DK165526B - Fremgangsmaade til passiv bestemmelse af maaldata for et fartoej eller koeretoej - Google Patents

Description

i

DK 165526B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til passiv bestemmelse af mål data for et fartøj eller køretøj ud fra et målested. Hvor ordet fartøj bruges i nærværende tekst, skal teksten, hvor sammenhængen tillader det, også gælde for køretøjer. Fremgangsmåden er af den i 5 krav l's indledning angivne art.

Overalt hvor fartøjer skal iagttages, overvåges, forfølges eller bekæmpes, kræves der til bestemmelse af position, fartøjshastighed og kurs målemetoder, der arbejder uden selvafsløring. F.eks. ved kystbeskyttelse skal passerende vandfartøjer ikke kunne konsta-10 tere en overvågning af en ky streg i on ved hjælp af ombordværende radar- eller sonaranlæg for i tilfælde af en invasion at kunne indlede forsvarsforanstaltninger målrigtigt. Bestemmelsen af måldata i et andet måleområde, f.eks. et åbent havområde, tjener ved en anden militær anvendelse til vurdering af en træfningssituation 15 eller virksomheden af taktiske foranstaltninger.

Indenfor vandlydteknikken kan eksempelvis den af fartøjet selv genererede bølgeenergi, nemlig den fartstøj der modtages på målestedet, udnyttes til bestemmelse af måldataene. En sådan fremgangsmåde ér kendt fra beskrivelsen til tysk patentskrift nr.

20 887.926, hvor kursen af et vandfartøj bestemmes ud fra tre pejlinger. Hvis man desuden f.eks. skønner fartøjshastigheden af vandfartøjet på grundlag af dets skrueomdrejningstal, kan også afstanden og kursen beregnes. Omvendt kan man ved at gå ud fra afstanden bestemme den i dette tilfælde ukendte fartøjshastighed. I 25 begyndelsesfasen af udnyttelsen af lyttepejlinger er en således bestemt målbane i høj grad afhængig af nøjagtigheden af de til at begynde med skønnede værdier, nemlig enten afstanden eller fartøjshastigheden. Først når der efter en egenmanøvre er foretaget mindst tre yderligere pejlinger, kan de ukendte måldata beregnes uafhængigt 30 af de skønnede værdier. Alle yderligere foretagne pejlinger medfører en udligning af målefejlen, og ved en grafisk løsningsmetode ved et plottebord fås der også en udligning af tegneunøjagtigheder ved observatørens fastlæggelse af kursen. Ved en automatisk udnyttelse af pejlingen og beregning af målbanen ved en regressionsmetode 35 nærmer den beregnede mål bane sig ganske vist mere og mere nøjagtigt til den virkelige kurs, men resultatet af beregningen under hensyntagen til en med målefejl behæftet pejling kan være mere forfalsket end hvis man ikke tog hensyn til den med målefejl behæftede pejling.

Fra den nævnte patentbeskrivelse er det også kendt at

DK 165526B

2 overlejre pejlevinkeltidskurven på en på forhånd fastlagt kurveskare for at bestemme forholdet mellem fartøjshastigheden og fartøjets afstand. En sådan udnyttelse er meget tidsrøvende og i høj grad afhængig af observatørens vurdering, så at der let kan fremkomme 5 unøjagtige måldata. Desuden er det antal måleværdier, der skal tages i betragtning, stærkt begrænset ved den manuelle udnyttelse.

Opfindelsen går ud på at angive en passiv fremgangsmåde af den indledningsvis angivne art til bestemmelse af måldata for et fartøj, der udstråler selvgenereret bølgeenergi,· ved hvilken det er 10 muligt i løbet af meget kort tid at opnå en angivelse af måldata ud fra et stationært målested på automatisk måde og uden en skønsmæssig ansættelse af begyndelsesbetingelser som f.eks. afstand eller fartøjshastighed.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved de i krav l's 15 kendetegnende del angivne foranstaltninger.

Opfindelsen går ud fra de fysiske love for udbredelsen af bølgeenergi i et overføringsmedium med dispersionsegenskaber. I almindelighed består et sådant overføringsmedium af enkelte lag med forskellige' overføringsegenskaber for den af fartøjet udstrålede 20 bølgeenergi. I et af lagene er der som måleindretning installeret mindst to omsættere (transducere), der omsætter den af fartøjet udstrålede bølgeenergi til elektriske modtagelsessignaler.

Hvis fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal anvendes i luften til passiv måling af måldata for flyvemaskiner eller på 25 landjorden til måling af landkøretøjer, f.eks. panservogne, anvendes der som omsættere mikrofoner i lag i atmosfæren eller geofoner i jordbundslag, og disse omsætter på målestedet den på grund af fartstøjen udstrålede lydenergi i overføringslaget til elektriske modtagelsessignaler. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan ligeledes 30 anvendes, når fartøjet udstråler elektromagnetiske bølger, f.eks. lys, der trænger ind i et overføringslag med dispersionsegenskaber, f.eks. islagdannelser, og udbreder sig der.

Ved anvendelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen indenfor vandlydteknikken til passiv bestemmelse af måldata for vandfartøjer 35 anvendes der som omsættere to hydrofoner i et vandlag som overføringslag. I det simpleste tilfælde er dette overføringslag med dispersionsegenskaber en fladtvands-lydoverføringskanal, kort betegnet fladtvandskanal, hvor vandlaget begrænses af parallelle luft- og vandlag som grænselag, og overføringsmediets egenskaber, 3 LHV υ f.eks. udbredelseshastigheden, er tilnærmelsesvis konstante. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan imidlertid også finden anvendelse, når der i vandet forekommer flere lag med forskellige overføringsegenskaber.

5 Det er fra en artikel af C.L. Pekeris, "Theory of

Propagation of Explosive Sound in Shallow Water", The Geological Society of America, Memoir 27, 1948, og en bog af J. Tolstoy og C.S.

Clay, "Ocean Acoustics: Theory and Experiment in Underwater Sound", McGraw-Hill Book Company, New York, 1966, kendt, at lydudbredelsen 10 fra en støjkilde, der befinder sig i fladt vand, ved dybe frekvenser kan beskrives som en overlejring af egenbølger eller modes. Anskueligt kan man forestille sig en sådan fysisk model af udbredelsen af lyd således, at lyden i fladtvandskanalen reflekteres totalt ved vandoverfladen og delvis ved bunden, så at der indstiller sig en 15 zigzagformet udbredelse af plane bølgefronter over afstanden. Overfor en kritisk grænsefrekvens, der er lig med vandlydhastigheden divideret med ca, fire gange højden, danner der sig egenbølger eller såkaldte modes. Antallet af egenbølger afhænger af frekvensen af den udstrålede lydenergi. Hver gang der overskrides et ulige multiplum 20 af den kritiske grænsefrekvens, fremkommer der en yderligere egenbølge. Den vinkel, under hvilken bølgefronten reflekteres ved vandoverfladen og ved bunden, vokser med egenbølgernes ordenstal. Bølgefronterne gennemløber da en længere vej og støder hyppigere mod grænselagene, hvorved de underkastes en højere dæmpning.

25 Egenbølgerne repræsenterer løsninger af en partiel bølge ligning for fladtvandskanalen. Mere nøjagtigt udtrykt er det fladtvandskanalens egenfunktioner i vandret retning. Egenbølgerne er cylinderbølger, der bevæger sig koncentrisk med lydkilden bort fra denne. De udviser i udbredelsesretningen en periode, der er desto 30 mindre jo højere frekvensen af den lydbølge, der udbreder sig, er. Egenbølgens fasehastighed afhænger af frekvensen af den udstrålede lyd, og ved højere frekvenser nærmer den sig faldende udbredel ses-hastigheden i vandet. Lydtrykforløbet i lodret retning afhænger af egenbølgens ordenstal. Ved vandoverfladen er lydtrykket lig nul, ved 35 bunden har det altid en endelig størrelse, og antallet af de derimellem liggende nulsteder er én mindre end ordenstallet.

Ved overlejring af flere egenbølger opstår der i fladtvandskanalen et interferensfelt. Dette interferensfelt udbygger sig omkring lydkilden. I radial retning i forhold til lydkilden

DK 165526 B

4 forekommer der rumlige amplitudesvingninger. Afstanden mellem lige store ekstremværdier kalder man interferensbølgelængden. Denne interferensbølgelængde er alene afhængig af fladtvandskanalens egenskaber og frekvensen af den udstrålede lyd. Den bliver større i 5 retning af højere frekvenser.

Når et vandfartøj bevæger sig, udstråles der lyd i et bredt frekvensområde, og på grundlag af de egenbølger, der udvikler sig, opstår der i fladtvandskanal en et interferensfelt. Dette interferensfelt er forbundet med vandfartøjet som lydkilde.

10 I en artikel af Weston et al, "Interference of Wide-Band

Sound in Shallow Water", Admirality Research Laboratory, Teddington, Middlesex, 1971, reproduceret af National Technical Information Service, beskrives der en fremgangsmåde, ved hvilken en fladtvandskanals overføringsegenskaber undersøges. Af en stationær 15 hydrofon modtages der en bredbåndet støj fra en lydkilde. Lydkilden bevæger sig med retliniet kurs først hen mod hydrofonen og derefter bort fra denne. Ud fra støjen beregnes der efter hinanden for hver tidsenhed spektrogrammer. Intensiteten af disse spektrogrammer vises som funktion af frekvensen spaltevis i gråtoneskrift. I hver spalte, 20 der er tilordnet hver enkelt afstand mellem hydrofon og lydkilde, registreres der et spektrogram. Der fremkommer et intensitetsmønster, der løber vifteformet henimod hydrofonpositionen. Dette gråtoneskriftbillede afspejler det interferensfelt, som den udstrålede lyds lydbølger frembringer på grund af udbredelsen af egenbøl -25 ger eller modes.

Også ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen til bestemmelse af måldata for et fartøj tilvejebringes der ud fra det tidsmæssige forløb af modtagelsessignalerne fra hver omsætter til frekvensanalyse spektrogrammer, og spektrale effekter af modtagelsessignalerne 30 i hvert spektrogram lagres, f.eks. som intensitetsgraf som funktion af frekvensen. De enkelte intensitetsgrafer tilordnes deres måletidspunkt. Som intensitetsgraf kan der frembringes et gråtonebi Ilede. De lagrede spektrogrammer danner et todimensionalt intensitetsmønster indenfor et frekvens-tids-koordinatsystem, hvis ene akse er 35 tilordnet frekvensen, og hvis anden akse er tilordnet en tidsbasis og eksempelvis er opdelt i tidsenheder.

Ud af disse intensitetsmønstre udvælges der ifølge opfindelsen indenfor et forud fastsætteligt frekvensområde et udsnit, der strækker sig over et tidsinterval bestående af et forud

DK 165526B

5 fastsætteligt antal tidsenheder. Indenfor udsnittet opsøges op til hinanden liggende intensiteter af samme styrke, der i frekvens-tids-koordinatsystemet danner kontinuerlige interferenslinier. Disse interferenslinier er ved en kurs af fartøjet, der forløber henover 5 målestedet, altså ved en overløbning af målestedet, tilnærmelsesvis rette linier, der forløber vifteformet gennem udsnittet. Viftens begyndelsespunkt tilordnes målestedet. Ved en forbiløbning, hvor fartøjets kurs forløber i en tværafstand fra målestedet, fremkommer der en hyperbel agtig struktur. Hyperblernes toppunkter kendetegner 10 den største nærmel se til målestedet. Hvis fartøjet befinder sig i hvile, modtager omsætterne for hver frekvens et bestemt niveau, og der opstår et stribemønster af interferenslinier langs de enkelte frekvensspor i intensitetsmønstrets udsnit. Stigningen af interferenslinierne er uendelig stor. (Stigningen måles her i forhold til 15 frekvensaksen.). Hvis fartøjet bevæger sig, ændrer det for hver frekvens modtagne niveau sig som funktion af tiden. Interferenslinierne i intensitetsmønstret krummer sig, og deres stigning antager endelige værdier. Interferensliniernes stigning afhænger af den hastighed, med hvilken fartøjet nærmer sig målestedet, eller med 20 andre ord den radiale hastighedskomponent af fartøjshastigheden i forhold til målestedet. Hvis fartøjet nærmer sig målestedet med stor nærmel seshastighed, er stigningerne af interferenslinierne mindre end hvis fartøjet ud fra samme afstand bevægede sig med lavere nærmel seshastighed mod målestedet. Den tilhørende tangentiale 25 hastighedskomponent af fartøjshastigheden bidrager ikke til udformningen af intensitetsmønstrene. Hvis et fartøj bevæger sig omkring en omsætter i en cirkel med konstant fartøjshastighed, opstår der et mønster af de lagrede intensiteter, som ikke udviser intensitetsforskelle langs frekvenssporene. I stedet for det vifteformede 30 intensitetsmønster opstår der et mønster af parallelle striber, der forløber langs frekvenssporene, som om fartøjet var i hvile. Kun en yderligere radial hastighedskomponent fører til, at intensitetsmønstrets strukturering er vifteformet. Man kan også forestille sig dette på den måde, at interferensfeltet er karakteriseret ved 35 koncentriske cirkler omkring fartøjet, der kendetegner minima eller maksima af interferensbølgerne i en afstand lig interferensbølgelængderne. Ved en cirkelbevægelse modtager omsætteren til enhver tid en og samme intensitet af interferensfeltet. Kun ved en radial hastighedskomponent konstateres der i omsætteren skiftevis minimum

DK 165526B

6 og maksimum af intensiteterne.

