RU2042153C1 - Device for determination of distance to bottom - Google Patents

Device for determination of distance to bottom Download PDF

Info

Publication number
RU2042153C1
RU2042153C1 RU93015744A RU93015744A RU2042153C1 RU 2042153 C1 RU2042153 C1 RU 2042153C1 RU 93015744 A RU93015744 A RU 93015744A RU 93015744 A RU93015744 A RU 93015744A RU 2042153 C1 RU2042153 C1 RU 2042153C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
correlator
signal
input
harmonic signal
output
Prior art date
Application number
RU93015744A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93015744A (en
Inventor
Сергей Николаевич Павликов
Original Assignee
Сергей Николаевич Павликов
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 Сергей Николаевич Павликов filed Critical Сергей Николаевич Павликов
Priority to RU93015744A priority Critical patent/RU2042153C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2042153C1 publication Critical patent/RU2042153C1/en
Publication of RU93015744A publication Critical patent/RU93015744A/en

Links

Landscapes

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

Abstract

FIELD: hydroacoustics. SUBSTANCE: enhanced accuracy of measurement is achieved through more accurate measurement of time of travel of radiated signal to ground and backward which is determined in this case by maximum coefficient of cross-correlation of squares of envelopes of received echo signal and radiated signal. Device is provided with harmonic signal oscillator 1 connected with radiator, receiver 3 connected with amplifier 4 through detector 5 and correlator; device is additionally provided with two computer units 6 and 9 for calculating the envelope square. Input of harmonic signal envelope square computer 9 is connected with output of harmonic signal oscillator 1 and its output is connected with first input of correlator 7. Harmonic signal envelope square computer 6 is connected between detector 5 and second input of correlator 7. EFFECT: enhanced accuracy of measurement. 1 dwg

Description

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для определения расстояния до дна. The invention relates to sonar and can be used to determine the distance to the bottom.

Известно устpойство корреляционного определения (измерения) глубины под килем судна. Недостатком его является ограничение измеряемого расстояния величиной интервала корреляции сигнала. A device for the correlation determination (measurement) of depth under the keel of the vessel is known. Its disadvantage is the limitation of the measured distance by the value of the correlation interval of the signal.

Наиболее близким техническим решением является устройство определения расстояния до дна (эхолот), содержащее генератор гармонического сигнала, соединенный одновременно с излучателем и первым входом коррелятора, содержащее приемник, соединенный через последовательно включенные усилитель и детектор с вторым входом коррелятора, выход последнего соединен с индикатором. The closest technical solution is a device for determining the distance to the bottom (echo sounder), containing a harmonic signal generator connected simultaneously with the emitter and the first input of the correlator, containing a receiver connected through a series-connected amplifier and detector with the second input of the correlator, the output of the latter is connected to the indicator.

Недостатком эхолота является сложность и недостаточная точность определения корреляционной временной задержки, соответствующей максимуму коэффициента взаимной корреляции принятого и излученного сигналов. Это объясняется слабо выраженным максимумом взаимно корреляционной функции (ВКФ), что ограничивает точность определения расстояния, устойчивость работы и диапазон измеряемых расстояний до дна. The disadvantage of the echo sounder is the complexity and lack of accuracy in determining the correlation time delay corresponding to the maximum of the mutual correlation coefficient of the received and emitted signals. This is explained by the weakly expressed maximum of the cross-correlation function (VKF), which limits the accuracy of determining the distance, the stability of the work, and the range of measured distances to the bottom.

Целью изобретения является повышение точности. The aim of the invention is to increase accuracy.

