RU2555479C2 - Способ высокоточного координирования подводного комплекса в условиях подледного плавания - Google Patents

Способ высокоточного координирования подводного комплекса в условиях подледного плавания Download PDF

Info

Publication number
RU2555479C2
RU2555479C2 RU2013152375/28A RU2013152375A RU2555479C2 RU 2555479 C2 RU2555479 C2 RU 2555479C2 RU 2013152375/28 A RU2013152375/28 A RU 2013152375/28A RU 2013152375 A RU2013152375 A RU 2013152375A RU 2555479 C2 RU2555479 C2 RU 2555479C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
navigation
auv
lsc
coordinates
time
Prior art date
Application number
RU2013152375/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013152375A (ru
Inventor
Юрий Алексеевич Коваленко
Руслан Касымович Хаметов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг)
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг)
Priority to RU2013152375/28A priority Critical patent/RU2555479C2/ru
Publication of RU2013152375A publication Critical patent/RU2013152375A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2555479C2 publication Critical patent/RU2555479C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области подводной навигации и, в частности, может быть использовано для определения собственных координат АНПА при его перемещении подо льдом в высоких арктических широтах. Технический результат заключается в повышении точности позиционирования АНПА при проведении подледных работ в высоких арктических широтах за счет исключения из системы датчика курса АНПА, т.е. исключения влияния ошибок его измерений на общую оценку горизонтальных координат аппарата. Предложенное техническое решение позволяет также исключить ограничивающие условия оценки координат аппарата из-за неблагоприятного геометрического (пространственного) расположения ГМ и АНПА. Использование радионавигационных приемников GPS/ГЛОНАСС, ГАНС-УКБ при определении местоположения ГМ, в качестве которого используется ТНПА, а также исключение измерения курса АНПА и ОС прямым путем, что является источником некорректных данных в высоких арктических широтах, а также повышение маневренности ГМ позволили решить задачу оценки собственных координат АНПА в условиях подледного плавания. 3 ил.

