WO2017063632A1 - Method for determining parameters of an underwater cable and underwater cable and watercraft - Google Patents

Method for determining parameters of an underwater cable and underwater cable and watercraft Download PDF

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WO2017063632A1
WO2017063632A1 PCT/DE2016/100409 DE2016100409W WO2017063632A1 WO 2017063632 A1 WO2017063632 A1 WO 2017063632A1 DE 2016100409 W DE2016100409 W DE 2016100409W WO 2017063632 A1 WO2017063632 A1 WO 2017063632A1
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underwater cable
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digital signal
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conductors
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Vladimir BURSTEIN
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    • G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a parameter information of an underwater cable and an underwater cable and a watercraft.
  • Towing antennas such as those used for the detection of low-frequency underwater sound signals, may have a considerable length [500m-1500m]. This has the consequence, in particular, that the cable with the hydrophones extends over different layers of water. This also means that the cable is exposed to a wide variety of pressures. In addition, individual layers of water can have different temperatures and salinity, which can also act on the towed antenna and thus the cable.
  • the object of the invention is to improve the state of the art.
  • Underwater cable wherein the underwater cable has at least one pair of conductors via which a digital signal transmission takes place by means of a digital signal, wherein the digital signal redundancy information is added by means of the channel information determined and a current channel information is compared with a reference channel information, so that the parameter information is present or can be determined.
  • parameters of the cable can be determined. For example, a complex resistance of the conductor pair in the underwater cable can be determined. Furthermore, thus any errors that result from the change in resistance of the pair of conductors with respect to any evaluated hydrophones can be compensated.
  • calculating or determining can be understood as “determining.” This calculation or determination can be carried out, in particular, by means of electronic computers and associated software, or, for example, in an electronic circuit or in an FPGA (Field Programmable Gate Array) become .
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • a "parameter information” represents, in particular, a single or a whole property of the underwater cable, which is determined by the external influences or earlier influences on the underwater cable and the cable construction itself
  • this parameter information can be for example the complex resistance of the conductor pair , or derived variables such as pressure or temperature on the underwater cable.
  • the "underwater cable” is in particular the part of a towing vehicle antenna which is occupied by hydrophones.Separated passive hydrophones are arranged in succession, which can detect low frequencies in particular by electronic evaluation.The longer the towed antenna and the more hydrophones it has, the higher you can the resolution of the signals and can be the depth of the received frequencies.
  • the "digital signal transmission" transmits digital signals, in particular to the hydrophones, digitally to an evaluation unit, which is located, for example, on a boat which draws the towed antenna, whereby in particular the signals applied to the hydrophones can be electronically determined and signal processed Signal conditioning are basically the analogue
  • the power supply of the individual sensors -hier hydrophone- and the transport of the information and signals to be evaluated are ensured via the "pair of conductors."
  • the pair of conductors can be designed as coaxial cable.
  • a "digital signal” comprises in particular a signal which digitally describes the information or measured values to be transmitted.
  • a "redundancy information" is in particular a signal which adds further information to the actual signal to be transmitted
  • Redundancy information is not used in particular for the transmission of information as such, but should allow, in particular for a receiver, that the signals which carry the information are correctly evaluated.
  • Redundancy information in mobile standards such as UMTS or LTE known, by means of which in particular concepts such as channel estimation can be realized.
  • a "channel information" is in particular an information as to how the transmission channel, in this case in particular the properties of the pair of conductors, changes or which state it forms.Thus, in general, the channel information comprises the information of the actual transmission medium / of the channel.
  • a "moment channel information" is the current channel information currently detected in the method.
  • the "reference channel information" is in particular a previously determined current channel information or a previously absolutely fixed channel information.
  • a comparison of current channel information and reference channel information comprises, in particular, a computational method which, due to the differences in the channel information, includes changes to the properties of the underwater cable and in particular of the pair of conductors.
  • this can be, for example, the complex resistance of the conductor pair.
  • the reference channel information is the table information.
  • the underwater cable may have additional conductors via which the digital signal transmission takes place. For example, one part of the conductors for the power supply and another part for the digital signal transmission can be used.
  • the pair of conductors and the other conductors can for example form an electronic bus system, an example of such a bus system are RS485 and M-LVDS.
  • the parameter information can thus be a total parameter information, which
  • supplementary measurements can be performed.
  • temperature sensors such as Pt100 sensors can each locally determine the temperature of the underwater cable, so that only the information regarding the pressure influence the parameter or from the
  • the individual parameter information can in particular include information regarding temperature,
  • Temperature distribution, pressure, pressure distribution, salinity and / or salinity distribution include.
