RU165657U1 - Гидроакустический шумопеленгатор - Google Patents
Гидроакустический шумопеленгатор Download PDFInfo
- Publication number
- RU165657U1 RU165657U1 RU2016120134/28U RU2016120134U RU165657U1 RU 165657 U1 RU165657 U1 RU 165657U1 RU 2016120134/28 U RU2016120134/28 U RU 2016120134/28U RU 2016120134 U RU2016120134 U RU 2016120134U RU 165657 U1 RU165657 U1 RU 165657U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- receivers
- vector
- vector receivers
- rotation
- computer
- Prior art date
Links
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
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/80—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Гидроакустический шумопеленгатор, включающий подключенный к компьютеру электронный блок управления и обработки информации, соединенный с векторными приемниками, отличающийся тем, что в качестве векторных приемников используют два комбинированных векторных приемника, размещенных на поворотной балке симметрично относительно центра ее вращения, при этом оси чувствительности векторных приемников по-разному ориентированы относительно продольной оси балки, а поворотная балка снабжена механизмом поворота с датчиком угла поворота.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам для определения местоположения подводных и надводных объектов, излучающих акустические сигналы, и может быть применено в системах для обнаружения и определения координат подобных шумящих источников.
Известен гидроакустический шумопеленгатор п. РФ №37235 U1, опубл. 10.04.2004. Известное устройство содержит гидроакустическую антенну, многоканальный приемный тракт, а также различные дополнительные тракты и блоки, в том числе блок расчета потерь на распространение и блок памяти шумов различных целей. Устройство позволяет определять пеленг на шумящий объект за счет наличия многоканальной антенны с формируемой характеристикой направленности, а также оценивать дистанцию до объекта с помощью расчета потерь на распространение и использования априорной информации о шумах целей, хранящейся в блоке памяти шумов. Однако, устройство является технически сложным и требует как наличия информации о потерях на распространение вдоль линии пеленга, которые зависят от гидрологических условий и требуют постоянного мониторинга, так и априорной информации о шумах цели, которые 1) могут отсутствовать 2) требуют провести классификацию цели, что само по себе является достаточно сложной задачей.
Наиболее близким по назначению к заявляемой полезной модели является шумопеленгатор п. РФ №2284543 C1, опубл. 27.09.2006. Устройство содержит измерительный блок, включающий три векторных приемника, ориентированных по декартовой системе координат и электронный блок управления и обработки информации, подключенный к компьютеру. Пеленгатор позволяет определить пространственные координаты и кинематические характеристики движущегося шумящего подводного объекта. Однако использование трех векторных приемников с соответствующими трактами обработки усложняет конструкцию, а определение пространственных координат с высокой точностью требует существенного времени наблюдения за движением объекта, в процессе которого объект должен обязательно пересечь линию траверза.
Задачей заявляемой полезной модели является расширение ассортимента гидроакустических пеленгаторов.
Технический результат заявляемого устройства - определение пеленга на шумящий объект при одновременном упрощении конструкции.
Поставленная задача решается гидроакустическим шумопеленгатором, включающим подключенный к компьютеру электронный блок управления и обработки информации, соединенный с двумя комбинированными векторными приемниками, размещенными на поворотной балке симметрично относительно центра ее вращения, при этом оси чувствительности векторных приемников по-разному ориентированы относительно продольной оси балки, а поворотная балка снабжена механизмом поворота с датчиком угла поворота.
Схема работы заявляемого устройства приведена на фиг, где: 1, 2 - комбинированные векторные приемники, 3 - источник шума, 4 - поворотная балка, 5 - привод поворота с датчиком угла поворота.
В качестве комбинированных векторных приемника могут быть использованы любые известные типы комбинированных приемников, а система поворота балки с датчиком угла поворота может быть выполнена с использованием, например, электромотора и датчиков поворота типа энкодера или сельсина или потенциометрического датчика.
Принцип работы устройства основан на определении пеленгов на шумящий объект (3) относительно комбинированных векторных приемников (1) и (2). При известном положении приемников в какой-либо системе координат, линии пеленгов описываются уравнениями вида y=kx+b. За счет наличия двух приемников получается два уравнения, образующие систему двух уравнений с двумя неизвестными. Решением системы уравнений будут координаты шумящего объекта (3) в вышеупомянутой системе координат.
