+7 (812) 4-673-673
Доплеровские лаги
24.12.2013
Доплеровский лаг измеряет скорость судна на основе эффекта Доплера, который заключается в том, что сигнал, излученный с движущегося объекта, принимается неподвижным наблюдателем со смещением частоты, причем степень смещения частоты пропорциональна скорости движущегося объекта.
Для упрощения понимания, рассмотрим измерение передней задней скорости судна.
На рисунке проиллюстрирована система с парой лучей.
Ультразвуковые волны излучаются под углом ? к поверхности моря в направлении движения судна и в обратном направлении. Если скорость судна V, то источник ультразвуковой волны (преобразователь) приближается или удаляется от точки отражения на дне моря со скоростью Vcos?.
Это относительное движение вызывает доплеровский сдвиг и ультразвуковые волны отражаются от морского дна и принимаются преобразователем с частотами fo +fd и fo -fd. Процессор лага рассчитывает разницу fo+fd и fo -fd с целью определения только величины доплеровского сдвига fd.
(fo +fd) – (fo -fd) = 2fd
Поскольку, теоретически, fd можно найти как
fd = 2Vcos? x fo/C (C: Скорость звука в воде), а fo, С и ? известны, то, при известной величине fd можно рассчитать скорость V.
Учтите, что скорость звука в воде зависит от температуры воды и давления, но показания лага компенсируются автоматически благодаря использованию температурного датчика (где он есть).