  • the underwater cable has a sensor, in particular a hydrophone, or a plurality of sensors, in particular a hydrophone array, which is or are interrogated by means of the conductor pair or the further conductors and / or supplied with electronic energy.
  • the hydrophone may in particular be a passive but also an active hydrophone. In such hydrophones generate in particular
  • Such hydrophones generally have piezoceramics which can correspondingly convert the signals.
  • the individual hydrophones and sensors can, of course, have their own evaluation electronics which, for example, already have signal processing and realize the conversion into a digital signal.
  • the submarine cable may have segmented sections for which the method is carried out separately.
  • the stretch segment may span a few tens of inches to a few meters and may include one or more hydrophones.
  • forward feather correction is a technique that serves to lower the error rate in the storage and transmission of digital data, and thus constitutes an error correction method.
  • This forward correction is particularly in the context of channel coding and is part of the coding theory. Redundancy can be added to the digital and initially source-coded signal on the transmitter side (here, for example, on the hydrophone side) in a channel code assigned to the hydrophone, which should allow a channel decoder in the receiver (sonar evaluation unit) to correct errors which have occurred on the transmission channel.
  • the measure of this correction is in particular a measure of the corresponding parameter.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • channel coding digital information can be protected during transmission via disturbed channels (here, pair of conductors and conductors) by adding redundancy to transmission errors, whereby not only the actual information acquisition, but also the Channels disturbing components (parameters) can be determined.
  • disturbed channels here, pair of conductors and conductors
  • Pilots are in particular signal components of a signal to be transmitted digitally, on the basis of which the actual synchronization of the data and in particular the influencing of these data relative to one another leads to the determination of the actual parameters.
  • the pilots realize in particular the added
  • the problem is solved by an underwater cable, in particular a
  • Schleppsonarantenne wherein the underwater cable is set up so that a method described above is feasible.
  • a Schleppsonarantenne be provided, in which in addition to the actual digital signal information further information can be determined, which in turn can be the basis for any corrections to the individual sensors.
  • the object is achieved by a watercraft, in particular a ship or a submarine, which has a previously described underwater cable.
  • a tug boat 111 travels on the water surface 113 of a sea.
  • a towed body 103 is arranged via a connection 105, and the actual towed antenna 101 is arranged via a further connection 105.
  • the towed antenna 101 has individual hydrophones 107 lined up one behind the other. Three hydrophones 107 each form an antenna segment 109.
  • Each individual hydrophone 107 has a signal processing which converts the signals applied to the hydrophone into a digital signal and transmits them digitally via a bus system (not shown) to the towed vessel 111.
  • an electronic system is arranged which determines the channel information for the segment.
  • the signals are digitally exchanged via the bus system and redundancy information in the form of a pilot or several pilots is added by each individual hydrophone.
  • the towed antenna 101 Due to the fact that individual segments 109 of the towed antenna 101 are located at different depths below the water surface 113 and are thus exposed to different pressures and temperatures, the towed antenna 101 becomes for each antenna segment 109 compressed differently, which changes the complex resistance of the head of the bus system.

Abstract

The invention relates to a method for determining parameter information of an underwater cable, said underwater cable having at least one wire pair via which a digital signal transmission is transmitted by means of a digital signal, redundancy information is added to the digital signal by means of which channel information is determined and momentary channel information is compared to reference channel information so that said redundancy information is available.

Description

Verfahren zum Parameterermitteln eines Unterwasserkabels sowie Unterwasserkabel und Wasserfahrzeug  Method for determining the parameters of an underwater cable and submarine cable and watercraft
[Ol] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Parameterinformation eines Unterwasserkabels sowie ein Unterwasserkabel und ein Wasserfahrzeug. [Ol] The invention relates to a method for determining a parameter information of an underwater cable and an underwater cable and a watercraft.
[02] Schleppantennen, wie sie beispielsweise für die Detektion tieffrequenter Unterwasserschallsignale verwendet werden, können eine beträchtliche Länge [500m-1500m] aufweisen. Dies hat insbesondere zur Folge, dass das Kabel mit den Hydrophonen sich über unterschiedliche Wasserschichten hinweg erstreckt. Dies hat weiterhin zur Folge, dass das Kabel unterschiedlichsten Drücken ausgesetzt ist. Zudem können einzelne Wasserschichten unterschiedliche Temperaturen und Salinität aufweisen, welche ebenfalls auf die Schleppantenne und somit das Kabel wirken können. Towing antennas, such as those used for the detection of low-frequency underwater sound signals, may have a considerable length [500m-1500m]. This has the consequence, in particular, that the cable with the hydrophones extends over different layers of water. This also means that the cable is exposed to a wide variety of pressures. In addition, individual layers of water can have different temperatures and salinity, which can also act on the towed antenna and thus the cable.
