RU2470317C1 - Differential-range hydroacoustic device for determining position of surface or underwater vessel relative given channel - Google Patents

Differential-range hydroacoustic device for determining position of surface or underwater vessel relative given channel Download PDF

Info

Publication number
RU2470317C1
RU2470317C1 RU2011129187/07A RU2011129187A RU2470317C1 RU 2470317 C1 RU2470317 C1 RU 2470317C1 RU 2011129187/07 A RU2011129187/07 A RU 2011129187/07A RU 2011129187 A RU2011129187 A RU 2011129187A RU 2470317 C1 RU2470317 C1 RU 2470317C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
time delay
triggers
outputs
vessel
Prior art date
Application number
RU2011129187/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Китаев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт судовой электротехники и технологии" (ФГУП "ЦНИИ СЭТ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт судовой электротехники и технологии" (ФГУП "ЦНИИ СЭТ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт судовой электротехники и технологии" (ФГУП "ЦНИИ СЭТ")
Priority to RU2011129187/07A priority Critical patent/RU2470317C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2470317C1 publication Critical patent/RU2470317C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to hydroacoustic differential-range navigation systems. According to the invention, a vessel is fitted with a hydroacoustic pulse emitter and two pairs of bottom hydrophones connected to two pairs of flip-flops are placed along and across a given channel. The device is provided with two time delay pulse generating units and two units for indicating longitudinal and transverse coordinates of the vessel. The time delay pulse generating units are in form of two AND circuits, two OR circuits, two additional flip-flops and a monostable multivibrator. The units for indicating the longitudinal and transverse coordinates of the vessel include a frequency metre, a precision controlled frequency generator and two LED indicators of the time delay sign. The listed apparatus are connected to each other in a defined way.
EFFECT: easy determination of coordinates of a vessel, faster operation and reliability of the device, smaller size of the equipment.
2 dwg

Description

Предложение относится к гидроакустическим разностно-дальномерным (гиперболическим) навигационным системам и может быть использовано для определения координат судна при его прохождении по заданному фарватеру.The proposal relates to hydroacoustic difference-rangefinding (hyperbolic) navigation systems and can be used to determine the coordinates of the vessel during its passage along a given fairway.

Известно устройство для определения двух декартовых координат объекта (патент RU 2020514, МПК G01S 11/00, 30.09.1994), содержащее три маяка, расположенные в вершинах прямоугольного равнобедренного треугольника, приемник сигналов маяков, блок определения разности времен прихода сигналов от маяков, компаратор, блок определения прогнозируемого начального значения координаты, сумматор, блок вычисления декартовой координаты, блок определения расчетного значения разности дальностей от объектов до маяков, блок вычитания и два масштабирующих блока. Недостаток устройства заключается в его сложности, необходимости проведения большого числа вычислительных операций и, как следствие, в невысоких надежности и быстродействии.A device for determining two Cartesian coordinates of an object (patent RU 2020514, IPC G01S 11/00, 09/30/1994), containing three beacons located at the vertices of a right-angled isosceles triangle, a receiver of beacon signals, a unit for determining the difference in time of arrival of signals from beacons, a comparator, a unit for determining a predicted initial coordinate value, an adder, a unit for calculating a Cartesian coordinate, a unit for determining a calculated value of a difference of distances from objects to beacons, a subtraction unit and two scaling units. The disadvantage of the device is its complexity, the need for a large number of computational operations, and, as a consequence, low reliability and speed.

