NO335218B1

NO335218B1 - Fremgangsmåte for å bestemme avstand

Info

Publication number: NO335218B1
Application number: NO20111288A
Authority: NO
Inventors: Henning Skjold-Larsen
Original assignee: Scantrawl As
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2014-10-20
Also published as: EP2748626A1; NO20111288A1; EP2748626B1; WO2013041408A1; DK2748626T3; US9151833B2; US20140301166A1; ES2629928T3

Abstract

Oppfinnelsen består av en fremgangsmåte som omfatter flere trinn for å bestemme avstand fra et referansepunkt til minst to sensormoduler 10, 20 som befinner seg under vann. Sensormodulene 10, 20 omfatter midler for å sende og motta akustiske signaler til hverandre og ti il en hydrofon 30 ved referansepunktet 10. Tilknyttet hydrofonen 30 finnes en beregningsenhet 40 som bruker ankomsttid for mottatte signaler fra sensormodulene til å bestemme forskjell i avstand fra sensormodulene 10, 20 til referansepunktet.

Description

Fremgangsmåte for å bestemme avstand

Introduksjon

Den foreliggende oppfinnelsen omfatter en fremgangsmåte for å bestemme i avstand fra et referansepunkt til minst to sensormoduler som alle befinner seg under vann.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Måling av avstander mellom sensormoduler under vann og et referansepunkt, som for eksempel er et fartøy som trekker sensormoduler etter seg, har vært en velkjent problemstilling som til nå har blitt løst med å måle lengden på linen eller wiren som befinner seg mellom fartøy og sensormoduler. Alternativt kan det være å sende et akustisk signal fra et referansepunkt til en sensormodul, og så måle tiden det tar å motta et responderende signal fra sensormodulen. Det å kun benytte en slik måling alene innebærer imidlertid en usikkerhet ved målingen.

Nøyaktig måling av linelengden viser seg å være vanskelig i praksis siden linen kan strekke seg, gå i bue eller vikle seg. Dette gjelder enten en måler manuelt på lengden line som forlater fartøyet, eller måler antall rotasjoner som en vinsj har utført ved utføring og justering av en viss lengde med line. Det sistnevnte er videre avhengig hvordan linen er viklet opp, noe som kan være forskjellig fra gang til gang. Problemet forsterkes når avstanden mellom sensormodulene og fartøyet blir stor, dvs. flere hundre meter. En line eller wire vil da kunne strekke seg forholdsvis mye, og bli lengre enn når den er kveilet opp.

Det finnes i dag ulike innretninger for å måle avstander under vann med et måleprinsipp som omfatter utsendelse og mottak av lydbølger. Først og fremst omfatter dette bruk av sonar eller ekkolodd.

Prinsippet for disse er å sende ut en lydbølge, og måle tiden det tar før den samme lydbølgen blir reflektert. For å finne avstanden fra for eksempel et fartøy til én eller flere sensormoduler kan en bruke sonarprinsippet ved å sende ut en lydbølge fra fartøyet, og motta refleksjoner, eller sendte signaler fra sensormoduler som slepes etter fartøyet. Tiden som lydbølger bruker til eller fra sensormodulene vil da være proporsjonal med avstanden mellom dem og fartøyet. Sistnevnte prinsipp benyttes også for å finne avstand mellom to eller flere sensormoduler under vann.

Søkerens eget patent NO-331380 Bl beskriver en fremgangsmåte for å bestemme forskjell i avstand fra et referansepunkt til minst to sensormoduler hvor referansepunktet og sensormodulene befinner seg under vann. Sensormodulene omfatter midler for å sende å motta akustiske signaler og referansepunktet omfatter en hydrofon for å motta akustiske signaler fra sensormodulene. Fremgangsmåten beskriver som nevnt forskjell i avstand og ikke selve avstanden.

US-5214617A viser et eksempel på standard kjent teknikk og beskriver et system og metode for å bestemme avstand mellom individuelle hydroakustiske transceivere plassert på objekter under vann. Systemet benytter synkronisering av klokker i sensormoduler omfattet i systemet.

Det er ønskelig med en mer nøyaktig avstandsbestemmelse hvor flere målte parametre samordnes og brukes for å bestemme avstand.

