RU193838U1 - HYDROACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING DISPLACEMENT OF A POWER AREA REGARDING THE BOTTOM - Google Patents
HYDROACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING DISPLACEMENT OF A POWER AREA REGARDING THE BOTTOM Download PDFInfo
- Publication number
- RU193838U1 RU193838U1 RU2019126053U RU2019126053U RU193838U1 RU 193838 U1 RU193838 U1 RU 193838U1 RU 2019126053 U RU2019126053 U RU 2019126053U RU 2019126053 U RU2019126053 U RU 2019126053U RU 193838 U1 RU193838 U1 RU 193838U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrophones
- integrated circuit
- receiving
- analog
- displacement
- Prior art date
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 abstract 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 23
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- MJWYCUZCRGLCBD-BGZMIMFDSA-N (4s)-4-amino-5-[[(2s)-1-[[(2s)-1-[[(2s,3s)-1-[[(1s)-1-carboxy-2-hydroxyethyl]amino]-3-methyl-1-oxopentan-2-yl]amino]-3-methyl-1-oxobutan-2-yl]amino]-4-methyl-1-oxopentan-2-yl]amino]-5-oxopentanoic acid Chemical compound OC[C@@H](C(O)=O)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)CC)NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O MJWYCUZCRGLCBD-BGZMIMFDSA-N 0.000 description 1
- 241000208140 Acer Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000219991 Lythraceae Species 0.000 description 1
- 235000014360 Punica granatum Nutrition 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 108010008118 glutamyl-leucyl-valyl-isoleucyl-serine Proteins 0.000 description 1
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
- G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области гидроакустической техники, в частности к гидроакустическим навигационным устройствам, и может быть использовано для удержания плавсредства в точке и позиционирования при выполнения миссий различными подводными аппаратами, подводными лодками, при работе с дрейфующих льдов и т.п. Задачей полезной модели является точное измерение смещения плавсредства посредством антенной решетки приемных гидрофонов при максимальном использовании отечественных интегральных схем операционных усилителей, аналого-цифровых преобразователей, программируемых логических интегральных схем и схем цифровой обработки сигналов.Для решения поставленной задачи в гидроакустическом устройстве измерения смещения плавсредства относительно дна используется приемная плоская квадратная эквидистантная антенная решетка гидрофонов и отечественные интегральные схемы. 3 ил.The utility model relates to the field of hydroacoustic technology, in particular to hydroacoustic navigation devices, and can be used to hold the craft at a point and position during missions by various submarines, submarines, when working with drifting ice, etc. The objective of the utility model is to accurately measure the displacement of the watercraft using the antenna array of the receiving hydrophones with the maximum use of domestic integrated circuits of operational amplifiers, analog-to-digital converters, programmable logic integrated circuits, and digital signal processing circuits. receiving flat square equidistant antenna array of hydrophones and domestic Tween integrated circuits. 3 ill.
Description
Полезная модель относится к области гидроакустической техники, в частности к гидроакустическим навигационным устройствам, и может быть использовано для удержания плавсредства в точке и позиционирования при выполнения миссий различными подводными аппаратами, подводными лодками, при работе с дрейфующих льдов и т.п.The utility model relates to the field of hydroacoustic technology, in particular to hydroacoustic navigation devices, and can be used to hold the craft at a point and position during missions by various submarines, submarines, when working with drifting ice, etc.
Известно построение подобных гидроакустических устройств с донными маяками-ответчиками (ДМО) для удержания плавсредства в точке и позиционирования. Устройства состоят из частей - несколько ДМО, установленных на дне судном-постановщиком и запросно-приемная часть, размещаемая на плавсредстве. Связь между частями посредством гидроакустического канала связи. Основные технические характеристики приведены, например, в [1, 6].It is known to build such sonar devices with bottom beacons transponders (DMO) to keep the craft at a point and positioning. The devices consist of parts - several DMOs installed at the bottom of the vessel by the director and the interrogation and reception part placed on the ship. Communication between parts by means of a hydroacoustic communication channel. The main technical characteristics are given, for example, in [1, 6].
