Способ измерения глубин и эхолот для его осуществления



Способ измерения глубин и эхолот для его осуществления
Способ измерения глубин и эхолот для его осуществления
Способ измерения глубин и эхолот для его осуществления

Владельцы патента RU 2614854:

Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт" (ОАО "ГНИНГИ") (RU)

Изобретение относится к локационным способам и средствам измерения глубин морских акваторий с помощью эхолотов. Способ определения расстояния от объекта до источника электромагнитного поля путем излучения электромагнитного поля звукового диапазона в направлении дна, приема отраженного сигнала, измерения промежутка времени между моментом излучения до момента приема сигнала и вычисления по полученным результатам глубины посредством эхолота, в котором дополнительно измеряют скорость звука в диапазоне 1400-1600 м/с, с разрешением 0,001 м/с на горизонте установки излучателя и приемной антенны, а также на n-горизонтах по глубине в фиксированных точках, включая придонный горизонт, посредством профилографа скорости звука, установленного на автономном аппарате типа «SONOBOT», при этом также измеряют температуру воды, гидростатическое давление в диапазоне 10, 50, 100, 300 и 600 бар и электропроводность в тех же фиксированных точках, в которых измеряют скорость звука. Эхолот для осуществления способа определения глубин в точке облучения дна, содержащий излучатель, приемник для приема отраженного от дна сигнала, измеритель длительности, опорный генератор и вычислитель с регистратором, при этом выходы излучателя, приемника и опорного генератора подключены к входам измерителя длительности, выход которого подключен к вычислителю, антенна приемника эхолота подключена к измерителю длительности, снабженному дискриминатором особых точек сигнала, а частотой опорного генератора управляют в зависимости от измеряемой глубины и требуемой точности ее измерений, дополнительно содержит блок выработки поправок на скорость звука на n-горизонтах с учетом гидростатического давления, температуры, электропроводности и солености на n-горизонтах. Техническим результатом является повышение достоверности измерения глубин посредством эхолота. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к локационным способам и средствам измерения глубин морских акваторий с помощью эхолотов.

Эхолокация дна моря относится к виду локационных измерений, в которых излучаемое «наблюдателем» электромагнитное поле звукового диапазона воздействует на объект наблюдения и, отражаясь от поверхности дна, возвращается к «наблюдателю». Наблюдатель по измерению времени, затраченному на перемещение сигнала между наблюдателем и поверхностью дна, и оценке скорости распространения звуковых колебаний в воде вычисляет расстояние между ними. Использование ряда измерителей, находящихся на известной базе, или сканирующего излучателя позволяет измерять глубины, расположенные на траверсе движения судна по ширине облучения (И.И. Федоров. Эхолоты и другие гидроакустические средства. Курс кораблевождения. Книга 4. Л.: Упр. Начальника гидрографической службы ВМФ. 1960 г. - 360 с. [1], А.А. Хребтов. Судовые эхолоты. Л.: Судостроение. 1982. - 232 с. [2], В.И. Каевицер и др. «Дистанционные акустические измерения плотности трехмерной среды на основе фазовых измерений эхосигналов // VI Российская научно-техническая конференция «Современное состояние и проблемы навигации и океанографии» НО-2007, с. 335-338 [3], авторское свидетельство SU №1829019 А1, 23.07.1993 [4], авторское свидетельство SU №472315 А1, 30.05.1975 [5], патент RU №2272303 С1, 20.03.2006 [6], патент CN №2852285 Y, 27.12.2006 [7], патент JP №6300840 А, 28.10.1994 [8]).

Модель измерения глубин по результатам измерений времени рассматривается в системе координат Декарта XYZ, численное решение которой выполняется итерационными способами, один из которых интерферометрический [3]. Это указывает на то, что существующие модели локационных измерений используют ряд допущений, вызывающих трансформируемые погрешности, а существующие способы локационных измерений, построенные на этих моделях, являются приближенными.

Метрическое обеспечение измерений глубин строится на выделении отдельных точек-глубин под судном, соединении их прямыми линиями с излучателем-приемником и их масштабировании. Однако перед выполнением этих операций необходимо доказать, что реальная линия движения электромагнитного поля, соединяющая указанные точки, является прямой. Это положение не доказывается, а допускается, что приводит к первой трансформируемой методической погрешности измерений.