Beregning av avstand fra ett punkt til et annen kan gjøres på to måter. Den ene er å måle gangtiden til et signal ved bruk av klokker slik at mottakeren av den sendte signalet vet når det ble sendt. Signaler trengs da kun å sendes én vei, f.eks. fra en sensormodul til et referansepunkt som har en hydrofon for å fange opp signalene.

Den andre kjente måten er å sende et signal fra en sensor til en annen å måle tiden det tar før et signal blir returnert.

Ved å sende signaler fra to eller flere sensormoduler med en kjent tidsforskjell, vil signalene som mottas av en hydrofon angi forskjell i avstand mellom sensormodulene. Dette kan være nyttig informasjon i seg selv dersom det for eksempel er ønskelig at to eller flere sensormoduler til enhver tid skal ha konstant forskjell i avstand eller samme avstand til for eksempel et fartøy som sleper disse etter seg.

Et velkjent problem ved bruk av lydbølger under vann er videre at lydutbredelses-hastigheten er avhengig av flere faktorer som vanntemperatur, saltinnhold, trykk osv. Disse vil variere avhengig av lokasjon, årstid, strømningsforhold etc. Det er vanntemperaturen som har størst påvirkning for måleresultatet.

Flere leverandører av sensormoduler til bruk under vann benytter en fast hastighet på 1500 m/s for utbredelse av lydbølger, eller hvor lydhastigheten i vann "settes" manuelt ved å slå opp aktuelle verdier for lydhastigheten i vann ved en gitt temperatur.

Vanntemperatur i vertikal retning forandrer seg med dybden. Varmt vann stiger opp, og kaldt vann synker ned. I tillegg vil sola varme opp overflatevannet.

Vanntemperaturen i horisontal retning vil også kunne variere avhengig av avstander og hvor målinger foretas. Eksempelvis vil vann nær land ha høyere temperatur enn vann som er lengre fra land.

Det finnes noen innretninger som har en temperaturs ens or innlemmet for å måle temperaturen lokalt i vannet hvor innretningen er plassert. Ulempen ved slike systemer er at en målt vanntemperatur lokalt der hvor for eksempel et ekkolodd befinner seg kan være svært forskjellig fra vanntemperaturen langs den totale utbredelsesbanen til lydbølgene. Dette vil spesielt være tilfellet over store avstander. Lydhastigheten som da brukes ved beregninger av avstander under vann vil være feil og gi store avvik i beregnet avstand i forhold til den reelle avstanden. Den foreliggende oppfinnelsen løser det sistnevnte problemet ved å måle temperaturer på minst ett eller flere steder langs banen som lyden vil bre seg for så å samordne disse for en mer nøyaktig beregning av avstander under vann. Dette gjøres ved å overføre reell målt temperatur eller beregnet lydhastighet fra målt temperatur til en enhet tilknyttet en hydrofon ved referansepunktet for beregning av avstand under vann. En vil da oppnå større nøyaktigheter ved en slik måling.

Ved å kombinere mottatte signaler for ankomsttider og gangtider fra utsendelse av lydbølger fra minst to sensormoduler, og også justere lydhastigheten med hensyn til målt vanntemperatur vil en med stor nøyaktighet bestemme avstand til sensormodulene. Dette kan eksempelvis brukes til nøyaktig justering og posisjonering av en trål.

Sammendrag av oppfinnelsen

Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for å bestemme avstand fra et referansepunkt til minst to sensormoduler som alle befinner seg under vann, og hvor sensormodulene står i signalforbindelse med hverandre ved at de omfatter midler for å sende og motta akustiske signaler, og hvor referansepunktet omfatter en hydrofon for å motta akustiske signaler fra sensormodulene, og hvor fremgangsmåten er kjennetegnet ved å omfatte følgene trinn: å sende et akustisk signal fra den første sensormodulen til den andre sensormodulen;

å sende et akustisk signal fra den andre sensormodulen til den første sensormodulen og hydrofonen enten umiddelbart, eller etter fastsatte tidsforsinkelser etter at den andre sensormodulen mottar det nevnte akustiske signalet sendt fra den første sensormodulen;

