RU2008142602A - METHOD FOR DETERMINING THE COURSE ANGLE ON THE SOURCE OF RADIATION FROM A MOBILE UNDERWATER OBJECT AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION - Google Patents

METHOD FOR DETERMINING THE COURSE ANGLE ON THE SOURCE OF RADIATION FROM A MOBILE UNDERWATER OBJECT AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION Download PDF

Info

Publication number
RU2008142602A
RU2008142602A RU2008142602/28A RU2008142602A RU2008142602A RU 2008142602 A RU2008142602 A RU 2008142602A RU 2008142602/28 A RU2008142602/28 A RU 2008142602/28A RU 2008142602 A RU2008142602 A RU 2008142602A RU 2008142602 A RU2008142602 A RU 2008142602A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrophones
hydrophone
base
phase
source
Prior art date
Application number
RU2008142602/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2402785C2 (en
Inventor
Борис Анатольевич Касаткин (RU)
Борис Анатольевич Касаткин
Сергей Борисович Касаткин (RU)
Сергей Борисович Касаткин
Original Assignee
Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (ИПМТ ДВ
Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (ИПМТ ДВО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (ИПМТ ДВ, Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (ИПМТ ДВО РАН) filed Critical Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (ИПМТ ДВ
Priority to RU2008142602/28A priority Critical patent/RU2402785C2/en
Publication of RU2008142602A publication Critical patent/RU2008142602A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2402785C2 publication Critical patent/RU2402785C2/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

1. Способ определения курсового угла на источник излучения с подвижного подводного объекта, заключающийся в генерации и излучении источником гармонического сигнала с частотой ω, приеме акустического сигнала набором из N≥8 гидрофонов, образующих ориентированную в горизонтальной плоскости круговую измерительную базу, выделении квадратурных составляющих комплексной огибающей принятых акустических сигналов, измерении фазы акустических сигналов, предварительном фазировании измерительной базы на N направлений, проходящих через ее центр и каждый из N гидрофонов, определении направления, соответствующего максимуму сигнала, и гидрофона, лежащего на этом направлении, вычислении пеленга на источник в локальной системе координат, связанной с измерительной базой, по формуле: ! ! где ! - угловая координата n-го гидрофона базы, n=1, 2, … N; N - число гидрофонов базы, ψn - кумулятивная фаза на n-м гидрофоне, относительно фазы на первом гидрофоне, относительно которого отсчитываются углы φn, θ0 - вычисляемая по формуле: ψn=(ψn-ψn-1)+(ψn-1-ψn-2)+…(ψ2-ψ1) ! ! σθ - погрешность определения пеленга, σψ - погрешность измерения фазы, причем первым гидрофоном считается лежащий на направлении максимума сигнала, отличающийся тем, что устанавливают на подвижном подводном объекте дополнительную пару гидрофонов, разнесенных в диаметральной плоскости вдоль подвижного подводного объекта на расстояние (λ - длина волны акустического излучения), после вычисления пеленга вычисляют курсовой угол на источник β0 по формуле: ! β0=β1±θ0, σβ0=σθ, ! где β1 - курсовой угол первого гидрофона круговой измерительной базы, знак (+) берется для курсового угла правого б 1. The method of determining the heading angle to a radiation source from a moving underwater object, which consists in generating and emitting a harmonic signal source with a frequency ω, receiving an acoustic signal with a set of N≥8 hydrophones forming a horizontal measuring base oriented in a horizontal plane, and highlighting the quadrature components of the complex envelope received acoustic signals, phase measurement of acoustic signals, preliminary phasing of the measuring base into N directions passing through its center and each of N hydrophones, determining the direction corresponding to the maximum of the signal and the hydrophone lying in this direction, calculating the bearing to the source in the local coordinate system associated with the measuring base, according to the formula:! ! where! - the angular coordinate of the nth base hydrophone, n = 1, 2, ... N; N is the number of base hydrophones, ψn is the cumulative phase at the nth hydrophone, relative to the phase at the first hydrophone, relative to which the angles φn are measured, θ0 is calculated by the formula: ψn = (ψn-ψn-1) + (ψn-1-ψn -2) + ... (ψ2-ψ1)! ! σθ is the error in determining the bearing, σψ is the error in measuring the phase, and the first hydrophone is considered to be lying on the direction of the signal maximum, characterized in that they install an additional pair of hydrophones on the moving underwater object, separated by a distance in the diametrical plane along the moving underwater object (λ is the wavelength acoustic radiation), after calculating the bearing, the course angle to the source β0 is calculated by the formula:! β0 = β1 ± θ0, σβ0 = σθ,! where β1 is the heading angle of the first hydrophone of the circular measuring base, the sign (+) is taken for the heading angle of the right b