Известна синхронная дальномерная навигационная система для мелкого моря (патент RU 2158431, МПК G01S 15/08, 27.10. 2000), содержащая навигационную базу из М гидроакустических приемоответчиков с различными частотами ответа, размещенный на объекте навигации гидроакустический передатчик, М-канальный приемник, измерители времени распространения гидроакустических сигналов от объекта навигации до приемоответчика, блоки преобразования временных интервалов в дистанции и вычислитель координат объекта навигации. Недостаток системы состоит в необходимости применения большого числа оборудования и его сложности.Known synchronous rangefinding navigation system for the shallow sea (patent RU 2158431, IPC G01S 15/08, October 27, 2000), containing a navigation base of M hydroacoustic transponders with different response frequencies, a sonar transmitter, M-channel receiver, time meters, located on the navigation object propagation of hydroacoustic signals from the navigation object to the transponder, blocks for converting time intervals to distances, and the coordinates calculator of the navigation object. The disadvantage of the system is the need to use a large number of equipment and its complexity.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является система определения местоположения в море плавучей буровой установки или подводной лодки (патент GB 1162714, МПК G01S 5/18, 27.08.1969). Система содержит импульсный передатчик акустических сигналов, установленный на объекте навигации, четыре донных гидрофона, связанных через приемники акустических сигналов с радиобуями-ответчиками на поверхности воды, четыре бистабильные схемы и аналоговое счетно-решающее устройство для определения координат объекта. Недостатком системы, основанной на дальномерном принципе измерения координат, является необходимость создания, помимо акустических каналов связи, радиоканалов, работающих на нескольких частотах, усложняющих и снижающих надежность системы в целом.Closest to the proposed device is a system for determining the location in the sea of a floating drilling rig or submarine (patent GB 1162714, IPC G01S 5/18, 08/27/1969). The system contains a pulsed acoustic signal transmitter installed on the navigation object, four bottom hydrophones connected via acoustic signal receivers with beacons-transponders on the water surface, four bistable circuits and an analog calculating device for determining the coordinates of the object. The disadvantage of a system based on the range-finding principle of measuring coordinates is the need to create, in addition to acoustic communication channels, radio channels operating at several frequencies, complicating and reducing the reliability of the system as a whole.

Предлагаемое устройство обеспечивает получение системы координат, близкой к декартовой, что существенно упрощает вычисление координат судна, повышает быстродействие, надежность устройства и сокращает требуемый объем оборудования.The proposed device provides a coordinate system close to Cartesian, which greatly simplifies the calculation of the coordinates of the vessel, improves speed, reliability of the device and reduces the required amount of equipment.

На фиг.1 представлена функциональная схема разностно-дальномерного гидроакустического устройства определения местоположения надводного или подводного судна относительно заданного фарватера. На фиг.2 показана координатная сетка вблизи заданного фарватера, создаваемая предлагаемым устройством.Figure 1 presents a functional diagram of a differential-ranging hydroacoustic device for determining the location of a surface or underwater vessel relative to a given fairway. Figure 2 shows the coordinate grid near a given channel created by the proposed device.

Устройство содержит гидроакустический импульсный излучатель 1, установленный на судне, две пары донных гидрофонов 2, 3 и 4, 5, связанных через приемники 6, 7, 8, 9 с входами установки в «1» основных триггеров 10, 11 и 12, 13 соответствующих пар. Одна пара гидрофонов 2, 3 установлена вдоль фарватера - ось Y, другая - поперечно ему - ось X. Устройство снабжено двумя блоками 14, 15 формирования импульса временной задержки и двумя блоками 16,17 индикации продольной и поперечной координаты (y, x) судна относительно заданного фарватера. Единичные и нулевые выходы каждой пары основных триггеров 10, 11 и 12, 13 подключены к первому, второму и третьему, четвертому входам соответствующих блоков 14, 15, с пятым и шестым входами которых соединены выходы соответствующих пар приемников 6, 7 и 8, 9 акустических сигналов. С первыми тремя выходами блоков 14, 15 связаны входы блоков 16, 17 индикации продольной и поперечной координаты судна, а с четвертыми выходами - входы установки в «0» соответственно триггеров 10, 11 и 12, 13.The device contains a hydro-acoustic pulsed emitter 1 mounted on the ship, two pairs of bottom hydrophones 2, 3 and 4, 5 connected through receivers 6, 7, 8, 9 with the installation inputs to “1” of the main triggers 10, 11 and 12, 13 corresponding steam One pair of hydrophones 2, 3 is installed along the fairway - the Y axis, the other transversely to it - the X axis. The device is equipped with two blocks 14, 15 for generating a time delay pulse and two blocks 16.17 indicating the longitudinal and transverse coordinates (y, x) of the vessel relative to given channel. The single and zero outputs of each pair of main triggers 10, 11 and 12, 13 are connected to the first, second and third, fourth inputs of the corresponding blocks 14, 15, with the fifth and sixth inputs of which the outputs of the corresponding pairs of acoustic receivers 6, 7 and 8, 9 are connected signals. The first three outputs of blocks 14, 15 are connected to the inputs of the longitudinal and transverse coordinates of the vessel 16, 17, and the fourth outputs are the inputs of the set to “0”, respectively, triggers 10, 11 and 12, 13.