Man kan sige, at interferensfeltet er koblet med fartøjet og trækkes hen over hver omsætter med nærmel seshastigheden, d.v.s. den radiale hastighedskomponent af fartøjshastigheden. Hvis fartøjet 5 bevæger sig på en kurs langs med forlængelsen af forbindelseslinien mellem de to omsættere, bliver hver momentanværdi af interferensfeltet først modtaget af den ene omsætter og lidt senere af den anden omsætter. Tidsforskydningen mellem de aftastede interferensfelter er direkte afhængig af nærmel seshastigheden, idet den er 10 omvendt proportional med denne, nemlig desto større jo mindre nærmel seshastigheden, altså den radiale hastighedskomponent af fartøjshastigheden, er. Denne tidsforskydning bestemmes ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen ved hjælp af intensitetsmønstrene.

Dette sker ved, at intensitetsmønstrene i de to udsnit forskydes i 15 forhold til hinanden i tidsretningen, indtil de falder sammen. Den hertil nødvendige tidsforskydning udgør den søgte størrelse.

Desuden måles til bestemmelse af måledataene i et af udsnittene stigningen af mindst en af interferenslinierne, fortrinsvis den gennem udsnittets midte forløbende interferenslinie.

20 Ud fra disse måledata - stigningen af interferenslinierne og tidsforskydningen mellem intensitetsmønstrene i de to udsnit -beregnes under hensyntagen til pejlevinklen og dens tidsmæssige ændring fartøjets måldata i henhold til krav 1 og 2. Ved anvendelse af fremgangsmåden indenfor vandlydteknikken kan pejlevinklen be-25 stemmes ved hjælp af et hvilket som helst andet sonaranlæg, men det er dog særlig fordelagtigt i henhold til krav 3 at benytte de to omsættere som pejleanlæg til bestemmelse af pejlevinklen. Der måles en løbetidsforskel mellem modtagelsessignalerne fra omsætterne, denne multipliceres med bølgeenergiens udbredelseshastighed og 30 divideres med afstanden mellem omsætterne, hvorefter der bestemmes arcus sinus, der leverer pejlevinklen.

Hvis der ud fra målestedet kun. skal iagttages fartøjer på en foreskrevet trafikvej, anbringes de to omsættere enten i fartretningen eller parallelt med fartretningen. En pejling er da overflø-35 dig, da fartøjets bevægelseshastighed eller kurs er kendt. Den radiale hastighedskomponent kan da til enhver tid beregnes rigtigt som kvotienten af afstanden mellem omsætterne og tidsforskydningen, medens mål afstanden bestemmes som den til enhver tid fundne stigning multipliceret med den radiale hastighedskomponent.

DK 165526B

7

Ved en vilkårlig kurs af .fartøjet i forhold til målestedet bliver ved en bestemmelse af pejlevinklen i henhold til krav 3 den radiale hastighedskomponent bestemt som kvotienten af løbetidsforskellen og tidsforskydningen multipliceret med bølgeenergiens 5 udbredelseshastighed i mediet. Afstanden mellem fartøjet og målestedet bestemmes ved, at stigningen multipliceres med løbetidsforskellen og bølgeenergiens udbredelseshastighed og divideres med tidsforskydningen. Den tangentiale hastighedskomponent bestemmer man ved multiplikation af målafstanden med den tidsmæssige ændring af 10 pejlevinklen.

Fordelene ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen ligger i, at måldataene kan bestemmes kontinuerligt umiddelbart efter detektionen af den af fartøjet genererede og udstrålede bølgeenergi. I intensitetsmønstret viser det sig, om omsætterne kun modtager omgivelses-15 støj, eller om der har bevæget sig et fartøj ind i måleområdet, da der i sidstnævnte tilfælde umiddelbart sker en strukturering af det uregelmæssigt udseende intensitetsmønster og dannes interferenslinier. Så snart der kan erkendes interferenslinier, er det muligt at måle stigning og tidsforskydning. Simplest er det af bestemme 20 stigningen af en interferenslinie ved approksimation af en ret linie og at bestemme tidsforskydningen mellem interferensmønstrene i de to udsnit ved hjælp af korrelationsteknikken. En yderligere fordel består i, at måldataene under et bevægelsesforløb af fartøjet kan bestemmes ud fra det stationære målested uden selvafsløring, nemlig 25 uden udstråling af egen sendeenergi eller egen manøvrering, så at fartøjet ikke kan opdage overvågningen ved hjælp af ombord forhåndenværende måleanlæg. Opmålingsarbejder til installation af måleanlægget er overflødige, når det er fartøjets måldata i forhold til målestedet, der ønskes bestemt. Dimensionerne af måleanlægget på 30 målestedet er fortrinsvis væsentligt mindre end det måleområde, der kan overvåges ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen. Ved anvendelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen indenfor vandlydteknikken er måleanlægget med dets hydrofoner eksempelvis installeret på et stationært skib eller en U-båd som iagttagelsesstation eller på et 35 antal bøjer eller et stangsystem, der er udlagt på havbunden.

Ganske særlig fordelagtigt er det, at nøjagtigheden af bestemmelsen af mål afstanden og fartøjshastigheden er uafhængig af distancen mellem målestedet og fartøjet, og at den første måling kan foretages, så snart målet er detekteret. Desuden er bestemmelsen af

DK 165526 B

8 måldataene uafhængig af fartøjets kurs. De kan endvidere bestemmes på samme måde ved en overløbning, hvor kursen fører hen over målestedet, og ved en forbiløbning, hvor kursen fører forbi målestedet med en tværafstand. Endvidere er det fordelagtigt, at manøvrer af 5 fartøjet ikke påvirker bestemmelsen af måldataene, når den radiale hastighedskomponent indenfor tidsintervallet kun· ændrer sig uvæsentligt. Bestemmelsen af målafstanden og fartøjshastigheden er desuden på fordelagtig måde fuldstændig uafhængig af fartøjets bevægelsesforløb i forudgående tidsintervaller og efterfølgende 10 tidsintervaller, d.v.s. forhistorie eller fremtidigt bevægelsesforløb indgår ikke i målingen. Ved anvendelse af fremgangsmåden er man i stand til altid at konstatere et fartøjs momentane måldata, også når fartøjet bevæger sig efter vilkårlige kurser med skiftende fartøjshastigheder. Fartøjshastigheden kan naturligvis kun angives, 15 når den indenfor tidsintervallet var tilnærmelsesvis konstant.

Ved en fordelagtig videreudvikling af fremgangsmåden ifølge opfindelsen i henhold til krav 4 og 5 opstilles der på målestedet en tredie omsætter, for at man skal kunne opnå entydige pejleresulta-ter. Omsætterne anvendes parvis til bestemmelse af løbetidsforskel-20 lene. Ud fra løbetidsforskellene beregnes vinkler i forhold· til halveringsnormalen til forbindelseslinien mellem hvert omsætterpar, og disse vinkler omregnes til vi nkel værdier i forhold til en fælles referenceretning. Pejlevinklen bestemmes ud fra de løbetidsforskelle, som hører til lige store vinkelværdi er. Dermed udelukkes der en 25 såkaldt spejl pejling.

Ved en fordelagtig videreudvikling af fremgangsmåden ifølge opfindelsen i henhold til krav 6 sammenlignes de fundne løbetids-forskelle med hinanden, og der opsøges det omsætterpar, hvis modtagelsessignaler udviser den største løbetidsforskel. Modtagelses-30 signalerne fra dette omsætterpar underkastes til bestemmelse af tidsforskydningen en frekvensanalyse. Den ud fra intensitetsmønstrene af modtagelsessignalerne fra dette omsætterpar bestemte tidsforskydning og løbetidsforskellen af disse modtagelsessignaler kombineres til bestemmelse af den radiale hastighedskomponent og 35 målafstanden. Ud fra intensitetsmønstrene af disse modtagelsessignaler bestemmes enten stigningen af interferenslinien i midten af et af de to udsnit eller den aritmetiske middelværdi af stigningerne af de i de to udsnit gennem disses midte forløbende interferenslinier.

Det er ligeledes muligt i stedet for at sammenligne

DK 165526B

9 løbetidsforskellen af modtagelsessignalerne fra hvert omsætterpar at sammenligne tidsforskydningen af intensitetsmønstrene og til pejle-vinkel- og tidsforskydningsberegningen at udnytte modtagelsessignalerne fra det omsætterpar, hvis intensitetsmønstre har den største 5 tidsforskydning i forhold til hinanden.

Ved den i krav 6 angivne udvælgelsesoperation udnyttes intensitetsmønstrene af modtagelsessignalerne fra det omsætterpar, hvis forbindelseslinie stemmer bedst overens med forbindelseslinien mellem målestedet og fartøjet. I samme retning fra fartøjet til 10 målestedet viser også den radiale hastighedskomponent af fartøjshastigheden, der fremkalder konfigurationen af interferenslinierne og tidsforskydningen af intensitetsmønstrene i udsnittene. Fordelen ved fremgangsmåden ifølge krav 6 ligger i, at man udnytter modtagelsessignalerne fra det omsætterpar, der sikrer den største nøjagtighed 15 af bestemmelsen af målafstand og fartøjshastighed, da den målte tidsforskydning mellem disse er den største. Denne tidsforskydning omfatter ved en rasterinddeling af frekvens-tids-koordinatsystemets tidsakse i tidsenheder det største antal tidsenheder og sikrer, at den relative fejl bliver den mindst mulige. Endvidere er det en 20 fordel, at en bestemmelse af måldataene da også er mulig, når fartøjet bevæger sig på en kurs langs med en halveringsnormal i forbindelseslinien mellem et af omsætterparrene. Ved denne kurs leverer modtagelsessignalerne fra dette omsætterpar ganske vist et struktureret intensitetsmønster, men en sammenligning af de to 25 intensitetsmønstre til bestemmelse af tidsforskydningen viser, at intensitetsmønstrene er identiske og ikke er tidsforskudt i forhold til hinanden, fordi de to omsættere samtidig aftaster det samme interferensfelt. Ved anvendelse af tre omsættere og den parvise udnyttelse af deres modtagelsessignaler sikres der altid en entydig 30 bestemmelse af samtlige mål data, da et af de tre omsætterpar altid er således orienteret, at der fås en entydig bestemmelse af måldataene.

Ved en videreudvikling af fremgangsmåden ifølge opfindelsen i henhold til krav 7 bestemmes pejlevinklen ud fra modtagelsessig-35 nalerne fra det omsætterpar, for hvilket løbetidsforskellen er mindst. Dette omsætterpar giver i sammenligning med de andre den største målenøjagtighed.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er det på fordelagtig måde muligt at bestemme fartøjets kurs dels ud fra pejlevinklen

DK 165526 B

10 mellem målestedet og fartøjet og dels ud fra en hastighedsvinkel således som angivet i krav 8. Hastighedsvinklen ligger mellem den radiale hastighedskomponent, hvis retning i forhold til referenceretningen danner pejlevinklen, og fartøjshastigheden, der viser i 5 retning af kursen. Kursen bestemmes som summen af pejlevinklen og hastighedsvinklen. Hastighedsvinklen beregnes enten ud fra forholdet mellem den tangenti ale og den radiale hastighedskomponent af fartøjshastigheden eller i henhold til en fordelagtig videreudvikling af fremgangsmåden ifølge opfindelsen i henhold til krav 9 som arcus 10 tangens til produktet af stigningen og den tidsmæssige ændring af pejlevinklen under hensyntagen til en faktor. Fordelen ved fremgangsmåden ifølge krav 9 består i, at man ikke behøver først at beregne hastighedskomponenterne selv, men kan beregne kursen umiddelbart ud fra de målte størrelser, nemlig stigningen af en inter-15 ferenslinie i intensitetsmønstrets udsnit og den tidsmæssige ændring af pejlevinklen.