Description

Изобретение относится к области подводной навигации и, в частности, может быть использовано для определения собственных координат на борту автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА) при его перемещении подо льдом в высоких арктических широтах.
Задача определения собственных координат АНПА важна для обеспечения в реальном масштабе времени корректировки траектории движения аппарата, а также пространственной привязки результатов обследования на этапе постобработки. Предложенное изобретение позволяет определить выходные навигационные параметры АНПА (координаты) в локальной системе координат (ЛСК) в условиях подледного использования.
Существующие традиционные методы навигации АНПА строятся на базе бортовой системы счисления пути. Для уменьшения накапливающейся со временем ошибки необходимо периодически выполнять процедуру коррекции счисленных координат на основе данных, полученных от других навигационных систем. Среди последних наиболее широкое распространение получили гидроакустические навигационные системы (ГАНС).
Известен способ подледной навигации АНПА, в котором определяют координаты аппарата на его борту путем измерения дальности до гидроакустического маяка (ГМ), географические координаты которого известны, и направления на него, т.е. пеленга и угла места (Арктические подводные операции / Под ред. Л. Рея: Пер с англ. - Л.: Судостроение, 1989. - С.263-264). Способ реализуется в системах, называемых ГАНС с ультракороткой базой (ГАНС-УКБ). Для подледной навигации АНПА ультракороткобазисную систему можно использовать несколькими способами: подвешивать ГМ через прорубь во льду, закреплять на дне, буксировать или размещать на выдвижном устройстве обеспечивающего судна (ОС).
Известен способ подледной навигации, основанный на обработке данных о дальностях АНПА относительно сети из трех или более ГМ с известными географическими и взаимными координатами (Арктические подводные операции / Под ред. Л. Рея: Пер с англ. - Л.: Судостроение, 1989. - С.264-266). Способ реализуется в системах, называемых ГАНС с длинной базой (ГАНС-ДБ), при этом ГМ подвешивают через проруби под кромкой льда или располагают на морском дне.
Применение ультракороткобазисных и дальнобазисных систем ограничивается рядом обстоятельств:
- типовая ошибка определения местоположения большинства современных ГАНС-УКБ составляет 0.2-0.5% от наклонной дальности, т.е. 2-5 м при дистанции в 1 км (IMCA S 017. Guidance on Vessel USBL Systems for Use in Offshore Survey and Positioning Operations. April 2011); при дистанциях более 1 км ГАНС-УКБ не могут обеспечить приемлемую точность;
- для определения пеленга ГАНС-УКБ оснащается магнитным датчиком курса, к показаниям которого в высоких арктических широтах следует относиться критически;
- приемо-передающая антенна ГАНС-ДБ обладает широкой характеристикой направленности (ХН), что необходимо для того, чтобы «накрыть» сигналом все ГМ одновременно; использование антенны с широкой ХН делает систему чувствительной к отраженным ото льда и различных неоднородностей воды эхосигналам;
- постановка в районе работ ГМ может оказаться неэффективной из-за значительного дрейфа ледового поля;
- при обследовании больших площадей возникает необходимость в многократной переустановке системы, что существенно увеличивает время и стоимость выполнения работ.
Известен способ, основанный на использовании спутниковой навигации и модемной гидроакустической связи, которая позволяет синхронно обмениваться пакетами навигационных данных между АНПА и единственным ГМ и одновременно измерять время распространения акустического сигнала между ними (М.В. Larsen. ″Synthetic Long Baseline Navigation of Underwater Vehicles″, presented at Oceans 2000 MTS/IEEE Conference and Exhibition, vol.3, 11-14 September 2000, pages 2043-2050, XP002901743 ISBN: 0-7803-6551-8; патент № EP 1275012 B1 от 15.01.2003, международная публикация № WO 2001/065274 от 07.09.2001).
