Технология уточненного позиционирования в подводном навигационном пространстве мобильного полигона



Технология уточненного позиционирования в подводном навигационном пространстве мобильного полигона
Технология уточненного позиционирования в подводном навигационном пространстве мобильного полигона
Технология уточненного позиционирования в подводном навигационном пространстве мобильного полигона
Технология уточненного позиционирования в подводном навигационном пространстве мобильного полигона

 


Владельцы патента RU 2507532:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ (RU)

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при натурных испытаниях подводных объектов. Технический результат - снижение погрешности определения координат позиционирования и углов ориентации объекта позиционирования в пространстве мобильного полигона. Для этого в состав объекта испытаний вводят аппаратурный комплекс с системой уточненного трехмерного позиционирования с угловой ориентацией, блок ее информационного обмена с объектом и блок начальных глобальных координат по приемнику ГЛОНАСС. При этом вводят в состав мобильного полигона буйково-якорные позиции с погружным контейнером, в котором размещают аппаратурный модуль с блоком маяка-ответчика системы уточненного позиционирования и блоком демодуляции гидроакустических телеметрических сигналов. В плавающем буе якорной позиции размещают передающее (принимающее) устройство спутниковой системы «ИНМАРСАТ» и радиомодем. На судовом (береговом) посту размещают принимающее (передающее) устройство спутниковой системы «ИНМАРСАТ». 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к технологии натурных испытаний подводных объектов с целью слежения и получения в темпе текущего времени информации о траектории, ориентации, параметрах ходкости, силовом воздействии на испытуемый объект водной среды или других объектов, о параметрах функционирования любых его внутренних систем и агрегатов и передачи этой информации в темпе текущего времени на обеспечивающее судно или береговой пост наблюдения, находящийся на большом удалении от места проведения испытаний, и с возможностью в любой момент прекратить функционирование объекта или изменить режим его движения.

Испытуемые подводные объекты могут попадать в навигационное пространство мобильного полигона, стартуя как из подводных и надводных носителей, так и приводняясь с воздушных носителей.

В основе решения поставленных задач лежит обеспечение повышенной точности позиционирования подводного объекта, позволяющее восстановить полный набор кинематических параметров движения объекта.

Для повышения точности позиционирования подводных объектов известны технические решения, основанные на использовании избыточного числа траекторных определений различными навигационными средствами в рамках технологии слияния инерциальных и гидроакустических измерений.

Наиболее полное представление этих решений приводится в монографии «Автономные подводные роботы: системы и технологии», авторы М.Д.Агеев, Л.В.Киселев, Ю.В.Матвиенко и др., под общей редакцией М.Д. Агеева, Институт проблем морских технологий, М., Наука, 2005 год.

В указанной работе в навигационном комплексе ИПМТ ДВО РАН (стр.157-160) позиционирование автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА) решается комплексированием данных гидроакустической навигационной системы с длинной базой (ГАНС-ДБ) и гидроакустической навигационной системы с ультракороткой базой (ГАНС-УКБ) с использованием маяков-ответчиков и с участием GPS судового навигационного комплекса обеспечивающего судна (ОС). При этом сеть маяков-ответчиков с определением их координат готовится предварительно и снова с участием GPS навигационного комплекса ОС, а для обеспечения приемлемой точности обсервации сеть маяков-ответчиков подвергается периодической автокалибровке (стр.117-118). В этом случае система ГАНС-УКБ комплексированная с ГАНС-ДБ с дальностью действия 6-10 км дает относительную погрешность 10-2 (стр.157).

Значительная трудоемкость этой технологии позиционирования АНПА при ее невысокой точности стоит дорого и не может быть использована для разработки мобильного полигона.

Известно техническое решение использованное в системе GAPS (Глобальная Акустическая Система Позиционирования) фирмы iXsea, Франция (см. фирменный каталог «GAPSru 0509», 2005 г. или интернет-ресурс http:www.ixsea.com).

В этом техническом решении для повышения точности позиционирования подводных объектов реализовано слияние гидроакустических и инерциальных технологий с использованием GPS через обеспечивающее судно.

При этом для инерциальных навигационных определений используется инерциальная навигационная система (ИНС) со стабилизированной платформой объемом до нескольких десятков кубических дециметров, а для гидроакустических определений координат используется ГАНС-УКБ с дальномером и пеленгатором с двумя взаимно перпендикулярными ультракороткими базами для определения углов пеленга и высоты, а маяки-ответчики устанавливаются на акватории с определением их глобальных географических координат.