[03] Insbesondere ist problematisch, dass sich aufgrund von Druck komprimierte Kabel ( segmente ) oder Bestandteile nicht reversibel zurückbilden, sodass sich beispielsweise der Leitungsquerschnitt eines signalführenden oder stromführenden Leiters innerhalb der Schleppantenne verändert. Dies kann beispielsweise zu einem veränderten Widerstand dieses Leiters führen. [03] In particular, it is problematic that due to pressure compressed cables (segments) or components do not reversibly regress, so that, for example, changes the line cross-section of a signal-carrying or live conductor within the towed antenna. This can, for example, lead to an altered resistance of this conductor.
[04] Um alleine den unterschiedlichen (komplexen) Widerstand des Kabels bestimmen zu können, müssten an den unterschiedlichsten Stellen möglichst mit hoher Auflösung Widerstandsmessungen erfolgen. Dies ist praktisch nicht realisierbar, da die Aufwände enorm groß wären und die Kabel somit größere Durchmesser und aufwendigere Elektronik aufweisen würden. [04] In order to be able to determine the different (complex) resistance of the cable alone, the highest possible resolution would be required at the most diverse points Resistance measurements are made. This is practically not feasible, since the cost would be enormous and the cables would thus have larger diameter and more expensive electronics.
[05] Aufgabe der Erfindung ist es den Stand der Technik zu verbessern . [05] The object of the invention is to improve the state of the art.
[06] Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Ermitteln einer Parameterinformation eines[06] The problem is solved by a method for determining a parameter information of a
Unterwasserkabels, wobei das Unterwasserkabel wenigstens ein Leiterpaar aufweist über welches eine digitale Signalübertragung mittels eines digitalen Signals erfolgt, wobei dem digitalen Signal eine Redundanzinformation hinzugefügt wird mittels der eine Kanalinformation ermittelt und eine Momentan-Kanalinformation mit einer Referenz-Kanalinformation verglichen wird, sodass die Parameterinformation vorliegt beziehungsweise ermittelbar ist . Underwater cable, wherein the underwater cable has at least one pair of conductors via which a digital signal transmission takes place by means of a digital signal, wherein the digital signal redundancy information is added by means of the channel information determined and a current channel information is compared with a reference channel information, so that the parameter information is present or can be determined.
[07] Somit können je nach aktuellen Bedingungen Parameter des Kabels ermittelt werden. So kann beispielsweise ein komplexer Widerstand des Leiterpaars im Unterwasserkabel ermittelt werden. Weiterhin können somit etwaige Fehler, welche sich durch die Widerstandsveränderung des Leiterpaars bezüglich etwaig ausgewerteter Hydrophone ergeben, kompensiert werden. [07] Thus, depending on the current conditions, parameters of the cable can be determined. For example, a complex resistance of the conductor pair in the underwater cable can be determined. Furthermore, thus any errors that result from the change in resistance of the pair of conductors with respect to any evaluated hydrophones can be compensated.
[08] Weiterhin ist es möglich im Betrieb und beispielsweise bei Messungen einer Schleppsonarantenne, die entsprechenden Parameter zu bestimmen. [09] Ein weitere wichtiger Vorteil ist, dass aufgrund der Kenntnis der Parameterinformation die Datenrate der Übertragung im Kabel erhöht werden kann. [08] Furthermore, it is possible during operation and, for example, in measurements of a towing antenna, to determine the corresponding parameters. [09] Another important advantage is that, due to the knowledge of the parameter information, the data rate of the transmission in the cable can be increased.
[10] Folgendes Begriffliche sei erläutert. [10] The following conceptual is explained.
[11] Unter „ermitteln" ist insbesondere ein Berechnen oder ein Bestimmen zu verstehen. Dieses Berechnen oder Bestimmen kann insbesondere mittels elektronischer Rechner und zugehöriger Software erfolgen. Weiterhin kann dies beispielsweise in einer elektronischen Schaltung oder in einem FPGA (Field Programmable Gate Array) realisiert werden . In particular, calculating or determining can be understood as "determining." This calculation or determination can be carried out, in particular, by means of electronic computers and associated software, or, for example, in an electronic circuit or in an FPGA (Field Programmable Gate Array) become .