Вторая методическая погрешность измерения глубин связана со скоростью прохождения звука в слоях воды [1]. Для определения скорости звука в слоях воды используют специальное устройство, выполняющее дискретные измерения в отдельных точках на площади съемки. Однако скорость распространения звука в воде зависит от времени и координат. Поэтому разнесение по времени и пространству определений глубины и скорости звука не исключает погрешность и не устраняет ее зависимость от времени и координат, а только уменьшает ее. Это вторая трансформируемая погрешность.

Известен эхолот [1, 2] для осуществления способа определения глубин в точке облучения дна, содержащий излучатель поля по заданным направлениям, приемник для приема отраженного от дна сигнала, измеритель длительности сигнала, опорный генератор и вычислитель с регистратором, при этом выходы излучателя, приемника и опорного генератора подключены к входам измерителя длительности, выход которого подключен к вычислителю.

Основным недостатком известного способа измерения глубин и эхолота является недостаточно высокая точность, обусловленная изменениями скорости распространения электромагнитного поля из-за влияния среды и ограничений угла сканирования пространства из-за роста погрешности боковых измерений. В результате погрешность определения расстояния от объекта до источника электромагнитного поля при использовании известных способа и эхолота достигает величин, превышающих требования. Ограничения по углу сканирования пространства уменьшает производительность и увеличивает стоимость промерных работ.

Известны также технические решения, направленные на повышение точности измерения глубин посредством эхолота.

В известном решении (патент RU №2241242 С1, 27.11.2004 [9]) задачей изобретения является повышение точности измерения за счет снижения погрешностей, обусловленных шумами и конечным значением крутизны фронта эхо-сигнала.

Для решения поставленной задачи в эхолот, содержащий последовательно соединенные микроконтроллер, передатчик, приемник и аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с микроконтроллером, а также электроакустический преобразователь, подключенный к передатчику и приемнику, и дисплей, вход которого подключен к микроконтроллеру, введены блок временной автоматической регулировки усиления, вход которого соединен с микроконтроллером, а передатчик выполнен со ступенчатой регулировкой мощности, вход регулировки которой подключен к микроконтроллеру, приемник выполнен с двумя входами регулировки усиления, первый вход регулировки, обеспечивающий ступенчатую регулировку усиления, подключен к микроконтроллеру, а второй вход регулировки подключен к выходу блока временной автоматической регулировки усиления.

Задачей также известного технического решения является расширение эксплуатационных возможностей эхолокационной системы, использующей генератор зондирующих сигналов (патент RU №2362184 С1, 20.07.2009 [10]).

При этом технический результат изобретения заключается в том, что генератор зондирующих сигналов вырабатывает радиоимпульсы (зондирующие сигналы) с постоянной начальной фазой.

Для чего в генератор зондирующих сигналов, содержащий синхронизатор, импульсный генератор, генератор синусоидального сигнала, аналоговый ключ и усилитель мощности, при этом выход синхронизатора соединен с входом импульсного генератора, выход генератора синусоидальных колебаний - с аналоговым ключом, а его выход - с входом усилителя мощности, дополнительно введены компаратор и D-триггер, D-вход триггера соединен с выходом импульсного генератора, С-вход с выходом генератора синусоидального сигнала, выход триггера соединен с управляющим входом аналогового ключа.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение (патент RU №2523101 С2, 20.07.2014 [11]), является обеспечение универсальности закона ВАРУ (временной автоматической регулировки усиления), а также повышение помехозащищенности и надежности эхолота и расширение его функциональных возможностей за счет возможности привязки результатов измерения к географическим координатам места его применения.

При этом технический результат достигается тем, что в известный эхолот введены приемник сигналов спутниковых радионавигационных систем, выход которого соединен с третьим входом ЭВМ, усилитель мощности, вход которого соединен с третьим выходом ЭВМ, и переключатель «прием-передача», вход которого соединен с выходом усилителя мощности, вход-выход - с входом-выходом электроакустического преобразователя, управляющий вход - с четвертым выходом ЭВМ, а выход - с сигнальным входом приемника акустических эхо-сигналов, при этом приемник акустических эхо-сигналов выполнен с одним входом управления.