Ved en fordelagtig videreudvikling af fremgangsmåden ifølge opfindelsen i henhold til krav 10 udnyttes der til frekvensanalysen kun bølgeenergi i et frekvensområde omkring en midterfrekvens, der 20 udbreder sig i form af modes og fremkalder interferenser indenfor overføringslaget. Dette frekvensområde bestemmes ved, at der langs hvert frekvensspor konstateres en art modulation af intensiteterne som funktion af tiden og herudfra bestemmes et modulationsmål. Dette modulationsmål ville, hvis der forelå sinusformede og ikke 25 stochastiske fænomener, være den i literaturen kendte modulationsgrad. Modulationsmålet angiver i hvor udpræget grad egenbølgerne udbreder sig i overføringslaget, og deres interferens kan detekteres. Frekvensområdet ligger i den nederste del af frekvensspektret af modtagelsessignalerne, da kun egenbølger af lavere 30 frekvens på grund af dæmpningen i overføringslaget er målelige over større afstande, og da intensitetsmønstret er fint struktureret i dette frekvensområde på grund af den lille interferensbølgelængde.

Modulationsmålet bestemmes f.eks. ved, at variansen af intensiteterne på hvert frekvensspor konstateres, og at variansen 35 henføres til den kvadrerede middelværdi af alle de lagrede intensiteter og formindskes med tallet 1. Kvadratroden af differensen leverer da modulationsmålet.

Modulationsmålet langs med et frekvensspor er kun stort, når det af egenbølger overførte modtagelsessignal ligger over

DK 165526B

11 omgivelsesstøjniveauet- Der fås da på frekvenssporene intensitetsekstremer i en afstand af den halve interferensbølgelængde på frekvenssporet. Ved forstyrrelser under udbredelsen af egenbølgerne kan modulationsmålet imidlertid ved nogle frekvenser gå stærkt 5 tilbage, så at der ikke kan findes en gennemgående interferenslinie eller et ens struktureret intensitetsmønster af modtagelsessignalerne fra de to omsættere. Derfor udvælges der fordelagtigt et sammenhængende område af efter hinanden følgende frekvensspor som frekvensområde, for hvilket det bestemte fortrinsvis over frekvensen 10 glattede forløb af modulationsmålet ligger over en forud indgivelig tærskelværdi for med den størst mulige sikkerhed at kunne bestemme stigningen af interferenslinierne og tidsforskydningen af intensitetsmønstrene i de to udsnit.

Ved en fordelagtig videreudvikling af fremgangsmåden ifølge 15 opfindelsen i henhold til krav 11 udnyttes modtagelsessignalerne i et højere liggende frekvensinterval end frekvensområdet i henseende til deres løbetidsforskel for derudfra at bestemme pejlevinklen. Egenbølger i dette frekvensinterval kan ikke forfalske pejlingen, da deres fasehastigheder er tilnærmelsesvis lig med udbredelseshastig-20 heden.

Som man ser, virker de til bestemmelse af stigningen og tidsforskydningen ønskede overføringsegenskaber af overføringslaget, som sørger for en udbredelse af egenbølger og tilvejebringelse af interferens mellem disse, forstyrrende for pejlingen. Ved den ifølge 25 opfindelsen foretagne udvælgelse af frekvensområde og frekvensin terval opnås en optimal tilpasning af målingen til overføringsegenskaberne.

De regneforskrifter, i henhold til hvilke mål afstanden og fartøjshastigheden kan findes ud fra målestørrelserne, er angivet 30 ved de i krav 12, 13 og 14 angivne foranstaltninger. Den der anførte faktor kan enten i henhold til krav 15 beregnes ud fra interferensbølgelængden af to egenbølger, der ud fra den udstrålede bølgeenergi indstiller sig ved frekvensområdets midterfrekvens, og disses differentialkvotient med hensyn til frekvensen, eller den kan i 35 henhold til krav 16 fastsættes til 1,1 gange frekvensområdets midterfrekvens. Denne faktor er typisk for udbredelsesegenskaberne i overføringslaget og kan allerede bestemmes eller fastlægges før påbegyndelsen af målingen. Talrige forsøg har vist, at et nøjagtigt kendskab til overføringslagets mekanisme ikke er nødvendig for at

DK 165526 B

n bestemme denne faktor, men at den til nænnede værdi lig 1,1 gange midterfrekvensen allerede giver gode måleresultater.

Når der kan konstateres en vifteformet struktur af intensitetsmønstret, er dette et sikkert tegn på, at en detekterbar lyd-5 kilde har bevæget sig ind i måleområdet. Givetvis er en omgående måling af måldataene, indtil fartøjet nærmer sig målestedet, af interesse. Stigningen af en konstaterbar interferenslinie i et punkt af frekvens-tids-koordinatsystemet for interferensmønstret kan imidlertid kun bestemmes, når en del af interferenslinien er tyde-10 ligt udpræget. Det tidligste tidspunkt for bestemmelse af stigningen af interferenslinien foreligger, når tidsintervallet i henhold til krav 17 er således valgt, at der forekommer mindst to intensitetsmaksima for midterfrekvensens frekvensspor. Ved denne dimensionering opnås, at der i et ved frekvensområdet og tidsintervallet defineret 15 udsnit forekommer et udpræget intensitetsmønster, der også er tilstrækkelig godt struktureret til en sammenligning af udsnittene med hensyn til deres tidsforskydning. Naturligvis kan der også med mindre eller større tidsintervaller fås måleresultater. Ved et for lille tidsinterval er der imidlertid en risiko for, at der ikke fås 20 et tilstrækkeligt fint struktureret intensitetsmønster i det øverste område af frekvensområdet, fordi der der ikke mere opfanges noget intensitetsmaksimum og -minimum. Vælges der et for stort tidsinterval, kan man eventuelt ikke mere gå ud fra, at fartøjet indenfor måletiden bevæger sig med tilnærmelsesvis konstant far-25 tøjshastighed, så at der ikke mere kan opnås en angivelse af den momentane størrelse af fartøjshastigheden.

Afstanden mellem omsætterne vælges ligesom tidsintervallet i afhængighed af overføringslagets overføringsegenskaber og tilpasses i henhold til de i krav 18 angivne foranstaltninger til det inter-30 ferensfelt, der kan forventes. Den der angivne dimensionering af en afstand af omsætterne i afhængighed af interferensbølgelængden af to interfererende egenbølger sikrer, at intensitetsmønstrene i de to udsnit delvis overlapper hinanden, og at en korrelation af intensitetsmønstrene kan konstateres. Ved anvendelse indenfor vandlydtek-35 nikken fås der eksempelvis i en f 1 adtvandskanal med en dybde på ca.

40 m og en midterfrekvens på 300 Hz en afstand på ca. 100 m, for at der· skal fås rimelige måleresultater. Heraf fremgår, at omsætterne kan anbringes på målestedet tæt ved det måleområde, der skal overvåges, og som kan have en udstrækning på mere end 10 km.

DK 165526 B

13

Eksperimenter indenfor vandlydteknikken har vist, at et tidsinterval af mindre end 200 s er tilstrækkeligt til at foretage den første måling af en stigning af en interferenslinie. Som frekvensområde har en båndbredde på 200 Hz omkring midterfrekvensen på 300 Hz vist sig 5 fordelagtig. De første mål data for et fartøj, der nærmer sig måle-stedet, kan altså konstateres på målestedet efter ca. 3 min i henseende til mål afstand, fartøjshastighed og kurs, efter at fartøjet er detekteret. Yderligere angivelser vedrørende bevægelsesforløbet kan derefter kontinuerligt opnås under hele fartøjets 10 nærmel sesfase ved overløbning eller forbi løbning af målestedet, og indtil fartøjet forlader måleområdet, nemlig indtil fartøjet ikke mere er detekterbart.

Ved dimensioneringen af afstanden mellem omsætterne og tidsintervallet i afhængighed af overføringsegenskaberne i måleom-15 rådet afpasses måleoperationen efter mekanismen for dannelsen af intensitetsmønstrene, hvorved der opnås en optimering af måleresultaterne.

Særlig fordelagtigt er det for bestemmelse af måldataene, hvis intensitetsmønstrene er så fint strukturerede som muligt, da 20 den tidsmæssige forskydning af intensitetsmønstrene i de to udsnit da detekteres særligt godt. Ved en fordelagtig videreudvikling af fremgangsmåden ifølge opfindelsen i henhold til krav 19 kan der opnås en forbedring ved, at omsætterne udlægges indenfor overføringslaget i en sådan distance parallelt med grænseplanet, hvor 25 egenfunktionerne ikke udviser nulsteder i lodret retning, og interferensfeltet er opbygget af det størst mulige antal egenbølger, også af højere orden. Denne distance kan konstateres ved, at en omsætter anbringes i forskellige positioner indenfor overføringslaget under dettes grænseplan, og at interferensmønstret fra en støjkilde 30 optegnes hver gang. Den optimale distance er fundet, når der ligger de fleste interferenslinier i udsnittet. Overføringslagets egenfunktioner kan også let beregnes tilnærmelsesvis. Herudfra kan man ligeledes skønsmæssigt fastlægge omsættersystemets distance.

Til bestemmelse af måldataene underkastes den af fartøjet 35 udstrålede bølgeenergi en frekvensanalyse, og der afledes heraf et støjspektrum eksempelvis i form af et korttids-effekttætheds-spektrum i henhold til krav 20. Fortrinsvis vurderes fartøjets støjspektrum på den måde, at det som funktion af frekvensen ville have en konstant værdi, hvis der ikke var blevet dannet egenbølger

DK 165526B

14 ved lydenergiens udbredelse. En sådan regnemetode til hensigtsmæssig normalisering af et støjspektrum er eksempelvis beskrevet i en beretning BL 4556, Krupp Atlas-Elektronik, "Detektion von mehreren Grundfrequenzen periodischer Signale in farbigem Rauschen" af G.

5 Hermstriiwer, 1976. Anvender man eksempelvis denne fremgangsmåde på skibsstøjlyde, hvis støjspektrum som funktion af frekvensen har et pukkelformet forløb, bliver puklen glattet, og der indstiller sig en som funktion af frekvensen konstant værdi af spektret. Først i det øjeblik da udbredelsen af lydenergien sker i form af egenbølger, 10 danner der sig som funktion af frekvensen minima og maksima i spektret.

Ifølge en fordelgtig videreudvikling af fremgangsmåden ifølge opfindelsen i henhold til krav 21 bestemmes stigningen af interferenslinien ved, at interferenslinien approksimeres af en ret 15 linie, og at stigningen af den rette linie bruges til angivelse af interferensliniens stigning. Approksimationen er opnået, når den rette linie ikke mere skærer interferenslinien i udsnittet, altså når der ikke mere kan konstateres intensitetsmaksima eller -minima på den rette linie, og denne således tangerer interferenslinien, 20 eller den rette linies afstand fra interferenslinien i frekvens- tids-koordinatsystemet er et minimum. Denne metode kan særlig simpelt bringes til udførelse ved hjælp af en computer ved regressionsregning.

Til bestemmelse af stigningen af interferenslinien indenfor 25 frekvens-tids-koordinatsystemet for intensitetsmønstret i et af udsnittene anbringes ved en fordelagtig videreudvikling af fremgangsmåden ifølge opfindelsen i henhold til krav 22 en ret linie vilkårligt i udsnittet, og langs med denne rette linie måles intensiteterne. Til approksimation drejes den rette linie og for-30 skydes i tids- eller frekvensretningen, indtil de målte intensiteter alle er lige store. Den rette linie approksimerer da en interferenslinie. Hvis den rette linie skal approksimere en af intensitetsmaksima dannet interferenslinie må den drejes og/eller forskydes, indtil intensiteterne alle er lige store og eksempelvis udviser 35 op til hinanden liggende maksimal værdier indenfor udsnittet. Derved sikres, at de langs den rette linie målte intensiteter faktisk hører til en og samme interferenslinie, da de alle ligger op til hinanden og danner en kontinuerlig linie. Til forklaring af denne fremgangsmåde kan man forestille sig et tredimensionalt koordinatsystem med

DK 165526B

15 en frekvensakse, en tidsakse og vinkelret på dette plan en intensitetsakse. Intensiteterne afbildes da som relief over frekvens-tids-planet. Interferenslinier er i dette relief højdelinier. Ved den rette linie lægges der et snit gennem højdeprofilet. Hvis 5 samtlige intensiteter langs méd den rette linie er lige store, ligger den rette linie på en højdelinie og approksimerer en interferenslinie. Hvis samtlige intensiteter langs den rette linie er maksimal værdier ligger den rette linie på en højderyg. Interferenslinierne er ved en overløbning, indtil fartøjet når frem til måle-10 stedet, tilnærmelsesvis rette linier, medens de ved en forbiløbning, hvor fartøjets kurs udviser en tværafstand til målestedet, er hyperbler, hvis toppunkter kendetegner fartøjets korteste afstand fra målestedet. Når fartøjet derefter fjerner sig fra målestedet, udviser interferenslinierne omvendt stigning og et spejl symmetri sk 15 forløb med hensyn til frekvensaksen.

