×
29.05.2018
218.016.570a

Способ измерения скорости судна доплеровским лагом

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области кораблевождения, а именно к способам и устройствам измерения абсолютной скорости судна. Достигаемый технический результат - повышение надежности обнаружения эхосигналов, отраженных от морского дна, при наличии во входном сигнале, кроме эхосигналов, отраженных от дна, также эхосигналов, отраженных от водных звукорассеивающих слоев. Заявляемый способ достигается следующими действиями: при обнаружении каждого эхосигнала дополнительно к определению его частоты определяется время его обнаружения относительно времени излучения зондирующего сигнала; оценки частот и времен обнаружения эхосигналов, обнаруженных на разных циклах излучения зондирующего сигнала, перед осреднением подвергаются траекторному анализу, реализуемому, например, с использованием алгоритма последовательного анализа Вальда. В результате траекторного анализа эхосигналы, отраженные от дна, отделяются от эхосигналов, отраженных от звукорассеивающих слоев; осреднение частот эхосигналов выполняется отдельно для эхосигналов, отраженных от дна, и эхосигналов, отраженных от каждого звукорассеивающего слоя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области кораблевождения, а именно к способам и устройствам измерения скорости судна доплеровским методом.

Одним из условий безопасного кораблевождения является постоянный контроль абсолютной (относительно дна) скорости судна.

Измерение абсолютной скорости судна обеспечивается с помощью доплеровского лага [1-6]. И хотя на надводных кораблях и судах вместо доплеровского лага все чаще используется спутниковая навигационная система, на подводных лодках и подводных аппаратах (обитаемых и необитаемых) доплеровский лаг продолжает оставаться основным средством измерения абсолютной скорости.

В качестве прототипа выбран описанный в работе [1] и поясненный на фиг. 1 способ измерения скорости судна доплеровским лагом, включающий циклическое излучение под наклоном к дну тонального зондирующего сигнала, формирование на каждом цикле излучения - приема характеристики направленности для приема сигнала с направления излучения; обнаружение эхосигналов на каждом цикле излучения - приема на выходе сформированной характеристики направленности; определение частоты обнаруженного эхосигнала; вычисление средней частоты эхосигналов, полученных на разных циклах излучения; вычисление скорости судна по формуле:

где V - скорость судна, м/с;

ƒЗC - частота зондирующего сигнала (ЗС), Гц;

ƒЭС/ср - средняя частота эхосигналов (ЭС), полученных на разных циклах излучения, Гц;

ψизл - угол между направлением излучения ЗС и направлением вертикально вниз, град (как правило, ψизл=30°);

Сzv - скорость звука в воде, м/с.

Недостатком описанного способа является низкая точность определения скорости судна при наличии течения и водных звукорассеивающих слоев (далее - звукорассеивающий слой). Объясняется это тем, что при наличии течения и водных звукорассеивающих слоев на одном цикле излучения может быть обнаружено несколько эхосигналов с разными частотами. В результате при осреднении частот всех ЭС, обнаруженных на разных циклах излучения, полученная средняя частота будет смещена относительно фактической частоты ЭС, отраженного от дна. Как следствие, будет смещена и оценка скорости судна, вычисляемая по формуле (1).

Решаемая техническая проблема - повышение эксплуатационных характеристик доплеровского лага.

Достигаемый технический результат - повышение надежности обнаружения эхосигналов, отраженных от морского дна, при наличии во входном сигнале, кроме эхосигналов, отраженных от дна, также эхосигналов, отраженных от звукорассеивающих слоев.

Заявляемый способ достигается следующими действиями, отличающими его от прототипа:

1) при обнаружении каждого эхосигнала дополнительно к определению его частоты определяется время его обнаружения относительно времени излучения зондирующего сигнала;

2) оценки частот и времен обнаружения эхосигналов, обнаруженных на разных циклах излучения зондирующего сигнала, перед осреднением подвергаются траекторному анализу, реализуемому, например, с использованием алгоритма последовательного анализа Вальда [7]. В результате траекторного анализа эхосигналы, отраженные от дна, отделяются от эхосигналов, отраженных от звукорассеивающих слоев;

3) осреднение частот эхосигналов выполняется отдельно для эхосигналов, отраженных от дна, и эхосигналов, отраженных от каждого звукорассеивающего слоя.

Блок схема заявляемого способа изображена на фиг. 2.

В блоке 1 осуществляется циклическое излучение под наклоном к дну тонального зондирующего сигнала.

В блоке 2 на каждом цикле излучения зондирующего сигнала выполняется формирование характеристики направленности для приема сигнала с направления излучения.

В блоке 3 на каждом цикле излучения выполняется процедура обнаружения эхосигналов. Для каждого обнаруженного эхосигнала определяются его частота и время его обнаружения относительно времени излучения зондирующего сигнала.