В этом решении слияние инерциальных и гидроакустических технологий позиционирования автономного подводного объекта с использованием данных GPS происходит через оценку среднеарифметического между координатами объекта и углами его ориентации, полученными одномоментно в различных системах навигации. Точность позиционирования оценивается по координатам в 0,2% при дальности до 4000 м (это ±8 м) и по углам ±0,12 градусов. Этой точности также недостаточно для восстановления полного набора кинематических параметров движения объекта с последующей оценкой силового воздействия на него.

Из систем уточненного подводного позиционирования построенной на технологии слияния инерциальных и гидроакустических измерений для использования в мобильном полигоне наилучшим образом подходит система, изложенная в заявлении о выдаче патента Российской Федерации на изобретение, зарегистрированном в ФИПС под №2011152152/078270 от 20.12.2011 г.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбран мобильный полигон - подводная система глобального позиционирования «GIB-LIТЕ» фирмы ACSA, Франция (см. интернет ресурс www.underwater-gps.com), предполагающая пространственное слежение по долготе и широте в режиме реального времени с использованием дифференциальной GPS (D-GPS) с метрической точностью. Для этого вокруг района слежения устанавливается четыре буя. Буи детектируют акустические сигналы, идущие от гидроакустических излучателей, и фиксируют время их прибытия. Затем информация о времени получения сигналов и положения излучателей в соответствии с системой GPS по локальной радиолинии связи передается на монитор блока управления, установленного на корабле-носителе. Блок управления обрабатывает полученную информацию и отображает на дисплее направления на объекты слежения и положение буев.

ТТХ системы:

- точность позиционирования: 2 м на 1 σ (что при ±3 σ составит ±6 м);

- дальность применения в радиочастотном диапазоне: 1 км;

- дальность применения в акустическом диапазоне: 1 км;

- размеры зоны покрытия: 500 м × 500 м × 100 м (глубина);

- количество подвижных элементов: от двух (по умолчанию) до четырех (дополнительно).

Недостатки прототипа:

- слежение только по долготе и широте, исключая угловую ориентацию;

- невозможность получить полный набор кинематических параметров движения объекта;

- недостаточные точность позиционирования и дальность применения.

В основу предлагаемого изобретения поставлена задача разработать такую технологию уточненного позиционирования в подводном навигационном пространстве мобильного полигона, образованном произвольно расставленными буйково-якорными позициями (БЯП) с гидроакустическими маяками-ответчиками и технологию для ее осуществления, которые позволят повысить точность позиционирования по координатам и углам ориентации и восстановить полный набор кинематических параметров движения испытуемого объекта (от перемещений до ускорений) для получения оценки силового воздействия на него жидкости или других объектов, и передать эту информацию в темпе текущего времени, дополнив ее (при необходимости) значениями параметров функционирования внутренних систем и агрегатов испытуемого объекта на пульты управления полигоном на ОС и(или) на береговой пост, находящийся на большом расстоянии от акватории проведения испытаний.

Это позволит снизить затраты как при формировании навигационного пространства мобильного полигона установкой буйково-якорных позиций с маяками-ответчиками на акватории до 75 км и более без предварительного определения их координат, так и из-за сокращения объема и сроков испытаний за счет их расширенного информационного обеспечения функционирования объекта и снижения риска его потери.

Поставленная задача достигается тем, что в технологии уточненного позиционирования в подводном навигационном пространстве мобильного полигона, заключающейся в расстановке радиогидроакустических позиций, в использовании спутниковой системы глобального позиционирования и радиосвязи радиогидроакустических позиций с обеспечивающим судном, на котором определяются долгота и широта объекта наблюдения, отличающейся тем, что в состав объекта испытаний вводят аппаратурный комплекс с системой уточненного трехмерного позиционирования с угловой ориентацией, блок ее информационного обмена с объектом и блок начальных глобальных координат по приемнику ГЛОНАСС, вводят в состав мобильного полигона буйково-якорные позиции с погружным контейнером, размещают в нем аппаратурный модуль с блоком маяка-ответчика системы уточненного позиционирования и блоком демодуляции гидроакустических телеметрических сигналов, в плавающем буе якорной позиции размещают передающее (принимающее) устройство спутниковой системы «ИНМАРСАТ» и радиомодем, на судовом (береговом) посту размещают принимающее (передающее) устройство спутниковой системы «ИНМАРСАТ», блок декодирования гидроакустической информации формирования значений параметров позиционирования объекты, силового воздействия водной среды или другого объекта, формирование управляющих команд с пульта управления, пульт управления полигоном и радиомодем, расставляют буйково-якорные позиции произвольно на акватории испытаний и приводят их в рабочее состояние путем подачи с поста управления на приемники радиомодемов буйковых якорных позиций радиокоманд, кодированных номерами позиций, получают на пульт управления по системе «ИНМАРСАТ» сообщения с позиций о готовности созданного мобильного полигона к работе, вводят в объект перед началом движения начальные глобальные координаты позиционирования с приемника «ГЛОНАСС», подключают к блоку системы уточненного позиционирования блок информационного обмена с объектом, начинают испытание объекта и получают на дисплее пульта управления мобильным полигоном информацию о траекторных параметрах движения и ориентации объекта, параметрах функционирования его систем и о силовом воздействия на него жидкости или другого объекта с частотой обновления 2 с, формируют по результатам экспресс-анализа управляющий телеметрический сигнал, направляют его в блок формирования управляющих телеметрических сеансов и далее через услуги «ИНМАРСАТ» в объект испытаний.

