×
12.10.2019
219.017.d55f

Способ позиционирования подводных объектов

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002702700
Дата охранного документа
09.10.2019
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способам навигации подводных объектов (подводных лодок, обитаемых и необитаемых подводных аппаратов), конкретно к способам их позиционирования. Решаемая техническая проблема - совершенствование способов позиционирования ПО. Технический результат - повышение точности и уменьшение трудоемкости позиционирования ПО. Указанный технический результат достигается тем, что в отличие от способа-прототипа для определения (уточнения) скорости распространения гидроакустического сигнала между гидроакустическими маяками и ПО вместо радиогидроакустического буя используется сам ПО, который периодически определяет свои координаты одним из известных способов (например, по сигналам спутниковой либо радионавигационной системы) и использует эту информацию для вычисления текущих скоростей распространения сигнала между каждым гидроакустическим маяком и ПО. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способам навигации подводных объектов (подводных лодок, обитаемых и необитаемых подводных аппаратов), конкретно к способам их позиционирования.

Одним из основных направлений позиционирования подводных объектов (ПО) является использование гидроакустических маяков (ГМ). Известен целый ряд способов позиционирования ПО с использованием ГМ: способ длинной базы, короткой базы, ультракороткой базы, способ одномаяковой навигации и др. [1-6]. Достоинствами этих способов является скрытность и, как правило, высокая точность позиционирования ПО. К их недостаткам относятся малый радиус действия (до 10 км).

Известен способ позиционирования ПО [7], выбранный в качестве прототипа, включающий:

- установку в морской среде за пределами прибойной зоны на глубинах, превышающих в 5-10 раз длину волны излучаемого гидроакустического сигнала, как минимум, двух стационарных ГМ, периодически излучающих гидроакустические сигналы на частоте ниже 10 кГц и синхронизированных системой единого времени между собой и с акустическим приемником, расположенном на ПО;

- выставление в районе работ ПО, как минимум, одного радиогидроакустического буя (РГБ) с приемником спутниковой навигационной системы и гидрофоном;

- периодическое определение РГБ собственных координат по принимаемым гидроакустическим сигналам спутниковой навигационной системы;

- прием гидрофоном РГБ гидроакустических сигналов от всех ГМ и трансляция их, а также собственных координат по радиоканалу на пункт управления;

- определение на пункте управления времен распространения гидроакустического сигнала между каждым ГМ и РГБ и расстояния между ними и с их использованием вычисление текущей скорости распространения гидроакустического сигнала между каждым ГМ и РГБ;

- передача от командного пункта каждому ГМ текущей скорости распространения гидроакустического сигнала между ним и РГБ;

- периодическое излучение всеми ГМ гидроакустических сигналов, содержащих в закодированном виде информацию об условном номере ГМ, излучившего гидроакустический сигнал, моменте времени излучения и текущей скорости распространения гидроакустического сигнала;

- прием и декодирование каждого излученного гидроакустического сигнала гидроакустическим приемником ПО с измерением и запоминанием момента времени обнаружения гидроакустического сигнала;

- вычисление текущей дистанции до каждого ГМ как произведение скорости распространения гидроакустического сигнала на разность между моментами времен приема и излучения гидроакустического сигнала каждым ГМ;

- определение текущих координат ПО с использованием вычисленных дистанций до каждого ГМ и хранящихся в памяти вычислителя координат каждого ГМ.

Способ-прототип проиллюстрирован на фиг.1.

Достоинством описанного способа-прототипа является возможность скрытного (без всплытия на поверхность) позиционирования всех подводных объектов, находящихся в районе площадью до 100 тыс. км2, причем не периодически, а практически непрерывно (с интервалом в единицы минут).

Недостатками описанного способа-прототипа являются:

- ограниченная точность определения координат ПО, ввиду того, что скорость распространения гидроакустических сигналов, определенная на трассе "ГМ - РГБ", может существенно отличаться от скорости распространения гидроакустических сигналов на трассе "ГМ - ПО". Моделирование, проведенное для района площадью 100 тыс. км2, расположенного в северозападной части Тихого океана, показало, что эта разница в зависимости от взаимного расположения ГМ и ПО может достигать 1%, таким образом на трассе "ГМ - ПО" в 500 км ошибка в определении координат может составить 5 км.

- необходимость выставления в районе при помощи корабля либо авиации специального РГБ для определения скоростей распространения гидроакустического сигнала от каждого ГМ и его периодической замены (ввиду ограниченного времени действия). Следствием этого является высокая сложность и стоимость реализации способа.

