RU2680727C1 - Correlation hydroacoustic lag - Google Patents

Correlation hydroacoustic lag Download PDF

Info

Publication number
RU2680727C1
RU2680727C1 RU2018116295A RU2018116295A RU2680727C1 RU 2680727 C1 RU2680727 C1 RU 2680727C1 RU 2018116295 A RU2018116295 A RU 2018116295A RU 2018116295 A RU2018116295 A RU 2018116295A RU 2680727 C1 RU2680727 C1 RU 2680727C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
block
time delay
input
output
acf
Prior art date
Application number
RU2018116295A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Валентинович Завьялов
Артур Ашотович Аванесов
Виктор Александрович Агапов
Андрей Станиславович Шмаков
Original Assignee
Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток)
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 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток) filed Critical Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Тихоокеанское Высшее Военно-Морское Училище Имени С.О. Макарова" Министерства Обороны Российской Федерации (Г. Владивосток)
Priority to RU2018116295A priority Critical patent/RU2680727C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2680727C1 publication Critical patent/RU2680727C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: hydro acoustics.SUBSTANCE: invention relates to underwater acoustics, and more specifically to navigation devices, specifically to logs, and can be used to improve the accuracy of measuring the speed of movement of surface ships, submarines and other ships of water transport at small and deep depths. Principal difference of the proposed device from the prototype is that it additionally includes a low-frequency correlation block of the CCF at zero time delay, consisting of the third block of the additional time delay τsequentially connected and the third multiplying device and also additionally included in the low-frequency correlation unit of the CCF the second block of the additional time delay τ, the output of which is connected to the second input of the second multiplying device, and also the first block of the additional time delay τincluded in the ACF correlation unit, the output of which is connected to the first input of the first multiplying device of the correlation block ACF, and the input is connected to the output of the block adjustable time delay τ,which is connected in parallel with the second block of the additional time delay τlow-frequency correlation block CCF, and also a unit for comparing the works of the ACF and the CCF, the first input of which is connected to the output of the first multiplying device of the correlation block of the ACF, and the second input is connected to the output of the second multiplying device of the low-frequency correlation block of the CCF, output of the unit for comparing the work of the ACF and the CCF is connected to the input of the second integrator, the output of which is also connected to the second input of the block of adjustable time delay τcorrelation block ACF, as well as a setting corrector values (lag corrections), the output of which is connected to the second input of the computing unit; in addition, the output of the first detector is connected in parallel with the second input of the third block of the additional time delay τa low-frequency correlation unit CCF at zero time delay and with the second input of the first multiplying device of the correlation unit ACF, and the output of the second detector is connected to the first input of the third multiplying device of the low-frequency correlation block CCF at zero time delay, the output of which is connected to the input of the first integrator, the output of which is connected to the input of the adaptation unit, output of which is connected in parallel with the second input of the first block of additional time delay τcorrelation block ACF, second input of the second block additional time delay τlow frequency correlation unit CCF and the second input of the third block additional time delay τlow-frequency correlation block CCF at zero time delay. In the detection mode of the full speed module, the first detector is additionally connected in parallel with the second block of the additional time delay τlow frequency correlation unit CCF, and a block of adjustable time delay τcorrelation block ACF connected only with the first block of additional time delay τcorrelation block ACF.EFFECT: improvement of the design and technological indicators of the device, increasing the stability of the entire scheme, the possibility of entering lag correction values determined on the measuring line, will lead to an increase in the accuracy of determining the speed of the ship when maneuvering in different sea conditions.3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к гидроакустике, а точнее к навигационным устройствам, конкретно к лагам, и может быть использована для повышения точности измерения скорости движения надводных кораблей, подводных лодок и других судов водного транспорта на малых и больших глубинах.The invention relates to hydroacoustics, and more specifically to navigation devices, specifically to lags, and can be used to improve the accuracy of measuring the speed of movement of surface ships, submarines and other watercraft at shallow and deep depths.

С начала 70-х годов в области производства морской навигационной техники развитых стран мира (США, Швеции, Японии) отмечается повышенный интерес к корреляционным гидроакустическим лагам (КГАЛ). Повышенный интерес к КГАЛ вызван его преимуществами по сравнению с традиционными доплеровскими гидроакустическими лагами (ДГАЛ), такими как, высокая точность измерения скорости корабля, независимость работы КГАЛ от измерения скорости звука в воде, меньшее влияние качки корабля из-за лучшего акустического контакта с грунтом, за счет большей ширины антенны, а также не требуется температурная стабилизация задающих генераторов тракта излучения, меньше волновой размер антенны, сравнительно малая мертвая зона позволяет расширять диапазон рабочих глубин под килем, меньшее энергопотребление и излучаемая мощность. Дополнительным преимуществом является возможность одновременного измерения скорости корабля и глубины под килем без формирования антенной дополнительного (вертикального) луча. Since the beginning of the 70s, in the field of production of marine navigation technology of developed countries (USA, Sweden, Japan), there has been an increased interest in correlation sonar lags (KGAL). The increased interest in KGAL is caused by its advantages compared to traditional Doppler sonar logs (DGAL), such as high accuracy of the ship’s speed measurement, independence of the KGAL operation from measuring the speed of sound in water, less influence of the ship’s pitching due to better acoustic contact with the ground, due to the larger width of the antenna, and also does not require temperature stabilization of the master generators of the radiation path, the wave size of the antenna is smaller, the relatively small dead zone allows you to expand the range of p working depths under the keel, lower power consumption and radiated power. An additional advantage is the ability to simultaneously measure the speed of the ship and the depth under the keel without forming an additional (vertical) beam antenna.

Многообразие реализаций существующих корреляционных гидроакустических лагов требует их классификации и систематизации, введение единых определений с целью облегчения оценки перспективности их использования на кораблях и судах ВМФ.The variety of implementations of existing correlation sonar lags requires their classification and systematization, the introduction of common definitions in order to facilitate assessment of the prospects of their use on ships and ships of the Navy.

Корреляционные гидроакустические лаги характеризуются:Correlation sonar logs are characterized by:

1. По виду и объему исходной информации относятся к корреляционным системам (КЭНС-1) (первого класса «без памяти»), в которых информация о навигационном поле снимается в одной текущей «точке», т.е. выходной сигнал датчика поля представляет собой скалярную величину.1. By type and volume of initial information, they relate to correlation systems (KENS-1) (first class “without memory”), in which information about the navigation field is taken at one current “point”, ie the output of the field sensor is a scalar quantity.

2. По методу определения абсолютной скорости корабля - относятся к лагам, основанным на измерении физических величин, связанных с скоростью корабля известными флюктуационными зависимостями.2. According to the method of determining the absolute speed of a ship - refer to lags based on the measurement of physical quantities associated with the speed of a ship by known fluctuation dependencies.

3. По характеру используемого геофизического поля - используют стационарные поля естественного происхождения (поле Земли).3. By the nature of the geophysical field used, stationary fields of natural origin (Earth field) are used.

