NO305776B1 - Innretning for mÕling av hastigheten av et legeme i bevegelse - Google Patents
Innretning for mÕling av hastigheten av et legeme i bevegelse Download PDFInfo
- Publication number
- NO305776B1 NO305776B1 NO914616A NO914616A NO305776B1 NO 305776 B1 NO305776 B1 NO 305776B1 NO 914616 A NO914616 A NO 914616A NO 914616 A NO914616 A NO 914616A NO 305776 B1 NO305776 B1 NO 305776B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- speed
- ship
- water
- period
- earth
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 146
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 43
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 35
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 18
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 15
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 39
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 22
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 14
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 8
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 101100492797 Mus musculus Atmin gene Proteins 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
- 238000005316 response function Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
-
- 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
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/86—Combinations of sonar systems with lidar systems; Combinations of sonar systems with systems not using wave reflection
-
- 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
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
- G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
- G01S15/60—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track
-
- 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
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/87—Combinations of sonar systems
Description
Oppfinnelsens område
Oppfinnelsen angår en innretning for måling av hastig-
heten av et legeme i bevegelse, såsom et skip og en vannmasse,
og mer spesielt et system for deteksjon av hastigheten av et skip eller hastigheten av en vannstrøm ved utnyttelse av den Doppler-effekt som genereres med ultralydbølger som utbrer seg i vannet.
Teknisk bakgrunn for oppfinnelsen
Ekkosignaler som reflekteres av ting i vann, såsom plankton og små støvpartikler og liknende, og av sjøbunnen, og som skriver seg fra ultralydsignaler som utsendes fra sendende og mottakende omvandlere (transdusere) som er montert på bunnen av et skip, har Doppler-forskjøvne frekvenser på grunn av Doppler-effekten, og gjør det mulig å detektere hastigheten av
det egne skip eller hastigheten av en vannstrøm ved å måle de Doppler-forskjøvne frekvenser.
Når man for eksempel ønsker å detektere skipets hastighet V, utsendes et ultralydsignal (med en bærefrekvens "fo") nedover i en skråretning (i en vinkel 8 i forhold til horisontalen) ved hjelp av en sendende og mottakende omvandler som vist på fig. 4. En Doppler-frekvensforskyvning "fd" som er inkludert i ekkosignalene som reflekteres av sjøbunnen, vil være som følger: hvor "c" er lydhastigheten i vannet. Hastigheten V av et skip kan følgelig oppnås ut fra følgende likning som er en modifikasjon av likning (1).
Det er følgelig nødvendig å detektere Doppler-f rekvens forskyvnin-
gen "fd", og følgende tre metoder er tenkelige for å oppnå denne.
0Frekvenssporingsmetode:
En oscillator med variabel frekvens tilveiebringes i en måleanordning og styres slik at en forskjell mellom frekvensen av utgangssignaler fra oscillatoren og frekvensen av ekkosignaler blir lik null. Frekvensen av ekkosignalene vil bli oppnådd ut fra de varierte frekvenser.
Med denne metode vil imidlertid oscillatorkretsen være
en komplisert kretskonstruksjon i hvilken det benyttes et PLL-system og liknende; det finnes begrensninger i frekvenssporings-
hastigheten og i området for denne; og det er vanskelig å detektere Doppler-forskyvningsfrekvensen med høy nøyaktighet basert på ekkosignaler som skriver seg fra én sending og mottaking av ultralydbølger. På grunn av begrensningen av sporingshastigheten kreves dessuten en sporingskrets for en strålebunt som er dannet av hver av flere omvandlere og for hvert av et antall væskelag som skal måles, slik at et stort antall deler er nødvendig for en innretning, såsom et strømningsmålesys-tem som benytter et antall strålebunter og mottakings-ekkosignaler fra et antall vannlag som skal undersøkes.
© Pulstellingsmetode:
Som vist på fig. 5, er dette en metode for å innstille en viss tidsvarighet fra "tO" til "ti", og å telle antallet av pulser av ekkosignalet som detekteres innenfor tidsvarigheten. Da frekvens uttrykkes ved antallet av bølger (antall pulser) på ett sekund, kan den Doppler-forskjøvne frekvens oppnås i overensstemmelse med n/At, hvor tidsvarigheten for måling er At og antallet av pulser som telles i løpet av tidsvarigheten, er "n" .
For å detektere frekvensen med høy nøyaktighet, må imidlertid en tidsvarighet for måling settes lang. Dette øker tykkelsen av et lag som skal undersøkes og som svarer til tiden fra et tidspunkt "tO" til et annet tidspunkt "ti" (som vist på fig. 4). Som et resultat forringes oppløsning i dybderetningen, og det blir vanskelig å måle en Doppler-forskyvningsfrekvens av et ekkosignal som frembringes på en ønsket dybde.
© Periodedeteksj onsmetode:
Dette er en metode for å oppnå en tid At som kreves for å telle et visst antall pulser "n" som er inkludert i et ekkosignal, hvilket er motsatt av metode ©, og deretter å beregne en midlere periode T (= At/n) for én puls som er inkludert i ekkosignalet, og å invertere perioden (l/T) for å oppnå en Doppler-forskjøvet frekvens. Denne metode måler en tidsvarighet svarende til n pulser som er inkludert i ekkosignalet, med tellings-taktpulser som har en ekstremt høy repetisjonsfrekvens sammenliknet med frekvensen av ekkosignalet, slik at det er mulig å oppnå en Doppler-forskjøvet frekvens med høyere nøyaktighet sammenliknet med metode ©.
Ekkosignaler som reflekteres av en vannmasse som inneholder plankton og liknende, er imidlertid vanligvis meget svake og har ikke noe godt signal/støy-forhold. Som et resultat kan det finnes tilfeller hvor pulser som telles, avbrytes, slik at tiden for måling forlenges. Dessuten kan pulser med unormal frekvens (periode) være inneholdt i ekkosignalene på grunn av støy og liknende, og når de unormale pulser telles, vil tiden for måling bli forkortet. Følgelig blir nøyaktigheten for deteksjon av en Doppler-forskjøvet frekvens forringet i begge tilfeller. Dessuten, som angitt ved metode ©, har det vært et problem at et ekko som genereres på en ønsket dybde, ikke kan avledes nøyaktig (tidspunktet "ti" på fig. 4 endres).
Slik det er åpenbart ut fra den foregående beskrivelse, blir det viktig å oppfylle hvert av følgende krav for å detektere en Doppler-forskjøvet frekvens på nøyaktig måte: 1) En Doppler-forskjøvet frekvens må detekteres ved å utsende ett søkesignal og motta ekkosignaler som skriver seg fra dette; 2) suksessive målinger for undersøkelse av multipunkter uten definerende lag må gjennomføres (forenkling av maskinvare); 3) tykkelsen av et lag som skal undersøkes (tidsvarighet for måling) må reduseres for å forbedre målingsoppløsning i en dybderetning; og 4) Doppler-forskyvningsfrekvensen må være mindre påvirket av støy og liknende.
Forskjellige forsøk er blitt gjort på å tilveiebringe en pulset Doppler-sonar som oppfyller de ovenfor angitte krav. For eksempel viser JP 61-246 687 A en hastighetsmålende innretning i hvilkén en overføringspuls dannes basert på en vinkelfrekvens som genereres av en signalgenerator, hvilken vinkelfrekvens senere blandes med de reflekterte signaler for å uttrekke en Doppler-awikskomponent.
US-patent 4 138 657 viser en Doppler-sonar som kan programmeres for å motta ekkosignaler fra forskjellige vannmasser som sirkulerer på forskjellige dybder mellom skipet og havbunnen.
På den annen side er det i de senere år blitt utført aktive studier av anvendelse av Fourier-transformasjon ved bestemmelse av en frekvens med høy nøyaktighet. For eksempel er det blitt kjent en metode som betegnes "High Accuracy Frequency Determination Method Using FFT" i en artikkel av Makoto Tabei og Mitsuhiro Ueda (Journal of the Electronics Information and Communication Society, mai 1987, sidene 798-805). Denne frekvensbestemmelsesmetode utfører Fourier-transformasjon etter multiplikasjon av data som er innmatet på tidsdelt måte, med Hanning-vinduet, og detekterer frekvenser med høy nøyaktighet basert på et amplitudeforhold mellom signalet med maksimal amplitude og signalamplituden for en frekvens nær frekvensen av maksimums-amplitudesignalet, og ut fra egenskaper til en responsfunksjon for Hanning-vinduet. Det skal bemerkes at Hanning-vinduet uttrykkes ved en likning (3) på side 799 i det forannevnte tidsskrift "Journal of the Electronics Information and Communication Society", og bestemmelsen av frekvenser ved hjelp av interpolasjon er angitt ved Uttrykk (16) på side 800 i det samme tidsskrift.
