Brevet FR2101056A1 — publié le 19720331

7.0 29970 1 2101056 La présente invention se rapporte à une ntéthode de navigation, utilisant l'effet Doppler, pour la détermination de l'espace parcouru par un véhicule par rapport à une surface de référence. Elle s'applique, en parti cul i.fir, à la détermination du trajet effectué 5 par vuî véhicule, se déplaçant "dans ou sur l'eau, par rapport à la surface du fond immergé. consistant à émettre, suivait une ou plusieui-s directions obliques par rapport à la verticale, des signpu»; acoustiques de fréquence déterminée, à recevoir les 10 signaux acoustiques diffusés par la surface immergée, à calculer d'après la différence entre la fréquence d'émission et la fréquence de réception due à l'effet Doppler, la vitesse du véhicule ou l'espace qu'il parcourt dans des plans déterminés par ces directions obliques. Une première variante parmi ces méthodes consiste à émettre des ondes acoustiques de façon continue et à recevoir les 15 échos de ces ondes sur des transducteurs-récepteurs distincts des transducteurs-émetteurs. L'inconvénient majeur de l'émission continue réside dans le couplage acoustique existant entre'les émetteurs et les récepteurs. Sous l'effet d'un couplage mécanique, de fuites d'émission et de mouvements parasites éventuels (roulis, tangage), les récepteurs reçoivent en permanence une fraction variable 20 de signaux à la fréquence d'émission. Il en résulte un étalement du spectre de fréquence Doppler et une erreur variable, dans la détection de la fréquence centrale de ce spectre, nuisant à la fidélité des mesures. égale à la durée du trajet des ondes acoustiques entre le véhicule et la surface 25 de référence suivant les directions obliques d'émission et de réception. La durée d'émission peut varier par échelons^lorsque la distance entre le véhicule et la surface de référence croit ou décroît de quantités prédéterminées, ou encore de façon continue. Dans ce dernier cas, la durée d'émission est rendue proportionnelle à la distance séparant le véhicule de la surface. Cette distance est 30 relevée à l'aide d'un écho-sondeur suivant la verticale ou suivant les directions d'émission et de réception. La durée de réception et par conséquent la période de répétition des signaux émis, dépendent de- cette distance séparant le véhicula de la surface. L'utilisation de ces variantes présente le double avantage propre à 35 l'émission impuislo*"jalle de permettra l'utilisation d'un seul transducteur suivant chaque direction d ' fission et d'éliminer "c.-: Je couplage acousticue Parmi les" méthodes connues c?ns ce domaine, on peut citer celles D'autres variantes consistent à émettre des signaux de durée au plus 70 29970 9 2101056 observés avec l'émission continue. Cependant, on sait que dans le cat, d'une ê-ùisf ion impulsior.nfclle, la largeur de la bande prépondérante du s-p-ct ïv- de? f ré ou en ce s émiser est inversement proportionnelle à le durée d'frni ssion ht comporte un ensemble ne "raies" dont ] 'espacement e.-t i avei sèment pvopcrtier.T*]. à la période de rép'titien des émissions .La durée d ! émir s. ion de^rt Être kv pi-a s épale h l'intervalle de temps de propagation des signrux sur Je trajet aller et retour entre le véhicule et la surface, la bande centrale du spectre d'émission a une largeur variable et s'élargit lorsque ce trajet décroît. Cet élargissement influe sur la qualité et la précision des mesures de fréquence ou de décalage de fréquence. L'objet de l'invention est de fournir une méthode d'utilisation de l'effet Doppler, pour la détermination de l'espace parcouru par un véhicule par rapport à une surface de référence, permettant d'éviter les inconvénients ci-dessus mentionnés. L'invention se rapport également à un dispositif de mise en oeuvre de cette méthode. La méthode selon l'invention consiste en l'émission à partir du véhicule de signaux discontinus de fréquence déterminée, suivant une direction oblique par rapport à un axe de référence. On pourra choisir l'axe vertical comme axe de référence. On détecte la fréquence des signaux reçus après diffusion par la surface des signaux émis. On calcule l'espace parcouru en utilisant la différence entre la fréquence des signaux émis et celle des signaux reçus. Cette méthode est remarquable en ce que l'on émet des signaux périodi-6t quement interrompus, l'on mesure, pendant les intervalles de temps constants d'interruption de l'émission, la différence entre un intervalle de temps égal à la durée d'un nombre prédéterminé de cycles des signaux émis et un intervalle de temps égal à la durée d'un même nombre de cycles des signaux reçus. On calcule ensuite l'espace parcouru pendant un intervalle de temps égal à la période de répétition entre deux interruptions successives de l'émission. La méthode est également remarquable en ce que : a) la période de répétition entre deux interruptions successives est au moins égaie à la durée des interruptions d'émission ; b) cette période de répétition peut être choisie constante et indépendante de la distance