å måle i den første sensormodulen tiden Ti det tar fra det akustiske signalet sendes fra den første sensormodulen til den første sensormodulen mottar det nevnte akustiske signalet sendt fra den andre sensormodulen;

å sende et akustisk signal, omfattende den nevnte tiden Ti, fra den første sensormodulen til hydrofonen enten umiddelbart, eller etter en fastsatt tidsforsinkelse etter at den første sensormodulen mottar det nevnte akustiske signalet sendt fra den andre sensormodulen;

å måle ankomsttider til mottatte akustiske signaler sendt fra den første og andre sensormodulen til hydrofonen ved referansepunktet;

å bestemme forskjell i avstand fra referansepunktet til hver av sensormodulene ved å beregne denne forskjellen i en beregningsenhet forbundet til hydrofonen ved referansepunktet basert på målte ankomsttider av akustiske signaler

sendt fra den første og andre sensormodulen til hydrofonen, samt tiden Ti og eventuelle fastsatte tidsforsinkelser;

å justere og posisjonere avstanden til sensormodulene i forhold til referansepunktet på fartøyet slik at beregnet forskjell i avstand går mot 0;

å logge over tid verdier av mottatte akustiske signaler som er innenfor en forhåndssatt usikkerhet for beregnede forskjeller i avstand som går mot 0, og

å bestemme avstand fra referansepunktet til de minst to sensormodulene ved å bruke målte gangtider til de akustiske signalene som er innbefattet i de nevnte loggede verdiene.

Ytterligere trekk ved den oppfinneriske fremgangsmåten er definert i de uselvstendige kravene i kravsettet.

Detaljert beskrivelse

Den foreliggende oppfinnelsen presenterer en fremgangsmåte for å beregne avstand fra et referansepunkt til minst to sensormoduler som alle befinner seg under vann. Løsningen er gunstig ved utførelse av flere ulike typer operasjoner som foregår under vann, for eksempel innen fiskeri og offshore. Oppfinnelsen vil ha betydning for presis operasjon av utstyr, sleping av redskap for fangst av fisk, skyting av seismikk etc. Andre områder hvor oppfinnelsen med fordel kan benyttes er ved installasjon av f.eks. rørledninger og undervannskabler.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet med henvisning til de vedlagte figurene, hvor: Figur 1 illustrerer hvordan en beregningsenhet forbundet til en hydrofon kan beregne forskjell i avstand til to sensormoduler; Figur 2 viser et system for praktisk anvendelse av sensormoduler for optimalisering av en tråleoperasjon; Figur 3 viser sensormoduler montert ved en trål;

Figur 4 viser sensormoduler montert på seismiske kabler, og

Figur 5 viser et skjermbilde for et overvåkingssystem for tråling.

Oppfinnelsen er definert ved en fremgangsmåte for å bestemme avstand fra et referansepunkt til minst to sensormoduler 10, 20 som alle befinner seg under vann, og hvor sensormodulene 10, 20 står i signalforbindelse med hverandre ved at de omfatter midler for å sende og motta akustiske signaler, og hvor referansepunktet omfatter en hydrofon 30 for i det minste å motta akustiske signaler fra sensormodulene 10, 20, og hvor fremgangsmåten er kjennetegnet ved at den omfatter flere trinn som utføres.

Figur 1 viser med pilene a) til d) rekkefølgen og retningen på akustiske signaler som sendes mellom sensormoduler 10 og 20 og en hydrofon 30. Oppsettet muliggjør at en beregningsenhet 40 forbundet til hydrofonen 30 kan beregne forskjell i avstand fra hydrofonen 30 til sensormodulene 10 og 20.

Det første trinnet i den fremgangsmåten er å sende et akustisk signal a) fra den første sensormodulen 10 til den andre sensormodulen 20.

Det andre trinnet er å sende et akustisk signal b) fra den andre sensormodulen 20 til den første sensormodulen 10 og hydrofonen 30 enten umiddelbart, eller etter fastsatte tidsforsinkelser etter at den andre sensormodulen 20 mottar det nevnte akustiske signalet a) sendt fra den første sensormodulen 10. En fastsatt tidsforsinkelse vil da på forhånd være kjent for den første sensormodulen 10.