Известно устройство для определения скорости движения корабля, основанное на измерении акустического сигнала, наиболее близкое по технической сущности заявляемому изобретению. Устройство содержит приемопередающий тракт, включающий генератор, к которому подключен излучатель антенный, а также первую и вторую приемную антенны, причем выход каждой из приемных антенн соединен через соответствующие им усилители с входами первого и второго детекторов соответственно, низкочастотный корреляционный блок для расчетов взаимо-корреляционной функции (ВКФ), низкочастотный корреляционный блок для вычисления значений автокорреляционной функции, блок адаптации и вычислительный блок, использованный с возможностью расчета скорости движения корабля по формуле V=X/2(τ1+ τ2), где X- расстояние между антеннами; при этом выход первого детектора соединен с первым входом первого блока регулируемой временной задержки с возможностью задержки в нем временной задержки τ1 на заданную величину; первый выход первого блока регулируемой временной задержки соединен с первым входом множительного устройства низкочастотного корреляционного блока ВКФ, в котором множительное устройство соединено через первый интегратор с экстремальным регулятором, выход которого параллельно соединен с входом блока адаптации, с возможностью выбора в нем значений временной регулируемой задержки, имеющих величину коэффициента взаимной корреляции в пределах 0,2-0,8 от его максимума, а также с первым входом вычислительного блока; при этом второй вход вычислительного блока соединен со вторым выходом первого блока регулируемой временной задержки, второй вход которого, в свою очередь, соединен с блоком адаптации; кроме того, первый выход второго детектора соединен со вторым входом множительного устройства низкочастотного корреляционного блока ВКФ, а второй выход второго детектора соединен с первым входом второго блока регулируемой временной задержки с возможностью задержки в нем временной задержки т2 на заданную величину, кроме того, третий выход второго детектора соединен с первым входом множительного устройства низкочастотного корреляционного блока АКФ, в котором выход соответствующего множительного устройства соединен со вторым интегратором, выход которого соединен с четвертым входом вычислительного блока; первый выход второго блока регулируемой временной задержки соединен со вторым входом множительного устройства низкочастотного корреляционного блока АКФ, а второй выход второго блока регулируемой временной задержки соединен с третьим входом вычислительного блока, выход которого соединен со вторым входом второго блока регулируемой временной задержки. (Патент на полезную модель № 111633 Российская Федерация, Корреляционный гидроакустический лаг / Аванесов А.А., Верещагин С.А.; патентообладатель Министерство обороны Российской Федерации Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота «Военно-Морская Академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова» (RU) - 2011133632/28; опубл. 20.12.2011 года)A device for determining the speed of a ship, based on the measurement of an acoustic signal, is closest in technical essence to the claimed invention. The device comprises a transceiver path including a generator to which an antenna emitter is connected, as well as a first and second receiving antenna, the output of each of the receiving antennas being connected through their respective amplifiers to the inputs of the first and second detectors, respectively, a low-frequency correlation unit for calculating the cross-correlation function (VKF), a low-frequency correlation unit for calculating the values of the autocorrelation function, an adaptation unit and a computing unit used with the possibility of calculation the speed of the ship according to the formula V = X / 2 (τ 1 + τ 2 ), where X is the distance between the antennas; wherein the output of the first detector is connected to the first input of the first block of adjustable time delay with the possibility of delaying a time delay τ 1 by a predetermined amount therein; the first output of the first block of adjustable time delay is connected to the first input of the multiplier device of the low-frequency correlation block VKF, in which the multiplier device is connected through the first integrator with an extremal regulator, the output of which is connected in parallel with the input of the adaptation block, with the possibility of selecting values of the time-controlled delay having the value of the cross-correlation coefficient within 0.2-0.8 of its maximum, as well as with the first input of the computing unit; wherein the second input of the computing unit is connected to the second output of the first adjustable time delay unit, the second input of which, in turn, is connected to the adaptation unit; in addition, the first output of the second detector is connected to the second input of the multiplying device of the low-frequency correlation block VKF, and the second output of the second detector is connected to the first input of the second block of adjustable time delay with the possibility of delaying the time delay t 2 by a predetermined amount, in addition, the third output the second detector is connected to the first input of the multiplier device of the low-frequency correlation block ACF, in which the output of the corresponding multiplier device is connected to the second integ Hur, whose output is connected to a fourth input of the computing unit; the first output of the second adjustable time delay unit is connected to the second input of the multiplier device of the low-frequency correlation unit of the ACF, and the second output of the second adjustable time delay unit is connected to the third input of the computing unit, the output of which is connected to the second input of the second adjustable time delay unit. (Utility Model Patent No. 111633 Russian Federation, Hydroacoustic Correlation Lag / Avanesov A.A., Vereshchagin S.A .; Patent Holder Ministry of Defense of the Russian Federation Federal State Military Educational Institution of Higher Professional Education "Military Training and Scientific Center of the Navy" Naval Academy named after Admiral of the Fleet of the Soviet Union N.G. Kuznetsov "(RU) - 2011133632/28; published on December 20, 2011)

Однако предыдущая модель с двумя интеграторами (фильтрами низких частот), двумя блоками регулируемых временных задержек, в которых осуществляются независимые переменные задержки двух случайных сигналов с независимыми сигналами управления этими задержками в функциях уровня рабочей точки коррелятора и скорости корабля, потребует достаточно сложного и точного выбора параметров этих устройств с целью обеспечения устойчивости работы всей схемы и обеспечения приемлемой величины флюктуационной погрешности лага, особенно при маневрировании корабля.However, the previous model with two integrators (low-pass filters), two blocks of adjustable time delays, in which independent variable delays of two random signals are implemented with independent signals to control these delays in the functions of the correlator operating point level and ship speed, will require a rather complicated and accurate choice of parameters these devices in order to ensure the stability of the entire circuit and ensure an acceptable value of the fluctuation error of the lag, especially when maneuvering AI ship.

Недостатки, присущие прототипу, устранены предлагаемым устройством: «Корреляционный гидроакустический лаг», технической задачей которого является усовершенствование известных технических устройств корреляционных измерителей скорости и разработка нового конструктивного решения, обладающего повышенной точностью определения скорости движения надводных кораблей, подводных лодок и других судов водного транспорта на малых и больших глубинах в условиях разной степени волнения моря.The disadvantages inherent in the prototype are eliminated by the proposed device: “Correlation sonar log”, the technical task of which is to improve the known technical devices of correlation speed meters and develop a new design solution with high accuracy in determining the speed of surface ships, submarines and other watercraft on small and great depths in conditions of varying degrees of sea waves.

Реализация указанной технической задачи позволяет достигнуть следующий суммарный технический результат, заключающийся:The implementation of the specified technical problem allows to achieve the following total technical result, which consists in:

- в улучшении конструкционно технологических показателей устройства, что приведет к увеличению точности определения скорости корабля в различных условиях волнения моря;- to improve the structural and technological parameters of the device, which will lead to an increase in the accuracy of determining the speed of the ship in various conditions of sea waves;

- в повышении устойчивости работы всей схемы, надежности и быстродействия обработки расчетов при определении скорости корабля, а также в обеспечении приемлемой величины флюктуационной погрешности лага, особенно при маневрировании корабля;- to increase the stability of the operation of the whole scheme, the reliability and speed of processing calculations when determining the speed of the ship, as well as to ensure an acceptable value of the fluctuation error of the lag, especially when maneuvering the ship;

- в увеличении точности определения скорости корабля, благодаря возможности ввода значений поправок лага, определенных на мерной линии.- in increasing the accuracy of determining the speed of the ship, due to the ability to enter the values of the lag corrections defined on the measuring line.

Для достижения указанного технического результата предложено устройство - «Корреляционный гидроакустический лаг», содержащий приемо-передающий тракт, включающий последовательно соединенные генератор и излучатель антенный, а также первую и вторую приемные антенны, выход каждой из которых соединен через соответствующие им полосовые усилители с входами первого и второго детекторов соответственно, причем выход первого детектора соединен с первым входом блока регулируемой временной задержки τР корреляционного блока АКФ, содержащего также первое множительное устройство, а выход второго детектора соединен с первым входом второго множительного устройства низкочастотного корреляционного блока ВКФ, а также блок адаптации, первый интегратор и второй интегратор, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока.To achieve the technical result, a device is proposed - “Correlation hydroacoustic lag”, containing a transceiver path, including a series-connected generator and radiator antenna, as well as the first and second receiving antennas, the output of each of which is connected through their respective strip amplifiers to the inputs of the first and second detectors, respectively, wherein the output of the first detector is connected to a first input of an adjustable time delay τ P block correlation unit ACF containing t kzhe first multiplier and the output of the second detector is coupled to a first input of the second multiplier device CCF baseband correlation unit and the adaptation unit, a first integrator and a second integrator whose output is connected to a first input of the computing unit.

