RU2496117C1 - Method of measuring displacement parameters of probing signal source - Google Patents

Method of measuring displacement parameters of probing signal source Download PDF

Info

Publication number
RU2496117C1
RU2496117C1 RU2012115831/07A RU2012115831A RU2496117C1 RU 2496117 C1 RU2496117 C1 RU 2496117C1 RU 2012115831/07 A RU2012115831/07 A RU 2012115831/07A RU 2012115831 A RU2012115831 A RU 2012115831A RU 2496117 C1 RU2496117 C1 RU 2496117C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
time
signal
signals
sounding
distance
Prior art date
Application number
RU2012115831/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Григорьевич Тимошенков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор"
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 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" filed Critical Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор"
Priority to RU2012115831/07A priority Critical patent/RU2496117C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2496117C1 publication Critical patent/RU2496117C1/en

Links

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: method involves successively measuring time intervals between reception of a plurality of probing signals, calculating the difference between intervals of neighbouring pairs of measurements, determining distance travelled by a moving sonar between neighbouring radiations as a product of the difference between intervals and the speed of sound, determining the average interval between two consecutive probing signals, the average interval between three probing signals, the average interval between four probing signals and the average time between the average intervals, then determining radial speed of the moving sonar, and in order to determine radiation distance of the last probing signal, the difference between the time of receiving the last signal and the time of receiving the previous signal is determined; the difference is then used to calculate the time interval between probing signals and the last difference is multiplied by the speed of sound.
EFFECT: measurement of the speed of a mobile carrier and distance thereto.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем обнаружения гидролокационных сигналов (ОГС) в современных гидроакустических комплексах.The invention relates to the field of sonar and can be used to build systems for the detection of sonar signals (OGS) in modern sonar systems.

Зондирующие сигналы, излучаемые гидролокаторами, размещенными на различных носителях, в том числе и подвижных, могут быть обнаружены на больших дистанциях с использованием известных систем обнаружения гидролокационных сигналов.Probing signals emitted by sonars located on various carriers, including mobile ones, can be detected at long distances using known sonar signal detection systems.

(Ю.А. Корякин С.А. Смирнов Г.В. Яковлев «Корабельная гидроакустическая техника» СПб., Наука, 2004 г., стр.89-92). При обнаружении этих сигналов возникает задача измерения параметров зондирующего сигнала, а так же задача определения скорости перемещения источника зондирующего сигнала и дистанции до него.(Yu.A. Koryakin S.A. Smirnov G.V. Yakovlev “Shipborne hydroacoustic equipment”, St. Petersburg, Nauka, 2004, pp. 89-92). When these signals are detected, the problem arises of measuring the parameters of the probing signal, as well as the task of determining the velocity of the source of the probing signal and the distance to it.

Известны методы обнаружения местоположения источника зондирующих сигналов, изложенные в работе А.А. Простаков «Гидроакустические средства флота» М., 1974 г., стр.90. В работе рассматривается задача определения места случайной цели, излучающей импульсные сигналы при использовании нескольких приемных постов. Измеряются разности времени прихода звука к каждому приемнику, которые в свою очередь соответствуют разности расстояний от источника звука до соответствующих приемников. Как известно, геометрическим местом точек разность расстояний которых до приемников постоянна, является гипербола. Определив точку пересечения рассчитанных гипербол, можно найти место источника звука и соответственно дистанцию до него.Known methods for detecting the location of the source of the probing signals described in A.A. Prostakov “Hydroacoustic means of the fleet” M., 1974, p. 90. The paper considers the problem of determining the location of a random target emitting pulsed signals when using multiple receiving posts. The differences in the time of sound arrival to each receiver are measured, which in turn correspond to the difference in distances from the sound source to the respective receivers. As you know, the geometrical location of the points of the difference in the distances of which to the receivers is constant is a hyperbole. Having determined the intersection point of the calculated hyperbole, we can find the place of the sound source and, accordingly, the distance to it.

В ряде случаях эта задача может быть решена с использованием триангуляционного метода при применении нескольких приемников или по оценке нескольких пеленгов. (В.И. Дмитриев и др. «Навигация и лоция» М., 2009 г., стр.278). Аналогично можно определить местоположение объекта при приеме серии импульсов и при сложном маневрировании, для чего необходимо длительное время работы гидролокатора и длительное время фиксированного маневрирования, что не всегда возможно и целесообразно (Сборник «50 лет ЦНИИ «Морфизприбор» СПб., 1999 г., стр.149. Ю.А. Корякин С.А.Смирнов Г.В.Яковлев «Корабельная гидроакустическая техника» СПб., Наука, 2004 г. стр.67). Тем не менее, этот способ является наиболее близким аналогом и может быть принят за прототип.In some cases, this problem can be solved using the triangulation method using several receivers or by evaluating several bearings. (V.I. Dmitriev et al. “Navigation and the Locus” M., 2009, p. 278). Similarly, you can determine the location of the object when receiving a series of pulses and with complex maneuvering, which requires a long operating time of the sonar and a long time of fixed maneuvering, which is not always possible and advisable (Collection “50 years of the Central Research Institute“ Morphizpribor ”St. Petersburg, 1999, p. .149. Yu.A. Koryakin, S. A. Smirnov, G. V. Yakovlev “Shipborne sonar equipment”, St. Petersburg, Nauka, 2004, p. 67). However, this method is the closest analogue and can be taken as a prototype.