Claims (2)

1. Способ определения курсового угла на источник излучения с подвижного подводного объекта, заключающийся в генерации и излучении источником гармонического сигнала с частотой ω, приеме акустического сигнала набором из N≥8 гидрофонов, образующих ориентированную в горизонтальной плоскости круговую измерительную базу, выделении квадратурных составляющих комплексной огибающей принятых акустических сигналов, измерении фазы акустических сигналов, предварительном фазировании измерительной базы на N направлений, проходящих через ее центр и каждый из N гидрофонов, определении направления, соответствующего максимуму сигнала, и гидрофона, лежащего на этом направлении, вычислении пеленга на источник в локальной системе координат, связанной с измерительной базой, по формуле:1. The method of determining the heading angle to a radiation source from a moving underwater object, which consists in generating and emitting a harmonic signal source with a frequency ω, receiving an acoustic signal with a set of N≥8 hydrophones forming a horizontal measuring base oriented in a horizontal plane, and highlighting the quadrature components of the complex envelope received acoustic signals, phase measurement of acoustic signals, preliminary phasing of the measuring base into N directions passing through its center and each of N hydrophones, determining the direction corresponding to the maximum of the signal and the hydrophone lying in this direction, calculating the bearing to the source in the local coordinate system associated with the measuring base, according to the formula:
Figure 00000001
Figure 00000001
где
Figure 00000002
Where
Figure 00000002
Figure 00000003
- угловая координата n-го гидрофона базы, n=1, 2, … N; N - число гидрофонов базы, ψn - кумулятивная фаза на n-м гидрофоне, относительно фазы на первом гидрофоне, относительно которого отсчитываются углы φn, θ0 - вычисляемая по формуле: ψn=(ψnn-1)+(ψn-1n-2)+…(ψ21)
Figure 00000003
- the angular coordinate of the nth base hydrophone, n = 1, 2, ... N; N is the number of base hydrophones, ψ n is the cumulative phase at the nth hydrophone, relative to the phase at the first hydrophone, relative to which the angles φ n are measured, θ 0 is calculated by the formula: ψ n = (ψ nn-1 ) + (ψ n-1n-2 ) + ... (ψ 21 )
Figure 00000004
Figure 00000004
σθ - погрешность определения пеленга, σψ - погрешность измерения фазы, причем первым гидрофоном считается лежащий на направлении максимума сигнала, отличающийся тем, что устанавливают на подвижном подводном объекте дополнительную пару гидрофонов, разнесенных в диаметральной плоскости вдоль подвижного подводного объекта на расстояние
Figure 00000005
(λ - длина волны акустического излучения), после вычисления пеленга вычисляют курсовой угол на источник β0 по формуле:
σ θ is the error in determining the bearing, σ ψ is the error in measuring the phase, and the first hydrophone is considered to be lying in the direction of the signal maximum, characterized in that they install an additional pair of hydrophones on the moving underwater object, separated in the diametrical plane along the moving underwater object by a distance
Figure 00000005
(λ is the wavelength of acoustic radiation), after calculating the bearing, the course angle to the source β 0 is calculated by the formula:
β01±θ0, σβ0θ, β 0 = β 1 ± θ 0 , σ β0 = σ θ , где β1 - курсовой угол первого гидрофона круговой измерительной базы, знак (+) берется для курсового угла правого борта, знак (-) берется для курсового угла левого борта, σβ0 - погрешность определения курсового угла, после чего синтезируют подвижным подводным объектом лучевую траекторию, на которой выполняется условие β0=180°+σθ, затем синтезируют равномерным прямолинейным движением подвижного подводного объекта траверзную траекторию, на которой выполняется условие β0=±90°+σθ, измеряют на траверзной траектории в моменты времени tm, m=1÷М, разность фаз акустических сигналов Fm, принятых дополнительной парой гидрофонов, аппроксимируют измеренные значения разности фаз акустических сигналов Fm(tm) на траверзной траектории линейной зависимостью F=a(t-t0), определяют методом наименьших квадратов параметры а, t0 по формулам:where β 1 is the heading angle of the first hydrophone of the circular measuring base, the sign (+) is taken for the heading angle of the starboard side, the sign (-) is taken for the heading angle of the left side, σ β0 is the error in determining the heading angle, and then the radiation path is synthesized by a moving underwater object on which the condition β 0 = 180 ° + σ θ is satisfied, then the traverse path, on which the condition β 0 = ± 90 ° + σ θ is met, is synthesized by the uniform rectilinear movement of the moving underwater object, measured on the traverse path at time t m , m = 1 ÷ M, p connectivity F m acoustic signal phases received additional pair of hydrophones approximate measured acoustic signal phase difference value F m (t m) on traverznoy trajectory linear relation F = a (tt 0) is determined by least-squares parameters a, t 0 by the formulas:
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000006
Figure 00000007
и определяют истинный курсовой угол на источник в точке t=t0 по формуле
Figure 00000008
and determine the true heading angle to the source at the point t = t 0 by the formula
Figure 00000008