Каждый из блоков 14, 15 выполнен в виде двух схем И 18, 19, двух схем ИЛИ 20, 21, двух дополнительных триггеров 22, 23 и ждущего мультивибратора 24. Входы схемы И 18 подключены к первому и четвертому входам блока 14 (15), входы схемы И 19 - ко второму и третьему входам блока 14 (15), выходы схем И 18, 19 соединены с входами установки в «1» триггеров 22, 23 и через элемент ИЛИ 20 - с первым выходом блока 14 (15), со вторым и третьим выходами которого связаны выходы дополнительных триггеров 23, 22. Входы элемента ИЛИ 21 подключены к пятому и шестому входам блока 14 (15), а выход через ждущий мультивибратор 24 - к входам установки в «0» триггеров 22, 23 и к четвертому выходу блока 14 (15).Each of the blocks 14, 15 is made in the form of two circuits AND 18, 19, two circuits OR 20, 21, two additional triggers 22, 23 and a standby multivibrator 24. The inputs of the circuit And 18 are connected to the first and fourth inputs of block 14 (15), the inputs of the circuit And 19 to the second and third inputs of the block 14 (15), the outputs of the circuits And 18, 19 are connected to the inputs of the installation in “1” of the triggers 22, 23 and through the element OR 20 to the first output of the block 14 (15), with the second and third outputs of which the outputs of additional triggers 23, 22 are connected. The inputs of the OR element 21 are connected to the fifth and sixth inputs of block 14 (15), and the output through I wait s multivibrator 24 - to the inputs of a setting of "0" triggers 22, 23 and the fourth output block 14 (15).

Каждый блок 16, 17 индикации продольной и поперечной координаты судна содержит частотомер 25, прецизионный генератор 26 регулируемой частоты и два светодиодных индикатора 27, 28 знака временной задержки. Вход частотомера 25 подключен к первому входу блока 16 (17), индикаторы 27, 28 - ко второму и третьему входам блока 16 (17), а генератор 26 - к входу частотомера 25 для подключения внешнего генератора.Each vessel longitudinal and lateral coordinate display unit 16, 17 contains a frequency counter 25, a precision adjustable frequency generator 26, and two time delay LEDs 27, 28. The input of the frequency counter 25 is connected to the first input of the block 16 (17), the indicators 27, 28 are connected to the second and third inputs of the block 16 (17), and the generator 26 is connected to the input of the frequency counter 25 for connecting an external generator.

Разностно-дальномерное гидроакустическое устройство определения местоположения надводного или подводного судна относительно заданного фарватера работает следующим образом.Difference-range hydroacoustic device for determining the location of surface or submarine relative to a given channel operates as follows.

Во время прохождения судна вдоль заданного фарватера (ось Y) излучатель 1 посылает в воду импульсы ультразвука, воспринимаемые парами гидрофонов 2, 3 и 4, 5, установленными вдоль и поперек фарватера. Временные сдвиги между импульсами, принимаемыми гидрофонами 2, 3 и 4, 5, пропорциональны разностям расстояний от них до излучателя 1. При этом координаты излучателя 1-x, y могут быть определены следующей системой двух гиперболических уравнений:During the passage of the vessel along a given fairway (Y axis), the emitter 1 sends into the water ultrasound pulses perceived by pairs of hydrophones 2, 3 and 4, 5 installed along and across the fairway. The time shifts between the pulses received by hydrophones 2, 3 and 4, 5 are proportional to the differences in the distances from them to the emitter 1. Moreover, the coordinates of the emitter 1-x, y can be determined by the following system of two hyperbolic equations:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где А - расстояние от центра О (середина фарватера, точка пересечения осей X, Y) до места установки гидрофонов 2, 3;where A is the distance from the center O (middle of the fairway, the point of intersection of the axes X, Y) to the installation location of hydrophones 2, 3;

В - расстояние от центра О до места установки гидрофонов 4, 5;B is the distance from the center O to the installation site of hydrophones 4, 5;

с - скорость ультразвука в воде (с≈1500 м/с);s is the ultrasound velocity in water (s≈1500 m / s);

Δt23 - время запаздывания прихода импульса ультразвука на гидрофон 3 относительно момента его прихода на гидрофон 2, t - может быть

Figure 00000002
;Δt 23 is the delay time of the arrival of the ultrasound pulse to the hydrophone 3 relative to the moment it arrives at the hydrophone 2, t - may be
Figure 00000002
;

Δt45 - время запаздывания прихода импульса ультразвука на гидрофон 5 относительно момента его прихода на гидрофон 4, t - может быть

Figure 00000003
;Δt 45 is the delay time of the arrival of the ultrasound pulse to the hydrophone 5 relative to the moment it arrives at the hydrophone 4, t - may be
Figure 00000003
;

Решение системы уравнений для продольной и поперечной координат судна (излучателя 1) имеет вид:The solution of the system of equations for the longitudinal and transverse coordinates of the vessel (emitter 1) has the form:

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
.
Figure 00000005
.