[12] Eine „Parameterinformation" repräsentiert insbesondere eine einzelne oder eine Gesamteigenschaft des Unterwasserkabels, welche durch die äußeren bestehenden Einflüsse beziehungsweise frühere Einflüsse auf das Unterwasserkabel und dem Kabelaufbau selbst determiniert ist. In einer einfachen Variante kann diese Parameterinformation beispielsweise der komplexe Widerstand des Leiterpaars sein, oder daraus abgeleitete Größen wie beispielsweise Druck oder Temperatur am Unterwasserkabel. [12] A "parameter information" represents, in particular, a single or a whole property of the underwater cable, which is determined by the external influences or earlier influences on the underwater cable and the cable construction itself In a simple variant this parameter information can be for example the complex resistance of the conductor pair , or derived variables such as pressure or temperature on the underwater cable.
[13] Das „Unterwasserkabel" ist insbesondere der mit Hydrophonen besetzte Teil einer Schleppsonarantenne . Bei einer solchen Schleppsonarantenne sind hintereinander insbesondere passive Hydrophone angeordnet, welche durch elektronische Auswertung insbesondere tiefe Frequenzen detektieren können. Je länger die Schleppsonarantenne ist und je mehr Hydrophone dieses aufweist, desto höher kann die Auflösung der Signale und kann die Tiefe der empfangenen Frequenzen sein. [13] The "underwater cable" is in particular the part of a towing vehicle antenna which is occupied by hydrophones.Separated passive hydrophones are arranged in succession, which can detect low frequencies in particular by electronic evaluation.The longer the towed antenna and the more hydrophones it has, the higher you can the resolution of the signals and can be the depth of the received frequencies.
[14] Die „digitale Signalübertragung" überträgt insbesondere an den Hydrophonen anliegende Signale digital zu einer Auswerteeinheit, welche beispielsweise an einem Boot verortet ist, welches die Schleppsonarantenne zieht. Dabei können insbesondere die an den Hydrophonen anliegenden Signale elektronisch bestimmt und signalaufbereitet werden. Bei der Signalaufbereitung werden die grundsätzlich analog anliegenden[14] The "digital signal transmission" transmits digital signals, in particular to the hydrophones, digitally to an evaluation unit, which is located, for example, on a boat which draws the towed antenna, whereby in particular the signals applied to the hydrophones can be electronically determined and signal processed Signal conditioning are basically the analogue
(Unterwasserschall ) Signale digitalisiert und entsprechend aufbereitet und in ein Übertragungssignal überführt. (Underwater sound) digitized signals and processed accordingly and converted into a transmission signal.
[15] Über das „Leiterpaar" wird insbesondere die Energieversorgung der einzelnen Sensoren -hier Hydrophone- und der Transport der Informationen und auszuwertenden Signale gewährleistet. In einem einfachen Aufbau kann das Leiterpaar als Koaxialkabel ausgestaltet sein. [15] In particular, the power supply of the individual sensors -hier hydrophone- and the transport of the information and signals to be evaluated are ensured via the "pair of conductors." In a simple structure, the pair of conductors can be designed as coaxial cable.
[16] Ein „digitales Signal" umfasst insbesondere ein Signal, welches die zu sendenden Informationen oder Messwerte digital beschreibt. [16] A "digital signal" comprises in particular a signal which digitally describes the information or measured values to be transmitted.
[17] Eine „Redundanzinformation" ist insbesondere ein Signal, welches zum eigentlichen zu übertragenden Signal eine weitere Information hinzufügt. Diese[17] A "redundancy information" is in particular a signal which adds further information to the actual signal to be transmitted
Redundanzinformation dient insbesondere nicht der Informationsübertragung als solches, sondern soll insbesondere bei einem Empfänger ermöglichen, dass die Signale, welche die Informationen transportieren korrekt ausgewertet werden. In abgewandelter Form sind derartige Redundanzinformationen bei Mobilfunkstandards wie UMTS oder LTE bekannt, mittels denen insbesondere Konzepte wie Kanalschätzung realisiert werden. Redundancy information is not used in particular for the transmission of information as such, but should allow, in particular for a receiver, that the signals which carry the information are correctly evaluated. In a modified form are such Redundancy information in mobile standards such as UMTS or LTE known, by means of which in particular concepts such as channel estimation can be realized.
[18] Eine „Kanalinformation" ist insbesondere eine Information wie sich der Übertragungskanal, vorliegend insbesondere die Eigenschaften des Leiterpaares, verändert oder welchen Zustand dieser ausbildet. Allgemein umfasst die Kanalinformation also die Information des eigentlichen Übertragungsmediums / des Kanals. [18] A "channel information" is in particular an information as to how the transmission channel, in this case in particular the properties of the pair of conductors, changes or which state it forms.Thus, in general, the channel information comprises the information of the actual transmission medium / of the channel.
[19] Eine „Moment-Kanalinformation" ist die momentan in dem Verfahren ermittelte aktuelle Kanalinformation. [19] A "moment channel information" is the current channel information currently detected in the method.
