Brevet FR2123049A1 — publié le 19720908

La présente invention concerne les équipements de repérage sub-aquatique du genre comportant une pluralité de balises transpondeuses implantées au fond pour y définir un territoire et un éetteur-récepteur embarqué, et elle a pour objet un système perfectionné de visualisation des évolutions de cet émetEeur-récep- teur dans le dit territoire. Selon une caractéristique de l'invention, ce système comporte la combinaison, à un écran de visualisation à déflexion du spot selon un système à deux coordonnées, de moyens d'affichage de grandeurs électriques analogiques continues définissant par paires les coordonnées des dites balises sur cet écran, de moyens pour superposer aux dites paires de grandeurs électriques continues des composantes alternatives en quadrature de phases relatives en chaque paire et d'amplitudea respectivement proportionnelles aux distances mesurées entre les balises et ledit émetteur- récepteur, et de moyens pour faire apparattre sur l'écran de visualisation les points et tracés correspondant aux emplacements des balises et à leurs distances à la projection sur le fond de l'emplacement de ltémetteur-récepteur en simultanéité pour l'oeil de ltobsservateur dudit écran. Selon une autre caractéristique de l'invention, ces moyens d'affichage incorporent également des moyens pour ajuster les références de zéro des dites grandeurs analogiques continues. zour exposer l'invention en son détail, on se reporte aux figures jointes, qui représentent: Sig.l, une vue d'un écran de visualisation en coordonnées cartésiennes; whigs.2 et 3, des schémas illustratifs d'implantation des équipements de repérage auxquels s'applique l'invention; et, Fig.4, un exemple non limitatif de système de visualisation selon la présente invention0 De ces figures et de leur description peuvent se déduire sans plus toutes variantes d'exécution technologique et d'exploitation pratique entrant dans le carre de l'invention0 Dans l'exemple considéré, trois balises transpondeuses 10, Il et 12 définissent un territoire au dessus duquel peut évoluer un dmetteur-rScepteur embarqu, sur un submersible 100, Fig.2, sur un bâtiment de surface 101, Fig.3.Dans ce dernier cas, l'émetteur est suspendu à un cabale 102, par exemple, le récepteur peut 1'e- tre également, les réponses des balises étant alors transmises au bativent par voie électrique; le récepteur peut toutefois entre directement porté par le bâtiment, auquel cas les réponses des balises lui sont transmises par voie acoustique0 Les réponses des balises reviennent sur des fréquences distinctes, Fl, h et F3 dans l'exemple considéré0 Les émissions peuvent avoir lieu au moyen d'un transducteur électro-acoustique unique, d'une certaine fréquence F, ou, camme indiqué sur la Fig.4, surtout pour la simplicité de l'exposé, au moyen de trois transducteurs distincts 7, 8 et 9, accordés sur les trois fréquences des baliseslO, Il et 12. Sur l'écran de visualisation, il est prévu, dans un système selon l'invention, de faire apparaître les trois emplacements des balises 10, 11 et 12, en A, B et C respectfrement, et les cercles de centres À, B et C, dont l'intersection définit l'emplacement S de la projectial de la position de l'émetteur-récepteur dans le territoire balisé. En ce système, l'opérateur doit pouvoir afficher lui-mdme les coordonnées des balises transpondeuses, par exemple et à simple titre illustratif lorsque cet opérateur est luimtme embarqué pendant l'opération de mouillage des balises. pour définir le territoire. En considérant, comme représenté, que l'écran de visualisation est celui d'un tube à rayons cathodiques (1), seulement défini par l'indication de ses paires de plaques déflectrices, avec une plaque de chaque paire à la masse et l'autre reliée à la sortie d'un amplificateur de commande, 2 pour le balayage horizontal et 3 pour le balayage vertical, l'opérateur dispose, pour un tel affichage, de trois paires de potentiomètres 24-25, 26-27 et 2829. Le potentiomètre 24 sert à l'affichage de la coordonnée ia de la balise A, le potentiomètre 25 sert à l'affichage de la