×
25.06.2020
220.018.2b2f

Способ осуществления гидроакустической связи между автономными подводными аппаратами

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к аппаратуре и способам гидроакустической связи (гидроакустической связи) между автономными подводными аппаратами (ПА). Решаемая техническая проблема - совершенствование гидроакустической связи между подводными аппаратами. Технический результат - повышение дальности и скрытности гидроакустической связи. Указанный технический результат достигается тем, что на ПА, в дополнение к ненаправленной излучающей антенне гидроакустической связи, устанавливается направленная приемно-излучающая антенна гидроакустической связи (либо отдельные направленные приемная и излучающая антенны). Поскольку координаты ПА, которому необходимо передать сообщение, до вхождения в связь не известны, то запрос на передачу сообщения передается с использованием ненаправленной излучающей антенны. Прием запроса на передачу, подтверждение готовности получить сообщение и передача самого сообщения осуществляются с использованием направленной приемно-излучающей антенны. 2 ил., 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к аппаратуре и способам гидроакустической связи между автономными подводными аппаратами (ПА).

Гидроакустическая связь является необходимым средством обеспечения функционирования ПА, поскольку, кроме обмена данными и командами с пунктом управления и взаимодействующими ПА, при помощи гидроакустической связи реализуется высокоточное позиционирование ПА [1-4].

Для осуществления гидроакустической связи на всех без исключения автономных ПА устанавливается ненаправленная (в зарубежной литературе всенаправленная) приемно-излучающая гидроакустическая антенна [5-7].

Способ-прототип [5] осуществления гидроакустической связи между двумя ПА проиллюстрирован на фиг. 1. При необходимости первому ПА передать сообщение по гидроакустическому каналу второму ПА, первый ПА с использованием ненаправленной антенны посылает запрос на передачу сообщения с указанием в запросе условного номера второго ПА (блок 1). Второй ПА принимает запрос с использованием ненаправленной антенны (блок 2). Убедившись, что запрос адресован ему, второй ПА с использованием ненаправленной антенны посылает первому ПА подтверждение готовности к приему сообщения (блок 3). Первый ПА с использованием ненаправленной антенны принимает от второго ПА подтверждение готовности к приему сообщения (блок 4) и с использованием ненаправленной антенны передает сообщение второму ПА (блок 5). Второй ПА с использованием ненаправленной антенны принимает сообщение от первого ПА (блок 6).

Заметим, что вместо одной ненаправленной приемно-излучающей антенны могут использоваться отдельные приемная и излучающая ненаправленные антенны.

Положительным аспектом использования ненаправленных антенн является то, что для вхождения в гидроакустическую связь с конкретным корреспондентом не нужно знать его угловые координаты.

Однако применение ненаправленных антенн гидроакустической связи имеет и свои недостатки, а именно:

- Низкая скрытность гидроакустической связи, поскольку передаваемое сообщение может принимать любой подводный объект, расположенный во всем круговом секторе относительно излучающего ПА.

- Малые дальности гидроакустической связи в силу низкой концентрации ненаправленной антенны, как при излучении, так и при приеме. При необходимости повысить дальность гидроакустической связи приходится повышать мощность излучения, что ведет к дополнительному расходованию заряда аккумуляторной батареи ПА и к еще большему снижению его скрытности.

Решаемая техническая проблема - совершенствование гидроакустической связи между подводными аппаратами.

Технический результат - повышение дальности и скрытности гидроакустической связи.

Указанный технический результат достигается тем, что на ПА, кроме ненаправленной приемно-излучающей антенны гидроакустической связи, дополнительно устанавливается направленная приемно-излучающая антенна гидроакустической связи (либо отдельные направленные приемная и излучающая антенны). Поскольку координаты ПА, которому необходимо передать сообщение, не известны, то запрос на передачу сообщения передается с использованием ненаправленной антенны. А уже подтверждение готовности получить сообщение и передача самого сообщения осуществляются с использованием направленной антенны.