Det tredje trinnet er å måle i den første sensormodulen 10 tiden Ti det tar fra det akustiske signalet a) sendes fra den første sensormodulen 10 til den første sensormodulen 10 mottar det nevnte akustiske signalet b) sendt fra den andre sensormodulen 20. Denne målingen utføres ved at tiden som et signal a) bruker fra det sendes fra den første sensormodulen 10 til denne mottar et signal b) fra den andre sensormodulen 20 måles, og en eventuell kjent tidsforsinkelse av utsendt akustisk signal b) i den andre sensormodulen 20 trekkes fra og resterende tid målt divideres med to.

Det fjerde trinnet er å sende et akustisk signal d), omfattende den nevnte tiden Ti, fra den første sensormodulen 10 til hydrofonen 30 enten umiddelbart, eller etter en fastsatt tidsforsinkelse etter at den første sensormodulen 10 mottar det nevnte akustiske signalet sendt fra den andre sensormodulen 20.

Deretter måles ankomsttider og gangtider på mottatte akustiske signaler på hydrofonen 30 ved referansepunktet. Dersom én av sensormodulene 10, 20 har en lengre avstand til fartøyet enn den andre vil signalet som mottas på hydrofonen 30 fra denne bruke lengre tid enn signalet fra den andre. Dette vil medføre en tidsdifferanse mellom de utsendte akustiske signalene fra sensormodulene 10, 20.

Gangtider på signaler mellom hydrofonen 30 og sensormodulene 10, 20 brukes til beregning av avstand fra ett punkt til et annet, og kan gjøres på to måter. Den ene er å måle gangtiden til et signal ved bruk av klokker ved hydrofonen 30 og sensormodulene 10, 20, slik at signalbehandlingsmidler ved mottakeren vet når et mottatt signal ble sendt.

Den andre kjente måten å måle gangtid til et signal på er å sende et signal fra en lokasjon ved hydrofonen 30 til en sensormodul, og måle tiden det tar før et signal blir returnert.

Det neste trinnet i fremgangsmåten er å bestemme forskjellen i avstand fra referansepunktet til hver av sensormodulene 10, 20 ved å beregne denne forskjellen i en beregningsenhet 40 forbundet til hydrofonen 30 ved referansepunktet basert på målte ankomsttider av akustiske signaler sendt fra den første og andre sensormodulen 10, 20 til hydrofonen 30, samt tiden Ti og eventuelle fastsatte tidsforsinkelser.

Denne informasjonen brukes til å justere og posisjonere sensormodulene 10, 20 slik at den beregnede forskjellen i avstand mellom hydrofonen 30 og sensormodulene går mot 0.

Deretter logges over tid verdier av mottatte akustiske signaler som er innenfor en forhåndssatt usikkerhet for beregnede forskjeller i avstand som går mot 0. En kan eksempelvis forkaste alle verdier som ligger utenfor ett standardavvik.

Avstanden fra referansepunktet til de minst to sensormodulene 10, 20 bestemmes ved å bruke målte gangtider til de akustiske signalene som er innbefattet i de nevnte loggede verdiene.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelsen er først og fremst å bestemme avstand fra et referansepunkt til hver av minst to sensormoduler 10, 20 så presist som mulig.

En annen hensikt med den oppfinnelsen er å justere og posisjonere sensormodulene 10, 20 i forhold til det nevnte referansepunktet slik at avstanden mellom referansepunktet og hver av sensormodulene 10 og 20 blir like lange, dvs. at forskjellen i avstand er null.

Det sistnevnte muliggjøres ved at sensormodulene 10, 20 er forbundet til anordninger som en ønsker å kontrollere og forandre posisjonen til.

I én utførelse kan referansepunktet være forbundet til et fartøy, og sensormodulene 10, 20 beveger seg i forhold til fartøyet.

I en annen utførelse kan referansepunktet være forbundet til en fast konstruksjon, og sensormodulene 10, 20 beveger seg i forhold til den faste konstruksjonen.

Justeringen og posisjoneringen av sensormodulene 10, 20 med hensyn til forskjell i avstand mellom et referansepunkt og hver av sensormodulene 10, 20 kan utføres ved at beregnede forskjeller i avstander sendes til en styringsenhet 50 som styrer en kontrollenheter 60 som justerer og posisjonerer sensormodulene 10, 20.

