21.11.2018
218.016.9f67

Способ построения предварительной прокладки маршрута автономного необитаемого подводного аппарата

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу построения предварительной прокладки маршрута автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА). Для прокладки маршрута получают и вводят в ЭВМ предварительные параметры гидрометеорологических характеристик и параметры ограничивающих движение факторов, производят вычисление координат и прокладывают маршрут движения, наносят на морскую навигационную карту ограничивающие движение факторы стационарной системой освещения подводной обстановки, наносят сетку прямоугольных координат на внутреннюю рамку карты, совмещают нулевые координаты сетки с верхними левыми координатами карты, выделяют квадраты с абсолютным и временным запретами на прохождение в них АНПА, квадраты с запретом всплытия, вычисляют координаты этих квадратов и вводят их в ЭВМ, выполняют расчет вероятности безопасного прохождения в каждой точке сетки прямоугольных координат, осуществляют обратный переход к географическим координатам, осуществляют предварительную прокладку маршрута АНПА. Обеспечивается повышение возможности безопасного прохождения АНПА. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области робототехники, а именно к навигационному обеспечению маршрута автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА) и средствам для его осуществления. Изобретение может быть использовано для осуществления предварительной прокладки маршрута для самостоятельного перехода в подводном положении АНПА в район предназначения с учетом факторов, ограничивающих его свободное маневрирование на протяжении всего маршрута.

Известна система планирования маршрута судна Navi-Planner 4000, которая разработана российской компанией «TRANZAS» (А.Д. Акмайкин, Д.Б. Хоменко, С.Ф. Клюева. Обзор функциональных возможностей и перспективы современных автоматизированных систем планирования маршрута судна // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. Том 9. - 2017. - №5. - С. 237-251.). Данная система позволяет обеспечить безопасную и эффективную предварительную прокладку, а также выполнение плана перехода судна по маршруту. С точки зрения функциональности система Navi-Planner 4000 представляет собой приложение обработки электронных карт ЭКНИС, а также набор баз данных, приложений и сервисов, необходимых при выполнении предварительной прокладки. Система подходит как для использования на судне в качестве дублирующего приложения, так и для применения на берегу в качестве административного инструмента. Программное обеспечение Navi-Planner 4000 создает план перехода на основе электронного редактора курса, включающего:

- предварительную прокладку от порта к порту;

- автоматическую предварительную прокладку;

- контроль глубины под килем и просвета прохода под мостами;

- проверку предварительной прокладки на предмет навигационных опасностей и информирование о найденных опасностях;

- автоматический расчет опорных точек;

- точки предоставления докладов по радио;

- списки карт ENC и SENC для бумажных и электронных карт;

- экспорт/импорт предварительной прокладки;

- интеграцию с системой Navi-Sailor 4000 ЭКНИС;

- возможность получения онлайн корректуры бумажных карт и извещений от компании Thomas Gunn Technologies;

- создание плана перехода от порта к порту и от причала до причала;

- поддержку процедур ISM и управления судном.

Система Navi-Planner 4000 позволяет построить быстрый маршрут на основе таблиц расстояний из точки А в точку В через точку С. Маршруты рассчитываются на базе таблиц морских дистанций компании AtoBviaC и могут применяться для быстрого расчета расстояний, выбора электронных карт формата (S)ENC и их последующего приобретения, а также использоваться для детального выполнения предварительной прокладки и последующего создания плана рейса. Таблицы расстояний из точки А в точку В, через точку С предлагают разнообразные варианты формирования маршрутов и правила построения маршрута. Погодная функциональность в системе Navi-Planner 4000 обеспечивает судоводителя инструментом по принятию оптимального решения при планировании маршрута с учетом погодных условий, оптимизируя при этом скорость и расход топлива, а также условия обеспечения безопасности мореплавания, экипажа судна и перевозимого груза.

Данные о погоде поступают от метеорологической службы Meteo Consult. Поступающая информация включает следующие данные: давление воздуха, прогнозы ветра и волн, прогнозы тропических циклонов, температур, атмосферных осадков и границ льда.

К недостаткам известного способа следует отнести необходимость периодичной связи с глобальной сетью Интернет для корректуры морских навигационных карт и получения прогнозов погоды с целью корректуры плана перехода, а также отслеживание местоположения судна только с помощью космических навигационных систем и невозможность учета факторов, ограничивающих возможность его свободного маневрирования (районы интенсивного судоходства и рыболовства, районы мусорных образований, районы, закрытые для плавания судов гражданских ведомств, районы дежурств военных кораблей иностранных государств).

