RU2593651C1 - Гидроакустический способ определения местоположения автономного подводного аппарата - Google Patents
Гидроакустический способ определения местоположения автономного подводного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2593651C1 RU2593651C1 RU2015122080/28A RU2015122080A RU2593651C1 RU 2593651 C1 RU2593651 C1 RU 2593651C1 RU 2015122080/28 A RU2015122080/28 A RU 2015122080/28A RU 2015122080 A RU2015122080 A RU 2015122080A RU 2593651 C1 RU2593651 C1 RU 2593651C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pinger
- relative
- ship
- underwater vehicle
- location
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области подводной навигации, а более точно к определению местоположения подводного объекта посредством гидроакустической навигационной системы. Техническое решение для поиска места положения подводного аппарата, снабженного пингером, и отслеживания места его положения относительно судна обеспечения, а также обнаружения его дайвером. Решение основано на отечественных комплектующих и не требует больших затрат. Способ записи местоположения аппарата с помощью пингера позволяет построить его траекторию относительно судна обеспечения. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области подводной навигации, а более точно, к определению местоположения подводного объекта посредством гидроакустической навигационной системы. Изобретение может быть использовано, например, для определения направления и дальности до подводного объекта, автономного или телеуправляемого аппарата, а также местоположения донной станции.
Известен способ навигации с ультракороткой базой [1], где исследуемый полигон акватории координируют тремя акустическими маяками ответчиками, с которыми подводный аппарат взаимодействует, получая запрос и передавая свой акустический сигнал, а маяки передают на судно обеспечения их расстояния до аппарата. На судне вычисляют координаты аппарата как точку пересечения трех сфер. Известный способ громоздок, требует больших затрат судового времени для развертывания и дорог в эксплуатации.
Наиболее близок к заявляемому способ [2], где на подводный аппарат устанавливают транспондер - пингер ответчик, а на судно - приемник с антенной и акустический генератор, который генерирует импульс запроса, улавливая импульс запроса, транспондер отвечает своим импульсом. Измеряя половину временного интервала между импульсами запроса и ответа, определяют расстояние до местоположения подводного аппарата.
Известный способ имеет тот недостаток, что не способен определить координаты местоположения аппарата, а также должен расходовать энергию на перемещение веса транспондера.
Предлагаемое решение, как совокупность существенных отличительных признаков, позволит избежать указанных недостатков, связанных с необходимостью размещать на подводном аппарате громоздких и энергоемких устройств в виде транспондеров и дорогостоящей установки на грунте маяков ответчиков, что позволит оперативно проводить поиск и контроль за работой подводного аппарата.
Техническим результатом, ожидаемым от использования предлагаемого изобретения, является устранение указанных недостатков, т.е. обеспечение возможности определения хотя бы приближенного местоположения подводного аппарата для более точного координирования его на грунте дна с переменным рельефом.
Поставленная цель достигается тем, что в известном гидроакустическом способе определения относительно судна обеспечения местоположения автономного подводного аппарата, снабженного акустическим излучателем, в качестве которого устанавливают пингер [3], излучающий непрерывно стандартные периодические сигналы, начало которых предварительно синхронизуют с судовым генератором аналогичных опорных сигналов, при этом сигналы пингера принимают судовой антенной, усиливают и передают на вход измерителя временного смещения (смесителя), а на второй вход которого подают опорные сигналы судового генератора, где сравнивают их с принятыми одноименными сигналами пингера и, таким образом, вычисляют их временное смещение ΔT относительно одноименных опорных сигналов, умножая которое на скорость звука «с», получают расстояние «R» по лучу от пингера до антенны:
R=ΔT*c,
вместе с тем, используя судовую приемную антенну дипольного типа с явным «min» диаграммы направленности и вращая ее относительно вертикальной оси, фиксируют пеленг α пингера подводного аппарата относительно судовых координат по min амплитуды принимаемого сигнала, а также, используя судовой эхолот, определяют глубину акватории h, затем из геометрического построения прямоугольного треугольника, где R - гипотенуза, h - катет, а второй катет определяют, как лежащий на горизонтальной поверхности дна, что в совокупности с углом пеленга определяет ориентировочные относительно судна координаты подводного аппарата.