Наиболее близким к заявленному техническому решению аналогом (прототипом) является способ одномаяковой навигации, реализуемый на основе информации от датчиков бортовой автономной навигационной системы АНПА и дальностей до мобильного ГМ, буксируемого ОС или автономным необитаемым водным (поверхностным) аппаратом (АНВА) (Щербатюк А.Ф., Дубровин Ф.С. Алгоритмы определения местоположения АНПА на основе информации о дальности до одного мобильного гидроакустического маяка // Информационно-измерительные и управляющие системы. - 2012. - №9. - С.26-39). Способ выполняется посредством системы, содержащей АНПА и ГМ, который буксируют за судном по траектории, обеспечивающей минимизацию ошибки оценивания местоположения аппарата, при этом ГМ снабжен первой гидроакустической аппаратурой передачи информации (ГАПИ) с помощью приемоизлучающей антенны которой в объем воды излучают пакет навигационных данных о горизонтальных координатах и глубине движения ГМ в ЛСК, а также метке времени излучения пакета, при этом АНПА снабжен второй ГАПИ, с помощью которой принимают и выделяют навигационный пакет, измеряют временной интервал распространения навигационного пакета между ГМ и АНПА и определяют расстояние между ними, при этом АНПА снабжен датчиком глубины, датчиком курса и доплеровским гидроакустическим лагом (ДГАЛ), с помощью которых измеряют глубину движения аппарата, курс аппарата в ЛСК, а также модуль вектора скорости его движения, при этом АНПА снабжен системой счисления пути, которая на основе данных о скорости движения и курсе АНПА определяет фактическое перемещение аппарата в ЛСК, при этом АНПА снабжен системой коррекции координат, с помощью которой на основе фильтра Калмана по результатам измерения дальностей от АНПА до ГМ, глубинам движения ГМ и АНПА, счисленным перемещениям подводного аппарата оценивают его координаты в ЛСК.
Существенными недостатками данного способа-прототипа являются:
- для определения фактического перемещения АНПА в ЛСК требуется использовать данные от датчика курса, которые в высоких арктических широтах не обеспечивают требуемую точность;
- в условиях ледового покрытия маневренные возможности ОС и буксируемого ГМ существенно ограничены, что снижает точность координирования, не позволяя ГМ находиться в такой позиции, при которой обеспечивается минимизация ошибки оценивания местоположения аппарата.
Отсутствие учета указанных недостатков приводит к появлению значительных ошибок при определении местоположения АНПА в условиях подледного плавания.
Задачей предложенного изобретения является обеспечение проведения подледных исследований в высоких арктических широтах с помощью АНПА путем привязки его местоположения к локальным координатам.
Технический результат заключается в повышении точности позиционирования АНПА за счет исключения из системы датчика курса АНПА, т.е. исключения влияния ошибок его измерений на общую оценку горизонтальных координат аппарата. Предложенное техническое решение позволяет также исключить ограничивающие условия оценки координат аппарата из-за неблагоприятного геометрического (пространственного) расположения ГМ и АНПА.
Для достижения указанного технического результата в известный способ координирования подводного комплекса, выполняемый посредством системы, содержащей АНПА и ГМ, который перемещают за ОС, при этом ГМ снабжен первой ГАПИ с помощью приемоизлучающей антенны, которой в объем воды излучают пакет навигационных данных о горизонтальных координатах и глубине нахождения ГМ в ЛСК 0XYZ, а также метке времени излучения пакета, при этом АНПА снабжен второй ГАПИ, с помощью которой принимают и выделяют навигационный пакет, измеряют временной интервал ΔTk распространения k-го навигационного пакета (k=1, …, N) между ГМ и АНПА и определяют расстояние между ними RАНПА(tk) к моменту времени tk, при этом АНПА снабжен датчиком глубины и ДГАЛ, с помощью которых измеряют глубину движения аппарата ZАНПА(tk) в ЛСК и модуль вектора скорости его движения VАНПА(tk) к моменту времени tk, при этом АНПА снабжен системой коррекции координат, с помощью которой оценивают горизонтальные координаты аппарата (XАНПА(tk); YАНПА(tk)) в ЛСК, введены новые признаки, а именно:
- по завершении процесса заглубления (аппарат достиг требуемой глубины или высоты над дном) с помощью первой ГАПИ на АНПА передают пакет навигационных данных с начальными горизонтальными координатами (XАНПА(t0); YАНПА(t0)) аппарата в ЛСК, где t0 - время начала работы системы коррекции координат,