Известен также способ определения наивыгоднейшего оптимального пути судна в зависимости от гидрометеорологических факторов (патент РФ №2570707, МПК G01C 21/00, В63В 51/00, опуб. 10.12.2015 г.), разработанный в открытом акционерном обществе «Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт» (ОАО «ГНИНГИ»). Суть данного способа заключается в следующем. Перед выходом в море и в процессе плавания по маршруту посредством судовой аппаратуры приема и обработки метеорологической спутниковой информации, включающей комплекс программно-аппаратных средств обработки и представления гидрометеорологической информации и обеспечивающей прием APT, WEFAX, HRPT сигналов от среднеорбитальных метеорологических искусственных спутников Земли (ИСЗ) в диапазоне 137-138 МГц и от 1690 до 1710 МГц, получают параметры гидрометеорологических характеристик по маршруту движения. В ЭВМ на основе полученных гидрометеорологических данных выполняется расчет климатического пути судна, который в дальнейшем является «осью» для расчета оптимального пути, а за основу расчета может быть также взята дуга большого круга. При этом получают от внешних источников трех или пятисуточный прогноз волнения, рассчитывают величины ветроволновых потерь скорости судна для различных курсов на первые, вторые, третьи сутки плавания, посредством ЭВМ перебирают большое количество вариантов, концы суточных плаваний соединяют кривой линией - изохроной, при этом некоторая из точек изохроны, построенной на конец третьих суток, окажется ближе к пункту прихода, при этом курс судна располагают так, чтобы выйти в эту ближайшую точку, с получением нового прогноза вычисления повторяются. Посредством ЭВМ также выполняют оценку ветроволновых потерь скорости судна по величине X, равной отношению суммарной длины траектории судна, проходящей через области с неблагоприятными условиями к общей длине траектории L.

По маршруту следования судна также определяют цикличность штормов и функции распределения их количества и непрерывной продолжительности путем построения имитационной модели штормов и окон погоды. Для этого в качестве исходных данных о состоянии природной среды достаточно иметь сведения об интегральной повторяемости штормов, которые приведены в многочисленных пособиях по режиму ветра и волнения и которые хранятся в электронном виде в ПЗУ системы «Прогноз». Для построения модели используются сведения о статистических связях повторяемости штормов со средними значениями количества штормов и их непрерывной продолжительности, а также статистические связи между функциями распределения числа штормов и их непрерывной продолжительности со средними значениями количества штормов и их непрерывной продолжительности.

Известный способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и принят в качестве прототипа.

К недостаткам данного способа следует отнести то, что при формировании маршрута он учитывает только один фактор, ограничивающий свободное маневрирование, связанный с неблагоприятными гидрометеорологическими условиями, а также необходимость связи со среднеорбитальными метеорологическими искусственными спутниками Земли для приема гидрометеорологической информации. Кроме того, не обеспечивается необходимая степень безопасности перехода АНПА по маршруту и исключается использование в глубоководных комплексах.

В основу изобретения поставлена задача разработать способ построения предварительной прокладки маршрута автономного необитаемого подводного аппарата, обеспечивающий повышение возможности безопасного прохождения маршрута АНПА за счет снижения возможности взаимодействия с ограничивающими свободное маневрирование факторами.

Поставленная задача достигается тем, что в способе построения предварительной прокладки маршрута автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА), при котором получают предварительные параметры гидрометеорологических характеристик и параметры факторов, ограничивающих возможность его свободного маневрирования, вводят полученные исходные данные в ЭВМ, производят вычисление координат и прокладывают маршрут движения, дополнительно на морскую навигационную карту наносят обстановку факторов, ограничивающих свободное маневрирование АНПА, преимущественно стационарной системой освещения подводной обстановки (ССОПО), затем на внутреннею рамку морской навигационной карты с нанесенной обстановкой факторов, ограничивающих возможность его свободного маневрирования, наносят сетку прямоугольных координат, с помощью которой осуществляют переход от географических координат морской навигационной карты к прямоугольным координатам сетки, при этом нулевые координаты сетки совмещают с верхними левыми координатами морской навигационной карты. После чего визуально на карте определяют и выделяют квадраты с абсолютным и временным запретом на прохождение в них АНПА, квадраты, запретные для всплытия АНПА в надводное положение на сеанс связи и определения места, вычисляют координаты этих квадратов, вводят данные в ЭВМ и выполняют расчет вероятности безопасного прохождения АНПА в каждой точке сетки прямоугольных координат, относительно ССОПО. Затем вычисляют точки с наименьшей вероятностью взаимодействия с ССОПО и с учетом выявленных квадратов с абсолютным и временным запретом на прохождение в них АНПА, координаты квадратов, запретных для всплытия АНПА в надводное положение на сеанс связи и определения места. После чего осуществляют обратный переход от прямоугольных координат сетки к географическим координатам морской навигационной карты и получают географические координаты выявленных точек, по которым выполняют предварительную прокладку маршрута АНПА.