[20] Die „Referenz-Kanalinformation" ist insbesondere eine zuvor bestimmte Momentan-Kanalinformation oder eine vorher absolut festgelegte Kanalinformation. [20] The "reference channel information" is in particular a previously determined current channel information or a previously absolutely fixed channel information.
[21] Ein Vergleichen von Momentan-Kanalinformationen und Referenz-Kanalinformationen umfasst insbesondere ein rechentechnisches Verfahren, welches aufgrund der Unterschiede der Kanalinformationen auf geänderte Eigenschaften des Unterwasserkabels und insbesondere des Leiterpaares schließt. In einer äußerst einfachen Ausgestaltung kann dies beispielsweise der komplexe Widerstand des Leiterpaares sein. So kann beispielsweise vorher in einer Messreihe festgelegt worden sein, welche Kanalinformationen mit welchen komplexen Widerständen korrespondieren und mittels dieser Referenzliste die jeweiligen Werte bestimmt werden, wobei in diesem Fall die Referenz-Kanalinformation die Tabelleninformation ist. [22] Um die Signal- und/oder Energieversorgung zu verbessern, kann das Unterwasserkabel weitere Leiter aufweisen, über welche die digitale Signalübertragung erfolgt. So kann beispielsweise ein Teil der Leiter für die Energieversorgung und ein weiterer Teil für die digitale Signalübertragung verwendet werden. [21] A comparison of current channel information and reference channel information comprises, in particular, a computational method which, due to the differences in the channel information, includes changes to the properties of the underwater cable and in particular of the pair of conductors. In an extremely simple embodiment, this can be, for example, the complex resistance of the conductor pair. Thus, for example, it may have previously been determined in a measurement series which channel information corresponds to which complex resistors and by means of this reference list the respective values are determined, in which case the reference channel information is the table information. [22] In order to improve the signal and / or energy supply, the underwater cable may have additional conductors via which the digital signal transmission takes place. For example, one part of the conductors for the power supply and another part for the digital signal transmission can be used.
[23] In einer einfachen Ausgestaltung kann das Leiterpaar und können die weiteren Leiter beispielsweise ein elektronisches Bussystem bilden, ein Beispiel für ein derartiges Bussystem sind RS485 und M-LVDS . [23] In a simple embodiment, the pair of conductors and the other conductors can for example form an electronic bus system, an example of such a bus system are RS485 and M-LVDS.
[24] Insbesondere bei sehr langen geschleppten[24] Especially for very long towed
Unterwasserkabeln, wie sie bei Schleppsonaren verwendet werden, können unterschiedliche Parameter wie beispielsweise Dichte, Temperatur und Druck die ParameterInformationen beeinflussen . Underwater cables, as used in dragons, different parameters such as density, temperature and pressure can affect the parameter information.
[25] Mithin kann die Parameterinformation somit eine Gesamtparameterinformation sein, welche[25] Thus, the parameter information can thus be a total parameter information, which
Einzelparameterinformationen umfasst . Includes single parameter information.
[26] Um Einzelparameterinformationen zu ermitteln, können beispielsweise ergänzende Messungen durchgeführt werden. Beispielsweise können Temperatursensoren wie beispielsweise mit PtlOO-Sensoren jeweils lokal die Temperatur am Unterwasserkabel bestimmen, sodass lediglich die Informationen bezüglich des Druckes den Parameter beeinflussen beziehungsweise aus der[26] For example, to obtain single parameter information, supplementary measurements can be performed. For example, temperature sensors such as Pt100 sensors can each locally determine the temperature of the underwater cable, so that only the information regarding the pressure influence the parameter or from the
ParametergesamtInformation die Druckinformation zu extrahieren. Insgesamt kann die Parameterinformationen somit also einen einzelner Wert als auch einen Paramter- Verlauf abbilden. Total parameter information to extract the print information. Overall, the parameter information thus depict a single value as well as a parameter history.
[27] Die Einzelparameterinformationen können dabei insbesondere Informationen bezüglich Temperatur,[27] The individual parameter information can in particular include information regarding temperature,
Temperaturverteilung, Druck, Druckverteilung, , Salinität und/oder Salinitätsverteilung umfassen. Temperature distribution, pressure, pressure distribution, salinity and / or salinity distribution include.
[28] In einer weiteren Ausführungsform weist das Unterwasserkabel einen Sensor, insbesondere ein Hydrophon, oder mehrere Sensoren, insbesondere ein Hydrophonarray, auf, welche oder welches mittels des Leiterpaars oder der weiteren Leiter abgefragt und/oder mit elektronischer Energie versorgt wird oder werden. [28] In a further embodiment, the underwater cable has a sensor, in particular a hydrophone, or a plurality of sensors, in particular a hydrophone array, which is or are interrogated by means of the conductor pair or the further conductors and / or supplied with electronic energy.