Схема технологии уточненного позиционирования в подводном навигационном пространстве мобильного полигона, образованном произвольно расставляемыми буйково-якорными позициями (БЯП), приведена на фиг.1, где приняты следующие обозначения:

1 - Аппаратурный комплекс с системой уточненного трехмерного позиционирования с угловой ориентацией.

2 - Аппаратурный модуль уточненного трехмерного позиционирования с угловой

ориентацией.

2а - Маяк-ответчик.

3 - Блок информационного обмена объекта испытаний с аппаратурным модулем

системы уточненного позиционирования (поз.2).

4 - Блок начальных глобальных координат по приемнику ГЛОНАСС.

5 - Погружной контейнер БЯП.

6 - Аппаратурный модуль погружного контейнера.

7 - Блок поочередной демодуляции гидроакустических навигационных и телеметрических сигналов.

8 - Принимающее (передающее) устройство спутниковой системы «ИНМАРСАТ» на плавающей буйковой части БЯПа.

9 - Принимающее (передающее) устройство спутниковой системы «ИНМАРСАТ»

на судовом (береговом) посту.

10 - Блок декодирования гидроакустической информации, поступающей из блока поз.9, и формирования значений параметров позиционирования объекта испытаний и функционирования его систем и агрегатов, определение силового воздействия на него жидкости или другого объекта и кодирования управляющих команд, поступающих с пульта управления мобильного полигона (поз.11).

11 - Пульт управления мобильным полигоном.

12 - Радиомодем с приемником на плавающей буйковой части БЯПа и передатчиком на судовом (береговом) посту.

12а - Передатчик радиокоманд на радиомодем судового (берегового) поста.

13 - Буйково-якорная позиция (БЯП).

Для решения поставленной задачи объект испытаний оснащается аппаратурным комплексом (поз.1), аппаратурным модулем уточненного трехмерного позиционирования с угловой ориентацией (поз.2), блоком (поз.3) информационного обмена через аппаратурный модуль поз.2 объекта испытаний с пультом управления мобильным полигоном (поз.11) на судовом (береговом) посту.

В состав мобильного полигона вводятся буйково-якорные позиции, быстро устанавливаемые и снимаемые судовым компактным спуско-подъемным устройством. На якорном буйрепе каждого БЯПа (поз.13) устанавливают погружной контейнер (поз.5), свободно по нему перемещаемый и соединенный с буйковой частью БЯПа кабель-тросом. В состав погружного контейнера входят аппаратурный модуль (поз.6), состоящий из маяка-ответчика (поз.2а) как части аппаратурного модуля системы уточненного трехмерного позиционирования с угловой ориентацией (поз.2) и блока поочередной демодуляции гидроакустических навигационных и телеметрических сигналов (поз.7). В плавающей буйковой части БЯПа размещают передающее (принимающее) устройство спутниковой системы «ИНМАРСАТ» (поз.8) и приемник радиомодема (поз.12), на судовом (береговом) посту размещают принимающее (передающее) устройство спутниковой системы «ИНМАРСАТ» (поз.9), блок (поз.10) декодирования гидроакустической информации, поступающей из блока (поз.9), и формирования значений параметров позиционирования объекта испытаний, функционирования его систем и агрегатов и определения силового воздействия на него жидкости или другого объекта для передачи на пульт управления (поз.11) и кодирования управляющих команд поступающих с пульта управления, а также размещают передатчик радиомодема (поз.12).

Согласно предлагаемому изобретению для проведения испытаний подводного объекта на некоторой акватории предварительно формируют подводное навигационное пространство путем произвольной расстановки БЯПов с маяками-ответчиками на глубины, определяемые длинами буйрепов и глубиной места установки. При установке БЯПа включают дежурный канал радиомодема с энергосберегающим потреблением. После установки (произвольной) БЯПов на акватории приводят их в рабочее состояние путем подачи с передатчика поста управления на приемники радиомодемов БЯПов радиокоманд, кодированных номерами БЯПов, назначенных для участия в испытаниях. Получают на пульт управления по системе «ИНМАРСАТ» сообщения с БЯПов о готовности сформированного мобильного полигона к работе. На фиг.2 приведен примерный план мобильного полигона.