Angivelse av oppfinnelsen
Ett formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en innretning for måling, med en ny metode, av hastigheten av et vandrende legeme, hvilken innretning er montert på det egne skip og detekterer skipets hastighet i forhold til vannet ved å detektere Doppler-forskjøvne frekvenser som er frembrakt med ultralydekkosignaler som utbrer seg i vannet.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning for måling med en ny metode av hastigheten av et vandrende legeme, hvilken innretning er montert på det egne skip og detekterer skipets hastighet i forhold til sjøbunnen eller i forhold til vannet ved å detektere Doppler-forskjøvne frekvenser som er frembrakt i ultralydbølge-ekkosignaler som utbrer seg i vannet.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en skipsbåren innretning for måling med en ny metode av hastigheten av en vannstrøm på en dybde ved å detektere Doppler-forskjøvne frekvenser som er frembrakt i ultralydbølge-ekkosignaler som utbrer seg i vannet.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en skipsbåren innretning for måling med en ny metode av hastighetene av vannstrømmer på et antall dybder ved å detektere Doppler-forskjøvne frekvenser som er frembrakt med ultralydbølge-ekkosignaler som utbrer seg i vannet.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme, for å detektere med høy nøyaktighet Doppler-f or skjøvne frekvenser som er frembrakt med ultralydekkosignaler som utbrer seg i vannet, ved utnyttelse av FFT eller hurtig Fourier-transf ormas jon (FFT = Fast Fourier Transformåtion).
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme for å detektere, med høy presisjon, Doppler-f or skjøvne frekvenser som er frembrakt i ultralydbølge-ekkosignaler som utbrer seg i vannet, ved utnyttelse av FFT, og for måling av hastigheten av det egne skip i forhold til sjøbunnen eller i forhold til vannet basert på de Doppler-forskjøvne frekvenser som er oppnådd.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme for å detektere, med høy presisjon, Doppler-f or skjøvne frekvenser som er frembrakt i ultralydbølge-ekkosignaler som utbrer seg i vannet, ved utnyttelse av FFT, og for måling av hastigheten av det egne skip i forhold til sjøbunnen eller i forhold til vannet basert på de Doppler-forskjøvne frekvenser som er oppnådd.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme for å detektere, med høy presisjon, Doppler-f or skjøvne frekvenser som er frembrakt i ultralydbølge-ekkosignaler som utbrer seg i vannet, ved utnyttelse av FFT, og for måling av hastigheten av vannstrømmer på én eller på et antall dybder basert på de Doppler-forskjøvne frekvenser som er oppnådd.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme for deteksjon av Doppler-forskjøvne frekvenser som er frembrakt i ultralydbølge-ekkosignaler som utbrer seg i vannet, og for måling av hastigheten av det egne skip i forhold til vannet på én dybde eller på hver av et antall dybder basert på de Doppler-f or skjøvne frekvenser som er oppnådd, og på samme tid for måling av hastigheten av det egne skip i forhold til jorden ved benyttelse av en navigasjonshjelpeanordning, og for deteksjon av hastigheten av vannstrømmer på én eller et antall dybder basert på de to typer av hastigheter.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme, for å detektere med høy presisjon Doppler-forskjøvne frekvenser som er frembrakt i ultralydekkosignaler som utbrer seg i vannet, ved utnyttelse av FFT, og for måling av hastigheten av det egne skip i forhold til vannet på én dybde eller på hver av et antall dybder basert på de Doppler-f orskjøvne frekvenser som er oppnådd, og på samme tid for måling av hastigheten av det egne skip i forhold til jorden ved benyttelse av en navigasjonshjelpeanordning, og for deteksjon av hastigheten av vannstrømmer på én eller et antall dybder basert på de to typer av hastigheter.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme, for på nøyaktig måte å oppnå repetisjonsperioden av pulser som danner bærebølgesignaler for ultralydekkoer, og for deteksjon av Doppler-forskjøvne frekvenser med høy presisjon basert på den inverse verdi av repetisjonsperioden.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme, for på nøyaktig måte å oppnå repetisjonsperioden av pulser som danner bærebølgesignaler for ultralydbølgeekkoer, og for deteksjon av Doppler-forskjøvne frekvenser med høy presisjon basert på den inverse verdi av repetisjonsperioden, og for deteksjon av hastigheten av skipet i forhold til vannet eller i forhold til sjøbunnen basert på de Doppler-forskjøvne frekvenser som er oppnådd.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme, for på nøyaktig måte å oppnå repetisjonsperioden av pulser som danner bærebølgesignaler for ultralydbølgeekkoer, og for deteksjon av Doppler-forskjøvne frekvenser med høy presisjon basert på den inverse verdi av repetisjonsperioden, og for måling av hastigheten av vannstrømmer basert på de Doppler-forskjøvne frekvenser som er oppnådd.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme, for på nøyaktig måte å oppnå repetisjonsperioden av pulser som danner bærebølgesignaler for ultralydbølgeekkoer, og for deteksjon av Doppler-forskjøvne frekvenser med høy presisjon basert på den inverse verdi av repetisjonsperioden, og for måling av hastig heten av skipet i forhold til vannet eller i forhold til jorden basert på de Doppler-f or skjøvne frekvenser som er oppnådd, og for oppnåelse av hastigheten av vannstrømmer basert på skipets hastighet i forhold til vannet og skipets hastighet i forhold til j orden.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme, for på nøyaktig måte å oppnå repetisjonsperioden av pulser som danner bærebølgesignaler for ultralydbølgeekkoer, og for deteksjon av Doppler-forskjøvne frekvenser med høy presisjon basert på den inverse verdi av repetisjonsperioden, og for måling av skipets hastighet i forhold til vannet på én dybde eller på et antall dybder basert på de Doppler-f or skjøvne frekvenser som er oppnådd, og for på samme tid å oppnå hastigheten av det egne skip i forhold til jorden ved utnyttelse av en navigasjonshjelpeanordning, og for deteksjon av hastigheten av vannstrømmer på én eller på et antall dybder basert på de to typer av hastigheter.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et system for måling av hastigheten av et vandrende legeme, hvilket system omfatter en første innretning som måler hastigheten av et vandrende legeme for å detektere, med høy presisjon, Doppler-forskjøvne frekvenser som er frembrakt i ultralydbølge-ekkosignaler som utbrer seg i vannet, ved utnyttelse av FFT, og for måling av hastigheten av det egne skip i forhold til vannet eller i forhold til jorden; en andre innretning som måler hastigheten av et vandrende legeme for på nøyaktig måte å oppnå repetisjonsperioden av pulser som danner bærebølgesignaler for ultralyd-bølgeekkoer, og for å detektere Doppler-f or skjøvne frekvenser med høy presisjon basert på den inverse verdi av repetisjonsperioden, og for måling av skipets hastighet i forhold til vannet eller i forhold til sjøbunnen; og en omkoplingsanordning for omkopling for å velge den første innretning som måler hastigheten av et vandrende legeme, eller den andre hastighetsmålende innretning.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning som måler hastigheten av et vandrende legeme for å detektere frekvenser med høy presisjon ved å danne middelverdien av ekkoer med lavt signal/støy-forhold som reflekteres av et lag i vannet i frekvensaksen, og således måle hastigheten av vannstrømmer, og for deteksjon av skipets hastighet med høy
presisjon.
Ifølge en første side ved oppfinnelsen er det tilveie-brakt en innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme, og som måler hastigheten av et skip i forhold til vannet og/eller jorden ved å detektere en Doppler-forskyvningsfrekvens som er inneholdt i ultralydekkosignaler som utbrer seg i vannet, hvilken innretning omfatter
en faseforskjellsdetekterende anordning for deteksjon av en faseforskjell mellom minst ett referansesignal og de mottatte ekkosignaler, og en beregningsanordning for utførelse av en Fourier-transformasjon på faseforskjellsdata som er oppnådd ved hjelp av den faseforskjellsdetekterende anordning, og for beregning av skipets hastighet i forhold til vannet og/eller jorden basert på det resulterende Fouriér-spektrum,
hvilken innretning er kjennetegnet ved at beregningsanordningen utfører en trigonometrisk transformasjon på de nevnte data og multipliserer de resulterende, transformerte data med Hanning-vinduet, før bestemmelse av den nevnte hastighet på grunnlag av Fourier-spektret.
Et første særtrekk ved oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning som måler hastigheten av et vandrende legeme for å detektere Doppler-forskjøvne frekvenser som er frembrakt i ultralydbølge-ekkosignaler som utbrer seg i vannet, for å detektere hastigheten av et skip, hvilken innretning omfatter en faseforskjellsdetekterende anordning for deteksjon av faseforskjeller mellom de ekkosignaler som detekteres i løpet av en viss måletid, og referansesignaler, og en beregningsanordning for utførelse av en Fourier-transformasjon på de faseforskjellsdata som er oppnådd av den faseforskjellsdetekterende anordning, for å detektere Doppler-forskjøvne frekvenser basert på et Fourier-spektrum som er oppnådd, og for beregning av hastigheten av det egne skip i forhold til vannet eller i forhold til sjøbunnen, eller hastigheten av vannstrømmer basert på de Doppler-frekvens-forskyvninger som er oppnådd.
For å finne hastigheten av det egne skip i forhold til jorden, er det nødvendig først å oppnå Doppler-frekvensforskyvningen i likning (1'). Det første særtrekk ved oppfinnelsen er som følger: Man oppnår fasen 6e(t) av ekkosignaler som reflekteres av jorden eller av væskelag i vannet, ved et tidspunkt "t";
fasen omformes trigonometrisk for å oppnå følgende signaler R(t) og I(t),
deretter bestemmes Doppler-forskyvningsfrekvensen ved å multiplisere de resulterende, omformede signaler som tilføres på tidsdelt måte, med Hanning-vinduet, å utføre Fourier-transformasjonen på dette, og anvende frekvensinterpolasjon på dette i overensstemmelse med den forannevnte "høypresisjons-frekvensbestemmelsesmetode som benytter FFT"; og
hastigheten av det egne skip i forhold til jorden eller i forhold til vannet oppnås basert på den Doppler-frekvensforskyvning som er oppnådd.