Принципиальным отличием предлагаемого устройства от прототипа является то, что в него дополнительно включен низкочастотный корреляционный блок ВКФ при нулевой временной задержке, состоящий из последовательно соединенных третьего блока дополнительной временной задержки τП и третьего множительного устройства, а также дополнительно включенный в низкочастотный корреляционный блок ВКФ второй блок дополнительной временной задержки τП, выход которого соединен с вторым входом второго множительного устройства, а также дополнительно включенный в корреляционный блок АКФ первый блок дополнительной временной задержки τП, выход которого соединен с первым входом первого множительного устройства корреляционного блока АКФ, а вход соединен с выходом блока регулируемой временной задержки τР, который параллельно соединён с вторым блоком дополнительной временной задержки τП низкочастотного корреляционного блока ВКФ, а также блок сравнения произведений АКФ и ВКФ, первый вход которого соединен с выходом первого множительного устройства корреляционного блока АКФ, а второй вход соединен с выходом второго множительного устройства низкочастотного корреляционного блока ВКФ, при этом выход блока сравнения произведений АКФ и ВКФ соединен с входом второго интегратора, выход которого кроме того соединен со вторым входом блока регулируемой временной задержки τП корреляционного блока АКФ, а также задатчик корректирующих величин (поправок лага), выход которого соединен со вторым входом вычислительного блока; кроме того выход первого детектора параллельно соединен с вторым входом третьего блока дополнительной временной задержки τП низкочастотного корреляционного блока ВКФ при нулевой временной задержке и с вторым входом первого множительного устройства корреляционного блока АКФ, а выход второго детектора соединен с первым входом третьего множительного устройства низкочастотного корреляционного блока ВКФ при нулевой временной задержке, выход которого соединен с входом первого интегратора, выход которого соединен с входом блока адаптации, выход которого параллельно соединен со вторым входом первого блока дополнительной временной задержки τп корреляционного блока АКФ, вторым входом второго блока дополнительной временной задержки τп низкочастотного корреляционного блока ВКФ и вторым входом третьего блока дополнительной временной задержки τп низкочастотного корреляционного блока ВКФ при нулевой временной задержке.The fundamental difference between the proposed device and the prototype is that it additionally includes a low-frequency correlation block VKF at zero time delay, consisting of series-connected third block of additional time delay τP and a third multiplying device, as well as a second additional time delay unit τ additionally included in the low-frequency correlation unit of the VKFPthe output of which is connected to the second input of the second multiplier device, as well as the first additional time delay unit τ additionally included in the ACF correlation blockPthe output of which is connected to the first input of the first multiplier device of the ACF correlation block, and the input is connected to the output of the adjustable time delay block τR, which is connected in parallel with the second block of the additional time delay τP a low-frequency correlation unit VKF, as well as a unit for comparing ACF and VKF products, the first input of which is connected to the output of the first multiplier device of the correlation unit ACF, and the second input is connected to the output of the second multiplier device of the low-frequency correlation unit VKF, while the output of the unit for comparing ACF and VKF products connected to the input of the second integrator, the output of which is also connected to the second input of the adjustable time delay unit τP the correlation block of the ACF, as well as the adjusting value (lag corrections) adjuster, the output of which is connected to the second input of the computing unit; in addition, the output of the first detector is connected in parallel with the second input of the third block of the additional time delay τP the low-frequency correlation block VKF at zero time delay and with the second input of the first multiplier device of the correlation block ACF, and the output of the second detector is connected to the first input of the third multiplier device of the low-frequency correlation block VKF at zero time delay, the output of which is connected to the input of the first integrator, the output of which is connected with the input of the adaptation block, the output of which is connected in parallel with the second input of the first block of the additional time delay τP correlation block ACF, the second input of the second block of additional time delay τP the low-frequency correlation block VKF and the second input of the third block of the additional time delay τP low-frequency correlation block VKF at zero time delay.

В режиме определения модуля полной скорости первый детектор дополнительно параллельно соединён со вторым блоком дополнительной временной задержки τП низкочастотного корреляционного блока ВКФ, а блок регулируемой временной задержки τР корреляционного блока АКФ соединен только с первым блоком дополнительной временной задержки τР корреляционного блока АКФ.In the full-speed module determination mode, the first detector is additionally connected in parallel with the second block of additional time delay τ P of the low-frequency correlation block VKF, and the block of adjustable time delay τ P of the ACF correlation block is connected only to the first block of additional time delay τ P of the ACF correlation block.

Такое взаимное расположение конструктивных элементов и их взаимосвязь необходимы для эффективного определения скорости движения корабля относительно дна, определения коэффициента взаимной корреляции огибающих отраженных сигналов, принятых первым и вторым приемными антеннами, которые разнесены вдоль корпуса корабля, и определения скорости корабля, путем деления половины расстояния между приемниками на корреляционную временную задержку, которая определяется по коэффициенту авто корреляции огибающей сигнала от первого приемника, а также суммирования значения этой задержки со значением корреляционной временной задержки. Только после этого производится определение скорости корабля, путем деления половины расстояния между приемниками на сумму величин введенной регулируемой задержки и корреляционной временной задержки.Such a mutual arrangement of structural elements and their interconnection are necessary to effectively determine the speed of the ship relative to the bottom, determine the cross-correlation coefficient of the envelopes of the reflected signals received by the first and second receiving antennas that are spaced along the ship’s hull, and determine the speed of the ship by dividing half the distance between the receivers the correlation time delay, which is determined by the coefficient of auto correlation of the envelope of the signal from the first receiver, and also summing the value of this delay with the value of the correlation time delay. Only after this is the ship speed determined by dividing half the distance between the receivers by the sum of the values of the introduced adjustable delay and the correlation time delay.

Именно наличие в заявленном изобретении отличительных от прототипа признаков позволяет определить скорость корабля с повышенной точностью. Кроме того, достигается повышение функциональной устойчивости работы устройства.It is the presence in the claimed invention of distinctive features from the prototype that allows you to determine the speed of the ship with increased accuracy. In addition, an increase in the functional stability of the device is achieved.

Сущность изобретения поясняется чертежами, которые представлены на фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 изображена структурно-функциональная схема корреляционного гидроакустического лага продольной скорости, а на фиг. 2 изображена структурно-функциональная схема корреляционного гидроакустического лага полной скорости.The invention is illustrated by drawings, which are presented in FIG. 1 and FIG. 2. In FIG. 1 shows a structural-functional diagram of a correlation sonar log of longitudinal velocity, and in FIG. 2 shows a structural-functional diagram of the correlation sonar lag of full speed.

Структурно-функциональная схема фиг. 1 и фиг. 2 включает:The structural and functional diagram of FIG. 1 and FIG. 2 includes:

А. Приемо-передающий тракт КГАЛ.A. Transmitting path KGAL.