séparant le véhicula de la surface de référence. Les mesures de dist^nc peuvent ainsi être effectuées à partir de signaux reçus à intervalles réguliers, BAD ORIGINAL 70 29970 3 2101056 indépendants de la durée de propage!ion des signons entre le véhicule et la si'rfnoe qui lc:s diffuse : c) la période de répétition moyenne en!re deux iatetruptions successives, calculée sur un nev.ibrc entier de périodes de répétiuioii successives et en pr.r-'.i.culie:: sur deux périodes consécutives, est maintenue constante. Cette pcsrticulcrifâ est intérc-sssnte loi gque la profondeur est voisine de valeurs critiques, pour lesquelles la durée d'émission entre deux interrup-. tions successives est voisine de la dui'ée de propagation des signaux entre le véhicule et la surface ; d) on choisit le nombre de cycles à mesurer.de façon que la durée de mesure soit proportionnelle à la période de répétition des interruptions d'émission ; e) la durée de propagation des signaux entre le véhicule et la surface est déterminée par la mesure de la durée de propagation, sur le même trajet, d'impulsions émises pendant les intervalles de temps d'interruption de l'émission ; f) l'instant, de début des mesures est retardé, par rapport aux instants de début des interruptions d'émission, en fonction de la distance entre le véhicule et la surface de façon à pouvoir effectuer un filtrage spatial des fréquences des signaux reçus. D'autres particularités et avantages de la méthode ainsi que l'agencement du dispositif de mise en oeuvre apparaîtront à la lecture de la description qui suit et par référence aux dessins annexés où : - la figure 1 représente la disposition d'un faisceau d'émission et de réception dans le cas particulier d'une application de l'invention à un navire ; - la figure 2 représente les chronogrammes des signaux divers engendrés par le dispositif de mise en oeuvre ; - la figure 3 représente la disposition des faisceaux d'émission et de réception permettant de déterminer le déplacement du véhicule suivant deux directions orthogonales ; - la figure 4 représente schématiquement l'ensemble émetteur de signaux ; - la figure 5 représente schématiquement l'ensemble récepteur de signaux ; - la figure 6 représente schématiquement le dispositif permettant le rejet hors de l'ensemble de réception des signaux émis ; - la figure 7 représente sf:tématic;ueraent le synchronisateur coMiandant séquentiellement Les opérations effectuées par le dispositif émctteur-récepteur. BAD ORIGINAL 70 29970 4 2101056 Si l'on se reporte à la figure 1, on voit que le véhicule coup ortie eu moins un dispositif émetteur-récepteur, fixé par exemple à la coque. L'axe du transducteur émetteur-récepteur d'ondes acoustiques est disposé, par exemple, dans un plan vertical contenant l'axe longitudinal du véhicu-5 le et suivant une direction inclinée par rapport à la verticale qui tient lieu dans ce cas de direction de référence. On désigne par p l'angle formé par la direction du faisceau d'émission avec la verticale et par p la projection du vecteur de vitesse V du véhicule sur l'axe du faisceau d'émission. On rappelle que si ÀF est l'écart entre la fréquence des ondes acous-10 tiques émises et celles des ondes acoustiques reçues après diffusion par la surface immergée, p est lié à cet écart par la relation : p = -i-AF (1) dans laquelle \ désigne la longueur d'onde des signaux émis dans l'eau. La projection p étant égale à V sin p , la vitesse du véhicule est 15 liée à Af par la relation : V = - AF (2) 2 sinp Y' en tenant compte de la relation (1). Par raison de commodité, et à titre d'exemple, on a choisi l'angle p égal à 30 ° . L'espace parcouru pendant un intervalle At est alors égal à : 20 E = ^ AF . At (3) o Le chronogramme, représenté à la figure 2 (graphe a), montre que l'émission est constituée par une suite de signaux etc..., chacun d'une durée 5 et séparés par des intervalles de temps d'interruption d'émission d'une durée If constante. On désigne par p la période de répétition des signaux 25 et par Fq et T , respectivement, la fréquence et la période de l'oscillation constituant l'émission. Les échos etc... reçus par le transducteur (graphe 2b) sont constitués par des signaux de fréquence F' et de période T', retardés, par rapport aux signaux correspondants émis (E^ , E^^ etc...), d'un intervalle de 30 temps égal à l'intervalle de temps de propagation des signaux éiais^ sur la distance aller et retour séparant le véhicule de la surface. BAD ORIGINAL 70 29970 5 2101056 La méthode consiste à déterminer, pendant uns quelconque des interruptions de durée Tf , la durée de réception d'un nombre prédéterminé N' de périodes du signal reçu simultanément à cette interruption et, dans le même temps, la durée du m&re nombre N1 de périodes du signal à la fréquence F de 5 l'émission. Ces durées sont calculées à partir de la période t d'un signal da t r o fréquence f multiple de celle du signal énis. On choisit par exemple : f = 2 F o o (4) et on désigne par et N , respectivement, le nombre de périodes t comprise 