Поставленная задача достигается также тем, что вертикальные и горизонтальные линии сетки прямоугольных координат выполняют с интервалом не более 1 см.

В заявленном способе общими существенными признаками для него и для его прототипа являются:

- получают предварительные параметры гидрометеорологических характеристик и параметры факторов, ограничивающих возможность его свободного маневрирования;

- вводят полученные исходные данные в ЭВМ;

- производят вычисление координат;

- прокладывают маршрут движения.

Сопоставимый анализ существенных признаков заявленного способа и прототипа показывает, что первый в отличии от прототипа имеет следующие отличительные признаки:

- на морскую навигационную карту наносят обстановку факторов, ограничивающих свободное маневрирование АНПА, преимущественно стационарной системой освещения подводной обстановки (ССОПО),

- затем на внутреннею рамку морской навигационной карты с нанесенной обстановкой факторов ССОПО наносят сетку прямоугольных координат, с помощью которой осуществляют переход от географических координат морской навигационной карты к прямоугольным координатам сетки, при этом нулевые координаты сетки совмещают с верхними левыми координатами морской навигационной карты,

- визуально на карте определяют и выделяют квадраты с абсолютным и временным запретом на прохождение в них АНПА, квадраты, запретные для всплытия АНПА в надводное положение на сеанс связи и определения места,

- вычисляют координаты этих квадратов,

- вводят данные в ЭВМ и выполняют расчет вероятности безопасного прохождения АНПА в каждой точке сетки прямоугольных координат, относительно ССОПО,

- затем вычисляют точки с наименьшей вероятностью взаимодействия с ССОПО и с учетом выявленных квадратов с абсолютным и временным запретом на прохождение в них АНПА, координаты квадратов, запретных для всплытия АНПА в надводное положение на сеанс связи и определения места,

- после чего осуществляют обратный переход от прямоугольных координат сетки к географическим координатам морской навигационной карты и получают географические координаты выявленных точек, по которым выполняют предварительную прокладку маршрута АНПА.

Данная совокупность общих и отличительных существенных признаков обеспечивает получение технического результата. Именно такая совокупность существенных признаков заявленного способа построения предварительной прокладки маршрута автономного необитаемого подводного аппарата позволила существенно повысить возможность безопасного прохождения маршрута АНПА.

Технический результат изобретения заключается в том, что создан новый способ построения предварительной прокладки маршрута АНПА, обеспечивающий надежный переход по маршруту с учетом факторов, ограничивающих возможность свободного маневрирования, а его использование в глубоководных подводных технических средствах, преимущественно в АНПА дальнего радиуса действия, полностью исключает возможность взаимодействия с этими факторами.

На основе изложенного можно заключить, что совокупность существенных отличительных признаков заявленного способа имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом. Следовательно, заявленный способ является новым, обладает изобретательским уровнем и пригодным для использования в глубоководных робототехнических системах дальнего радиуса действия.

Изобретение поясняется чертежами: где на фиг. 1 и 2 представлена морская навигационная карта с обстановкой факторов, ограничивающих свободное маневрирование АНПА, сеткой прямоугольных координат и вариантом прокладки маршрута АНПА, разделенная на две фигуры, на фиг. 3 представлена блок-схема действий при построении предварительной прокладки маршрута АНПА.

На чертежах приняты следующие обозначения:

1 - морская навигационная карта;

2 - внутренняя рамка морской навигационной карты;

3 - сетка прямоугольных координат;

4 - район действия судна гидроакустической разведки;

5 - район действия подводной лодки;

6 - гидрофон ССОПО;

7 - граница зоны действия ССОПО со своей вероятностью;

8 - маршрут АНПА;

9 - начальный пункт маршрута АНПА;

10 - конечный пункт маршрута АНПА.

Способ построения предварительной прокладки маршрута автономного необитаемого подводного аппарата осуществляется следующим образом.