1. Генератор;1. Generator;

2. Излучатель антенный;2. Antenna emitter;

3. Первая приемная антенна (1ПА);3. The first receiving antenna (1PA);

4. Вторая приемная антенна (2 ПА);4. The second receiving antenna (2 PA);

5. Первый полосовой усилитель;5. The first strip amplifier;

6. Второй полосовой усилитель;6. The second band amplifier;

7. Первый детектор;7. The first detector;

8. Второй детектор;8. The second detector;

9. Корреляционный блок АКФ;9. Correlation block ACF;

9.1 Блок регулируемой временной задержки τР;9.1 Block of adjustable time delay τ P ;

9.2 Первый блок дополнительной временной задержки τП;9.2 The first block of the additional time delay τ P ;

9.3 Первое множительное устройство;9.3 First multiplier;

10. Низкочастотный корреляционный блок ВКФ;10. Low-frequency correlation block VKF;

10.1 Второй блок дополнительной временной задержки τП;10.1 The second block of the additional time delay τ P ;

10.2 Второе множительное устройство;10.2 Second multiplier;

11. Низкочастотный корреляционный блок ВКФ при нулевой временной задержке (ВКФ (0));11. Low-frequency correlation block VKF at zero time delay (VKF (0));

11.1 Третий блок дополнительной временной задержки τП;11.1 The third block of the additional time delay τ P ;

11.2 Третье множительное устройство;11.2 Third multiplier device;

12. Первый интегратор;12. The first integrator;

13. Блок адаптации;13. The adaptation unit;

14. Блок сравнения произведений АКФ и ВКФ;14. Block comparing works of ACF and VKF;

15. Задатчик корректирующих величин (поправок лага);15. The adjusting value adjuster (lag corrections);

16. Второй интегратор;16. The second integrator;

17. Вычислительный блок;17. The computing unit;

18. Грунт.18. The ground.

На функциональной схеме продольной скорости приёмно-передающий тракт корреляционного гидроакустического лага (КГАЛ) предназначен для излучения акустических сигналов вертикально вниз к грунту 18 и приема отраженных от дна акустических сигналов, первая приемная антенна 3 и вторая приемная антенна 4 идентичны и расположены в днище корабля, на расстоянии, обусловленном проектом корабля. On the longitudinal velocity functional diagram, the receiving-transmitting path of the correlation sonar log (KGAL) is designed to emit acoustic signals vertically down to the ground 18 and receive acoustic signals reflected from the bottom, the first receiving antenna 3 and the second receiving antenna 4 are identical and located at the bottom of the ship, on distance due to the design of the ship.

Первая приемная антенна 3 предназначена для передачи принятого отраженного от грунта 18 акустического сигнала, который через первый полосовой усилитель 5 и далее через первый детектор 7 поступает на вход блока регулируемой временной задержки 9.1, с возможностью задержки в нем на заданную величину временной задержки τThe first receiving antenna 3 is designed to transmit the received acoustic signal reflected from the ground 18, which through the first strip amplifier 5 and then through the first detector 7 is fed to the input of the adjustable time delay unit 9.1, with the possibility of delaying it by a predetermined time delay τ 1one , а также на первое множительное устройство 9.3 корреляционного блока АКФ 9 и третий блок дополнительной временной задержки τ, as well as the first multiplier device 9.3 of the correlation block ACF 9 and the third block of the additional time delay τ П P низкочастотного корреляционного блока ВКФ при нулевой временной задержке 11.low-frequency correlation block VKF at zero time delay 11.

Вторая приемная антенна 4 предназначена для передачи принятого отраженного от грунта 18 акустического сигнала, который через второй полосовой усилитель 6 поступает далее на второй детектор 8.The second receiving antenna 4 is designed to transmit the received acoustic signal reflected from the ground 18, which then passes through the second strip amplifier 6 to the second detector 8.

Первый выход второго детектора 8 соединен со вторым входом второго множительного устройства 10.2 низкочастотного корреляционного блока ВКФ 10 и со вторым входом третьего множительного устройства 11.2 низкочастотного корреляционного блока ВКФ при нулевой временной задержке 11.The first output of the second detector 8 is connected to the second input of the second multiplier device 10.2 of the low-frequency correlation block VKF 10 and to the second input of the third multiplier device 11.2 of the low-frequency correlation block VKF at zero time delay 11.

Последовательно соединенные между собой блок регулируемой временной задержки τР 9.1, второй блок дополнительной временной задержки τП 10.1, второе множительное устройство 10.2, в комплексе образуют низкочастотный корреляционный блок ВКФ 10. Блок регулируемой временной задержки τР 9.1, так же соединён со вторым блоком дополнительной временной задержки τП 10.1. Выход второго множительного устройства 10.2 низкочастотного корреляционный блок ВКФ 10 соединен с блоком сравнения произведений АКФ и ВКФ 14.A series of interconnected adjustable time delay unit τ P 9.1, a second additional time delay unit τ P 10.1, a second multiplier device 10.2, in combination form a low-frequency correlation unit VKF 10. An adjustable time delay unit τ P 9.1, is also connected to the second additional unit time delay τ P 10.1. The output of the second multiplier device 10.2 of the low-frequency correlation block VKF 10 is connected to the unit for comparing works of ACF and VKF 14.

Последовательно соединенные между собой третий дополнительной временной задержки τП 11.1, третье множительное устройство 11.2, в комплексе образуют низкочастотный корреляционный блок ВКФ 11 при нулевой временной задержке. Выход третьего множительного устройства 11.2 соединен с входом первого интегратора 12. Первый интегратор 12 соединен с первым входом блока адаптации 13, в котором измеренные значения ВКФ сравниваются с назначенными границами диапазона.Consistently connected to each other, the third additional time delay τ P 11.1, the third multiplier device 11.2, in combination, form a low-frequency correlation block VKF 11 with a zero time delay. The output of the third multiplier device 11.2 is connected to the input of the first integrator 12. The first integrator 12 is connected to the first input of the adaptation unit 13, in which the measured values of the FCF are compared with the assigned limits of the range.

Выход блока адаптации 13 соединен со вторым входом первого блока дополнительной временной задержки τП 9.2, вторым входом второго блока дополнительной временной задержки τП 10.1, вторым входом третьего блока дополнительной временной задержки τП 11.1.The output of the adaptation block 13 is connected to the second input of the first block of the additional time delay τ P 9.2, the second input of the second block of the additional time delay τ P 10.1, the second input of the third block of the additional time delay τ P 11.1.

Первое и второе множительные устройства соединены через первый и второй входы с блоком сравнения произведений ВКФ и АКФ 14, из которого разностный сигнал АКФ и ВКФ поступает на вход второго интегратора 16. Второй интегратор 16 соединен с вычислительным блоком 17, с которым также соединен через второй вход задатчик корректирующих величин (поправок лага) 15 и с блоком регулируемой временной задержки τР 9.1.The first and second multiplying devices are connected through the first and second inputs to a unit for comparing works of VKF and ACF 14, from which the difference signal ACF and VKF is fed to the input of the second integrator 16. The second integrator 16 is connected to the computing unit 17, which is also connected through the second input adjusting value adjuster (lag corrections) 15 and with an adjustable time delay unit τ P 9.1.

В функциональной схеме модуля полной скорости приёмно-передающий тракт корреляционного гидроакустического лага (КГАЛ) предназначен для излучения акустических сигналов вертикально вниз к грунту 18 и приема отраженных от грунта акустических сигналов, первая приемная антенна 3 и вторая приемная антенна 4 идентичны и расположены в днище корабля, на расстоянии, обусловленном проектом корабля. In the functional diagram of the full-speed module, the receiving-transmitting path of the correlation sonar log (KGAL) is designed to emit acoustic signals vertically down to the ground 18 and receive acoustic signals reflected from the ground, the first receiving antenna 3 and the second receiving antenna 4 are identical and located at the bottom of the ship, at a distance due to the design of the ship.