Сущность изобретения показана на Фиг. 1 и 2. Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Установленный на судне обеспечения 1 генератор опорных стандартных сигналов 2 той же частоты, что и пингер 3 на подводном аппарате 4, включают одновременно с пингером. Таким образом, оба источника синхронизованы. Их излучение подается на два входа (Вх.1 и Вх.2) измерителя временного смещения 5, который может быть встроенным в судовой измерительный блок вместе с генератором 2. При этом блок 5 имеет гидрофонную антенну 6, через которую принимаются сигнал пингера, и подается на второй вход (Вх.2) измерителя смещения, где оба одноименных сигнала сопоставляются, и определяется величина их смещения (а.и. запаздывание сигнала пингера ΔT). Для приема сигналов пингера используют антенну гидрофона 6 дипольного типа с явно выраженным минимумом 7 и имеющую привод 8 для вращения вокруг вертикальной оси. Это позволяет определять направление α (пелинг) на подводный аппарат в горизонтальной проекции по «min» 7 сигнала от пингера. На выходе смесителя получается циклограмма Фиг. 2 регистрации положения импульсов генератора и приходящих импульсов пингера, позволяющая регистрировать ΔT запаздывание импульсов пингера относительно соответствующих импульсов генератора.
Все суда оборудованы глубомером. Чаще всего это эхолот. Величина Ri=ΔTi*c, где c - скорость звука в воде (1500 м/с), есть расстояние от антенны до пингера по лучу в i - момент времени, для которого эхолот определяет hi глубину горизонтального дна, тогда из геометрического построения прямоугольного треугольника, где Ri и hi соответственно, гипотенуза и катет, удается построить место положения подводного аппарата. Оно не может быть названо «точно координатами», т.к. рельеф дна не является горизонтальной плоскостью, но приближенно (с точностью до масштаба кривизны рельефа) локализация подводного аппарата может быть определена и поиск его, например, дайвером существенно облегчен. В последнее время количество подводных аппаратов возросло настолько, что можно говорить о направлении в индустрии, а возможность поиска и спасения дорогостоящего изделия интересует их владельцев.
В качестве судна обеспечения обычно используют водолазное или экспедиционное судно типа «Ашамба» или «Рифт» и др. В качестве судового эхолота может использоваться эхолот-глубиномер JJ-CONNECT Fisherman 130 или цифровой GSD22. Для основы измерителя временного смещения можно использовать двухлучевой осциллограф типа С1-55 или многолучевой запоминающий типа С8, С9 [4] осциллографы запоминающие. Последние предпочтительней, т.к. позволяют синхронно с циклограммой фиксировать курс судна и пеленг на аппарат. В качестве доступного пингера для такого аппарата использованием стандартного пингера, такого как, например, ELP-362A, который излучает акустические импульсы на частоте 37.5 кГц с периодом 1 с, что позволяет однозначно определять расстояние до подводных объектов на расстоянии до 750 м для аппаратов «ГНОМ» или «Видеорей».
Вышеперечисленные существенные признаки позволяют избежать громоздких технологий, обеспечить простой поиск и отслеживание местоположения подводного аппарата и определить расстояние до него.
Источники информации
1. ГАНС УКБ http://edboe.ru/. ОКБ ОТ.
2. Acoustic Target Transponder АТТ-400
http://www.rjeint.com/templates/theme1577/pdf/ATT400-RevB.pdf.
3. Пингер ELP-362A. http://pdf.nauticexpo.com/pdf/teledyne-benthos/locator-product-catalog-2012/40202-49557.html#open.
4. http://www.priborstandart.ru/about/#SITE_DIR#. ООО «Прибор - Стандарт».