Перед началом движения в объект позиционирования вводят из блока начальных глобальных координат по приемнику ГЛОНАСС (поз.4) глобальные спутниковые координаты места начала его движения (см. фиг.1)

С момента пуска объекта испытаний определение координат и углов ориентации объекта трехмерного позиционирования с дискретом 0,01 с осуществляется системой уточненного позиционирования (поз.2) при взаимодействии с ее частями маяками-ответчиками в составе аппаратурных модулей погружных контейнеров (поз.5).

В аппаратурном модуле погружного контейнера (поз.6) гидроакустические навигационные и телеметрические сигналы из блока (поз.2) поступают в блок поочередной демодуляции (поз.7). Демодулированные навигационные сигналы из блока (поз.7) поступают в маяк-ответчик (поз.2а) как часть аппаратурного модуля системы уточненного трехмерного позиционирования (поз.2), а демодулированные телеметрические сигналы по кабелю поступают в блок (поз.8) передающего устройства спутниковой системы «ИНМАРСАТ», размещенного на плавающем буе БЯПа. Услугами «ИНМАРСАТ» ТМС поступают в блок принимающего устройства системы «ИНМАРСАТ» (поз.9) на судовом (береговом) посту и далее передаются в блок (поз.10) декодирования и формирования значений параметров позиционирования объекта, функционирования его систем и агрегатов, определения силового воздействия на него жидкости или другого объекта для передачи на пульт управления (поз.11) и обратного приема и кодирования управляющих команд, поступающих с пульта управления. Информацию, поступающую на пульт управления из блока (поз.10), анализируют и по результатам экспресс-анализа формируют управляющий телеметрический сигнал (УТМС) и направляют его в паузы между сеансами ТМС обратно в блок, и далее УТМС передают на передающее устройство спутниковой системы «ИНМАРСАТ» судового поста (поз.9) и далее через услуги «ИНМАРСАТ» в принимающее устройство спутниковой системы (поз.8) БЯПа и далее отправляют в блок (поз.2а) аппаратурного модуля погружного контейнера, где кодируют и далее по гидроакустическому каналу отправляют в аппаратурный модуль системы уточненного позиционирования (поз.2), демодулируют, декодируют и отправляют в блок (поз.3) для передачи на исполнительные устройства объекта испытания.

Возможности уточненного подводного позиционирования объекта на мобильном полигоне по предлагаемому изобретению можно продемонстрировать на результатах цифрового моделирования при обработке имитатора натурных измерений, формирование которого проводится на цифровой модели «идеальной» картины движения объекта позиционирования введением в значения идеальных параметров движения «измеряемых» случайных ошибок, распределенных по нормальному закону со смещением Δ и среднеквадратичным отклонением σ.

В процессе численных исследований для имитатора натурных измерений варианты ошибок формировались из следующих диапазонов значений, взятых по результатам лабораторно-стендовых испытаний аппаратурных модулей объекта позиционирования (поз.2) и маяка-ответчика с натурными датчиками.

На фиг.3 показан результат уточнения параметров позиционирования объекта сопоставлением измерений их во времени (Xg(t), Yg(t), Zg(t)) для вариантов моделирования движения объекта с нулевыми ошибками измерений с ошибками по следующему варианту:

Δ x g ( u ) = Δ y g ( u ) = Δ z g ( u ) = ± 2 м - координаты Δγ=1 град (крен)

Δ a x , y , z ( u ) = ± 0,5 м / с 2 - линейные ускорения Δψ=0,4 град (курс)

Δ ω x , y , z ( u ) = ± 1,0 г р а д / с - угловые скорости Δθ=0,2 град (дифферент)

σ ω y , ω y , ω z ( u ) = 0,02 г р а д / с σγ=0,06 град

σ x g ( u ) = σ y y = σ z y = 0,1 м σψ=0,04 град

σ a x , a y , a z ( u ) = 0,002 м / с 2 σθ=0,02 град

На фиг.4 приведены результаты оценки силового воздействия жидкости на объект при движении с маневрированием в соответствии с фиг.3 где:

- Fx; Fy; Fz и Мх; Му; Mz - три составляющих главного вектора сил и главного вектора момента;

- m - масса объекта;

- Jy; Jz - моменты инерции объекта вокруг соответствующих осей.

