Способ определения расстояния до дна и устройство для его осуществления

 

Использование: в гидроакустических навигационных приборах. Сущность изобретения: регулируемую временную задержку находят по минимуму сравнения дополнительной функции, обратно пропорциональной квадрату коэффициента взаимном корреляционной функции излученного и oтраженного сигналов с единичным значением. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики, в частности к гидроакустическим навигационным приборам.

Известно техническое решение для определения расстояния до дна, выбранное в качестве ближайшего аналога.

Недостатком его является недостаточная точность.

Сущность изобретения заключается в замене операции поиска значения регулируемой временной задержки по максимуму коэффициента взаимной корреляционной функции /ВКФ/, отраженного и задержанного сигналов на операцию поиска данной задержки по минимуму сравнения с единичным значением дополнительно определенной функции, обратно пропорциональной квадрату значения вычисленной ВКФ.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения расстояния до дна, содержащем излучение сигнала в сторону дна, прием отраженного сигнала, вычисление коэффициента взаимной корреляционной функции задержанного излученного и отраженного сигналов и определение расстояния до дна путем умножения половин значения скорости звука в воде на значение регулируемой временной задержки излученного сигнала в момент равенства ее значению времени распространения сигнала до дна и обратно , где С скорость звука, регулируемая временная задержка, дополнительно определяет функцию, обратно пропорциональную квадрату вычисленного значения коэффициента взаимной корреляционной функции, а регулируемую временную задержку находят по минимуму сравнения этой функции с единичным значением.

Для оценки повышения точности определения расстояния D сравним результат дополнительных действий над материальным объектом взаимно корреляционной функцией по сравнению с действиями в известном техническом решении. Форма ВКФ имеет вид: где f частота сигнала, величина задержки на распространение сигнала до дна и обратно.

В заявленном техническом решении поиск t ведется по минимуму процесса, описываемом выражением Анализ выгружения /3/ по сравнению с известным техническим решением /2/ показывает, что B (())) имеет значительно большую величину крутизны: Выражение /6/ много больше единицы. Это означает, что B() имеет крутизну большую, чем в известных технических решениях.

Это позволяет сделать вывод о соответствии критериям новизны и изобретательского уровня.

На чертеже изображено устройство, где обозначено: 1 генератор, 2 блок регулируемой временной задержки, 3 умножитель, 4 интегратор, 5 - излучатель, 6 усилитель, 7 приемник, 8 экстремальный регулятор, 9 - индикатор, 10 дополнительно внесеный блок вычисления функции, обратно пропорциональной квадрату коэффициента взаимной корреляционной функции /блок вычисления 1/х² /, 11 дополнительно внесеный сумматор.

Устройство состоит из генератора 1, соединенного через последовательно включенные блок 2 регулируемой временной задержки и умножитель 3 с интегратором 4, при этом выход генератора 1 дополнительно соединен с излучателем 5, кроме того, второй вход умножителя 3 подключен через усилитель 6 к приемнику 7, при этом второй /управляющий/ вход блока 2 регулируемой временной задержки соединен со вторым выходом экстремального 8 регулятора, первый выход которого подключен к индикатору 9, кроме того, выход интегратора 4 подключен через последовательно соединенные дополнительно внесенные блок вычисления 1/х² 10 и сумматор 11 с входом экстремального 9 регулятора, при этом на второй вход данного сумматора подано постоянное отрицательное единичное значение напряжения.

Работает устройство следующим образом.

С генератора 1 сигнал поступает на излучатель 5 для излучения в сторону дна и, кроме того, сигнал поступает в блок 2 регулируемой временной задержки, выход которого соединен с умножителем 3, на второй вход последнего поступает принятый приемником 7 и прошедший усилитель 6 сигнал, который сдвинут относительно излученного на время распространения в канале до дна и обратно. На выходе интегратора 4 формируется коэффициент ВКФ вида /2/. С выхода интегратора значение коэффициента ВКФ поступает в блок вычисления 1/х² 10, на выходе которого формируется процесс, описываемый выражением:
1/cos²,
и поступает через сумматор 11 в виде /3/ на вход экстремального 8 регулятора. Последний управляет блоком 2 регулируемой временной задержки и в момент минимума входного /3/ процесса экстремального 8 регулятора на индикаторе 9 отображается расстояние Д до дна.

Элементы технического решения известны из научно-технической и справочной литературы. Литература.

А. Л. Простаков. Электронный ключ к океану. Л. Судостроение, 1986, с. 12 16.

Формула изобретения

1. Способ определения расстояния до дна, включающий излучение сигнала в сторону дна, прием отраженного сигнала, вычисление коэффициента взаимной корреляции функции задержанного излученного и отраженного сигналов и определение расстояния до дна путем умножения половины скорости звука в воде на значение регулируемой временной задержки излученного сигнала в момент равенства ее значению времени распространения сигнала до дна и обратно, отличающийся тем, что дополнительно определяют функцию, обратно пропорциональную квадрату вычисленного коэффициента взаимной корреляционной функции, а регулируемую временную задержку излученного сигнала находят по минимуму сравнения дополнительно определенной функции с единичным значением.

2. Устройство для определения расстояния до дна, состоящее из генератора, соединенного через последовательно включенные блок регулируемой временной задержки и умножитель с интегратором, при этом выход генератора дополнительно соединен с излучателем, кроме того, второй вход блока регулируемой временной задержки соединен с вторым выходом экстремального регулятора, первый выход которого подключен к индикатору, отличающееся тем, что выход интегратора подключен через последовательно соединенные, дополнительно внесенные блоки вычисления функции, обратно пропорциональной квадрату коэффициента взаимной корреляционной функции, и сумматор к входу экстремального регулятора, при этом на второй вход данного сумматора подключен источник постоянного отрицательного единичного напряжения.

РИСУНКИ

Рисунок 1