Перед выходом АНПА в море на морскую навигационную карту 1 наносят полученные параметры факторов 4, 5, ограничивающих свободное маневрирование АНПА, преимущественно стационарной системой освещения подводной обстановки (ССОПО) 6 и граница ее зоны действия 7. Затем на внутреннюю рамку 2 морской навигационной карты 1 с нанесенной обстановкой факторов 4, 5, 6, 7 наносят сетку прямоугольных координат 3, вертикальные и горизонтальные линии которой выполняют с интервалом не более 1 см и с помощью которой осуществляют переход от географических координат морской навигационной карты 1 к прямоугольным координатам сетки 3, при этом нулевые координаты сетки совмещают с верхними левыми координатами морской навигационной карты 1. Визуально на морской навигационной карте 1 определяют и выделяют квадраты с абсолютным и временным запретом на прохождение в них АНПА, квадраты, запретные для всплытия АНПА в надводное положение на сеанс связи и определения места. Вычисляют их координаты, вводят данные в ЭВМ и выполняют расчет вероятности безопасного прохождения АНПА в каждой точке сетки 3 прямоугольных координат, относительно факторов 6, 7. Затем выявляют точки с наименьшей вероятностью взаимодействия с ССОПО и с учетом выявленных квадратов с абсолютным и временным запретом на прохождение в них АНПА, квадратов, запретных для всплытия АНПА в надводное положение на сеанс связи и определения места. Осуществляют переход от прямоугольных координат сетки 3 к географическим координатам морской навигационной карты 1 и получают географические координаты выявленных точек, по которым выполняют предварительную прокладку маршрута 8 АНПА из начального пункта 9 в конечный пункт 10.


Способ построения предварительной прокладки маршрута автономного необитаемого подводного аппарата
Способ построения предварительной прокладки маршрута автономного необитаемого подводного аппарата
Способ построения предварительной прокладки маршрута автономного необитаемого подводного аппарата
Способ построения предварительной прокладки маршрута автономного необитаемого подводного аппарата
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 56.
27.08.2013
№216.012.63dd

Способ изготовления цилиндрической оболочки прочного корпуса подводного аппарата из стеклометаллокомпозита

Изобретение относится к морской технике и касается технологии изготовления прочного корпуса подводного аппарата. Цилиндрическую оболочку прочного корпуса подводного аппарата формируют из стеклянного слоя, облицованного металлическим покрытием в виде внешнего, внутреннего и торцевых облицовок,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491202
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.11.2013
№216.012.7d24

Способ изготовления цилиндрической оболочки прочного корпуса подводного аппарата из стеклометаллокомпозита

Изобретение относится к морской технике и касается технологии изготовления прочного корпуса подводного аппарата. Цилиндрическую оболочку прочного корпуса подводного аппарата изготовляют из двух стеклянных слоев, между которыми формируют слой из пеностекла, и металлического покрытия в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497709
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.12.2013
№216.012.8e87

Устройство для бесконтактной передачи электроэнергии на подводный объект (варианты)

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам с использованием полупроводниковых приборов для передачи по кабелю на подводный объект электрической энергии, которая, в частности, применяется для зарядки электрической аккумуляторной батареи, установленной на этом подводном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502170
Дата охранного документа: 20.12.2013
27.01.2014
№216.012.9b6d

Способ изготовления листового стеклометаллокомпозита

Изобретение относится к строительной технике и предназначено для изготовления несущих конструкций в строительстве, судостроении, авиастроении и в других отраслях промышленности. Листовой стеклометаллокомпозит изготовляют из листов стекла, размещенных между металлическими листами, имеющих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505495
Дата охранного документа: 27.01.2014
20.04.2014
№216.012.b9ff

Спускоподъемное устройство

Изобретение относится к судовой технике, к спускоподъемным устройствам. Спускоподъемное устройство содержит установленные на корме судна подъемную и кабельную лебедки, а также компенсаторное устройство, снабженное подъемно-опускной рамой. Две ветви троса подъемной лебедки огибают прикрепленные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513343
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.06.2014
№216.012.cbf4

Способ профилирования донных отложений

Изобретение относится к области геофизики и гидроакустики и может быть использовано для изучения структуры донных отложений в шельфовой зоне мирового океана, а также для изучения особенностей распространения звука в придонном слое мелкого моря. Сущность: способ профилирования донных отложений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517983
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cc1c

