Патенты автора Матвиенко Юрий Викторович (RU)
Использование: изобретение относится к области навигации подводных объектов, в частности к способам определения местоположения автономных подводных аппаратов в глубоком море, а также подо льдом. Сущность: акустический приемник автономного подводного аппарата синхронизируется с береговыми гидроакустическими маяками долговременного применения, оснащается акустическим приемником навигационных сигналов и устройством вычисления координат, в память которого для каждого гидроакустического маяка вводятся их точные координаты, электронные копии излучаемых низкочастотных шумоподобных сигналов на этих участках с учетом их сезонно-суточной изменчивости. На борту подводного объекта устанавливают измеритель скорости звука, связанный с системой управления объектом, выявляют подводный звуковой канал, выводят объект на ось подводного звукового канала, удерживают его там, принимают навигационные сигналы маяков и позиционируют объект, рассчитывая дистанцию до каждого маяка по полученным данным. Технический результат: повышение точности позиционирования АНПА.
Использование: изобретение относится к области подводной навигации, в частности к гидроакустическим навигационным средствам для определения местоположения и приема информационных сообщений подводными объектами, движущимися в глубоком море. Сущность: приемник размещается на борту объекта навигации, оснащенного бортовой системой управления и способного выходить на ось подводного звукового канала. При этом приемник по измеренным дальностям определяет свои текущие географические координаты и декодирует принимаемые информационные сообщения. Абонентский приемник состоит из гидроакустического приемника, устройства обнаружения и устройства вычисления координат. Устройство обнаружения обеспечивает формирование текущей входной кодовой комбинации, выполняемой с учетом компенсации доплеровского сдвига частоты несущей, а устройство вычисления координат для взаимно корреляционной обработки использует в качестве опорных сигналов записанные в блоке памяти устройства кодовые комбинации навигационных и информационных сигналов. Технический результат: создание автоматического устройства для приема сигналов навигационной сети, развернутой в шельфовой зоне, состоящей из системы синхронных низкочастотных излучателей кодоимпульсных навигационных или информационных сигналов. 1 ил.
Использование: гидроакустика, в системах шумопеленгования и контроля подводной обстановки, обеспечивающего обнаружение и локализацию подводных аппаратов по шумоизлучению. Сущность: в океанической среде волноводная дисперсия и многомодовое распространение звука приводят к формированию устойчивой интерференционной картине (интерферограмме) шумового поля источника. Конфигурация локализованных полос интерферограммы определяется параметрами волновода, скоростью и траекторией шумового источника. Голографическая обработка шумового поля источника реализует квазикогерентное накопление спектральной интенсивности вдоль локализованных полос, к которой далее применяется двумерное преобразование Фурье. На выходе интегрального преобразования (голограммы) спектральная плотность звукового поля концентрируется в малой области в форме фокальных пятен, обусловленных интерференцией мод различных номеров. На голограмме записывается амплитудно-фазовое распределение интерферограммы за время наблюдения в рассматриваемом диапазоне частот и содержится информация об удаленности и радиальной скорости (проекции скорости по направлению к приемной системе) источника. Накопление помехи вдоль полос интерферограммы некогерентно, и помеха распределена по всей области голограммы. В качестве способа обнаружения шумового источника принимается условие, при котором максимум функции углового распределения спектральной плотности голограммы (функции обнаружения) в два раза и более превышает помеховые пики. Угловое распределение спектральной плотности определяется как сумма спектральных плотностей вдоль прямых, проходящих через начало координат в первом и четвертом квадрантах голограммы. Способ обнаружения источника не требует знания о характере сигнала, помехи и передаточной функции. Способ включает в себя формирование на выходе приемной системы интерферограмм принятого сигнала по частотным каналам ВСП, охватывающих весь наблюдаемый частотный диапазон. Для каждого частотного диапазона формируется интерферограмма в переменных частота-время принятого сигнала по каналам ВСП. Проводится запись голограммы в переменных время-частота. По сформированным голограммам вычисляются функции обнаружения. На основе анализа функций обнаружения принимается решение об обнаружении источника по каждому из частотных диапазонов и каналов ВСП. Технический результат: повышение помехоустойчивости приемной системы с применением одиночного векторно-скалярного приемника (ВСП), содержащего канал звукового давления и три канала вектора колебательной скорости, и увеличение дальности обнаружения источника шума на основе голографической обработки шумового сигнала на векторно-скалярных каналах приемной системы. 13 ил.
Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может использоваться в системах шумопеленгования и контроля подводной обстановки. Сущность: способ включает прием широкополосного шума источника комбинированным приемником, содержащим приемник звукового давления и трехкомпонентный приемник вектора колебательной скорости частиц среды, при котором формируют для принятого сигнала набор частотных каналов, охватывающий весь наблюдаемый частотный диапазон; для каждого временного фрагмента принятого сигнала вычисляют в каждом частотном канале горизонтальный угол прихода потока акустической энергии и величину его интенсивности; распределяют потоки энергии частотных каналов по назначенным равным горизонтальным угловым секторам горизонта наблюдения; вычисляют для каждого углового сектора величину секторной интенсивности потока энергии; вычисляют величину средней секторной интенсивности потока энергии и назначают ее пороговой; выделяют из угловых секторов секторы, величина секторной интенсивности потока энергии которых превышает пороговую; по результатам обработки ряда временных фрагментов принятого сигнала формируют сонограмму время-углового прихода потока энергии выделенных секторов, из которой определяют доминирующий угловой сектор с максимальной величиной секторной интенсивности потока энергии и проводят оценку временной устойчивости величины последней; анализируют данные текущей сонограммы и принимают решение об обнаружении источника широкополосного шума по уровню превышения величины секторной интенсивности потока энергии доминирующего углового сектора пороговой величины и временной устойчивости уровня, а также соответствию временной изменчивости ориентации доминирующего углового сектора предполагаемой динамике движения источника, а по ориентации доминирующего сектора о направлении на источник. Технический результат: повышение помехоустойчивости приемной системы и дальности обнаружения источника широкополосного шума на основе учета особенностей формирования звуковых полей и направленных свойств потока акустической энергии от него путем пространственной фильтрации шумоизлучения источника и накоплением энергии потока энергии от источника на каждой частоте наблюдаемого диапазона частот. 1 ил.
Изобретение относится к роботизированным средствам контроля подводной инфраструктуры, в частности средствам контроля подводных добычных комплексов (ПДК). Сущность: система содержит береговой пункт (8) управления с аппаратурой обработки, регистрации и дистанционного питания; автономный необитаемый подводный аппарат (11) (АНПА); донное причальное устройство (6), установленное на одном из объектов ПДК и связанное с береговым пунктом (8) управления посредством подводного кабеля; комплект модулей (9) автономных датчиков; контактные маяки (10) навигационно-информационной поддержки, состоящие из средств высокочастотной гидроакустической и оптической связи, установленные на каждом инспектируемом объекте ПДК и соединенные линиями связи с береговым пунктом (8) управления; автономные гидроакустические излучатели (12) синхронных навигационных сигналов в составе трех единиц, размещенные на площадке ПДК в точках с известными координатами. АНПА (11) оборудован комплектом бортовых приборов технического зрения в составе акустического профилографа, электромагнитного искателя, цифровой фотосистемы высокого разрешения, видеосистемы, многолучевого эхолота, гидролокатора бокового обзора; средствами приема данных и управления модулями (9) автономных датчиков, приемной аппаратурой для бесконтактного заряда аккумуляторных батарей, бесконтактными средствами информационного обмена, бортовыми приборами для выполнения контактных операций в составе манипулятора, щетки для чистки поверхностей, пробоотборника, ультразвукового толщиномера, измерителя катодного потенциала, а также средствами высокочастотной гидроакустической и оптической связи для двухстороннего информационного обмена с маяками (10) и средствами для приема низкочастотных навигационных сигналов. Технический результат: повышение достоверности результатов мониторинга за счет расширения объема контролируемых параметров. 1 ил.