На фиг.2 представлены два семейства изолиний, определенных для конкретной акватории и соответствующих уравнениям гипербол, входящих в вышеприведенную систему уравнений. Изолинии построены для фиксированных значений Δt23 и Δt45. Из фиг.2 следует, что образованная изолиниями координатная сетка вблизи фарватера (оси Y) близка к прямоугольной (декартовой) системе, описываемой упрощенными выражениями:Figure 2 shows two families of isolines defined for a specific water area and corresponding to hyperbole equations included in the above system of equations. Contours are plotted for fixed values of Δt 23 and Δt 45 . From figure 2 it follows that the grid formed by the isolines near the fairway (Y axis) is close to a rectangular (Cartesian) system described by simplified expressions:

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

Figure 00000007
.
Figure 00000007
.

Выражения независимы друг от друга и положены в основу работы устройства.Expressions are independent of each other and form the basis of the device.

При нахождении излучателя 1 в первом квадранте акватории, ограниченном положительными полуосями Y, X, первые принимаемые импульсы поступают от гидрофонов 2 и 4, вызывая срабатывание триггеров 10, 12. При этом в блоках 14, 15 на выходах элементов И 18 появляются единицы, устанавливающие триггеры 22 в единичное состояние и через элементы ИЛИ 20 поступающие на первые выходы блоков 14, 15. По передним фронтам формируемых импульсов в блоках 16, 17 осуществляется запуск частотомеров 25, установленных в режим измерения длительности импульса. Одновременно с этим под действием высоких потенциалов триггеров 22 в блоках 16, 17 загораются светодиоды 28, индицирующие знаки «+» временной задержки. При поступлении вторых - запаздывающих - импульсов от гидрофонов 3 и 5 срабатывают триггеры 11, 13. При этом на выходах элементов И 18 и элементов ИЛИ 20 блоков 14, 15 появляются нулевые потенциалы, завершающие формирование информационных импульсов. По задним фронтам указанных импульсов частотомеры 25 блоков 16, 17 прекращают измерение их длительностей и на некоторое время (время индикации) фиксируют результат измерения.When the emitter 1 is in the first quadrant of the water area, limited by the positive axis Y, X, the first received pulses come from hydrophones 2 and 4, causing triggers 10, 12. At the same time, in units 14, 15 at the outputs of elements And 18 there are units that set the triggers 22 to a single state and through OR elements 20 arriving at the first outputs of blocks 14, 15. On the leading edges of the generated pulses in blocks 16, 17, the frequency meters 25 set into the pulse duration measurement mode are started. At the same time, under the action of the high potentials of the triggers 22 in the blocks 16, 17, the LEDs 28 light up, indicating the signs “+” of the time delay. Upon receipt of the second - delayed - pulses from hydrophones 3 and 5, triggers 11, 13 are triggered. At the same time, zero potentials appear at the outputs of elements AND 18 and elements of OR 20 of blocks 14, 15, completing the formation of information pulses. On the trailing edges of these pulses, the frequency meters 25 of the blocks 16, 17 stop measuring their durations and for some time (display time) record the measurement result.

Для перевода показаний частотомеров 25, выраженных в миллисекундах, в метры, согласно упрощенным выражениям для координат x, y, к частотомерам 25, вместо внутренних опорных генераторов, подключены внешние, прецизионные, регулируемые по частоте генераторы 26. Выставляемая частота генераторов 26, согласно тем же выражениям, должна быть кратна половине скорости ультразвука в воде - с/2. При изменении скорости ультразвука в зависимости от температуры воды и ее солености частота генераторов 26 периодически корректируется.To translate the readings of the frequency meters 25, expressed in milliseconds, into meters, according to the simplified expressions for the x, y coordinates, to the frequency meters 25, instead of the internal reference generators, external, precision, frequency-controlled oscillators 26 are connected. The set frequency of the generators 26, according to the same expressions should be a multiple of half the speed of ultrasound in water - s / 2. When changing the speed of ultrasound depending on the temperature of the water and its salinity, the frequency of the generators 26 is periodically adjusted.

