RU2588612C1 - Способ радиолокационного измерения вибрации корпуса морского судна - Google Patents
Способ радиолокационного измерения вибрации корпуса морского судна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2588612C1 RU2588612C1 RU2014152778/07A RU2014152778A RU2588612C1 RU 2588612 C1 RU2588612 C1 RU 2588612C1 RU 2014152778/07 A RU2014152778/07 A RU 2014152778/07A RU 2014152778 A RU2014152778 A RU 2014152778A RU 2588612 C1 RU2588612 C1 RU 2588612C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- hull
- radar
- sea surface
- vibration
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к способам измерения с помощью когерентной радиолокационной станции (РЛС) вибрации корпуса любого радиолокационно-контрастного объекта, находящегося на морской поверхности. Достигаемый технический результат - повышение точности определения вибрации движущегося морского судна за счет более полного учета помехи, создаваемой рассеянием радиоволн морской поверхностью. Указанный результат достигается за счет того, что при движении морского судна по заданному участку поверхности его корпус зондируют радиоволнами с помощью когерентной РЛС. Выделенную часть зондирующего сигнала используют в качестве когерентного сигнала и смешивают ее с принятым сигналом, отраженным от корпуса судна и рассеянным морской поверхностью. Смешанный сигнал трансформируют в электрический сигнал промежуточной частоты, который усиливают, осуществляют фазовое детектирование для формирования видеосигнала, усиливают его, выделяют из него сигнал доплеровской частоты, который затем оцифровывают для компьютерной обработки. Непосредственно перед проходом судном заданного участка морской поверхности и после его прохода осуществляют зондирование этого участка при тех же азимутальных углах и углах скольжения, при которых осуществлялось зондирование корпуса судна. При этом с сигналом РЛС осуществляют все описанные выше операции. Строят доплеровские спектры сигналов, рассеянных морской поверхностью до и после прохода судна, осредняют их и вычитают полученный осредненный спектр из доплеровского спектра сигнала, который является суммой сигнала, отраженного от корпуса судна и помехи.
Description
Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к способам измерения с помощью когерентной радиолокационной станции (РЛС) вибрации корпуса любого радиолокационно-контрастного объекта, находящегося на морской поверхности.
Разработки способов дистанционного определения характеристик вибрации актуальны в связи с необходимостью совершенствования техники контроля и эксплуатацией электромеханических устройств, размещенных на судне.
Известен способ [1] определения вибрации объекта, в котором используется то, что вибрация модулирует фазу и амплитуду отраженного электромагнитного излучения оптического диапазона. Сходными с признаками заявленного технического решения являются такие признаки аналога: облучение исследуемого объекта, регистрация отраженного сигнала, оценка вибрации по характеристикам отраженного сигнала. Недостатками этого способа являются [2]: сложность и высокая стоимость оборудования; большое энергопотребление; высокие требования к качеству поверхности исследуемого объекта, сильное влияние состояния воздушной среды (влажность, запыленность и т.п.)
Известен способ [2] определения вибрации объекта с помощью ультразвуковой фазометрии. Сходными с признаками заявленного технического решения являются такие признаки аналога: облучение исследуемого объекта, регистрация отраженного сигнала, оценка вибрации по характеристикам отраженного сигнала. Недостатками этого способа являются: низкая разрешающая способность, сильное затухание ультразвука в воздухе, зависимость от состояния воздушной среды, уменьшение точности измерения с ростом частоты вибрации.
Наиболее близким к изобретению по совокупности признаков, и поэтому выбранным в качестве прототипа, является способ радиолокационного измерения вибрации корпуса судна [3]. Следующие признаки прототипа совпадают с существенными признаками заявленного изобретения: зондируют вибрирующий объект электромагнитными сигналами, выделенную часть которых используют в качестве когерентных сигналов для смешения с принятыми отраженными от объекта, содержащими помеху электромагнитными сигналами, с последующей трансформацией смешенных сигналов в электрические сигналы промежуточной частоты, которые усиливают, а затем производят фазовое детектирование для формирования видеосигнала; полученный видеосигнал усиливают и выделяют из него сигнал доплеровской частоты, который затем оцифровывают для его компьютерной обработки.