Технический результат заявленного изобретения заключается в снижении погрешности определения координат позиционирования и углов ориентации объекта позиционирования в пространстве мобильного полигона, образованном произвольно расставленными буйково-якорными позициями с гидроакустическими маяками-ответчиками; в возможности оценки силового воздействия на объект жидкости или других объектов, а также в возможности получения информации о функционировании объекта испытаний в темпе текущего времени при снижении трудоемкости и временных затрат при проведении испытаний подводных объектов на мобильном полигоне.

Технология уточненного позиционирования в подводном навигационном пространстве мобильного полигона, заключающаяся в расстановке радиогидроакустических позиций, в использовании спутниковой системы глобального позиционирования и радиосвязи радиогидроакустических позиций с обеспечивающим судном, на котором определяются долгота и широта объекта наблюдения, отличающаяся тем, что в состав объекта испытаний вводят аппаратурный комплекс с системой уточненного трехмерного позиционирования с угловой ориентацией, блока ее информационного обмена с объектом и блока начальных глобальных координат по приемнику ГЛОНАСС, вводят в состав мобильного полигона буйково-якорные позиции с погружным контейнером, размещают в нем аппаратурный модуль с блоком маяка-ответчика системы уточненного позиционирования и блоком демодуляции гидроакустических телеметрических сигналов, в плавающем буе якорной позиции размещают передающее (принимающее) устройство спутниковой системы «ИНМАРСАТ» и радиомодем, на судовом (береговом) посту размещают принимающее (передающее) устройство спутниковой системы «ИНМАРСАТ», блок декодирования гидроакустической информации, формирования значений параметров позиционирования объекта, силового воздействия водной среды или другого объекта, формирования управляющих команд с пульта управления, пульт управления полигоном и радиомодем, расставляют буйково-якорные позиции произвольно на акватории испытаний и приводят их в рабочее состояние путем подачи с поста управления на приемники радиомодемов буйковых якорных позиций радиокоманд, кодированных номерами позиций, получают на пульт управления по системе «ИНМАРСАТ» сообщения с позиций о готовности созданного мобильного полигона к работе, вводят в объект перед началом движения начальные глобальные координаты позиционирования с приемника «ГЛОНАСС», подключают к блоку системы уточненного позиционирования блок информационного обмена с объектом, начинают испытание объекта и получают на дисплее пульта управления мобильным полигоном информацию о траекторных параметрах движения и ориентации объекта, параметрах функционирования его систем и о силовом воздействия на него жидкости или другого объекта с частотой обновления 2 с, формируют по результатам экспресс-анализа управляющий телеметрический сигнал, направляют его в блок формирования управляющих телеметрических сеансов и далее через услуги «ИНМАРСАТ» в объект испытаний.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в пассивной гидролокации, а также в атмосферной акустике и пассивной радиолокации. Достигаемый технический результат - обеспечение визуального наблюдения источников излучения на экране индикатора, их расположения непосредственно в искомых координатах поля наблюдения «направление-дальность» с определением их координат на шкалах индикаторного поля при максимальной помехоустойчивости, достижимой в данной приемной системе и ограниченном увеличении объема обработки и вычислительных затрат.

Использование: в радиолокации, радиосвязи и радиоастрономии. Сущность: корреляционный обнаружитель сигналов содержит выполненную определенным образом дискретную антенную решетку (ДАР), включающую N ненаправленных пассивных и М активно-пассивных электроакустических преобразователей, соответствующие им I каналы передачи информации, блок управления характеристикой направленности, блок вычисления относительных координат элементов ДАР, пороговое устройство, вычислитель порога принятия решения, индикатор, блок управления активно-пассивными элементами ДАР, а также корреляционный формирователь характеристик направленности с временной задержкой сигналов.

Использование: изобретение относится к антенной технике и предназначено для построения диаграммы направленности фазированных антенных решеток из состава антенных устройств систем радиосвязи или радиолокационных устройств.

Изобретение относится к водолазной технике, а именно к аппаратуре звукоподводной связи и пеленгования, используемой водолазами. Пеленгатор водолаза, совмещенный со станцией звукоподводной связи, состоит из генератора импульсов и двух идентичных приемных каналов импульсов, каждый из которых имеет свою антенну, установленную слева или справа от водолаза.

Настоящее изобретение относится к техническим решениям для правоохранительных органов и служб безопасности и более конкретно к способам оценки дальности до точки выстрела.

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано наблюдателем для оценки степени угрозы со стороны торпеды. .

Изобретение относится к подводной навигации и может быть использовано при подводно-технических работах общехозяйственного и специального назначения с применением автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА) с автоматическим или супервизорным управлением, автономно выполняющих операции, требующие уточненного позиционирования АНПА.