Первая приемная антенна 3 предназначена для передачи принятого отраженного от грунта 18 акустического сигнала, который через первый полосовой усилитель 5 и далее через первый детектор 7 поступает на первый вход первого блока регулируемой временной задержки 9.1, с возможностью задержки в нем на заданную величину временной задержки τ1, а также на первое множительное устройство 9.3, второй блок дополнительной временной задержки 10.1 низкочастотного корреляционного блока ВКФ 10 и третий блок дополнительной временной задержки 11.1 низкочастотного корреляционного блока ВКФ при нулевой временной задержке 11.The first receiving antenna 3 is designed to transmit the received acoustic signal reflected from the ground 18, which through the first strip amplifier 5 and then through the first detector 7 enters the first input of the first block of adjustable time delay 9.1, with the possibility of delaying it by a predetermined amount of time delay τ 1 as well as the first multiplier device 9.3, the second block of the additional time delay 10.1 of the low-frequency correlation block VKF 10 and the third block of the additional time delay 11.1 of the low-frequency orrelyatsionnogo CCF block at zero time delay 11.

Вторая приемная антенна 4 предназначена для передачи принятого отраженного от грунта 18 акустического сигнала, который через второй полосовой усилитель 6 поступает далее на второй детектор 8.The second receiving antenna 4 is designed to transmit the received acoustic signal reflected from the ground 18, which then passes through the second strip amplifier 6 to the second detector 8.

Первый выход второго детектора 8 соединен со вторым входом второго множительного устройства 10.2 низкочастотного корреляционного блока ВКФ 10 и со вторым входом третьего множительного устройства 11.2 низкочастотного корреляционного блока ВКФ при нулевой временной задержке 11.The first output of the second detector 8 is connected to the second input of the second multiplier device 10.2 of the low-frequency correlation block VKF 10 and to the second input of the third multiplier device 11.2 of the low-frequency correlation block VKF at zero time delay 11.

Последовательно соединенные между собой блок регулируемой временной задержки τР 9.1, второй блок дополнительной временной задержки τП 10.1, второе множительное устройство 10.2, в комплексе образуют низкочастотный корреляционный блок ВКФ 10. Выход второго множительного устройства 10.2 соединен с блоком сравнения произведений АКФ и ВКФ 14.A series of interconnected adjustable time delay unit τ R 9.1, a second additional time delay unit τ P 10.1, a second multiplier device 10.2, together form a low-frequency correlation unit VKF 10. The output of the second multiplier device 10.2 is connected to a unit for comparing ACF and VKF products 14.

Последовательно соединенные между собой третий блок дополнительной временной задержки τП 11.1, третье множительное устройство 11.2, в комплексе образуют низкочастотный корреляционный блок ВКФ 11 при нулевой временной задержке. Выход третьего множительного устройства 11.2 соединен с входом первого интегратора 12. Первый интегратор 12 соединен с первым входом блока адаптации 13, в котором измеренные значения ВКФ сравниваются с назначенными границами диапазона, поступающими из задатчика уровня ВКФ при нулевом временном сдвиге.Consistently connected to each other, the third block of the additional time delay τ P 11.1, the third multiplier device 11.2, in the complex form a low-frequency correlation block VKF 11 with zero time delay. The output of the third multiplier device 11.2 is connected to the input of the first integrator 12. The first integrator 12 is connected to the first input of the adaptation unit 13, in which the measured values of the VKF are compared with the assigned range boundaries coming from the set point of the VKF at zero time shift.

Выход блока адаптации 13 соединен со вторым входом первого блока дополнительной временной задержки τП 9.2, вторым входом второго блока дополнительной временной задержки τП 10.1, вторым входом третьего блока дополнительной временной задержки τП 11.1.The output of the adaptation block 13 is connected to the second input of the first block of the additional time delay τ P 9.2, the second input of the second block of the additional time delay τ P 10.1, the second input of the third block of the additional time delay τ P 11.1.

Первое и второе множительные устройства соединены через первый и второй входы с блоком сравнения произведений ВКФ и АКФ 14, из которого разностный сигнал АКФ и ВКФ поступает на вход второго интегратора 16. Второй интегратор 16 соединен с вычислительным блоком 17, с которым также соединен через второй вход задатчик корректирующих величин (поправок лага) 15 и с блоком регулируемой временной задержки τР 9.1.The first and second multiplying devices are connected through the first and second inputs to a unit for comparing works of VKF and ACF 14, from which the difference signal ACF and VKF is fed to the input of the second integrator 16. The second integrator 16 is connected to the computing unit 17, which is also connected through the second input adjusting value adjuster (lag corrections) 15 and with an adjustable time delay unit τ P 9.1.

Устройство работает следующим образомThe device operates as follows

Представляем алгоритм измерения продольной скорости корабля:We present an algorithm for measuring the longitudinal speed of a ship:

Приёмно-передающий тракт корреляционного гидроакустического лага (КГАЛ) предназначен для излучения акустических сигналов вертикально вниз к грунту 18 и приема отраженных от грунта акустических сигналов, первая приемная антенна 3 и вторая приемная антенна 4 идентичны и расположены в днище корабля, на расстоянии, обусловленном проектом корабля. The receiving and transmitting path of the correlation sonar log (KGAL) is designed to emit acoustic signals vertically down to the ground 18 and receive acoustic signals reflected from the ground, the first receiving antenna 3 and the second receiving antenna 4 are identical and are located in the bottom of the ship, at a distance determined by the ship’s design .

Первая приемная антенна 3 предназначена для передачи принятого отраженного от грунта 18 акустического сигнала на первый полосовой усилитель 5 и далее на первый детектор 7. The first receiving antenna 3 is designed to transmit the received acoustic signal reflected from the ground 18 to the first strip amplifier 5 and further to the first detector 7.

Вторая приемная антенна 4 предназначена для передачи принятого отраженного от грунта 18 акустического сигнала, который через второй полосовой усилитель 6 поступает далее на второй детектор 8.The second receiving antenna 4 is designed to transmit the received acoustic signal reflected from the ground 18, which then passes through the second strip amplifier 6 to the second detector 8.

Далее для более удобного рассмотрения структуры функционирования устройства, разобьем алгоритм работы на ступени.Further, for a more convenient consideration of the structure of the functioning of the device, we break the algorithm of work into steps.

Первая ступень. Выделенная огибающая детектированного сигнала (U1(t)) с выхода первого детектора поступает на первый вход блока регулируемой временной задержки 9.1 и первый вход в третьего блока дополнительной временной задержки τП 11.1 при величине τР = 0. First stage. The selected envelope of the detected signal (U 1 (t)) from the output of the first detector is supplied to the first input of the adjustable time delay block 9.1 and the first input to the third block of the additional time delay τ P 11.1 at a value of τ P = 0.

С выхода второго детектора огибающая сигнала U2(t+τT) поступает на вторые входы множительных устройств 10.2 и 11.2.From the output of the second detector, the envelope of the signal U 2 (t + τ T ) is supplied to the second inputs of the multiplier devices 10.2 and 11.2.

Так как в приёмных трактах работают схемы АРУ и ВАРУ, то можно считать, что сигналы на выходе детекторов и рассчитанные корреляционные функции будут нормированы.Since the AGC and VARU circuits operate in the receiving paths, we can assume that the signals at the output of the detectors and the calculated correlation functions will be normalized.