Способ содержит следующие операции:The method contains the following operations:

- производят последовательный прием зондирующих сигналов,- produce sequential reception of sounding signals,

- определяют момент времени прихода первого принятого зондирующего сигнала- determine the time of arrival of the first received sounding signal

- измеряют направление прихода сигнала,- measure the direction of arrival of the signal,

- изменяют собственное положение приемника зондирующих сигналов,- change the own position of the receiver of the probing signals,

- определяют скорость движения приемника зондирующих сигналов,- determine the speed of the receiver of the probing signals,

- определяют время приема следующего сигнала в новой точке местоположения приемника,- determine the reception time of the next signal at a new location point of the receiver,

- измеряют направление на источник сигнала в новой точке нахождения приемника.- measure the direction of the signal source at a new location of the receiver.

По измеренным пеленгам и по измеренному пройденному расстоянию определяют положение точки пересечения;From the measured bearings and the measured distance traveled determine the position of the point of intersection;

По двум углам и стороне определяют стороны треугольника, которые и будут равны дистанции до источника зондирующих сигналов.The sides of the triangle are determined by two angles and a side, which will be equal to the distance to the source of the probing signals.

Повторив измерения и получив новую дистанцию, можно определить скорость перемещения источника излучения.By repeating the measurements and obtaining a new distance, one can determine the speed of the radiation source.

Для осуществления этого способа необходимо, чтобы источник зондирующего сигнала (гидролокатор), параметры которого определяют, работал непрерывно, а это не всегда имеет место. Другим недостатком способа является необходимость сложной схемы маневрирования приемника зондирующих сигналов, которая требует много времени. За это время положение движущегося гидролокатора может существенно измениться, что приведет к ошибке определения скорости перемещения источника зондирующего сигнала и дистанции до негоTo implement this method, it is necessary that the source of the probe signal (sonar), the parameters of which are determined, operate continuously, and this does not always happen. Another disadvantage of this method is the need for a complex scheme of maneuvering the receiver of the probing signals, which requires a lot of time. During this time, the position of the moving sonar can significantly change, which will lead to an error in determining the speed of movement of the source of the probing signal and the distance to it

В задачах обнаружения гидролокационных сигналов принимаются сигналы от гидролокаторов, установленных на движущихся носителях, при этом время излучения этих сигналов ограничено, и задача определения радиальной скорости движущегося гидролокатора и дистанции до него существующими методами не может быть решена.In the problems of detecting sonar signals, signals are received from sonars mounted on moving carriers, while the radiation time of these signals is limited, and the problem of determining the radial speed of a moving sonar and its distance to it cannot be solved by existing methods.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является обеспечение возможности определения скорости перемещения источника зондирующего сигнала и дистанции до него.The technical result of the proposed technical solution is the ability to determine the speed of movement of the source of the probing signal and the distance to it.