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для обнаружения движущегося источника звука, измерения координат источника звуковых волн в мелком море в пассивном режиме с помощью акустических приемников, установленных на морском дне, координаты которых и угловое положение считаются известными.

Изобретение относится к области медицинского приборостроения, в частности к устройствам для ультразвуковой эхо-локации внутренних органов. .

Использование: изобретение относится к оценке местоположения источника звука с использованием фильтрования частиц, в частности к оценке местоположения источника звука для мультимодального приложения аудиовизуальной связи. Сущность: местоположение источника звука оценивается посредством фильтрования частиц, при котором частицы представляют функцию плотности вероятности для переменной состояния, содержащей местоположение источника звука. Способ включает в себя определение весового коэффициента для частицы, в ответ на корреляцию между оцененными акустическими передаточными функциями от источника звука к, по меньшей мере, двум позициям записи звука. Функция обновления весового коэффициента, в частности, может быть определена детерминированно из корреляции, и таким образом корреляция может быть использована в качестве функции псевдоправдоподобия для измерения функции фильтрования частиц. Акустические передаточные функции могут быть определены из формирования диаграммы направленности аудио по направлению к источнику звука. Аудиовесовой коэффициент может быть комбинирован с видеовесовым коэффициентом для генерации подхода мультимодального фильтрования частиц. Технический результат: увеличение приспособляемости, снижение сложности оценки местоположения источника звука с одновременным увеличением точности и улучшением производительности. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к бортовой системе обнаружения стрелка, содержащей множество датчиков, прикрепленных к корпусу летательного аппарата, например вертолета. Датчики предназначены для приема сигналы только ударной волны. Принятые сигналы анализируются с целью определения однозначного местоположения стрелка. Анализ может включать измерение времени прихода ударных волн от снарядов на каждый из датчиков, определение разности времен прихода сигнала на датчики, вычисление набора неоднозначных решений, соответствующих стрелку, и кластеризацию этого набора решений для определения однозначного местоположения стрелка. Указанный кластер представляет собой эллипс. Технический результат заключается в обеспечении возможности повышения степени однозначности определения истинного местоположения стрелка. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики. Сущность: в способе определения направления на гидроакустический маяк-ответчик в условиях многолучевого распространения навигационного сигнала определяют направление одновременно в горизонтальной и вертикальной плоскостях на гидроакустический маяк-ответчик путем приема антенной решеткой сигнала маяка-ответчика, усиления принятого сигнала предварительными усилителями, подключенными к выходу каждого преобразователя антенной решетки, оцифровки с частотой дискретизации Fs. При этом маяк-ответчик излучает в ответ на запрос гидроакустической навигационной системы сложный навигационный сигнал с несущей частотой, подвергнутой фазовой манипуляции по закону кодовой последовательности Гоулда, сигнал, принятый каждым преобразователем антенной решетки, фильтруют цифровым фильтром, согласованным с навигационным сигналом, а длительность навигационного сигнала выбирают таким образом, чтобы наибольшее доплеровское искажение навигационного сигнала, соответствующее диапазону возможных скоростей движения носителя антенной решетки относительно неподвижного маяка-ответчика, не приводило к рассогласованию фильтра и принятого навигационного сигнала. Технический результат - сокращение аппаратных и вычислительных ресурсов при построении гидроакустической навигационной системы с ультракороткой базой. 4 ил. .

Настоящее изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для определения параметров движения гидролокаторов или других источников излучения зондирующих сигналов. Техническим результатом использования предлагаемого изобретения является определение элементов движения источника зондирующих сигналов за несколько принятых посылок. Способ измерения изменения курсового угла движения источника зондирующих сигналов содержит последовательный прием зондирующих сигналов перемещающегося источника, спектральный анализ первого, второго и n-ого принятых сигналов, в каждом из этих принятых сигналов определение порога обнаружения, измерение амплитуды спектральных отсчетов, превысивших порог, определение и запоминание значения спектральных отсчета F1, F2 и Fn, имеющих максимальную амплитуду, вычисление разности значений спектральных отсчетов F2-F1 и Fn-F1, а значение изменения курсового угла движения источника зондирующих сигналов Q n 0 определяют как a r cos     Q n 0 , где C o s   Q n 0 = ( F n − F 1 ) / ( F 2 − F 1 ) < 1 , если угол между приемником и источником зондирующих сигналов увеличивается, или C o s   Q n 0 = ( F 2 − F 1 ) / ( F n − F 1 ) < 1 , если угол между приемником и источником зондирующих сигналов уменьшается, а при (Fn-F1)(F2-F1)=1 считают, что курсовой угол движения не изменился или изменился незначительно. 1 ил.