С выхода третьего блока дополнительной временной задержки τП 11.1 сигнал U1(t+ τП) подаётся на первый вход множительного устройства 11.2. С выхода множительного устройства 11.2 сигнал поступает на интегратор 12. С его выхода сигнал пропорциональный нормированной взаимной корреляционной функции при нулевом временном сдвиге ρU1U2(0) поступает на блок адаптации 14.From the output of the third block of the additional time delay τ P 11.1, the signal U 1 (t + τ P ) is supplied to the first input of the multiplier 11.2. From the output of the multiplying device 11.2, the signal is supplied to the integrator 12. From its output, the signal is proportional to the normalized cross-correlation function at a zero time shift ρ U1U2 (0) is supplied to the adaptation unit 14.

Величина ρU1U2(0) служит мерой ширины корреляционных функций и возможности работы ВАКК и ВАКМ способов измерения скорости.The value ρ U1U2 (0) is a measure of the width of the correlation functions and the possibility of the HACC and HACM methods of measuring speed.

В блоке адаптации 13 полученное значение величины коэффициента ВКФ при нулевом временном сдвиге сравнивается с границами диапазона (0,2 - 0,8)·ρU1U2 и вырабатывается управляющий сигнал, который поступает на второй вход блока дополнительной временной задержки τП 11.1, с целью изменения задержки до величины τП, чтобы на выходе блока 12 получить значение коэффициента ВКФ ρU1U2 в заданных пределах 0,2 - 0,8 (фиг. 1).In adaptation block 13, the obtained value of the VKF coefficient at a zero time shift is compared with the boundaries of the range (0.2 - 0.8) · ρ U1U2 and a control signal is generated that is fed to the second input of the additional time delay block τ P 11.1 in order to change delays to the value of τ P , so that at the output of block 12 to obtain the value of the coefficient VKF ρ U1U2 in the specified limits of 0.2 - 0.8 (Fig. 1).

Далее эта процедура будет осуществляться в течение всего времени работы лага.Further, this procedure will be carried out throughout the lag.

Вторая ступень. Одновременно с получением значения τП в блоке 11.1, обеспечивающего величину коэффициента BKФ при нулевом временном сдвиге в пределах 0,2 - 0,8, такие же задержки по сигналу управления из блока 14 получают в блоках 9.2 и 10.1. Second stage. Simultaneously with obtaining the value of τ P in block 11.1, which provides the value of the BKF coefficient at a zero time shift in the range 0.2 - 0.8, the same delays on the control signal from block 14 are received in blocks 9.2 and 10.1.

Сигналы с выхода первого детектора, задержанные на величину временной задержки τР поступают также на первые входы блоков дополнительной временной задержки τП 9.2 и 10.1.The signals from the output of the first detector, delayed by the value of the time delay τ P , also arrive at the first inputs of the additional time delay blocks τ P 9.2 and 10.1.

Далее сигналы первого детектора, задержанные на суммарную величину временной задержки τР и дополнительной временной задержки τП поступают:Next, the signals of the first detector, delayed by the total value of the time delay τ P and the additional time delay τ P are received:

- с выхода блока дополнительной временной задержки τП 9.2 на первый вход множительного устройства 9.3, а на его второй вход поступает сигнал с выхода первого детектора 7;- from the output of the additional time delay unit τ P 9.2 to the first input of the multiplying device 9.3, and the signal from the output of the first detector 7 is received at its second input;

- с выхода блока второго блока дополнительной временной задержки τП 10.1 на первый вход множительного устройства 10.2, а на второй вход множительного устройства 10.2 поступает сигнал с выхода второго детектора 8.- from the output of the block of the second block of the additional time delay τ P 10.1 to the first input of the multiplier 10.2, and the second input of the multiplier 10.2 receives the signal from the output of the second detector 8.

Таким образом, получены положения уровней рабочих точек слежения ВКФ и АКФ на временной оси, сдвинутые в сторону уменьшения корреляционных задержек на величину τП.Thus, we obtained the positions of the levels of the operating tracking points of the VKF and ACF on the time axis, shifted towards decreasing the correlation delays by τ P.

Третья ступень. На выходе вычислительного блока 17 получается разностный сигнал, пропорциональный не сглаженному уровню сигнала слежения, т.е. разности уровней АКФ(τПР) и ВКФ(τПР). Third stage. At the output of the computing unit 17, a difference signal is obtained that is proportional to the non-smoothed level of the tracking signal, i.e. the difference in the levels of ACF (τ P + τ P ) and VKF (τ P + τ P ).

После прохождения через второй интегратор 16 разностный сигнал пропорциональный величинам коэффициентов АКФ и ВКФ управляет величиной регулируемой временной задержки τР в блоке регулируемой задержки 9.1, так чтобы рабочие точки слежения смещались на величину τР, т.е. к задержке τП добавлялась задержка τР, а коэффициенты АКФ и ВКФ стали бы равны по величине при уровне ВКФ в пределах (0,2 - 0,8) ·ρU1U2. After passing through the second integrator 16, a difference signal proportional to the values of the ACF and VKF coefficients controls the adjustable time delay τ P in the adjustable delay unit 9.1, so that the operating tracking points are shifted by τ P, i.e. a delay τ P was added to the delay τ P , and the ACF and VKF coefficients would become equal in magnitude at the VKF level in the range (0.2 - 0.8) · ρ U1U2 .

Следовательно, будут решаться уравнения Therefore, the equations will be solved

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

Figure 00000002
.
Figure 00000002
.

Четвёртая ступень. После фиксации равенства коэффициентов АКФ и ВКФ, в блоке 17 вычисляется скорость корабля путем деления половины расстояния между приемными антеннами (1ПА) 3 и (2ПА) 4 на сумму величин временной задержки τР и дополнительной временной задержки τП по формуле Fourth step. After fixing the equality of the coefficients of ACF and VKF, in block 17 the speed of the ship is calculated by dividing half the distance between the receiving antennas (1PA) 3 and (2PA) 4 by the sum of the values of the time delay τ P and the additional time delay τ P according to the formula

Figure 00000003
.
Figure 00000003
.

Рассмотрим также вторую модель корреляционного гидроакустического лага модуля полной скорости.We also consider the second model of the correlation sonar lag of the full-speed module.

Схема этого режима работы лага (фиг. 2) мало отличается от предыдущей (фиг.1). Однако отличаются алгоритмы функционирования частично второй, а также третьей и четвёртой ступеней.The scheme of this lag operation mode (Fig. 2) differs little from the previous one (Fig. 1). However, the functioning algorithms differ in part of the second, as well as the third and fourth stages.

Вторая ступень. Одновременно с получением значения τП в блоке 11.1, обеспечивающего величину коэффициента BKФ при нулевом временном сдвиге в пределах 0,2 - 0,8, такие же задержки по сигналу управления из блока 14 получают в блоках 9.2 и 10.1. Second stage. Simultaneously with obtaining the value of τ P in block 11.1, which provides the value of the BKF coefficient at a zero time shift in the range 0.2 - 0.8, the same delays on the control signal from block 14 are received in blocks 9.2 and 10.1.

Сигналы с выхода первого детектора 7 поступают на первый вход второго блока дополнительной временной задержки 10.1, а также, задержанные на величину временной задержки τР, поступают на первый вход первого блока дополнительной временной задержки 9.2.The signals from the output of the first detector 7 are fed to the first input of the second block of the additional time delay 10.1, and also, delayed by the amount of time delay τ P , are fed to the first input of the first block of the additional time delay 9.2.