Для достижения указанного технического результата в способ содержащий, последовательный прием зондирующих сигналов перемещающегося источника, определение момента времени прихода первого принятого зондирующего сигнала, введены дополнительные признаки, а именно: последовательно измеряют моменты времени ti приема еще n зондирующих сигнала, где n не менее 3-х, определяют временной интервал Tk между моментами прихода каждых двух следующих друг за другом зондирующих сигналов Tk=ti+1-ti, определяют разность измеренных временных интервалов ΔTm=Tk+1-Tk, измеряют скорость звука С, определяют расстояние, проходимое перемещающимся источником зондирующего сигнала за время между двумя следующими один за другим зондирующими сигналами L=СΔTm, определяют половину временного интервала между моментами прихода первых двух зафиксированных следующих один за другим зондирующих сигналов Tcpk=(ti+1-ti)/2, определяют средний временной интервал между моментами прихода первого и третьего зондирующих сигналов Tcpk+1=(ti+2- ti)/3, первого и четвертого зондирующих сигналов Tcpk+2=(ti+3-ti)/4, определяют средний временной интервал Тср как Тср=(Tcpk+Tcpk+1+Tcpk+2)/3, и радиальную скорость перемещающегося источника зондирующего сигнала Vp определяют как Vp=L/Тср, а для определения дистанции Дп до перемещающегося источника зондирующего сигнала в момент tn приема зондирующего сигнала определяют время распространения этого зондирующего сигнала Траспр как интервал между временем приема зондирующего сигнала в момент tn и временем приема предыдущего зондирующего сигнала Tk=tn- tn-1 за вычетом среднего интервала между зондирующими сигналами Траспр.=Tkср и Дп определяют как Дпраспр.С, а дистанцию до перемещающегося источника зондирующего сигнала в момент излучения первого принятого зондирующего сигнала Д0 определяют из выражения Д0п-nL с учетом знака измерения L.To achieve the indicated technical result, a method comprising, sequentially receiving the probing signals of a moving source, determining the time of arrival of the first received sounding signal, introduces additional features, namely: the moments of time t i of receiving another n sounding signals, where n is at least 3 x, determine the time interval T k between the moments of arrival of each two consecutive sounding signals T k = t i + 1 -t i , determine the difference of the measured time intervals ΔT m = T k + 1 -T k , measure the speed of sound C, determine the distance traveled by the moving source of the sounding signal during the time between two consecutive sounding signals L = СΔT m , determine the half time interval between the moments of arrival of the first two recorded next one after other sounding signals T cpk = (t i + 1- t i ) / 3, determine the average time interval between the moments of arrival of the first and third sounding signals T cpk + 1 = (t i + 2- t i ) / 3, the first and fourth sounding signals T cpk + 2 = (t i + 3 -t i ) / 4, determine the average the time interval T cp as T cp = (T cpk + T cpk + 1 + T cpk + 2 ) / 3, and the radial velocity of the moving source of the probing signal V p is defined as V p = L / T cp , and to determine the distance D n before moving source probing signal in the time t n determined by receiving a sounding signal propagation time T of the probe signal as a camshaft time interval between receiving the probe signal at time t n and the time of receiving the previous probing signal T k = t n- t n-1 minus the average interval between the probing signals T distribution. = T k -T cf and D p are defined as D p = T distribution. C, and the distance to the moving source of the probe signal at the time of radiation of the first received probe signal D 0 is determined from the expression D 0 = D p -nL taking into account the measurement sign L.

Поясним достижение технического результата.Let us explain the achievement of the technical result.