Работает устройство следующим образом. На акватории, за состоянием которой ведется наблюдение, на одном основании (поворотной балке 5) размещают два комбинированных векторных приемника, координаты которых в известной системе координат, например, географической, которая далее будет именоваться основной, известны. Используемые комбинированные векторные приемники имеют два ортогональных канала X и Y с дипольной характеристикой направленности, чувствительными к вектору колебательной скорости в акустической волне, и канал P, чувствительный к скалярному давлению акустической волны. Ориентация каналов X и Y приемников (т.е. угол между направлением на север и положительным направлением канала, например, X) также известна за счет наличия в приводе поворота датчика угла поворота, генерирующего сигнал, пропорциональный углу поворота балки в основной системе координат. Сигналы датчиков каналов векторных приемников X, Y и P с помощью электронного блока подвергаются усилению, фильтрации, оцифровке и вводятся в компьютер. При наличии на акватории шумящего источника (3) акустические волны, распространяясь в среде по направлениям R1 и R2, вызовут в местах расположения приемников акустические поля, вектор колебательной скорости которых даст проекции на оси чувствительных элементов векторных приемников величиной X1, Y1 и X2, Y2, соответственно, за счет наличия у каналов дипольной характеристики направленности и их величины будут определяться ориентацией каналов относительно источника шума (3), т.е. углами A1 и A2. При этом тангенс угла A1 равен отношению Y1/X1, тангенс угла A2 равен отношению Y2/X2. Следует отметить, что непосредственное использование величин сигналов X и Y для вычисления функции тангенса без учета знака ведет к неопределенности, когда одно и то же сочетание сигналов возможно при четырех различных направлениях вектора колебательной скорости, различающихся на 90°. Для разрешения неопределенности используют фазовые соотношения сигналов X и Y по отношению к сигналу канала P: если разность фаз сигналов в канале X или Y и в канале P меньше 180°, значит сигнал X или Y берется со знаком «+», если же разность фаз между вышеназванными каналами больше либо равна 180°, то сигнал X или Y берется со знаком «-». Таким образом, с помощью вычисления соотношений между сигналами X и Y, взятыми со своими знаками, определяемыми путем измерения фаз сигналов каналов X и Y относительно сигнала канала P, получается возможным определение углов A1 и A2 пеленгования шумящего объекта (3), что, в свою очередь, позволяет определить его координаты в основной системе координат, в которой известны координаты приемников 1 и 2 а также ориентация их каналов, путем решения системы двух уравнений с двумя неизвестными, описывающими линии пеленгов R1 и R2. Все необходимые для осуществления операции определения координат объекта (3) процедуры осуществляются с помощью компьютера, в который вводятся заранее оцифрованные сигналы от комбинированных векторных приемников. При этом, по необходимости, с введенными сигналами может быть произведена любая дополнительная обработка, такая, как например, узкополосная фильтрация, осреднение, нормирование с целью увеличения отношения сигнал/шум или избавления от импульсных помех. Компьютер при этом должен быть оснащен интерфейсом, позволяющим вводить исходные параметры, такие как координаты комбинированных векторных приемников и их ориентацию в основной системе координат, а также отображать данные по рассчитанным координатам источников шума. При работе устройства, если расположение шумящего источника (3) случайно окажется почти или совпадающим с направлением оси чувствительности любого из каналов X или Y любого из векторных приемников (1) или (2), погрешность определения координат шумящего источника (3) резко возрастает в связи с тем, что один из сигналов, используемых для расчета линии пеленга, стремится в таком случае к нулю и, за счет присутствия всякого рода помех, как помех акватории, так и помех в виде собственных шумов, не может быть использован, для определения фазы, и, соответственно, своего знака. Для пеленгования объектов в таких случаях осуществляется поворот несущей балки на некоторый угол, например 45°, после чего условия пеленгования объекта существенно улучшаются. Данные по изменившейся при этом ориентации векторных приемников в основной системе координат передаются в компьютер за счет наличия датчика угла поворота, сигнал которого непрерывно оцифровывается и передается в компьютер наравне с сигналами комбинированных векторных приемников. При этом для принятия решения на поворот балки оси чувствительности комбинированный векторных приемников по-разному ориентированы относительно продольной оси балки, оставаясь при этом известными, с тем, чтобы шумящий объект не оказался на оси чувствительности канала одновременно у обоих векторных приемников.