Недостаток прототипа при определении вибрации движущегося в море судна заключается в следующем. Он позволяет проводить измерения с высокой точностью только при приводном ветре, стабильном по скорости и по направлению. Помехи, создаваемые морской поверхностью, зависят от энергии коротких поверхностных волн. Нестабильность ветра, особенно при малых скоростях в ситуациях, когда на морской поверхности наблюдаются выглаженные полосы (слики), приводит к значительным вариациям уровня помехи [4].
В основу изобретения поставлена задача создания способа радиолокационного определения вибрации корпуса движущегося в море судна, в котором за счет более полного учета изменения уровня шероховатости морской поверхности, а соответственно и уровня помех, создаваемых обратным рассеянием радиоволн морской поверхностью, и за счет использования когерентной РЛС, работающей в непрерывном режиме, которая имеет более высокую чувствительность по сравнению с импульсной РЛС, повышается точность измерений.
Поставленная задача решается тем, что в способе радиолокационного измерения вибрации корпуса морского судна, который заключается в том, что корпус зондируют радиоволнами с помощью когерентной РЛС, выделенную часть зондирующего сигнала используют в качестве когерентного сигнала для смешения с принятым сигналом, отраженным от корпуса судна и содержащим помеху, с последующей трансформацией смешенного сигнала в электрический сигнал промежуточной частоты, который усиливают, производят фазовое детектирование для формирования видеосигнала, полученный видеосигнал усиливают и выделяют из него сигнал доплеровской частоты, который затем оцифровывают для его компьютерной обработки. Новым является то, что зондирование осуществляют с помощью РЛС непрерывного излучения, непосредственно перед проходом судном заданного участка морской поверхности и после его прохода осуществляют зондирование этого участка при тех же азимутальных углах и углах скольжения, при которых осуществлялось зондирование корпуса судна, строят доплеровские спектры сигналов, рассеянных морской поверхностью до и после прохода судна, осредняют их и вычитают полученный осредненный спектр из доплеровского спектра сигнала, отраженного от корпуса судна и содержащего помеху
Сущность заявленного технического решения поясняется следующим. Сигнал, регистрируемый когерентной РЛС, представляет собой сумму двух сигналов: отраженного от корпуса корабля и помехи, создаваемой рассеянием морской поверхностью. Поскольку принятый сигнал РЛС при зондировании под малыми углами скольжения в основном определяет брегговский механизм рассеяния, то длины поверхностных волн, определяющих уровень помехи, сравнимы с длиной зондирующих радиоволн. При зондировании на длинах волн до 3.5 см рассеивателями являются поверхностные волны гравитационно-капиллярного диапазона, энергия которых имеет высокую корреляцию с флуктуациями скорости приводного ветра [5]. Для определения уровня помех облучают только тот участок поверхности, на котором осуществлялось измерение вибрации корпуса судна, что позволяет значительно снизить время, необходимое на эту операцию, тем самым повысить соответствие оценки уровня помехи, ситуации, когда проводят измерения уровня вибрации. Способ осуществляют следующим образом.
На берегу или другом стабилизированном основании (например, буровая или океанографическая платформа) устанавливается когерентная РЛС непрерывного излучения, которая облучает некоторый заданный участок поверхности. Проводят сеанс измерений, в ходе которого определяют характеристики отражения от морской поверхности, которые в данном случае являются помехой. Для этого облучают заданный участок поверхности, часть зондирующего сигнала используют в качестве когерентного сигнала для смешения с принятым радиосигналом. Смешенный сигнал трансформируют в электрический промежуточной частоты, который усиливают, производят фазовое детектирование для формирования видеосигнала. Видеосигнал оцифровывается и вводится в компьютер.
Непосредственно после проведения первого сеанса измерений проводят второй сеанс, в котором осуществляют те же операции, что и в первом. Он отличается тем, что на том же участке морской поверхности зондируют корпус движущегося судна.
Непосредственно после выхода судна из участка, облучаемого РЛС, проводится третий сеанс измерений, подобный первому.