Как правило, работа гидролокатора, являющегося источником зондирующего сигнала, имеет свой целью обзор пространства и обнаружение какого - либо объекта по наличию эхосигнала от него. Дальность распространения зондирующего сигнала гидролокатора существенно больше, чем дальность обнаружения отраженного эхосигнала. Поэтому зондирующий сигнал обнаруживается приемным устройством системы ОГС практически всегда при первых же сигналах излучения, вероятность пропуска такого сигнала прямого распространения чрезвычайно мала. Излучения зондирующего сигнала происходят в фиксированных точках по дистанции при движении гидролокатора, через определенный интервал времени, величина которого выбирается в зависимости от шкалы работы гидролокатора и определяется частотой повторения зондирующего сигнала или скважностью излучения. Если гидролокатор неподвижен и приемник неподвижен, то интервал времени между зондирующими сигналами и интервал времени между принятыми приемным устройством системы ОГС сигналами будут одинаковы. Если излучатель движется или приемник движется, то интервал времени между принятыми зондирующими сигналами будет отличаться от интервала времени между излученными зондирующими сигналами. При сближении объектов интервал времени между принятыми зондирующими сигналами будет меньше, чем интервал времени между излученными зондирующими сигналами. При расхождении объектов интервал времени между принятыми сигналами будет больше, чем интервал времени между излученными сигналами. Изменение величины интервала будет определяться скоростью изменения расстояния. Величину изменения интервала времени между принимаемыми зондирующими сигналами можно определить, если измерить разность между интервалами времен прихода нескольких следующих друг за другом зондирующих сигналов, первый сигнал из которых принимается за опорный. Для этого необходимо зафиксировать время прихода первого зондирующего сигнала и относительно него зафиксировать время прихода трех следующих друг за другом зондирующих сигналов. После этого определяют попарно интервалы времени между моментами прихода этих зондирующих сигналов. На следующем этапе измеряется разность интервалов времени, измеренных попарно. Эта разность интервалов и будет определять скорость изменения расстояния между принятыми зондирующими сигналами, которая зависит от скорости движения гидролокатора и от времени излучения зондирующих сигналов гидролокатора. Некоторое отличие имеет флюктуационный характер и определяется ошибкой точности измерения времени приема сигналов, флюктуацией распространения зондирующего сигнала в среде и стабильностью положения источника зондирующего сигнала в пространстве и приемника. Расстояние, проходимое гидролокатором за интервал времени между зондирующими сигналами, можно получить, если умножить измеренный временной интервал на измеренную скорость распространения звука в морской воде. Это расстояние между точками по дистанции, в которых происходит излучение зондирующих сигналов движущегося с постоянной скоростью гидролокатора. Для определения величины скорости сближения или расхождения гидролокатора необходимо определить время между зондирующими сигналами гидролокатора или скважность излучения.As a rule, the operation of the sonar, which is the source of the probing signal, has as its aim the survey of space and the detection of any object by the presence of an echo signal from it. The propagation range of the probing sonar signal is significantly greater than the detection range of the reflected echo signal. Therefore, the probe signal is detected by the receiver of the OGS system almost always with the first radiation signals, the probability of skipping such a direct propagation signal is extremely small. Radiation of the probe signal occurs at fixed points along the distance when the sonar moves, after a certain time interval, the value of which is selected depending on the scale of the sonar and is determined by the frequency of the probe signal or the duty cycle of the radiation. If the sonar is stationary and the receiver is stationary, then the time interval between the probing signals and the time interval between the signals received by the receiver of the OGS system will be the same. If the emitter is moving or the receiver is moving, then the time interval between the received sounding signals will be different from the time interval between the radiated sounding signals. When objects approach each other, the time interval between the received sounding signals will be less than the time interval between the radiated sounding signals. If the objects diverge, the time interval between the received signals will be longer than the time interval between the emitted signals. The change in the value of the interval will be determined by the rate of change of distance. The magnitude of the change in the time interval between the received sounding signals can be determined by measuring the difference between the time intervals of the arrival of several consecutive sounding signals, the first signal of which is taken as the reference. For this, it is necessary to fix the arrival time of the first sounding signal and relative to it, fix the arrival time of three consecutive sounding signals. After that, the time intervals between the moments of arrival of these sounding signals are determined in pairs. In the next step, the difference in time intervals measured in pairs is measured. This difference in intervals will determine the rate of change of the distance between the received sounding signals, which depends on the speed of the sonar and on the time of radiation of the sounding signals of the sonar. A certain difference has a fluctuation character and is determined by the error in the accuracy of measuring the time of signal reception, fluctuation of the propagation of the probe signal in the medium, and the stability of the position of the probe signal source in space and the receiver. The distance traveled by the sonar for the time interval between the probing signals can be obtained by multiplying the measured time interval by the measured speed of sound propagation in sea water. This is the distance between the points along the distance at which the sounding signals of the sonar moving at a constant speed occur. To determine the magnitude of the approach speed or divergence of the sonar, it is necessary to determine the time between the probing signals of the sonar or the duty cycle of the radiation.

Временной интервал между зондирующими сигналами можно определить как среднее значение от трех полученных оценок времени. Первая оценка времени соответствует половине времени между моментами приема первых двух зондирующих сигналов, вторая оценка времени соответствует времени между первым зондирующим сигналом и третьим зондирующим сигналом, деленным на 3, третья оценка соответствует времени между приемом первого зондирующего сигнала и временем приема четвертого зондирующего сигнала, деленного на 4.The time interval between the probing signals can be determined as the average value from the three obtained time estimates. The first time estimate corresponds to half the time between the moments of reception of the first two sounding signals, the second time estimate corresponds to the time between the first sounding signal and the third sounding signal divided by 3, the third estimate corresponds to the time between the reception of the first sounding signal and the reception time of the fourth sounding signal divided by four.