Решаемая техническая проблема - совершенствование способов позиционирования ПО.

Технический результат - повышение точности и уменьшение трудоемкости позиционирования ПО.

Указанный технический результат достигается тем, что в отличие от способа-прототипа для определения (уточнения) скорости распространения гидроакустического сигнала между ГМ и ПО вместо РГБ используется сам ПО, который периодически определяет свои координаты одним из известных способов (например, по сигналам спутниковой либо радионавигационной системы) и использует эту информацию для вычисления текущих скоростей распространения гидроакустического сигнала между каждым ГМ и ПО.

Иллюстрация заявляемого способа приведена на фиг. 2.

Заявляемый способ включает:

- установку в морской среде за пределами прибойной зоны на глубинах, превышающих в 5-10 раз длину волны излучаемого гидроакустического сигнала, как минимум, двух стационарных ГМ, периодически излучающих гидроакустические сигналы на частоте ниже 10 кГц и синхронизированных системой единого времени между собой и с акустическим приемником, расположенном на ПО;

- периодическое излучение всеми ГМ сложных гидроакустических сигналов, содержащих в закодированном виде информацию об условном номере ГМ, излучившего гидроакустический сигнал, и моменте времени излучения;

- прием и декодирование каждого излученного гидроакустического сигнала гидроакустическим приемником ПО с фиксацией времени обнаружения гидроакустического сигнала;

- с использованием времен излучения и приема гидроакустических сигналов ГМ вычисление в бортовом устройстве вычисления координат времени распространения до ПО гидроакустического сигнала каждого ГМ;

- периодически:

определение координат ПО с использованием сигналов спутниковой навигационной либо радионавигационной системы;

с использованием полученных координат ПО и известных координат ГМ вычисление текущих расстояний между каждым ГМ и ПО;

с использованием вычисленных текущих расстояний и времен распространения гидроакустического сигнала вычисление и запоминание текущей скорости распространения гидроакустического сигнала между каждым ГМ и ПО;

- вычисление текущей дистанции до каждого ГМ как произведение времени распространения до ПО гидроакустического сигнала ГМ на хранящуюся в памяти бортового устройства вычисления координат последнюю по времени определения скорость распространения гидроакустического сигнала между ГМ и ПО;

- определение текущих координат ПО с использованием вычисленных дистанций до каждого ГМ и координат каждого ГМ, хранящихся в памяти бортового устройства вычисления координат.

Заявляемый способ свободен от недостатков способа-прототипа, поскольку:

- скорость распространения гидроакустических сигналов между ГМ и ПО определяется непосредственно по трассе "ГМ - ПО", что позволяет повысить точность определения координат ПО (по результатам моделирования на 1% от дистанции между ГМ и ПО);

- интервал времени между последовательными определениями скорости распространения гидроакустических сигналов ГМ может быть выбран таким образом, что изменение скорости распространения гидроакустических сигналов ГМ на этом интервале не окажет существенного влияния на точность определения координат ПО;

- исключается необходимость выставления в районе РГБ.

Таким образом, заявленный технический результат - повышение точности и уменьшение трудоемкости позиционирования ПО - можно считать достигнутым.

Источники информации:

1. Справочник штурмана под ред. В.Д. Шандабылова // М.: Воениздат, 1968, 540 с.

2. Kinsey J.C., Eustice R.M., Whitcomb L.L. A Survey of Underwater Vehicle Navigation: Recent Advances and new Challenges // IF AC Conference on maneuvering and control of marine craft, 2006, Lisbon, Portugal.

3. Малеев П.И. Проблемы средств навигации АНПА и возможные пути их решения // Навигация и гидрография, 2015, №39. - С. 7-11.

4. Кебкал К.Г., Машошин А.И. Гидроакустические методы позиционирования автономных необитаемых подводных аппаратов // Гироскопия и навигация, 2016, №3 (94), с. 115-130.

5. Дубровин Ф.С., Щербатюк А.Ф. Исследование некоторых алгоритмов одномаяковой мобильной навигации АНПА: результаты моделирования и морских испытаний // Гироскопия и навигация, 2015, №4, с. 160-170.

6. Милн П.Х. Гидроакустические системы позиционирования // Л.: Судостроение, 1989.

7. Патент РФ №2469346.