[29] Bei dem Hydrophon kann es sich insbesondere um ein passives, aber auch um ein aktives Hydrophon handeln. Bei derartigen Hydrophonen erzeugen insbesondere[29] The hydrophone may in particular be a passive but also an active hydrophone. In such hydrophones generate in particular
Druckunterschiede elektronische Signale oder werden aufgrund von elektronischen Signalen dem umgebenden Medium Druckunterschiede aufgeprägt. Derartige Hydrophone weisen im Allgemeinen Piezokeramiken auf, welche entsprechend die Signale umwandeln können. Die einzelnen Hydrophone und Sensoren können selbstverständlich eigene zugeordnete Auswerteelektronik aufweisen, welche beispielsweise bereits eine Signalaufbereitung aufweisen und die Umwandlung in ein digitales Signal realisieren. Pressure differences electronic signals or are impressed on the surrounding medium pressure differences due to electronic signals. Such hydrophones generally have piezoceramics which can correspondingly convert the signals. The individual hydrophones and sensors can, of course, have their own evaluation electronics which, for example, already have signal processing and realize the conversion into a digital signal.
[30] Insbesondere um die Verteilung eines Parameters entlang des Unterwasserkabels zu bestimmen, kann das Unterwasserkabel Streckensegmente aufweisen, für welche das Verfahren jeweils separat durchgeführt wird. Ein derartiges Streckensegment kann beispielsweise einige 10cm bis einige Meter umfassen und kann ein oder mehrere Hydrophone aufweisen . [30] In particular, to determine the distribution of a parameter along the submarine cable, the submarine cable may have segmented sections for which the method is carried out separately. Such a thing For example, the stretch segment may span a few tens of inches to a few meters and may include one or more hydrophones.
[31] In einer besonderen Ausprägung ist das Hinzufügen der Redundanzinformation ein Bestandteil einer[31] In a special form the addition of the redundancy information is part of a
Vorwärtsfehlerkorrektur , einer Synchronisation, einer Kanalkodierung und/oder eines Pilotenauswerteverfahrens . Forward error correction, a synchronization, a channel coding and / or a pilot evaluation method.
[32] Beispielsweise ist die Vorwärtsfederkorrektur eine Technik, die dazu dient die Fehlerrate bei der Speicherung und Übertragung digitaler Daten zu senken und stellt somit ein Fehlerkorrekturverfahren dar. Diese Vorwärtskorrektur erfolgt insbesondere im Rahmen der Kanalkodierung und ist ein Teil der Kodierungstheorie. Dabei können dem digitalen und zunächst quellkodierten Signal auf der Senderseite (hier beispielsweise hydrophonseitig) in einem dem Hydrophon zugeordneten Kanalkode gezielt Redundanz hinzugefügt werden, die es einem Kanaldecoder im Empfänger ( Sonarauswerteeinheit ) ermöglichen soll Fehler, die auf dem Übertragungskanal aufgetreten sind, zu korrigieren. Das Maß dieser Korrektur ist insbesondere ein Maß für den entsprechenden Parameter. [32] For example, forward feather correction is a technique that serves to lower the error rate in the storage and transmission of digital data, and thus constitutes an error correction method. This forward correction is particularly in the context of channel coding and is part of the coding theory. Redundancy can be added to the digital and initially source-coded signal on the transmitter side (here, for example, on the hydrophone side) in a channel code assigned to the hydrophone, which should allow a channel decoder in the receiver (sonar evaluation unit) to correct errors which have occurred on the transmission channel. The measure of this correction is in particular a measure of the corresponding parameter.
[33] Auch kann ein sogenanntes OFDM (Orthogonal Frequency- Division Multiplexing) verwendet werden. [33] Also known as OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) can be used.
[34] Bei der Kanalkodierung können digitale Informationen bei der Übertragung über gestörte Kanäle (hier Leiterpaar und Leiter) durch Hinzufügen der Redundanz gegenüber Übertragungsfehler geschützt werden, wobei nicht nur die eigentliche Informationsgewinnung, sondern auch die die Kanäle störenden Bestandteile (Parameter) ermittelt werden können . [34] In channel coding, digital information can be protected during transmission via disturbed channels (here, pair of conductors and conductors) by adding redundancy to transmission errors, whereby not only the actual information acquisition, but also the Channels disturbing components (parameters) can be determined.