Для достижения технического результата в известный эхолот, содержащий электронно-вычислительную машину (ЭВМ), устройство отображения информации (дисплей), вход которого соединен с первым выходом ЭВМ, электроакустический преобразователь, приемник акустических эхо-сигналов, вход управления которого соединен со вторым выходом ЭВМ, и аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходом приемника акустических эхо-сигналов, а выход соединен с первым входом ЭВМ, введены приемник сигналов спутниковых радионавигационных систем, выход которого соединен со вторым входом ЭВМ, усилитель мощности, вход которого соединен с третьим выходом ЭВМ, и переключатель «прием-передача», вход которого соединен с выходом усилителя мощности, вход-выход - с входом-выходом электроакустического преобразователя, управляющий вход - с четвертым выходом ЭВМ, а выход - с сигнальным входом приемника акустических эхо-сигналов, при этом приемник акустических эхо-сигналов выполнен с одним входом управления.

Известные технические решения [9-11] обеспечивают повышение точности измерения глубины за счет усовершенствования отдельных схемных решений, однако эти нововведения не позволяют уменьшить погрешности, обусловленные нелинейностью измеряемой водной среды, а также уменьшить ограничения по углу сканирования эхолота.

Решаемой задачей также известного технического решения (патент RU №2431154 С1, 10.10.2011 [12]) является повышение точности измерения глубин при снятии ограничений по углу сканирования эхолота.

Решение данной задачи достигается тем, что в известном способе определения расстояния от объекта до источника электромагнитного поля путем излучения электромагнитного поля звукового диапазона в направлении дна, приема отраженного сигнала, измерения промежутка времени между моментом излучения до момента приема сигнала и вычисления по полученным результатам глубины измеряют промежутки времени приема сигнала в двух точках, расположенных на известном отстоянии по вертикали, фиксируя их по двум любым совпадающим отличиям в форме сигналов, например экстремальным значениям, а глубину (Н) вычисляют по формуле:

где Н - глубина точки облучения дна от первого измерителя;

d - отстояние по вертикали между точками измерений;

t1, t2 - промежутки времени между моментом излучения до момента приема сигналов в точках измерений по совпадающим отличиям в форме сигналов, а эхолот для реализации способа содержит излучатель поля по заданным направлениям, приемник, для приема отраженного от дна сигнала, измеритель длительности между излучением и приемом сигнала, опорный генератор и вычислитель с регистратором, при этом выходы излучателя, приемника и опорного генератора подключены к входам измерителя длительности, выход которого подключен к вычислителю, приемник снабжен двумя антеннами, расположенными по вертикали на известной базе d и подключенными к измерителю длительности, снабженному дискриминатором особых точек сигнала, база приемных антенн установлена вертикально на стабилизированной платформе, а частотой опорного генератора управляют в зависимости от измеряемой глубины и требуемой точности ее измерений по формуле:

где F - частота опорного генератора;

V - средняя скорость распространения звука в воде;

Н, Δ - глубина и требуемая погрешность ее измерения.

Данный способ реализуется посредством эхолота, который содержит излучатель, приемный блок, блок измерения длительности, опорный генератор, вычислительный блок с регистратором.

При этом выходы излучателя, приемного блока и опорного генератора подключены к входам блока измерения длительности, выход которого подключен к входу вычислителя для определения глубины в точке падения луча излучателя электромагнитного поля.

Излучатель выполнен в виде элемента, допускающего излучение электромагнитного поля заданного частотного диапазона, требуемой мощности, с требуемой диаграммой направленности в заданном плоскостном, сканирующем угле. Излучатель установлен в известном положении относительно базы приемного устройства, а его выход подключен к блоку измерения длительности.

Приемный блок выполнен в виде жесткой базы, заданной по вертикали длины d, на концах которой закреплены приемные антенны, например магнитострикционные. База закреплена на стабилизированной в горизонте платформе, в качестве которой может быть использован карданов подвес. Выходы антенн соединены с приемоизмерительным блоком, выход которого подключен к блоку измерения длительности.

Блок измерения длительности включает устройство линейной развертки и дискриминатор.

Такое решение задачи позволяет если не полностью исключить первую методическую трансформируемую погрешность, то существенно ее уменьшить.