Окончательную оценку скважности излучения зондирующих сигналов можно получить, определив среднее от трех полученных оценок. Полученная окончательная оценка приближенно будет близка к искомому интервалу времени между излучениями зондирующих сигналов гидролокатора. Таким образом, имеется расстояние, проходимое гидролокатором за время между моментами приема зондирующего сигнала и средняя оценка интервала между моментами приема зондирующего сигнала. Разделив измеренное расстояние, проходимое гидролокатором между моментами излучения зондирующего сигнала, на среднюю оценку интервала между моментами приема зондирующих сигналов получим скорость движения гидролокатора. Для определения дистанции излучения последнего принятого зондирующего сигнала гидролокатора необходимо определить время распространения последнего сигнала гидролокатора до места нахождения приемника системы ОГС. Для этой цели определяют временной интервал между моментом приема последнего сигнала и моментом приема предыдущего сигнала, после чего из полученной разности вычитают среднюю оценку временного интервала между принятыми зондирующими сигналами и получают время распространения последнего зондирующего сигнала от гидролокатора до приемника. Умножая время распространения последнего зондирующего сигнала гидролокатора до приемника на скорость звука, можно получить дистанцию от приемника системы ОГС до точки излучения последнего зондирующего сигнала гидролокатора. Дистанция, на которой был излучен первый принятый зондирующий сигнал гидролокатора, определяется как разность дистанции излучения последнего зондирующего сигнала гидролокатора и произведения числа посылок на измеренное расстояние, проходимое гидролокатором между излучаемыми зондирующими сигналами, с учетом знака измеренной оценки расстояния. Последнее условие определяет сближения приемника и гидролокатора или их расхождение. При сближении измеренная оценка расстояния имеет отрицательный знак, что говорит о сокращении расстояния, и при вычислении исходной дистанции происходит сложение последней дистанции и пройденных расстояний между зондирующими сигналами. При расхождении гидролокатора и приемника величина оценки расстояния между зондирующими сигналами гидролокатора имеет положительный знак, и при вычислении исходной дистанции первого принятого зондирующего сигнала гидролокатора из оценки дистанции последнего зондирующего сигнала будет вычитаться произведение числа посылок без одной на измеренное расстояние.The final estimate of the duty cycle of the radiation of the probing signals can be obtained by determining the average of the three received estimates. The final estimate obtained will be approximately close to the desired time interval between the radiations of the probing sonar signals. Thus, there is the distance traveled by the sonar during the time between the moments of reception of the sounding signal and the average estimate of the interval between the moments of reception of the sounding signal. Dividing the measured distance traveled by the sonar between the moments of radiation of the probing signal by the average estimate of the interval between the moments of reception of the sounding signals, we obtain the speed of the sonar. To determine the radiation distance of the last received sonar probe signal, it is necessary to determine the propagation time of the last sonar signal to the location of the receiver of the OGS system. For this purpose, the time interval between the moment of receiving the last signal and the moment of receiving the previous signal is determined, after which the average estimate of the time interval between the received sounding signals is subtracted from the obtained difference and the propagation time of the last sounding signal from the sonar to the receiver is obtained. Multiplying the propagation time of the last probing sonar signal to the receiver by the speed of sound, you can get the distance from the receiver of the OGS system to the point of emission of the last probing sonar signal. The distance at which the first received sonar probe signal was emitted is defined as the difference between the radiation distance of the last sonar probe sound and the product of the number of transmissions by the measured distance traveled by the sonar between the radiated probe signals, taking into account the sign of the measured distance estimate. The last condition determines the proximity of the receiver and sonar or their divergence. When approaching, the measured distance estimate has a negative sign, which indicates a reduction in distance, and when calculating the initial distance, the last distance and the distance traveled between the probing signals are added. If the sonar and the receiver diverge, the value of the distance estimate between the sonar probing signals has a positive sign, and when calculating the initial distance of the first received sonar sonar signal, the product of the number of packages without one and the measured distance will be subtracted from the distance estimate of the last sonar signal.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, на которой приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.The invention is illustrated in figure 1, which shows a block diagram of a device that implements the proposed method.

Устройство содержит антенну 1, соединенную через приемное устройство 2, блок 4 определения моментов времени приема зондирующих сигналов, первый выход блока 5 определения временных интервалов между моментами прихода зондирующих сигналов, блок 6 определения временных интервалов со входом блока 8 определения радиальной скорости движения источника зондирующих сигналов. Измеритель 3 скорости звука через первый вход блока 7 определения расстояния, проходимого гидролокатором за временной интервал между моментами излучения зондирующих сигналов, соединен со вторым входом блока 8, а второй выход блока 5 соединен со вторым входом блока 7. Второй выход блока 4 соединен со вторым входом блока 6. Третий выход блока 4 соединен с первым входом блока 9 определения дистанции, на которой был излучен принятый зондирующий сигнал. Второй вход блока 9 соединен со вторым выходом блока 6, а третий его вход с третьим выходом блока 7.The device comprises an antenna 1 connected through a receiving device 2, a unit 4 for determining the times of reception of the sounding signals, a first output of the unit 5 for determining the time intervals between the moments of arrival of the probing signals, a unit 6 for determining time intervals with the input of the unit 8 for determining the radial velocity of the source of the probing signals. The sound velocity meter 3 through the first input of the unit 7 for determining the distance traveled by the sonar for the time interval between the moments of radiation of the probing signals is connected to the second input of the unit 8, and the second output of the unit 5 is connected to the second input of the unit 7. The second output of the unit 4 is connected to the second input unit 6. The third output of unit 4 is connected to the first input of the unit 9 for determining the distance at which the received sounding signal was radiated. The second input of block 9 is connected to the second output of block 6, and its third input with the third output of block 7.