Det sistnevnte kan gjøres ved at sensormodulene 10, 20 slepes etter for eksempel et fartøy via line eller wire som er festet til trålvinsjer som regulerer disse ved at trålvinsjene står i forbindelse med den nevnte kontrollenheten 60.

Justering og posisjonering av sensormoduler 10, 20 som ikke nødvendigvis er festet til en trål kan gjøres ved at styringssignaler sendes fra kontrollerenheten 60 til sensormoduler 10, 20 som beveger seg etter fartøyet ved hjelp av egne fjernstyrte fremdriftsmidler.

Det nevnte referansepunktet trenger ikke være en hydrofon på et fartøy, men det kan for eksempel være forbundet til en fast konstruksjon som en offshore konstruksjon, og hvor sensormodulene 10, 20 beveger seg i forhold til den faste konstruksjonen. Den oppfinneriske fremgangsmåten vil da kunne bestemme forskjell i avstand, og eventuelt justere og posisjonere sensormodulene 10, 20 i forhold til den faste konstruksjonen basert på beregnet forskjell i avstand.

Figur 2 viser et system for praktisk anvendelse av sensormoduler for optimalisering av en tråleoperasjon. I et slikt oppsett fungerer par med sensormoduler 10A, 20A, 10B, 20C og 10B, 20B som symmetrisensorer som kan brukes for å detektere om åpningen på en trål 70 slepes symmetrisk etter et fartøy eller med ønsket og optimal symmetri. Om dette ikke er tilfellet kan posisjonen og åpningen til trålen 70 justeres og posisjoneres slik at ønsket symmetri oppnås.

Ved at sensormodulene 10A, 10B, 20A, 20B, 20C er festet på ulike steder i forbindelse med trålen 70 vil en ved bruk av den oppfinneriske fremgangsmåten detektere forskjell i ankomsttid av signaler på en hydrofon 30 på et fartøy og beregne forskjell i avstand fra fartøyet til de ulike sensormodulene 10A, 10B, 20A, 20B, 20C og dermed om trålen 70 slepes med en ønsket symmetri. Denne informasjonen kan så brukes til å regulere trålvinsjer enten manuelt eller automatisk. Det sistnevnte ved at styringsenheten 50 på fartøyet styrer vinsjer 60 som justerer linene som sensormodulene 10A, 10B, 20A, 20B, 20C er festet til. Ved å bruke flere sensormoduler 10A, 10B, 20A, 20B, 20C som arbeider sammen som par slik som vist i figur 2 vil ytterligere informasjon kunne tilegnes beregningsenheten 50, og flere liner tilknyttet trålen kan justeres. Figur 3 viser et sidesnitt med sensormoduler 10A, 20A, 20B montert i forbindelse med trål 70. Sensormodulene 10A, 20A, 20B kan være utstyrt med dybde trykkceller og akustiske høydemålere. Overføringen av signaler mellom sensormodulene blir tilsvarende som det nevnt over. Tilleggsinformasjonen med dybde og høyde vil være nyttig tilleggsinformasjon ved bestemming av forskjellen i avstand mellom sensormodulene 10A, 20A, 20B. Figur 4 viser et annet eksempel på anvendelse av den oppfinneriske fremgangsmåten ved bruk av to eller flere sensormoduler 10A, 20B, 20C festet til en seismisk kabel på ulike fra hverandre plasserte lokasjoner på kabelen. Den oppfinneriske fremgangsmåten muliggjør å bestemme forskjeller i avstand fra sensormodulene til en hydrofon 30 ved et referansepunkt, f.eks. et fartøy, slik at profilen som den seismiske kabelen til enhver tid har kan bestemmes når en kjenner til egenskapene til kabelen som tverrsnitt, stivhet etc. I og med at en streamerkabel kan være flere km lang kan det være gunstig å korrigere for ulike hastighetsprofiler i vannet.