2. Устройство для определения курсового угла на источник излучения с подвижного подводного объекта, содержащее ориентированную в горизонтальной плоскости круговую базу из N≥8 приемных гидрофонов, N-канальный приемник, входы которого соединены с выходами N гидрофонов базы, N-канальный блок выделения квадратурных составляющих комплексной огибающей принятых сигналов, N входов которого соединены с выходами N-канального приемника, генератор опорного сигнала частоты ω, выход которого соединен со вторыми N-входами блока выделения квадратурных составляющих комплексной огибающей принятых сигналов, N-канальный измеритель фазы принятых сигналов, 2N входов которого соединены с 2N выходами блока выделения квадратурных составляющих комплексной огибающей принятых сигналов, блок фазирования принятых сигналов на N-направлений, проходящих через центр базы и каждый из N гидрофонов, 2N входов которого соединены с 2N выходами блока выделения квадратурных составляющих комплексной огибающей принятых сигналов, блок выбора максимального значения, вход которого соединен с N выходами блока фазирования принятых сигналов и вычислитель пеленга, первые N входов которого соединены с N выходами измерителя фазы принятых сигналов, а второй вход - с выходом блока выбора максимального значения, причем расстояние между гидрофонами круговой измерительной базы больше половины длины волны и меньше длины волны акустического излучения на рабочей частоте ω, отличающееся тем, что в него введены блок синтезирования лучевой траектории, вход которого соединен с первым выходом вычислителя пеленга, блок синтезирования траверзной траектории, первый вход которого соединен со вторым выходом вычислителя пеленга, а второй вход соединен с выходом блока синтезирования лучевой траектории, два дополнительных гидрофона, разнесенные в диаметральной плоскости вдоль подвижного подводного объекта на расстояние l≤λ/4σθ, (λ - длина волны акустического излучения на рабочей частоте ω), 2-канальный приемник, входы которого соединены с выходами двух дополнительных гидрофонов, 2-канальный блок выделения квадратурных составляющих комплексной огибающей принятых сигналов, входы которого соединены с выходами 2-канального приемника, второй измеритель фазы, первый вход которого соединен с выходом 2-канального блока выделения квадратурных составляющих комплексной огибающей принятых сигналов, таймер, вход которого соединен с выходом блока синтезирования траверзной траектории, а первый выход соединен со вторым входом измерителя фазы, вычислитель курсового угла, первый вход которого соединен с выходом второго измерителя фазы, а второй вход соединен со вторым выходом таймера. 2. A device for determining the heading angle to a radiation source from a moving underwater object, containing a circularly oriented horizontal base of N≥8 receiving hydrophones, an N-channel receiver, the inputs of which are connected to the outputs of N base hydrophones, an N-channel quadrature component extraction unit the complex envelope of the received signals, N inputs of which are connected to the outputs of the N-channel receiver, a frequency reference signal generator ω, the output of which is connected to the second N-inputs of the quadrature selection block leaving a complex envelope of received signals, an N-channel phase meter of received signals, 2N inputs of which are connected to 2N outputs of a quadrature component block of the complex envelope of received signals, a phasing block of received signals in N-directions passing through the center of the base and each of N hydrophones, 2N the inputs of which are connected to 2N outputs of the quadrature component extraction unit of the complex envelope of the received signals, the maximum value selection unit, the input of which is connected to the N outputs of the phasiro block received signals and a bearing calculator, the first N inputs of which are connected to the N outputs of the phase meter of the received signals, and the second input is connected to the output of the maximum value selection unit, the distance between the hydrophones of the circular measuring base being more than half the wavelength and less than the wavelength of acoustic radiation at the working frequency ω, characterized in that a ray path trajectory synthesis unit is introduced into it, the input of which is connected to the first output of the bearing calculator, a traverse path synthesis block, the first od connected to the second output of the calculator bearing, and the second input coupled to an output of the synthesizing ray path, two additional hydrophones spaced along a diametral plane of the movable object at a distance underwater l≤λ / 4σ θ, (λ - length of acoustic radiation at the operating wavelength frequency ω), a 2-channel receiver, the inputs of which are connected to the outputs of two additional hydrophones, a 2-channel block allocating quadrature components of the complex envelope of the received signals, the inputs of which are connected to the dams of a 2-channel receiver, a second phase meter, the first input of which is connected to the output of the 2-channel quadrature component extraction unit of the complex envelope of the received signals, a timer whose input is connected to the output of the traverse path synthesis block, and the first output is connected to the second input of the phase meter, heading angle calculator, the first input of which is connected to the output of the second phase meter, and the second input is connected to the second output of the timer.
RU2008142602/28A 2008-10-27 2008-10-27 Method of determining heading angle to radiation source from mobile subsurface object and device for realising said method RU2402785C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008142602/28A RU2402785C2 (en) 2008-10-27 2008-10-27 Method of determining heading angle to radiation source from mobile subsurface object and device for realising said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008142602/28A RU2402785C2 (en) 2008-10-27 2008-10-27 Method of determining heading angle to radiation source from mobile subsurface object and device for realising said method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008142602A true RU2008142602A (en) 2010-05-10
RU2402785C2 RU2402785C2 (en) 2010-10-27