10 dans N' périodes du signal reçu et du signal émis. L'écart de fréquence Doppler AF entre la fréquence F' des signaux reçus et la fréquence F^ des signaux émis est encore égal à : AF = ~ — T' T O (5) Une transformation simple, effectuée en tenant compte des grandeurs 15 ci-dessus désignées, permet de transformer la relation (5) en une relation de la forme : N - N, AF = N. N 1 o 1 ZI t (6) m 2 En effectuant l'approximation *^0^- N0 > justifiée pratiquement, la relation (6) peut s'écrire sous la forme : 20 Ar*5LlJi! 1 N T o o (7) en tenant compte du rapport liant les grandeurs Nq et N'. En utilisant la relation(3j on exprime l'espace parcouru par le véhi cule sous la forme : Er -#xo CKo - Ki) n ... X (Ko - V JL N rin ~ ° 2n N' To (8) 25 Si l'on pose : (9) BAD 0^'-NAL 70 29970 6 2101056 et si, de plus, on maintient" un rapport constant entie la période .Je répéi i t u r et ln durée de l'intervalle de temps de mesure du nombre M' de périodes ci a signal à la fréquence d'émission F , c'est à dire si le rapport : o — = 2P (10) 2n N' 5 est constant, la relation:'8V s ' écrit alors si\n-;;lemtnt : E # \ (N - N.) 2 P (11) pool Comme on le voit sur le grapYie b de la figure 2, le transducteur émetteur-récepteur est activé, pendant une certaine fraction de la période de répétition T , à la fois par les signaux émis et les signaux reçus. Les me-10 sures, s'effectuant pendant l'interruption des émissions, ne porteront cependant que sur les seuls signaux-échos des signaux émis. On voit également que les signaux-échos R^ , ^ etc.., des signaux émis sont décalés dans le temps d'un intervalle égal au temps de propagation d'aller et retour proportionnel à la distance entre le véhicule et la sur- 15 face immergée. Lorsque T est sensiblement égal ou voisin de la période de répétition des signaux émis, les interruptions entre les échos successifs se trouvent en coïncidence totale ou partielle avec les interruptions entre les signaux successifs émis. Ces perturbations se produisent lorsque la distance entre le véhicule et le fond est égale ou multiple d'une distance critique 20 proportionnelle à p. A chacun de ces paliers de profondeur, ci-après désignés par "paliers critiques", ou à leur voisinage, les mesures effectuées risquent d'être faussées. Un des points importants de la méthode consiste à émettre,durant chacune des interruptions de l'émission et suivant la ou les directions d'émission, 25 un signal I d'écho-sondage de durée brève (graphe 2c). On détermine l'instant d'arrivée de ce signal, par rapport à un intervalle de temps de référence centré sur chacune des interruptions d'émission et de durée supérieure à celles-ci (graphes d et e). Si l'écho I' du signal d'écho-sondage arrive dans cet intervalle de référence, mais avant le début d'un des intervalles d'interruption de 30 l'émission du signal E par exemple, la distance entre le véhicule et la surface du fond a une valeur voisine de celle d'un des paliers dè profondeur. Pour éviter les perturbations de mesure possibles qui en résulteraient, on prolonge la durée d'émission du signal d'un intervalle de temps suffisant pour que la mesure prisse être effectuée sur une partie régulière de l'écho par exemple (graphe f). BAD ORIGINAL 70 29970 7 2101056 Pour maintenir constante une période de répétition moyenne entre les émissions successives E . E « etc ... et faciliter ainsi le calcul des n n+1 distances parcourues par le véhicule, on abrège la durée du signal suivant ér-:.s. par exemple E1 ^ . 5 Si P' et T" désignent deux périodes de répétition successives, on choisit P" de façon que : P' + n" = 2 r (12) On répète l'opération autant de fois que le véhicule se trouve au voisinage d'un palier critique. 10 Si l'on n'observe pas de coïncidence entre l'intervalle de temps de référence et l'écho des signaux d'écho-sondage successifs, on maintient constante -r bien évidemment, la valeur de la période de répétition P . Dans le cas critique où l'écho d'une des impulsions I d'êcho- r ' n sondage se trouve en coïncidence au moins partielle avec l'un des intervalles 15 d'interruption Tf, c'est à dire lorsque la distance entre le véhicule et la surface du fond est sensiblement égale à la profondeur d'un des paliers critiques, la mesure effectuée est totalement faussée. Une première variante de la méthode consiste à supprimer l'enregistrement des mesures autant de fois que la coïncidence a été détectée et à 20 multiplier le résultat de la première mesure exacte; effectuée en dehors de ce palier critique^ par le nombre de mesures annulées, pour maintenir constant et égal à 2^ le rapport entre la période de répétition T et l'intervalle de temps de mesure. Suivant une seconde variante de la méthode, on effectue l'opération 25 analogue à celle décrite précédemment. Lorsqu'une coïncidence est observée entre un intervalle Y et l'écho du signal d'écho-sondage, on prolonge la durée du signal suivant émis^ E^ par exemple ;de façon à pouvoir effectuer une mesure correcte au cours du cycle suivant. On veille comme précédemment à maintenir