Устройство для обнаружения сигналов и определения направления на их источник. Технический результат изобретения заключается в создании нового устройства для обнаружения сигналов и определения направления на их источник (источники) с числом нелинейных операций в тракте обработки, равным 2. В этом устройстве отклик обнаружителя формируется без влияния на него среднего значения пространственного отклика обнаружителя на помеху и учтена возможность перемещения в пространстве приемников дискретной антенной решетки под воздействием внешних сил. Для этого обнаружитель содержит выполненную определенным образом дискретную антенную решетку (ДАР), включающую N ненаправленных пассивных и М активно-пассивных электроакустических преобразователей (ЭАП), соответствующие им I каналы передачи информации, блок управления характеристикой направленности, блок вычисления относительных координат элементов ДАР, пороговое устройство, вычислитель порога принятия решения, индикатор, блок управления активно-пассивными элементами ДАР, а также формирователь характеристик направленности с временной задержкой сигналов. Принципиальные отличия изобретения от прототипа заключаются в том, что в состав обнаружителя включен пульт оператора, а формирователь характеристики направленности дополнительно содержит микропроцессорное устройство с возможностью вычитания вычитающим устройством среднего значения отклика обнаружителя только на помеху из выходного сигнала запоминающего устройства. 1 ил.

Изобретение относится к звукометрическим станциям (звукометрическим комплексам) и может быть использовано для определения удаления источника звука (ИЗ) от акустического локатора, его исправленного звукометрического угла и топографических координат (ТК) этого ИЗ. Он включает в себя левую (ЛЛГ) и правую линейные группы (ПЛГ) звукоприемников (ЗП), каждая из которых состоит из 3 ЗП, причем средины этих ЛГ удалены по фронту друг от друга на несколько сотен метров и примерно на несколько километров от линии боевого соприкосновения войск, три канала обработки сигнала (КОС), электронно-вычислительную машину (ЭВМ), цепь формирования селекторного импульса (ЦФСИ) и систему управления характеристиками направленности ЛГ ЗП, позволяющую обрабатывать сигналы в КОС лишь в определенные моменты времени, определяемые программами, установленными в 2 ее микроконвертора, что повышает помехозащищенность АЛ и обеспечивает получение ТК ИЗ, находящихся в секторе разведки. Первый КОС и канал частоты состоят из выделителя сигнала (ВС), сумматора напряжений (СН), амплитудного детектора (АД), аналого-цифрового преобразователя и последовательно соединенного с ним регистра, который соединен с ЭВМ. Второй КОС включает в себя ВС, СН, АД, систему измерения времени (СИВ) и 2 регистра, соединенных с ЭВМ. СИВ измеряет число импульсов (с периодом повторения 1 мс) до момента прихода импульсного акустического сигнала к ПЛГ ЗП, а также к ЛЛГ ЗП, ЦФСИ содержит в себе последовательно включенные между собой фронтальный ЗП, триггер Шмита и одновибратор. Канал частоты f1 обрабатывает электрический сигнал частотой f1, а первый и второй - частотой f0. В результате обработки сигналов в первом КОС и канале частоты f1 ЭВМ рассчитывает дальность до ИЗ, а в результате обработки сигналов во втором КОС ЭВМ рассчитывает исправленный звукометрический угол, а потом и ТК ИЗ. Технический результат: повышение помехозащищенности акустического локатора. 15 ил., 26 прилож.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в качестве гидроакустического вооружения подводных лодок различного назначения, а также при проведении подводных геологических и гидроакустических работ и исследований. Комплекс включает в себя тракты основного и дополнительного шумопеленгования, тракт обнаружения гидроакустических сигналов, тракт гидролокации, тракт связи и опознавания, тракт миноискания и обнаружения навигационных препятствий, центральную вычислительную систему, систему отображения, регистрации, документирования и управления и общую шину. При этом все излучающие антенны тракта гидролокации выполнены электронно управляемыми как по числу лучей характеристики направленности, так и по их ширине и направлению. Тракт основного шумопеленгования содержит основную носовую приемную антенну и первое устройство предварительной обработки. Тракт обнаружения гидроакустических сигналов содержит три приемные антенны и второе устройство предварительной обработки. Тракт гидролокации содержит три электронно управляемые антенны и первое генераторное устройство. Тракт связи и опознавания содержит две излучающие антенны и второе генераторное устройство. Тракт миноискания и обнаружения навигационных препятствий содержит приемопередающую антенну, переключатель «прием-передача», третье генераторное устройство и третье устройство предварительной обработки. Тракт дополнительного шумопеленгования содержит гибкую протяженную буксируемую антенну, кабель-трос, токосъемное устройство и четвертое устройство предварительной