Однако и известное техническое решение [12] не позволяет уменьшить погрешности, обусловленные нелинейностью измеряемой водной среды, ввиду того, что для вычисления глубин используют усредненную скорость распространения звука в воде по всему горизонту и площади измерений, несмотря на использование двух разнесенных по вертикали на заданное расстояние приемных антенн.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение достоверности измерения глубин посредством эхолота.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе определения расстояния от объекта до источника электромагнитного поля путем излучения электромагнитного поля звукового диапазона в направлении дна, приема отраженного сигнала, измерения промежутка времени между моментом излучения до момента приема сигнала и вычисления по полученным результатам глубины посредством эхолота, дополнительно измеряют скорость звука в диапазоне 1400-1600 м/с, с разрешением 0,001 м/с на горизонте установки излучателя и приемной антенны, а также на n-горизонтах по глубине в фиксированных точках, включая придонный горизонт, посредством профилографа скорости звука, установленного на автономном аппарате типа «SONOBOT», при этом также измеряют температуру воды, гидростатическое давление, электропроводность и соленость морской воды в тех же фиксированных точках, в которых измеряют скорость звука, а в эхолот для осуществления способа определения глубин в точке облучения дна, содержащий излучатель, приемник для приема отраженного от дна сигнала, измеритель длительности, опорный генератор и вычислитель с регистратором, при этом выходы излучателя, приемника и опорного генератора подключены к входам измерителя длительности, выход которого подключен к вычислителю, антенна приемника эхолота подключена к измерителю длительности, снабженному дискриминатором особых точек сигнала, а частотой опорного генератора управляют в зависимости от измеряемой глубины и требуемой точности ее измерений, введен блок выработки поправок на скорость звука на n-горизонтах, соединенный с профилографом скорости звука и датчиками измерения гидростатического давления, температуры, электропроводности и солености на n-горизонтах, информационно соединенный с вычислителем.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом (фигура), на котором приведена структурная блок-схема эхолота.

Эхолот содержит излучатель 1, приемный блок 2, блок измерения длительности 3, опорный генератор 4, вычислительный блок с регистратором 5.

При этом выходы излучателя 1, приемного блока 2 и опорного генератора 4 подключены к входам блока измерения длительности 3, выход которого подключен к входу вычислителя 5 для определения глубины в точке падения луча излучателя электромагнитного поля.

Излучатель выполнен в виде элемента, допускающего излучение электромагнитного поля заданного частотного диапазона, требуемой мощности, с требуемой диаграммой направленности в заданном плоскостном, сканирующем угле. Излучатель установлен в известном положении относительно базы приемного устройства, а его выход подключен к блоку измерения длительности 3.

Приемный блок 2 содержит приемную антенну 6, например магнитострикционную. Выход антенны 6 соединен с приемоизмерительным блоком 2, выход которого подключен к блоку измерения длительности 3.

Блок измерения длительности 3 включает устройство линейной развертки 7 и дискриминатор 8. Вычислитель 5 соединен с выходом блока 9 выработки поправок на скорость звука на n-горизонтах, соединенный своими входами с профилографом скорости звука 10 и датчиками гидростатического давления 11, температуры 12, электропроводности 13 и солености 14 на n-горизонтах, установленных на автономном аппарате 15 типа «SONOBOT», который выполнен с возможностью погружения и всплытия и соединен гидроакустическим каналом связи с носителем (судном) 16 эхолота. Позицией 17 показано морское дно.

При промышленной реализации применены следующие измерительные датчики.

Профилограф скорости звука в диапазоне 1400-1600 м/с, с разрешением 0,001 м/с и точностью ±0,3 м/с. Диапазон измерения температуры от -5 до 35 град С, точность ±0,01 град С, давление в диапазоне 10, 50,100, 300 или 600 бар.

Датчик электропроводности - индуктивная ячейка.

Датчик температуры - термистор. Датчик давления - прецизионный кремний. Программное обеспечение DataLog Express Windows для выбора режимов работы, скачивания и отображения данных.

Измерения проводятся в фиксированной точке, а также путем профилирования по глубине (вертикали).

Автономный аппарат представляет собой аппарат для гидрографических измерений типа «SONOBOT» (www.GEO-DV.de) и управляется с судна 16 по гидроакустическому каналу связи.

Эхолот работает следующим образом.

Электромагнитное поле звукового диапазона излучается в заданном направлении, заданном плоскостью сканирования Z0Y. В момент посылки сигнала излучатель 1 выдает сигнал в блок измерения длительности 3.