En fordelagtig mulighed for beregning af approksimationen opnås ved en fordelagtig videreudvikling af fremgangsmåden ifølge opfindelsen i henhold til krav 23. Langs en vilkårlig i frekvens-tids-koordinatsystemet anbragt ret linie måles intensiteterne, og 20 deres middelværdi dannes. Desuden kvadreres de enkelte intensiteter, og summen af de kvadrerede intensiteter dannes og divideres med antallet af de langs med den rette linie i udsnittet målte intensiteter. Differensen mellem dette resultat og den kvadrerede middelværdi bestemmes, og kvadratroden uddrages og divideres med middel-25 værdien. Denne regneoperation leverer den relative standardafvigelse af intensiteterne langs med den rette linie fra deres middelværdi.

Den rette linie approksimerer interferenslinien desto mere nøjagtigt, jo mindre den relative standardafvigelse er, og den rette linie drejes og forskydes i frekvens-tids-koordinatsystemet, indtil 30 den relative standardafvigelse er et minimum.

Til forøgelse af målesikkerheden dannes der i henhold til en videreudvikling af fremgangsmåden ifølge opfindelsen ifølge krav 24 i frekvens-tids-koordinatsystemet et mønster bestående af et bundt af rette linier, der alle skærer hinanden ved -0,1 gange midterfre-35 kvensen. Disse rette linier udviser på midterfrekvensens frekvensspor ækvidistante afstande. Bundtet forskydes med sit skæringspunkt i tidsretningen, indtil det bedst muligt approksimerer interferenslinierne i udsnittet og ikke mere skærer interferenslinierne, men tangerer disse. Derefter tilvejebringes der en forbindelse mellem

DK 165526B

16 midten af udsnittet og de rette liniers skæringspunkt, og stigningen af denne forbindelse måles og leverer stigningen af interferenslinien til bestemmelse af mål dataene. Ved anvendelsen af et bundt af rette linier tilvejebringes der en gennesnitsdannelse af stigningen 5 af interferenslinierne, som leverer en statistisk mere sikker måleværdi for den søgte stigning af interferenslinien.

Til bestemmelse af tidsforskydningen af intensitetsmønstrene i de to udsnit gennemføres der i henhold til en fordelagtig videreudvikling af fremgangsmåden ifølge opfindelsen i henhold til krav 25 10 en sammenligning af intensitetsmønstrene af modtagelsessignalerne fra de to omsættere med korrelationsteknikkens midler. Den særlige fordel består i, at det ved denne signal forarbejdning på simpel måde er muligt at opnå en automation.

Som indledningsvis forklaret beror fremgangsmåden ifølge 15 opfindelsen på det fænomen, at der udbreder sig egenbølger i et overføringslag med dispersionsegenskaber, f.eks. en fladtvandskanal, og på disses interferens. Som tidligere anført afhænger antallet af de dannede egenbølger ikke blot af den udstrålede frekvens, men også af fladtvandskanalens dybde eller med andre ord den lodrette ud-20 strækning af overføringslaget i forhold til dets grænseplaner'. Ved en hældning indenfor måleområdet, d.v.s. når dybden ikke er konstant, kan der indtræde fejl i bestemmelsen af tidsforskydningen af intensitetsmønstrene og stigningen af interferenslinierne, når fartøjet befinder sig på et sted, hvor dybden er forskellig fra 25 dybden på målestedet.

I henhold til en fordelagtig videreudvikling af fremgangsmåden ifølge opfindelsen i henhold til krav 26 korrigeres den bestemte radiale hastighedskomponent af fartøjshastigheden med den dobbelte værdi af den relative dybdeændring i måleområdet. Da der 30 her kun er tale om relative størrelser, behøver dybden selv ikke at være kendt. Der skal til korrektionen kun tages hensyn til bundens hældning, som let kan bestemmes ved måling af fladtvandskanalens parametre.

Følgende overvejelse anskueliggør processen: Det af inter-35 ferensfeltet omgivne vandfartøj tilbagelægger med fartøjshastigheden i en vis tid en vej, der netop svarer til en interferensbølgelængde.

I afhængighed af fladtvandskanal ens dybde er interferensbølgelængderne imidlertid forskellige, nemlig således at jo fladere fladtvandskanal en er, desto kortere er afstanden mellem to

DK 165526 B

17 interferensmaksima. Befinder vandfartøjet sig i et fladere område end målestedet, vil et interferensmaksimum i samme tid på målestedet tilbagelægge en større vej end på skibets position, da der ikke kan opstå huller i opbygningen af interferensfeltet, og interferensfel-5 tet alene er bestemt af kanalparametrene og ikke af vandfartøjet.

Den målte tidsforskydning bliver således mindre, og den ud fra denne bestemte fartøjshastighed bliver for stor.

Stigningen af interferenslinien påvirkes på samme måde af dybdeændringer i måleområdet. Da der i afstandsbestemmelsen indgår 10 forholdet mellem stigningen og tidsforskydningen, bliver bestemmelsen af afstanden altid rigtig, selv ved dybdeændring, og skal ikke korrigeres. Hastighedsvinklen beregnes ved hjælp af den i henhold til den i krav 27 angivne videreudvikling af opfindelsen korrigerede stigningsværdi.

15 Virkemåden af fremgangsmåden ifølge opfindelsen er for trinsvis beskrevet til anvendelse indenfor vandlydteknikken. På samme måde kan passive målinger af mål data af et køretøj eller et fartøj foretages ved overvågning af veje på landjorden og i luften i områder, hvor lydbølger fra bevægelsesstøjen trænger ind i jord-20 bunds- eller luftlag med dispersionsegenskaber, og egenbølger dannes.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til de på tegningen illustrerede udførelseseksempler. På tegningen viser 25 fig. 1 en målesituation for fremgangsmåden til bestemmelse af mål data ud fra et målested, fig. 2 et blokdiagram for et anlæg til udøvelse af fremgangsmåden, fig. 3 en skitse til forklaring af fremgangsmåden ved en 30 overløbning og en speciel forbiløbning i forhold til målestedet, fig. 4 et udsnit af fig. 1, fig. 5 et blokdiagram for en i fig. 2 vist intensitetsmønsterenhed, 35 fig. 6.1 og 6.2 målesituation og tilhørende frekvenstids diagram med interferenslinier i det tilfælde, at et fartøj bevæger sig med konstant fartøjshastighed på overløbningskurs i forhold til målestedet, fig. 7 et frekvenstidsdiagram, ved hvilket fartøjet nærmer

DK 165526 B

18 sig målestedet med skiftende fartøjshastighed på overløbningskurs, fig. 8 et geometrisk oversigtsbillede til forklaring af fremgangsmåden ved en kurs af fartøjet, der forløber 5 forbi målestedet med en tværafstand, fig. 9 et blokdiagram for en i fig. 2 vist interferens!i nieregner, og fig. 10 et overføringslag med dybdeændring.

Fig. 1 tjener til forklaring af fremgangsmåden til bestem-10 mel se af mål data af et fartøj 1, der på en kurs 2 bevæger sig forbi et målested 3 med en fartøjshastighed V. Kursen forløber under en kursvinkel γ i forhold til geografisk Nord, der i det følgende er betegnet som referenceretningen N. Fartøjet 1 befinder sig i forhold til målestedet 3 under en pejlevinkel φ, der er indtegnet som en 15 retvisende pejling i forhold til nord. Fartøjshastigheden V og dens to vinkelret på hinanden stående hastighedskomponenter, nemlig den radiale hastighedskomponent Vr og den tangentiale hastighedskomponent er vist. Den radiale hastighedskomponent ligger i retning af forbindelseslinien mellem fartøjet 1 og målestedet 3. På måle-20 stedet 3 befinder der sig tre omsættere (transducere) 4, 5 og 6, der er anbragt i vinkel spidserne af en ligesidet trekant med sidelængden d. For tydeligheds skyld er størrelsesforholdene mellem omsætterafstanden d og afstanden mellem målestedet 3 og fartøjet 1 vist urealistisk. Afstanden mellem fartøjet 1 og målestedet 3 er i 25 reglen flere størrelsesordener større end afstanden d mellem omsætterne 4, 5, 6. Omsætterne 4, 5, 5 modtager den af fartøjet 1 udstrålede fartstøj og omsætter den til modtagelsessignaler. Løbetidsforskellene Ti»r2 * r3 me^em raodtagel sessignal erne for hver to omsættere henholdsvis 4,5 og 5,6 og 4,6 bestemmes. Ud fra løbetids-30 forskellene beregnes vinkler 4?.., (i = 1, 2, 3) i forhold til halveringsnormalen til forbindelseslinien mellem hvert par omsættere. Disse vinkler 0.., ε. er lig arc sin til løbetidsforskellen t.i divideret med en maksimal løbetidsforskel rmax = d/c, hvor d er omsætterafstanden og c udbredelseshastigheden i mediet.

35 For hver løbetidsforskel τ-^,τ^,τ^ fås der to vinkler og som angivet i fig. 1. Vinklen ligger mellem halveringsnormalen og forbindelseslinien til fartøjet 1, medens vinklen ε. kendetegner den såkaldte spejlpejling og foregiver en mål pejling, ved hvilken det formentlige mål er det i forbindelseslinien mellem omsætterne

DK 165526B

19 spejlede sande mål. Vinklerne ø., ε. beregnes af løbetidsforskellen Tj af modtagelsessignalerne fra omsætterne 4 og 5. Vinklerne ø3, ε^ beregnes af løbetidsforskellen mellem modtagelsessignalerne fra omsætterne 5 og 6, og vinklerne 03 og ε3 beregnes af løbetidsfor-5 skellen mellem modtagelsessignalerne og omsætterne 4 og 6. For af vinklerne ø. og ε. at kunne udskille de vinkler, der viser i retning af spejl bi 11 edmål, omregnes vinklerne ø^ og ε^ til vinkel værdier i forhold til referenceretningen N. I dette øjemed tages der i hvert enkelt tilfælde hensyn til en vinkel β. med tilsvarende index, som 10 er indtegnet mellem halveringsnormalerne og referenceretningen N. De fundne vinkelværdier henholdsvis (ø.-/}..) og (ε^-β^) sammenlignes med hinanden. Ud fra lige store vinkel værdier (øj-jSj) & ~ (Øg-jØø) bestemmes pejlevinklen φ i forhold til henføringsretningen, φ - 360°-{ϋί-βϊ). Vinklerne ø^, ε^ og β. er 15 indtegnet i matematisk positiv retning, medens pejlevinklen φ og kursvinklen γ i almindelighed angives som retvisende, d.v.s. i matematisk negativ retning. Følgende tabel anskueliggør bestemmelsen af pejlevinklen: 20 Indeks_(i_ ^_ε_(.ίΪ~~Ρ)-(ε~β2 1 12° 49° 131° 37° 119° 2 72° 109° 71° 37° 359° 3 312° 349° 191° 37° 121° φ S 360°-37° = 323°.

25

Fig. 2 viser et blokdiagram for et anlæg til udøvelse af fremgangsmåden. Til bestemmelse af pejlevinklen φ er der efter omsætterne 4, 5 og 6 koblet højpasfiltre 7, 8 og 9, over hvilke modtagelsessignalerne fra omsætterne 4, 5 og 6 kobles igennem til 30 løbetidsregnetrin 10, 11 og 12. I løbetidsregnetrinnene 10, 11 og 12 bestemmes løbetidsforskellene Tj, τ3 mellem modtagelsessignalerne fra hver to omsættere henholdsvis 4,5 og 5,6 og 4,6. Af løbetidsforskellene r^, t^, t3 bestemmes vinkler ø. og ε^ i forhold til halveringsnormalen til forbindelseslinien mellem det respektive 35 omsætterpar i efterfølgende vinkelregnetrin 13, 14, 15. I differenstrin 16, 17 og 18 bestemmes vi nkel værdi erne (ø.-Æ·) og (ε.-/?.) for hvert omsætterpar. Differenstrinnene 16, 17 og 18 er forbundet med en referencevinkelgiver 19, der stiller de tre vinkler /Jp β /?3 mellem referenceretningen N og halveringsnormalen for hvert

DK 165526B

20 omsætterpar til rådighed. I et efterfølgende sammenligningstrin 20 sammenlignes de således bestemte vi nkel værdi er [ΰ^-β^) og [ε^-β.) med hinanden, og der udlæses den vinkelværdi, der som differenceværdi optræder tre gange med samme størrelse. Denne vinkel værdi 5 (#.j-7*.j) kræves til beregning af pejlevinklen φ.