Способ позиционирования как минимум одного подводного объекта (ПО), снабженного гидроакустическим приемником и бортовым устройством вычисления координат, включающий установку в морской среде за пределами прибойной зоны на глубинах, превышающих в 5-10 раз длину волны излучаемого гидроакустического сигнала, как минимум, двух стационарных гидроакустических маяков (ГМ), синхронизированных системой единого времени между собой и с ПО, введение координат каждого ГМ в бортовое устройство вычисления координат ПО, излучение ГМ сложных гидроакустических сигналов на частоте ниже 10 кГц с заложенными в них посредством кодирования условного номера ГМ и времени излучения, прием гидроакустических сигналов гидроакустическим приемником ПО с фиксацией времени приема, извлечение путем декодирования из принятых гидроакустических сигналов номера ГМ и времени излучения гидроакустического сигнала, вычисление координат ПО с использованием известных координат ГМ, текущих скоростей распространения гидроакустических сигналов между каждым ГМ и ПО и времен распространения гидроакустических сигналов между каждым ГМ и ПО, отличающийся тем, что ПО периодически с использованием сигналов спутниковой навигационной системы определяет свои текущие координаты, с использованием которых, а также известных координат ГМ и времен распространения гидроакустических сигналов между каждым ГМ и ПО вычисляет и запоминает текущие скорости распространения гидроакустического сигнала между каждым ГМ и ПО, которые затем используются для определения координат ПО.
Способ позиционирования подводных объектов
Способ позиционирования подводных объектов
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 87 items.
27.06.2015
№216.013.5a2b

Способ измерения физической неэлектрической величины

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве измерительных преобразователей неэлектрических величин типа датчиков угловых скоростей, датчиков линейных, угловых ускорений и т.д. Согласно заявленному изобретению преобразуют измеряемую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554624
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.5a2f

Способ выставки осевого зазора в газодинамическом подвесе оси вращения ротора гиромотора

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве гиромоторов с газодинамическим подвесом оси вращения ротора, состоящего из двух полусферических опорных узлов, каждый из которых содержит опору и фланец. Технический результат -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554628
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.06.2015
№216.013.5a32

Стенд для выработки угловых колебаний в двух плоскостях

Предложенное изобретение используется для оценки динамических погрешностей микромеханических и других малогабаритных инерциальных систем. Заявленный стенд предназначен для выработки угловых колебаний в двух плоскостях, изменяющихся по гармоническому закону в расширенном частотном диапазоне,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554631
Дата охранного документа: 27.06.2015
10.07.2015
№216.013.5e5e

Устройство для напыления тонкопленочных покрытий на сферические роторы электростатического гироскопа

Изобретение относится к устройствам для напыления покрытий на сферические роторы электростатических гироскопов и может быть использовано в точном приборостроении. Устройство содержит вакуумную камеру, внутри которой размещены источник распыления и механизм вращения ротора в виде двух рамок,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555699
Дата охранного документа: 10.07.2015
27.07.2015
№216.013.6863

Способ обнаружения и сопровождения целей циклически работающей системой наблюдения, состоящей из нескольких разнородных приемных каналов

Изобретение относится к области создания систем наблюдения, состоящих из нескольких разнородных приемных каналов. Существо предлагаемого изобретения состоит в том, что если условию идентичности наблюдаемой и комплексной цели удовлетворяет несколько комплексных целей, то из них выбирается та,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558276
Дата охранного документа: 27.07.2015
20.08.2015
№216.013.72fc

Микромеханический вибрационный гироскоп

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при создании таких средств измерения угловой скорости движения основания, как вибрационные гироскопы. Микромеханический вибрационный гироскоп содержит основание, инерционный диск, имеющий одинаковую толщину и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561006
Дата охранного документа: 20.08.2015
10.12.2015
№216.013.96cb

Способ определения погрешностей двухстепенного поплавкового гироскопа с газодинамическим подвесом ротора гиромотора

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов с газодинамическим подвесом оси вращения ротора гиромотора. Технический результат - повышение точности. Для этого в известном способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570223
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.03.2016
№216.014.ca96

Способ бесплатформенной инерциальной навигации на микромеханических чувствительных элементах

Изобретение относится к навигационной технике, а именно к способам бесплатформенной инерционной навигации малогабаритных движущихся объектов. Способ бесплатформенной инерциальной навигации заключается в том, что на борту подвижного объекта устанавливают микромеханические гироскопы и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577567
Дата охранного документа: 20.03.2016
10.06.2016
№216.015.4665