- к моменту времени излучения k-го навигационного пакета (tk-ΔTk) определяют горизонтальные координаты (XГМ(tk-ΔTk); YГМ(tk-ΔTk)) ГМ в ЛСК, при этом в качестве ГМ используют телеуправляемый необитаемый подводный аппарат (ТНПА), для этого на ТНПА дополнительно размещают гидроакустический маяк-ответчик (ГМО), с помощью которого с заданным периодом зондирования в объем воды излучают акустические импульсы, при этом ОС снабжают аппаратурой ГАНС-УКБ, с помощью которой последовательно принимают акустические импульсы и определяют дистанцию RГМ(tk-ΔTk) от ГМО до фазового центра пеленгационной антенны ГАНС-УКБ и курсовой угол KU(tk-ΔTk) между носовой частью строительной оси судна и направлением на ГМО, при этом ОС снабжают первым и вторым радионавигационным приемником GPS/ГЛОНАСС, приемные антенны которых размещают вдоль строительной оси судна в носовой и кормой части соответственно, при этом многократно определяют географические координаты антенн, которые с помощью вычислительного устройства (ВУ), размещенного на ОС, пересчитывают по каждой паре измерений в локальные координаты с последующим вычислением угла между осью 0X и носовой частью строительной оси судна (курс судна), а затем по группе полученных парциальных оценок курса формируют методом наименьших квадратов сглаженную оценку курса ОС KOC(tk-ΔTk) в ЛСК, далее с учетом линейных смещений фазового центра пеленгационной антенны ГАНС-УКБ относительно второй антенны радионавигационного приемника GPS/ГЛОНАСС в ВУ определяют горизонтальные координаты ОС (XOC(tk-ΔTk); YOC(tk-ΔTk)) в ЛСК и затем горизонтальные координаты ТНПА (XГМ(tk-ΔTk); YГМ(tk-ΔTk)) в ЛСК по формулам
DГМ(tk-ΔTk)=(RГМ(tk-ΔTk)2-ZГМ(tk-ΔTk)2)0.5,
XГМ(tk-ΔTk)=XOC(tk-ΔTk)+DГМ(tk-ΔTk)×cosβ,
YГМ(tk-ΔTk)=YOC(tk-ΔTk)+DГМ(tk-ΔTk)×sinβ,
где DГМ(tk-ΔTk) - расстояние между ГМО и фазовым центром пеленгационной антенны ГАНС-УКБ в плоскости X0Y, ZГМ(tk-ΔTk) - глубина нахождения ТНПА в ЛСК, β=KU(tk-ΔTk)-360+KOC(tk-ΔTk), если
(KOC(tk-ΔTk)+KU(tk-ΔTk))≥360 град, или β=KU(tk-ΔTk)+KOC(tk-ΔTk), если 0 град ≤(KOC(tk-ΔTk)+KU(tk-ΔTk))<360 град,
- а горизонтальные координаты АНПА в ЛСК к моменту времени tk оценивают по результатам решения системы уравнений
Figure 00000001
где DАНПА(tk)2=RАНПА(tk)2-ZАНПА(tk)2, DАНПА(tk) - расстояние между первой и второй ГАПИ в плоскости X0Y, и выборе окончательного решения на основе сравнения путевых углов K1(tk) и K2(tk) с K(tk-1), при этом первое решение системы является истинным, если выполняется условие
| K 1 ( t k ) − K ( t k − 1 ) | < | K 2 ( t k ) − K ( t − 1 ) |
Figure 00000002
 , в остальных случаях истинным является второе решение, где K1(tk) - путевой угол АНПА, рассчитанный по двум смежным оценкам местоположения аппарата (в моменты времени tk и tk-1 соответственно), в предположении, что первое решение системы уравнений является истинным, K2(tk) - путевой угол АНПА в предположении, что второе решение системы уравнений является истинным, K(tk-1) - путевой угол АНПА в момент времени tk-1 получения k-1-го навигационного пакета.
Покажем возможность достижения указанного технического результата.
Сущность изобретения отображена на чертежах, иллюстрирующих способ координирования АНПА в условиях подледного плавания.
На фиг.1 изображена ЛСК 0XYZ, в которой осуществляется координирование АНПА, а также проекции положений ОС и АНПА на плоскость X0Y по достижении аппаратом требуемой глубины или высоты над дном.
На фиг.2 изображена общая схема способа координирования АНПА в условиях подледного плавания.
На фиг.3 изображены проекции положений ОС и ТНПА на плоскость X0Y для пояснения формул определения горизонтальных координат ТНПА в момент времени (tk-ΔTk).
Рассмотрим пример реализации способа.
При подходе ОС 1 (фиг.1) в заданный район подледных исследований формируется неподвижная правосторонняя ЛСК 0XYZ, помещенная в фазовый центр пеленгационной антенны ГАНС-УКБ 6 (позиция 1) и ориентированная осью 0X по линии истинного курса ОС 1 на момент начала процесса спиралеобразного заглубления АНПА 2 (позиция 1).
Предполагается, что по окончании процесса заглубления (аппарат достиг требуемой глубины или высоты над дном), координаты (XАНПА(t0); YАНПА(t0)) АНПА 2 (позиция 2) в плоскости X0Y определены с высокой точностью (фиг.1).