Claims (1)
- Гидроакустический способ определения местоположения автономного подводного аппарата, снабженного акустическим излучателем, относительно судна обеспечения, отличающийся тем, что в известном гидроакустическом способе определения относительно судна обеспечения места положения подводного аппарата в качестве излучателя устанавливают пингер, излучающий непрерывно стандартные периодические сигналы, начало которых предварительно синхронизуют с судовым генератором аналогичных опорных сигналов, при этом сигналы пингера принимают судовой антенной, усиливают и передают на вход измерителя временного смещения (смесителя), а на второй вход которого подают опорные сигналы судового генератора, где сравнивают их с принятыми одноименными сигналами пингера и, таким образом, вычисляют их временное смещение ΔТ относительно одноименных опорных сигналов, умножая которое на скорость звука «с», получают расстояние «R» по лучу от пингера до антенны:
R=ΔТ*c,
вместе с тем, используя судовую приемную антенну дипольного типа с явным «min» диаграммы направленности и вращая ее относительно вертикальной оси, фиксируют пеленг α пингера подводного аппарата относительно судовых координат по min амплитуды принимаемого сигнала, а также, используя судовой эхолот, определяют глубину акватории h, с помощью которой из геометрического построения прямоугольного треугольника, где R - гипотенуза, h - катет, а второй катет, как проекцию гипотенузы R, на горизонтальную поверхности дна, что в совокупности с углом пеленга определяет местоположения и ориентировочные относительно судна координаты подводного аппарата.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122080/28A RU2593651C1 (ru) | 2015-06-09 | 2015-06-09 | Гидроакустический способ определения местоположения автономного подводного аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015122080/28A RU2593651C1 (ru) | 2015-06-09 | 2015-06-09 | Гидроакустический способ определения местоположения автономного подводного аппарата |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2593651C1 true RU2593651C1 (ru) | 2016-08-10 |
Family
ID=56613363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015122080/28A RU2593651C1 (ru) | 2015-06-09 | 2015-06-09 | Гидроакустический способ определения местоположения автономного подводного аппарата |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2593651C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107526369A (zh) * | 2017-10-17 | 2017-12-29 | 西北工业大学 | 多推进器的遥控式水下机器人轨迹跟踪控制方法 |
RU2700278C1 (ru) * | 2018-08-01 | 2019-09-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) | Способ определения местоположения подводного объекта |
RU2709100C1 (ru) * | 2018-06-19 | 2019-12-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук | Способ определения местоположения подводного объекта |
RU2727331C1 (ru) * | 2019-12-25 | 2020-07-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) | Способ гидроакустического поиска автономного донного подводного объекта |
RU2762349C1 (ru) * | 2021-02-08 | 2021-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) | Способ скрытного гидроакустического поиска автономного донного подводного объекта |
RU2789714C1 (ru) * | 2022-04-11 | 2023-02-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) | Способ проверки точности навигации автономного необитаемого подводного аппарата |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2233230C2 (ru) * | 2001-12-17 | 2004-07-27 | Военно-морская академия им. адмирала флота Советского Союза Н.Г.Кузнецова | Способ обнаружения аварийного подводного объекта, лежащего на грунте, и устройство для его осуществления |
RU92201U1 (ru) * | 2008-12-30 | 2010-03-10 | ОАО "Концерн "Океанприбор" | Активный гидролокатор |
RU2485019C1 (ru) * | 2011-10-18 | 2013-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт прикладной астрономии РАН | Система определения места катастрофы самолета |
-
2015
- 2015-06-09 RU RU2015122080/28A patent/RU2593651C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2233230C2 (ru) * | 2001-12-17 | 2004-07-27 | Военно-морская академия им. адмирала флота Советского Союза Н.Г.Кузнецова | Способ обнаружения аварийного подводного объекта, лежащего на грунте, и устройство для его осуществления |