Family

ID=42673334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008142602/28A RU2402785C2 (en) 2008-10-27 2008-10-27 Method of determining heading angle to radiation source from mobile subsurface object and device for realising said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2402785C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515419C1 (en) * 2012-12-25 2014-05-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Method of measuring change in course angle of probing signal source

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545068C1 (en) * 2013-12-11 2015-03-27 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Measurement method of changes of heading angle of movement of source of sounding signals

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515419C1 (en) * 2012-12-25 2014-05-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Method of measuring change in course angle of probing signal source

Also Published As

Publication number Publication date
RU2402785C2 (en) 2010-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2005102257A (en) METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING COORDINATES OF A RADIO EMISSION SOURCE
CN102997988B (en) Pool testing method of low-frequency acoustic directivity of large submerged buoy vector hydrophone
RU2008142602A (en) METHOD FOR DETERMINING THE COURSE ANGLE ON THE SOURCE OF RADIATION FROM A MOBILE UNDERWATER OBJECT AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2158430C2 (en) Method determining bearing on radiation source and device for its realization
RU2444747C1 (en) Method of determining bearing of noisy object
RU98123987A (en) METHOD FOR DETERMINING A DIRECTOR TO A RADIATION SOURCE AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2526536C1 (en) Amplitude-based radio direction-finder (versions)
RU2012132350A (en) METHOD FOR DETERMINING COORDINATES OF A RADIO EMISSION SOURCE FROM Aircraft
RU2308735C1 (en) Method for determining position of radio radiation sources in short-distance zone
CN104457633B (en) A kind of detection method improving ultrasonic displacement measurement precision
RU2515419C1 (en) Method of measuring change in course angle of probing signal source
RU2421749C1 (en) Direction finder
RU2603971C1 (en) Method of measuring angles in phase multi-scale angular systems and device therefor
CN105738728A (en) Related processing method used for VSI and VSR format data and device thereof
RU2321014C2 (en) Mode of direction finding and multi channel direction finder
RU2013135514A (en) Phase method of direction finding and phase direction finder for its implementation
RU2480794C1 (en) Geoelectric survey method and apparatus for realising said method
RU2467351C1 (en) Digital receiver of signals from satellite radio-navigation systems
RU2463701C2 (en) Digital method and device to determine instantaneous phase of received realisation of harmonic or quasiharmonic signal
RU2467345C1 (en) Method for high-speed determination of elevation bearing and amplitude of signal from radio source
RU2671921C2 (en) Method for determining error in trajectory measurements of interplanetary spacecraft due to propagation of radio signals in earth's ionosphere and interplanetary plasma
RU2515610C1 (en) Over-horizon radar
RU2506539C1 (en) Device to determine distance to water surface
JP2016161362A (en) Wireless coordinate measurement device
RU2420753C2 (en) Device for radio radiation direction finding

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171028