Способ профилирования донных отложений

Изобретение относится к области геофизики и гидроакустики и может быть использовано для изучения структуры донных отложений в шельфовой зоне мирового океана, а также для изучения особенностей распространения звука в придонном слое мелкого моря. Сущность: способ профилирования донных отложений...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518023
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.10.2014
№216.012.fdfd

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи

Изобретение относится к области электротехники. Устройство для зарядки аккумуляторной батареи АБ, содержащее источник питания, ключ, стабилизатор напряжения, стабилизатор тока, устройство управления и клеммы для подключения АБ. Источник питания посредством ключа подсоединен к стабилизатору...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530877
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.01.2015
№216.013.179c

Гидроакустический комплекс для обнаружения движущегося заглубленного источника звука и измерения его координат в мелком море

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для обнаружения движущегося заглубленного 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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537472
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.03.2015
№216.013.2f07

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта

Изобретение относится к области электротехники. Устройство для зарядки аккумуляторной батареи размещено в трех конструктивных блоках. В первом блоке, устанавливаемом на судне, находится управляемый выпрямитель напряжения. Во втором блоке, выполненном с возможностью погружения под воду, помещены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543507
Дата охранного документа: 10.03.2015
Показаны записи 1-9 из 9.
25.08.2017
№217.015.afab

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи автономного необитаемого подводного объекта

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение надежности процесса зарядки аккумуляторной батареи и эффективности использования автономного необитаемого подводного аппарата Устройство для зарядки аккумуляторной батареи размещено в трех конструктивных блоках....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611068
Дата охранного документа: 21.02.2017
25.08.2017
№217.015.c626

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи

Использование – в области электротехники. Технический результат – своевременное отключение аккумуляторного модуля от зарядного устройства, снижение массогабаритных показателей силовой части. Согласно изобретению устройство содержит источник питания, первый ключ заряда, стабилизатор напряжения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618624
Дата охранного документа: 05.05.2017
29.05.2018
№218.016.5318

Система мониторинга подводного добычного комплекса

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности. Система для мониторинга состояния подводного добычного комплекса (ПДК) содержит трубопровод, на который с заданным шагом установлены датчики вибрации, датчики определения вертикали к поверхности земли и датчики температуры, размещенные на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653614
Дата охранного документа: 11.05.2018
09.06.2018
№218.016.5efd

Способ управления подводным робототехническим комплексом по каналу связи

Изобретение относится к области передачи радиосигналов для управления подводным робототехническим комплексом (ПРТК). Технический результат заключается в повышении надежности и стабильности канала связи для передачи радиосигналов. Автономный необитаемый подводный аппарат (АНПА) и пост управления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656825
Дата охранного документа: 06.06.2018
16.09.2018
№218.016.8866

Транспортировщик водолазов

Изобретение относится к области водолазной техники, а конкретно подводным транспортным средствам проницаемого («мокрого») типа для доставки экипажа в легководолазном снаряжении и полезного груза в район проведения водолазных работ. Предложен транспортировщик водолазов, содержащий корпус...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667113
Дата охранного документа: 14.09.2018
11.10.2018
№218.016.901a

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи автономного необитаемого подводного аппарата

Изобретение относится к области электротехники. Устройство для зарядки аккумуляторной батареи размещено в трех конструктивных блоках. В первом конструктивном блоке размещены первичный преобразователь энергии и первичная обмотка второго трансформатора, причем первый блок установлен на донном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669198
Дата охранного документа: 09.10.2018
21.10.2018
№218.016.94ce

Подводный аппарат для уничтожения потенциально опасного стационарного объекта

Изобретение относится к области подводной робототехники, в частности к телеуправляемым (по кабелю) необитаемым подводным аппаратам (ТИПА) разового применения, предназначенным для уничтожения подводных, стационарных, потенциально опасных объектов, включая морские донные и якорные мины. Подводный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670192
Дата охранного документа: 19.10.2018
04.02.2020
№220.017.fd41

Модуль комплексного антенного устройства радиоэлектронных средств автономного необитаемого подводного аппарата

Изобретение относится к комплексным антенным устройствам (КАУ) радиоэлектронных средств (РЭС) для установки на подводных судах, преимущественно на тяжелых автономных, необитаемых подводных аппаратах (АНПА) дальнего радиуса действия для обеспечения приема и передачи радиосигналов в километровом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712797
Дата охранного документа: 31.01.2020
22.04.2020
№220.018.1719

Устройство для подводного пуска и приема автономного необитаемого подводного аппарата

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,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002719491
Дата охранного документа: 20.04.2020

Похожие РИД в системе