Det skal bemerkes at bare relative verdier oppnås da amplitude-informasjon er normalisert. Dette er imidlertid ikke noe problem, da frekvensen ønskes oppnådd her.
Et andre særtrekk ved oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning som måler hastigheten av et vandrende legeme for å detektere Doppler-forskjøvne frekvenser som er frembrakt i ultralydbølge-ekkosignaler som utbrer seg i vannet, for å detektere hastigheten av strømmer eller hastigheten av et skip eller liknende, hvilken innretning omfatter en periodedetekterende anordning for deteksjon av tidsperioden for hver puls av ekkosignalet i løpet av en gitt måletid, en periodebedømmende anordning for bedømmelse av tidsperioden som normal dersom den detekterte periode ligger i et forutbestemt periodeområde, og en gjennomsnitts- eller middelperiodeberegnende anordning for beregning av en middelperiode ved utnyttelse av et antall av de tidsperioder som er bestemt som normale av den periodebedømmende anordning, idet Doppler-forskyvningsfrekvensen oppnås ut fra den inverse verdi av middelperioden som er beregnet av den middelperiodeberegnende anordning.
Ifølge det andre særtrekk ved oppfinnelsen kan hvert av de forannevnte krav 1) til 4) oppfylles. I begynnelsen er det umulig å benytte metode Q for sporing av frekvensen for å oppfylle krav 1), og det er derfor nødvendig å benytte periode deteksjonsmetode © eller periodedeteksjonsmetode ©. Med krav 3) er det periodedeteksjonsmetode © som er i stand til å forbedre deteksjonspresisjon ved deteksjon av Doppler-forskyvningsfrekvens i løpet av en kort målingstid. Følgelig vil det være tilstrek-kelig dersom de forannevnte, andre krav 2) og 4) realiseres ved hjelp av periodedeteksjonsmetode ©. Man kan tenke seg en blokkstruktur som vist på fig. 9 som en periodedeteksjonsmetode for å oppfylle kravene. Dvs. når man ønsker å telle n pulser som er inneholdt i et ekkosignal, oppnås tiden for å telle n pulser basert på et antall taktpulser som telles av en teller 63 i løpet av en tidsperiode som er definert ved en startpuls og en sluttpuls frembrakt av en pulsgenerator 62 henholdsvis ved en forkant og en bakkant av én puls som er oppnådd ved oppdeling av frekvensen av inngangssignalene ved hjelp av en n-frekvens-deler 61, som vist på fig. 9. Med denne kretsutforming er det imidlertid en mulighet for at pulser med unormale perioder som nevnt i krav 4), deles av n-frekvens-deleren 61. Man kan da tenke seg en kretsutforming som vist på fig. 11, som en metode for på sikker måte å detektere perioden av hver puls i ekkosignalet suksessivt uten avbrytelse, samtidig som krav 2) tilfredsstilles. En teller 81 består av en frittløpende teller som fortsetter å telle oppover som reaksjon på tellingstaktpulser. Dersom det antas at tellingstaktpulsenes frekvens er "fc" og tellerens 81 bit-tall er k biter, repeterer telleren til opptelling av taktpulsene innenfor et område fra 0 til (2k - 1), og tellingsutgangen vil være signaler som er oppnådd ved å dividere tellingstaktpulsene med 2<1>til 2k. Deretter oppnås den Doppler-forskjøvne frekvens for et vannlag som skal undersøkes, ved å låse denne tellingsverdi ved hjelp av en låsekrets 82 ved hver forkant av ekkosignalet, ved suksessivt å skrive utgangssignalene fra låsekretsen inn i forskjellige lagerelementer i et lager eller liknende med en gitt periode mens disses adresse endres, og ved å utlese dataene fra lagerelementer med adresser som svarer til bredden av et lag som skal undersøkes, i en sådan rekkefølge fra en startdybde til en sluttdybde av dette. Med denne kretsutforming, som vist på fig. 12, idet det antas at den tellingsverdi som låses ved forkanten av den første puls som er, inneholdt i et ekkosignal, er "x^<1>, og et låseutgangssignal som skriver seg fra den neste puls, er "x2", uttrykkes tidsperioden mellom disse to pulser av ekkosignalet ved følgende uttrykk:
Den Doppler-f orskjøvne frekvens kan detekteres ved å beregne l/x. Doppler-forskyvningsfrekvensen kan således detekteres ut fra én puls av ekkosignalet, og ett låseutgangssignal utmates for hver puls av ekkosignalet, slik at den Doppler-f or skjøvne frekvens kan detekteres kontinuerlig fra tidspunktet for sending av en søkepuls, og den Doppler-f orskjøvne frekvens kan oppnås ut fra ekkoer som kommer fra hvilken som helst ønsket dybde som skal undersøkes, uten å endre vedkommende maskinvare.
På den annen side kan krav 4) oppfylles ved å innstille et frekvensbånd som svarer til perioden t som frembringes for hver puls av ekkosignalet, og utføre en bedømmelse av hvorvidt perioden x som frembringes for hver puls, er god eller dårlig, da et frekvensbånd for Doppler-f or skjøvne frekvenser kan forutsies.
Videre, når en ønsket oppløsning ikke kan oppnås ved deteksjon av frekvensen ut fra perioden av én puls, kan oppløs-ningen av den detekterte frekvens forbedres ved å oppnå en middelperiode ut fra de detekterte periodeverdier av flere pulser. Den tid som kreves for å detektere periodeverdier for flere pulser som er inneholdt i ekkosignalet, er ekvivalent med en bredde for undersøkelse som begynner på en dybde. Således kan hvilken som helst ønsket målingsbredde innstilles ved å innstille målingstiden. Med den metode som er beskrevet på fig. 9, for å dividere pulser som er inneholdt i ekkosignalet med "n", kan det imidlertid ikke sies at det detekteres i løpet av en ønsket målingstid (målingsbredde), da perioden av pulser i selve ekkosignalet er ukjent, og således den tid som kreves for å detektere n pulser, er ukjent, og bredden for måling også er ukj ent.
Det andre særtrekk ved oppfinnelsen er følgelig at det måler perioden av hver puls av ekkosignalet i løpet av en gitt tid for måling, bestemmer hvorvidt den målte periode er normal eller ikke, og deretter detekterer den Doppler-forskjøvne frekvens basert på et antall perioder som er bestemt som normale, for å forbedre oppløsning ved deteksjon av frekvensen.
Kort beskrivelse av tegningene
Fig. 1 viser et blokkskjerna av en foretrukket utførelse av en innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme i overensstemmelse med oppfinnelsen, fig. 2 er et blokksk jerna som viser en detaljert oppbygning av hoveddelen av innretningen på fig. 1, fig. 3 er et tidsdiagram for forklaring av operasjoner av innretningen på fig. 1, fig. 4 er et skjematisk riss for forklaring av en metode for måling av hastigheten av et skip, fig. 5 og 6 er tidsdiagrammer for forklaring av operasjoner av henholdsvis en pulstellingsmetode og en periodedeteksjonsmetode som benyttes for å detektere en Doppler-forskjøvet frekvens i et ekkosignal, fig. 7 viser et blokkskjerna av en ytterligere, foretrukket utførelse av en innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme i overensstemmelse med oppfinnelsen, fig. 8 er et blokkskjerna som viser en detaljert oppbygning av hoveddeler av innretningen på fig. 7, fig. 9 viser et blokksk jerna av en periodedeteksjonskrets, fig. 10 er et tidsdiagram for forklaring av operasjoner av blokkskjemaet på fig. 9, fig. 11 viser et blokkskjerna av en periodedeteksjonskrets som er oppnådd ved forbedring av periodedeteksjonen på fig. 10, fig. 12 viser et tidsdiagram for forklaring av operasjoner av blokkskjemaet på fig. 11, fig. 13 viser et blokkskjema av en annen foretrukket utførelse av oppfinnelsen, og fig. 14 viser et blokkskjema av enda en annen foretrukket utførelse av oppfinnelsen.
Det skal bemerkes at på alle tegninger utfører enheter som har like henvisningstall, de samme funksjoner.
