Способ гидролокационного измерения профиля скорости течения

Способ гидролокационного измерения профиля скорости течения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения профиля скорости течения в океане и других взвесенесущих средах. Целью изобретения является расширение информационных возможностей за счет определения направления вектора скорости. Строится зависимость максимумов взаимно корреляционных функций от разности дальностей лоцирования и по величине разности дальностей, при которой происходит резкое изменение значений максимумов взаимно корреляционных функций, и по известным параметрам облученной области находят угол наклона вектора скорости течения к плоскости лоцирования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОЕЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (11 C 01 W 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fNHT СССР (21) 4178353/24-10 (22) 09. 01. S? (46) 15.06.90. Бюп. ¹ 22 (72) С.P.Ñòåôÿíîâ, В.И.Савагов, Н.П.Виноградская и C.М.Ежелов (53) 551.501.7 (088.8) ,(56) Авторское свидетельство СССР № 129643, кл. С 01 W 1/00, 1986. (54) СПОСОБ ГЩРОЛОКАЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЯ СКОРОСТИ ТЕЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения профиля скоИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения профиля скорости течения в океане и других средах, содержащих звукорассеивающие неоднородности, например мелкую взвесь.

Целью изобретения является расширение информационных возможностей путем определения направленности вектора скорости течения.

На фиг. 1 приведено изображение зоны измерения для гидролокатора, расположенного в т. О, имеющего диаграмму направленности с шириной q .

Излучение ведется в водяной среде под углом o(к вертикали, прием — в локационном направлении, г - дальность лоцирования. Для примера рассмотрена .прямоугольная форма облученой области.

Типичная эхограмма, полученная при наклонном лоцировании средь. с тече2 рости течения в океане и других взвесенесуших средах. Целью изобретения является расширение информационных воэможностей эа счет определения направления вектора скорости. Строится зависимость максимумов взаимно корреляционных функций от разности дальностей лоцирования, по величине дальностей, при которой происходит резкое изменение значений максимумов взаимно корреляционных функций, и по известным параметрам облученной области находят угол наклона вектора скорости течения к плоскости лоцирования. 1 з,п. ф-лы», 3 ил. кием, изображена на фиг. 2. Длина наклонных штрихов на эхограмме со- а ответствует длине пути рассеивающих частиц потока через сечение диаграм мы направленности на соответствующей Q3 глубине. На фиг. 1 это длина АВ;

При изменении угла наклона 1 вектора р ы скорости течения к плоскости лоци-. рования длина пути АВ меняется, мейяется также и длина штриха на эхограмме, На фиг. 3 изображена зависимость максимума функции взаимной корреляции от дг.

Из множества амплитуд эхосигналов. выбирают те, которые соответствуют определенной дальности zo, и составляют последовательность f г,(t), которая может рассматриваться как функциональный разрез амплитуд эхосигналов при фиксированном r . Аналогичные реализации f (r) составляют для других дальностей r.

1571530

Пример. (для прямоугольной в сечении диаграммы направленности)

При изменении угла наклона у вектора скорости течения к плоскости лоцирования длина пути АВ меняется, меняется также и длина штриха на эхограмме.

Из фиг. i следует

EF

CD"

50 ширина диаграммы направленности в плоскости течения; проекция пути АВ рассеивающих частиц потока через сечение диаграммы направленности на плоскости лоцировагде EF х r0 ч ния, После этого рассчитывают взаимо; корреляционные фуниции R(f f ) и (0 по сдвигу максимума этих функций от начала координат определяют проек5 цию скорости течения на плоскоть лоцирования.

Далее строят зависимость максимумов корреляционных функций R с,„ от разности даЛьностей r — r, где го- 1п постоянная дальность, принимаемая за опорную, на r — переменная (фиг. 3).

При малых }г д — г(величины R велики, так как одни и те же неоцно,родности дают вклад в эхосигнал с обеих дальностей r u r в пределах

1 облученной области. С возрастанием ! r — rj величины К „„ .остаются значительными до тех пор, пока соответствующие разности на эхограммах щ не начнут превышать проекций штрихов на ось дальностей. При этом значения R „„,резко падают. При велиине r = г„+ ar, где г = го - г, (r< ) r), юг = r — г (г (г) — раэ- 25 ности дальностей, при которых происходит резкое уменьшение величин максимумов взаимокорреляционных функций, определяютг среднюю длину пути частиц потока в облученной области и, следовательно, среднестатистическую лпину штриха на эхограмме.

После этого, зная конфигурацию области облучения и длину пути частиц через эту область, находят угол между вектором скорости течения и плоскос3S тью лоцирования. Способ осуществляют следующим образом.

4r, +dr г

С другой стороны, CD =

sin of

Величина Д r = В r + 4 г опреде1 2 ляется по графику зависимости К„, от r — r (фиг. 3) как расстояние на оси абсцисс между точками резкого изменения функции R (ã „ — r) .

Иаксимальное значение ,аr = бг „ ЕГ, соответствующее величинам углов у из диапазона нечувствительности, равно

Дг««Н gtgof, где Н, = г созс(, Чтобы исключить неоднозначность в определении направления вектора течения, вращением плоскости лоцирования добиваются положением, когда измеряемая величина Лг удовлетворяет неравенству

0 (dr(drм „с

После этого величину угла г между направлением вектора скорости течения и плоскостью лоцирования.находят по формуле гоЧ у are:tg(- — — sinai

dr агсгВ (tg) .

Ho(P

d1

При этом предполагается, что направление плоскости Н г относительно ь ь магнитного меридиана известно, так как антенна (точка 0 на фиг, 1) жестко крепится на подводную часть корпуса судна, а положение судна определяется судовыми приборами.

1

Для получения вертикального профиля скорости указанные операции проводят последовательно во всем изучаемом диапазоне глубин, Формула изобретения

1. Способ гидролокационного измерения профиля скорости течения, при котором излучают в среду последовательность акустических импульсов под углом к горизонту, принимают эхосигналы„определяют максимум коэффициента взаимной корреляции для двух реализаций, состоящих из последовательности принятых эхосигналов, соответствующих двум дальностям лоцирования, и определяют скорость течения, отличающийся тем, что, с целью расширения информационных возможностей за счет определения направления вектора скорости, испольс зуют излучение акустических импульH p

tg g - — — -- tgo

Дг„ где р—

0( р

/ /

Составитель С.Юдин

Редактор А.Маковская Техред Л. Серд окоав . Корректор В. Кабаций

Заказ 1510 Тираж 345 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 15715 сов с известной диаграммой направленности, определяют: среднюю разность d r дальностей лоцирования, при котором максимум коэффициента взаимной корреляции для двух реали5 заций, соответствующих указанным дальностям лоцирования, превышает заданное значение, и определяют направление вектора скорости течения на заданной глубине по известным диаграмме направленности и разности .ог дальностей лоцирования, 2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что диаграмму направзо 6 лености излучения используют прямоугольной дюрмы в сечении. а направление 1. вектора скорости течения относительно плоскости лоцировакия определяют из выражения ширина направленности излучения в плоскости, перпен-. дикулярной плоскости лоцированпя; угол лоцирования; заданная глубина.