Это достигается тем, что в устройство определения расстояния до дна введены два одинаковых блока вычисления квадрата огибающей, включенные на соответствующих входах коррелятора. В этом случае коррелятор вычисляет корреляционную временную задержку по максимуму коэффициента взаимной корреляции квадратов огибающих принятого эхосигнала (отраженного) от дна и излученного сигнала. Это позволило увеличить остроту максимума взаимной корреляции квадратов огибающих по сравнению с ВКФ и тем самым повысить точность определения корреляционной временной задержки, соответствующей этому максимуму. Такое повышение точности достигается за счет квадратичной формулы ВКФ, как правило, описываемой степенным сомножителем, так для ВКФ вида
ρxy(τ)= e-b(τ)cos2πfoτ, где fo частота излучаемого гармонического сигнала;
b коэффициент, учитывающий особенности дна, получено относительно увеличение крутизны в 2˙e-b(τ) раз, что в окрестности максимума позволит обеспечить выигрыш в точности в 2 раза.
This is achieved by the fact that in the device for determining the distance to the bottom two identical blocks for calculating the square of the envelope are introduced, included at the corresponding inputs of the correlator. In this case, the correlator calculates the correlation time delay from the maximum cross-correlation coefficient of the squares of the envelopes of the received echo signal (reflected) from the bottom and the emitted signal. This made it possible to increase the sharpness of the maximum of the mutual correlation of the squares of the envelopes in comparison with the VKF and thereby increase the accuracy of determining the correlation time delay corresponding to this maximum. Such an increase in accuracy is achieved due to the quadratic formula of the VKF, usually described by a power factor, so for the VKF of the form
ρ xy (τ) = e -b (τ) cos2πf o τ, where f o is the frequency of the emitted harmonic signal;
b coefficient taking into account the features of the bottom, a relatively steepness increase of 2˙e -b (τ) times is obtained, which in the vicinity of the maximum will ensure a gain of exactly 2 times.

На фиг. 1 изображено предложенное устройство. In FIG. 1 shows the proposed device.

Устройство определение расстояния до дна, содержащий генератор 1 гармонического сигнала, соединенный с излучателем 2, и приемник 3, соединенный через усилитель 4 с детектором 5, а также коррелятор 7, выход которого соединен с индикатором 8. Кроме того, выход генератора 1 гармонического сигнала соединен не только с излучателем 2, но и через дополнительно включенный второй блок 9 вычисления квадрата огибающей с первым входом коррелятора 7, а второй вход коррелятора 7 соединен через дополнительно включенный первый блок 6 вычисления квадрата огибающей с выходом детектора 5. A device for determining the distance to the bottom, comprising a harmonic signal generator 1 connected to an emitter 2, and a receiver 3 connected through an amplifier 4 to a detector 5, as well as a correlator 7, the output of which is connected to an indicator 8. In addition, the output of a harmonic signal generator 1 is connected not only with the emitter 2, but also through the additionally included second block 9 for computing the envelope square with the first input of the correlator 7, and the second input of the correlator 7 is connected through the additionally included first block 6 for computing the envelope with detector output 5.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Электрический сигнал с генератора 1 гармонического сигнала передается на излучатель 2, где он преобразуется в акустический сигнал, который излучается вертикально вниз и отражается от дна. Отраженный сигнал (эхо-сигнал) принимается приемником 3, преобразуется в электрический, усиливается блоком 4, детектируется блоком 5 и поступает в первый блок 6 вычисления квадрата огибающей, выход которого соединен с вторым входом коррелятора 7, на первый вход которого поступает квадрат огибающей с выхода второго блока 9 вычисления квадрата огибающей сигнала от генератора 1 гармонического сигнала. Корреляционное устройство 7, применяя регулируемую задержку квадрата огибающей сигнала от генератора гармонического сигнала, осуществляет поиск максимума ВКФ квадратов огибающих эхо-сигнала и сигнала генератора 1 гармонического сигнала. Максимум наступает при равенстве введенной регулируемой задержки транспортному запаздыванию (эхо-сигнала). Расстояние до дна вычисляется в индикаторе 8 по формуле
Н С τ/2, где С скорость звука в среде;
τ запаздывание эхо-сигнала.
The electric signal from the harmonic signal generator 1 is transmitted to the emitter 2, where it is converted into an acoustic signal, which is emitted vertically downward and reflected from the bottom. The reflected signal (echo signal) is received by the receiver 3, converted into electrical signal, amplified by block 4, detected by block 5, and fed to the first envelope square calculation block 6, the output of which is connected to the second input of the correlator 7, the first input of which is the square of the envelope from the output the second block 9 calculates the square of the envelope of the signal from the generator 1 of the harmonic signal. The correlation device 7, using the adjustable delay of the squared envelope of the signal from the harmonic signal generator, searches for the maximum VKF of the squared envelopes of the echo signal and the signal of the harmonic signal generator 1. The maximum occurs when the introduced adjustable delay equals the transport delay (echo). The distance to the bottom is calculated in indicator 8 according to the formula
H C τ / 2, where C is the speed of sound in the medium;
τ delay of the echo signal.

