RU2042153C1 - Device for determination of distance to bottom - Google Patents
Device for determination of distance to bottom Download PDFInfo
- 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
Links
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
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)
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)
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 |
-
1993
- 1993-03-24 RU RU93015744A patent/RU2042153C1/en active
Non-Patent Citations (2)
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)
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 |