Основным недостатком указанных устройств является необходимость постановки на дно ДМО.The main disadvantage of these devices is the need to put on the bottom of the DMO.
От указанного недостатка свободны устройства с приемными плоскими квадратными эквидистантными антенными решетками (АР) гидрофонов при использовании излучателя штатного судового эхолота, обеспечивающего нормальное падение звука на дно. Подобное построение имели устройства «Пласт», «Пласт-2», «Клен», «Гранат» и эксплуатировавшиеся на научно-исследовательских судах. Устройства предназначены для измерения в горизонтальной плоскости различных корреляционных характеристик эхосигналов от дна и изменчивости амплитуды эхосигналов от дна на апертуре АР, получение генерального рельефа дна и других океанологических измерений, а также поиска и разведки железомарганцевых конкреций («Гранат»). Основные характеристики устройств - 64…256 гидрофонов АР, относительно низкие рабочие частоты 1…30 кГц [2].Devices with receiving flat square equidistant antenna arrays (AR) of hydrophones when using the emitter of a standard marine echo sounder, ensuring a normal sound fall to the bottom, are free from this drawback. The devices “Plast”, “Plast-2”, “Maple”, “Pomegranate” and operated on research vessels had a similar construction. The devices are intended for measuring in the horizontal plane various correlation characteristics of echo signals from the bottom and the variability of the amplitude of echo signals from the bottom at the aperture of the AR, obtaining the general relief of the bottom and other oceanological measurements, as well as the search and exploration of ferromanganese nodules ("Garnet"). The main characteristics of the devices are 64 ... 256 AP hydrophones, relatively low operating frequencies of 1 ... 30 kHz [2].
Недостатком указанных устройств являются громоздкость составных частей (размеры АР «Пласт-2» 3×3 м, «Гранат» 4.2×4.2 м), наличие лебедки для погружения АР, обработка эхосигналов от дна на судовой ЭВМ не в реальном масштабе времени, а также энергоемкость и большая стоимость, что связано с ориентацией на океанские глубины до 6000 м, крупнотоннажные суда, т.е. экспериментальный, научно-исследовательский характер устройств.The disadvantage of these devices is the bulkiness of the components (the dimensions of the Plast-2 3 × 3 m, the Grenade 4.2 × 4.2 m), the presence of a winch for immersing the AR, the processing of echo signals from the bottom on a ship computer not in real time, and energy intensity and high cost, which is associated with orientation to ocean depths of up to 6000 m, large vessels, i.e. experimental, research nature of devices.
К подобным устройствам с корреляционной обработкой эхосигналов от дна на апертуре АР относятся компактные гидроакустические корреляционные измерители скорости (лаги) плавсредства. Корреляционный лаг фирмы RD Instruments использует для излучения 7 гидрофонов и приема эхосигналов от дна плоскую АР из 8 гидрофонов с неэквидистантным расположением. Рабочая частота 22 кГц. Конструктивно гидрофоны и электронные компоненты размещены в цилиндрическом корпусе диаметром 46 см [3].Such devices with correlation processing of echo signals from the bottom at the aperture of the AR include compact hydroacoustic correlation speed meters (logs) of a watercraft. The RD Instruments correlation lag uses a flat AR of 8 hydrophones with a non-equidistant arrangement for emitting 7 hydrophones and receiving echo signals from the bottom. Operating frequency 22 kHz. Structurally, hydrophones and electronic components are placed in a cylindrical body with a diameter of 46 cm [3].