ГМО 5 (фиг.2) на ТНПА 3 с заданным периодом зондирования по электрическому сигналу активации, поступающему по кабель-тросу 4 с ОС 1, в объем воды излучает акустический импульс. Этот импульс принимается судовой аппаратурой ГАНС-УКБ 6, где осуществляется определение дистанции от ГМО 5 до фазового центра пеленгационной антенны ГАНС-УКБ 6 и курсового угла между носовой частью строительной оси ОС 1 и направлением на ГМО 5.
С помощью первого 7 и второго 8 радионавигационного приемника GPS/ГЛОНАСС, антенны которых размещены вдоль строительной оси судна в носовой и кормой части соответственно, определяются географические координаты приемных антенн. Полученные координаты поступают в ВУ 9, где осуществляется пересчет каждой пары измерений в локальные координаты с последующим вычислением угла между осью 0X и носовой частью строительной оси судна (курс судна) по формулам:
Figure 00000003
где a=X2(tm)-X1(tm).
Figure 00000004
где b=Y2(tm)-Y1(tm);
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
где (X1(tm); Y1(tm)) и (X2(tm); Y2(tm)) - горизонтальные координаты антенн первого 7 и второго 8 радионавигационного приемника GPS/ГЛОНАСС в ЛСК; m=1, …, M - номер пары координат приемных антенн; KOC(tm) - парциальная оценка курса ОС 1.
Затем по группе полученных парциальных оценок курса в ВУ 9 формируется методом наименьших квадратов сглаженная оценка курса ОС 1 KOC(tk-ΔTk) в момент времени (tk-ΔTk).
Затем с учетом линейных смещений фазового центра пеленгационной антенны ГАНС-УКБ 6 относительно второй антенны радионавигационного приемника GPS/ГЛОНАСС 8 в ВУ 9 определяются горизонтальные координаты ОС 1 (ХOC(tk-ΔTk); YOC(tk-ΔTk)) в ЛСК.
С помощью датчика давления 10, размещенного на ТИПА 3, определяется глубина погружения ТНПА 3 ZГМ(tk-ΔTk) в ЛСК.
Курсовой угол и дистанция от ГМО 5 до пеленгационной антенны ГАНС-УКБ 6, а также глубина погружения ТНПА 3 поступают в ВУ 9, где с учетом горизонтальных координат и сглаженной оценки курса ОС 1 осуществляется определение горизонтальных координат ТНПА 3 в ЛСК к моменту времени (tk-ΔTk) по следующим формулам (фиг.3):
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
где β=KU(tk-ΔTk)-360+KOC(tk-ΔTk), если
(KOC(tk-ΔTk)+KU(tk-ΔTk))≥360 град, или β=KU(tk-ΔTk)+KOC(tk-ΔTk), если 0 град ≤(KOC(tk-ΔTk)+KU(tk-ΔTk}}<360 град.
В момент времени (tk-ΔTk) первая ГАПИ 11 с помощью приемоизлучающей антенны в объем воды излучает пакет навигационных данных о горизонтальных координатах и глубине нахождения ТНПА 3 в ЛСК, а также метке времени излучения пакета. В момент времени tk вторая ГАПИ 12 принимает навигационный пакет и определяет расстояние между ТНПА 3 и АНПА 2. С помощью датчика глубины 13 и ДГАЛ 14 измеряются глубина движения аппарата в ЛСК и модуль вектора скорости его движения к моменту времени tk.
Глубина движения аппарата, модуль вектора скорости его движения, координаты ТНПА в ЛСК, а также измеренная дальность между ТНПА и АНПА поступают в систему коррекции координат 15, где осуществляется оценка горизонтальных координат аппарата (XАНПА(tk); YАНПА(tk)} в ЛСК по результатам решения системы уравнений:
Figure 00000013
где DАНПА(tk)2=RАНПА(tk)2-ZАНПА(tk),
и выборе окончательного решения на основе сравнения путевых углов K1(tk) и K2(tk) с K(tk-1), при этом первое решение системы является истинным, если выполняется условие | K 1 ( t k ) − K ( t k − 1 ) | < | K 2 ( t k ) − K ( t − 1 ) |
Figure 00000002
 , в остальных случаях истинным является второе решение, где K1(tk) - путевой угол АНПА, рассчитанный по двум смежным оценкам местоположения аппарата (в моменты времени tk и tk-1 соответственно), в предположении, что первое решение системы уравнений является истинным, K2(tk) - путевой угол АНПА в предположении, что второе решение системы уравнений является истинным, K(tk-1) - путевой угол АНПА в момент времени tk-1 получения k-1-го навигационного пакета.
Разработанный способ координирования подводного комплекса, которым является АНПА, за счет исключения измерений курса аппарата и ОС прямым путем, что является источником некорректных данных в высоких арктических широтах, а также повышение маневренности ГМ, в качестве которого используется ТНПА, позволяет повысить точность позиционирования в условиях подледного плавания.
Таким образом, технический результат изобретения достигнут.