Utførelsesformer
Først forklares tilfeller for måling av hastigheten av et skip i forhold til vannet eller i forhold til jorden. En ultrasonisk sende- og mottakingsenhet 1 utstråler et ultralyd-bølgepulssignal og mottar ekkosignaler som frembringes på en dybde eller på sjøbunnen. En sender 2 utmater elektrisk sendeeffekt for tilførsel til den ultrasoniske sende- og mottakingsenhet 1 for å utsende et ultralydpulssignal fra enheten 1. En sende/mottakingsbryter S kopler om for å avlede sendesignaler eller mottakingssignaler. En mottaker 3 omformer de ekkosignaler som oppfanges av den ultrasoniske sende- og mottakingsenhet 1, til signaler i et ønsket frekvensbånd for å begrense frekvensbån- det, og detekterer nullgjennomganger av de mottatte ekkosignaler for å utmate de mottatte ekkosignaler som nullgjennomgangssignaler i en firkantbølgeform. En oscillator 4 frembringer referanse-taktpulssignaler. En faseforskjellsdetektor 6 detekterer faseforskjeller mellom fasen av nullgjennomgangssignaler som tilføres fra mottakeren 3, og fasen av referansesignalene som tilføres fra oscillatoren 4. Et lager 7 låser faseforskjells-dataene som utmates fra faseforskjellsdetektoren 6, som reaksjon på samplingstaktpulser som tilføres fra oscillatoren 4. En beregnings- og behandlingsenhet 8 utfører trigonometrisk funksjonstransformasjon på de samplede faseforskjellsdata som tilføres fra lageret 7, detekterer Doppler-forskyvningsfrekvenser av ekkosignaler som frembringes på en dybde eller sjøbunnen, og beregner hastigheten av det egne skip i forhold til vannet eller i forhold til jorden basert på detekterte Doppler-frekvensfpr-skyvninger i overensstemmelse med likning (1' ).
Fig. 2 viser et eksempel på en detaljert oppbygning av oscillatoren 4 til og med lageret 7, hvor faseforskjellsdetektoren 6 består av en k-bits frittløpende teller 6A og en k-bits flipp-flopp- eller vippekrets 6B, og lageret 7 består av en k-bits vippekrets.
Idet det nå henvises til fig. 1, 2 og 3, skal virkemåten av den foretrukne utførelse av oppfinnelsen forklares.
Når et ultralydpulssignal sendes fra sende- og mottakingsenheten 1, og ekkosignaler som skriver seg fra dette, mottas av enheten 1 og tilføres til mottakeren 3 via sende/mot-takingsvelgeren S, blir nullgjennomgangssignaler som svarer til ekkosignalene frembrakt av mottakeren 3 og tilføres til faseforskjellsdetektoren 6, som vist på fig. 3B. k-bits-telleren 6A gjentar imidlertid en opptellingsoperasjon innenfor et område fra 0 til (2k - 1) som vist på fig. 3A, og et utgangssignal fra k-bits-telleren 6A vil være fasen av de signaler som oppnås ved å dividere referansetaktpulsene med 2k, og er uttrykt ved et trinn på 2n/2k. k-bits-vippekretsen 6B i faseforskjellsdetektoren 6 låser det signal som utmates fra k-bits-telleren 6A for hver periode av nullgjennomgangssignalet, slik at et låsesignal som utmates fra f aseforskjellsdetektoren 6, vil være en f aseforskjell for signaler mellom signaler som oppnås ved å dividere referansetaktpulsene med 2k, og nullgjennomgangssignalene, som vist på fig. 3C. Faseforskjellssignalet som utsendes av faseforskjellsdetektoren 6, innskrives i og lagres i lageret 7.
Det antas at fasen 6p(t) av det signal som oppnås ved å dividere referansetaktpulsene med 2k, uttrykkes ved følgende likning:
Det antas at fasen 8e(t) av nullgjennomgangssignalene i ekkosignaler uttrykkes ved følgende likning:
En verdi som utmates fra f aseforskjellsdetektoren 6, vil være uttrykt ved følgende uttrykk:
Kvantiserte verdier A8w(t) og A8g(t) av faseforskjeller for de ekkosignaler som frembringes i henholdsvis vannet og på havbunnen i forhold til referansetaktpulsene, kan således oppnås.
Når disse verdier innmates i beregnings- og behandlingsenheten 8, detekterer enheten 8 Doppler-forskyvningsf rekven-ser for ekkosignaler som er frembrakt på en dybde eller på havbunnen, i overensstemmelse med den forannevnte frekvensbestemmelsesmetode som benytter FFT, og beregner hastigheten av det egne skip i forhold til vannet eller i forhold til jorden basert på de detekterte Doppler-f rekvensforskyvninger i overensstemmelse med likning (1').
I dette tilfelle, dersom en startdybde og en tidsbredde for måling er blitt innmatet i beregnings- og behandlingsenheten 8 på forhånd, oppnås de forannevnte faseforskjellsdata A8w(t) og A8g(t) som svarer til disse inngangsdata, og trigonometrisk funksjonstransformasjon utføres på disse data innenfor målingstiden, slik at data frembringes suksessivt på tidsdelt måte. Rekken av data som frembringes tidsfortløpende, Fourier-transformeres, og en frekvensinterpolasjon utføres etter multiplikasjon av rekken av data med Hanning-vinduet for å bestemme frekvensen.
Deretter kan Doppler-frekvensforskyvningen beregnes i overensstemmelse med følgende likning: Doppler-frekvensforskyvning = (Frekvens oppnådd ved å dividere referansetaktfrekvensen med 2<k>) - (Detektert
Doppler-forskyvningsfrekvens)
Hastigheten av det egne skip i forhold til jorden eller i forhold til vannet oppnås i overensstemmelse med likning (1') ved utnyttelse av den beregnede frekvens.
Beregnings- og behandlingsenheten 8 beregner også hastigheten av en vannstrøm på hvilken som helst ønsket dybde i overensstemmelse med følgende likning: Hastighet av vannstrøm = (Skipets hastighet i forhold til jorden) - (Skipets hastighet i forhold til vannet)
Idet det nå henvises til fig. 7 og 8, skal det beskrives en annen foretrukket utførelse av en innretning for måling av hastigheten av legemer i bevegelse i overensstemmelse med oppfinnelsen.
En ultrasonisk sende- og mottakingsenhet 1 utstråler et ultralydpulssignal og mottar ekkosignaler som skriver seg fra dette. En sender 2 utmater elektrisk sendeeffekt for tilførsel til den ultrasoniske sende- og mottakingsenhet 1. En mottaker 3 forsterker mottatte ekkosignaler som tilføres fra sende- og mottakingsenheten 1. En sende/mottakings-bryter S omkopler for å avlede sendesignaler eller mottakingssignaler. En periodedetek-sjonsenhet 16 detekterer en periode for hver puls av det ekkosignal som utmates fra mottakeren 3. En pulsantall-telleenhet 5 teller antallet av pulsene i ekkosignalet. Et lager 17 lagrer perioden og antallet av pulser som utmates fra periodedetektoren 16 og pulsantall-telleenheten 5. En oscillator 4 utmater tellingstaktpulser og samplingstaktpulser til henholdsvis periodedetektoren 16 og lageret 17. En beregningsenhet 18 finner perioden basert på de data som utleses fra lageret 17, idet en målingsstartsdybde (tidspunktet "tO" på fig. 4) og en målingsbredde (tidspunktet "tO" eller "ti" på fig. 4) er innstilt i beregningsenheten 18 for å beregne en Doppler-frekvensforskyvning. Beregningsenheten 18 er forsynt med en bestemmelsesdel 18A for å bestemme hvorvidt den periode som er funnet, er normal eller ikke.
Fig. 8 viser et detaljert kretsskjerna av periodedetektoren 16, pulsantall-telleenheten 5 og lageret 17. Periodedetek-sjonsenheten 16 utgjøres av en k-bits teller 16A og en k-bits vippekrets 16B. Pulsantall-telleenheten 5 utgjøres av en fi-bits teller. Lageret 17 utgjøres av en k-bits vippekrets 17A og en fi-bits vippekrets 17B.
Idet det nå henvises til fig. 7 og 8, skal virkemåten av den der viste, foretrukne utførelse av oppfinnelsen forklares.
Når et ultralydsignal utsendes fra sende- og mottakingsenheten 1 og ekkosignaler som skriver seg fra dette, detekteres av enheten 1 og et ekkosignal utmates fra mottakeren, detekteres perioden for hver puls av ekkosignalet av periodedetektoren 16 basert på tellingstaktpulsene og antallet av pulser av ekkosignalet som telles av pulsantall-telleenheten 5. Den detekterte periode og det detekterte antall pulser innmates i lageret 17 basert på samplingstaktpulsene og utsendes til beregningsenheten 18, og følgende samplede utgangssignaler innmates i beregningsenheten 18:
Med rekken av ovenstående data, idet det antas at xi og Yi er data ved et tidspunkt som svarer til målingsstartdybden (svarende til tidspunktet "tO"), ogXjog yi er data ved et tidspunkt som svarer til målingssluttdybden (svarende til tidspunktet "ti"), vil xttil x}fra periodedetektoren 16 og y±til ydfra pulsantall-telleenheten 5 være dataene innenfor målingsbredden (målingstiden). Tidsbredden Axmav pulsene og antallet av talte pulser Ayminnenfor ovennevnte samplingsperiode kan følgelig uttrykkes ved følgende uttrykk:
hvor "fc" er frekvensen av tellingstaktpulsene.
Når summen av hvert av ovenstående uttrykk tas i løpet av ovennevnte målingstid, kan således det totale pulsantall Y i løpet av målingstiden og den tid X som er nødvendig for det totale pulsantall, oppnås:
Basert på likningene kan en middelfrekvens "f" innenfor målingstiden oppnås ved f = Y/X. Slik som forklart i det foregående, vil imidlertid data med unormale perioder bli inkludert dersom de data som oppnås i overensstemmelse med likning (7), benyttes direkte. For å løse dette problem, utføres følgende behandling i beregningsenheten 18.