обработки. Технический результат: повышение скрытности работы ГАК и дальности обнаружения целей в режиме ГЛ. 1 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для обнаружения объекта в морской среде и измерения координат. Техническим результатом от использования изобретения является измерение дистанции до объекта отражения при неизвестном времени излучения и месте постановки, что повышает эффективность использования гидроакустических средств. Для достижения указанного технического результата производится излучение взрывного сигнала в морской среде, прием отраженного сигнала широкополосным приемником, многоканальный частотный анализ отраженного сигнала, отображение на индикаторе спектров с выхода каналов, производят автономную установку и подрыв источника взрывного сигнала, измеряют зависимость скорости звука от глубины, измеряют уровень помехи в полосе приема, определяют порог обнаружения, принимают сигнал прямого распространения взрывного сигнала, который превысил выбранный порог обнаружения, определяют время приема сигнала прямого распространения от взрывного источника до приемника Тпрям, измеряют спектр сигнала прямого распространения, превысившего порог обнаружения, определяют ширину спектра сигнала прямого распространения в полосе приемного устройства Фпрям, принимают сигнал, отраженный от объекта, определяют время приема отраженного сигнала Тэхо, измеряют спектр отраженного сигнала, определяют полосу спектральных составляющих отраженного сигнала, превысивших порог обнаружения Фэхо, определяют дистанцию до объекта по формуле Дизм=К(Фпрям-Фэхо), где К - коэффициент, определяющий частотное затухание спектра сигнала при распространении, при этом Дизм>(Тэхо-Тпрям)С, где С - скорость звука. 1 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем обнаружения зондирующих сигналов гидролокаторов, установленных на подвижном носителе. Техническим результатом от использования изобретения является обеспечение возможности определения изменения курсового угла движения источника зондирующего сигнала, скорости изменение направления его движения. Для достижения указанного технического результата в способе производится последовательный прием зондирующих сигналов перемещающегося источника, определение момента времени прихода первого принятого зондирующего сигнала, отличающийся тем, что введены новые операции, а именно: последовательно измеряют моменты времени ti приема еще n зондирующих сигнала, где n не менее 3-х, определяют временной интервал Tk между моментами прихода каждых двух следующих друг за другом зондирующих сигналов Tk=ti+1-ti, определяют разность измеренных временных интервалов ΔTm=Tk+1-Tk, где m - номер измерения разности последовательных временных интервалов, определяют знак разности временных интервалов, запоминают первую разность временных интервалов, определяют следующую разность временных интервалов, если разность интервалов имеет отрицательный знак, определяют косинус курсового угла движения источника, как отношение каждой последующей разности к первой разности временных интервалов, определяют курсовой угол движения источника зондирующих сигналов, как величину, обратную косинусу измеренного отношения, если измеренная величина разности положительная, то источник зондирующих сигналов удаляется, и косинус угла вычисляется, как отношение первой разности к каждой последующей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в задачах определения класса объекта при разработке гидроакустических систем. Предложен способ классификации гидроакустических сигналов шумоизлучения морского объекта, включающий прием антенной сигналов шумоизлучения морского объекта в аддитивной смеси с помехой гидроакустической антенной, преобразование сигнала в цифровой вид, спектральную обработку принятых сигналов, накопление полученных спектров, сглаживание спектра по частоте, определение порога обнаружения исходя из вероятности ложных тревог и при превышении порога обнаружения текущего спектра на данной частоте принятии решения о наличии дискретной составляющей, по которой классифицируют морской объект, в котором сигналы шумоизлучения морского объекта в аддитивной смеси с помехой принимают двумя полуантеннами гидроакустической антенны, спектральную обработку принятых сигналов производят на выходах полуантенн, суммируют спектры мощности на выходах двух полуантенн, определяя суммарный спектр мощности S ∑ 2 ( ω k ) , находят разность S Δ 2 ( ω k ) спектров мощности на выходах двух полуантенн, определяют разностный спектр S 2 ( ω k ) ∑ − Δ ¯ = S Σ 2 ( ω k ) ¯ − S Δ 2 ( ω k ) ¯ - спектр мощности шумоизлучения морского объекта, а о наличии дискретных составляющих судят при превышении порога обнаружения частотами спектра мощности шумоизлучения морского объекта. Это обеспечивает устранение влияния спектра помехи, принимаемой по боковому полю характеристики направленности гидроакустической антенны и правильное определение классификационных спектральных признаков. 1 ил.
Наверх