Для подготовки устройства к следующему циклу измерений и для предотвращения сбоев в работе устройства, связанных с возможностью пропадания первых опережающих импульсов, в блоках 14, 15 служат элементы ИЛИ 21 и мультивибраторы 24. Длительность формируемых мультивибраторами 24 импульсов - ΔtMB, с одной стороны, превышает максимально возможную длительность импульсов

Figure 00000008
,
Figure 00000009
, а, с другой, меньше периода следования Т импульсов от излучателя 1 за вычетом
Figure 00000010
,
Figure 00000011
, иначе говоря:To prepare the device for the next measurement cycle and to prevent malfunctions in the operation of the device associated with the possibility of the loss of the first leading pulses, in blocks 14, 15 are OR elements 21 and multivibrators 24. The duration of 24 pulses generated by multivibrators - Δt MB , on the one hand, exceeds maximum possible pulse duration
Figure 00000008
,
Figure 00000009
, and, on the other hand, less than the period of repetition of T pulses from the emitter 1 minus
Figure 00000010
,
Figure 00000011
, in other words:

Figure 00000012
Figure 00000012

Так, при Т=1000 мс и

Figure 00000013
оптимальной длительностью ΔtMB является их среднее значение - 500 мс.So, at T = 1000 ms and
Figure 00000013
the optimal duration Δt MB is their average value - 500 ms.

При правильной работе устройства мультивибраторы 24 запускаются от первых - опережающих импульсов, поступающих от одного из гидрофонов 2, 3 и 4, 5 через приемники 6, 7 и 8, 9 и элементы ИЛИ 21 блоков 14, 15. В этом случае формирование информационных импульсов на первых выходах блоков 14, 15 и измерение их длительности в блоках 16, 17 заканчивается раньше формирования импульсов на выходах мультивибраторов 24. По окончании импульсов мультивибраторов 24 по их задним фронтам производится сброс триггеров 10, 11, 12, 13 и 22, 23 в нулевое исходное состояние, необходимое для проведения следующего цикла измерений. При нарушении синхронности в работе устройства, например, при пропадании по какой-либо причине первого - опережающего импульса мультивибратор 24 запускается по второму - отстающему импульсу и обеспечивает возврат схемы устройства в исходное состояние до прихода первого - опережающего импульса из следующей пары импульсов от гидрофонов 2, 3 и 4, 5. Благодаря этому восстанавливается правильная работа устройства.With proper operation of the device, multivibrators 24 are triggered from the first - leading pulses from one of the hydrophones 2, 3 and 4, 5 through receivers 6, 7 and 8, 9 and OR elements 21 of blocks 14, 15. In this case, the formation of information pulses on the first outputs of blocks 14, 15 and the measurement of their duration in blocks 16, 17 ends before the formation of pulses at the outputs of the multivibrators 24. At the end of the pulses of the multivibrators 24 on their trailing edges, the triggers 10, 11, 12, 13 and 22, 23 are reset to zero condition necessary for To carry out the next measurement cycle. If the synchronization in the device’s operation is violated, for example, if the first - leading pulse disappears for some reason, the multivibrator 24 starts by the second - lagging pulse and ensures that the device circuit returns to its original state before the first - leading pulse comes from the next pair of pulses from the hydrophones 2, 3 and 4, 5. Due to this, the correct operation of the device is restored.

При переходе излучателя 1 из первого квадранта, например, в четвертый, ограниченный отрицательными полуосями Y, X, первые - опережающие импульсы поступают от гидрофонов 3, 5, вызывая срабатывание триггеров 11, 13. На выходе элементов И 19 блоков 14, 15 появляется единица, которая через элементы ИЛИ 20 запускает частотомеры 25 блоков 16, 17, а через триггеры 23 зажигает светодиоды 27When the emitter 1 transitions from the first quadrant, for example, to the fourth, limited by the negative semiaxes Y, X, the first - leading pulses come from hydrophones 3, 5, causing triggers 11, 13. At the output of the elements And 19 of blocks 14, 15, a unit appears, which through the elements of OR 20 starts the frequency meters 25 of the blocks 16, 17, and through the triggers 23 lights the LEDs 27