Данное устройство предусматривает включение двух одинаковых блоков 6 и 9 и новых связей. This device provides for the inclusion of two identical blocks 6 and 9 and new connections.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО ДНА, содержащее генератор гармонического сигнала, подключенный к излучателю, приемник, соединенный через усилитель с детектором, и коррелятор, выход которого подключен к индикатору, отличающееся тем, что выход генератора гармонического сигнала, кроме того, подсоединен через дополнительно включенный второй блок вычисления квадрата огибающей к первому входу коррелятора, второй вход которого соединен через дополнительно включенный первый блок вычисления квадрата огибающей с выходом усилителя. DEVICE FOR DETERMINING DISTANCE TO THE BOTTOM, comprising a harmonic signal generator connected to an emitter, a receiver connected through an amplifier to a detector, and a correlator, the output of which is connected to an indicator, characterized in that the output of the harmonic signal generator is also connected through an additionally included second unit calculating the envelope squared to the first input of the correlator, the second input of which is connected through an additionally included first envelope squared calculator to the amplifier output.
RU93015744A 1993-03-24 1993-03-24 Device for determination of distance to bottom RU2042153C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93015744A RU2042153C1 (en) 1993-03-24 1993-03-24 Device for determination of distance to bottom

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93015744A RU2042153C1 (en) 1993-03-24 1993-03-24 Device for determination of distance to bottom

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2042153C1 true RU2042153C1 (en) 1995-08-20
RU93015744A RU93015744A (en) 1995-09-27

Family

ID=20139247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93015744A RU2042153C1 (en) 1993-03-24 1993-03-24 Device for determination of distance to bottom

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2042153C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2614854C2 (en) * 2015-07-23 2017-03-29 Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт" (ОАО "ГНИНГИ") Method of measuring depth and echo sounder therefor

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
А.А. Хребтов и др. Судовые эхолоты, Л. : Судостроение, 1982, с.225. *
А.А. Хребтов и др. Судовые эхолоты. Л. : Судостроение, 1982, с.223-224. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2614854C2 (en) * 2015-07-23 2017-03-29 Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт" (ОАО "ГНИНГИ") Method of measuring depth and echo sounder therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5812548B2 (en) Gas bubble measurement device in liquid
US4114136A (en) Determination of variations of wave characteristics
US5420827A (en) Passive multipath target range and depth estimation using a variable depth sonar
CN110716202B (en) Frequency modulation continuous wave sonar ranging method and device based on resampling
US3302161A (en) Multiple-frequency ranging system
RU2042153C1 (en) Device for determination of distance to bottom
JPS5550173A (en) Method of measuring distance by ultrasonic wave
RU2020518C1 (en) Method for determination of distance to bottom
RU2062479C1 (en) Method and device for determination of distance to bottom
RU2020507C1 (en) Method of determination of speed of ship movement relative to bottom
US3745517A (en) Distance measuring device and method
RU2065176C1 (en) Method of and device for surface-to-bottom distance metering
JP3509015B2 (en) Buried object detection method and buried object detection sonar
SU718787A1 (en) Method of determining flow rate components of liquid or gas
RU2042152C1 (en) Method of determination of ship's speed over bottom
RU2041478C1 (en) Method of and device for determining distance to bottom
RU2066852C1 (en) Method of finding of distribution of sound velocity in liquids downwards over depth
RU2040010C1 (en) Method of determination of ship's speed over the bottom
JPH07174843A (en) Sonic velocity correcting device in position measurement and its method
SU607462A1 (en) Method of measuring vortical component of sea current velocity
SU994929A1 (en) Device for touch-free measuring of vibration rate
SU1494744A1 (en) Method of receiving acoustic signals in atmosphere
SU785656A1 (en) Method of determining acoustic oscillation propagation velocity
SU911322A1 (en) Ultrasonic thickness meter
RU2062480C1 (en) Method and device for determination of distance to bottom