[35] Piloten sind insbesondere Signalbestandteile eines digital zu übertragenden Signals, anhand welcher die eigentliche Synchronisation der Daten und vorliegend insbesondere die Beeinflussung dieser Daten zueinander zum Ermitteln der eigentlichen Parameter führt. Die Piloten realisieren insbesondere die hinzuzufügende[35] Pilots are in particular signal components of a signal to be transmitted digitally, on the basis of which the actual synchronization of the data and in particular the influencing of these data relative to one another leads to the determination of the actual parameters. The pilots realize in particular the added
Redundanzinformation . Redundancy information.
[36] In einer weiteren Ausprägung wird die Aufgabe gelöst durch ein Unterwasserkabel, insbesondere eineIn a further embodiment, the problem is solved by an underwater cable, in particular a
Schleppsonarantenne , wobei das Unterwasserkabel derart eingerichtet ist, dass ein zuvor beschriebenes Verfahren durchführbar ist. Schleppsonarantenne, wherein the underwater cable is set up so that a method described above is feasible.
[37] Somit kann eine Schleppsonarantenne bereitgestellt werden, bei der neben der eigentlichen digitalen Signalinformation weitere Informationen ermittelbar sind, welche wiederrum Grundlage für etwaige Korrekturen an den einzelnen Sensoren sein kann. [37] Thus, a Schleppsonarantenne be provided, in which in addition to the actual digital signal information further information can be determined, which in turn can be the basis for any corrections to the individual sensors.
[38] Insbesondere ist in einer diesbezüglichen[38] In particular, in a related
Ausprägungsform ein Sensor ein Hydrophon. Form of expression a sensor a hydrophone.
[39] Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Wasserfahrzeug, insbesondere Schiff oder U-Boot, welches ein zuvor beschriebenes Unterwasserkabel aufweist. [39] Furthermore, the object is achieved by a watercraft, in particular a ship or a submarine, which has a previously described underwater cable.
[40] Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. [41] Ein Schleppschiff 111 fährt auf der Wasseroberfläche 113 eines Meeres. Im Heckbereich des Schleppschiffs 111 ist über eine Verbindung 105 ein Schleppkörper 103 und über eine weitere Verbindung 105 die eigentliche Schleppantenne 101 angeordnet. [40] In the following, the invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment. [41] A tug boat 111 travels on the water surface 113 of a sea. In the rear area of the towed vessel 111, a towed body 103 is arranged via a connection 105, and the actual towed antenna 101 is arranged via a further connection 105.
[42] In dem Schleppkörper 103 sind aktive Schallemitter, welche entsprechende Schallsignale in denIn the towed body 103 are active sound emitter, which corresponding sound signals in the
Unterwasserbereich einbringen. Bring underwater area.
[43] Die Schleppantenne 101 weist einzelne hintereinander aufgereihte Hydrophone 107 auf. Jeweils drei Hydrophone 107 bilden ein Antennensegment 109. [43] The towed antenna 101 has individual hydrophones 107 lined up one behind the other. Three hydrophones 107 each form an antenna segment 109.
[44] Jedes einzelne Hydrophon 107 weist eine Signalaufbereitung auf, welche die an dem Hydrophon anliegenden Signale in ein digitales Signal umwandelt und digital über ein Bussystem (nicht dargestellt) an das Schleppschiff 111 übermittelt. [44] Each individual hydrophone 107 has a signal processing which converts the signals applied to the hydrophone into a digital signal and transmits them digitally via a bus system (not shown) to the towed vessel 111.
[45] An den jeweiligen Segmentgrenzen ist eine Elektronik angeordnet, welche für das Segment die Kanalinformationen ermittelt. Über das Bussystem werden die Signale digital ausgetauscht und es wird von jedem einzelnen Hydrophon eine Redundanzinformation in Form eines Piloten oder mehrerer Piloten hinzugefügt. [45] At the respective segment boundaries, an electronic system is arranged which determines the channel information for the segment. The signals are digitally exchanged via the bus system and redundancy information in the form of a pilot or several pilots is added by each individual hydrophone.
[46] Aufgrund dessen, dass einzelne Segmente 109 der Schleppsonarantenne 101 sich in unterschiedlichen Tiefen unterhalb der Wasseroberfläche 113 befinden und somit unterschiedlichen Drücken und Temperaturen ausgesetzt sind, wird die Schleppsonarantenne 101 für jedes Antennensegment 109 unterschiedlich komprimiert, wodurch sich der komplexe Widerstand der Leiter des Bussystemes ändert. Due to the fact that individual segments 109 of the towed antenna 101 are located at different depths below the water surface 113 and are thus exposed to different pressures and temperatures, the towed antenna 101 becomes for each antenna segment 109 compressed differently, which changes the complex resistance of the head of the bus system.