«-». С приходом отстающих импульсов от гидрофонов 2, 4 срабатывают триггеры 10, 12. На выходе элементов И 19 и элементов ИЛИ 20 появляются нулевые потенциалы, завершающие формирование информационных импульсов. Частотомеры 25 отображают координаты излучателя 1. Мультивибраторы 24, запущенные первыми импульсами, по окончании формируемых импульсов сбрасывают триггеры 10, 11, 12, 13, 22, 23 в исходное нулевое состояние. Дальнейшая работа устройства происходит аналогичным образом. "-". With the arrival of lagging pulses from hydrophones 2, 4, triggers 10, 12 are triggered. At the output of AND 19 and OR 20 elements, zero potentials appear, completing the formation of information pulses. Frequency counters 25 display the coordinates of the emitter 1. Multivibrators 24, triggered by the first pulses, at the end of the generated pulses reset the triggers 10, 11, 12, 13, 22, 23 to the initial zero state. Further operation of the device occurs in a similar way.

В результате в блоках 16, 17 индицируются величины смещений излучателя 1 от осей Y и Х с указанием знака этих смещений.As a result, in blocks 16, 17, the displacements of the emitter 1 from the Y and X axes are indicated with the sign of these displacements.

Таким образом, предлагаемое устройство реализует достаточно простой, надежный и точный способ определения координат объекта относительно заданного фарватера. Минимальное количество вычислительных операций обеспечивает высокое быстродействие и малые аппаратурные затраты. Использование стандартного, широко распространенного оборудования повышает универсальность и снижает стоимость устройства.Thus, the proposed device implements a fairly simple, reliable and accurate way to determine the coordinates of the object relative to a given fairway. The minimum number of computing operations provides high performance and low hardware costs. Using standard, widespread equipment enhances versatility and reduces device costs.

При необходимости повысить точность определения координат объекта во всей акватории устройство должно быть снабжено счетно-решающим устройством, вычисляющим координаты в соответствии с точными математическими выражениями и работающим в реальном масштабе времени. Исходными данными для него могут служить как импульсы и сигналы знака с выходов блоков 14, 15, так и цифровые коды, снимаемые с выходов частотомеров 25 по окончании счета длительности импульсов.If necessary, to increase the accuracy of determining the coordinates of the object in the entire water area, the device should be equipped with a calculating and solving device that calculates the coordinates in accordance with exact mathematical expressions and works in real time. The source data for it can serve as pulses and sign signals from the outputs of blocks 14, 15, as well as digital codes taken from the outputs of the frequency counter 25 at the end of the pulse duration count.

Устройство может быть использовано при проводке судна по морским каналам, в бухтах и гаванях, над измерительными и обрабатывающими стендами, в частности, при измерении намагниченности и последующем размагничивании судов. С помощью радиосвязи информация о положении судна может передаваться и на его собственный борт.The device can be used when navigating a vessel through sea channels, in bays and harbors, above measuring and processing stands, in particular, when measuring magnetization and subsequent demagnetization of vessels. Using radio communications, information about the position of the vessel can be transmitted on its own board.

Claims (1)