For at sikre den nøjagtigst mulige bestemmelse af pejlevinklen φ er der efter løbetidsregnetrinnene 10, 11 og 12 tilsluttet en minimumsdetektor 21, i hvilken det konstateres hvilken af de tre løbetidsforskelle Tp r3 der har den mindste værdi. Hvis far-10 tøjet 1 befinder sig nøjagtigt på halveringsnormalen til forbindelseslinien mellem et par omsættere, ville løbetidsforskellen være lig nul. Da sinus til pejlevinklen φ afhænger af løbetidsforskellen, er beregningen af pejlevinklen φ desto mere nøjagtig, jo mindre pejlevinklen φ's afvigelse fra halveringsnormalen er, da sinusfunktionen 15 i området omkring sit nul punkt udviser de største ændringer i sin funktionsværdi. Af den minimale løbetidsforskel τg bestemmes i et yderligere vinkelregnetrin 22 vinklerne #g og ε^. I et efterfølgende differencetrin 23, der er forbundet med referencevi nkel gi veren 19, beregnes under hensyntagen til vinklen β3 mellem referenceretningen 20 N og halveringsnormalen vi nkel værdi erne (#3-/^3) og (ε^-β^), og disse sammenlignes med udgangssignalet fra sammenligningstrinnet 20 i en sammenligner 24. Vinkel værdien (#3-)83) fremkommer på sammen!igneren 24's udgang og trækkes i et efterfølgende subtraktionstrin 25 fra 360°, således at dette trin leverer pejlevinklen φ = 360°- (#3-)83)-25 Ved bestemmelsen af pejlevinklen φ bliver modtagelsessigna lerne fra omsætterne 4, 5, 6 som beskrevet først filtreret i højpasfiltre 7, 8, 9. For at der skal fås en så nøjagtig bestemmelse af pejlevinklen φ som muligt, må modtagelsessignalet kun udnyttes i et frekvensinterval, i hvilket egenbølgernes fasehastigheder er ti 1 -30 nærmel sesvi s lige store. Dette er kun tilfældet ved højere frekvenser. Her er fasehastighederne desuden omtrent lig med udbrede!ses-hastigheden c i mediet. Adskillelsen mellem det ønskede øvre frekvensinterval og det uønskede nedre frekvensområde sker ved hjælp af højpasfiltrene 7, 8 og 9. Disse højpasfiltre 7, 8, 9's nedre græn-35 sefrekvens er afpasset efter de ovenfor beskrevne betingelser. I stedet for højpasfiltrene 7, 8, 9 kan man også med fordel anvende båndpasfiltre. Ved den øvre båndbegrænsning kan nyt-te-/forstyrrelsesforholdet forbedres.

Hver af omsætterne '4, 5 og 6 er forbundet med en

DK 165526B

21 intensitetsmønsterenhed 30, 31, 32. Modtagelsessignalerne underkastes i denne en frekvensanalyse, og det tidsmæssige forløb af de for hver frekvens bestemte intensiteter af modtagelsessignalerne lagres i et frekvens-tids-koordinatsystem. Der opstår et intensitetsmønster 5 i afhængighed af frekvensen og tiden. Dette intensitetsmønster udviser ved udbredelse af den af fartøjet 1 udstrålede bølgeenergi i form af egenbølger og bevægelse af fartøjet 1 et vifteformet eller hyperbel formet forløb af lige store intensiteter. I hver intensitetsmønsterenhed 31, 32, 33 tilvejebringes der samtidig et udsnit af 10 intensitetsmønstret over et på forhånd fastlæggeligt frekvensområde og et valgbart tidsinterval. Disse udsnit udviser med tidsforskydning samme mønster. Tidsforskydningen forårsages bl.a. af den radiale hastighedskomponent Vr af fartøjshastigheden V.

Under henvisning til fig. 3 forklares bestemmelsen i to 15 specialtilfælde, nemlig overløbning og passage af målestedet 3, når kursen er parallel med forbindelseslinien mellem et par omsættere.

Ved overløbning nærmer fartøjet 1 sig målestedet 3 langs med en kurs på en forlængelse af forbindelseslinien mellem omsætterne 5 og 6 med konstant fartøjshastighed V * Vr, nemlig med nærmel seshastigheden 20 V , der er lig med den radiale hastighedskomponent V . Den d i tangentiale hastighedskomponent er lig nul. Det fartøjet 1 omgivende interferensfelt modtages først af omsætteren 6 og derpå efter en tid, der afhænger af omsætterafstanden d og den radiale hastighedskomponen V, = = V, af omsætteren 5. Denne tid er lig 25 med en tidsforskydning 7^ af intensitetsmønstrene af modtagelses signalerne for omsætterne 5 og 6. Da afstanden d mellem omsætterne 5 og 6 er kendt, foreligger alle størrelser til bestemmelse af fartøjshastigheden V: V bestemmes som J.

30 TIK* I fig. 3 er der vist et andet fartøj Γ på en kurs parallel med forbindelseslinien mellem omsætterne 5 og 6. Her bliver interferensfeltet "skudt forbi" omsætterne 5 og 6 med den radiale hastighedskomponent Vp af fartøjshastigheden V. Der konstateres en 35 tidsforskydning 7^ af intensitetsmønstrene, som om omsætterne 5 og 6 lå i den indbyrdes afstand a d·s i η ΰ på forbindelseslinien mellem målestedet 3 og fartøjet Γ. Denne forbindelseslinie og halveringsnormalen til afstanden d mellem omsætterne 5, 6 danner en

DK 165526 B

22 vinkel tf. Tidsforskydningen findes ved ligningen a _ d^sin-zf" = V ' r r 5

Fartøjshastigheden findes på grundlag af de geometriske forhold af ligningen r V = . „ .

10 sin^*

Vr er kendt fra tidsforskydningsmålingen som d*sin ^ ' 15 og fartøjshastigheden kan således fås ved ligningen V - d*sin ^ _ d τΙΚ· sin·^ tm.

20 Omsætterafstanden d og tidsforskydningen er målte størrelser, af hvilke således fartøjshastigheden V kan bestemmes uden kendskab til løbetidsforskellen τ^ eller vinklen tf.

Fig. 4 tjener til forklaring af fartøjshastighedsbestemmelsen under den antagelse, at kursen 2 har et vilkårligt forløb i 25 forhold til målestedet 3. I fig. 4 er der vist et udsnit af målesituationen i fig. 1. Udsnittet viser omsætterne 5 og 6 og fartøjet 1, der følger kursen 2. Som allerede vist og beskrevet i forbindelse med fig. 1 danner forbindelseslinien mellem fartøjet 1 og halveringsnormalen til afstanden d mellem omsætterne 5, 6 en vinkel tf,,, 30 hvis supplement til 180° er betegnet med tf. Denne vinkel tf er ligeledes indtegnet i en trekant på målestedet 3, hvis grundlinie er afstanden d mellem omsætterne 5 og 6; og hvis ene katete er lig d*sin tf. Denne udsnitsafbildning tjener til forklaring af bestemmelsen af den radiale hastighedskomponent Vr af fartøjet Γ$ far-35 tøjshastighed V. Den målte tidsforskydning r^ mellem intensitetsmønstrene forårsages af den radiale hastighedskomponent Vr af fartøjet 1 og kunne være målt af en fiktiv måleindretning, hvor forbindelseslinien mellem omsætterne forløber i retning af den radiale hastighedskomponent Vr, og omsætterafstanden er d*sin tf. Den

DK 165526B

23 radiale hastighedskomponent Vr kunne altså beregnes af kvotienten af omsætterafstanden for en fiktiv måleindretning 5',6' og tidsforskydningen rTidsforskydningen måles.

Omsætterafstanden for den fiktive måleindretning 5',6' bestemmes ved 5 hjælp af løbetidsforskellen τ2, der således også skal måles. Ved hjælp af denne løbetidsforskel r2 kan sin ø bestemmes af ligningen:

Il · sin^ = d/c 10 Dermed fås omsætterafstanden for den fiktive måleindretning 5',6', der ovenfor er angivet som d*sin ø, som τ2 "· w. * Vc·

Formlen for den radiale hastighedskomponent Vr bliver såle- 15 des: = Vf Vf τικ

Tidsforskydningen 7^ mellem intensistetsmønstrene af to 20 modtagelsessignaler bestemmes ved hjælp af et korrelatorkredsløb 33 i fig. 2. Over en styrbar omskifter 34 er korrelatorkredsløbet 33's to indgange forbundet med de tre intensitetsmønsterenheder henholdsvis 30, 31 og 31, 32 og 30, 32. Omskifteren 34 er med sin styreindgang koblet til udgangen af en maksimumsdetektor 35, som er 25 sluttet til de tre løbetidsregnetrin 10, 11 og 12. I maksimumsdetektoren 35 bestemmes den største løbetid t2, og det konstateres, at løbetiden τ2 ligger mellem modtagelsessignalerne fra omsætterne 5 og 6. Af omskifteren 34 kobles de på intensitetsmønsterenhederne 31 og 32 optrædende udsnit af intensitetsmønstrene for modtagel sessigna-30 lerne fra samme omsætterpar videre til korrelatorkredsløbet 33. Der benyttes til bestemmelse af tidsforskydningen r^ intensitetsmønstrene af modtagelsessignalerne fra disse to omsættere 5 og 6, da deres tidsforskydning er større end tidsforskydningerne af intensitetsmønstrene af modtagelsessignalerne fra de to andre 35 omsætterpar. Dermed sikres, at den relative nøjagtighed af bestemmelsen af tidsforskydningen bliver så stor som muligt.

I korrelatorkredsløbet 33 korreleres den tidsmæssige inten-sitetsfordeling langs med et frekvensspor i det ene intensitetsmønster indenfor tidsintervallet At med den tidsmæssige

DK 165526B

24 intensitetsfordeling langs samme frekvensspor i det andet intensitetsmønster i et korrelationstrin 36, d.v.s. multipliceres og integreres for hver tidsenhed. Denne signal forarbejdning gennemføres for samtlige frekvensspor i frekvensområdet Af. De derved fremkomne 5 korrelationsfunktioner afsættes i et i korrelatorkredsløbet 33 indeholdt mellemlager 37. Over alle korrelationsfunktionerne dannes der i en tilsluttet middelværdidanner 38 en gennemsnits-korrelationsfunktion, og ud fra beliggenheden af dennes maksimum bestemmes intensitetsmønstrenes tidsforskydning τ^.

10 Korrelatorkredsløbet 33 og en yderligere udgang fra maksi mumsdetektoren 35 for den maksimale løbetidsforskel er forbundet med en regnekobling 40, i hvilken den radiale hastighedskomponent beregnes som V -c.

15 r τΙΚ I regnekoblingen 40 multipliceres kvotienten af løbetidsforskellen Tg og tidsforskydningen mellem intensitetsmønstrene af modtagelsessignalerne fra samme omsætterpar med udbredelseshastigheden c.

I fig. 5 er der vist en principiel opbygning af intensi-20 tetsmønsterenheden 30. Intensitetsmønsterenhederne 31 og 32 kan udføres på nøjagtig samme måde. Efter omsætteren 4 er der over et lavpasfilter 39 tilsluttet en analog-digital-omdanner med dertil sluttet lager 41. Lavpasfiltrets grænsefrekvens er således afpasset, at den ligger under højpasfiltrene 7, 8, 9's grænsefrekvens. Opdelt 25 i tidsenheder T bliver det tidsmæssige forløb af det filtrerede, digitaliserede modtagelsessignal lagret. En taktgiver 42 styrer analog-digital-omdanneren og lageret 41 i overensstemmelse hermed. I et tilsluttet FFT-regnekredsløb 43 dannes der af de lagrede modtagelsessignaler efter nødvendig filtrering (aliasing-filter) i 30 henhold til algoritmen for fast-fourier-transformation og påfølgende beløbskvadratdannelse og normalisering spektrogrammer, og disse lagres. Efter FFT-regnekredsløbet 43 er der tilsluttet et lagerkredsløb 44, der er forbundet med et frekvensstyrekredsløb 45 og et tidsstyrekredsløb 480 til dannelse af udsnittet. I lagerkredsløbet 35 44 lagres spektrogrammerne linievis over en tidsbasis, der er rasteropdelt i tidsenheder T, idet intensiteterne i hver linie afsættes som funktion af frekvensen f. Der opstår et som gråtone-skriftbillede vist intensitetsmønster i tilordning til tiden t som ordinat og frekvensen f som abscisse.