Ved innretninger av denne type er hastighetsdeteksjons-området normalt fastsatt ved spesifikasjon, slik at en frekvens-båndbredde for ekkosignaler hvor frekvensen er Doppler-forskjø-vet, kan bestemmes. Således kan et område av pulsperioden angis ut fra frekvensbåndbredden. Videre vil hastigheten av et skip og liknende sjelden endre seg plutselig, slik at et visst område kan angis for fluktuasjonen av hastigheten av et skip, dvs. for f luktuerbare beløp av Doppler-f orskyvningsfrekvensen og perioden. Ut fra dette, ved å ha innstilt et område av normale perioder ATmin~Axmaxi beregningsenheten 18, kan det bestemmes om den detekterte periode skriver seg fra en normal puls eller ikke, ved å bedømme hvorvidt en momentan periode A x (= Axm/y111) for én puls av ekkosignalet som oppnås i overensstemmelse med likning (7), tilfredsstiller følgende uttrykk:
På denne måte utføres ovenstående bedømmelse for hver puls, og summene X' og Y' av henholdsvis Axmog Aymfor normale perioder oppnås.
Etter dette kan en midlere Doppler-forskyvningsfrekvens f oppnås basert på de normale perioder i overensstemmelse med følgende uttrykk:
Det skal bemerkes at i forbindelse med Doppler-sonarer
og vannstrømmålere benyttes overveiende et trestråle- eller firestråle-system for å redusere påvirkninger forårsaket av stamping, rulling eller giring av et skip. Med det arrangement som er vist på fig. 7, når antallet av strålebunter øker, trenger bare periodedetektoren 16 og pulsantall-telleenheten 5 å være anordnet for hver strålebunt, mens detektoren 16 og enheten 5 ved frekvenssporingsmetoden må være anordnet for hver strålebunt og hvert målingslag. I overensstemmelse med oppfinnelsen kan således maskinvaren forenkles og antallet av deler reduseres.
Idet det nå henvises til fig. 13, skal en annen utførelse av oppfinnelsen beskrives.
Denne utførelse omfatter en første hastighetsdetektor
for vandrende legemer for måling av hastigheten av et skip i forhold til vannet eller i forhold til jorden, eller hastigheten av vannstrømmer ved benyttelse av FFT som vist på fig. 1, en andre hastighetsdetektor for vandrende legemer for deteksjon av hastigheten av det egne skip i forhold til vannet eller i forhold til havbunnen, eller hastigheten av vannstrømmer ved oppnåelse av perioden av hver puls av et bærebølgesignal som er inneholdt i et ekkosignal som vist på fig. 7, og en omkoplingsanordning som velger etter ønske for å drive den første eller den andre hastighetsdetektor for vandrende legemer.
Den første hastighetsdetektor for vandrende legemer som
er vist på fig. 1, kan benyttes selv i en omgivelse hvor signal/støy- eller S/N-forholdet ikke er så godt, og er i stand til å måle hastigheten av det egne skip i forhold til vannet eller i forhold til jorden ved en stor dybde i vannet. Den trenger en viss målingstidslengde for å detektere en Doppler-forskyvningsfrekvens. På den annen side, selv om det ikke er hensiktsmessig å benytte den andre hastighetsdetektor for vandrende legemer som er vist på fig. 7, i en omgivelse hvor S/N-forholdet ikke er så godt, da den påvirkes av støy, har den ingen begrensninger uttrykt ved tiden for deteksjon av Doppler-forskyvningsfrekvensen. Den passer således ved måling av hastigheten av skipet i forhold til vannet eller i forhold til jorden, eller hastigheten av en vannstrøm på grunt vann. Den selektive anvendelse av den første eller den andre hastighetsdetektor for vandrende legemer i overensstemmelse med omgivelsene
gjør det mulig å måle mer nøyaktig hastigheten av et skip i forhold til vannet eller i forhold til jorden, eller hastigheten av en vannstrøm uten hensyn til dybden.
En fasedetektor/periodedetektor 26 utgjøres av en k-bits frittløpende teller 6A eller 16A og en k-bits vippekrets 6B eller 16B, som vist på fig. 2 eller 8. Et lager 17 utgjøres av k-bits vippekretser 17A og 17B som vist på fig. 8. Når den første hastighetsdetektor for vandrende legemer velges, detekterer en beregnings- og behandlingsenhet 28 en Doppler-forskyvningsfrekvens for et ekkosignal som er frembrakt på en dybde eller på havbunnen, etter utførelse av trigonometrisk funksjonstransformasjon på samplede faseforskjellsdata tilført fra lagerets 17 vippekrets 17A som vist i uttrykk (2), og beregner deretter hastigheten av det egne skip i forhold til vannet eller i forhold til jorden basert på den detekterte Doppler-frekvensforskyvning i overensstemmelse med likning (1' ), og beregner videre hastigheten av vannstrømmer basert på disse hastigheter av skipet. Videre, når den andre hastighetsdetektor for vandrende legemer velges, finner beregningsenheten 28 perioden basert på data som utleses fra lageret 17, beregner en Doppler-forskyvningsfrekvens, bedømmer hvorvidt den periode som er funnet, er normal eller ikke, og beregner skipets hastighet i forhold til vannet eller i forhold til jorden, eller hastigheten av en vannstrøm. En bryter 10 velger og driver enten den første eller den andre hastighetsdetektor for vandrende legemer.
Først skal det beskrives et tilfelle hvor den første hastighetsdetektor for vandrende legemer som benytter FFT, velges ved hjelp av bryteren 10 for å oppnå hastigheten av det egne skip i forhold til vannet eller i forhold til jorden, eller hastigheten av en vannstrøm.
Når et ultralydpulssignal sendes fra sende- og mottakingsenheten 1, og ekkosignaler som skriver seg fra dette, oppfanges av enheten 1 og innmates til mottakeren 3 via sende/mottakingsbryteren S, frembringes nullgjennomgangssignaler som svarer til ekkosignalene i mottakeren 3 og utmates som vist på fig. 3B, og innmates til faseforskjells- og periodedetektoren 26. I dette tilfelle opererer faseforskjells- og periodedetektoren 26 slik at den detekterer en faseforskjell. På den annen side gjentar k-bits-tellerne 6A og 16A opptelling i området fra 0 til
(2k - 1), som vist på fig. 3A. Utgangssignaler fra k-bits-tellerne 6A og 16A vil være fasen av de signaler som oppnås ved å dividere referansetaktpulsene med 2k i trinn på 2it/2k.Detekto-rens 26 k-bits-vippekretser 6B og 16B låser utgangssignalene fra k-bits-tellerne 6A og 16A for hver periode av nullgjennomgangssignalet, slik at de låsesignaler som utmates fra detektoren 26 vil være signaler som representerer faseforskjeller mellom de signaler som oppnås ved å dividere referansetaktpulsene med 2k, og nullgjennomgangssignalet, som vist på fig. 3C. Faseforskjells-signalene som utsendes fra faseforskjells- og periodedetektoren 26, innskrives og lagres i lageret 17. Når kvantiserte faseforskjellsverdier A6w(t) og A6g(t) av de ekkosignaler som frembringes i vannet eller på havbunnen, i forhold til referansetaktsig-nalene innmates fra lageret 17 i beregnings- og behandlingsenheten 28, detekterer beregnings- og behandlingsenheten 28 en Doppler-forskyvningsfrekvens for det ekkosignal som frembringes på en dybde eller på havbunnen, i overensstemmelse med den forannevnte frekvensbestemmelsesmetode som benytter FFT, og beregner hastigheten av det egne skip i forhold til vannet eller i forhold til jorden basert på den resulterende Doppler-frekvensforskyvning i overensstemmelse med det forannevnte uttrykk (1'). Den beregner videre hastigheten av vannstrømmen basert på disse hastigheter i forhold til vannet eller i forhold til jorden. Disse operasjoner er de samme som de som ble utført i den utførelse som er vist på fig. 1.
Heretter skal det beskrives et tilfelle hvor bryteren 10 velger den andre hastighetsdetektor for vandrende legemer for å måle perioden av hver puls av det bærebølgesignal som er inneholdt i ekkosignalet, for å detektere Doppler-forskyvningsfrekvensen for å oppnå hastigheten av det egne skip i forhold til vannet eller i forhold til jorden, eller hastigheten av vann-strømmer .
I dette tilfelle detekterer f aseforskjells- og periodedetektoren 26 signalets periode. Beregningsenheten 28 finner også perioden av signaler basert på de data som utleses fra lageret 17, og beregner Doppler-forskyvningsfrekvensen. Når et ultralydsignal utsendes fra sende- og mottakingsenheten 1, oppfanges resulterende ekkosignaler av enheten 1, og ekkosignalene utmates fra mottakeren 3, perioden av hver puls av ekkosignalet detekte res av faseforskjells- og periodedetektoren 26 basert på tellingstaktpulsene, og antallet av pulser av ekkosignalet telles av pulsantall-telleenheten 5. Den detekterte periode og det detekterte antall pulser inntas i lageret 17 som reaksjon på samplingstaktpulser, og sendes ut til beregningsenheten 28. Beregningsenheten 28 beregner hastigheten av det egne skip eller av vannstrømmen basert på den detekterte Doppler-forskyvningsfrekvens. Disse operasjoner er de samme som med den utførelse som er vist på fig. 8.