Claims (1)
- Гидроакустический шумопеленгатор, включающий подключенный к компьютеру электронный блок управления и обработки информации, соединенный с векторными приемниками, отличающийся тем, что в качестве векторных приемников используют два комбинированных векторных приемника, размещенных на поворотной балке симметрично относительно центра ее вращения, при этом оси чувствительности векторных приемников по-разному ориентированы относительно продольной оси балки, а поворотная балка снабжена механизмом поворота с датчиком угла поворота.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016120134/28U RU165657U1 (ru) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | Гидроакустический шумопеленгатор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016120134/28U RU165657U1 (ru) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | Гидроакустический шумопеленгатор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU165657U1 true RU165657U1 (ru) | 2016-10-27 |
Family
ID=57216742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016120134/28U RU165657U1 (ru) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | Гидроакустический шумопеленгатор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU165657U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2811513C1 (ru) * | 2023-05-03 | 2024-01-12 | Михаил Юрьевич Глущенко | Пеленгатор низкочастотных шумовых сигналов для мобильных систем обнаружения малошумных подводных объектов |
-
2016
- 2016-05-24 RU RU2016120134/28U patent/RU165657U1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2811513C1 (ru) * | 2023-05-03 | 2024-01-12 | Михаил Юрьевич Глущенко | Пеленгатор низкочастотных шумовых сигналов для мобильных систем обнаружения малошумных подводных объектов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20040002162A (ko) | 레이저를 이용한 위치 측정 장치 및 방법 | |
WO2019245487A1 (en) | Operating method of a metal detector capable of measuring target depth | |
CN102721966B (zh) | 相干类测深声纳正下方高精度测深方法及*** | |
CN105571636A (zh) | 一种用于定位目标的方法及测量设备 | |
JPWO2019220503A1 (ja) | 物体検出装置及び物体検出方法 | |
JP5606151B2 (ja) | レーダ装置 | |
JP2013152157A (ja) | 信号選別装置、信号選別方法、及びレーダ装置。 | |
Lim et al. | Multi-object identification for mobile robot using ultrasonic sensors | |
JP2012154647A (ja) | 物標運動推定装置 | |
Spencer | The two-dimensional source location problem for time differences of arrival at minimal element monitoring arrays | |
RU2667330C1 (ru) | Способ определения местоположения объектов гидроакустической пассивной системой в условиях многомодового распространения звука | |
KR101685084B1 (ko) | 예인 배열 소나의 형상 추정 방법 및 추정 장치 | |
Hildebrandt et al. | Combining cameras, magnetometers and machine-learning into a close-range localization system for docking and homing | |
RU165657U1 (ru) | Гидроакустический шумопеленгатор | |
KR101480834B1 (ko) | 다중 경로 음파 전달 모델 및 표적 식별을 이용한 표적 기동분석 방법 | |
RU2545068C1 (ru) | Способ измерения изменения курсового угла движения источника зондирующих сигналов | |
CN115792806A (zh) | 非合作线谱分布式水声定位方法 | |
Bingham et al. | Integrating precision relative positioning into JASON/MEDEA ROV operations | |
RU2590932C1 (ru) | Гидроакустический способ измерения глубины погружения неподвижного объекта | |
JP2009098126A (ja) | 自動追尾スキャニングソナー | |
Zarrini et al. | Directional of arrival tag response for reverse RFID localization | |
Moreno-Salinas et al. | Surface sensor networks for Underwater Vehicle positioning with bearings-only measurements | |
RU2650830C1 (ru) | Устройство получения информации о шумящем в море объекте | |
RU2516602C1 (ru) | Способ определения глубины погружения объекта | |
KR100609244B1 (ko) | 파원 위치 측정 장치 및 측정 방법 |