Работу предлагаемого способа целесообразно рассмотреть совместно с описанием работы устройства, реализующего способ.The work of the proposed method, it is advisable to consider together with a description of the operation of the device that implements the method.

Зондирующие сигналы движущегося источника (гидролокатора) принимаются антенной 1 и поступают на вход приемного устройства 2, где усиливаются, подвергаются фильтрации и преобразуются в цифровой вид, удобный для дальнейшей обработки и измерения с необходимой точностью. Антенна 1, приемное устройство 2 являются известными устройствами, реализованными в системах обнаружения гидролокационных сигналов ОГС. Сигналы, преобразованные в цифровой вид, обрабатываются специальными цифровыми процессорами на основе разработанных алгоритмов, (см. Ю.А. Корякин С.А. Смирнов Г.В. Яковлев «Корабельная гидроакустическая техника» СПб., Наука, 2004 г., стр.164-176, стр.278-295). В процессоре реализуются все блоки предлагаемого устройства. В блоке 4 происходит определение моментов времени прихода последовательности принятых зондирующих сигналов, запоминаются времена прихода и передаются измеренные оценки в блок 5 определения временных интервалов между последовательными сигналами и определение разности временных интервалов принятых последовательных сигналов. Измеренная оценка разности временных интервалов поступает в блок 7 для определения расстояния, проходимого движущимся гидролокатором между моментами излучения зондирующих сигналов, на второй вход которого поступает среднее значение скорости звука для данного района работы из блока 3 измерителя скорости звука. Измеритель скорости звука является известным устройством, который используется во всех гидроакустических комплексах, (см. Ю.А. Корякин С.А. Смирнов Г.В. Яковлев «Корабельная гидроакустическая техника» СПб., Наука, 2004 г., стр.300). В блоке 7 определяется расстояние, проходимое движущимся гидролокатором между излучениями зондирующего сигнала, полученная оценка расстояния между зондирующими сигналами передается в блок 8 измерение радиальной скорости движения. Со второго выхода блока 4 моменты времени передаются на второй вход блока 6, где определяется средний временной интервал между принятыми сигналами движущегося гидролокатора, который поступает на второй вход блока 8. Для определения дистанции до источника в момент излучения последнего принятого зондирующего сигнала, выбирается интервал времени между моментом приема последнего зондирующего сигнала и моментом приема предыдущего зондирующего сигнала, которые поступают из блока 4 определения моментов времени приема последовательности сигналов в блок 9 определения дистанции, на второй вход которого поступает значение среднего временного интервала между зондирующими сигналами из блока 6, а на третий вход из блока 7 поступает расстояние между сигналами и используемая скорость звука. В блоке 9 производятся элементарные вычислительные операции, результатами которых является оценка дистанции от приемника до точки, на которой был излучен последний принятый сигнал и оценка дистанции до точки, на которой был излучен первый принятый сигнал.The probing signals of a moving source (sonar) are received by the antenna 1 and fed to the input of the receiving device 2, where they are amplified, filtered and converted into digital form, convenient for further processing and measurement with the necessary accuracy. Antenna 1, receiving device 2 are known devices implemented in systems for detecting sonar signals of OGS. Signals converted to digital form are processed by special digital processors based on the developed algorithms (see Yu.A. Koryakin, S.A. Smirnov, G.V. Yakovlev, “Shipborne hydroacoustic equipment”, St. Petersburg, Nauka, 2004, p. 164-176, pp. 278-295). The processor implements all the blocks of the proposed device. In block 4, the moments of arrival of the sequence of received sounding signals are determined, the times of arrival are stored, and the measured estimates are transmitted to block 5 for determining the time intervals between successive signals and the determination of the difference in time intervals of the received serial signals. The measured estimate of the difference in time intervals enters block 7 to determine the distance traveled by a moving sonar between the moments of radiation of the probing signals, the second input of which receives the average value of the speed of sound for a given area of work from block 3 of the sound velocity meter. The sound velocity meter is a well-known device that is used in all sonar systems (see Yu.A. Koryakin, S. A. Smirnov, G. V. Yakovlev, “Ship sonar equipment,” St. Petersburg, Nauka, 2004, p. 300) . In block 7, the distance traveled by a moving sonar between the radiations of the sounding signal is determined; the obtained estimate of the distance between the sounding signals is transmitted to block 8 for measuring the radial speed of movement. From the second output of block 4, time moments are transmitted to the second input of block 6, where the average time interval between the received signals of the moving sonar is determined, which is fed to the second input of block 8. To determine the distance to the source at the time of the last received sounding signal, the time interval between the moment of receiving the last sounding signal and the moment of receiving the previous sounding signal, which come from block 4 determining the moments of time of receiving the sequence of signals the signals in block 9 determine the distance, the second input of which receives the value of the average time interval between the probing signals from block 6, and the third input from block 7 receives the distance between the signals and the speed of sound used. In block 9, elementary computational operations are performed, the results of which are an estimate of the distance from the receiver to the point at which the last received signal was radiated and an estimate of the distance to the point at which the first received signal was radiated.