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является компактное устройство корреляционного лага COVELIA фирм Н Scientific Ltd и Chelsea Technologies, которое предназначено для размещения на подводных аппаратах и подводных лодках. Рабочая частота 60 кГц, заполнение импульсов излучения фазоманипулированным кодом. Скорость измеряется одномерной корреляционной обработкой эхосигналов от дна на апертуре АР. АР плоская размером 330×220×70 мм имеет излучающие и с неэквидистантным расположением приемные гидрофоны. В устройстве используются операционные усилители (ОУ), аналого-цифровые преобразователи (АЦП), программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) и интегральная схема (ИС) цифровой обработки сигналов (ЦОС). Электроника выполнена на 4-х печатных платах, размещенных в цилиндрическом корпусе диаметром 100 мм, длиной 230 мм, электропитание - аккумуляторная батарея на 24 в емкостью 3.0 Ah. Корреляционная обработка эхосигналов от дна и выдача потребителю значений скорости в реальном масштабе времени [4, 5].The closest analogue to the proposed utility model is the compact device of the correlation lag COVELIA firms Scientific Scientific and Chelsea Technologies, which is designed for placement on submarines and submarines. Operating frequency 60 kHz, filling pulses of radiation with a phase-shifted code. The speed is measured by the one-dimensional correlation processing of the echo signals from the bottom at the AR aperture. A flat AP with a size of 330 × 220 × 70 mm has receiving hydrophones emitting and with an unequal arrangement. The device uses operational amplifiers (op amps), analog-to-digital converters (ADCs), programmable logic integrated circuit (FPGA) and integrated circuit (IC) digital signal processing (DSP). Electronics is made on 4 printed circuit boards placed in a cylindrical case with a diameter of 100 mm, 230 mm long, power supply - a 24-volt battery with a capacity of 3.0 Ah. Correlation processing of echo signals from the bottom and delivery to the consumer of speed values in real time [4, 5].
Недостатком прототипа является неэквидистантное расположение приемных гидрофонов АР, т.е. пространственная двумерная (в двух взаимно перпендикулярных направлениях) взаимная корреляция двух «срезов» акустического поля на апертуре приемных гидрофонов АР имеет неравномерную дискретность по пространству, что приводит к снижению точности измерения положения максимума взаимной корреляции и в итоге к снижению точности измерения смещения плавсредства.The disadvantage of the prototype is the non-equidistant arrangement of the receiving hydrophones AR, i.e. spatial two-dimensional (in two mutually perpendicular directions) cross-correlation of two “slices” of the acoustic field at the aperture of the receiving hydrophones of the AR has uneven spatial discreteness, which leads to a decrease in the accuracy of measuring the position of the maximum cross-correlation and, as a result, to a decrease in the accuracy of measuring the displacement of the vehicle.
Задачей полезной модели является более точное измерение смещения плавсредства посредством приемной плоской квадратной эквидистантной АР гидрофонов.The objective of the utility model is to more accurately measure the displacement of the craft by means of a receiving flat square equidistant AR of hydrophones.
Для решения поставленной задачи в гидроакустическое устройство измерения смещения плавсредства относительно дна состоящее из последовательно соединенных излучающего гидрофона, усилителя мощности, задающего генератора, а также программируемую логическую интегральную схему, соединенную с усилителем мощности, задающим генератором, а также последовательно соединенных приемные гидрофоны, операционные усилители, аналого-цифровые преобразователи, а операционные усилители, аналого-цифровые преобразователи соединены с программируемой логической интегральной схемой, последняя соединена с интегральной схемой цифровой обработки сигналов, последняя соединена с потребителем измеренного смещения плавсредства, введен новый признак, а именно: приемные гидрофоны расположены как плоская квадратная эквидистантная АР.To solve the problem in a hydroacoustic device for measuring the displacement of the boat relative to the bottom, consisting of a series-connected emitting hydrophone, a power amplifier, a master oscillator, as well as a programmable logic integrated circuit connected to a power amplifier, a master oscillator, and also series-connected receiving hydrophones, operational amplifiers, analog-to-digital converters, and operational amplifiers, analog-to-digital converters are connected to a programmable logic integrated circuit, the latter is connected to the digital signal processing integrated circuit, the latter is connected to the consumer of the measured displacement of the watercraft, a new feature has been introduced, namely: receiving hydrophones are arranged as a flat square equidistant AR.