Далее сигналы первого детектора, задержанные на:Next, the signals of the first detector, delayed by:

- суммарную величину временной задержки τР и дополнительной временной задержки τП поступают с выхода первого блока дополнительной временной задержки 9.2 на первый вход множительного устройства 9.3, а на его второй вход поступает сигнал с выхода первого детектора 7;- the total value of the time delay τ P and the additional time delay τ P come from the output of the first block of the additional time delay 9.2 to the first input of the multiplying device 9.3, and the signal from the output of the first detector 7 is received at its second input;

- величину дополнительной временной задержки τП поступают с выхода второго блока дополнительной временной задержки 10.1 на первый вход множительного устройства 10.2, а на его второй вход поступает сигнал с выхода второго детектора 8.- the value of the additional time delay τ P comes from the output of the second block of the additional time delay 10.1 to the first input of the multiplying device 10.2, and its second input receives a signal from the output of the second detector 8.

Таким образом, получены положения уровней рабочих точек слежения ВКФ и АКФ на временной оси, сдвинутые в сторону уменьшения корреляционных задержек на величину τП.Thus, we obtained the positions of the levels of the operating tracking points of the VKF and ACF on the time axis, shifted towards decreasing the correlation delays by τ P.

Третья ступень. На выходе блока сравнения произведений АКФ и ВКФ 14 получается разностный сигнал, пропорциональный не сглаженному уровню сигнала слежения, т.е. разности уровней АКФ(τПР) и ВКФ(τП). Third stage. At the output of the unit for comparing the works of ACF and VKF 14, a difference signal is obtained that is proportional to the non-smoothed level of the tracking signal, i.e. the difference in the levels of ACF (τ P + τ P ) and VKF (τ P ).

После прохождения через второй интегратор 16 разностный сигнал пропорциональный величинам коэффициентов АКФ и ВКФ управляет величиной регулируемой временной задержки τР в блоке регулируемой задержки 9.1, так чтобы рабочие точки слежения смещались на величину τР, т.е. к задержке τП добавлялась задержка τР, а коэффициенты АКФ и ВКФ стали бы равны по величине при уровне ВКФ(0) в пределах (0,2 - 0,8) ·ρU1U2. After passing through the second integrator 16, a difference signal proportional to the values of the ACF and VKF coefficients controls the adjustable time delay τ P in the adjustable delay unit 9.1, so that the operating tracking points are shifted by τ P, i.e. the delay τ P was added to the delay τ P , and the ACF and VKF coefficients would become equal in magnitude when the VKF level (0) was in the range (0.2 - 0.8) · ρ U1U2 .

Следовательно, будут решаться уравнения Therefore, the equations will be solved

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000004
Figure 00000004

Четвёртая ступень. После фиксации временной задержки при равенстве коэффициентов АКФ и ВКФ, вычисляется скорость корабля путем деления половины расстояния между приемными антеннами (1ПА) 3 и (2ПА) 4 на сумму величин временной задержки τР и дополнительной временной задержки τП по формуле Fourth step. After fixing the time delay with the equality of the coefficients of ACF and VKF, the ship speed is calculated by dividing half the distance between the receiving antennas (1PA) 3 and (2PA) 4 by the sum of the values of the time delay τ P and the additional time delay τ P according to the formula

Figure 00000005
Figure 00000005

Выражения для задержек соответственно равны выражениям Expressions for delays respectively equal to expressions

Figure 00000006
и
Figure 00000007
Figure 00000006
and
Figure 00000007

При величине угла сноса С = 0° эти выражения соответственно будут иметь вид:With a drift angle of C = 0 °, these expressions will accordingly have the form:

Figure 00000008
,
Figure 00000009
,
Figure 00000010
Figure 00000008
,
Figure 00000009
,
Figure 00000010

Такое построение схемы лага:Such a construction of the lag circuit:

- разделяет процедуры подстройки уровня ВКФ при нулевом временном сдвиге и другие процессы;- shares the procedures for adjusting the VKF level at zero time shift and other processes;

- упрощается схема осреднения сигнала слежения в рабочей точке слежения за уровнем АКФ(τПР) = ВКФ(τП);- simplifies the scheme of averaging the tracking signal at the operating point of tracking the level of ACF (τ P + τ P ) = VKF (τ P );

- имеется возможность ввода корректуры при тарировке лага на мерной линии.- it is possible to enter corrections when calibrating the lag on the measuring line.

Таким образом, заявленное изобретение «Корреляционный гидроакустический лаг» является универсальным устройством для повышения точности измерения скорости движения надводных кораблей, подводных лодок и других судов водного транспорта на малых и больших глубинах в различных условиях волнения моря.Thus, the claimed invention “Correlation sonar log” is a universal device for improving the accuracy of measuring the speed of movement of surface ships, submarines and other watercraft at shallow and deep depths in various conditions of sea waves.

Заявленное устройство промышленно применимо, так как для его реализации используются широко распространенные компоненты и изделия промышленности, такие как приемники акустических сигналов, полосовые усилители, детекторы, блоки регулируемой задержки, множительные устройства, интеграторы и другие электронно-измерительные приборы.The claimed device is industrially applicable, since its implementation uses widely used components and products of the industry, such as acoustic signal receivers, strip amplifiers, detectors, adjustable delay units, multipliers, integrators and other electronic measuring devices.

Claims (3)