På fig. 14 består et navigasjonssystem 11 av f.eks. en Loran-mottaker, og måler posisjonen av et punkt på jordoverfla-ten, frembringer signaler som representerer for eksempel punktets lengdegrad og breddegrad, og sender signalene til en beregningsenhet 12 for beregning av skipets hastighet i forhold til bakken eller jorden. Beregningsenheten 12 beregner hastigheten av det egne skip i forhold til jorden basert på avstander mellom minst to punkter og den tid som er nødvendig for skipet for å bevege seg mellom de to punkter, og sender denne til en vannstrøm-beregningsenhet 13. På fig. 14 er konstruksjonen av de andre deler enn navigasjonssystemet 11, beregningsenheten 12 for skipets hastighet i forhold til jorden, og vannstrøm-beregningsenheten 13, den samme som for den utførelse som er vist på fig. 1. Beregnings- og behandlingsenheten 8 tilfører hastigheten av et skip i forhold til vannet på en dybde eller på flere dybder til vannstrømberegningsenheten. Vannstrømberegningsenheten 13 beregner og finner hastighetene av vannstrømmer på én dybde eller på flere dybder basert på de innmatede skipshastigheter i forhold til jorden og i forhold til vannet.
Selv om en navigasjonshjelpeinnretning som omfatter en Loran-mottaker, benyttes i den utførelse som er vist på fig. 14, kan en GPS-mottaker (Global Positioning System) også benyttes for å oppnå det samme formål. GPS-mottakeren er i stand til å tilføre et signal som representerer hastigheten av det egne skip i forhold til jorden, direkte til vannstrømberegningsenheten 13, slik at beregningsenheten 12 for skipets hastighet i forhold til jorden i dette tilfelle blir unødvendig.
Det skal bemerkes at på samme måte som i den utførelse som er vist på fig. 14, dersom navigasjonssystemet 11, enheten 12 for beregning av skipets hastighet i forhold til jorden og vannstrømberegningsenheten 13 tilføyes til arrangementet av den utførelse som er vist på fig. 7, og vannstrømberegningsenheten 13 forsynes med skipets hastighet i forhold til vannet fra beregningsenheten 18, og også med skipets hastighet i forhold til jorden fra enheten 12 for beregning av skipets hastighet i forhold til jorden, kan hastigheten av vannstrømmer på én dybde eller på et antall dybder måles. I stedet for å benytte navigasjonssystemet 11 og beregningsenheten 12 for oppnåelse av skipets hastighet i forhold til jorden, er det videre også mulig å benytte en GPS-mottaker til direkte å sende det signal som representerer hastigheten av det egne skip i forhold til jorden, til vannstrømberegningsenheten 13, slik at hastigheten av vannstrømmer oppnås.
Det skal bemerkes at på samme måte som i den utførelse som er vist på fig. 14, dersom navigasjonssystemet 11, enheten 12 for beregning av skipets hastighet i forhold til jorden og vannstrømberegningsenheten 13 tilføyes til arrangementet av den utførelse som er vist på fig. 13, og vannstrømberegningsenheten 13 forsynes med skipets hastighet i forhold til vannet fra beregningsenheten 28, og også med skipets hastighet i forhold til jorden fra enheten 12 for beregning av skipets hastighet i forhold til jorden, kan hastigheten av vannstrømmer på én dybde eller på et antall dybder måles, selv når den ene eller den andre av den første eller den andre hastighetsdetektor for vandrende legemer velges. I stedet for å benytte navigasjonssystemet 11 og beregningsenheten 12 for oppnåelse av skipets hastighet i forhold til jorden, er det videre også mulig å benytte en GPS-mottaker til direkte å sende det signal som representerer hastigheten av det egne skip i forhold til jorden, til vannstrømberegningsen-heten 13, slik at hastigheten av vannstrømmer oppnås.
Det skal nå beskrives et særtrekk ved oppfinnelsen for ytterligere forbedring av ytelsen av de utførelser som benytter metoden for bestemmelse av Doppler-forskyvningsfrekvensen ved benyttelse av FFT, som beskrevet i forbindelse med fig. 1, 13 eller 14.
Når det gjelder metoden for bestemmelse av Doppler-forskyvningsfrekvensen ved benyttelse av FFT som benyttes i de utførelser som er beskrevet i forbindelse med fig. 1, 13 eller 14, trenger den maksimale amplitude å detekteres ut fra spektret av detekterte data som oppnås ved hjelp av Fourier-transformasjon. Selv om spektret av hvit støy teoretisk oppviser en konstant verdi ved enhver frekvenskomponent, oppviser i reali-teten de signaler som oppnås ved Fourier-transformering av tidsrekkedataene av støyen, ikke nødvendigvis en konstant verdi, og verdien av dataene varierer innenfor et visst område. Dersom en amplitudeverdi forårsaket av spredning av spektrumkomponenten på grunn av støy, blir større enn amplituden av signalet når tidsrekkedata med lavt S/N-forhold Fourier-transformeres, frembringes en stor feil i en detektert frekvens. Selv om den maksimale amplitude i signalfrekvensen lettvint kan detekteres dersom middelverdien av et antall detekterte signaler dannes på en frekvensakse for å unngå dette problem, kan middelverdibehand-lingen ikke utføres på frekvensaksen som den er, på grunn av at Doppler-forskyvningsfrekvensen endrer seg hver gang den sendes og mottas, på grunn av en fluktuasjon av et skip selv om det seiler med konstant hastighet (på grunn av at konstans ikke kan antas med signalfrekvensen). I virkeligheten er ekkosignaler (i forhold til vannet) som reflekteres av havbunnen eller et vannlegeme, såsom plankton og liknende, meget svake, og et signal med høyt S/N-forhold kan ikke forventes. Det vil således være et problem å måle frekvensen av signaler som har lavt S/N-forhold, med høy presisjon.
I det følgende skal det beskrives en metode for dannelse av en middelverdi av ekkosignaler som reflekteres på en dybde i vannet (ikke ved havbunnen) og som har et lavt S/N-forhold på frekvensaksen.
Å finne hastigheten av et skip i forhold til vannet/jorden er å finne Doppler-frekvensforskyvningen i uttrykket (l')« Når fasen av ekkosignaler som reflekteres av jorden eller av en vannmasse ved et tidspunkt "t", uttrykkes som Ge(t), er signaler R(t) og I(t) som oppnås ved å utføre en trigonometrisk funksjonstransformasjon på fasen, som følger:
Doppler-forskyvningsfrekvensen kan bestemmes ved å Fourier-transformere disse signaler som tidsrekkedata i overensstemmelse med den forannevnte "høypresisjons-frekvensbestemmelsesmetode som benytter FFT". Dvs. Doppler-forskyvningsfrekvensen bestemmes ved å kvantisere fasen G, i stedet for å kvantisere amplituden av R-og I-komponentene. Selv om bare en relativ verdi kan oppnås da amplitudeinformasjonen er normalisert, er dette ikke noe problem
da formålet her er å finne frekvensen.
5På den annen side oppnås hastigheten av en vannstrøm ved å ta en differanse mellom skipets hastighet i forhold til jorden og skipets hastighet i forhold til vannet. Idet skipets hastighet i forhold til jorden uttrykkes som "Vg" og skipets
hastighet i forhold til vannet uttrykkes som "Vw", vil hastig-o heten "Vc" av vannstrømmen være Vc = Vg - Vw. Idet Doppler-forskyvningen av ekkosignaler som reflekteres av jorden, uttrykkes som "fdg", og Doppler-forskyvningen av ekkosignaler som reflekteres av en vannmasse, uttrykkes som "fdw", kan også
Doppler-forskyvningen "fdc" på grunn av vannstrømmen oppnås på5samme måte ut fra likningen fdc = fdg - fdw. Da dessuten vannstrømmen betraktes som nesten konstant i en spektrumgjennom-snittstid, blir det mulig å danne middelverdien på frekvensaksen dersom et Doppler-spektrum på grunn av en hastighetskomponent av
vannstrømmen kan finnes.
o i det følgende skal det betraktes en metode for hvordan ovenstående kan realiseres. Som en teknikk for kvantisering for å oppnå tidsrekkedata som er nødvendige for Fourier-transformasjon, benyttes normalt en A/D-omformer. Det er imidlertid
vanskelig å oppnå Doppler-spektret på grunn av vannstrømhastig-:5 hetskomponenten ganske enkelt ved bare å kvantisere amplituden av tidsrekkedataene i overensstemmelse med denne teknikk. Følgende teknikk fremkommer da for å benyttes.
Frekvensen kan gis ved tidsdifferensiering av fasen.
Idet fasene av de ekkosignaler som reflekteres av jorden og av o de ekkosignaler som reflekteres av en vannmasse ved et tidspunkt "t", uttrykkes som henholdsvis 8g(t) og 6w(t), uttrykkes fasen av vannstrømmen som Øc(t), idet den opprinnelige fase uttrykkes som Øco. Når den transformeres ved hjelp av trigonometriske funksjoner, blir den som følger:
Doppler-spektret av vannstrømmen kan da oppnås ved å utføre Fourier-transformasjon i overensstemmelse med den forannevnte "høypresisjons-frekvensbestemmelsesmetode som benytterFFT" på
samme måte som ovenfor.