Технический результат заключается в увеличении точности измерения смещения плавсредства относительно дна, что обеспечивается приемной плоской квадратной эквидистантной АР гидрофонов.The technical result consists in increasing the accuracy of measuring the displacement of the craft relative to the bottom, which is provided by the receiving flat square equidistant AR hydrophones.
Технический результат достигается за счет равномерной дискретности пространственной двумерной взаимной корреляции двух «срезов» акустического поля.The technical result is achieved due to the uniform discreteness of the spatial two-dimensional cross-correlation of two "slices" of the acoustic field.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1-3, где на фиг. 1 приведена укрупненная схема заявленного устройства (пунктиром обведены отдельные части заявленного устройства), на фиг. 2 представлено объемное и на фиг. 3 в виде изолиний изображение модуля коэффициента равномерной дискретной пространственной двумерной взаимной корреляции двух «срезов» акустического поля.The essence of the utility model is illustrated in FIG. 1-3, where in FIG. 1 shows an enlarged diagram of the claimed device (dashed circles around the individual parts of the claimed device), FIG. 2 shows volumetric and in FIG. 3 in the form of isolines, the image of the coefficient module of the uniform discrete spatial two-dimensional cross-correlation of two “slices” of the acoustic field.
Заявленное устройство (фиг. 1) содержит последовательно соединенные излучающий гидрофон 1, усилитель мощности 2, задающий генератор 3, а также программируемую логическую интегральную схему 7, соединенную с усилителем мощности 2, задающим генератором 3, а также последовательно соединенные приемная плоская квадратная эквидистантная АР гидрофонов 4, операционные усилители 5, аналого-цифровые преобразователи 6, а операционные усилители 5, аналого-цифровые преобразователи 6 соединены с программируемой логической интегральной схемой 7, которая соединена с интегральной схемой цифровой обработки сигналов 8, последняя соединена с потребителем измеренного смещения плавсредства. Излучающий гидрофон 1 и приемная плоская квадратная эквидистантная АР гидрофонов 4 - конструктивно отдельная часть устройства, а все остальные перечисленные элементы другая конструктивно отдельная часть устройства, части устройства соединены между собой многожильным кабелем.The claimed device (Fig. 1) contains a serially connected
Возможная реализация устройства, размещенного, как пример, на плавсредстве для работы на глубинах до 500 м (районы шельфа) и имеющее 8×8=64 гидрофонов приемной плоской квадратной эквидистантной АР, следующая.A possible implementation of a device placed, as an example, on a watercraft for operation at depths of up to 500 m (shelf areas) and having 8 × 8 = 64 hydrophones of a receiving flat square equidistant AR, is as follows.
Тогда рабочая частота 50 кГц соответствует принятому выбору для судовых эхолотов с максимальной измеряемой глубиной 500 м [6]. Излучающий гидрофон 1 и 64 гидрофона приемной плоской квадратной эквидистантной АР 4 могут быть заимствованы от устройства эхолота НЭЛ-1000-3 (Санкт-Петербург, НТП «Нави-Далс»). Гидрофоны НЭЛ-1000-3 имеют следующие параметры:Then, the operating frequency of 50 kHz corresponds to the accepted choice for marine echo sounders with a maximum measured depth of 500 m [6]. The
- частота F=(50±1.5) кГц;- frequency F = (50 ± 1.5) kHz;
- полоса пропускания ΔF=7.5 кГц;- bandwidth ΔF = 7.5 kHz;
- активное сопротивление Rw=(118±5)ом;- active resistance Rw = (118 ± 5) ohms;
- чувствительность в режиме излучения Sизл=(160±30)Па⋅м/В;- sensitivity in the radiation mode Ssl = (160 ± 30) Pa⋅m / V;
- ширина характеристики направленности θхн=(30±5)°;- the width of the directivity characteristic θ хн = (30 ± 5) °;
- чувствительность в режиме приема Sпр=(550±50)Мкв/Па;- sensitivity in reception mode Spr = (550 ± 50) Mkv / Pa;
- емкость 30 нФ;- capacitance 30 nF;
- диаметр 80 мм.- diameter 80 mm.