1. Корреляционный гидроакустический лаг, содержащий приемо-передающий тракт, включающий последовательно соединенные генератор и излучатель антенный, а также первую и вторую приемные антенны, выход каждой из которых соединен через соответствующие им полосовые усилители с входами первого и второго детекторов соответственно, причем выход первого детектора соединен с первым входом блока регулируемой временной задержки τР корреляционного блока АКФ, содержащего также первое множительное устройство, а выход второго детектора соединен с первым входом второго множительного устройства низкочастотного корреляционного блока ВКФ, а также блок адаптации, первый интегратор и второй интегратор, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока, отличающийся тем, что в него дополнительно включен низкочастотный корреляционный блок ВКФ при нулевой временной задержке, состоящий из последовательно соединенных третьего блока дополнительной временной задержки τП и третьего множительного устройства, а также дополнительно включенный в низкочастотный корреляционный блок ВКФ второй блок дополнительной временной задержки τП, выход которого соединен со вторым входом второго множительного устройства, а также дополнительно включенный в корреляционный блок АКФ первый блок дополнительной временной задержки τП, выход которого соединен с первым входом первого множительного устройства корреляционного блока АКФ, а вход соединен с выходом блока регулируемой временной задержки τР, который параллельно соединён со вторым блоком дополнительной временной задержки τП низкочастотного корреляционного блока ВКФ, а также блок сравнения произведений АКФ и ВКФ, первый вход которого соединен с выходом первого множительного устройства корреляционного блока АКФ, а второй вход соединен с выходом второго множительного устройства низкочастотного корреляционного блока ВКФ, при этом выход блока сравнения произведений АКФ и ВКФ соединен с входом второго интегратора, выход которого, кроме того, соединен со вторым входом блока регулируемой временной задержки τП корреляционного блока АКФ, а также задатчик корректирующих величин (поправок лага), выход которого соединен со вторым входом вычислительного блока; кроме того, выход первого детектора параллельно соединен со вторым входом третьего блока дополнительной временной задержки τП низкочастотного корреляционного блока ВКФ при нулевой временной задержке и со вторым входом первого множительного устройства корреляционного блока АКФ, а выход второго детектора соединен с первым входом третьего множительного устройства низкочастотного корреляционного блока ВКФ при нулевой временной задержке, выход которого соединен с входом первого интегратора, выход которого соединен с входом блока адаптации, выход которого параллельно соединен со вторым входом первого блока дополнительной временной задержки τп корреляционного блока АКФ, вторым входом второго блока дополнительной временной задержки τП низкочастотного корреляционного блока ВКФ и вторым входом третьего блока дополнительной временной задержки τП низкочастотного корреляционного блока ВКФ при нулевой временной задержке.1. Correlation sonar log containing a transceiver path, including a series-connected generator and radiator antenna, as well as the first and second receiving antennas, the output of each of which is connected through their respective strip amplifiers with the inputs of the first and second detectors, respectively, the output of the first detector connected to the first input of the adjustable time delay unit τR the ACF correlation unit, which also contains the first multiplier device, and the output of the second detector is connected to the first input of the second multiplier device of the low-frequency correlation unit VKF, as well as the adaptation unit, the first integrator and the second integrator, the output of which is connected to the first input of the computing unit, characterized in that it additionally includes a low-frequency correlation block VKF at zero time delay, consisting of a third block of additional time delay τ connected in seriesP and a third multiplying device, as well as a second additional time delay unit τ additionally included in the low-frequency correlation unit of the VKFPthe output of which is connected to the second input of the second multiplier device, as well as the first additional time delay unit τ additionally included in the ACF correlation blockPthe output of which is connected to the first input of the first multiplier device of the ACF correlation block, and the input is connected to the output of the adjustable time delay block τR, which is connected in parallel with the second block of the additional time delay τP a low-frequency correlation unit VKF, as well as a unit for comparing ACF and VKF products, the first input of which is connected to the output of the first multiplier device of the correlation unit ACF, and the second input is connected to the output of the second multiplier device of the low-frequency correlation unit VKF, while the output of the unit for comparing ACF and VKF products connected to the input of the second integrator, the output of which, in addition, is connected to the second input of the adjustable time delay unit τP the correlation block of the ACF, as well as the adjusting value (lag corrections) adjuster, the output of which is connected to the second input of the computing unit; in addition, the output of the first detector is connected in parallel with the second input of the third block of the additional time delay τP the low-frequency correlation block VKF at zero time delay and with the second input of the first multiplier device of the correlation block ACF, and the output of the second detector is connected to the first input of the third multiplier device of the low-frequency correlation block VKF at zero time delay, the output of which is connected to the input of the first integrator, the output of which is connected with the input of the adaptation block, the output of which is connected in parallel with the second input of the first block of the additional time delay τP correlation block ACF, the second input of the second block of additional time delay τP the low-frequency correlation block VKF and the second input of the third block of the additional time delay τP low-frequency correlation block VKF at zero time delay. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в режиме определения модуля полной скорости первый детектор дополнительно параллельно соединён со вторым блоком дополнительной временной задержки τП низкочастотного корреляционного блока ВКФ, а блок регулируемой временной задержки τР корреляционного блока АКФ соединен только с первым блоком дополнительной временной задержки τР корреляционного блока АКФ.2. The device according to claim 1, characterized in that in the determination mode of the full speed module, the first detector is additionally connected in parallel with the second block of the additional time delay τ P of the low-frequency correlation block VKF, and the block of adjustable time delay τ P of the correlation block ACF is connected only with the first block additional time delay τ P correlation block ACF. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что имеется возможность ввода корректуры при тарировке лага на мерной линии.3. The device according to claim 1, characterized in that it is possible to enter corrections when calibrating the lag on the measuring line.
RU2018116295A 2018-04-28 2018-04-28 Correlation hydroacoustic lag RU2680727C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018116295A RU2680727C1 (en) 2018-04-28 2018-04-28 Correlation hydroacoustic lag

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018116295A RU2680727C1 (en) 2018-04-28 2018-04-28 Correlation hydroacoustic lag

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2680727C1 true RU2680727C1 (en) 2019-02-26

Family

ID=65479399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018116295A RU2680727C1 (en) 2018-04-28 2018-04-28 Correlation hydroacoustic lag

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2680727C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4244026A (en) * 1978-11-06 1981-01-06 General Electric Company Velocity measuring correlation sonar
RU2072526C1 (en) * 1993-08-13 1997-01-27 Сергей Николаевич Павликов Device for determining ship speed relative to bottom
WO1997047990A1 (en) * 1996-06-11 1997-12-18 H Scientific Ltd. Transducer for acoustic correlation velocity log
RU27863U1 (en) * 2002-07-29 2003-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" DEVICE FOR MEASURING SPEED OF A CARRIER IN A WATER MEDIA REGARDING THE BOTTOM
SU1840737A1 (en) * 1972-11-17 2009-02-20 ОАО "Концерн "Океанприбор" Acoustic log
RU111633U1 (en) * 2011-08-10 2011-12-20 Министерство обороны Российской Федерации Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-Морская Академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" CORRELATION HYDROACOUSTIC LAG
RU166051U1 (en) * 2016-04-06 2016-11-10 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) CORRELATION LAG

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1840737A1 (en) * 1972-11-17 2009-02-20 ОАО "Концерн "Океанприбор" Acoustic log
US4244026A (en) * 1978-11-06 1981-01-06 General Electric Company Velocity measuring correlation sonar
RU2072526C1 (en) * 1993-08-13 1997-01-27 Сергей Николаевич Павликов Device for determining ship speed relative to bottom
WO1997047990A1 (en) * 1996-06-11 1997-12-18 H Scientific Ltd. Transducer for acoustic correlation velocity log
RU27863U1 (en) * 2002-07-29 2003-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" DEVICE FOR MEASURING SPEED OF A CARRIER IN A WATER MEDIA REGARDING THE BOTTOM
RU111633U1 (en) * 2011-08-10 2011-12-20 Министерство обороны Российской Федерации Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-Морская Академия имени Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" CORRELATION HYDROACOUSTIC LAG
RU166051U1 (en) * 2016-04-06 2016-11-10 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) CORRELATION LAG

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7315488B2 (en) Methods and systems for passive range and depth localization
US8107320B2 (en) Autonomous sonar system and method
RU2590933C1 (en) Device for obtaining information on noisy object in sea
JP2005249398A (en) Metering fish finder and fish body length metering method
RU2654365C1 (en) Device for obtaining information on noisy object in sea
RU2681526C1 (en) Method for determining noisy target class and distance thereto
US20130235699A1 (en) System and method of range estimation
RU2649073C1 (en) Method for determining coordinates of the underwater object by the hydroacoustic system of underwater navigation with an alignment beacon
RU2550576C1 (en) Method to measure distance to noisy object
RU111633U1 (en) CORRELATION HYDROACOUSTIC LAG
RU2680727C1 (en) Correlation hydroacoustic lag
RU2305297C2 (en) Device with correlation shaper of directivity characteristics for detection of signals and determination of direction to their source
RU2659710C1 (en) Vessel speed measuring method by the doppler log
RU2510608C1 (en) Method of measuring thickness of ice from underwater vehicle
RU2559310C2 (en) Method of estimating distance to noisy object at sea
RU2510045C2 (en) Side-scanning phase sonar
RU2681203C1 (en) Phase direction finding method and phase direction finder
RU2655019C1 (en) Method for measuring vessel speed by the doppler log
RU2650830C1 (en) Device for obtaining information on noisy object in sea
RU27863U1 (en) DEVICE FOR MEASURING SPEED OF A CARRIER IN A WATER MEDIA REGARDING THE BOTTOM
JP2002071784A (en) Method and device for orienting track from sailing body radiant noise
RU2654366C1 (en) Active sonar
RU2788341C1 (en) Method for localization in the space of a noise-producing object in the sea
RU2770564C1 (en) Hydroacoustic complex for detecting a moving underwater sound source and measuring its coordinates
RU2786039C1 (en) Method for registering the flow characteristics of a marine object in shallow waters

Legal Events

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

Effective date: 20200429