DK 165526B

25 I frekvensstyrekredsløbet 45 fastlægges et frekvensområde Af omkring en midterfrekvens f på sådan måde, at et modulationsmål for intensiteterne langs samtlige frekvensspor indenfor frekvensområdet Af ligger oven over en forud fastsættelig tærskelværdi. Frekvens-5 styrekredsløbet 45 indeholder et middel værdi kredsløb 46, en differensdanner 47, en modulationsregner 48 og en tærskelværdiregner 49. Frekvensstyrekredsløbet 45 er forbundet med FFT-regnekredsløbet 43.

I middel værdi kredsløbet 46 opsummeres intensiteterne I. langs hvert frekvensspor og divideres med deres antal N. Man får middelværdien I

10 af intensiteterne for hvert frekvensspor. I den tilsluttede diffe- 2 rensdanner 47 beregnes for hvert frekvensspor variansen σ , idet differensen mellem intensiteterne I. på frekvenssporet og middelværdien I af intensiteterne på samme frekvensspor dannes, kvadreres og summeres. I den derefter følgende modulationsregner 48 bestemmes 15 modulationsmålet af intensiteterne langs hvert frekvensspor. Modulationsmålet M beregnes som følger:

N

ϊ = - Σ I.

N i 20 i=l 2 1 N -2 σ iM £ »i’ «2

Efter modul ationsregneren 48 følger tærskel værdi regneren 49, 30 i hvilken det konstateres for hvilke op til hinanden liggende frekvensspor det eventuelt glattede modulationsmål ligger over en forud fastsættelig tærskelværdi. På tærskel værdi regneren 47's udgang angives midterfrekvensen f og det frekvensområde Af, indenfor hvilket modulationsmålet for hvert frekvensspor ligger over tær-35 skelværdien, f.eks. et frekvensområde Af = 200 Hz omkring en midterfrekvens f = 300 Hz.

Lagerkredsløbet 44 styres af frekvensstyrekredsløbet 45 til dannelse af udsnittet. Desuden er lagerkredsløbet 44 sammenkoblet med tidsstyrekredsløbet 480.

DK 165526 B

26 I tidsstyrekredsløbet 480, der styres af taktgiveren 42, indlægges der et tidsinterval At på eksempelvis 200 s. Tidsintervallet At omfatter flere tidsenheder T og er således valgt, at der på frekvenssporet for midterfrekvensen f optræder mindst en inter-5 ferensbølgelængde og f.eks. to intensitetsmaksima.

Frekvensstyrekredsløbet 45 og tidsstyrekredsløbet 480 styrer lagerkredsløbet 44 og definerer udsnittet af intensitetsmønstret. Intensitetsmønstret i dette udsnit udnyttes desuden over omskifteren 34 i fig. 2 i en interferenslinieregner 50. Interferens!inieregneren 10 50 i fig. 2 består af en approksimationsregner 51, der fødes af den

til enhver tid med omksifteren 34 forbundne intensitetsmønsterenhed 31, en simulationsregner 52 og en stigningsregner 53. I

approksimationsregneren 51 opsøges der indenfor udsnittet op til hinanden liggende intensiteter af samme styrke. Disse intensiteter 15 danner interferenslinier. I simulationsregneren 52, der er sammenkoblet med approksimationsregneren 51, simuleres der i et frekvens-tids-koordinatsystem en ret linie. Denne rette linie sammenlignes i approksimationsregneren 51 med den gennem udsnittets midte forløbende interferenslinie. Denne rette linie i simulations-20 regneren 52 drejes og forskydes i tidsretningen så længe, indtil interferensliniens afvigelser fra den rette linie er et minimum. Drejningspunktet for den rette linie forskydes fortrinsvis i tidsretningen på et frekvensspor på -0,1 f . De nævnte afvigelser kan være tids- og frekvensafvigelser mellem interferenslinien og den 25 rette linies koordinator. Denne rette linie udgør den søgte regressionslinie. Det er imidlertid også muligt i approksimationsregneren 51 ikke at approksimere ved regression, men ved sammenligning af intensiteter, der optræder i interferensmønstret langs den rette linie. Den rette linie approksimerer 30 interferenslinien, når samtlige langs med den rette linie målte intensiteter er lige store og fortrinsvis udgør maksimale eller minimale værdier.

Når den rette linie og interferenslinien er bragt til at dække hinanden, giver approksimationsregneren 51 et frigivelsessig-35 nal til stigningsregneren 53, der er forbundet med simulationsreg neren 52. Stigningsregneren 53 overtager fra simulationsregneren 52 den rette linie i frekvens-tids-koordinatsystemet og bestemmer dens stigning dt:df=t', der angiver den søgte stigning af interferenslinien.

DK 165526B

27

Efter interferens!i nieregneren 50 er der tilsluttet en afstandsregner 55, der bestemmer afstanden r mellem fartøjet 1 og målestedet 3 ud fra stigningen t', tidsforskydningen og løbe-tidsforskellen Korrelatorkredsløbet 33's udgang og maksimumsde-5 tektoren 35's anden udgang er ligeledes forbundet med afstandsreg-neren 55's indgange.

I det følgende skal afstandsbestemmelsen forklares nærmere under henvisning til fig. 6.1, 6.2 og fig. 7.

Fig. 6.1 viser en målesituation for en overløbning, ved 10 hvilken fartøjet 1 nærmer sig målestedet 3 på direkte eller radial kurs med konstant fartøjshastighed V eller nærmel seshastighed V = α

Vr = V. Til tidspunktet t befinder fartøjet 1 sig i afstanden r fra målestedet 3, når det bibeholder sin kurs med konstant fartøjshastighed V. Til tidspunktet tCpA vil det være nået frem til måleste-15 det 3.

Ved fremgangsmåden til bestemmelse af måldata skal afstanden r, fartøjshastigheden V, pejlevinklen φ og kursvinklen γ bestemmes.

I den betragtede bevægelsessituation er interferenslinierne tilnærmelsesvis rette linier, der forløber vifteformet i frekvens-tids-20 koordinatsystemet. Fig. 6.2 viser i en principskitse forløbet af sådanne interferenslinier i frekvens-tids-koordinatsystemet for anløbsfasen. Interferenslinierne er i virkeligheden svagt krumme, men er her skematisk angivet som rette linier GI, G2, —, Gn.

Bevæger man sig på frekvenssporet for midterfrekvensen f , er 25 afstanden mellem de rette linier GI, G2, ____, Gn bestemt af inter ferensbølgelængden X(fJ og er afhængig af nærmel seshastigheden V. = V = V. Afstanden r «*.) v r 30 er desto mindre, jo større nærmel seshastigheden V. = V„ er. Betrag-ter man et intensitetsmaksimum på en af interferenslinierne, f.eks. punktet på den rette linie GI til tidspunktet t ved midterfrekvensen f , kan man sige, at der i et tidsrum Ar = tQ-t£PA optræder netop k intensitetsmaksima i afstanden 35 X(f ) o

V

r På frekvenssporet f findes der ligeledes k intensitetsmaksima indtil den rette linie GI. Det k'te intensitetsmaksimum foreligger for

DK 165526 B

28 frekvensen f på den rette linie GI til en tid t, og afstandene mellem intensitetsmaksimaene andrager her xrn vr .

5 Tidsrummene indtil fartøjet når frem til målestedet 3 er X(f ) Yff) V*CPA = k ’ °ε ^CPA k · ·

Ligningen for tQ-tCpA opløses efter k og indsættes i lig-10 ningen for t-tcpA. Han får for t: v x(f) + t = (vW’ χ(ζ) CPA*

Differentierer man denne ligning med hensyn til frekvensen 15 f, får man stigningen af den rette linie GI

df '“o CPAj X(f )

Opløser man denne ligning efter ΐ0-*ςρΑ> får man for midterfrekven-20 sen fQ

X(f ) t -t = t* · —^— o uPA x X*(f ) '

Dette tidsrum tQ-tcpA er imidlertid netop den tid, der går, 25 indtil fartøjet 1 med nærmel seshastigheden Vr er nået frem til målestedet 3. Der gælder altså følgende ligning: X(f ) Γ “ (to-tCPAJ *V t’* FTF) * Vr (A)·

O

30 I denne specielle bevægelsessituation er nærmel seshastigheden V =V lig fartøjshastigheden V, der viser i retning af forbin- O i delseslinien mellem fartøjet 1 og målestedet 3, således som det ellers for enhver almindelig bevægelsessituation gælder for den 35 radiale hastighedskomponent V .

Ifølge blokdiagrammet i fig. 2 er imidlertid den radiale hastighedskomponent allerede blevet beregnet i regnetrinnet 40,

og denne er her lig med nærmel seshastigheden V =V : v = JL

w Γ r t

r XIK

DK 165526 B

29 I denne specielle bevægelsessituation er τ2 = f og dermed 5 t x2 d v = c . = (B) r XIK IK v '

Afstanden r skal i afstandsregneren 55 beregnes af ligning (A) og ligning (B) som følger: 10 «V ^ 1 χΙΚ (c)

Interferensbølgelængden X(fQ) bestemmes forud ved kendskab 15 til det overføringslag, i hvilket målestedet 3 befinder sig. Lige-. ledes kan differentialkvotienten af interferensbølgelængden X(f) med hensyn til frekvensen f beregnes og bestemmes på forhånd for midterfrekvensen f . Ligning (C) indeholder således kun målelige størrelser. Talrige forsøg har vist, at kvotienten 20 X(f0) x· Cfo) uafhængigt af overføringslagets dybde altid er omtrent lig med 1,1·f , til trods for at interferensbølgelængden X(f) selv påvirkes 25 meget stærkt af dybden, hvorved skal forstås udstrækningen af overføringslaget mellem dets grænseflader.

Fig. 7 viser et frekvens-tids-diagram, ved hvilket fartøjet 1 nærmer sig målestedet 3 med to forskellige fartøjshastigheder ved en overløbning i henhold til fig. 6.1. På grundlag af dette prin-30 cipdiagram skal fremgangsmåden og dens funktionsdygtighed også ved ændring af nærmel seshastigheden Va beskrives. Interferenslinierne er approksimeret af rette linier. Man ser i det nederste område af diagrammet rette linier, hvis stigning er større end i det øverste område. Efter en tid på 600 s efter påbegyndelsen af målingen har 35 fartøjet 1 forøget sin fartøjshastighed V, da stigningen af de rette linier er aftaget. Afstanden mellem de enkelte interferenslinier er i dette område kun halvt så stor som i det nederste område i diagrammet. Deraf kan man slutte, at fartøjshastigheden V er blevet fordoblet. Den første måling påbegyndes eksempelvis efter en tid på

DK 165526 B

30 100 s. Der betragtes et fremsensområde på Af ** 200 Hz, der ligger omkring en midterfrekvens på f = 300 Hz. Tidsintervallet andrager At = 200 s. Udsnittet af interferensmønstret i den første målesituation er betegnet med bogstavet Y. Et sådant udsnit af intensitets-5 mønstret er blevet dannet i hver af intensitetsmønsterenhederne 30, 31 og 32. Det antages, at der ved hjælp af korrelatorkredsløbet 33 måles en tidsforskydning rj|^=20s mellem to intensitetsmønstre.

Løbetidsforskel!en mellem modtagelsessignalerne fra det samme omsætterpar, eksempelvis omsætterne 4 og 5, antages målt til 10 7j=0,067 s, idet T _ d _ 100 m τΐ - c - 1500 m/s " 0,067 s i tilfælde af overløbning i henhold til fig. 6.1, hvor afstanden mellem omsætterne d=100 m, og lydhastigheden andrager c=1500 m/s. I 15 interferenslinieregneren 50 bestemmes stigningen t' af den interferenslinie, der forløber gennem midten af udsnittet Y. Den andrager t' = 6,36 s/Hz. Kvotienten bestemmes som følger: xCf ) nb = = M‘300 *· 20 °

Ud fra disse målestørrelser beregnes afstanden r i henhold til ligning (C) som følger: r = 1,1 · 300 · 6,36 ♦ ^ = 10500 m.

25 Nærmel seshastigheden Vr, der her er den samme som fartøjs hastigheden V, beregnes i henhold til ligning (B) som følger: V =c.i= 100 m/s»0,0675 _ .

r XjK 20 s ~ 5 ra/s “ 10 kn*

Pejlevinklen φ fås ud fra løbetidsforskellen 7j som følger: 30 Φ = arcsin (c· -A) = arcsin 1500jn/sI0i0675 _ .

d 100 m ~ arcsin 1 φ = 90°.

Kursvinklen γ er ligeledes lig 90°, da der ikke foreligger en tangential hastighedskomponent.

35 Der gennemføres en fornyet måling efter en tid på 900 s. Der dannes i intensitetsmønsterenheden 30 et udsnit Z som vist i fig. 7.