Осуществление предлагаемого способа показано на фиг. 2. При необходимости первому ПА передать сообщение второму ПА, первый ПА с использованием ненаправленной излучающей антенны посылает запрос на передачу сообщения на установление гидроакустической связи с указанием в запросе условного номера второго ПА (блок 1). Второй ПА принимает запрос с использованием направленной приемно-излучающей антенны с одновременным определением направления прихода запроса (блок 2). Убедившись, что запрос адресован ему, второй ПА с использованием направленной приемно-излучающей антенны посылает по направлению прихода запроса подтверждение готовности к приему сообщения (блок 3). Первый ПА с использованием направленной приемно-излучающей антенны принимает от второго ПА подтверждение готовности к приему сообщения с одновременным определением направления прихода подтверждения (блок 4) Первый ПА с использованием направленной приемно-излучающей антенны передает по направлению прихода подтверждения сообщение второму ПА (блок 5). Второй ПА с использованием направленной приемно-излучающей антенны принимает с направления прихода запроса сообщение от первого ПА (блок 6).

При этом следует заметить, что, поскольку в предлагаемом способе запрос на передачу данных посылается, как и прежде, с использованием ненаправленной излучающей антенны, имеющей меньший коэффициент концентрации по сравнению с направленной антенной, то для обеспечения дальности связи, соответствующей использованию направленных антенн, излучение запроса должно осуществляться с повышенной мощностью, компенсирующей снижение концентрации на частоте излучения ненаправленной антенны по сравнению с направленной.

Расчет эффективности реализации предлагаемого изобретения проведен для следующих исходных данных:

- глубина района 200 м;

- гидроакустические условия соответствуют условиям зимнего периода в мелком море (сплошная акустическая освещенность). Вертикальное распределение скорости звука для этих условий приведено в табл. 1. Волнение моря 3 балла;

- коэффициент пространственного затухания рассчитывается по формуле [8]:

где fkHz - средняя частота сигнала гидроакустической связи (fkHz=12,5 кГц);

- полоса частот сигнала гидроакустической связи 3 кГц;

- ненаправленная приемно-излучающая антенна представляет собой цилиндр диаметра 10 см и высоты 10 см;

- направленная приемно-излучающая гидроакустическая антенна представляет собой цилиндр диаметра 50 см и высоты 10 см (ширина характеристики направленности в горизонтальной плоскости на частоте сигнала гидроакустической связи 15°);

- акустическая мощность излучения 100 Вт;

- пороговое отношение сигнал/помеха для обнаружения сигнала гидроакустической связи и его распознавания с ошибкой не более 10-4 на символ +10 дБ.

Выполненные теоретические оценки показали, что:

- дальность двусторонней гидроакустической связи с использованием ненаправленных антенн составляет 8,7 км;

- дальность двусторонней гидроакустической связи с использованием дополнительно используемой на правленной приемно-излучающей антенны составляет 15,8 км. Т.е. при использовании направленной приемно-излучающей антенны дальность гидроакустической связи возрастает более чем на 80%;

- при переходе от ненаправленной к использованию направленной приемно-излучающей антенны показатель скрытности гидроакустической связи, равный отношению ширины характеристик направленности в горизонтальной плоскости ненаправленной антенны и ширины характеристики направленности направленной антенны, возрастает в 24 раза.

Таким образом, заявленный технический результат - повышение дальности и скрытности гидроакустической связи - можно считать достигнутым.

Источники информации:

1. 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.

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

3. 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.

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

5. Тарасенко А.А., Краснов В.В., Смирнов К.А., Кирьянов А.В., Хан Р.Е. Зарубежные самоходные необитаемые морские аппараты // СПб: АО "СПМБМ "Малахит". 2016. 300 с.

6. Илларионов Г.Ю., Сиденко К.С., Бочаров Л.Ю. Угроза из глубины: XXI век // Хабаровск: КГУП "Хабаровская краевая типография". 2011. 304 с.

7. Белоусов И. Современные и перспективные необитаемые подводные аппараты ВМС США // Зарубежное военное обозрение. 2013. №5. С. 79-88.

8. Урик Р. Дж. Основы гидроакустики // Л.: Судостроение, 1978.