Электромагнитное поле, воздействуя на поверхность дна, отражается. При этом из-за различных свойств грунта форма отраженного сигнала искажается. Отраженный сигнал может распространяться по любой произвольной траектории к приемной антенне 6. Траектории движения лучей, отраженных от дна и идущих к антенне 6, могут быть произвольными, но они имеют две составляющие по осям Y и Z.

Излучение электромагнитного поля в направлении дна осуществляется импульсами, а отраженный сигнал имеет множество искажений, вызванных особенностями облучаемой поверхности. При этом передний фронт отраженного импульса не всегда характерно выражен. В блоке измерения длительности 3 принимаемые сигналы с помощью устройства линейной развертки 7 отображаются на линии развертки совместно с метками опорного генератора. Если принимаемые антенной 6 сигналы

совпадают по форме и отличаются только временем прихода, то дискриминатор 8 выделяет их характерные особые точки, которые служат границами прихода сигналов, например, методом их дифференцирования.

В процессе измерения глубины, посредством эхолота, также измеряют скорость звука в диапазоне 1400-1600 м/с, с разрешением 0,001 м/с на горизонте установки излучателя и приемной антенны, а также на n-горизонтах по глубине в фиксированных точках, включая придонный горизонт, посредством профилографа скорости звука, установленного на автономном аппарате типа «SONOBOT», при этом также измеряют температуру воды, соленость, гидростатическое давление в диапазоне 10, 50, 100, 300 и 600 бар и электропроводность в тех же фиксированных точках, в которых измеряют скорость звука. Измеренные параметры по гидроакустическому каналу связи между автономным аппаратом 15 и носителем (судном) 16 эхолота поступают на блок 9 выработки поправок на скорость звука на n-горизонтах, в котором рассчитывается скорость звука с учетом температуры воды, солености, гидростатического давления, электропроводности в тех же фиксированных точках, в которых измеряют скорость звука.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы стандартные устройства, оборудование и приспособления, используемые для измерения электромагнитных полей.

Источники информации

1. И.И. Федоров. Эхолоты и другие гидроакустические средства. Курс кораблевождения. Книга 4. Ленинград: Упр. Начальника гидрографической службы ВМФ. 1960 г. - 360 с.

2. А.А. Хребтов. Судовые эхолоты. Л.: Судостроение. 1982. - 232 с.

3. В.И. Каевицер и др. «Дистанционные акустические измерения плотности трехмерной среды на основе фазовых измерений эхосигналов // VI Российская научно-техническая конференция «Современное состояние и проблемы навигации и океанографии» НО-2007, с. 335-338.

4. Авторское свидетельство SU №1829019 А1, 23.07.1993.

5. Авторское свидетельство SU №472315 А1, 30.05.1975.

6. Патент RU №2272303 С1, 20.03.2006.

7. Патент CN №2852285 Y, 27.12.2006.

8. Патент JP №6300840 А, 28.10.1994.

9. Патент RU №2241242 С1, 27.11.2004.

10. Патент RU №2362184 С1, 20.07.2009.

11. Патент RU №2523101 С2, 20.07.2014.

12. Патент RU №2431154 С1, 10.10.2011.

1. Способ определения расстояния от объекта до источника электромагнитного поля путем излучения электромагнитного поля звукового диапазона в направлении дна, приема отраженного сигнала, измерения промежутка времени между моментом излучения до момента приема сигнала и вычисления по полученным результатам глубины посредством эхолота, отличающийся тем, что дополнительно измеряют скорость звука в диапазоне 1400-1600 м/с, с разрешением 0,001 м/с на горизонте установки излучателя и приемной антенны, а также на n-горизонтах по глубине в фиксированных точках, включая придонный горизонт, посредством профилографа скорости звука, установленного на автономном аппарате типа «SONOBOT», при этом также измеряют температуру воды, гидростатическое давление в диапазоне 10, 50, 100, 300 и 600 бар и электропроводность, соленость в тех же фиксированных точках, в которых измеряют скорость звука.