RU92201U1 (ru) * | 2008-12-30 | 2010-03-10 | ОАО "Концерн "Океанприбор" | Активный гидролокатор |
RU2485019C1 (ru) * | 2011-10-18 | 2013-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт прикладной астрономии РАН | Система определения места катастрофы самолета |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
E. Kozaczka et.al. Detectionh of object buried in the sea bottom with the use of parametric echosounder. archives of acoustics. vol. 38, No.1, pp. 99-104 (2013). * |
Ф.В. Безручко, И.Н. Бурдинский. Модель системы экстремального регулирования для решения задачи приведения объекта к источнку сигнала. Четвертая всероссийская научно-техническая конференция "Технические проблемы освоения мирового океана" 3-7 октября 2011, Владивосток. секция 3, стр. 304-309. Морское судовождение под редакцией Г.Г. Ермолаева. Издание третье, переработанное. Изд-во "Транспорт". Москва. 1970.параграф 35, рис. 51, 52, 53, 54. параграфы 98, 99, 100. RJE INTERNATIONAL, INC. ATT-400 SERIES acoustic target transponder user manual rev. 1.3. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107526369A (zh) * | 2017-10-17 | 2017-12-29 | 西北工业大学 | 多推进器的遥控式水下机器人轨迹跟踪控制方法 |
RU2709100C1 (ru) * | 2018-06-19 | 2019-12-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук | Способ определения местоположения подводного объекта |
RU2700278C1 (ru) * | 2018-08-01 | 2019-09-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) | Способ определения местоположения подводного объекта |
RU2727331C1 (ru) * | 2019-12-25 | 2020-07-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) | Способ гидроакустического поиска автономного донного подводного объекта |
RU2762349C1 (ru) * | 2021-02-08 | 2021-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) | Способ скрытного гидроакустического поиска автономного донного подводного объекта |
RU2789714C1 (ru) * | 2022-04-11 | 2023-02-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) | Способ проверки точности навигации автономного необитаемого подводного аппарата |
RU2803528C1 (ru) * | 2022-11-23 | 2023-09-14 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | Способ получения информации о подводном шумящем объекте |
RU2810693C1 (ru) * | 2023-05-15 | 2023-12-28 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ определения вертикального угла положения подводного объекта |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2593651C1 (ru) | Гидроакустический способ определения местоположения автономного подводного аппарата | |
JP2016510106A (ja) | 統合されたソナーデバイスおよび方法 | |
JP2014002084A (ja) | 水中探知装置、水中表示システム、プログラムおよび水中表示方法 | |
JP2016510106A5 (ru) | ||
JP6469357B2 (ja) | 水中探知装置、水中探知方法、および水中探知プログラム | |
AU2012202370B2 (en) | Method for global acoustic positioning of a marine or submarine target | |
CN105004413B (zh) | 用于水下目标定位的声传播路径综合速度测定方法与装置 | |
RU2340916C1 (ru) | Способ съемки рельефа дна акватории и устройство для его осуществления | |
RU2469346C1 (ru) | Способ позиционирования подводных объектов | |
CN104656089B (zh) | 一种声呐传感器 | |
RU2012153734A (ru) | Способ съемки рельефа дна акватории и устройство для съемки рельефа дна акватории | |
RU2009110868A (ru) | Способ съемки рельефа дна акватории и устройство для его осуществления | |
JP6714261B2 (ja) | 水中探知装置、水中探知方法、および水中探知プログラム | |
CN105738869A (zh) | 一种适用于单水听器的深水信标搜索定位方法 | |
JP6154218B2 (ja) | エコー信号処理装置、波浪レーダ装置、エコー信号処理方法、及びエコー信号処理プログラム | |
CN108227744A (zh) | 一种水下机器人定位导航***及定位导航方法 | |
JP7163555B2 (ja) | 水中情報可視化装置 | |
RU2529207C1 (ru) | Система навигации буксируемого подводного аппарата | |
RU2650419C1 (ru) | Гидролокационный способ классификации подводных объектов в контролируемой акватории | |
RU2568071C1 (ru) | Гидроакустическая система для позиционирования | |
RU2593824C1 (ru) | Гидролокационный способ обнаружения подводных объектов в контролируемой акватории | |
JP2010190682A (ja) | 水底下物体の探査類別方法及び装置 | |
WO2015060749A1 (ru) | Параметрический профилограф | |
RU2572666C1 (ru) | Гидроакустическая система визуализации подводного пространства | |
RU2712799C1 (ru) | Гидроакустическое навигационное устройство с четырехэлементной короткобазной приемной антенной |