В блоке 4 осуществляется траекторный анализ оценок частот и времен обнаружения эхосигналов, обнаруженных на разных циклах излучения, в результате чего эхосигналы, отраженные от дна, отделяются от эхосигналов, отраженных от звукорассеивающих слоев.

В блоке 5 выполняется усреднение частот эхосигналов отдельно для эхосигналов, отраженных от дна, и эхосигналов, отраженных от каждого звукорассеивающего слоя.

В блоке 6 по формуле (1) вычисляются скорости судна относительно дна и относительно каждого звукорассеивающего слоя.

Таким образом, обеспечивается повышение надежности обнаружения ЭС от морского дна при наличии во входном сигнале, кроме эхосигналов, отраженных от дна, также эхосигналов, отраженных от звукорассеивающих слоев, за счет применения блока траекторного анализа принятых ЭС, позволяющего производить межцикловую идентификацию и корректное усреднение параметров ЭС.

Технический результат подтвержден имитационным моделированием и экспериментально.

Источники информации:

1. Виноградов К.А., Кошкарев В.Н., Осюхин Б.А., Хребтов А.А. Абсолютные и относительные лаги, - Л.: Судостроение, 1990.

2. Хребтов А.А., Виноградов К.А., Кошкарев В.Н. и др. Судовые измерители скорости.- Л.: Судостроение, 1978.

3. Патент РФ №2439613. Гидроакустический доплеровский лаг с алгоритмом многоальтернативной фильтрации эхосигнала, основанным на использовании банка фильтров Калмана.

4. Богородский В.В. Гидроакустическая техника исследования и освоения океана.- Л.: Гидрометиздат, 1984.

5. Гидроакустические навигационные средства. Под ред. В.В. Богородского. - Л.: Судостроение, 1983, 262 с.

6. Виноградов К.А., Новиков И.А. Гидроакустические навигационные системы и средства // Навигация и гидрография, ГНИИНГИ МО РФ, 1999, №7.

7. Ширяев А.Н. Статистический последовательный анализ. - М.: Наука, 1969.


Способ измерения скорости судна доплеровским лагом
Способ измерения скорости судна доплеровским лагом
Способ измерения скорости судна доплеровским лагом
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 87 items.
27.06.2015
№216.013.5a2b

Способ измерения физической неэлектрической величины

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве измерительных преобразователей неэлектрических величин типа датчиков угловых скоростей, датчиков линейных, угловых ускорений и т.д. Согласно заявленному изобретению преобразуют измеряемую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554624
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.5a2f

Способ выставки осевого зазора в газодинамическом подвесе оси вращения ротора гиромотора

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве гиромоторов с газодинамическим подвесом оси вращения ротора, состоящего из двух полусферических опорных узлов, каждый из которых содержит опору и фланец. Технический результат -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554628
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.5a32

Стенд для выработки угловых колебаний в двух плоскостях

Предложенное изобретение используется для оценки динамических погрешностей микромеханических и других малогабаритных инерциальных систем. Заявленный стенд предназначен для выработки угловых колебаний в двух плоскостях, изменяющихся по гармоническому закону в расширенном частотном диапазоне,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554631
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.07.2015
№216.013.5e5e

Устройство для напыления тонкопленочных покрытий на сферические роторы электростатического гироскопа

Изобретение относится к устройствам для напыления покрытий на сферические роторы электростатических гироскопов и может быть использовано в точном приборостроении. Устройство содержит вакуумную камеру, внутри которой размещены источник распыления и механизм вращения ротора в виде двух рамок,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555699
Дата охранного документа: 10.07.2015
27.07.2015
№216.013.6863

Способ обнаружения и сопровождения целей циклически работающей системой наблюдения, состоящей из нескольких разнородных приемных каналов

Изобретение относится к области создания систем наблюдения, состоящих из нескольких разнородных приемных каналов. Существо предлагаемого изобретения состоит в том, что если условию идентичности наблюдаемой и комплексной цели удовлетворяет несколько комплексных целей, то из них выбирается та,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558276
Дата охранного документа: 27.07.2015
20.08.2015
№216.013.72fc

Микромеханический вибрационный гироскоп

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при создании таких средств измерения угловой скорости движения основания, как вибрационные гироскопы. Микромеханический вибрационный гироскоп содержит основание, инерционный диск, имеющий одинаковую толщину и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561006
Дата охранного документа: 20.08.2015
10.12.2015
№216.013.96cb

Способ определения погрешностей двухстепенного поплавкового гироскопа с газодинамическим подвесом ротора гиромотора

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов с газодинамическим подвесом оси вращения ротора гиромотора. Технический результат - повышение точности. Для этого в известном способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570223
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.03.2016
№216.014.ca96

Способ бесплатформенной инерциальной навигации на микромеханических чувствительных элементах