Размер приемной плоской квадратной эквидистантной АР 4 не более 750×750×100 мм при расстоянии между соседними гидрофонами 90 мм, что обеспечивает измерение смещения менее ≈90 мм.The size of the receiving flat square
Усилитель мощности 2 может быть выполнен как ключевой резонансный мостовой усилитель на четырех биполярных транзисторах с изолированным затвором, например, КП829Г (Ульяновск, АО «ОКБ «Искра»), и согласующей схемой с излучающим гидрофоном 1 на выходе. Мощность излучения задается напряжением питания.
Задающий генератор 3 должен тогда выдавать пилообразные напряжения, сдвинутые по фазе на 180°. Реализация - интегральные схемы контроллера широтно-импульсной модуляции, например, 1156ЕУ2А (Брянск, ЗАО «Группа кремний ЭЛ»), и две управляющие интегральные схемы (драйверы), например, 1308ЕУ (Брянск, ЗАО «Группа кремний ЭЛ»).The
Операционные усилители 5 в количестве 64 и 64 аналого-цифровых преобразователя 6 могут быть выполнены на программируемых интегральных схемах серии 5400 (Москва, Зеленоград, АО «Дизайн центр «Союз»). Например, интегральная схема 5400ТР064 может быть запрограммирована на 86 различных операционных усилителей, на 6 12-ти разрядных синхронных аналого-цифровых преобразователей с максимальной частотой дискретизации 500 кГц. Интегральная схема 5400ТР045 использует те же функциональные блоки, однако их количество уменьшено. Как следствие, микросхема имеет более компактный корпус.
Программируемая логическая интегральная схема 7 может быть из серии 5578ТС (Воронеж, АО «Воронежский завод полупроводниковых приборов-сборка»).Programmable logic
В качестве интегральной схемы цифровой обработки сигналов 8 можно использовать 1892 ВМ3Т (Москва, Зеленоград, АО НПЦ «ЭЛВИС») с производительностью 240 MFlops, ядро центрального процессора является ведущим в двухпроцессорной конфигурации.As an integrated circuit for
Излучающий гидрофон 1 и приемная плоская квадратная эквидистантная АР гидрофонов 4 конструктивно отдельная часть, все остальные перечисленные элементы как другая конструктивно отдельная часть устройства на нескольких (5…6) плат формата 6U Евромеханика размером 233×160×40 мм, например, в виде одноэтажного приборного шкафа навесного типа небольшого размера и веса.The
Использование интегральных схем 1156ЕУ2А, 1308ЕУ, 1892 ВМ3Т и из серий 5400, 5578ТС вписывается в концепцию создания систем обработки сигналов в гидроакустике на базе отечественной микроэлектроники.The use of integrated circuits 1156ЕУ2А, 1308ЕУ, 1892 ВМ3Т and from the 5400, 5578TC series fits into the concept of creating signal processing systems in sonar based on domestic microelectronics.
Заявленное устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.