Разностно-дальномерное гидроакустическое устройство определения местоположения надводного или подводного судна относительно заданного фарватера, содержащее гидроакустический импульсный излучатель, установленный на судне, две пары донных гидрофонов, связанных через приемники акустических сигналов с входами установки в «1» основных триггеров соответствующих пар, отличающееся тем, что одна пара гидрофонов установлена вдоль фарватера, другая - поперечно ему, а устройство снабжено двумя блоками формирования импульса временной задержки, каждый из которых включает в себя две схемы И, две схемы ИЛИ, два дополнительных триггера и ждущий мультивибратор, и двумя блоками индикации продольной и поперечной координаты судна относительно заданного фарватера, каждый из которых содержит частотомер, прецизионный генератор регулируемой частоты и два светодиодных индикатора знака временной задержки, причем единичные и нулевые выходы основных триггеров каждой пары подключены к первому, второму и третьему, четвертому входам соответствующего блока формирования импульса временной задержки, с пятым и шестым входами которого соединены выходы соответствующих пар приемников акустических сигналов, с первыми тремя выходами каждого блока формирования импульса временной задержки связаны входы блоков индикации продольной и поперечной координаты судна, а с четвертыми выходами - входы установки в «0» соответствующей пары основных триггеров, при этом входы первой схемы И блоков формирования импульса временной задержки подключены к их первому и четвертому входам, входы второй схемы И - к второму и третьему входам блоков, выходы схем И соединены с входами установки в «1» соответствующих дополнительных триггеров и через первый элемент ИЛИ - с первым выходом блоков, со вторым и третьим выходами которых связаны выходы дополнительных триггеров, входы второго элемента ИЛИ подключены к пятому и шестому входам блоков, а выходы через ждущий мультивибратор - к входам установки в «0» дополнительных триггеров и к четвертому выходу блоков формирования импульса временной задержки, причем входы частотомеров блоков индикации подключен к их первым входам, светодиодные индикаторы знака временной задержки - ко второму и третьему входам соответствующих блоков, а прецизионные генераторы регулируемой частоты - к входам частотомеров для подключения внешнего генератора. A differential-range hydroacoustic device for determining the position of a surface or submarine vessel relative to a given fairway, comprising a hydro-acoustic pulse emitter installed on the vessel, two pairs of bottom hydrophones connected via acoustic receivers to the inputs of the installation in “1” of the main triggers of the corresponding pairs, characterized in that one pair of hydrophones is installed along the fairway, the other is transverse to it, and the device is equipped with two time delay pulse generating units , each of which includes two AND circuits, two OR triggers, two additional triggers and a waiting multivibrator, and two display units of the longitudinal and transverse coordinates of the vessel relative to a given fairway, each of which contains a frequency meter, a precision adjustable frequency generator and two LED indicator lights time delay, and the single and zero outputs of the main triggers of each pair are connected to the first, second and third, fourth inputs of the corresponding pulse generation unit the holders, with the fifth and sixth inputs of which the outputs of the corresponding pairs of acoustic signal receivers are connected, the inputs of the display units of the longitudinal and transverse coordinates of the vessel are connected to the first three outputs of each block for generating a time delay pulse, and the inputs of the “0” setting of the corresponding main triggers, while the inputs of the first circuit AND blocks of the formation of the pulse of the time delay are connected to their first and fourth inputs, the inputs of the second circuit And to the second and third inputs of the blocks The AND circuits are connected to the installation inputs in “1” of the corresponding additional triggers and through the first OR element to the first output of the blocks, the outputs of the additional triggers are connected to the second and third outputs, the inputs of the second OR element are connected to the fifth and sixth inputs of the blocks, and the outputs through the standby multivibrator - to the installation inputs to “0” of additional triggers and to the fourth output of the time delay pulse generating units, the inputs of the frequency meters of the display units connected to their first inputs, LED indicators time delay sign tori - to the second and third inputs of the corresponding blocks, and precision adjustable frequency generators - to the inputs of the frequency meters for connecting an external generator.
RU2011129187/07A 2011-07-13 2011-07-13 Differential-range hydroacoustic device for determining position of surface or underwater vessel relative given channel RU2470317C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011129187/07A RU2470317C1 (en) 2011-07-13 2011-07-13 Differential-range hydroacoustic device for determining position of surface or underwater vessel relative given channel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011129187/07A RU2470317C1 (en) 2011-07-13 2011-07-13 Differential-range hydroacoustic device for determining position of surface or underwater vessel relative given channel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2470317C1 true RU2470317C1 (en) 2012-12-20

Family

ID=49256630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011129187/07A RU2470317C1 (en) 2011-07-13 2011-07-13 Differential-range hydroacoustic device for determining position of surface or underwater vessel relative given channel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2470317C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2546846C2 (en) * 2013-06-20 2015-04-10 Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт "Курс" (ОАО "ЦНИИ "Курс") Method of determining position of vessel and motion characteristics thereof

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1162714A (en) * 1965-11-06 1969-08-27 Inst Francais Du Petrole System for Beaconing and Location at Sea for a Floating Rig or a Submarine Craft
RU2020514C1 (en) * 1990-12-29 1994-09-30 Севастопольский Приборостроительный Институт Device for determining two cartesian coordinates of object
RU2052838C1 (en) * 1992-08-11 1996-01-20 Багдалов Закир Хадыевич Method of and device for displaying ship movement
US5579285A (en) * 1992-12-17 1996-11-26 Hubert; Thomas Method and device for the monitoring and remote control of unmanned, mobile underwater vehicles
EP0811853B1 (en) * 1996-06-07 2002-04-10 ETAT FRANCAIS représenté par le DELEGUE GENERAL pour L'ARMEMENT Method for steering and protecting a ship
JP2004191125A (en) * 2002-12-10 2004-07-08 Port & Airport Research Institute Underwater position measuring method and underwater position measuring device
RU2303275C2 (en) * 2004-08-12 2007-07-20 Северное государственное федеральное унитарное научно-производственное предприятие по морским геологоразведочным работам "СЕВМОРГЕО" Method for determination of co-ordinates of submerged objects
RU86321U1 (en) * 2009-02-25 2009-08-27 Открытое акционерное общество Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева MULTI-FREQUENCY NAVIGATION SYSTEM
CN101644759A (en) * 2008-12-23 2010-02-10 中国科学院声学研究所 Submarine object-locating system based on dualistic structure and locating method