Claims (1)

  1. Способ координирования подводного комплекса в условиях подледного плавания, выполняемый посредством системы, содержащей автономный необитаемый подводный аппарат (АНПА) и гидроакустический маяк (ГМ), который перемещают за обеспечивающим судном (ОС), при этом ГМ снабжен первой гидроакустической аппаратурой передачи информации (ГАПИ) с помощью приемоизлучающей антенны которой в объем воды излучают пакет навигационных данных о горизонтальных координатах и глубине нахождения ГМ в локальной системе координат (ЛСК) 0XYZ, а также метке времени излучения пакета, при этом АНПА снабжен второй ГАПИ, с помощью которой принимают и выделяют навигационный пакет, измеряют временной интервал ΔTk распространения k-го навигационного пакета (k=1, …, N) между ГМ и АНПА и определяют расстояние между ними RАНПА(tk) к моменту времени tk, при этом АНПА снабжен датчиком глубины и доплеровским гидроакустическим лагом, с помощью которых измеряют глубину движения аппарата ZАНПА(tk) в ЛСК и модуль вектора скорости его движения VАНПА(tk) к моменту времени tk, при этом АНПА снабжен системой коррекции координат, с помощью которой оценивают горизонтальные координаты аппарата (XАНПА(tk); YАНПА(tk)) в ЛСК, отличающийся тем, что по завершении процесса заглубления (аппарат достиг требуемой глубины или высоты над дном) с помощью первой ГАПИ на АНПА передают пакет навигационных данных с начальными горизонтальными координатами (XАНПА(t0); YАНПА(t0)) аппарата в ЛСК, где t0 - время начала работы системы коррекции координат, к моменту времени излучения k-го навигационного пакета (tk-ΔTk) определяют горизонтальные координаты (XГМ(tk-ΔTk); YГМ(tk-ΔTk)) ГМ в ЛСК, при этом в качестве ГМ используют телеуправляемый необитаемый подводный аппарат (ТНПА), для этого на ТНПА дополнительно размещают гидроакустический маяк-ответчик (ГМО), с помощью которого с заданным периодом зондирования в объем воды излучают акустические импульсы, при этом ОС снабжают аппаратурой гидроакустической навигационной системой с ультракороткой базой (ГАНС-УКБ), с помощью которой последовательно принимают акустические импульсы и определяют дистанцию RГМ(tk-ΔTk) от ГМО до фазового центра пеленгационной антенны ГАНС-УКБ и курсовой угол KU(tk-ΔTk) между носовой частью строительной оси судна и направлением на ГМО, при этом ОС снабжают первым и вторым радионавигационным приемником GPS/ГЛОНАСС, приемные антенны которых размещают вдоль строительной оси судна в носовой и кормой части соответственно, при этом многократно определяют географические координаты антенн, которые с помощью вычислительного устройства (ВУ), размещенного на ОС, пересчитывают по каждой паре измерений в локальные координаты с последующим вычислением угла между осью 0X и носовой частью строительной оси судна (курс судна), а затем по группе полученных парциальных оценок курса формируют методом наименьших квадратов сглаженную оценку курса ОС KOC(tk-ΔTk) в ЛСК, далее с учетом линейных смещений фазового центра пеленгационной антенны ГАНС-УКБ относительно второй антенны радионавигационного приемника GPS/ГЛОНАСС в ВУ определяют горизонтальные координаты ОС (XOC(tk-ΔTk); YOC(tk-ΔTk)) в ЛСК и затем горизонтальные координаты ТНПА (XГМ(tk-ΔTk); YГМ(tk-ΔTk)) в ЛСК по формулам DГМ(tk-ΔTk)=(RГМ(tk-ΔTk)2-ZГМ(tk-ΔTk)2)0.5, XГМ(tk-ΔTk)=XOC(tk-ΔTk)+DГМ(tk-ΔTk)×cosβ, YГМ(tk-ΔTk)=YOC(tk-ΔTk)+DГМ(tk-ΔTk)×sinβ,
    где DГМ(tk-ΔTk) - дальность между ГМО и фазовым центром пеленгационной антенны ГАНС-УКБ в плоскости X0Y, ZГМ(tk-ΔTk) - глубина нахождения ТНПА в ЛСК, β=KU(tk-ΔTk)-360+KOC(tk-ΔTk), если
    (KOC(tk-ΔTk)+KU(tk-ΔTk))≥360 град, или β=KU(tk-ΔTk)+KOC(tk-ΔTk), если 0 град ≤(KOC(tk-ΔTk)+KU(tk-ΔTk))<360 град, а горизонтальные координаты АНПА в ЛСК к моменту времени tk оценивают по результатам решения системы уравнений
    Figure 00000014
    где
    где DАНПА(tk)2=RАНПА(tk)2-ZАНПА(tk)2, DАНПА(tk) - расстояние между первой и второй ГАПИ в плоскости X0Y, и выборе окончательного решения на основе сравнения путевых углов K1(tk) и K2(tk) с K(tk-1), при этом первое решение системы является истинным, если выполняется условие | K 1 ( t k ) − K ( t k − 1 ) | < | K 2 ( t k ) − K ( t k − 1 ) |
    Figure 00000015
     , в остальных случаях истинным является второе решение, где K1(tk) - путевой угол АНПА, рассчитанный по двум смежным оценкам местоположения аппарата (в моменты времени tk и tk-1 соответственно), в предположении, что первое решение системы уравнений является истинным, K2(tk) - путевой угол АНПА в предположении, что второе решение системы уравнений является истинным, K(tk-1) - путевой угол АНПА в момент времени tk-1 получения k-1-го навигационного пакета.
RU2013152375/28A 2013-11-26 2013-11-26 Способ высокоточного координирования подводного комплекса в условиях подледного плавания RU2555479C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013152375/28A RU2555479C2 (ru) 2013-11-26 2013-11-26 Способ высокоточного координирования подводного комплекса в условиях подледного плавания