Интегральная схема цифровой обработки сигналов 8 получает от потребителя измеренного смещения плавсредства, например, навигационного комплекса, системы динамического позиционирования или информационно-управляющей системы, значение глубины и производит расчет временной диаграммы излучения и приема, коэффициента усиления, уровня излучаемой мощности. На малых и средних глубинах излучается пара импульсов. На малой глубине после приема эхосигнала излучается следующий импульс. На средних глубинах прием эхосигналов производится после окончания излучения пары импульсов. На больших глубинах излучается один импульс и прием эхосигнала после окончания излучения. Выработанные временная диаграмма излучения и приема, коэффициент усиления, уровень излучаемой мощности транслируется в программируемую логическую интегральную схему 7 и далее задающему генератору 3, усилителю мощности 2, операционным усилителям 5, аналого-цифровым преобразователям 6. Согласно временной диаграмме начинается излучение и прием. Усиленные операционными усилителями 5 и оцифрованные значения (дискретные отсчеты) аналого-цифровыми преобразователями 6 при частоте дискретизации 50*4=200 кГц принятых эхосигналов от 64 каналов приемной плоской квадратной эквидистантной АР, поступают на обработку в программируемую логическую интегральную схему 7. Получение низкочастотных квадратурных составляющих (математически сопряженных по Гильберту, типовая процедура цифровой обработки полосовых эхосигналов от дна) начинается путем умножения дискретных отсчетов принятых эхосигналов на дискретные отсчеты функций sin(2*3.14159*50000*0.005*0.001*k) и cos(2*3.14159*50000*0.005*0.001*k), k=0, 1, 2, 3 - номера отсчетов с учетом периодичности функций. Далее производится цифровая фильтрация с помощью фильтров нижних частот с полосой 0 - 1000 Гц, реализуемых фильтрами с конечной импульсной характеристикой. Выходные отсчеты фильтров нижних частот подвергаются прореживанию с коэффициентом 40, т.е. отсчеты низкочастотных квадратурных составляющих имеют темп 0.2 мс, и транслируются в интегральную схему цифровой обработки сигналов 8.The integrated circuit for
Определение коэффициента дискретной двумерной пространственной взаимной корреляции для двух «срезов» акустического поля в соседние моменты времени (КВК) производится интегральной схемой цифровой обработки сигналов 8 для приемной плоской квадратной эквидистантной АР гидрофонов согласно математическому выражению [2]The determination of the coefficient of discrete two-dimensional spatial cross-correlation for two "slices" of the acoustic field at adjacent time instants (CEC) is carried out by an integrated circuit for
где aij и - квадратные матрицы модулей низкочастотных квадратурных составляющих отсчетов поля для двух моментов времени, полученные от программируемой логической интегральной схемы 7, N=64 - число гидрофонов приемной плоской квадратной эквидистантной АР, m, n - сдвиг одной реализации относительно другой по осям х и у, выраженный в единицах расстояния между соседними гидрофонами 90 мм,where a ij and - the square matrix of modules of the low-frequency quadrature components of the field samples for two time instants obtained from the programmable logic integrated
Посткорреляционная обработка (определение положения максимума модуля КВК, величин смещения и трансляция потребителю) производится интегральной схемой цифровой обработки сигналов 8. Положение максимума mm и nm модуля КВК определяется методами экстремальной корреляции, использующие алгоритмы интерполяции, например, [7]. По найденным значениям mm, nm и расстояния между соседними гидрофонами 90 мм, определяются величины смещения плавсредства Δх/2 и Δу/2, которые транслируются потребителю измеренного смещения плавсредства.Post-correlation processing (determining the maximum position of the KVK module, bias values, and translation to the consumer) is performed by the digital signal processing integrated
Для пояснения полезной модели на фиг. 2 и 3 представлены результаты полунатурного моделирования обработки согласно (1) - (5) на офисном компьютере в среде МАТЛАБа. Фиг. 2 - объемное изображение и фиг. 3 - изолинии модуля КВК r(m,n) двух «срезов» акустического поля, принятых синхронно каждый в два момента времени 8×8 приемной плоской квадратной эквидистантной АР гидрофонов. Из рассмотрения фиг. 3 видно, что смещение максимума модуля КВК по оси абсцисс Δх≈0 и по оси ординат Δу≈-20 см, но смещение плавсредства Δу/2≈-10 см.To illustrate the utility model of FIG. Figures 2 and 3 show the results of semi-natural modeling of processing according to (1) - (5) on an office computer in the MATLAB environment. FIG. 2 is a three-dimensional image and FIG. 3 - isolines of the KVK module r (m, n) of two “slices” of the acoustic field, taken synchronously at each time point at 8 × 8 of the receiving flat square equidistant AR of hydrophones. From consideration of FIG. Figure 3 shows that the shift in the maximum of the KVK module along the abscissa is Δх≈0 and along the ordinate is Δу≈-20 cm, but the shift of the craft is Δу / 2≈-10 cm.