Изобретение относится к средствам подводной навигации и связи и может быть использовано для определения местоположения и управления автономных подводных аппаратов (АНПА), выполняющих непрерывный (периодический) мониторинг технического состояния объектов подводной инфраструктуры, например подводных добычных комплексов (ПДК) с большим количеством разнородных инспектируемых объектов, размещенных на большой площади, в том числе при выполнении миссий подо льдом. В способе навигационно-информационной поддержки автономного необитаемого подводного аппарата, при котором в районе работ расставляют сеть опорных маяков с известными координатами, оснащенных высокочастотными малой дальности действия и низкочастотными большой дальности действия гидроакустическими приемо-передающими средствами информационного обмена с АНПА, и соединяют маяки линиями связи с удаленным пунктом управления. АНПА оснащают бортовой системой счисления, низкочастотными (НЧ) гидроакустическими средствами приема и высокочастотными (ВЧ) гидроакустическими средствами приема-передачи для информационного обмена с опорными маяками. Опорные маяки с оборудованием для НЧ и ВЧ гидроакустической связи устанавливают на каждом инспектируемом объекте ПДК и синхронизируют их системой единого времени с АНПА. Рабочую частоту НЧ оборудования выбирают из условия обеспечения дальности равной размеру района ПДК, а рабочую частоту ВЧ оборудования выбирают из условия обеспечения скорости передачи данных достаточной для передачи кадра видеоизображения в режиме реального времени. АНПА оснащают программными средствами для измерения времени распространения навигационных сигналов в НЧ и ВЧ диапазонах от выставленных маяков и программными средствами для вычисления значения эффективной скорости этих сигналов, минимизирующей ошибку расчета текущих координат по сформированным дальномерным данным в НЧ диапазоне, и обеспечивающих уточнение этих текущих координат при нахождении АНПА в зоне действия ВЧ, за счет их фильтрации по дальномерным данным ВЧ диапазона.
Изобретение относится к подводным пусковым установкам, преимущественно для автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), с возможностью последующего возвращения АНПА в пусковую установку. Устройство для подводного пуска и приема АНПА содержит шлюзовую камеру, отсек для обслуживания АНПА, расположенный на берегу акватории и содержащий технологический бассейн, пост подготовки АНПА, устройство контроля и управления, при этом шлюзовая камера выполнена в виде трубы, оконечности которой имеют крышки, отделяющие внутренний объем шлюзовой камеры от окружающей водной среды и технологического бассейна. Оконечность шлюзовой камеры в окружающей среде выполнена в виде причального конуса и располагается ниже максимальной толщины ледового покрытия в данном районе. Крышки снабжены электромеханическими приводами с датчиками состояния крышек, а шлюзовая камера снабжена датчиками движения АНПА и устройством приведения АНПА к входу в шлюзовую камеру со стороны окружающей водной среды, при этом электромеханические приводы крышек, датчики состояния крышек, а также датчики движения АНПА и устройство приведения АНПА функционально связаны с устройством контроля и управления. Такое выполнение устройства обеспечивает подводный пуск и прием автономного необитаемого подводного аппарата вне зависимости от состояния ледового покрытия акватории и погодных условий в зоне работы системы мониторинга подводного добычного комплекса. 1 ил.
Способ обнаружения подводного источника широкополосного шума относится к области гидроакустики и может использоваться в системах шумопеленгования и контроля подводной обстановки. Техническим результатом способа является повышение помехоустойчивости и вероятности правильного обнаружения источника широкополосного шума за счет получения и применения значительно более широкого объема объективных данных об источнике на основе контроля временной устойчивости угловых и спектральных характеристик потоков акустической энергии от источника на информативных частотах наблюдаемого диапазона частот, а также определение текущего местоположения и параметров движения источника за счет решения задачи обнаружения из двух точек акватории, в которой находится объект обнаружения. Способ включает прием широкополосного шума источника двумя разнесенными комбинированными приемниками, при котором для каждого приемника в циклах обработки временных фрагментов принимаемого сигнала вычисляют в каждом сформированном частотном канале величину горизонтального потока энергии и угол его прихода, разделяют весь горизонт наблюдения 0-360 град на равные горизонтальные назначенные угловые секторы, устанавливают из сформированных частотных каналов информативные каналы, группирующиеся по углу своего прихода в угловых секторах с величиной суммарной энергии входящих в него частотных каналов выше средней по всем назначенным секторам, формируют из характеристик информативных каналов спектральные энергетические портреты принятого сигнала, рассчитывают оценки текущих координат источника шума по углам прихода потоков энергии информативных частотных каналов, присущих обоим приемникам, анализируют результаты циклов обработки временных фрагментов принятого сигнала и принимают решение об обнаружении источника широкополосного шума по совокупности данных о временной устойчивости спектральных энергетических портретов, полученных приемниками в течение времени наблюдения, и степени их идентичности в каждом приемнике, концентрации координатных оценок в локальной области, а также соответствия временной изменчивости средних значений координатных оценок предполагаемой динамике движения источника и устанавливают местоположение источника по текущим значениям координатных оценок, а по временной изменчивости координатных оценок вычисляют скорость и направление движения источника. 1 ил.