la durée moyenne de l'intervalle P calculée sur deux cycles successifs à une 30 valeur constante. De plus, on multiplie par deux le résultat de la mesure correcte jusqu'au moment où l'on n'observe plus de coïncidence. Suivant une troisième variante de la méthode, lorsqu'une coïncidence 70 29970 8 2101056 est observée entre un intervalle T et le signal écho du signal d'écho-oondaye, on interromnt en cours d'émission 1p. si$m*l suivant émis CF. par exeirml e sur u t- le graphe h) et on effectue pendant cette interruption supplémentaire la mesure de fréquence sur une partie non perturbée du signal écho. On maintient constante la durée "f de chaque signal et on intercale une interruption supplémentaire au cours de chacun des cycles suivants où l'on détecte une coïncidence. Dans ce cas, pour éviter qua l'interruption du signal reçu, correspondant à l'interruption supplémentaire effectuée au cours de l'émission du signal lî par exemple, puisse coïncider avec l'interruption supplémentaire effectuée au cours de l'émission du signal E on fait varier la période de répétition T de ces interruptions supplémentaires en faisant varier, à chaque émission, les instants t^ , d'interruptions successifs. Un autre point important de la méthode consiste à asservir l'instant t^ de début de la mesure, par rapport à l'instant t^ de début de chaque intervalle de temps t , de façon à effectuer un filtrage spatial .des fréquences reçues. Si l'on se reporte à la figure 1, on voit en effet que les signaux, émis suivant une des directions comprises dans le lobe secondaire dont l'axe est voisin de la verticale, ne sont pas ou sont peu affectés par l'effet Doppler La détection de l'écho de ces signaux, de fréquence égale ou voisine de la fréquence d'émission, entraîne un élargissement du spectre de fréquence Doppler vers celle-ci- Il se produit une erreur par défaut dans la mesure de la fréquence moyenne du spectre détectée et, par conséquent, une perturbation de mesure. Ce défaut est particulièrement notable pour un navire de surface se déplaçant en eau agitée, dans la mesure où une diminution de l'angle (3 , sous l'effet du tangage, entraîne un renforcement des amplitudes des signaux dont la fréquence est comprise entre la fréquence Fq d'émission et la fréquence Fq + AF normalement observée dans la direction définie par p . On observe que le temps de parcours aller et retour entre le véhicule et la surface des ondes acoustiques émises suivant la verticale est : 2Z AT = — (13) C Un filtrage spatial efficace, permettant d'éliminer l'influence des signaux émis dans une direction voisine de la verticale, sera obtenu en retardant l'instant t^ d'ouverture de la "fenêtr-e de îuesure" d'un intervalle égai à At par rapport à l'instant t^ (FIG.2). 70 29970 9 2101056 Cet intervalle At pourra être calculé en utilisant la mesure du temps de propagation aller et retour des impulsions d1 écho-sondage émises cans les intervalles de temps d'interruption. 5 ensemble de transducteurs émetteurs-récepteurs, permettant d'une part d'éliminer ou de diminuer l'influence des mouvements de roulis et de tangage lorsque le dispositif de mise en oeuvre est embarqué sur un navire et d'autre part d'effectuer la mesure de l'espace pai'couru suivant deux directions orthogonales. Selon une disposition connue, le dispositif de mise en oeuvre fonc-10 tienne à partir de trois transducteurs dont les axes sont orientés parallèlement à trois des arêtes (OA , 03, OC par exemple) d'une pyramide à base carrée et symétriquement par rapport à la verticale. On désigne par w l'angle commun d'inclinaison des axes d'émission par rapport à la verticale. Les côtes AB et BC sont disposés suivant deux axes respectivement parallèles à l'axe 15 longitudinal et à l'axe transversal du véhicule. Cette disposition permet une bonne compensation des effets parasites de roulis et de tangage. Elle assure également une bonne compensation de l'effet de déclivité de la surface de référence, quel que soit son pendage par rapport aux axes du véhicule. La forme choisie pour la pyramide n'est bien entendu pas limitative. On pourra,bien 20 entendu,orienter les axes des transducteurs, de façon que la base de la pyramide soit rectangulaire ou en forme de losange par exemple. On procède à la mesure de l'écart de fréquence, dû à l'effet Doppler, en soustrayant directement les fréquences des signaux réfléchis suivant les directions oB et oA d'une part et oB et oC d'autre part. Si F^ AF et F^ - AF désignent, par 25 exemple, les fréquences Fg et F^ des signaux recueillis suivant OB et OA, on mesure : La figure 3 représente la disposition des directions d'émission d'un (14) En reprenant des notations identiques à celles définies plus haut, on montre simplement que l'espace E parcouru par le véhicule pendant I x 30 l'intervalle de temps P suivant l'axe 0^ s'écrit : E ,, À (N. - N1 ) 2 Tx *r o 2 1 k (15) On montre, de la même manière, que l'espace hicule pendant le même intervalle de temps suiw!.' 1'. ce E py parcouru par le sé-l'axe 0 s'écrit : y 70 