Et vannstrøm-målingslag og en startdybde og en tidsbredde for måling av hastigheten av et skip i forhold til jorden innmates på forhånd når vannstrømhastigheten ønskes målt. De forannevnte faseforskjellsdata A8w(t) og A8g(t) som svarer til disse angitte data, kan finnes, og faseforskjellens kvantiserte verdi ved strømmen A8c(t) kan oppnås ved å utføre subtraksjon på disse kvantiserte faseforskjellsverdier på A8w(t) og A8g(t) som skriver seg fra ekkosignaler som er reflektert av en vannmasse eller av jorden, som vist ved hjelp av følgende uttrykk:
De faseforskjellsdata som er funnet, utsettes for den trigonometriske funksjonstransf ormas jon for å oppnå tidsrekkedata. Deretter multipliseres dataene på samme måte med Hanning-vinduet, og Fourier-transf ormas jon utføres på dataene. Middelverdien beregnes av Fourier-effektspektra som skriver seg fra noen få utsendinger og mottakinger som er oppnådd på denne måte, og frekvensen bestemmes ved hjelp av "høypresisjons-f rekvensbestemmelsesmetoden som benytter FFT" . Denne verdi er Doppler-forskyvningsfrekvensen, og vannstrømhastigheten oppnås basert på denne verdi.
Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet i detalj ovenfor og i forbindelse med flere utførelser, vil det innses at forskjellige andre utførelser og modifikasjoner av de beskrevne utførelser lettvint kan tilveiebringes av fagfolk på området uten å avvike fra den tekniske idé og rammen av oppfinnelsen.
Virkninger av oppfinnelsen
Slik som foran beskrevet, er den foreliggende oppfinnelse, som et første særtrekk ved denne, i stand til å frembringe følgende virkninger ved anvendelse av høypresisjons-frekvensbe-stemmelsesmetoden som benytter Fourier-transformasjon: Hastigheten kan bestemmes i sann tid;
en frekvens kan detekteres med høy presisjon selv når tykkelsen av et målingslag (målings-tidsbredde) er liten og oppløsningen i dybderetningen kan forbedres;
og
nøyaktighet ved deteksjon av en frekvens (eller hastighet) ut fra signaler med lavt S/N-forhold kan evalueres kvantitativt ved benyttelse av likninger.
Anvendelsen av faseforskjellsdeteksjonsmetoden som forbehandling forut for Fourier-transformasjonen gjør det videre mulig å oppnå følgende fordeler: Fasedata av en Doppler-forskyvningsfrekvens på grunn av en vannstrøm kan kvantiseres direkte ut fra en faseforskjell mellom referansetaktpulsene og ekkosignaler som reflekteres av jorden eller av en vannmasse, og spektra kan middelverdibehand-les;
fasedataene kan oppnås ut fra nullgjennomgangssignaler på samme måte som ved den konvensjonelle frekvensdeteksjonsmetode og frekvenssporingsmetode ved benyttelse av nullgjennomgangssignaler, og de konvensjonelle systemers ytelse kan forbedres; og
selv om amplitudeinformasjonen er normalisert sammenliknet med en typisk A/D-omformingsmetode, kan et dynamisk område alltid opprettholdes i en ideell tilstand, og analog behandling kan forenkles da en nullgjennomgangsdetektor benyttes.
Videre er den foreliggende oppfinnelse, som et andre særtrekk ved denne, i stand til å forbedre deteksjonsnøyaktighet ved å detektere perioden for hver puls av ekkosignalet og ta bare de normale blant de perioder som er funnet, for å fjerne unormale perioder. Oppfinnelsen er videre i stand til å forbedre detek-sjonsnøyaktigheten ved å oppnå Doppler-forskyvningsfrekvensen ut fra et antall av de normale perioder.
Claims (8)
1. Innretning for måling av hastigheten av et legeme i bevegelse, og som måler hastigheten av et skip i forhold til vannet og/eller jorden ved å detektere en Doppler-forskyvningsfrekvens (fd) som er inneholdt i ultralyd-ekkosignaler som utbrer seg i vannet, idet innretningen omfatter
en faseforskjellsdetekterende anordning (6) for deteksjon av en faseforskjell mellom minst ett referansesignal og de mottatte ekkosignaler, og en beregningsanordning (8) for utførelse av en Fourier-transformasjon på faseforskjellsdata som er oppnådd ved hjelp av den f aseforskjellsdetekterende anordning, og for beregning av skipets hastighet i forhold til vannet og/eller jorden basert på det resulterende Fourier-spektrum, KARAKTERISERT VED at beregningsanordningen (8) utfører en trigonometrisk transformasjon på de nevnte data og multipliserer de resulterende, transformerte data med Hanning-vinduet, før bestemmelse av den nevnte hastighet på grunnlag av Fourier-spektret.
2. Innretning ifølge krav 1, og som dessuten måler hastigheten av en vannstrøm på en eller flere dybder, KARAKTERISERT VED at den omfatter en anordning (8, 12) for måling av skipets hastighet i forhold til jorden, og en anordning (8, 13) for beregning av hastigheten av den nevnte vannstrøm basert på skipets hastighet i forhold til jorden og skipets hastighet i forhold til vannet.
3. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at ekkosignalene genereres på havbunnen og på den eller de nevnte dybder, og at beregningsanordningen (8) beregner hastigheten av vannstrømmen på den eller de nevnte dybder basert på de resulterende Fourier-spektra.
4. Innretning ifølge ett av de foregående krav, KARAKTERISERT VED at den f aseforskjellsdetekterende anordning (6) detekterer faseforskjeller mellom ekkosignalene og referanse-taktsignaler.
5. System for måling av hastigheten av et legeme i bevegelse, og som måler hastigheten av en vannstrøm ved å detektere en Doppler-forskyvningsfrekvens som er frembrakt med ultralydekkosignaler som utbrer seg i vannet, KARAKTERISERT VED at det omfatter
en første innretning ifølge krav 3, og en andre innretning som omfatter
en periodedetekterende anordning (16) for deteksjon av perioden for hver puls i ekkosignalene i løpet av en gitt målingstid,
en periodebedømmende anordning (18A) for bestemmelse av hvorvidt den periode som detekteres av den periodedetekterende anordning (16), ligger i et normalt periodeområde,
en middelperiodeberegnende anordning (18) for beregning av en middelperiode ut fra et antall perioder som er bedømt som normale av den periodebedømmende anordning,
en anordning (18) for oppnåelse av en Doppler-forskyvningsfrekvens ut fra den inverse verdi av den middelperiode som er oppnådd ved hjelp av den middelperiodeberegnende anordning,
en skipshastighetsberegnende anordning for beregning av skipets hastighet i forhold til jorden og skipets hastighet i forhold til vannet basert på den nevnte Doppler-forskyvningsfrekvens (f d),
en vannstrømhastighetsberegnende anordning (18) for beregning av hastigheten av vannstrømmen på den dybde på hvilken ekkosignalene frembringes, basert på skipets hastighet i forhold til jorden og skipets hastighet i forhold til vannet, og
en omkoplingsanordning for omkopling for å velge den første innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme, eller den andre innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme.
6. Innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme, og som detekterer hastigheten av et skip i forhold til vannet og skipets hastighet i forhold til jorden, og detekterer hastigheten av en vannstrøm basert på disse hastigheter av skipet, KARAKTERISERT VED at den omfatter
en første innretning ifølge krav 2, og en andre innretning som omfatter
en periodedetekterende anordning (16) for deteksjon av perioden for hver puls i ekkosignalene i løpet av en gitt målingstid,
en periodebedømmende anordning (18A) for bestemmelse av hvorvidt den periode som detekteres av den periodedetekterende anordning (16), ligger i et normalt periodeområde,
en middelperiodeberegnende anordning (18) for beregning av en middelperiode ut fra et antall perioder som er bedømt som normale av den periodebedømmende anordning,
en anordning (18) for oppnåelse av en Doppler-forskyvningsfrekvens ut fra den inverse verdi av den middelperiode som er oppnådd ved hjelp av den middelperiodeberegnende anordning,
en skipshastighetsberegnende anordning for beregning av skipets hastighet i forhold til jorden og skipets hastighet i forhold til vannet basert på den nevnte Doppler-forskyvningsfrekvens ( f d),
en vannstrømhastighetsberegnende anordning (18) for beregning av vannstrømhastigheten på den dybde på hvilken ekkosignalene frembringes, basert på skipets hastighet i forhold til jorden og skipets hastighet i forhold til vannet, og
en omkoplingsanordning for omkopling for å velge den første innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme, eller den andre innretning for måling av hastigheten av et vandrende legeme.
7. Innretning ifølge krav 2 eller 6, KARAKTERISERT VED at anordningen for måling av skipets hastighet i forhold til jorden omfatter en GPS-mottaker (GPS = Global Positioning System).