2. Эхолот для осуществления способа определения глубин в точке облучения дна, содержащий излучатель, приемник для приема отраженного от дна сигнала, измеритель длительности, опорный генератор и вычислитель с регистратором, при этом выходы излучателя, приемника и опорного генератора подключены к входам измерителя длительности, выход которого подключен к вычислителю, антенна приемника эхолота подключена к измерителю длительности, снабженному дискриминатором особых точек сигнала, а частотой опорного генератора управляют в зависимости от измеряемой глубины и требуемой точности ее измерений, отличающийся тем, что в эхолот введен блок выработки поправок на скорость звука на n-горизонтах с учетом гидростатического давления, температуры, электропроводности и солености на n-горизонтах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиолокации и предназначено для построения обзорных радиолокационных станций с цифровыми антенными решетками. Достигаемый технический результат - уменьшение времени обзора и повышение точности измерения координат объектов.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для повышения вероятности обнаружения целей. Достигаемый технический результат - снижение уровня боковых лепестков корреляционной функции для любых зондирующих сигналов при априорно неизвестных характеристиках приемо-передающего тракта.

Изобретение относится к области радиосвязи. Техническим результатом является повышение надежности классификации движущихся транспортных средств, а также обеспечение возможности одновременно классифицировать несколько транспортных средств.

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации.

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации.

Изобретение относится к устройствам ближней радиолокации и предназначено главным образом для обнаружения низколетящей сосредоточенной цели или плавательных средств на фоне сигналов, отраженных от распределенной морской поверхности и образованных облучением этой поверхности радиосигналом радиолокатора.

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к системам безопасности мостов. Технический результат - обеспечение защиты моста со стороны акватории и контроль ситуации на мостах большой протяженности.

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации.

Изобретение относится к области техники электрических измерений и может быть использовано при изучении распространения микроволн на открытых атмосферных трассах. В основу изобретения поставлена задача увеличения точности измерения флуктуации набега фаз и углов прихода микроволн, при исследовании их распространения от одной точки измерительной трассы к другой.

Способ увеличения дальности действия и увеличения точности измерения расстояния системы радиочастотной идентификации и позиционирования может быть использован, например, при идентификации управлении движением подвижных объектов. Новым в способе измерения дальности является использование в измерительной станции двух антенн круговой поляризации, работающих одна на излучение, другая на прием.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к радиолокационным измерениям, и может быть использовано при создании радиолокационных измерительных комплексов. Достигаемый технический результат - повышение точности оценки радиолокационных характеристик (РЛХ) объекта. Указанный результат достигается за счет того, что устройство содержит передатчик, приемник, поворотную платформу с объектом измерений, N-элементную передающую антенну, М-элементную приемную антенну, привод приемной антенны, блок оценки РЛХ, блок компенсации паразитных сигналов, переключатель элементов передающей антенны, переключатель элементов приемной антенны, при этом перечисленные средства соединены между собой определенным образом, а передатчик и приемник выполнены Р-канальными по частоте с возможностью выбора р-й частоты. 2 ил.

Изобретение относится к системе взимания платы за проезд. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности контроля проезжающих транспортных средств за счет размещения антенной системы вдоль продольного направления контролирующего транспортного средства. Контролирующее транспортное средство (9) для системы (1) взимания платы за проезд содержит по меньшей мере один приемопередатчик (12, 21, 22) стандарта DSRC и по меньшей мере две антенные системы (13, 14, 19), разнесенные друг от друга на расстояние (а) вдоль продольного направления контролирующего транспортного средства (9), для опроса одного и того же проезжающего бортового устройства (7). 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационных системах с зондирующими сигналами, кодированными по фазе (фазокодоманипулированными сигналами), для измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта за счет устранения влияния боковых лепестков сигналов, сжатых согласованными фильтрами, а также за счет устранения влияния взаимно корреляционных составляющих, обусловленных прохождением сигналов через несогласованные фильтры. Технический результат достигается тем, что в способе измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта при зондировании на одной несущей частоте на ортогональных поляризациях одновременно излучают соответствующие ортогональные по структуре радиосигналы, затем принимают одновременно все ортогонально поляризованные составляющие отраженных от объекта радиосигналов, выходные радиосигналы каждого соответствующего по поляризации канала приемника подают на фильтры, каждый из которых согласован с одним из излученных радиосигналов, измерение осуществляют за два или более периода зондирования, при этом в качестве излучаемых радиосигналов на ортогональных поляризациях используют пару сигналов, кодированных дополнительными последовательностями, которые изменяют от периода к периоду зондирования таким образом, что обе дополнительные последовательности разворачиваются, а одна из них кроме этого инвертируется, затем сжатые согласованными фильтрами в каждом из периодов зондирования радиосигналы объединяют и по параметрам объединенных радиосигналов определяют соответствующие элементы поляризационной матрицы рассеяния объекта. 1 ил.