29970 10 2101056 E IV - xo Dans ces dernières relations désignent le nombre de périodes t comprises dans N' périodes des signaux reçus respectivement suivant OB , OA , OC. k désigne un coefficient qui se déduit du coefficient p 5 (cf relation 10) par la relation : k = k1 ( p- 1) dans laquelle k' est un facteur de proportionalité dépendant de la géométrie du système d'axes d'émission. En effet, les écarts de fréquence, détectés suivant les directions 10 OA , OB , OC sont proportionnels aux projections du vecteur-vitesse sur celles-ci et par conséquent à sin kjj. Le coefficient k' dépend du rapport entre les valeurs des angles p et uj. Pour des raisons de simplicité, on pourra choisir la valeur de l'angle \j-J de façon que k soit simplement égal à ( P - 1). Le dispositif de mise en oeuvre est constitué par un ensemble d'émis-15 sion, un ensemble de réception et de calcul et un synchronisateur pour coordonner les diverses fonctions de ces ensembles. L'ensemble d'émission illustré à la figure 4 comporte un oscillateur 2 engendrant des oscillations de fréquence et des oscillations de fréquence F , utilisées respectivement comme signaux d'écho-sondage et comme signaux de 20 mesure de l'effet Doppler. Un modulateur 3j commandé par le synchronisateurf laisse passer les signaux de fréquence F , pendant les intervalles successifs 6 , et les signaux de fréquence F^, pendant des intervalles de durée inférieure à celles des intervalles Tf d'interruption des émissions. Les signaux,issus du modulateur, alimentent trois voies d'émission 25 constituées chacune par un amplificateur dit "driver" (3a, 3b et 3c), un générateur de puissance (4a, 4b et 4c) et un transducteur (5a, 5b et 5c). Les trois transducteurs sont orientés dans les directions définies par la figure 3. Le dispositif de réception, illustré à la figure 5, comporte trois voies de réception connectées aux trois transducteurs. Chacune d'elles comporte 30 en série et successivement un préamplificateur (6a, 6b et 6c), un suiveur de fréquence (7a, 7b et 7c) et un fréquence mètre (8a, 8b et 8c) comptant le nombre ^ ou N d'impulsions à la fréquence "d'horloge" 2°F , à partir 70 29V/U 11 21.01056 d'un instant défini par un signal d'ordre DM. Ce dernier ainsi que les impulsions "d'horloge" sont engendrés par le synchronisateur 1. Les fréquencemètres 8a et 8L sont connectés à un sommateur 10, effectuant la soustraction des impulsions et ^ qu'ils ont accumulés. De même les fréquencemètres 8a 5 et 8c sont connectés à un sommateur 11, effectuant la soustraction des impulsions Nj et qu'ils ont accumulés. Ces connections sont effectuées à travers trois portes ET 9a, 9b et' 9c, ouvertes par un signal dit de " début de transfert" DT engendré par le synchronisateur 1. Ce signal DT n'est produit que lorsque les signaux-échos des signaux d'écho-sondage ne coïncident pas avec les 10 intervalles de temps "îT (cf FIG.2). L'ensemble de réception comporte également deux dispositifs de visualisation 12 et 13, connectés aux sommateurs 10 et 11, qui transforment les différences ^ et N - N en indications de distance et les affichent en unités choisies. Une des particularités de l'ensemble de réception réside dans l'uti-15 lisation du comptage à haute fréquence. On calcule les fréquences des signaux, issus des transducteurs 5a, 5b et 5c, directement et indépendamment les unes des autres et non les fréquences des signaux de basses fréquences obtenus par démodulation, des signaux reçus, les uns par rapport aux autres. Cette disposition de 1'ensemble permet une augmentation de la précision des 20 mesures. Dans le cas général où l'axe d'émission et l'axe de réception sont confondus ou encore lorsque les mesures effectuées suivant les trois axes sont indépendantes les unes des autres, un sommateur. tel que 10 ou 11, sera connecté à chaque borne de sortie des portes ET 9a, 9b et 9c. Ces sommateurs sous-25 trairont des nombres ^ et un nombre Nq (cf relation 11) d'impulsions fournies par un oscillateur à une fréquence identique à celle 'utilisée pour l'émission. Uneautre particularité de .1'ensemble de réception permet de n'utiliser qu'un seul tranducteur pour chaque direction d'émission et de réception des 30 signaux d'écho-sondage et des signaux de mesure de fréquences. On choisit pour la fréquence F^ des signaux d'écho-sondage une seconde fréquence caractéristique des transducteurs. Pour détecter l'écho des signaux d'écho-sondage qui, hors des paliers critiques, arrive sur le transducteur pendant l'émission des signaux de mesure de fréquence, nn utilise le principe désigné par l'homme de 35 l'art sous 1' appellation de "rejection du mode commun". 