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013152375/28A RU2555479C2 (ru) 2013-11-26 2013-11-26 Способ высокоточного координирования подводного комплекса в условиях подледного плавания

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013152375A RU2013152375A (ru) 2015-06-10
RU2555479C2 true RU2555479C2 (ru) 2015-07-10

Family

ID=53285020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013152375/28A RU2555479C2 (ru) 2013-11-26 2013-11-26 Способ высокоточного координирования подводного комплекса в условиях подледного плавания

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2555479C2 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629916C1 (ru) * 2016-06-30 2017-09-04 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) Способ и устройство определения начальных координат автономного необитаемого подводного аппарата
RU2725706C1 (ru) * 2019-11-18 2020-07-03 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Способ обзора пространства гидролокатором обеспечения безопасности плавания автономного необитаемого подводного аппарата
RU2768207C1 (ru) * 2021-06-10 2022-03-23 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Способ обхода автономным необитаемым подводным аппаратом неподвижного подводного препятствия
RU2794700C1 (ru) * 2022-07-26 2023-04-24 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Способ позиционирования подводного объекта на больших дистанциях

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2084923C1 (ru) * 1995-01-11 1997-07-20 Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАМ Гидроакустическая синхронная навигационная система дальнего действия
EP1275012B1 (en) * 2000-03-03 2010-09-08 Atlas Elektronik Gmbh Methods and systems for navigating under water
RU2437114C1 (ru) * 2010-03-29 2011-12-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Система определения координат подводных объектов
RU2460043C1 (ru) * 2011-05-20 2012-08-27 Андрей Федорович Зеньков Система навигации автономного необитаемого подводного аппарата
RU2483327C2 (ru) * 2011-08-01 2013-05-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Интегрированный комплекс навигации и управления движением для автономных необитаемых подводных аппаратов
RU130292U1 (ru) * 2012-09-06 2013-07-20 Открытое акционерное общество "Тетис Про" Комплекс телеуправляемого необитаемого подводного аппарата
RU2488842C1 (ru) * 2011-12-20 2013-07-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ Уточненное позиционирование в подводном навигационном пространстве, образованном произвольно расставленными гидроакустическими маяками-ответчиками