Таким образом, без маневрирования, только путем измерения временных интервалов и скорости звука, а так же простых математических операций над ними удается определить дистанцию до перемещающегося источника зондирующего сигнала и его радиальную скорость.Thus, without maneuvering, only by measuring time intervals and the speed of sound, as well as simple mathematical operations on them, it is possible to determine the distance to the moving source of the probing signal and its radial velocity.

Claims (1)

Способ измерения параметров перемещения источника зондирующих сигналов, содержащий последовательный прием зондирующих сигналов перемещающегося источника, определение момента времени прихода первого принятого зондирующего сигнала, отличающийся тем, что: последовательно измеряют моменты времени ti приема еще n зондирующих сигналов, где n не менее 3-х, определяют временной интервал Тk между моментами прихода каждых двух следующих друг за другом зондирующих сигналов Tk=ti+1-ti, определяют разность измеренных временных интервалов ΔТmk+1-Tk, измеряют скорость звука С, определяют расстояние, проходимое перемещающимся источником зондирующего сигнала за время между двумя следующими один за другим зондирующими сигналами L=СΔТm, определяют половину временного интервала между моментами прихода первых двух следующих один за другим зондирующих сигналов Tcpk=(ti+1-ti)/2, определяют средний временной интервал между моментами прихода первого и третьего зондирующих сигналов Tcpk+1=(ti+2-ti)/3, первого и четвертого зондирующих сигналов Tcpk+2=(ti+3-ti)/4, определяют средний временной интервал Тср как Тср=(Tcpk+Tcpk+1+Tcpk+2)/3, и радиальную скорость перемещающегося источника зондирующего сигнала Vp определяют как Vp=L/Тср, а для определения дистанции до перемещающегося источника зондирующего сигнала Дп определяют время распространения последнего сигнала как разность между временем приема последнего сигнала и временем приема предыдущего сигнала Tk=tn-tn-1 за вычетом среднего интервала между принятыми зондирующими сигналами Траспр.=Tkср и Дп определяют как Дп=Tpacпp.C, a дистанцию до перемещающегося источника зондирующего сигнала в момент излучения первого принятого зондирующего сигнала Д0 определяют из выражения Д0п-nL с учетом знака измерения L. A method for measuring the movement parameters of a sounding signal source, comprising sequentially receiving the sounding signals of a moving source, determining a time point of arrival of the first received sounding signal, characterized in that: the time moments t i of receiving another n sounding signals are measured sequentially, where n is at least 3, determine the time interval T k between the moments of arrival of each two consecutive sounding signals T k = t i + 1 -t i , determine the difference of the measured time intervals ΔT m = T k + 1 - T k , measure the speed of sound C, determine the distance traveled by the moving source of the sounding signal during the time between two consecutive sounding signals L = СΔТ m , determine the half time interval between the moments of arrival of the first two consecutive sounding signals T cpk = ( t i + 1 -t i ) / 2, determine the average time interval between the moments of arrival of the first and third sounding signals T cpk + 1 = (t i + 2 -t i ) / 3, the first and fourth sounding signals T cpk + 2 = (t i + 3 -t i) / 4, define the average time intervals T cp as T cp = (T cpk + T cpk + 1 + T cpk + 2) / 3, and the radial velocity of the moving source probing signal V p is defined as V p = L / T cp, and for determining the distance to a moving source of probing signal D p determine the propagation time of the last signal as the difference between the reception time of the last signal and the reception time of the previous signal T k = t n -t n-1 minus the average interval between the received sounding signals T distribution. = T k -T cf and D p are defined as D p = T pacpr. C, a distance to the moving source of the sounding signal at the time of the emission of the first received sounding signal D 0 is determined from the expression D 0 = D p -nL taking into account the measurement sign L.
RU2012115831/07A 2012-04-19 2012-04-19 Method of measuring displacement parameters of probing signal source RU2496117C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012115831/07A RU2496117C1 (en) 2012-04-19 2012-04-19 Method of measuring displacement parameters of probing signal source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012115831/07A RU2496117C1 (en) 2012-04-19 2012-04-19 Method of measuring displacement parameters of probing signal source

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2496117C1 true RU2496117C1 (en) 2013-10-20

Family

ID=49357276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012115831/07A RU2496117C1 (en) 2012-04-19 2012-04-19 Method of measuring displacement parameters of probing signal source