70 29970 12 2101056 Le circuit illustré à la figure 6, connecte l'un des émetteurr-, 4a par exemple, au transducteur 5a et à l'entrée de la voie correspcn dan te. ce l'ensemble de réception. Il comporte par exemple deux transformateurs 14 et 15, connectant 5 le transducteur respectivement au générat eur 4a et"au préamplificateur "driver" 6a. Ce dernier est du type différentiel et a une seconde entrée connectée directement au générateur 4a. On voit aisément, d'après cet agencement, que les échos des signaux d'écho-sondage et des signaux de mesure ce fréquence sont transmis à l'ensemble de réception à travers le préamplificateur 10 6a. Les signaux émis sont rejetés parce qu'ils se superposent dans le préamplificateur 6a aux signaux provenant directement du générateur 4a. Le synchronisateur, schématisé à la figure 6, comporte deux compteurs biliaires C^ et alimentés en impulsions à une fréquence, déterminée dite "fréquence-horloge" et produisant, sur une succession de bornes de sortie 15 différentes, une suite d'impulsions définissant des instants successifs récurrents, décalés régulièrement dans le temps les uns par rapport aux autres. Le compteur C^ est utilisé lorsque la période de répétition P (cf FIG.2) est constante. Les signaux REC^ qu'il émet, lorsqu'il atteint sa capacité maximale, définissent les périodes T . Le compteur C^ n'est utilisé que lorsque la 20 période de répétition p est irrégulière et varie autour d'une valeur moyenne constante. Le synchronisateur comporte également un ensemble de portes électroniques et de bascules foi-stables engendrant, à partir des impulsions issues des compteurs C^ et Cles signaux de commande de l'ensemble émetteur et de 25 l'ensemble récepteur. L'ensemble de portes comporte deux portes ET 161 et 162 connectées respectivement aux bornes de sortie référencée) s5 de C^ et C^, deux portes ET 171 et 172 connectées respectivement aux bornes de sortie référencées s25 de C^ et C^s deux portes ET 181 et 182 connectées respectivement aux bornes de sortie référencées s35 de C^ et C^ et deux portes ET 191 et 192 connec-30 tées respectivement à la borne de sortie référencée s360 de C^ et à une borne de sortie d'une porte OU 36, délivrant des impulsions pour la remise à zéro (RAZ) du compteur C^. Ces couples de portes 161 et 162, 1.71 et 172, 181 et 182, 191 et 192 délivrent respectivement,■à travers des portes OU 31, 32, 33, 34, un signal DM de début de mesure (instant , un signal DE de début d'émis-35 sion (instant t^), un signal DT de début de transfert des impulsions contenues dans les sommateurs 10 et 11 aux dispositifs 12 c.t 13 (FIG.5) et un signal FE, commandant l'interruption d'émission à l'instant t^. Deux bascules 33 et 39, 70 29970 13 2101056 commandées respectivement 1!une par les bornes de sortie référencées s350 et slO de Cp l'autre par le signal de récurrence Rïï-C.^ et la borne de sortie référencée s25 de Cp engendrent les signaux FA et CE délimitant, respectivement, l'intervalle de temps de référence et l'intervalle d'interruption de l'émission. 5 La sélection entre les deux portes ET de chacun des couples de portes 161j 162 etc... est commandée par une bascule bi-stable 40. Pendant les cycles réguliers à période P constante, seules les portes ET, connectées aux bornes de sortie du compteur C^. sont activées. Dans le cas où il y a coïncidence dans une porte ET 22 entre le signal jq écho ES du signal d'écho-sondage et le signal correspondant à l'intervalle de temps de référence FA, le déclenchement de la bascule bi-stable 40 autorise l'ouverture des portes ET, connectées aux bornes de sortie du compteur C^. La bascule 40 est, d'autre part, actionnée à travers une porte OU 35 par un signal de remise à zéro du compteur C^ (RAZ C^) et par un signal issu d'une porte 15 ET 21. Cette dernière est actionnée par le signal REC^ oujun signal de récurrence REC2 émis simultanément au signal RAZ C^ et par le signal issu de la borne de sortie de la bascule bi-stable 40, engendrant les signaux de déblocage des portes 162 -192. Lorsqu'il y a coïncidence dans une porte ET 24 entre les signaux CE, 20 FA et ES, c'est à dire lorsque le signal-écho (l1 Par exemple) du signal I d'écho-sondage se trouve en coïncidence avec un intervalle d'interruption T de l'émission (cf FIG.3), un signal d'inhibition de mesure référencée IHM est engendré par cette porte ET 24. Le synchronisateur comporte également deux portes ET 29 et 30 dont 25 les bornes d'entrée sont respectivement connectées aux bornes de sortie référencées s480 et s420 du compteur C^ et actionnées, chacune, par les signaux issus de l'une des bernes de sortie de la bascule 41. Les signaux, issus des portes ET 29 et 30, passent à travers une porte OU 36 et constituent les signaux de remise à zéro du compteur (RAZ C^),ainsi que les signaux REC£ alimentant 30 une des bornes d'entrée de la porte ET 21. Le signal IHM est utilisé pour fermer une porte ET 20, recevant les signaux issus de la porte OU 32. Lorsque la porte ET 20 est ouverte, le signal, qu'elle engendre est utilisé comme ordre ce transfert des impulsions contenues dans les compteurs 10 et 11 (cf FIG.5) aux ensembles de visualisation 12 et 13.. L'ordre II1M interdit que soient prises 35 en compte les mesures erronnées qui pourraient être effectuées pendant l'inter valle de mesure. 