Brevet FR2101151A1 — publié le 19720331

L'invention a pour objet un procédé et un appareillage de détermination de position d'un navire ou analogie. * On connatt divers procédés radio-électriqües par lesquels un navire peùtde'tèrainera position. Certains procédés font appel à la réception sur le navire de plusieurs émissions radio-électriques provenant de postes dont les positions sont connues, la différence de phase entre les slguaux reçus à partir dedeux postes permettant une localisation' sur des tracés hyperboliques constituant les lieux géométriques des point s de différence de distances constante. La mise en oeuvre d'un-tel procédé exige > une installation comprenant au-moins trois stations fixes, situées en des lieux différents, ce qui, pour certaines applications, par exemple la déterml- nation de la position d'une barge prévue pour la posé d'un pipeline, entraxe à des difficultés. le-procédé et l'installation selon l'invention sont d'une mise en oeuvre plus simple car elle ne fait appel qu'à deux stations complètement automatiques. L'invention est caractérisée par ce fait que la position d'un navire ou analogue est obtenue par détermination par radar de la distance dudit navire à un premier poste et de la distance dudit navire à un second poste, le navire étant ainsi à l'intersection de deux arcs circulaires correspondant auxdites distances, la détermination de chaque distance étant obtenue par comparaison de phases d'ondes entretenues de fréquences différentes de manière à pouvoir, outre la détermination précise de la distance, éliminer l'incertitude provenant d'un décalage de phase qui serait supérieur à 3600. La description qui suit, faite à titre d'exemple, se réfère au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est un schéma de poste de navire - la figure 2 est un schéma de poste terrestre. Le pote sur le navire, par exemple une barge, comprend un oscillateur 10 (figure 1), dont la fréquence est par exemple de 9,9 Hds, cette indication nunérique étant donnée seulement pour simplifier l'exposé et n'ayant aucun caractère limitatif.Sur une première voie Il de sortie de l'oscillateur 10 est prévu un diviseur 12 introdulsant un facteur de division de 1/11 et sur une seconde voie 13 est prévu un diviselr 14 introduisant un facteur de division de 1/9. les sorties 15 et 16 des diviseurs 12 et 14, respectivement d'une fréquence de 0,9 et d'une fréquence de 1,1 Mc*, sont appliquées à un mélangeur 17- dont la sortie 18 est à une forés, quence de 0,2 Mc/s et est-appliquée à un diviseur 19 introduisant un facteur de division d'1/10. La sortie 20.du diviseur est donc à une fréquence.de 20,kc/s. Sur la sortie 20 est prévu un diviseur 21 introduisant un facteur de division d11/2 et dont la sortie 22 est ainsi à une fréquence de 10.kc/sO Cette sortie est appliquée à une entrée 23 d'un modulateur 24 dont l'autre entrée 25 reçoit la sortie du diviseur 12 de 0,9 Mc/sO Après'traversée d'un étage de puissance 26, l'aérien 27 émet donc deux bandes latérales situées de.part et d'autre à 10 kc/s de 0,9 Mc/s. L'aérien 3J (figure 2) d'un poste fixe ou poste terrestre applique l'énergie reçue, par l'intermédiaire d'un coupleur 32, sur une entrée 33 et, après traversée d'un filtre 34 réglé sur 0,9 Mc/s + 10 kc/s, ladite fréquence est appliquée sur la première entrée 35 d'un démodulateur 36 ou comparateur de phases. La seconde entrée 37 du démodulateur est fournie à partir d'un oscillateur à quartz 38 dont les oscillations, après traversée d'un déphaseur 38' à action réglable, sont appliquées à deux voies à savoir une première voie 39 et une seconde voie 40; la première voie 39, après traversée d'un diviseur 41, introduisant un facteur de division de 1/11, est appliquée à une entrée 42 d'un modulateur 43.Sur la seconde voie 40 est présent un diviseur de fréquence 44, introduisant un facteur de division d'1/9, dont une sortie 45, sur laquelle la