Способ гидролокационного измерения профиля скорости течения водного бассейна

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизить погрешность в определении профиля скорости течения водного бассейна. В водную среду излучают узконаправленным гидролокатором через равные промежутки времени акустические импульсы под углом к горизонтальной плоскости. Принимают рассеянные акустические сигналы (эхосигнапы) и выделяют те из них, амплитуды которых соответствуют фиксированным дальностям лоцирования, и составляют функциональные разрезы амплитуд эхосигналов при фиксированных удапенностях от антенны гидролокатора. По сдвигу максимума взаимно корреляционной функции этих разрезов определяют составляющую скорости течения в плоскости лоцирования. Диапазон исследуемых глубин определяется разностью глубин экстремальных точек дальностей . 1 ил. с S (Л ю со О СО 4 ОЗ

СО103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д11 4 G 01 P 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /".,;

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3884896/24-10 (22) 16.04.85 (46) 15.03.87. Бюл. Ф 10 (72) С. P. Стефанов, В. И. Савагов и Н. П. Виноградская (53) 532.574(088,8) (56) Ионин А, С., Оэмидов P. В. Океанская турбулентность. Л.: Гидромет, 1981, с, 28, (54) СПОСОБ ГИДРОЛОКАЦИОННОГО H3NEPEНИЯ ПРОФИЛЯ СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЯ ВОДНОГО

БАССЕЙНА (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизить погрешность в определении профиля скорости течения водного бассейна, В водную среду излучают узкона„„SU„„1296943 А 1 правленным гидролокатором через равные промежутки времени акустические импульсы под углом к горизонтальной плоскости. Принимают рассеянные акустические сигналы (зхосигналы) и выделяют те из них, амплитуды которых соответствуют фиксированным дальностям лоцирования, и составляют функциональные разрезы амплитуд эхосигналов при фиксированных удаленностях от антенны гидролокатора. По сдвигу максимуиа взаимно корреляционной функции этих разрезов определяют составляющую скорости течения в плоскости лоцирования. Диапазон исследуемых глубин определяется разностью глубин экстремальных точек дальносCQ тей. 1 ил.

l296943 г -?

, sind. (3) где!

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения профиля скорости течения в океане, а также при исследованиях атмосферы и жидких вэвесенесущих сред при различных технологических процессах в тех случаях, когда в движущейся среде содержатся эвукорассеивающие неоднородности.

Цель изобретения — снижение погрешности в определении профиля скорости течения водного бассейна.

Предлагаемый способ заключается в том, что в изучаемую среду с помощью узконаправленного гидролокатора излучают через равные промежутки времени акустические импульсы под углом к горизонтальной плоскости, затем принимают и записывают рассеянные акустические сигналы (эхосигналы).

Иэ множества амплитуд эхосигнапов выделяют те, которые соответствуют фиксированной дальности лоцирования, т.е. удаленности от антенны гидролокатора r, и составляют последовательность fr (t) которая может рассматриваться как функциональный разрез амплитуд эхосигналов при фиксированном r, . Аналогично составляют вторую реализацию fr {t) для дальности

rc °

Из полученных реализаций строят взаимно корреляционную функцию К (!-;), Сдвиг 7., максимума корреляционной функции от начала координат определяет время прохождения рассеивателями

r -г, пути 7. 2 —.— (на чертеже это rosins ризонтальный размер заштрихованной области) . Отсюда находят составляю-!

0 щую скорости течения в плоскости лоцирования по формуле

f5 Эта скорость относится к диапазону глубин aZ который определяется разностью глубин наиболее глубокой точки дальности r, и наименее глубокой точки дальности г

20 дZ=r, сов(а- /2)-r, cos(s+y/2) (2) При выбранной дальности r„, вторая дальность r должна удовлетворять ус2

25 ловию

cos Ы-М/2) ? =г — - -" — -- — и Z

cos (к+ !/2) О< аЕ с r, v sine.. (4) На чертеже изображен узконаправленный гидролокатор в точке О с шириной диаграммы направленности Ч, излучающий в среду акустические импульсы под углом d. к вертикали и принимающий рассеянные в обратном направлении сигналы. Сигналы записываются на эхограмму и параллельно в память ЗВМ или на магнитную ленту.

Выбранным дальностям r, соответствуют диапазоны глубин аЕ =

=r, М sinai(vc<.,? ) . .Если эти диапазоны глубин ьЕ1 .и лЕ содержит общую

2 часть лЕ )О (на чертеже это толщина заштрихованной области), то сигналы, полученные с дальностей r„è

r, содержат кор р елиро ванную со ставляющую, обусловленную рассеивателями из диапазона дЕ. Одни и те же рассеиватели из этого диапазона дают вначале вклад в сигнал, регистрируемый с дальности г (при направлении

2 течение на чертеже справо налево), а затем через время, определяемое скоростью течения U, в сигнал с дальности r,, Неравенства (4) обеспечивают наличие коррелированной составляющей в реализациях (кЕ >0 ), а также выпол35 некие условия г ф r< (г > r ), (Разрешение по глубине aZ можно изменять в пределах, укаэанных в (4), не влияя на точность определе4Q ни я скор О сТН ф

В то время точность определения скорости зависит от точности нахождения сдвига, максимума корреляци.онной функции, т.е. от длины выбира45 емых реализаций. В данном случае увеличение длины реализаций достигается увеличением числа излучаемых акустических импульсов и не связано с разрешением по глубине.

Для получения вертикального профиля скорости течения поступают следующим образом.

Выбирают пары дальностей r u r

1 2 связанные условием (3), где величи55 ну аЕ задают исходя из требуемого разрешения по глубине в пределах, определяемых неравенствами (4), Записывают эхосигналы с этих дальностей в течение времени, определяемо96943

Формула изобретения

f5 где U

r u z

20 г, cog(«+ Ф/г) г cw(- y(z) Составитель Б, Шеин

Редактор Н. Киштулинец Техред А.Кравчук Корректор Е. Рошко

Заказ 772/47 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, .Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

3 12

ro требованием точности измерения скорости.

Проделав указанные вычисления, определяют по формуле (1) усредненную по диапазону глубин aZ скорость

U, Укаэанные операции проводят последовательно во всем изучаемом диапазоне глубин.

Способ гидролокационного измерения профиля скорости течения водного бассейна, заключающийся в том, что в водную среду излучают акустические импульсы с узкой диаграммой направленности под углом к горизонтальной плоскости и записывают эхосигналы, затем определяют составляющую скорости течения в плоскости лоцирования по максимуму взаимно корреляционной функции двух функциональных разреI зов амплитуд эхосигналов, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения погрешности, акустические импульсы излучают через равные промежутки времени, первый и второй функциональный разрез амплитуды эхосигналов формируют из значений амплитуд эхосигналов с разными дальностями лоцирования для всей совокупности

f0 имеющихся эхосигналов, а составляющую скорости течения определяют по формуле

2(r -r )

11 л т.,sine, составляющая скорости течения в плоскости лоцирования; дальности лоцирования; сдвиг максимума взаимно корреляционной функции от начала координат; угол лоцирования.