[47] Aufgrund der zugefügten Piloten wird der in einer Referenztabelle hinterlegte komplexe Widerstand des jeweiligen Segments bestimmt und ebenfalls digital an das Schleppschiff 111 übertragen. Über die daraus ermittelten Drücke beziehungsweise Temperaturen oder der entsprechend der Gesamteigenschaft werden etwaige Korrekturrechnungen der einzelnen Hydrophone und der durch sie ermittelten Werte ermittelt und ergeben somit ein besseres Signal, welches für das Sonar ausgewertet wird. [47] Because of the pilots added, the complex resistance of the respective segment stored in a reference table is determined and also transmitted digitally to the towed vessel 111. By means of the pressures or temperatures determined therefrom or according to the total property, any correction calculations of the individual hydrophones and the values determined by them are determined and thus yield a better signal, which is evaluated for the sonar.
Bezugs zeichenlisteReference sign list
101 Schleppantenne101 towed antenna
103 Schleppkörper103 towed bodies
105 Verbindung 105 connection
107 Hydrophon  107 hydrophone
109 Antennensegment 109 antenna segment
111 Schleppschiff111 tugboat
113 Wasseroberfläche 113 water surface

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Verfahren zum Ermitteln einer Parameterinformation eines Unterwasserkabels, wobei das Unterwasserkabel wenigstens ein Leiterpaar aufweist über welches eine digitale Signalübertragung mittels eines digitalen Signals erfolgt, wobei dem digitalen Signal eine Redundanzinformation hinzugefügt wird mittels der eine Kanalinformation ermittelt und eine Momentan- Kanalinformation mit einer Referenz-Kanalinformation verglichen wird, sodass die Parameterinformation vorliegt . 1. A method for determining a parameter information of an underwater cable, wherein the underwater cable has at least one pair of conductors via which a digital signal transmission takes place by means of a digital signal, wherein the digital signal redundancy information is added by means of a channel information determined and an instantaneous channel information with a reference Channel information is compared, so that the parameter information is present.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterwasserkabel weitere Leiter aufweist, über welche die digitale Signalübertragung erfolgt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the underwater cable has further conductors, via which the digital signal transmission takes place.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterpaar und/oder die weiteren Leiter ein elektronisches Bussystem bilden. 3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pair of conductors and / or the other conductors form an electronic bus system.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameterinformation eine eine Einzelparameterinformation aufweisende Parametergesamtinformation ist. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the parameter information is a parameter information comprising individual parameter information.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelparameterinformation eine Information bezüglich Temperatur, Temperaturverteilung, Druck, Druckverteilung, Salinität und/oder Salinitätsverteilung umfasst. 5. The method according to claim 4, characterized in that the individual parameter information includes information relating to temperature, temperature distribution, pressure, pressure distribution, salinity and / or salinity distribution.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterwasserkabel einen Sensor, insbesondere ein Hydrophon, oder mehrere Sensoren, insbesondere ein Hydrophonarray, aufweist, welcher oder welche mittels des Leiterpaars oder der weiteren Leiter abgefragt und/oder mit elektrischer Energie versorgt wird oder werden. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the underwater cable has a sensor, in particular a hydrophone, or a plurality of sensors, in particular a hydrophone array, which or which means of the conductor pair or the other conductor queried and / or supplied with electrical energy or be.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das UnterwasserkabelMethod according to one of the preceding claims, characterized in that the underwater cable
Streckensegmente aufweist, für welche das Verfahren separat durchgeführt wird. Has track segments for which the method is performed separately.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hinzufügen derMethod according to one of the preceding claims, characterized in that adding the
Redundanzinformation als Bestandteil einerRedundancy information as part of a
Vorwärtsfehlerkorrektur , einer Synchronisation, einer Kanalkodierung und oder eines Pilotenauswerteverfahrens erfolgt . Forward error correction, a synchronization, a channel coding and or a pilot evaluation process takes place.
Unterwasserkabel, insbesondere eine Schleppsonarantenne, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterwasserkabel derart eingerichtet ist, dass ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche durchführbar ist. Underwater cable, in particular a Schleppsararantenne, characterized in that the underwater cable is arranged such that a method according to one of the preceding claims is feasible.
Unterwasserkabel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterwasserkabel ein Hydrophon aufweist. Underwater cable according to claim 9, characterized in that the underwater cable has a hydrophone.
Wasserfahrzeug, insbesondere Schiff oder U-Boot, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserfahrzeug einWatercraft, in particular ship or submarine, characterized in that the watercraft a
Unterwasserkabel nach einem der Ansprüche 9 oder 10 aufweist . Underwater cable according to one of claims 9 or 10.
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