По данным измерений каждого из трех сеансов измерений строятся доплеровские спектры радиосигналов. Затем из спектра второго сеанса измерений вычитают средний спектр, который получен из первого и третьего сеансов измерений. Полученный спектр используют для расчета вибрации корпуса судна.
Источники информации
1. Землянский В.М. Лазерный измеритель вибрации // Авторское свидетельство SU 1221502, МПК G01H 9/00, Опубликовано: 30.03.1986. Бюл. №12.
2. Волковец А.И. Руденко Д.Ф., Гусинский А.В., Кострикин A.M. Радиоволновой бесконтактный метод измерения параметров движения и вибрации // Доклады БГУИР, 2007. - №4 (20). - С.58-64.
3. Паламарчук В.М., Авраменко Ю.Г., Бойко В.Е. Способ радиолокационного измерения вибрации корпуса судна и устройство для его осуществления // Патент РФ RU 2352909 C1, МПК G01H 9/00, G01S 13/08, Опубликовано: 20.04.2009. Бюл. №11. (Прототип).
4. Христофоров Г.Н., Запевалов А.С., Бабий М.В. Измерения параметров шероховатости морской поверхности при переходе от штиля к ветровому волнению // Изв. АН СССР, Физика атмосферы и океана. - 1992. - Т.28, №4. - С.424-431.
5. Христофоров Г.Н., Запевалов А.С., Смолов В.Е., Бабий М.В. Корреляции между высокочастотными ветровыми волнами и ветром над морем // Доклады АН Украины, сер. Математика, Естествознание, Технические науки. - 1993. - №. 9. - С. 113-117.
Claims (1)
- Способ радиолокационного измерения вибрации корпуса морского судна, при котором корпус зондируют радиоволнами с помощью когерентной РЛС, выделенную часть зондирующего сигнала используют в качестве когерентного сигнала для смешения с принятым сигналом, отраженным от корпуса судна и содержащим помеху, с последующей трансформацией смешенного сигнала в электрический сигнал промежуточной частоты, который усиливают, производят фазовое детектирование для формирования видеосигнала, полученный видеосигнал усиливают и выделяют из него сигнал доплеровской частоты, который затем оцифровывают для его компьютерной обработки, отличающийся тем, что зондирование осуществляют с помощью РЛС непрерывного излучения, непосредственно перед проходом судном заданного участка морской поверхности и после его прохода осуществляют зондирование этого участка при тех же азимутальных углах и углах скольжения, при которых осуществлялось зондирование корпуса судна, строят доплеровские спектры сигналов, рассеянных морской поверхностью до и после прохода судна, осредняют их и вычитают полученный осредненный спектр из доплеровского спектра сигнала, отраженного от корпуса судна и содержащего помеху.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014152778/07A RU2588612C1 (ru) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | Способ радиолокационного измерения вибрации корпуса морского судна |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014152778/07A RU2588612C1 (ru) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | Способ радиолокационного измерения вибрации корпуса морского судна |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2588612C1 true RU2588612C1 (ru) | 2016-07-10 |
Family
ID=56370600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014152778/07A RU2588612C1 (ru) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | Способ радиолокационного измерения вибрации корпуса морского судна |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2588612C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112394332A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-02-23 | 中国舰船研究设计中心 | 一种基于空间位移的船舶姿态运动成分去除方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU512952A1 (ru) * | 1971-12-27 | 1976-05-05 | Предприятие П/Я А-3633 | Способ устранени резонансной вибрации корпуса судна |
US5710396A (en) * | 1996-01-02 | 1998-01-20 | Rogers; Lynn C. | Energy-dissipating vibration damping structure |
RU2141429C1 (ru) * | 1998-03-05 | 1999-11-20 | Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова | Устройство для снижения вибраций корпуса судна от гидродинамического воздействия гребного винта |