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2084923C1 (ru) * 1995-01-11 1997-07-20 Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАМ Гидроакустическая синхронная навигационная система дальнего действия
EP1275012B1 (en) * 2000-03-03 2010-09-08 Atlas Elektronik Gmbh Methods and systems for navigating under water
RU2437114C1 (ru) * 2010-03-29 2011-12-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Система определения координат подводных объектов
RU2460043C1 (ru) * 2011-05-20 2012-08-27 Андрей Федорович Зеньков Система навигации автономного необитаемого подводного аппарата
RU2483327C2 (ru) * 2011-08-01 2013-05-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Интегрированный комплекс навигации и управления движением для автономных необитаемых подводных аппаратов
RU2488842C1 (ru) * 2011-12-20 2013-07-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ Уточненное позиционирование в подводном навигационном пространстве, образованном произвольно расставленными гидроакустическими маяками-ответчиками
RU130292U1 (ru) * 2012-09-06 2013-07-20 Открытое акционерное общество "Тетис Про" Комплекс телеуправляемого необитаемого подводного аппарата

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629916C1 (ru) * 2016-06-30 2017-09-04 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) Способ и устройство определения начальных координат автономного необитаемого подводного аппарата
RU2725706C1 (ru) * 2019-11-18 2020-07-03 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Способ обзора пространства гидролокатором обеспечения безопасности плавания автономного необитаемого подводного аппарата
RU2768207C1 (ru) * 2021-06-10 2022-03-23 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Способ обхода автономным необитаемым подводным аппаратом неподвижного подводного препятствия
RU2794700C1 (ru) * 2022-07-26 2023-04-24 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Способ позиционирования подводного объекта на больших дистанциях

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013152375A (ru) 2015-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kussat et al. Absolute positioning of an autonomous underwater vehicle using GPS and acoustic measurements
US7139647B2 (en) Methods and systems for navigating under water
US9223002B2 (en) System and method for determining the position of an underwater vehicle
Li et al. Motion-compensated acoustic localization for underwater vehicles
RU2344435C1 (ru) Способ навигационного обеспечения автономного подводного робота, контролируемого с борта обеспечивающего судна
RU2563332C2 (ru) Способ навигации автономного необитаемого подводного аппарата
CN101900558A (zh) 集成声纳微导航的自主式水下机器人组合导航方法
CA3061547A1 (en) Navigation system for underwater vehicles
Matsuda et al. Performance analysis on a navigation method of multiple AUVs for wide area survey
RU2629916C1 (ru) Способ и устройство определения начальных координат автономного необитаемого подводного аппарата
CN110703202B (zh) 基于多声学波浪滑翔机和水面无人艇的水下脉冲声定位***
US20080034871A1 (en) Test Method For A Method For Passively Obtaining Target Parameters
US20230341507A1 (en) Single-receiver Doppler-based Sound Source Localization To Track Underwater Target
Dubrovin et al. About accuracy estimation of AUV single-beacon mobile navigation using ASV, equipped with DGPS
CN105116372A (zh) 一种浅海海底水平直线水听器阵朝向校准的方法
AU2005268886B2 (en) Method for an antenna angular calibration by relative distance measuring
CN105738869A (zh) 一种适用于单水听器的深水信标搜索定位方法
CN112684207A (zh) 一种深潜载人潜水器adcp速度估计与修正算法
RU2555479C2 (ru) Способ высокоточного координирования подводного комплекса в условиях подледного плавания
RU2303275C2 (ru) Система определения координат подводных объектов
Tomczak Modern methods of underwater positioning applied in subsea mining
Hegrenæs et al. Horizontal mapping accuracy in hydrographic AUV surveys
CN108227744A (zh) 一种水下机器人定位导航***及定位导航方法
RU2529207C1 (ru) Система навигации буксируемого подводного аппарата
Vaulin et al. Some algorithms for determining an unknown initial position of AUV using information from a single beacon navigation system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161127

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200626