplekser (15) forbundet med kabelen på den ene side samt med datamaskinen (16) og pulsgeneratoranordningen (19) på den annen side.
9. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at beregningsanordningen (16) er tilforordnet en vertikalsentralstasjon (17) og et gyrokompass (18).
10. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at sendeenhetene omfatter tre ikke innbyrdes innrettede transdusere (4, 5, 6) som definerer et aksesystem tilforordnet skipet, idet posisjonen av objektet bestemmes i forhold til dette aksesystem.
11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at transduserne er plassert på steder på skipet fjernt fra hverandre.
NO830004A 1982-01-05 1983-01-03 Fremgangsmaate og apparat for akustisk telemetrering. NO160032C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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 (3)

Publication Number Publication Date
NO830004L NO830004L (no) 1983-07-06
NO160032B true NO160032B (no) 1988-11-21
NO160032C NO160032C (no) 1989-03-01

Family

ID=9269709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO830004A NO160032C (no) 1982-01-05 1983-01-03 Fremgangsmaate og apparat for akustisk telemetrering.

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4559621A (no)
JP (1) JPS58213271A (no)
CA (1) CA1191243A (no)
DE (1) DE3300230A1 (no)
FR (1) FR2519424B1 (no)
GB (1) GB2113391B (no)
NL (1) NL8300002A (no)
NO (1) NO160032C (no)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
ES2352000T3 (es) * 2000-03-03 2011-02-14 Atlas Elektronik Gmbh Métodos y sistemas para navegar bajo el agua.
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
US9165547B2 (en) 2012-09-17 2015-10-20 Blackberry Limited Localization of a wireless user equipment (UE) device based on audio masking
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
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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 (no) * 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 (no) * 1976-11-18

Also Published As

Publication number Publication date
US4559621A (en) 1985-12-17
FR2519424A1 (fr) 1983-07-08
GB8300168D0 (en) 1983-02-09
GB2113391B (en) 1985-07-31
FR2519424B1 (fr) 1985-10-11
NO830004L (no) 1983-07-06
CA1191243A (fr) 1985-07-30
NL8300002A (nl) 1983-08-01
DE3300230A1 (de) 1983-07-21
JPS58213271A (ja) 1983-12-12
GB2113391A (en) 1983-08-03
NO160032C (no) 1989-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO160032B (no) Fremgangsmaate og apparat for akustisk telemetrering.
US6501704B2 (en) Underwater object positioning system
US6532192B1 (en) Subsea positioning system and apparatus
US4532617A (en) System for locating a towed marine object
US4862422A (en) Method for determining the geometry of a multisource seismic wave emission device
US4870626A (en) Method for determining the position of a marine seismic receiver cable
US4845686A (en) Method and device for determining the position of immersed objects with respect to the ship which tows them
NO156627B (no) Fremgangsmaate og innretning for bestemmelse av beliggenheten av en nedsenket, marin, seismisk hydrofonkabel.
CN112068078A (zh) 一种组合长基线深海水声定位方法
CN102081170A (zh) 基于声学长基线和超短基线组合定位的海底电缆二次定位方法
CN116106875A (zh) 岸基阵坐标联合校准方法、系统、电子设备及存储介质
US4924446A (en) Navigation system and method for determining the position of a relatively noisy platform using underwater transponders
CN209589205U (zh) 一种多波束水深测量系统
AU6155390A (en) Sonar surveying system
KR100971079B1 (ko) Gps를 이용한 소음측정 방법 및 시스템
JP2004245779A (ja) 水中航走体の位置決定システムおよびソノブイ
JPH07270519A (ja) 水中作業機等の位置出し方法
JP5777049B2 (ja) 超音波を用いた波浪計測方法および波浪計測システム
JPH08136650A (ja) 音響測位装置
NO159623B (no) Fremgangsm te foling.
CN208140187U (zh) 一种适用于内陆湖泊的多波束海洋测绘探测设备
JP2001151195A (ja) 水中航走体用音響測位システム
CN111427011A (zh) 海底资产位置标定方法及系统
CN101937103B (zh) 用于辅助拖缆定位的包括定义及产生声学循环步骤的方法
JP2916362B2 (ja) 位置測定における音速補正装置及びその方法