70" 29970 14 2101056 La bascule 41 est actionnée par le signal IHM à sa borne d'entrée dite "horloge". Comme on l'a vu plus haut, lorsqu'il y a inhibition d'une mesure, le signal suivant émis a une durée P' allongée par rapport à la période normale P de répétition de l'émission. Ce décalage de la fin de l'émission 5 est assuré par le signal issu de la porte 30. Au cas où des décalages successifs sont nécessaires, la bascule 41 actionne alternativement la porte 29 et la porte 30. De ce fait, le signal de remise à zéro du compteur C^ est retardé alternativement de deux intervalles de temps pré-établis, aussi longtemps que le véhicule se trouve au niveau d'un des paliers critiques. Enfin, le signal émis 10 par la bascule 40, lorsqu'il y a "coïncidence entre les signaux ES et FA, autorise l'ouverture d'une porte ET 33 et la remise à 35 du compteur C^. Le synchronisateur fonctionne de façon entièrement automatique. Un circuit peut cependant lui Être facultativement adjoint pour permettre une intervention manuelle dans son fonctionnement. Ce circuit comporte trois 15 bascules bi-stables 42, 43, 44 commandées par trois boutons-poussoirs (non représentés) permettant de sélectionner l'une d'entre elles. Ces bascules reçoivent, sur leurs bornes d'entrée dites "horloge", un signal issu d'une porte ET 28 dont le déclenchement est assuré par un signal REC, qui peut être soit le signal REC^ soit le signal REC£ • Le signal, issu de la porte 28, est. cons-20 titué d'impulsions à une fréquence de référence . Trois portes ET 25, 26 et 27 reçoivent, d'une part et respectivement, les signaux émis par les bascules 42, 43 et 44 et d'autre part, des impulsions à trois fréquences différentes multiples les unes des autres. L'une de ces fréquences est identique à . Ces trois portes ET 25, 26 et 27 délivrent, à travers une porte OU 37, un signal 25 de référence utilisé pour le comptage d'impulsions dans les compteurs C^ et C^ et dans les fréquencemètres 8a, 8b ou 8c (FIG.5). Le fonctionnement automatique correspond à la mise en service de la bascule 42. L'utilisation des bascules 43 et 44 permet, par exemple, de doubler ou de quadrupler la durée de l'intervalle de temps de mesure et d'accroître 30 la précision intrinsèque de la mesure. Le circuit décrit comporte trois boutons-pressoirs pour l'intervention manuelle. Ce nombre est donné ici à titre indicatif et on pourra évidemment, sans sortir du cadre de l'invention, le faire varier en fonction du nombre de gammes de fonctionnement souhaité. 70 29970 21-01056 REVENDICATIONS 1.- Méthode pour la détermination de l'espace parcouru par un navire se déplaçant dans une masse d'eau, par rapport à la surface du fond, consistant, dans une série de périodes comprenant chacune un intervalle d'émission suivi d'un intervalle d'interruption de l'émission pour la réception des signaux réfléchis correspondants,, à émettre, pendant l'intervalle d'émission, des signaux acoustiques de fréquence déterminée suivant au moins une direction inclinée par rapport à cette surface, à détecter, pendant l'intervalle de réception, les signaux reçus réfléchis par ladite surface, à déterminer la différence entre un intervalle de temps de comptage égal à la durée d'un nombre prédéterminé de cycles des signaux émis et un intervalle de temps de comptage égal à la durée du même nombre de cycles des signaux reçus et à en déduire l'espace parcouru, caractérisée en ce que les intervalles d'interruption sont de durée constante et en ce que la période moyenne de récurrence des interruptions successives, calculée sur un nombre entier prédéterminé de périodes, inférieur au nombre de périodes de la série, est maintenue constante et par suite indépendante des variations de la distance séparant le navire de la surface, jusqu'à la fin de la série de périodes. 2.- Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que la mesure desdits intervalles de temps de comptage est effectuée, pendant chaque interruption d'émission, sur un nombre de cycles sensiblement constant à l'intérieur d'une même série. 3.- Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que la durée de chaque signal émis est au moins égal à l'intervalle de temps d'interruption. 4.- Méthode selon la revendication 1, caractérisée'en ce que les intervalles d'émission sont constants. 5.- Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on retarde l'instant de début de ladite mesure, par rapport à l'instant de début des interruptions successives, d'un intervalle.de temps proportionnel à la distance du véhicule à ladite surface. 70 29970 AD 2101056 6.- Méthode selon la revendication 4, caractérisée"en ce que l'on effectue la mesure de ladite différence pendant des intervalles d'interruption supplémentaires à l'intérieur des intervalles d'émission, lorsque ladite période de récurrence constante est sensiblement égale à la durée de propagation des 5 signaux le long du trajet séparant le véhicule de la surface suivant la direction inclinée. 7.