Изобретение относится к навигационной технике, а именно к способам бесплатформенной инерционной навигации малогабаритных движущихся объектов. Способ бесплатформенной инерциальной навигации заключается в том, что на борту подвижного объекта устанавливают микромеханические гироскопы и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577567
Дата охранного документа: 20.03.2016
10.06.2016
№216.015.4665

Способ изготовления ротора электростатического гироскопа

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при производстве электростатических гироскопов. Способ изготовления ротора электростатического гироскопа содержит этапы, на которых: формируют из сплошной заготовки сферическую поверхность ротора, выполняют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586396
Дата охранного документа: 10.06.2016
20.08.2016
№216.015.4bcf

Двухстепенной поплавковый гироскоп

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов. Двухстепенной поплавковый гироскоп содержит корпус с двумя торцевыми крышками, цилиндрическую поплавковую гирокамеру, установленную в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594628
Дата охранного документа: 20.08.2016
Showing 1-10 of 40 items.
10.09.2013
№216.012.68ec

Способ обработки информации в гидроакустической антенне

Использование: изобретение относится к области гидроакустики, а именно к способу обработки информации в гидроакустической антенне. Сущность: рассматривается способ снижения структурной составляющей помехи в сигнале гидроакустического приемника, жестко закрепленного на корпусе антенны,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492507
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.10.2013
№216.012.76fb

Антенный модуль

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при разработке антенн гидроакустических систем и комплексов. Технический результат - снижение мощности отраженной антенной гидроакустической волны и повышение чувствительности гидроакустических датчиков. Антенный модуль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496119
Дата охранного документа: 20.10.2013
10.11.2013
№216.012.7fa9

Способ оценки полного профиля вертикального распределения скорости звука

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при формировании оценки полного профиля вертикального распределения скорости звука (ВРСЗ) по его измеренному в некотором диапазоне глубин фрагменту. Сущность: в способе осуществляется достраивание полного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498354
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.04.2014
№216.012.bd1f

Способ распознавания ложных целей, вызванных собственными помехами подвижного носителя

Изобретение относится к областям гидроакустики и радиолокации и может быть применено в автоматических системах вторичной обработки радиолокационных и гидроакустических станций, установленных на подвижном носителе. В нем рассматривается способ снижения вероятности ложной тревоги за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514154
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.11.2014
№216.013.0b10

Способ получения упругого и звукопоглощающего полимерного материала с термопластичными микросферами

Изобретение относится к технологии изготовления упругих, звукопоглощающих и звукоизолирующих композиций на основе полиуретанов и термопластичных микросфер. Способ получения композиции из полимерного материала и порошкообразного наполнителя содержит процессы смешения компонентов, удаления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534240
Дата охранного документа: 27.11.2014
20.12.2014
№216.013.1078

Бескорпусная гидроакустическая антенна

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к гидроакустическим антеннам, и может быть использовано в гидроакустических донных или опускаемых станциях различного назначения. Задача изобретения - повышение эффективности работы гидроакустических станций. Сущность изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535639
Дата охранного документа: 20.12.2014
27.07.2015
№216.013.6863

Способ обнаружения и сопровождения целей циклически работающей системой наблюдения, состоящей из нескольких разнородных приемных каналов

Изобретение относится к области создания систем наблюдения, состоящих из нескольких разнородных приемных каналов. Существо предлагаемого изобретения состоит в том, что если условию идентичности наблюдаемой и комплексной цели удовлетворяет несколько комплексных целей, то из них выбирается та,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558276
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.05.2018
№218.016.4423

Способ определения координат (пеленга и дистанции) и параметров движения (курса и скорости) морской шумящей цели

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к пассивным способам определения координат (пеленга и дистанции) и параметров движения (курса и скорости) морской шумящей цели (далее КПДЦ) по информации шумопеленгаторных станций (далее ШПС), установленных на подвижных носителях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649887
Дата охранного документа: 05.04.2018
29.05.2018
№218.016.56ff

Способ формирования характеристики направленности плоской, горизонтально расположенной многоэлементной излучающей антенны доплеровского лага

Изобретение относится к области кораблевождения, а именно к способам и устройствам измерения абсолютной скорости судна. Решаемая техническая проблема - уменьшение погрешности измерения собственной скорости судна и увеличение предельной глубины работы лага без увеличения цены и габаритов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655020
Дата охранного документа: 23.05.2018
05.07.2018
№218.016.6c3b

Способ измерения скорости судна доплеровским лагом

Изобретение относится к области кораблевождения, а именно к способам и устройствам измерения абсолютной скорости судна. Решаемая техническая проблема - увеличение надежности и точности работы доплеровского лага без значительного увеличения цены и габаритов аппаратуры. Достигаемый технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659710
Дата охранного документа: 03.07.2018
+ добавить свой РИД