Способ осуществления гидроакустической связи между двумя автономными подводными аппаратами (ПА), включающий передачу по гидроакустическому каналу первым ПА запроса на передачу сообщения с указанием в запросе условного номера второго ПА, прием вторым ПА запроса от первого ПА на установление гидроакустической связи, передачу по гидроакустическому каналу вторым ПА первому ПА подтверждения о готовности к приему сообщения, прием этого подтверждения первым ПА, передачу по гидроакустическому каналу первым ПА сообщения второму ПА, отличающийся тем, что запрос на передачу сообщения первый ПА посылает с использованием ненаправленной излучающей антенны, прием запроса на передачу сообщения второй ПА осуществляет с использованием направленной приемно-излучающей антенны с одновременным определением направления прихода запроса, передачу подтверждения готовности к приему сообщения второй ПА посылает с использованием направленной приемно-излучающей антенны по направлению, с которого получен запрос на передачу сообщения, прием от второго ПА подтверждения готовности к приему сообщения первый ПА осуществляет с использованием направленной приемно-излучающей антенны с одновременным определением направления прихода подтверждения, сообщение первый ПА посылает второму ПА с использованием направленной приемно-излучающей антенны по направлению, с которого пришло подтверждение готовности к приему сообщения, сообщение второй ПА принимает с использованием направленной приемно-излучающей антенны с направления, с которого получен запрос на передачу сообщения.
Способ осуществления гидроакустической связи между автономными подводными аппаратами
Способ осуществления гидроакустической связи между автономными подводными аппаратами
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 87.
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
Показаны записи 1-10 из 19.
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
27.10.2013
№216.012.7af8

Приемная гидроакустическая антенна и способ оценки амплитудно-частотных характеристик гидроакустических приемников

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено для диагностики чувствительных элементов гидроакустических антенн. Технический результат - возможность оперативного контроля работоспособности чувствительных элементов антенны и построение амплитудно-частотных характеристик...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497142
Дата охранного документа: 27.10.2013
27.04.2014
№216.012.bd1f

Способ распознавания ложных целей, вызванных собственными помехами подвижного носителя

Изобретение относится к областям гидроакустики и радиолокации и может быть применено в автоматических системах вторичной обработки радиолокационных и гидроакустических станций, установленных на подвижном носителе. В нем рассматривается способ снижения вероятности ложной тревоги за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514154
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.07.2014
№216.012.e450

Винтовой забойный двигатель

Изобретение относится к забойным двигателям и может быть использовано для бурения нефтяных, газовых и других скважин. Винтовой забойный двигатель состоит из двух секций - верхней и нижней, каждая из которых включает в свой состав винтовые рабочие органы, выполненные на базе многозаходного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524238
Дата охранного документа: 27.07.2014
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
26.08.2017
№217.015.ed84

Накладной феррозондовый шунт

Изобретение относится к метрологии, в частности к накладным феррозондам. Устройство содержит замкнутый для потока возбуждения сердечник из материала с магнитной проницаемостью, превышающей проводимость материала изделия в десятки раз и более, выполнен в виде фермы с поперечными арочными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628735
Дата охранного документа: 21.08.2017
24.07.2018
№218.016.73e2

Способ получения отливок из высокомарганцевой стали

Изобретение может быть использовано при получении отливок из высокомарганцевых маломагнитных сталей в металлических формах. На рабочую поверхность металлической формы наносят облицовочное защитное покрытие, заливают в литейную форму расплав высокомарганцевой стали с последующим его охлаждением....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661986
Дата охранного документа: 23.07.2018
11.03.2019
№219.016.dc2b

Шарнир

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим подвижное соединение деталей, образующих кинематическую вращательную пару, и может быть использовано, например, в гусеничных движителях транспортных средств. Шарнир, например, резинометаллический состоит из двух элементов, первый из которых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002459126
Дата охранного документа: 20.08.2012
05.04.2019
№219.016.fd39

Способ обработки информации в гидроакустической антенне

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при разработке и эксплуатации гидроакустических антенн различного назначения для коррекции выходных сигналов гидроакустических приемников. Решаемая техническая проблема - совершенствование способа обработки информации в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684003
Дата охранного документа: 03.04.2019
19.06.2019
№219.017.8bc3

Гидроакустическая антенна и способ обработки сигналов в ней

Использование: при проектировании гидроакустических антенн. Сущность: гидроакустическая антенна установлена на борту носителя, излучающего структурную помеху, состоит из одной либо более пар линейных протяженных антенных модулей, содержащих гидроакустические датчики, и расположенных попарно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002466420
Дата охранного документа: 10.11.2012
+ добавить свой РИД