8. Innretning ifølge krav 2 eller 6, KARAKTERISERT VED at anordningen for måling av skipets hastighet i forhold til jorden omfatter en anordning (11) for måling av posisjonen av minst to punkter på jorden og den tid som er nødvendig for å bevege seg mellom disse to punkter, og for oppnåelse av hastigheten av et skip i forhold til jorden basert på de resulterende data.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7643690 | 1990-03-26 | ||
| PCT/JP1991/000384 WO1991014953A1 (en) | 1990-03-26 | 1991-03-26 | Device for measuring speed of moving body |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO914616D0 NO914616D0 (no) | 1991-11-25 |
| NO914616L NO914616L (no) | 1991-11-25 |
| NO305776B1 true NO305776B1 (no) | 1999-07-19 |
Family
ID=13605101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO914616A NO305776B1 (no) | 1990-03-26 | 1991-11-25 | Innretning for mÕling av hastigheten av et legeme i bevegelse |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5224075A (no) |
| EP (2) | EP0481083B1 (no) |
| KR (1) | KR100195576B1 (no) |
| ES (2) | ES2102396T3 (no) |
| NO (1) | NO305776B1 (no) |
| WO (1) | WO1991014953A1 (no) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR960001777A (ko) * | 1994-06-01 | 1996-01-25 | 제임스 디. 튜턴 | 차량 감시 시스템 도플러 신호의 주파수 영역처리방법 |
| US6111523A (en) | 1995-11-20 | 2000-08-29 | American Traffic Systems, Inc. | Method and apparatus for photographing traffic in an intersection |
| US5948038A (en) | 1996-07-31 | 1999-09-07 | American Traffic Systems, Inc. | Traffic violation processing system |
| CH690660A5 (de) | 1996-09-23 | 2000-11-30 | Unitron Electronics Ag | Geschwindigkeitsmessgerät für Objekte verschiedener Art. |
| US7109920B2 (en) * | 2003-07-16 | 2006-09-19 | General Electric Company | Moving platform position determination system and method |
| US7123544B1 (en) | 2004-05-24 | 2006-10-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Assembly and method for determining speed of a supercavitating underwater vehicle |
| JP2006337025A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Hitachi Ltd | 絶対速度計測装置 |
| JP4828295B2 (ja) * | 2006-04-26 | 2011-11-30 | 古野電気株式会社 | ドップラー計測器および潮流計 |
| JP5279990B2 (ja) * | 2006-06-13 | 2013-09-04 | 古野電気株式会社 | レーダ装置 |
| JP2010286354A (ja) * | 2009-06-11 | 2010-12-24 | Furuno Electric Co Ltd | ドップラ周波数推定装置、測位信号捕捉追尾装置、測位装置、およびドップラ周波数測定方法 |
| RU2467350C2 (ru) * | 2009-06-15 | 2012-11-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-морского флота "Военно-морская академия имени Адмирала Флота Советского союза Н.Г.Кузнецова" | Способ и устройство обнаружения сигналов при наличии переменного доплеровского эффекта |
| KR101105898B1 (ko) * | 2010-04-07 | 2012-01-17 | 광운대학교 산학협력단 | 이동 단말의 속도 추정 장치 및 방법 |
| TWI400444B (zh) * | 2010-08-13 | 2013-07-01 | Tatung Co | 超音波相位偏移之偵測裝置 |
| DE102010062235A1 (de) | 2010-12-01 | 2012-06-06 | Robert Bosch Gmbh | Fahrerassistenzsystem zur Detektion eines Objekts in einer Fahrzeugumgebung |
| JP6039918B2 (ja) * | 2012-05-22 | 2016-12-07 | 株式会社鷺宮製作所 | 試験装置および試験装置の制御方法 |
| KR101580427B1 (ko) | 2015-01-29 | 2015-12-28 | 한국해양대학교 산학협력단 | 시변 수중음향통신 채널을 위한 도플러 주파수 추정 및 수신방법 |
| JP6441740B2 (ja) * | 2015-05-25 | 2018-12-19 | 古野電気株式会社 | ドップラシフト周波数測定装置、対水速度計、及び潮流計 |
| WO2017046893A1 (ja) * | 2015-09-16 | 2017-03-23 | 日本郵船株式会社 | 船速計および船速取得方法 |
| KR101885065B1 (ko) * | 2017-11-06 | 2018-08-03 | 대한민국 | 음향 분석을 활용한 횡방향 그루빙이 형성된 도로를 지나는 차량의 속도 추정 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 |
| CN109541605A (zh) * | 2018-11-13 | 2019-03-29 | 西北工业大学 | 一种降低单频声信号发射频率以提高目标识别能力的方法 |
| JP2023146546A (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-12 | 古野電気株式会社 | 船速測定装置および船速測定方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5018397B1 (no) * | 1970-08-28 | 1975-06-28 | ||
| JPS50129063A (no) * | 1974-03-29 | 1975-10-11 | ||
| FR2316602A1 (fr) * | 1975-07-01 | 1977-01-28 | Thomson Csf | Systeme de mesure de la vitesse et de la direction de courants d'une masse fluide |
| US4069468A (en) * | 1976-09-24 | 1978-01-17 | Raytheon Company | Doppler spectral measurement |
| US4138657A (en) * | 1977-10-25 | 1979-02-06 | Western Geophysical Co. Of America | Shipboard apparatus for measuring ocean currents |
| JPS61246687A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-01 | Japan Radio Co Ltd | 速度測定装置 |
| JPS6282381A (ja) * | 1985-10-07 | 1987-04-15 | Nec Corp | ソ−ナ−装置 |
| JPS62294988A (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-22 | Furuno Electric Co Ltd | 移動物標の移動速度測定装置 |
| JPH0715484B2 (ja) * | 1986-11-06 | 1995-02-22 | 古野電気株式会社 | 潮流測定装置 |
| US4942558A (en) * | 1988-03-31 | 1990-07-17 | Micro-Trak Systems, Inc. | Ultrasonic velocity sensor |
-
1991
- 1991-03-26 KR KR1019910701691A patent/KR100195576B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-03-26 EP EP91905890A patent/EP0481083B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-26 US US07/775,986 patent/US5224075A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-26 ES ES91905890T patent/ES2102396T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-26 EP EP95119935A patent/EP0708343B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-26 WO PCT/JP1991/000384 patent/WO1991014953A1/ja active IP Right Grant
- 1991-03-26 ES ES95119935T patent/ES2146703T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-25 NO NO914616A patent/NO305776B1/no unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0481083A1 (en) | 1992-04-22 |
| ES2102396T3 (es) | 1997-08-01 |
| US5224075A (en) | 1993-06-29 |
| ES2146703T3 (es) | 2000-08-16 |
| KR100195576B1 (ko) | 1999-06-15 |
| EP0708343A2 (en) | 1996-04-24 |
| KR920701836A (ko) | 1992-08-12 |
| EP0708343B1 (en) | 2000-05-17 |
| NO914616D0 (no) | 1991-11-25 |
| WO1991014953A1 (en) | 1991-10-03 |
| EP0708343A3 (no) | 1996-05-29 |
| NO914616L (no) | 1991-11-25 |
| EP0481083A4 (en) | 1992-06-03 |
| EP0481083B1 (en) | 1997-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO305776B1 (no) | Innretning for mÕling av hastigheten av et legeme i bevegelse | |
| US5208785A (en) | Broadband acoustic doppler current profiler | |
| US5559518A (en) | Low target velocity interferometric AMTI radar | |
| US20030076742A1 (en) | Acoustic doppler channel flow measurement device | |
| CA2092564C (en) | Acoustic doppler current profiler | |
| CN110286370B (zh) | 航行状态下的船载地波雷达运动补偿方法 | |
| US9075142B2 (en) | Device and method for selecting signal, and radar apparatus | |
| JP2007292668A (ja) | ドップラー計測器および潮流計 | |
| Marszal et al. | Distance measurement errors in silent FM-CW sonar with matched filtering | |
| Colin et al. | False-alarm reduction for low-frequency active sonar with BPSK pulses: experimental results | |
| Sanford et al. | An acoustic Doppler and electromagnetic velocity profiler | |
| US4176338A (en) | High resolution acoustic navigation system | |
| WO2010019368A1 (en) | System and method of range estimation | |
| US7483336B2 (en) | Device for avoiding obstacles for high-speed multi-hulled watercraft | |
| JP6043083B2 (ja) | 物標運動推定装置、物標運動推定方法、およびレーダ装置 | |
| Boltryk et al. | An ultrasonic transducer array for velocity measurement in underwater vehicles | |
| Hole et al. | Design constraints and error analysis of the temporal correlation log | |
| CN104502627B (zh) | Adcp中基于发射信号设计与处理的相位模糊解决方法 | |
| JP3028376B2 (ja) | 移動体速度検出装置 | |
| US6229761B1 (en) | Estimating ship velocity through the water and over the ground | |
| LIU et al. | Combined method of conventional and coherent Doppler sonar to avoid velocity ambiguity | |
| RU2770564C1 (ru) | Гидроакустический комплекс для обнаружения движущегося подводного источника звука и измерения его координат | |
| RU2739478C1 (ru) | Способ обработки псевдошумового сигнала в гидролокации | |
| gu Lee | Depth estimation of an underwater target using DIFAR sonobuoy | |
| JP2837484B2 (ja) | ドップラー式速度検出装置 |