coordonnée ya de cette balise (la balise 10 par exemple). De même, le potentiomètre 25 sert à l'affichage de la coordonnée xb et le potentioamètre 26 sert à l'affichage de la coordonnée yb de la balise B (la balise 1l par exemple). De méme encore, le.potentiomètre 28 sert à l'affichage de la coordonnée xc et le potentiomètre 29, à l'affichage de la coordonnée yc de la balise C (la balise 12). Les potentiomètres 24, 26 et 28 sont alimentés par une batterie 23 et les potentiomètres 25, 27 et 29 sont alimentés par une batterie 231 de même voltage que la batterie 23. Une résistance 30 est connectée entre les bornes de la batterie 23 et cette résistance consiste en fait en un potentiomètre ayant son curseur à la masse. Similairement, une résistance de même valeur est connectée entre les bornes de la batterie 23 et consiste également en un potentiomètre ayant son curseur à la masse.Comme une des plaques déflectrices est à la nasse en chaque paire, et une fois les co- ordonnées affichées sur les potentiomètres 24 à 29, il suffit , pour *centrer" la représentation des balises à tout emplacement désiré, d'ajuster les positions des cursenrs des potentiomètres 30 et 31 sans avoir à toucher aux affichages des patentiomètres 24 à 29. Comme de plus, l'opérateur dispose en 4 et 5 de potenti ciètres de réglage des gains des amplificateurs 2 et 3, cet opérateur peut donc à son gré non seulement cadrer à a guise l'image du territoire mais encore assurer le "grossissement1 de toute partie du territoire qu'il peut désirer observer. Le'point S devant représenter la proJectiut sur le fond de la position de l'émetteur, les rayons Ra, Rb et Rc des cercles sur l'écran doivent avoir des valeurs respectivement proportion- nelles à celles des projections sur le fond des distances entre émetteur et balises transpondeuses. Pour obtenir les tracés des cercles sur l'écran, à chacune des tensions d'affichage des coordonnées des balises est superposée, par un circuit mélangeur à résistances par exemple, une tension sinusoldale provenant d'un générateur 19. Ce générateur est biphasé et délivre deux tensions en quadrature de phases relatives. La tension de phase /0 est, par exemple, appliquée sur les mélangeurs 33, 35 et 37 recevant respectivement les tensions xa, xb et xc alors que la tensions de phase iE est appliquée sur les mélangeurs 34, 36 et 38 recevant respectivement les tensions ya, yb et yc. Les sorties des mélangeurs 33, 35 et 31 sont, à travers des circuits-portes 39, 41 et 43, reliées à l'entrée de l'amplificateur 2 de commande de déflex ion horizontale. Les sorties des mélangeurs 34, 36 et 38 sont ai- milairement, à travers des portes 40, 42 et 44, reliées à l'entrée de l'amplificateur 3 de commande de déflexion verticale.Les Les circuits-portes 39-40, 41-42 et 45-44 sont commandés par les sorties des étages d'un compteur en anneau 48 recevait les impulsions d'un générateur pilote 6. La récurrence des impulsions est telle que les trois images successivement formées sur l'écran aient une persistence visuelle suffisante pour apparaître fixes aux yeux de l'opérateur. La rémanence de l'écran peut bien entendu être choisie pour renforcer cet effet. Le compteur en anneau 48 commande également en permutation l'activation des trois transducteurs d'émission 7, 8 et 9, omnidirectionnels s'entend, Les impulsions émises sont renvoyees par les transpondeurs des balises sur trois fréquences distinctes Fl, F2 et B3 et les tops ou trains de retour sont reçus et filtrés en fréquence en 13, 14 et 15.Sans plus, les différences entre les instants d'émission en X, 8 et 9, et des temps de réception en 13, 14 et 15, respectivement, mesureraient les distances entre l'émetteur et les balises transpondeuses:- nat-malement, les circuits 16, 17 et 18 recevant les tops d'émission du compteur en anneau 48 et les sorties des circuits 13, 14 et 15, respectivement, élaborent d'une façon connue en soi des tensions dont les amplitudes moyennées sont proportionnelles aux longueurs des parcours dans l'eau des ondes acoustiques entre émetteur et balises transpondeuses.Corme la visualisation désirée est telle qu'elle montre las projections de ces parcours sur le fond, il est nécespaire d'introduire une correction fonction de l'immersion de l.