Технический результат достигается за счет равномерной дискретности пространственной двумерной взаимной корреляции двух «срезов» акустического поля, что обеспечивается приемной плоской квадратной эквидистантной АР гидрофонов.The technical result is achieved due to the uniform discreteness of the spatial two-dimensional cross-correlation of two “slices” of the acoustic field, which is ensured by the receiving flat square equidistant AR of hydrophones.
Источники информацииInformation sources
1. Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника. Санкт-Петербург: Наука, 2004.1. Koryakin Yu.A., Smirnov S.A., Yakovlev G.V. Ship sonar equipment. St. Petersburg: Science, 2004.
2. Воловов В.И. Отражение звука от дна океана. М.: Наука, 1993.2. Volovov V.I. Reflection of sound from the bottom of the ocean. M .: Nauka, 1993.
3. G. Griffiths, S.Е. Bradley, "A correlation speed log for deep water", Sea Technology, 39(3), pp. 29-35,1998.3. G. Griffiths, S.E. Bradley, "A correlation speed log for deep water", Sea Technology, 39 (3), pp. 29-35.1998.
4. Phillips В., Robinson H., Hill M., "On the development of a correlation sonar velocity log", International Unmanned Undersea Vehicles Symposium, Naval Undersea Warfare Center, Newport, U.S.A., April 24 - 27,2000.4. Phillips B., Robinson H., Hill M., "On the development of a correlation sonar velocity log", International Unmanned Undersea Vehicles Symposium, Naval Undersea Warfare Center, Newport, U.S.A., April 24 - 27,2000.
5. Boltryk P., Hill M., Keary A., Phillips В., Robinson H., White P., "An ultrasonic transducer array for velocity measurement in underwater vehicles", Ultrasonics, 42, 2004,473-478.5. Boltryk P., Hill M., Keary A., Phillips B., Robinson H., White P., "An ultrasonic transducer array for velocity measurement in underwater vehicles", Ultrasonics, 42, 2004,473-478.
6. Богородский A.B., Яковлев Г.В., Корепин E.A., Должиков А.К. Гидроакустическая техника исследования и освоения океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1984.6. Bogorodsky A.B., Yakovlev G.V., Korepin E.A., Dolzhikov A.K. Hydroacoustic technology for research and development of the ocean. L .: Gidrometeoizdat, 1984.