Способ обнаружения подводного источника широкополосного шума относится к области гидроакустики и может использоваться в системах шумопеленгования и контроля подводной обстановки. Техническим результатом способа является повышение помехоустойчивости приемной системы и дальности обнаружения источника широкополосного шума на основе направленных свойств потока акустической энергии от него путем пространственной фильтрации шумоизлучения источника и накопления величины энергии потока от источника на каждой частоте наблюдаемого диапазона частот. Способ включает прием широкополосного шума источника комбинированным приемником, содержащим приемник звукового давления и трехкомпонентный приемник вектора колебательной скорости частиц среды, при котором: формируют для принятого сигнала набор частотных каналов, охватывающий весь наблюдаемый частотный диапазон; для каждого временного фрагмента принятого сигнала: вычисляют в каждом частотном канале горизонтальный угол прихода потока акустической энергии и величину его интенсивности; распределяют потоки энергии частотных каналов по назначенным равным горизонтальным угловым секторам горизонта наблюдения; вычисляют для каждого углового сектора величину секторной интенсивности потока энергии; вычисляют величину средней секторной интенсивности потока энергии и назначают ее пороговой; выделяют из угловых секторов секторы, величина секторной интенсивности потока энергии которых превышает пороговую; по результатам обработки ряда временных фрагментов принятого сигнала формируют сонограмму время-углового прихода потока энергии выделенных секторов, из которой определяют доминирующий угловой сектор с максимальной величиной секторной интенсивности потока энергии и проводят оценку временной устойчивости величины последней; анализируют данные текущей сонограммы и принимают решение об обнаружении источника широкополосного шума по уровню превышения величиной секторной интенсивности потока энергии доминирующего углового сектора пороговой величины, по временной устойчивости уровня, а также соответствию временной изменчивости ориентации доминирующего углового сектора предполагаемой динамике движения источника, а по ориентации доминирующего сектора о направлении на источник. 1 ил.
Изобретение относится к подводной технике и в частности к технологиям создания средств навигации и управления для глубоководных автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), способных работать на предельных глубинах мирового океана. В способе навигационно-информационной поддержки глубоководного автономного необитаемого подводного аппарата стационарный донный маяк оснащают низкочастотными (НЧ) приемо-передающими средствами гидроакустической связи с ОС и АНПА, а также высокочастотными (ВЧ) приемо-передающими средствами гидроакустической связи с АНПА. Оснащают АНПА высокочастотными приемо-передающими средствами гидроакустической связи и низкочастотными приемными средствами гидроакустической связи, а также оснащают программными средствами для его бортовой системы управления, реализующими выход АНПА к стационарному донному маяку на основании приема и обработки данных, принятых от стационарного донного маяка по гидроакустической связи в низкочастотном диапазоне. После чего стационарный донный маяк размещают вблизи центра предполагаемого района работ. Устанавливают координаты стартовой точки АНПА путем их расчета по дальномерным данным стационарного донного маяка на основании приема и обработки данных, принятых от него в ВЧ-диапазоне гидроакустической связи. Обеспечивают прием команд управления на борту АНПА от ОС путем приема и обработки данных, переданных от ОС в НЧ-диапазоне и ретранслированных стационарным донным маяком в ВЧ-диапазоне гидроакустической связи. Обеспечивают передачу данных телеметрии с борта АНПА путем приема и обработки данных, принятых стационарным донным маяком в ВЧ-диапазоне и ретранслированных на ОС в НЧ-диапазоне гидроакустической связи. Значения рабочих частот гидроакустических средств информационного обмена в НЧ-диапазоне выбирают из условия максимального удаления ОС от стационарного донного маяка, а значения рабочих частот гидроакустических средств информационного обмена в ВЧ-диапазоне выбирают из условия заданного максимального удаления АНПА от стационарного донного маяка необходимой скорости передачи данных. Технический результат - обеспечение навигационно-информационной поддержки АНПА, способного работать на максимальных глубинах мирового океана, и уменьшение массогабаритных характеристик и энергопотребления на борту АНПА. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к подводной технике и, в частности, к технологиям создания средств навигации и информационного обмена для автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА) с большой автономностью и дальностью действия, например, при выполнении миссий подо льдом, в условиях отсутствия сопровождающего судна-носителя (ОС) и необходимости минимизации дополнительного внешнего навигационного оборудования. Технический результат: обеспечение навигационно-информационной поддержки АНПА большой автономности, совершающего протяженный подводный переход, и уменьшение массогабаритных характеристик и энергопотребления навигационного гидроакустического оборудования, размещаемого на борту АНПА, достигается за счет применения редкой сети опорных маяков с большой дальностью действия и отсутствия на борту АНПА габаритной и энергопотребляющей аппаратуры передачи НЧ канала гидроакустической связи. Способ навигационно-информационной поддержки автономного необитаемого подводного аппарата большой автономности, совершающего протяженный подводный переход, при котором устанавливают координаты точки старта АНПА. Опорные маяки оснащают высокочастотным (ВЧ) малой дальности действия и низкочастотным (НЧ) большой дальности действия гидроакустическими приемо-передающими средствами информационного обмена с АНПА. Также оснащают АНПА ВЧ гидроакустическими средствами приема-передачи и НЧ гидроакустическими средствами приема для информационного обмена с опорным маяком. Кроме того, АНПА оснащают программными средствами для его бортовой системы управления, реализующими выход АНПА к опорному маяку на основании приема и обработки данных, принятых от опорного маяка в низкочастотном диапазоне. После чего размещают опорные маяки большой дальности действия по трассе следования в точках предполагаемых обсерваций, а период обсерваций устанавливается временем, в течение которого формируемая ошибка счисления координат будет сравнима с дальностью действия низкочастотного канала связи. Выполняют коррекцию счисленных координат путем их сравнения с расчетными координатами по дальномерным данным ближайшего опорного маяка с известными координатами на основании приема и обработки данных, принятых от опорного маяка в высокочастотном диапазоне. Выполняют прием команд управления от удаленного ПУ на борту АНПА путем приема и обработки данных, переданных от опорного маяка в высокочастотном диапазоне. Выполняют передачу данных телеметрии на удаленный ПУ с борта АНПА путем приема и обработки данных, принятых опорным маяком в высокочастотном диапазоне, а также средствами спутниковой навигации и связи с удаленным пунктом управления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к гидроакустике, в частности к устройствам пеленга подводных источников шума. Автономный необитаемый подводный аппарат для измерения дифференциальных характеристик векторного звукового поля содержит носовой и кормовой звукопрозрачные обтекатели, носовой и кормовой комбинированные акустические приемники с системой подвеса, носовую и кормовую секции системы регулирования плавучести, левый и правый маршевый движитель, систему бортового управления и навигации с аккумуляторной батареей и набором датчиков, систему изменения остойчивости, герметичный контейнер, блок обработки данных комбинированных акустических приемников. Каждая звукопрозрачная рамка акустического комбинированного приемника снабжена плавучестью и противовесом, выполненными в виде верхнего и нижнего демпферов соответственно и имеющих суммарно нейтральную плавучесть. Система изменения момента остойчивости снабжена электроприводом поворота грузового сегмента, который обеспечивает нулевой момент остойчивости АНПА при переводе грузового сектора в верхнее положение и максимальное значение момента остойчивости при перемещении грузового сектора в нижнее положение. Технический результат - увеличение помехоустойчивости обнаружения слабых сигналов акустическими комбинированными приемниками. 5 ил.
Изобретение относится к области подводной техники и может быть использовано при проектировании и разработке доплеровских измерителей абсолютной скорости движения подводных объектов относительно дна
Изобретение относится к средствам подводной навигации, в частности к определению местоположения или для точной координатной привязки точек постановки стационарных маяков гидроакустических навигационных систем, стартовых точек или точек зависания автономных подводных роботов и других подводных технических средств, оснащенных источниками навигационных сигналов
Изобретение относится к средствам подводной навигации и может быть использовано для навигационного обеспечения автономных подводных роботов (АПР) большой дальности действия и контролируемых с борта обеспечивающего судна (ОС)