é- metteur, plus précisément de la distance directe entre l'émetteur et le fond. Sur l'exemple représenté, cette correction est introduite au niveau des circuits 13, 14 et 15, par exemple souks la forme d'une tension analogique qui sera transportée avec les signaux provenant de la réception jusqu'aux circuits 16, 17 et 18. Cette tension de correction pourrait être aussi hien introduite en ces circuits 16, 17 et 18. D'autre part, si les balises transpondeuses sont immergées à des profondeurs diSférentes, il sera aussi nécessaire d'introduire une correction individuelle par balise pour que la représentation visuelle soit correcte, à savoir rapportée à un seul plan de visualisations De telles correctioLs pourront, quand de besoin, être introduites sous forme égzlement de tensions analogiques au niveau des circuits 13 à 15 ou 16 à 180 Les tensions de correction sont combinées aux tensions de mesure formées normalement comme dit dans les circuits 16, 17 et 18, soit par mélange à ces dernières soit par commande de gain des amplificateurs de ces dernières, selon le choix du réalisateur et ainsi les sorties des circuits 16, 17 et 1 & transportent des tensions dont les amplitudes sont proportionnelles aux valeurs Ra, Rb et Lc. Ces tensions modulent les tensions sinusoidale issues du génémateur 19 dans les modulateurs d'amplitude (doubles) 21, 22 et 20 en sorte que les composantes alternatives appliquées sur les mélangeurs 33 à 38 assurent effectivement la visualisatiot des cercles de rayons xa, kb et Ro sur l'écran de visualisation, en même temps que la visualisation des emplacements des balises sur cet écran. La visualisation étant permanente, toute évolution de l'émetteur dans le territoire se traduit donc par un déplacement du point S d'intersection des cercles de rayons Ra, Rb et Rc, en sorte que l'opérateur pourra, en suivant cette évolutiat, corriger son cap pour suivre une route définie dans le territoire balisé. R E V E N D I C A T I O N S . 1. - Système de visualisation pour équipement de repérage subaquatique de la position d'un émetteur-récepteur d'ondes acoustiques embarqué, dans un territoire défini par une pluralité de balises transpondeuses de telles ondes implantées sur le fond, balises interrogées à une cadence définie par ledit émetteur- récepteur en lequel sont formés des signaux de réponse dont chacun mesure la distance d'une balise audit émetteur-récepteur système caractérisé par la combinaisom à un écran de visualisation à déflexion du spot selon un système à deux coordonnées, dot au moins une source de tension continue à référence de zéro ajustables, alimentant autant de paires de potentiomètres que do balises, - autant de paires de circuits mélangeurs recevant respectivement les tensions continues élaborées par les réglages des dits potentiomètres et de la référence de zéro de la source et les tensions alternatives de sorties d'autant de paires de modula teurs, délivrant par paire des signaux en quadrature de phase relative modulés par un mbme signal de réponse, les sorties de ces mélangeurs étant groupies sur deux liaisons de commande de déflexion du spot, des moyens dans les dites liaisons pour régler les ampli- tudes des signaux qutelles transportent,issus de ces mélangeurs et qui leur sont cycliquement distribué* 2. - Système selon la revendication l, caractérisé en ce qutil existe deux sources de tension continue de m8me valeur mais à références de zéro distinctes, chacune de ces sources alimentant un potentiomètre en chaque paire 3'. - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les circuits formeurs des signaux de réponse modulant les dites tensions alternatives incorporent des moyens correcteurs des amplitudes de ces signaux en fonction de l'immersion de ltémetteur. 4. - Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que ces circuits incorporent des moyens correcteurs des amplitudes de ces signaux en fonction des profondeurs d'implantation des balises sur le fond,