- Méthode selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit nombre entier prédéterminé de périodes pour le calcul de la période moyenne est égal à deux et en ce qu'on retarde une des interruptions de l'émission, lorsque 10 la durée d'émission des signaux, entre deux interruptions d'émission successives, est légèrement supérieure à la durée de propagation des signaux sur le trajet séparant le véhicule de la surface suivant la direction inclinée. 8.- Méthode selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit nombre entier prédéterminé de périodes est égal à deux, que 1'on annule la mesure 15 lorsque la durée d'émission des signaux,entre deux interruptions d'émissions successives, est sensiblement égale à la durée de propagation des signaux sur le trajet séparant le véhicule de la surface suivant la direction inclinée, et que l'on retarde l'interruption suivante de l'émission. 9.- Méthode selon les revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que l'on 20 détermine la durée de ladite propagation des signaux en utilisant la durée de propagation, sur le même trajet, d'impulsions émises dans chaque intervalle d'interruption d'émission. 10.- Dispositif pour la mise en oeuvre de la méthode selon la revendication 1, comprenant des moyens de production de signaux périodiquement interrompus, 25 des moyens d'émission desdits signaux vers la surface suivant au moins une direction d'émission, des moyens de réception et des moyens d'amplification des signaux réfléchis par ladite surface suivant chaque direction d'émission, des moyens de mesure de ladite différence entre lesdits intervalles de temps de comptage, des moyens de transformation de ces différences en indications 30 de distance et des moyens de synchronisation, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection de la fréquence des signaux reçus suivant chaque direction d'émission, des moyens pour engendrer un signal de référence à une fréquence multiple de la fréquence d'émission et en ce que lesdits moyens de mesure comportent des éléments pour compter séparément le nombre de périodes 70 29970 17 2101056 du signal de référence contenu dans le nombre prédéterminé de cycles des signaux reçus suivant chaque direction d'émission. 11.- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour engendrer des impulsions d'écho-sondage de fréquence diffé- 5 rente de celle desdits signaux et en ce que le synchronisateur comporte des moyens pour commander l'émission de ces impulsions pendant les interruptions successives d'émission desdits signaux. 12.- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte un élément pour la détection des échos des impulsions émises constitué par 10 un amplificateur différentiel dont les bornes d'entrée sont connectées respectivement aux moyens d'émission et aux moyens de production de signaux. 13.- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le synchronisateur comporte un premier compteur, de période de récurrence constante, alimenté en impulsions et produisant des impulsions récurrentes échelonnées 15 dans le temps, un second compteur, de capacité supérieure à celle du premier compteur et de période de récurrence variable, alimenté en impulsions et produisant, sur des bornes de sortie, des impulsions récurrentes échelonnées dans le temps, des moyens, connectés à des bornes de sortie présélectionnées du premier et du second compteur, pour engendrer des signaux de commande du 20 début de la mesure de l'intervalle de temps égal à la durée dudit nombre prédéterminé de cycles des signaux reçus, des signaux de commande de début d'émission, des signaux pour la commande des moyens de transformation et des signaux de commande de l'interruption de l'émission, des moyens, connectés à des bornes de sortie présélectionnées du premier compteur, pour engendrer 25 des signaux à période de récurrence constante et délimitant un intervalle de temps de référence supérieur à la durée des interruptions d'émission et des signaux délimitant un intervalle de temps égal à la durée choisie des interruptions d'émission, des moyens pour sélectionner le second compteur, lorsque 1'on détecte la coïncidence entre les signaux-échos des impulsions 30 émises et les signaux délimitant ledit intervalle de temps de référence, et pour sélectionner le premier compteur lorsque les signaux-échos des impulsions émises arrivent en dehors de cet intervalle de temps de référence, des moyens pour sélectionner l'instant de remise à zéro et la période de récurrence du second compteur, selon: que l'on détecte ou non la triple coïncidence 35 entre les signaux-échos des impulsions émises, les signaux délimitant un 70 29970 2101056 intervalle de temps égal à la durée des interruptions d'émission et les signaux délimitant 1'intervalle.de temps supérieur à la durée des interruptions d'émission et des moyens pour engendrer un signal d'interdiction du transfert des résultats des mesures desdits moyens de sommation aux moyens de transtormation lorsque la triple coïncidence est détectée. 14.- Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens, à commande manuelle, pour sélectionner la durée de mesure des intervalles de temps selon la distance entre le véhicule et la surface.