Figurene 2 til 4 viser eksempelvise utførelser med bruk av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. En kan også tenke seg utførelser hvor beregningsenheten 40 mottar posisjonsdata fra en GPS på et fartøyet som angir fartøyets posisjon, retning og hastighet. Dette vil være nyttig tilleggsinformasjon ved justering og posisjonering av sensormodulene 10, 20.

Når fartøyet også omfatter akustiske midler for å sende signaler til sensormodulene 10, 20, som når de mottar disse signalene sender tilbake akustiske signaler til hydrofonen 30 på fartøyet vil den faktiske avstanden mellom sensormodulene 10, 20 og hydrofonen 30 bestemmes og ikke kun forskjell i avstand mellom sensormodulene 10, 20 og hydrofonen 30. Alternativt kan sensormoduler 10, 20 og hydrofon 30 være utstyrt med klokker. I et slikt tilfelle er det som tidligere nevnt kun nødvendig med enveiskommunikasjon fra sensormoduler 10, 20 til hydrofon 30.

Ved å kombinere informasjonen om avstand mellom sensormodulene 10, 20 og hydrofonen 30 med informasjonen om fartøyets posisjon, retning og hastighet vil den nøyaktig posisjonen til sensormodulene kunne bestemmes.

Dette vil være viktig informasjon ved tråling i kritiske områder med installasjoner som rørledninger etc. På slike steder vil en nøyaktig posisjonering og håndtering av trålen være nødvendig for å ikke ødelegge trål eller utstyr.

For ytterligere informasjon om posisjonen til sensormodulene 10, 20 kan en som tidligere nevnt måle dybden og høyden til disse ved bruk av trykksensorer og høydemåler. Denne informasjonen kan sendes til hydrofonen 30 på fartøyet for å gi en tredimensjonal nøyaktig (x, y, z) posisjon til sensormodulene 10, 20 som igjen gir bedre mulighet for optimalisering og justering av posisjonen til sensormodulene 10, 20 og dermed utstyret som disse er festet til.

Den foreliggende oppfinnelsen benytter seg av måling av tiden som går fra sending til mottak av lyd under vann. Som tidligere nevnt er det et velkjent problem at målinger ved bruk av lydbølger under vann kan gi måleusikkerheter avhengig av flere faktorer som vanntemperatur, saltinnhold, trykk osv. Her er det vanntemperaturen som har størst påvirkning for måleresultatet.

For å utføre et effektivt fiske, og for å optimalisere forbruk av drivstoff, er det nødvendig med høy nøyaktighet ved målinger som brukes for å optimalisere en trål operasjon.

Ved å innlemme temperaturmålinger enten ved en temperaturs ensor i mint én sensormodul eller ved bruk av minst én separat temperatursensor, og sende den målte temperaturen i vannet til hydrofonen 30 på fartøyet, kan beregningsenheten 40 på fartøyet benytte den målte temperaturen ved nøyaktig beregning av forskjell i avstand til sensormodulene 10, 20.

Ved at det også anbringes en temperatursensor ved hydrofonen 30 på fartøyet kan det etableres en temperaturprofil langs lydutbredelsesbanen til de akustiske signalene, hvor denne profilen gir korrekt lydhastighet i vann som kan benyttes ved beregning av forskjell i avstand og avstand til sensormodulene 10, 20.

Viktige aspekter for optimal styring av en trål er tilstrebing av optimal trålgeometri og tauehastighet under hele trålhalet, også ved endringer av kurs, motorturtall, propeller pitch, vinsjer og endring av vinkler på tråldører og loddanordning. Det sier seg selv at dette er en komplisert prosess som krever nøyaktig informasjon.

Endring i hver av styringsparametrene alene gjør det ikke mulig å få til en optimal trålgeometri. Kun kombinasjon av endringer i to eller flere parametere samtidig, avhengig av forholdene, gjør det mulig å oppnå optimal trålgeometri, posisjonering av trålen og korrekt tauehastighet, dvs. trålens hastighet gjennom sjøen.

Et komplett system for justering og posisjonering av en trål, for å oppnå optimal trålgeometri og tauehastighet under et komplett trålhal kan omfatte bruk av de nevnte sensormodulene 10, 20, ekkolodd, sonar, trålsonar, GPS, vindmåler, bunnkart, bølgemåler, og vinsjdata og hvor måledata fra disse brukes av beregningsenheten 40 til å styre ulike parametere som endring av fartøyets kurs, motorturtall, propeller pitch, vinsjer og endring av vinkler på tråldører og loddanordning.