7. Баклицкий В.К., Юрьев А.Н. Корреляционно-экстремальные методы навигации. М.: Радио и связь, 1982.7. Baklitsky V.K., Yuryev A.N. Correlation-extreme navigation methods. M .: Radio and communication, 1982.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019126053U RU193838U1 (en) | 2019-08-16 | 2019-08-16 | HYDROACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING DISPLACEMENT OF A POWER AREA REGARDING THE BOTTOM |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019126053U RU193838U1 (en) | 2019-08-16 | 2019-08-16 | HYDROACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING DISPLACEMENT OF A POWER AREA REGARDING THE BOTTOM |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU193838U1 true RU193838U1 (en) | 2019-11-18 |
Family
ID=68580342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019126053U RU193838U1 (en) | 2019-08-16 | 2019-08-16 | HYDROACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING DISPLACEMENT OF A POWER AREA REGARDING THE BOTTOM |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU193838U1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6426918B1 (en) * | 1999-08-18 | 2002-07-30 | Airmar Technology Corporation | Correlation speed sensor |
| WO2003071305A1 (en) * | 2002-02-20 | 2003-08-28 | Airmar Technology Corporation | Ultrasonic speed sensor and correlation algorithm thereof |
| RU2259572C2 (en) * | 2003-12-03 | 2005-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Method for determination of true speed of ship at calibration of logs in hydroacoustic traverse trial line |
| US9594165B2 (en) * | 2012-11-09 | 2017-03-14 | Airmar Technology Corporation | Speed sensor |
| RU2659710C1 (en) * | 2017-08-17 | 2018-07-03 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Vessel speed measuring method by the doppler log |
-
2019
- 2019-08-16 RU RU2019126053U patent/RU193838U1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6426918B1 (en) * | 1999-08-18 | 2002-07-30 | Airmar Technology Corporation | Correlation speed sensor |
| WO2003071305A1 (en) * | 2002-02-20 | 2003-08-28 | Airmar Technology Corporation | Ultrasonic speed sensor and correlation algorithm thereof |
| RU2259572C2 (en) * | 2003-12-03 | 2005-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Method for determination of true speed of ship at calibration of logs in hydroacoustic traverse trial line |
| US9594165B2 (en) * | 2012-11-09 | 2017-03-14 | Airmar Technology Corporation | Speed sensor |
| RU2659710C1 (en) * | 2017-08-17 | 2018-07-03 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Vessel speed measuring method by the doppler log |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| А.В.Богородский и др. Гидроакустическая техника исследования и освоения океана. Ленинград, Гидромеиеоиздат, 1984, стр. 41-65. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lurton | An introduction to underwater acoustics: principles and applications | |
| Buscombe | Shallow water benthic imaging and substrate characterization using recreational-grade sidescan-sonar | |
| US10379218B1 (en) | Self-locating system and methods for multistatic active coherent sonar | |
| US9658330B2 (en) | Systems and methods for identifying and locating target objects based on echo signature characteristics | |
| Fornshell et al. | The development of SONAR as a tool in marine biological research in the twentieth century | |
| CN108398690A (en) | A kind of seabed backscatter intensity measurement method | |
| RU136899U1 (en) | AQUATORIA BOTTOM SHOOTING DEVICE | |
| RU75061U1 (en) | ACTIVE HYDROLOCATOR | |
| RU193838U1 (en) | HYDROACOUSTIC DEVICE FOR MEASURING DISPLACEMENT OF A POWER AREA REGARDING THE BOTTOM | |
| WO2010019368A1 (en) | System and method of range estimation | |
| Spiess et al. | An acoustic transponder system | |
| RU2460088C1 (en) | Method of detecting local object on background of distributed interference | |
| RU2592741C1 (en) | Hydroacoustic station for detection and location of gas leaks | |
| Manik et al. | Developing signal processing of echo sounder for measuring acoustic backscatter | |
| RU2463624C1 (en) | Hydroacoustic navigation system | |
| RU178905U1 (en) | MULTI-BEAM SCIENTIFIC ECHO SOUNDER FOR ACCOUNTING WATER BIORESOURCES | |
| RU166051U1 (en) | CORRELATION LAG | |
| Chu et al. | Multibeam sonar calibration: target localization in azimuth | |
| RU2042283C1 (en) | Process of calibration of sonar antenna under conditions of natural water basin | |
| RU2624980C1 (en) | Hydroacoustic rho-rho navigation system | |
| RU168083U1 (en) | ACOUSTIC WAVE GRAPH | |
| Bjørnø | Developments in sonar technologies and their applications | |
| US20210173079A1 (en) | Acoustic dual-frequency phased array with common beam angles | |
| RU2850758C1 (en) | Hydroacoustic system for determining the coordinates of underwater objects | |
| RU151224U1 (en) | ACTIVE ECHO-PULSE LOCATOR |