RU54180U1 (ru) * | 2005-11-24 | 2006-06-10 | Тихоокеанский военно-морской институт им. С.О. Макарова | Устройство радиолокационного измерения вибрации корпуса судна |
RU2352909C1 (ru) * | 2007-07-23 | 2009-04-20 | Тихоокеанский военно-морской институт им. С.О. Макарова | Способ радиолокационного измерения вибрации корпуса судна и устройство для его осуществления |
-
2014
- 2014-12-24 RU RU2014152778/07A patent/RU2588612C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU512952A1 (ru) * | 1971-12-27 | 1976-05-05 | Предприятие П/Я А-3633 | Способ устранени резонансной вибрации корпуса судна |
US5710396A (en) * | 1996-01-02 | 1998-01-20 | Rogers; Lynn C. | Energy-dissipating vibration damping structure |
RU2141429C1 (ru) * | 1998-03-05 | 1999-11-20 | Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова | Устройство для снижения вибраций корпуса судна от гидродинамического воздействия гребного винта |
RU54180U1 (ru) * | 2005-11-24 | 2006-06-10 | Тихоокеанский военно-морской институт им. С.О. Макарова | Устройство радиолокационного измерения вибрации корпуса судна |
RU2352909C1 (ru) * | 2007-07-23 | 2009-04-20 | Тихоокеанский военно-морской институт им. С.О. Макарова | Способ радиолокационного измерения вибрации корпуса судна и устройство для его осуществления |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112394332A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-02-23 | 中国舰船研究设计中心 | 一种基于空间位移的船舶姿态运动成分去除方法 |
CN112394332B (zh) * | 2020-11-27 | 2023-02-03 | 中国舰船研究设计中心 | 一种基于空间位移的船舶姿态运动成分去除方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI652495B (zh) | 操作雷射偵測及測距(ladar)系統的方法,包含儲存了可執行的指令的非暫態的機器可讀取的媒體的物件,及雷射偵測及測距設備 | |
RU2474793C1 (ru) | Способ параметрического приема волн различной физической природы в морской среде | |
Grazzini et al. | An ultra-wideband high-dynamic range GPR for detecting buried people after collapse of buildings | |
JP6396076B2 (ja) | 音波を用いた探知方法および非接触音響探知システム | |
US9726590B2 (en) | Suspended sediment meter | |
JP2007248293A (ja) | 海洋レーダ装置 | |
RU2495448C1 (ru) | Способ обнаружения подводных объектов | |
RU2466425C1 (ru) | Способ измерения характеристик взволнованной водной поверхности | |
RU2352909C1 (ru) | Способ радиолокационного измерения вибрации корпуса судна и устройство для его осуществления | |
RU2452040C1 (ru) | Способ параметрического приема волн различной физической природы в морской среде | |
RU2718131C1 (ru) | Способ радиолокационного измерения вибрации корпуса морского корабля (судна) | |
RU2588612C1 (ru) | Способ радиолокационного измерения вибрации корпуса морского судна | |
RU2623668C1 (ru) | Способ дистанционного определения относительной диэлектрической проницаемости среды под границей атмосфера-океан | |
RU2655019C1 (ru) | Способ измерения скорости судна доплеровским лагом | |
Sabinin et al. | Results of using acoustic doppler current profilers for studying the spatial structure of the marine environment | |
Kulikova et al. | Analysis of the Sea Surface Parameters by Doppler X-Band Radar in the Coastal Zone of the Black Sea | |
Zverev et al. | Experimental studies of sound diffraction by moving inhomogeneities under shallow-water conditions | |
RU2665345C1 (ru) | Способ измерения скорости судна доплеровским лагом | |
RU2644628C1 (ru) | Измеритель эталонных спектров волнения морской поверхности | |
Leetang et al. | Evaluation of ultrasonic target detection by alternate transmission of different codes in M-sequence pulse compression | |
Chandrasekhar Sarma et al. | Development of radio acoustic sounding system (RASS) with Gadanki MST radar–first results | |
Betteridge et al. | Assessment of acoustic coherent Doppler and cross-correlation techniques for measuring near-bed velocity and suspended sediment profiles in the marine environment | |
RU2672464C1 (ru) | Способ измерения скорости судна доплеровским лагом | |
KR101158792B1 (ko) | 신호의 믹싱기법을 이용한 코히어런트 도플러 유속분포 측정 방법 및 장치 | |
RU2642517C2 (ru) | Способ дистанционного определения амплитуды вибрации |