Изобретение относится к радиолокации и предназначено для построения обзорных радиолокационных станций с цифровыми антенными решетками. Достигаемый технический результат - уменьшение времени обзора и повышение точности измерения координат объектов. Согласно способу, в каждом азимутальном положении диаграммы направленности в режиме передачи цифровая антенная решетка формирует веерную передающую диаграмму направленности в угломестной плоскости, в режиме приема принимаемые отраженные сигналы с выходов антенных элементов представляются в виде цифровых отсчетов, из которых путем взвешенного суммирования формируется приемная многолучевая в угломестной плоскости диаграмма направленности с лучами игольчатой формы, при этом соседние лучи перекрываются по уровню половинной мощности, при обнаружении объектов, измерении их дальности и угломестной координаты используется моноимпульсный метод обработки сигналов каждой из соседних пар приемных лучей, при этом азимутальной координатой обнаруженных объектов является текущее азимутальное положение диаграммы направленности. При вращении антенной системы поддерживают постоянство азимутального положения передающей и приемной диаграмм направленности путем их электронного сканирования в направлении, противоположном ходу вращения антенной системы, до тех пор, пока угловой сдвиг антенной не достигнет величины Δθобз., после чего осуществляют скачкообразное перемещение передающей и приемной диаграмм направленности путем их электронного сканирования в следующее азимутальное положение, отличающееся от предыдущего на угол Δθобз. по ходу вращения антенной системы. 4 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС), в которых в качестве антенны используется активная фазированная антенная решетка. Достигаемый технический результат - одновременное осуществление приема и излучения зондирующего сигнала на разных угловых позициях путем раздельной перестройки диаграммы направленности антенны (ДНА) на прием и передачу. Указанный результат достигается за счет того, что формируют передающую и приемную диаграммы направленности антенны, излучают зондирующие сигналы в виде пачки импульсов, принимают отраженные от целей импульсы, при этом на время излучения зондирующих импульсов запирают приемные каналы приемо-передающих модулей активной фазированной антенной решетки, при этом приемную и передающую ДНА формируют независимо друг от друга активной фазированной антенной решеткой, а после излучения зондирующих импульсов перемещают передающую ДНА в следующую угловую позицию, а приемную ДНА оставляют на предыдущей угловой позиции до момента приема всех отраженных от цели импульсов излученной пачки, после чего перемещают приемную ДНА в следующую угловую позицию, повторяют описанную последовательность действий для необходимого количества угловых позиций. 1 ил.