Способ изготовления ротора электростатического гироскопа

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при производстве электростатических гироскопов. Способ изготовления ротора электростатического гироскопа содержит этапы, на которых: формируют из сплошной заготовки сферическую поверхность ротора, выполняют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586396
Дата охранного документа: 10.06.2016
20.08.2016
№216.015.4bcf

Двухстепенной поплавковый гироскоп

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов. Двухстепенной поплавковый гироскоп содержит корпус с двумя торцевыми крышками, цилиндрическую поплавковую гирокамеру, установленную в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594628
Дата охранного документа: 20.08.2016
Showing 1-10 of 37 items.
10.09.2013
№216.012.68ec

Способ обработки информации в гидроакустической антенне

Использование: изобретение относится к области гидроакустики, а именно к способу обработки информации в гидроакустической антенне. Сущность: рассматривается способ снижения структурной составляющей помехи в сигнале гидроакустического приемника, жестко закрепленного на корпусе антенны,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492507
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.11.2013
№216.012.7fa9

Способ оценки полного профиля вертикального распределения скорости звука

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при формировании оценки полного профиля вертикального распределения скорости звука (ВРСЗ) по его измеренному в некотором диапазоне глубин фрагменту. Сущность: в способе осуществляется достраивание полного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498354
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.11.2014
№216.013.0b10

Способ получения упругого и звукопоглощающего полимерного материала с термопластичными микросферами

Изобретение относится к технологии изготовления упругих, звукопоглощающих и звукоизолирующих композиций на основе полиуретанов и термопластичных микросфер. Способ получения композиции из полимерного материала и порошкообразного наполнителя содержит процессы смешения компонентов, удаления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534240
Дата охранного документа: 27.11.2014
20.12.2014
№216.013.1078

Бескорпусная гидроакустическая антенна

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к гидроакустическим антеннам, и может быть использовано в гидроакустических донных или опускаемых станциях различного назначения. Задача изобретения - повышение эффективности работы гидроакустических станций. Сущность изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535639
Дата охранного документа: 20.12.2014
27.07.2015
№216.013.6863

Способ обнаружения и сопровождения целей циклически работающей системой наблюдения, состоящей из нескольких разнородных приемных каналов

Изобретение относится к области создания систем наблюдения, состоящих из нескольких разнородных приемных каналов. Существо предлагаемого изобретения состоит в том, что если условию идентичности наблюдаемой и комплексной цели удовлетворяет несколько комплексных целей, то из них выбирается та,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558276
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.05.2018
№218.016.4423

Способ определения координат (пеленга и дистанции) и параметров движения (курса и скорости) морской шумящей цели

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к пассивным способам определения координат (пеленга и дистанции) и параметров движения (курса и скорости) морской шумящей цели (далее КПДЦ) по информации шумопеленгаторных станций (далее ШПС), установленных на подвижных носителях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649887
Дата охранного документа: 05.04.2018
29.05.2018
№218.016.56ff

Способ формирования характеристики направленности плоской, горизонтально расположенной многоэлементной излучающей антенны доплеровского лага

Изобретение относится к области кораблевождения, а именно к способам и устройствам измерения абсолютной скорости судна. Решаемая техническая проблема - уменьшение погрешности измерения собственной скорости судна и увеличение предельной глубины работы лага без увеличения цены и габаритов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655020
Дата охранного документа: 23.05.2018
29.05.2018
№218.016.570a

Способ измерения скорости судна доплеровским лагом

Изобретение относится к области кораблевождения, а именно к способам и устройствам измерения абсолютной скорости судна. Достигаемый технический результат - повышение надежности обнаружения эхосигналов, отраженных от морского дна, при наличии во входном сигнале, кроме эхосигналов, отраженных от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655019
Дата охранного документа: 23.05.2018
05.07.2018
№218.016.6c3b

Способ измерения скорости судна доплеровским лагом

Изобретение относится к области кораблевождения, а именно к способам и устройствам измерения абсолютной скорости судна. Решаемая техническая проблема - увеличение надежности и точности работы доплеровского лага без значительного увеличения цены и габаритов аппаратуры. Достигаемый технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659710
Дата охранного документа: 03.07.2018
30.08.2018
№218.016.817a

Способ измерения скорости судна доплеровским лагом

Изобретение относится к области кораблевождения, а именно к способам и устройствам измерения абсолютной скорости судна. Одним из условий безопасного кораблевождения является постоянный контроль абсолютной (относительно дна) скорости судна и расстояния до дна. Указанный технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665345
Дата охранного документа: 29.08.2018
+ добавить свой РИД