Der findes følgende måleværdier: tidsforskydningen rJK= 10 s, løbetidsforskellen Tj=d/c=0,067 s,

DK 165526 B

31 stigningen af interferenslinien t'= 1,36 s/Hz, kvotienten 1,1-f -1,1-300 Hz.

Med disse måledata findes afstanden r tf 4500 m 5 og nærmel seshastigheden Vp Vr * 10 m/s - 20 kn.

Pejlevinkel og kursvinkel andrager φ * y = 90°.

Af dette eksempel fremgår, at mål dataene bestemmes rigtigt 10 uafhængigt af fartøjets forudgående og efterfølgende bevægelsesforløb.

Der melder sig derefter det spørgsmål, om fremgangsmåden til bestemmelse af måldata også kan anvendes, når fartøjet l's kurs ikke forløber over målestedet 3, men løber forbi målestedet 3 med en 15 tværafstand, i hvilket tilfælde interferenslinierne har et hyperbelformet forløb. Dette skal bevises under henvisning til principskitsen i fig. 8.

Fartøjet 1 befinder sig til tidspunktet tj i en afstand r fra målestedet 3 under en pejlevi nkel φ i forhold til referenceret-20 ningen N. Fartøjet l's kurs forløber under en kursvinkel γ i forhold til referenceretningen N og ligger i en tværafstand q fra målestedet 3. Fartøjet 1 bevæger sig med en fartøjshastighed V og har passeret tværafstanden q på stedet R til tidpsunktet tcpA. Mellem fartøjshastigheden V og den radiale hastighedskomponent Vr dannes en hastig-25 hedsvinkel a.

I tiden År * ^i'^cPA ^ar med fartøjshastigheden V

tilbagelagt vejen s: s = V - År.

Efter den pythagoræiske læresætning gælder følgende geome-30 tri ske relation: r2 = q2 + s2 = q2 + V2 · År2.

2 2 (V · År) udtages og divideres med V *Ar: r r . . q2 , T.

V*At ‘ v = ΔΧ 72¾ 35

Desuden gælder for hastighedstrekanten af V, Vr og Vø: ' Vr cos α = r .

For trekanten med målestedet 3, fartøjet 1 og stedet R som

DK 165526B

32 vinkel spidser gælder: s ν·Δτ cos o = — = -— .

r r

Deraf følger 5 ν·Δτ _ \ r v ’ og man får for ligningen I: r = to + v4r ("ΐ- ιο r

Det første led Δτ på højre side af lighedstegnet i ligning II er netop den tid, som går, når fartøjet 1 med fartøjshastigheden σ2 V tilbagelægger vejen s. Det andet led er ^ ^srum ΔΤ, der ville gå, hvis fartøjet tilbagelagde vejen q fra målestedet 3 15 til stedet R med en fiktiv hastighed V*, der viser i retning af tværafstanden q, som det fremgår af følgende omregning:

Med s = ν·Δτ fås 20 at = _aL = _ai (in) Δ1 s-y.

Desuden er i henhold til fig. 8 q 5 = tan or, 25

som indsættes i ligning III

ΔΤ = S tan α (IV) 30 og i henhold til fig. 8 er —Σ— = v* tan or

Denne opløses efter tan or og indsættes i ligning IV, hvorved fås: ΔΤ = -λ32— = 3-35 ν 'άτ v* '

Man kan nu forestille sig, at fartøjet 1 har nået sin nuværende position fra målestedet 3 med den radiale hastighedskomponent Vr ad vejen r efter en tid x s r ·

DK 165526B

33 På den anden side kan det også have nået denne position ved, at det fra målestedet 3 har tilbagelagt tværafstanden q med den fiktive hastighed V* i tiden q/V* = ΔΤ og derefter vejen s med fartøjshastigheden V i tiden Ar - tj-tcpA. Da imidlertid fartøjet 1 til tiden 5 tj uafhængigt af den vej, det har fulgt, befinder sig i den indtegnede position er hs =Δτ+ a = r

Kvotienten

10 I

er imidlertid i henhold til ligning (A) lig med produktet af stigningen t' af en af interferenslinierne i afsnittet ved midterfrekvensen f og faktoren 15 X(f.) xr(fo) = 1,1,fo*

Det gælder altså også for en vilkårlig kurs af fartøjet 1, at afstanden r mellem målestedet 3 og fartøjet 1 til enhver tid kan 20 bestemmes ud fra stigningen t' af interferenslinien og den radiale hastighedskomponent Vr i henhold til ligning (A).

I afstandsregneren 55 i fig. 2 beregnes afstanden r. På regnekredsløbet 40's udgang optræder den radiale hastighedskomponent Vr af fartøjshastigheden V. Fartøjshastigheden V beregnes af den 25 radiale hastighedskomponent Vr og den tangentiale hastighedskomponent Vj efter den pythagoræiske læresætning i en fartøjshastighedsregner 60, hvis indgangsside er forbundet med regnekredsløbet 40 og over et multiplikationskredsløb 61 med afstandsregneren 55: V = 1/Vr2 + V 2. I multiplikationskredsløbet 61 beregnes produktet af 30 afstanden r og den tidsmæssige ændring af vinklen ø. Denne tidsmæssige vinkelændring benævnes hyppigt vinkelhastigheden 0. De geometriske relationer mellem hastighedskomponenterne Vr, af fartøjshastigheden V med hensyn til målestedet 3 fremgår af fig. 4.

Vinklen ø bestemmes af løbetidsforskellen r^ i et efter maksimums-35 detektoren 35 tilsluttet regneværk 62 efter ligningen c'x2 nt =arcsin —-

Efter regneværket 62 følger et differentieringskredsløb 63, i

DK 165526B

34 hvilket den tidsmæssige ændring af vinklen ϋ bestemmes pr. tidsenhed T. Multiplikationskredsløbet 61 er med sin anden indgang forbundet med differentieringskredsløbet 63 og beregner produktet af afstanden r og den tidsmæssige ændring af vinklen ΰ. Dette produkt er lig med 5 den tangenti ale hastighedskomponent = r»tø.

Til beregning af den til Nord henførte kursvinkel y er der efter interferenslinieregneren 50 og differentieringskredsløbet 63 koblet et vinkelregnetrin 64, hvori den i fig. 4 angivne hastighedsvinkel α beregnes. Hastighedsvinklen ot ligger mellem den radiale 10 hastighedskomponent Vr og fartøjshastigheden V og andrager: XCf ) « = arc tan ( . t'· (D)

O

Dette udtryk kan udledes af den geometriske konstruktion i 15 fig. 4 under anvendelse af ligning (C) på følgende måde: V τΙΚ -/-.¾ v I2_ ta“ "= vr = ^r2 ^ X'(£0) v Følgelig er 20 x(y tan Cf = x, ^ -j •t'-V’’ .

Ved opløsning af denne ligning efter α fås ligning (D). Fartøjshastigheden V kan også beregnes af hastighedsvinklen 25 α og den radiale hastighedskomponent Vr i henhold til ligningen v v = ——.

cos a

Efter vinkelregnetrinnet 64 er der tilkoblet et summationskredsløb 65, der som anden indgangsstørrelse modtager den 30 til Nord henførte pejlevinkel φ, hvorved i henhold til fig. 1 fås den til Nord henførte kursvinkel y = φ-α-180°.

Fig. 9 viser en modifikation af interferenslinieregneren 50. Approksimationsregneren 51 indeholder her til bestemmelse af approksimationen en interferenslinie i intensitetsmønstrets udsnit 35 og en i simulationsregneren 52 etableret ret linie et udvælgelseskredsløb 69, der opsøger de intensiteter i udsnittet, der ligger på den rette linie, og en middelværdidanner 70, i hvilken intensiteterne I. langs den rette linie opsummeres og divideres med

DK 165526 B

35 deres antal N: I i Σ I..

N x i=l 5 I et kvadreringskredsløb 71 bliver de enkelte intensiteter I. langs den rette linie kvadreret, og i et efterfølgende summer!ngskredsløb 72 bliver de adderet og divideret med antallet N. Man får middelværdien af de kvadrerede intensiteter: i N 2 10 m = Σ I.

W i=l

Efter middelværdidanneren 70 og summeringskredsløbet 72 er der tilsluttet et regnekredsløb 73, hvori den relative standardafvigelse 15 2 Ϊ af intensiteterne 1^ langs med den rette linie fra deres middelværdi I udregnes efter formlen: 20 ^ ° ϊ Ϊ

Regnekredsløbet 73' s udgang er forbundet med et kontrol kredsl øb 74 for frigivelsessignalet for approksimationsregneren 51. Kontrol-25 kredsløbet 74 afgiver et frigivelsessignal, når den relative standardafvigelse σ Ϊ er så lille som mulig og mindre end en forud fastsættelig værdi. Når 30 dette er tilfældet, er intensiteterne I., langs den rette linie næsten ens, og den rette linie approksimerer interferenslinien bedst muligt. Frigivelsessignalet tilføres stigningsregneren 53, i hvilken den i simulationsregneren 52 simulerede rette linie t(f) differentieres med hensyn til frekvensen. Når der ikke frembringes noget 35 frigivelsessignal, bliver den rette linie i simulationsregneren 52 drejet og/eller forskudt i tidsretningen, indtil den relative standardafvigelse £ Ϊ

DK 165526 B

36 er mindst mulig.

Det er ligeledes muligt i simulationsregneren 52 i stedet for en ret linie at simulere et bundt af rette linier, der alle skærer hinanden ved frekvensen -0,1 - fQ og på middel frekvensen f 's 5 frekvensspor har lige store afstande. Udvælgelseskredsløbet 69 opsøger da de tilsvarende intensiteter, der hører til de simulerede rette liniers koordinater, fra intensitetsmønstrets udsnit, og disse videreforarbejdes for hver af de rette linier i middel værdidanneren 70 og kvadreringskredsløbet 71. For alle de rette linier beregnes 10 den relative standardafvigelse σ

__L

og de rette linier approksimeres til interferenslinierne i udsnittet. Kontrol kredsløbet 74 frembringer et frigivelsessignal, når den 15 relative standardafvigelse σ Ϊ er mindst mulig for alle de rette linier. Fra simulationsregneren 52 overføres den gennem midten af udsnittet forløbende rette linie til 20 stigningsregneren 53.

I det følgende skal beskrives det tilfælde, hvor der forekommer en dybdeændring i overføringslaget: Befinder målestedet med omsætterne sig eksempelvis i et fladtvandsområde, der ikke har en konstant vanddybde, er bestemmelsen af den radiale hastighedskompo-25 nent Vr ud fra tidsforskydningen ikke mere uafhængig af skibspositionen og den på skibspositionen forhåndenværende vanddybde.

Fig. 10 viser en principskitse for en fladtvandskanal, hvor en kontinuerlig dybdevariation for simpelheds skyld er repræsenteret af to vanddybder Hj og med et spring. På grundlag af denne model 30 skal der forklares en korrektion af hastighedsmålingen. I denne som model tjenende fladtvandskanal sker der en interferens mellem to egenbølger, der i området med vanddybden har en interferensbølgelængde Xj og i området med vanddybden H^ en interferensbølgelængde Xg. Målestedet 3 befinder sig i området med vanddybden Hj. Befinder 35 fartøjet 1 sig i området med vanddybden Hj, måles der på målestedet 3 en tidsforskydning på t^, der sammen med afstanden d mellem omsætterne 4 og 5 leverer fartøjshastigheden Vr=V i henhold til ligning (B).

Fartøjet 1 tilbagelægger eksempelvis med sin

DK 165526 B

37 fartøjshastighed V i en tid tj en vej, der netop er lig med interferensbølgelængden Xj. Da fartøjet 1 er omgivet af sit interferensfelt, vil et intensitetsmaksimum i området med vanddybden H2 i tiden tj tilbagelægge en vej S,,, der er mindre end vejen Xj og netop lig 5 med interferensbølgelængden X2-

Befinder fartøjet 1 sig i området med vanddybden H2, vil et interferensmaksimum med fartøjshastigheden V i en tid t2 tilbagelægge en vej svarende til interferensbølgelængden X2- Der måles på målestedet 3, hvor imidlertid i samme tid t2 et interferensmaksimum 10 har tilbagelagt en vej svarende til interferensbølgelængden Xj med en målt hastighed V**: Xj = V**«t2. Tiden t2 bestemmes af interferensbølgelængden X2 og fartøjshastigheden V og er t Λ 2 V 15 v** . Indsætter man t2 i ligningen for Xj, får man Xj Opløser man denne ligning efter den målte hastighed V**, får man xi V** = V· — .

X2 20

Ud fra den tidsforskydning der måles på målestedet 3, når fartøjet 1 befinder sig i området med vanddybden H2, kendes den målte hastighed V**. Denne målte hastighed V** er større end fartøjshastigheden V, nemlig 25 y ** as _i.1 X2 hvor Xj > X2.