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2496117C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650835C1 (en) * 2017-03-28 2018-04-17 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method of the target parameters determining by the sonar
RU2793779C1 (en) * 2022-09-29 2023-04-06 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method for determining parameters of maneuvering of the source of probing signals

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4464738A (en) * 1980-02-22 1984-08-07 Sonic Tape Public Limited Company Sonar distance sensing apparatus
GB2207757A (en) * 1987-08-07 1989-02-08 Sonin Inc Ultrasonic rangefinder
US5805525A (en) * 1996-12-11 1998-09-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method and apparatus for hydroacoustic detection and characterization of submersed aquatic vegetation
RU2293358C1 (en) * 2005-05-17 2007-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Mode of detection of a sonar echo-signal
RU83140U1 (en) * 2008-12-18 2009-05-20 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" PARAMETRIC ECHO-PULSE LOCATOR
RU2370787C1 (en) * 2008-06-09 2009-10-20 Юрий Владимирович Румянцев Underwater sonde
RU104732U1 (en) * 2010-12-03 2011-05-20 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" MULTI-FREQUENCY HYDROACOUSTIC RECEIVING ANTENNA DEVICE
JP2012056340A (en) * 2010-09-06 2012-03-22 Tabuchi Electric Co Ltd Parametric speaker device and vehicle having the same

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4464738A (en) * 1980-02-22 1984-08-07 Sonic Tape Public Limited Company Sonar distance sensing apparatus
GB2207757A (en) * 1987-08-07 1989-02-08 Sonin Inc Ultrasonic rangefinder
US5805525A (en) * 1996-12-11 1998-09-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method and apparatus for hydroacoustic detection and characterization of submersed aquatic vegetation
RU2293358C1 (en) * 2005-05-17 2007-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Mode of detection of a sonar echo-signal
RU2370787C1 (en) * 2008-06-09 2009-10-20 Юрий Владимирович Румянцев Underwater sonde
RU83140U1 (en) * 2008-12-18 2009-05-20 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" PARAMETRIC ECHO-PULSE LOCATOR
JP2012056340A (en) * 2010-09-06 2012-03-22 Tabuchi Electric Co Ltd Parametric speaker device and vehicle having the same
RU104732U1 (en) * 2010-12-03 2011-05-20 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" MULTI-FREQUENCY HYDROACOUSTIC RECEIVING ANTENNA DEVICE

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОРЯКИН Ю.А., СМИРНОВ Г.В. Корабельная гидроакустическая техника. - СПб.: Наука, 2004, с.67. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650835C1 (en) * 2017-03-28 2018-04-17 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method of the target parameters determining by the sonar
RU2793779C1 (en) * 2022-09-29 2023-04-06 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method for determining parameters of maneuvering of the source of probing signals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2393503C1 (en) Active sonar system
RU2634787C1 (en) Method of detecting local object against background of distributed interference
RU2457505C2 (en) Apparatus for determining location of operating radar station
RU2346295C1 (en) Active sonar
RU2649073C1 (en) Method for determining coordinates of the underwater object by the hydroacoustic system of underwater navigation with an alignment beacon
RU2506605C2 (en) Ranging method and device to determine coordinates of radiation source
RU2451300C1 (en) Hydroacoustic navigation system
RU2510043C1 (en) Method of determining range to earth's surface
RU2545068C1 (en) Measurement method of changes of heading angle of movement of source of sounding signals
JP2011247596A (en) Radar apparatus
RU108858U1 (en) ACTIVE HYDROLOCATOR
RU114169U1 (en) ACTIVE HYDROLOCATOR
RU2465618C1 (en) Automatic classification system of short-range hydrolocator
RU103193U1 (en) DEVICE FOR ACOUSTIC DETECTION OF UNDERWATER OBJECTS
RU75061U1 (en) ACTIVE HYDROLOCATOR
RU2496117C1 (en) Method of measuring displacement parameters of probing signal source
RU2581416C1 (en) Method of measuring sound speed
RU90574U1 (en) ACTIVE HYDROLOCATOR
RU2658528C1 (en) Method of measuring target speed with echo-ranging sonar
RU2515419C1 (en) Method of measuring change in course angle of probing signal source
RU2568935C1 (en) Method of determining torpedo motion parameters
RU117018U1 (en) NAVIGATING HYDROACOUSTIC STATION
RU2650419C1 (en) Sonar method of classification of underwater objects in a controlled area
RU2005114045A (en) METHOD FOR DETERMINING COORDINATES OF A RADIO EMISSION SOURCE (OPTIONS) AND A RADAR STATION FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2612201C1 (en) Method of determining distance using sonar

Legal Events

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

Effective date: 20180420