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1162714A (en) * 1965-11-06 1969-08-27 Inst Francais Du Petrole System for Beaconing and Location at Sea for a Floating Rig or a Submarine Craft
RU2020514C1 (en) * 1990-12-29 1994-09-30 Севастопольский Приборостроительный Институт Device for determining two cartesian coordinates of object
RU2052838C1 (en) * 1992-08-11 1996-01-20 Багдалов Закир Хадыевич Method of and device for displaying ship movement
US5579285A (en) * 1992-12-17 1996-11-26 Hubert; Thomas Method and device for the monitoring and remote control of unmanned, mobile underwater vehicles
EP0811853B1 (en) * 1996-06-07 2002-04-10 ETAT FRANCAIS représenté par le DELEGUE GENERAL pour L'ARMEMENT Method for steering and protecting a ship
JP2004191125A (en) * 2002-12-10 2004-07-08 Port & Airport Research Institute Underwater position measuring method and underwater position measuring device
RU2303275C2 (en) * 2004-08-12 2007-07-20 Северное государственное федеральное унитарное научно-производственное предприятие по морским геологоразведочным работам "СЕВМОРГЕО" Method for determination of co-ordinates of submerged objects
CN101644759A (en) * 2008-12-23 2010-02-10 中国科学院声学研究所 Submarine object-locating system based on dualistic structure and locating method
RU86321U1 (en) * 2009-02-25 2009-08-27 Открытое акционерное общество Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева MULTI-FREQUENCY NAVIGATION SYSTEM

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2546846C2 (en) * 2013-06-20 2015-04-10 Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт "Курс" (ОАО "ЦНИИ "Курс") Method of determining position of vessel and motion characteristics thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102749622B (en) Multiwave beam-based depth-sounding joint inversion method for sound velocity profile and seafloor topography
CN104007418B (en) A kind of big basic matrix Underwater Wide Band Sources spread spectrum beacon alignment system and method based on time synchronized
ES2717753T3 (en) Method and apparatus for synchronization of underwater clocks using light and sound
CN109116360B (en) A kind of deep-sea real-time high-precision locating method and system
CN104133217B (en) Method and device for three-dimensional velocity joint determination of underwater moving target and water flow
JP5275486B1 (en) Ship speedometer and ship speed measurement method
RU2561012C1 (en) System for determining and monitoring location of underwater object
RU2437114C1 (en) System for determining coordinates of underwater objects
WO2018081503A1 (en) Ability to measure distance between stations using dgps/rtk gps in the velocity-area method (stationary) using acoustic doppler current profile
CN105785067A (en) Seawater flow velocity measurement method based on sonic propagation time difference
KR102082263B1 (en) Underwater Acoustic Positioning System and Method thereof
Casalino et al. RT 2: A real-time ray-tracing method for acoustic distance evaluations among cooperating AUVs
RU2346295C1 (en) Active sonar
JP6207817B2 (en) Underwater position-related information acquisition system
RU75061U1 (en) ACTIVE HYDROLOCATOR
RU2470317C1 (en) Differential-range hydroacoustic device for determining position of surface or underwater vessel relative given channel
US4176338A (en) High resolution acoustic navigation system
RU2581416C1 (en) Method of measuring sound speed
RU2545068C1 (en) Measurement method of changes of heading angle of movement of source of sounding signals
CN206321338U (en) Acoustic velocity measurement device under a kind of Real-time Water based on semisubmersible drilling platform accommodation instrument
RU2614854C2 (en) Method of measuring depth and echo sounder therefor
US3469229A (en) Underwater acoustic navigation system
RU2516594C1 (en) Method of determining distance estimation error using sonar system
JP2006292435A (en) Multi-static measuring method and system
CN107229053A (en) A kind of river seawater body three-dimensional velocity detection method and device of alignment system auxiliary

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20130930

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200714