fréquence est de 1,1 Mc/s, est appliquée à un mélangeur 46 recevant par sa seconde entrée 47 la fréquence de 0,9 Me/s issue du diviseur 41.Sur la sortie 48 du mélangeur 46 est un diviseur de fréquence 49 introduisant un facteur de division de 1/10 et sur la sortie 50 duquel la fréquence est donc de ke/se Une nouvelle division dans un diviseur 51 , introduisant un facteur d'1/2, fournit à la sortie 52 une fréquence de 10 kc/s appliquée par une voie 53 sur la seconde entrée 54 du modulateur 43 dont la sortie est, après traversée d'un filtre 55, l'entrée 37 du démodulateur 36. Celui-ci fournit sur sa sortie 57 une tension qui dépend de la diffdrence de phase entre les deux fréquences de 0,9 Mo/s + 10 kc/s présentes d'une part sur l'entrée 35 et correspondant à la fréquence reçue au porte terrestre à partir de l'émission de la barge et, d'autre part, sur la voie 37 résultant de l'oscillateur à quartz 38 dudit poste terrestre. La voie 7 permet le réglage, par l'entrée 58, du déphaseur 38 de manière à asservir la phase présente sur la voie 40 à celle du poste de la barge. La seconde sortie 59 du diviseur de- fréquence 44 est appliquée à l'entrée 60 d'un modulateur 61 recevant d'autre part par l'en- trée .62 la fréquence de 10 kobs issue de la voie 52. La fréquence émise par l'aérien 31 est donc de 1,1 + 10 kc, différente de celle q5le- reçoit ledit aérien à partir de la barge. Pour lever l'incertitude qui pourrait résulter d'un décalage de phases supérieur à 360 , la sortie 63, de 20 kcs, d'un mélangeur 64 relié - l'entrée 33, est appliquée à un démodulateur 65 recevant d'autre part, par la voie 67, la sortie à 20 kc/s prise sur la voie 50 et provenant dè l'oscillateur 38 du poste terrestre, de sorte que sur la sortie 66 du démodulateur 65 on trouve une tension qui peut être appliquée par la voie 58 sur le déphaseur 38' et ainsi fournir à ce dernier un signal de correction grossier. Le signal émis par le poste terrestre, par son aérien 31, est ainsi asservi en phase à l'émission du poste du navire. l'émission du poste terrestre est captée par l'aérien 27 du poste du navire et, par l'intermédiaire d'un coupleur 71, parvent, à travers un filtre à quartz i2, à une voie 73. Après traversée dtun filtre 74, la fréquence de i,1 Mc/s + 10 kc/s, présente sur l'entrée 75 d'un comparateur de phases 76,- est comparée avec l'os- -cillation de même valeur de fréquence présente sur la seconde entrée 77 du comparateur et oui -provient de l'oscillateur 10, après traversée du diviseur 14, du modulateur 78 recevant d'autre part par la voie 86 la fréquence de 10 kolas, présente à la sortie du diviseur 21, et du filtre 79.Sur la. sortie 80 dG comparateur de phases 76 est présent un facteur éle.ctrique caractéristique de la distance entre le poste de barge et le poste terrestre. Le cas échéant, l'incertitude de 9600 est levée par le facteur électrique présent à la sortie 81 d'un comparateur de phases 82 qui reçoit sur son entrée 83 la fréquence de 20 kcjs fournie à partir de l'oscillateur 10 après traversée du diviseur .14, du mélangeur 17 et du diviseur 19, et LII sa seconde entrée 84 la fréquence de 20 kc/s fournie à partir du coupleur 71 après traversée du filtre 72 et du mélangeur 85. Sur la barge on connais ainsi, à partir des facteurs électri- oves prudents sur les sorties 80 et 81, la distance à un premier poste terrestre. la distance à un second poste terrestre est obtenue de la même façon. A partir des deux distances, la barge détermine sa position. L'appareillage selon l'invention comprend seulement deux stations au sol pour la détermination de la position. L'encombrement en fréquence est réduit. Une précision de l'ordre de 5 mètres dans la position est obtenue sans difficultés. L'invention concerne également un système pour la détermination des positions d'une multiplicité de mobiles, par exemple de navires, dont chacun est muni d'un poste comme décrit