Figur 5 viser et eksempel på et skjermbilde for et overvåkingssystem for tråling. Et slikt system vil da stå i forbindelse med den nevnte beregningsenheten 40.1 bildet til venstre vises en representasjon av en trål 70 og sensormoduler 10, 20 i forhold til et sjøkartsystem. Grunnet temperaturkorrigeringer og den nevnte oppfinneriske posisjoneringsteknologien, vil posisjonen til trålen og avstanden til fartøyet gi fiskeren nøyaktig posisjon for sin trål i forhold til fartøyet.

Et slikt skjermbilde kan, i tillegg til å gi informasjon om lokasjonen til et fartøy i forhold til et bunnkart, også gi informasjon om flere ulike parametre relatert til sensormoduler 10, 20 montert til trålen 70 som vist i bildet til høyre, hvor bl.a. også dybden til tråldører vises.

Den oppfinneriske fremgangsmåten gjør det mulig med en presis tilpasning av de ovenfor nevnte styringsparametre. I og med at trålens geometri endres ved endrede bunnforhold, endrede tråldyp, fart og retning på undervannsstrømmer, fyllingsgrad osv. vil korrekt informasjon om reell avstand fra et referansepunkt til et sett med sensormoduler 10, 20 gi viktig informasjon ved justering og posisjonering av sensormodulene 10, 20.

Claims

1. Fremgangsmåte for å bestemme avstand fra et referansepunkt til minst to sensormoduler (10, 20) når disse er i lik avstand fra referansepunktet som alle befinner seg under vann, og hvor sensormodulene (10, 20) står i signalforbindelse med hverandre ved at de omfatter midler for å sende og motta akustiske signaler, og hvor referansepunktet omfatter en hydrofon (30) med midler for å motta akustiske signaler fra sensormodulene (10, 20), og hvor fremgangsmåten omfatter følgene trinn: a) å sende et akustisk signal fra den første sensormodulen (10) til den andre sensormodulen (20); b) å sende et akustisk signal fra den andre sensormodulen (20) til den første sensormodulen (10) og hydrofonen (30) enten umiddelbart, eller etter fastsatte tidsforsinkelser etter at den andre sensormodulen (20) mottar det nevnte akustiske signalet sendt fra den første sensormodulen (10); c) å måle i den første sensormodulen (10) tiden Ti det tar fra det akustiske signalet sendes fra den første sensormodulen (10) til den første sensormodulen (10) mottar det nevnte akustiske signalet sendt fra den andre sensormodulen (20); d) å sende et akustisk signal, omfattende den nevnte tiden Ti, fra den første sensormodulen (10) til hydrofonen (30) enten umiddelbart, eller etter en fastsatt tidsforsinkelse etter at den første sensormodulen (10) mottar det nevnte akustiske signalet sendt fra den andre sensormodulen (20); e) å måle ankomsttider og gangtider til mottatte akustiske signaler sendt fra den første og andre sensormodulen (10, 20) til hydrofonen (30) ved referansepunktet; f) å bestemme forskjell i avstand fra referansepunktet til hver av sensormodulene (10, 20) ved å beregne denne forskjellen i en beregningsenhet (40) forbundet til hydrofonen (30) ved referansepunktet, basert på målte ankomsttider av akustiske signaler sendt fra den første og andre sensormodulen (10, 20) til hydrofonen (30), samt tiden Ti og eventuelle fastsatte tidsforsinkelser, karakterisert vedat følgende ytterligere trinn utføres: g) å justere og posisjonere avstanden til sensormodulene (10, 20) i forhold til referansepunktet på fartøyet slik at beregnet forskjell i avstand går mot 0; h) å logge over tid verdier av mottatte akustiske signaler som er innenfor en forhåndssatt usikkerhet for beregnede forskjeller i avstand som går mot 0; i) å bestemme avstand fra referansepunktet til de minst to sensormodulene (10, 20) ved å bruke målte gangtider til de akustiske signalene som er innbefattet i de nevnte loggede verdiene.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat den nevnte usikkerheten i trinn h) er innenfor ett standardavvik.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat justeringen og posisjoneringen av sensormodulene (10, 20) gjøres ved at sensormodulene (10, 20) slepes etter fartøyet via line eller wire som er festet til trålvinsjer som regulerer disse.