Изобретение относится к способам обработки сверхширокополосных сигналов (СШС) с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) в радио и акустических системах локации, навигации и связи при наличии искажений этих сигналов за счет нелинейности фазочастотных характеристик приемопередающих трактов и канала распространения. Технический результат состоит в осуществлении компенсации фазовых искажений ЛЧМ. Для этого принятый входной сигнал сначала умножают на опорный сигнал, согласованный с сигналом передатчика, с образованием двух квадратурных каналов, затем в каждом квадратурном канале всех N дальностных каналов осуществляют обработку, согласованную с пачками из подымпульсов, формируя матрицу комплексных сигналов в виде двух квадратурных составляющих и далее, исходя из матрицы S, осуществляют оценку фазовых искажений Δψko в каждом подымпульсе и эти поправки вносят в соответствующие по номеру сигнала подымпульсов всех каналов, которые затем в каждом дальностном канале суммируют, формируя результирующие N комплексных выборок выходного сигнала. 6 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для обнаружения, сопровождения и получения координатной и некоординатной информации о ракетах-носителях и космических аппаратах в секторе электронного сканирования (СЭС), оценки помеховой обстановки в СЭС, а также обобщения информации о целевой и помеховой обстановке, полученной в активном и пассивном режимах функционирования. Достигаемый технический результат – обеспечение работы радиолокационной станции (РЛС) в непрерывном режиме, что позволяет максимально использовать ее временные и энергетические ресурсы, и возможность одновременного сопровождения и обнаружения объектов наблюдения в разных угловых направлениях за счет возможности приема и излучения сигналов в разных угловых направлениях, а также повышает надежность РЛС как в рабочем положении, так и при ее транспортировке. Указанный результат достигается за счет того, что мобильная радиолокационная станция включает в себя две раздельные антенные системы, приемную и передающую, представляющие собой цифровые активные фазированные решетки, расположенные на транспортных средствах, имеющих возможность размещения на удалении друг от друга, и систему управления, обработки и отображения информации, включающую в себя средства формирования диаграмм направленности и цифровой обработки и формирования сигналов на передачу и на прием, при этом каждая из антенных систем снабжена кожухом, состоящим из двух частей, каждая из которых выполнена с силовыми ребрами и опорами, имеющих возможность перемещения во взаимно противоположных направлениях до упора опор в поверхность, на которой расположено соответствующее транспортное средство. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к обзорным радиолокационным станциям (РЛС), конкретно к РЛС кругового обзора со стационарными антеннами, и может быть использовано в системах контроля и управления воздушным движением (УВД). Достигаемый технический результат - повышение производительности при одновременном увеличении дальности действия. Указанный результат достигается за счет того, что РЛС кругового обзора содержит секторную антенну кругового обзора, включающую четыре секторные антенны метрового диапазона электромагнитных волн, установленные по периметру правильного многоугольника, в центре которого установлены кабина управления и обработки радиолокационных сигналов, а также радиостанция цифровой связи и передачи данных и наземный радиозапросчик «свой-чужой». Средства, входящие в состав РЛС кругового обзора, определенным образом выполнены и взаимосвязаны между собой. 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к способам определения эффективной площади рассеяния (ЭПР) объектов, и может быть использовано для расчета эффективной площади рассеяния летательных аппаратов в полете штатными средствами радиолокационных станций. Достигаемый технический результат – повышение точности определения ЭПР воздушных объектов (ВО). Указанный результат достигается за счет того, что облучают зондирующим сигналом ВО, принимают отраженный сигнал, измеряют мощность излучаемого сигнала, дальность до воздушного объекта, при определении значения ЭПР ВО для их классификации по критериям размерности «большая», «средняя», «малая» измеряют значение угла горизонтального ракурса ВО, измеряют амплитуду принятого сигнала, сравнивают амплитуду принятого сигнала с заранее заданным порогом, при превышении амплитудой принятого сигнала заранее заданного порога, записывают в запоминающее устройство измеренные значения мощности излучаемого сигнала, дальности до ВО, угла горизонтального ракурса ВО, амплитуды принятого сигнала, затем повторяют указанные выше операции до накопления в запоминающем устройстве массива, состоящего не менее чем из пяти измеренных значений мощности излученного сигнала, дальности до ВО, угла горизонтального ракурса ВО и амплитуды принятого сигнала, рассчитывают массив значений ЭПР ВО для каждого из запомненных измерений по определенной формуле, при этом, используя полученный массив значений ЭПР ВО и измеренный массив значений угла ракурса ВО, находят минимальное и максимальное значения углов ракурса ВО, определяют диапазон изменения угла горизонтального ракурса, затем определяют среднее значение ЭПР ВО в измеренном диапазоне углов горизонтального ракурса, после чего на основании полученного значения ЭПР проводят классификацию цели по заранее заданным критериям отнесения объекта к классам размерности «большая», «средняя», «малая». 1 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при радиолокационном обзоре заданной зоны с помощью мобильных радиолокационных станций кругового обзора с антенной в виде одномерной фазированной антенной решетки с электронным управлением лучом по углу места и механическим вращением по азимуту. Достигаемый технический результат - уменьшение затрат временных и энергетических ресурсов на осмотр области зоны обзора с большими углами места при сохранении обнаружения целей и сопровождения их траекторий в этой области. Указанный результат достигается за счет того, что заданную зону обзора по азимуту делят на азимутальные сектора с постоянными границами, в каждом из которых независимо от других секторов осуществляют осмотр одной из двух частей зоны обзора, которые рассчитывают частично перекрывающимися в плоскости дальность - угол места, в каждом азимутальном секторе текущего периода обзора осуществляют выбор части зоны обзора для осмотра этого азимутального сектора на следующем периоде обзора в зависимости от положения сопровождаемых траекторий целей. 5 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-07-23 2017-04-12T00:54:53
Наверх