ci-dessus. Suivant ce système, un poste terrestre d'un groupe de deux postes terrestres émet, au début d'une période, un indicatif, par exemple modulé, qui, reçu à chacun des mobiles, constitue pour chacun d'entre eux le signal de début de période. Un numéro est affecté à chacun des mobiles et à chacun des mobiles est affectée une fraction de la période. C'est pendant cette fraction de période que ledit mobile fait le point, comme indiqué ci-dessus, en déterminant sa distance au premier poste terrestre et sa distance au second poste terrestre. Un tel système permet, avec deux postes terrestres seulement, à une multiplicité de mobiles, par exemple des navires se présentant à l'entrée d'un port, de déterminer leurs positions à des intervalles de temps qui peuvent & re suffisamment rapprochés pour satisfaire aux desiderata de la navigation. Chaque navire dispose par exemple de 30 millisecondes pour l'interrogation des deux stations au sol. Pendant le premier tiers de cette période, les deux stations au sol se synchronisent en phase sur les deux fréquences émises par le navire. La première station répond pendant le deuxième tiers de la période sur deux fréquence s distantes entre elles de 20 Miz et distante des fréquences d'interrogation de 200 khz. Le dernier tiers de la période est réservé à la réponse de la deuxième station. le récepteur du navire mesure sa distance à la première station pendit que celle-ci répond et il mesure sa distance à la deuxième statlon pendant la réponse de celle-ci. Il n'est pas ncessaire que la période de recalage de position soit faible. On peut admettre un minimum de l'ordre de 7 secondes. Pour des navires rapides, la position entre deux recalages peut autre entretenue gracie à l'estime (vitesse et cap). Une centaine de navires peuvent donc être recalés grâce à ce dispositif. L'appareillage de bord peut comporter un calculateur qui, à partir des distances déterminées, fournit les coordonnées géogra phiques. Dans le cas particulier de travaux pétroliers, le calculateur peut fournir l'écart par rapport au point désiré et assurer l'autre macité des manoeuvres pour placer correctement la barge. REVENDICATIONS Installation pour permettre à un navire, comme une barge de pose de pipe-line ou analogue, de faire le point à des intervalles de temps rapprochés, caractérisée en ce quelle comprend sur le navire et sur un poste terrestre des émetteurs à ondes entretenues de fréquences différentes, l'émetteur du poste terrestre étant asservi en phase sur l'émission du poste du navire et ce dernier comprenant des.moyens pour déterminer le décalage de phase de la réception du poste terrestre par rapport à sa propre émission, qui est caractéristique de la distance au poste terrestre. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le poste de navire comprend des moyens pour lever l'incertitude résultant d'un décalage de phase supérieur à 3600. 3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'asservissement au poste terrestre comprennent des moyens d'asservissement grossiers et des moyens d'asservissement fins. 4. Système pour le contrôle de la position d'une multiplicité de mobiles, caractérisé en ce que chacun d'eux possède un poste à détermination de décalage de phase coopérant avec au moins deux postes terrestres suivant une installation d'après l'une quelconque des revendications précédentes, des fractions d'une période prédéterminée étant affectées aux liaisons entre les divers postes mobiles et les postes terrestres. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les oscillateurs de tous les navires et des stations terrestres possèdent des quartz identiques, les réglages en fréquence et en phase des stations terrestres étant effectues par un déphaseur asservi. 6. Système selon la revendication 4 ou la revendication 5, permettant le racalage de position d'au moins cent navires en utilisant uniquement deux canaux "phonie".