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat justeringen og posisjoneringen av sensormodulene (10, 20) gjøres ved at styringssignaler sendes til sensormodulene (10, 20) som beveger seg etter fartøyet ved hjelp av egne fjernstyrte fremdriftsmidler.

5. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat referansepunktet er forbundet til en fast konstruksjon, og hvor sensormodulene (10, 20) beveger seg i forhold til den faste konstruksjonen, og hvor fremgangsmåten omfatter et ytterligere trinn med å justere og posisjonere sensormodulene (10, 20) i forhold til den faste konstruksjonen basert på beregnet forskjell i avstand.

6. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat den videre omfatter bruk av en GPS på fartøyet for å bestemme fartøyets posisjon, retning og hastighet, og hvor denne informasjonen brukes ved justering og posisjonering av sensormodulene (10, 20).

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat det ved hydrofonen på fartøyet er akustiske midler for å sende signaler til sensormodulene (10, 20) som når de mottar disse signalene sender tilbake akustiske signaler til hydrofonen (30) på fartøyet slik at avstander fra sensormoduler (10, 20) til hydrofonen (30) kan bestemmes.

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat fartøyets hydrofon (30) og sensormodulene (10, 20) er tilknyttet klokker slik at avstander fra sensormoduler (10, 20) til hydrofonen (30) kan bestemmes.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert vedå måle dybde, høyde og vinkel til minst én av sensormodulene (10, 20), og hvor denne informasjonen sendes til hydrofonen (30) ved referansepunktet for å gi ytterligere informasjon om sensormodulene (10, 20).

10. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, hvor mint én sensormodul (10, 20) omfatter temperatursensor, og hvor fremgangsmåten erkarakterisert vedå måle temperaturen i vannet og sende denne informasjonen til hydrofonen (30) ved referansepunktet, og hvor beregningsenheten (40) forbundet til hydrofonen benytter den målte temperaturen ved beregning av forskjell i avstand til sensormodulene (10, 20).

11. Fremgangsmåte i henhold til krav 9,karakterisert vedat det etableres en temperaturprofil langs lydutbredelsesbanen til de akustiske signalene, og hvor denne profilen benyttes ved beregning av forskjell i avstand til sensormodulene (10, 20), og hvor temperaturprofilen etableres ved å måle temperaturer ved minst ett eller flere steder langs banen som lyden vil bre seg for så å overføre reell målt temperatur eller beregnet lydhastighet fra målt temperatur til beregningsenheten (40) tilknyttet hydrofonen (30) ved referansepunktet.

12. Fremgangsmåte i henhold til ett av de foregående kravene,karakterisert vedat den første og andre sensormodulen (10, 20) er festet til hver sin tråldør på en trål, slik at posisjonen og åpningen til en trål kan justeres og posisjoneres for å oppnå en kontinuerlig og optimal trålgeometri.

13. Fremgangsmåte i henhold til ett av de foregående kravene,karakterisert vedat to eller flere sensormoduler (10, 20) er festet til en seismisk kabel på ulike fra hverandre plasserte lokasjoner på kabelen, for å kunne bestemme avstanden mellom et referansepunkt og sensormodulene (10, 20), samt profilen som den seismiske kabelen til enhver tid har.

14. Fremgangsmåte i henhold til ett av de foregående kravene,karakterisert vedå frembringe et komplett automatisk system for justering og posisjonering av en trål for å oppnå optimal trålgeometri og tauehastighet under et trålhal, ved å bruke de nevnte sensormodulene (10, 20), ekkolodd, sonar, trålsonar, GPS, gyro, vindmåler, bølgemåler, vinsjdata, bunnkart, og hvor måledata fra disse brukes av beregningsenheten (40) til å styre ulike parametere for å endre et fartøy sin kurs, motorturtall, propeller pitch, vinsjer samt å endre vinkler på tråldører og loddanordning.