Fra den ovennævnte artikel af Weston er det kendt, at 30 interferensbølgelængderne Xj, X2 forholder sig som kvadraterne på vanddybderne Hj, H2: h Δ 2 X2 ' \) .

35 Der fremkommer da en vurderingsfejl for hastigheden V af ligningen AV _ V-V** ΛΗ .„2 V55 - y*5— = -2· f + cf) “l Hl hvor ΔΗ = Hj-H2·

DK 165526 B

38 I de fleste tilfælde er den relative dybdeændring AH H1 lille. Derfor kan man se bort fra det andet led i ovenstående 5 ligning. Man får en fortegnsrigtig korrektionsfaktor, der alene afhænger af bundens hældning og er lig det dobbelte af den relative dybdeændring.

På grund af ændringen af interferensbølgelængderne ændres såvel interferensliniestigningen t' som tidsforskydningen med 10 den samme faktor. Da disse værdier i henhold til ligning (C) indgår som indbyrdes proportion i formlen for afstandsbestemmelsen, og de øvrige størrelser i denne formel ikke påvirkes af dybdevariationen, kræver afstanden ingen korrektion.

Til beregning af hastighedsvinklen a må værdien af interfe-15 rensliniestigningen korrigeres. Betegnes den målte interferens!i -niestigningsværdi med t'* og den korrigerede interferensliniestig-ningsværdi med t', gælder følgende korrektion: H1 2 f = f* *(rri) 20

Hastighedsvinklen α beregnes da med den korrigerede stigning af interferenslinien af ligning (D) som følger: XCf0} H. 2 a = arc tan ^JTJ * 25 ° 2 30 35

Claims (27)

1. Fremgangsmåde til passiv bestemmelse af mål data, såsom bevægelseshastighed, afstand og kurs af et fartøj eller køretøj, der udstråler selvgenereret bølgeenergi, navnlig et vandfartøj, ud fra 5 et målested, ved hvilken fremgangsmåde bølgeenergien på målestedet modtages af omsættere og af disse omsættes til elektriske modtagelsessignaler, hvorhos en indfaldsretning af bølgeenergien i forhold til en henføringsretning bestemmes som pejlevinkel, kendeteg net ved, at målestedet indenfor et måleområde lægges i et 10 overføringslag med dispersionsegenskaber for den af fartøjet ud strålede bølgeenergi, at der på målestedet anbringes mindst to omsættere i afstand fra hinanden, at modtagelsessignalerne fra hver omsætter fortløbende underkastes en frekvensanalyse, og intensiteter lagres i afhængighed af såvel frekvensen som tiden, at der af de 15 lagrede intensiteter af modtagelsessignalerne fra hver omsætter vælges et ved et forud fastsætteligt frekvensområde og et forud fastsætteligt tidsinterval bestemt udsnit, at der bestemmes en indbyrdes tidsforskydning af intensitetsmønstrene i de to udsnit, at der på den ene side til bestemmelse af fartøjshastigheden bestemmes 20 en radial hastighedskomponent af fartøjshastigheden ud fra den med afstanden mellem omsætterne multiplicerede kvotient af sinus til pejlevinklen og tidsforskydningen og/eller på den anden side til bestemmelse af afstanden mellem målestedet og fartøjet indenfor et af udsnittene af op til hinanden liggende intensiteter af samme 25 styrke frembringes frekvensafhængige interferenslinier, at den frekvensmæssige ændring eller stigning af i det mindste en af de i udsnittet forhåndenværende interferenslinier bestemmes, og at afstanden mellem målestedet og fartøjet bestemmes ud fra produktet af stigningen og den med afstanden mellem omsætterne multiplicerede 30 kvotient af sinus til pejlevinklen og tidsforskydningen.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at en tangential hastighedskomponent af fartøjshastigheden bestemmes ud fra produktet af afstanden mellem målestedet og fartøjet og den tidsmæssige ændring af pejlevinklen.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at modtagelsessignalerne fra de to omsættere benyttes til bestemmelse af pejlevinklen og dennes ændring som funktion af tiden, at en løbetidsforskel mellem modtagelsessignalerne i et højere end frekvensområdet liggende frekvensinterval måles, og at pejlevinklen og DK 165526 B 40 dens tidsmæssige ændring beregnes ud fra løbetidsforskellen under hensyntagen til afstanden mellem omsætterne.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at der på målestedet anbringes en tredie omsætter på en sådan måde, 5 at de tre omsættere ligger i vinkel spidserne af en fortrinsvis ligesidet trekant beliggende i overføringslaget parallelt med dettes grænseplaner, og at omsætterne anvendes parvis til bestemmelse af tidsforskydning og løbetidsforskel.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, 10 at der ud fra løbetidsforskellene beregnes vinkler i forhold til halveringsnormalen til forbindelseslinien mellem hver to omsættere, at disse vinkler omregnes til vinkelværdier i forhold til en fælles referenceretning og sammenlignes med hinanden, og at pejlevinklen bestemmes ud fra de løbetidsforskelle, der hører til lige store 15 vinkel værdier.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 4 eller 5, kendetegnet ved, at de bestemte løbetidsforskelle og/eller tidsforskydninger sammenlignes med hinanden, at den største løbetidsforskel til beregning af mål afstanden og fartøjshastigheden 20 kombineres med den af modtagelsessignalerne fra samme omsætterpar bestemte tidsforskydning, eller at den maksimale tidsforskydning kombineres med den ud fra modtagelsessignalerne fra samme omsætterpar bestemte løbetidsforskel.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, 25 at de til samme vi nkel værdi er hørende løbetidsforskelle sammenlignes med hinanden, og at pejlevinklen og den tidsmæssige ændring af denne bestemmes ud fra den mindste løbetidsforskel.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, at kursen bestemmes ud fra pejlevinklen med tillæg af en hastig- 30 hedsvinkel, der ligger mellem den radiale hastighedskomponent og fartøjshastigheden.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendetegnet ved, at hastighedsvinklen beregnes som arcus tangens til produktet af stigningen, en faktor, og den tidsmæssige ændring af pejlevinklen.

10. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-9, kendetegnet ved, at frekvensområdet med dets midterfrekvens bestemmes på den måde, at der langs hvert frekvensspor bestemmes et modulationsmål for de lagrede intensiteter indenfor tidsintervallet, og at der som frekvensområde vælges et område·af op DK 165526B 41 til hinanden liggende frekvensspor, for hvilke det frekvensmæssige forløb af modulationsmålet ligger over en tærskelværdi.

11. Fremgangsmåde ifølge krav 10, kendetegnet ved, at frekvensinterval let til pejlingen vælges i en sådan fre- 5 kvensafstand fra frekvensområdet og dettes midterfrekvens, at fasthastigheder af bølger indenfor dette frekvensinterval i afhængighed af frekvensen er tilnærmelsesvis konstante og lig med udbredelseshastigheden af bølgeenergien i måleområdets medium.

12. Fremgangsmåde ifølge krav 11, kendetegnet 10 ved, at målafstanden bestemmes som produktet af stigningen, løbe- tidsforskellen, udbredelseshastigheden og den nævnte faktor divideret med tidsforskydningen af intensitetsmønstrene af modtagelsessignalerne fra samme omsætterpar.

13. Fremgangsmåde ifølge krav 12, kendetegnet 15 ved, at den radiale hastighedskomponent bestemmes som den med udbredelseshastigheden multiplicerede løbetidsforskel divideret med den tilhørende tidsforskydning.

14. Fremgangsmåde ifølge krav 13, kendetegnet ved, at fartøjshastigheden beregnes ved anvendelse af den pythago- 20 ræiske læresætning ud fra den radiale og den tangentiale hastig hedskomponent ved kvadrering, summering og kvadratrodsuddragning.

15. Fremgangsmåde ifølge krav 12, kendetegnet ved, at interferensbølgelængden af to i overføringslaget med hinanden interfererende egenbølger bestemmes som funktion af frekvensen, 25 at dennes differentialkvotient med hensyn til frekvensen bestemmes ved midterfrekvensen, og at faktoren bestemmes som kvotienten af interferensbølgelængden ved midterfrekvensen og dennes differentialkvotient.

16. Fremgangsmåde ifølge krav 12, kendetegnet 30 ved, at faktoren sættes til 1,1 gange frekvensområdets midterfre kvens.

17. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-16, kendetegnet ved, at tidsintervallet vælges proportionalt med interferensbølgelængden af to i overføringslaget med 35 hinanden interfererende egenbølger, der fremkommer på grundlag af den valgte midterfrekvens, og omfatter mindst to interferenslinier på midterfrekvensens frekvensspor.

18. Fremgangsmåde ifølge krav 17, kendetegnet ved, at afstanden mellem omsætterne vælges mindre end den halve DK 165526 B 42 interferensbølgelængde af to i overføringslaget med hinanden interfererende egenbølger, der fremkommer på grundlag af den valgte midterfrekvens.

19. Fremgangsmåde ifølge krav 18, kendetegnet 5 ved, at omsætterne anbringes indenfor overføringslaget i en sådan distance parallelt med dettes grænseplaner, at der på grundlag af egenbølger af højere orden indenfor udsnittet fremkommer mere end to interferenslinier på midterfrekvensens frekvensspor.

20. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 10 1-19, kendetegnet ved, at der ud fra modtagelsessigna lerne fra hver omsætter til frekvensanalysen dannes korttids-effekttæthedsspektre i forud fastsættelige tidsenheder, at disse henført til en tidsbasis lagres som intensiteter i afhængighed af frekvensen, at tidsbasen er rasteropdelt i tidsenheder, og at 15 tidsintervallet omfatter et forud fastsætteligt antal tidsenheder.

21. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-20, kendetegnet ved, at stigningen bestemmes ved approksimation af en ret linie til interferenslinien.

22. Fremgangsmåde ifølge krav 21, kendetegnet 20 ved, at der indenfor et af frekvens- og tidsenheder dannet frekvens-tids-koordinatsystem for intensitetsmønstret måles intensiteterne langs en vilkårligt i udsnittet anbragt ret linie, og at denne rette linie for at approksimeres til interferenslinien drejes og forskydes i tids-og/eller frekvensretningen, indtil de 25 langs den rette linie målte intensiteter har den mindste afvigelse fra hinanden.

23. Fremgangsmåde ifølge krav 22, kendetegnet ved, at der indenfor intensitetsmønstrets frekvens-tidskoordinatsystem måles intensiteter langs en vilkårlig, i udsnittet 30 anbragt ret linie, at middelværdien af de intensiteter, der måles langs den rette linie, dannes med henblik på approksimation af denne til interferenslinien, at de enkelte intensiteter kvadreres og adderes, at summen divideres med antallet af målte intensiteter, at den relative standardafvigelse af intensiteterne fra middelværdien 35 bestemmes, og at den mindste afvigelse af den rette linie fra interferenslinien anses for opnået, når den relative standardafvigelse er mindst mulig.

24. Fremgangsmåde ifølge krav 22 eller 23, kendetegnet ved, at der i frekvens-tids-koordinatsystemet tilvejebringes 43 DK 165526 B et mønster bestående af et bundt af rette linier, der skærer hinanden ved -0,1 gange midterfrekvensen og har lige store afstande på midterfrekvensens frekvensspor, at udsnittet og bundtmønstret i overensstemmelse med midterfrekvensens frekvensspor forskydes i 5 forhold til hinanden langs tidsaksen, indtil de enkelte rette linier i bundtet tangerer interferenslinierne og ikke mere skærer disse, og at stigningen af forbindelseslinien mellem de rette liniers skæringspunkt og midtpunktet af udsnittet angiver stigningen af interferenslinien.

25. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-24, kendetegnet ved, at den tidsmæssige intensitetsfordeling i udsnittet af det til den ene omsætter hørende intensitetsmønster langs med hvert frekvensspor i det forud fastsættelige frekvensområde korreleres med den tidsmæssige intensitetsfordeling 15 af det til den anden omsætter hørende intensitetsmønster langs med det samme frekvensspor over det samlede tidsinterval, at der dannes middelværdierne af korrelationsfunktionerne for alle frekvenssporene, og jit tidsforskydningen bestemmes ud fra stillingen af maksimum af middelværdierne af korrelationsfunktionerne.

26. Fremgangsmåde ifølge krav 25, kendetegnet ved, at den bestemte radiale hastighedskomponent i tilfælde af et måleområde med dybdeændring mellem grænseplanerne i afhængighed af den relative dybdeændring henført til dybden på målestedet korrigeres med det dobbelte beløb af den relative dybdeændring.

27. Fremgangsmåde ifølge krav 26, kendetegnet ved, at stigningen multipliceres med den kvadrerede kvotient af dybden på fartøjets position og dybden på målestedet. 30 35