RU2491204C1

RU2491204C1 - Method of conning sea and river ships along preset course

Info

Publication number: RU2491204C1
Application number: RU2009146160/11A
Authority: RU
Inventors: Виталий Гаврилович Савельев; Алексей Мстиславович Колычев; Анатолий Павлович Повадин
Original assignee: Виталий Гаврилович Савельев; Анатолий Павлович Повадин
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2013-08-27
Also published as: RU2411159C1

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to sea and river navigation. Proposed method consists in joint use of optical signal from course laser beacon and navigation data from satellite navigation system to can ships in approaching destination point and along fairway. Note here that said course laser beacon generates three 3D areas in space filled with laser radiation to indicate precise course and to estimate sign and degree of lateral deviation of ship from fairway.

EFFECT: ship canning in sophisticated navigation conditions, ruling out pilot errors during visual orientation.

4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к сфере морских и речных коммуникаций и предназначено для обеспечения портов, судоходных каналов, водных путей рек, озер и морей, а также судоводителей, надежным навигационным средством, позволяющим в любое время суток и при различных погодных условиях осуществлять проводку судов в сложных навигационных условиях.The invention relates to the field of sea and river communications and is intended to provide ports, navigable canals, waterways of rivers, lakes and seas, as well as skippers, with a reliable navigation tool that allows vessels at any time of the day and in various weather conditions to navigate in difficult navigational conditions .

Заявителю известен аналог заявляемого изобретения как наиболее близкий ему по совокупности существенных признаков, а именно:The applicant knows the analogue of the claimed invention as the closest to him in the aggregate of essential features, namely:

«Способ проводки речных и морских судов по заданной траектории», защищенный патентом РФ в 2006 году, который состоит в том, что створный лазерный маяк формирует в пространстве три трехмерные области, заполненные лазерным излучением, позволяющие визуально оценить знак и степень бокового уклонения движущегося объекта от осевой линии судового хода (фарватера). (RU 2302357 С2, МПК В63В 51/02 (2006.01)).“A method of piloting river and sea vessels along a predetermined trajectory”, protected by the RF patent in 2006, which consists in the fact that the target laser beacon forms in space three three-dimensional regions filled with laser radiation, which make it possible to visually assess the sign and degree of lateral deviation of a moving object from center line of the ship (fairway). (RU 2302357 C2, IPC B63B 51/02 (2006.01)).

Недостатком данного способа является отсутствие инструментальных средств обработки принимаемых оптических сигналов и, как следствие, отсутствие у судоводителя точных данных (абсолютных величин) по смещению судна от осевой линии фарватера и расстоянию до берега. Кроме того, для подачи (приведения) судна в зону действия лазерного створного маяка необходимо использовать иные навигационные средства, не интегрированные в едином комплексе с лазерным маяком.The disadvantage of this method is the lack of tools for processing the received optical signals and, as a result, the skipper does not have accurate data (absolute values) on the displacement of the vessel from the center line of the fairway and the distance to the coast. In addition, to supply (bring) the vessel into the range of the laser target beacon, it is necessary to use other navigation aids that are not integrated in a single complex with the laser beacon.

Задачами, на решение которых направлено изобретение, являются:The tasks to be solved by the invention are:

1) вывод судна на исходную позицию в зону действия створного лазерного маяка для дальнейшей проводки по строго заданному курсу;1) bringing the vessel to its original position in the range of the target laser beacon for further convoy at a strictly set course;

2) обеспечение судоводителя информацией о величине линейного смещения судна от осевой линии фарватера, при одновременном определении расстояния до маяка, с целью удержания судна на осевой линии с заданной точностью на всем протяжении судового хода;2) providing the skipper with information about the linear displacement of the vessel from the center line of the fairway, while simultaneously determining the distance to the lighthouse, in order to keep the vessel on the center line with a predetermined accuracy throughout the course of the ship;

3) обеспечение судоводителя комфортными условиями управления судном в сложной навигационной обстановке за счет инструментального анализа и комплексной оценки информации, получаемой одновременно от двух источников, исключающими возможные ошибки оператора при одном лишь визуальном способе ориентирования.3) providing the skipper with comfortable conditions for controlling the vessel in a difficult navigation environment due to instrumental analysis and a comprehensive assessment of information received simultaneously from two sources, eliminating possible operator errors with only one visual orientation method.

Указанные задачи достигаются тем, что на этапе движения судна к зоне действия створного лазерного маяка основную информацию судоводитель получает от спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС/NAVSTAR (фиг.1, п.4). Проводка судна по осевой линии судового хода (по фарватеру) осуществляется с помощью оптической составляющей интегрированной наземно-спутниковой навигационной системы на базе створного лазерного маяка (фиг.1; пп.1, 2). Последний не только формирует три трехмерные области, заполненные лазерным излучением, позволяющие визуально оценить знак и степень отклонения движущегося объекта от заданной траектории, но и выдает оптические сигналы, которые содержат информацию о номере излучателя маяка и угловом положении лазерных лучей в азимутальной плоскости. Бортовой или мобильный приемники оптических сигналов, устанавливаемые на судне (3) и снабженные вычислителем, выдают на экран дисплея точную величину бокового уклонения х судна от заданного курса и величину расстояния до створного маяка l на основе полученных данных об угловом положении в азимутальной плоскости лазерных лучей α₁ и α₂ и номере излучателя лазерного маяка. В едином интегрированном вычислителе (комплексе), одновременно с обработкой информации, поступающей от приемника оптических сигналов, обрабатывается информация, выдаваемая приемником спутниковой навигации ГЛОНАСС/NAVSTAR. Инструментальный анализ и комплексная оценка информации, поступающей от двух источников, обеспечивают судоводителя точными данными, позволяющими в любое время суток и при различных погодных условиях осуществлять проводку судов в сложных навигационных условиях. В случае же выхода из строя одной из составляющих интегрированной на-земно-спутниковой навигационной системы (отказ или радиотехническое подавление системы ГЛОНАСС/NAVSTAR, например) проводку судна обеспечивает оптическая составляющая системы, и наоборот.These tasks are achieved by the fact that at the stage of the vessel’s movement to the range of the target laser beacon, the skipper receives basic information from the GLONASS / NAVSTAR satellite navigation system (Fig. 1, item 4). The pilotage of the vessel along the center line of the ship's passage (along the fairway) is carried out using the optical component of the integrated ground-satellite navigation system based on the receiver laser beacon (Fig. 1; items 1, 2). The latter not only forms three three-dimensional areas filled with laser radiation, which allow visually assessing the sign and degree of deviation of a moving object from a given path, but also generates optical signals that contain information about the number of the beacon emitter and the angular position of the laser beams in the azimuthal plane. The on-board or mobile optical signal receivers installed on the ship (3) and equipped with a calculator give the exact size of the lateral deviation x of the ship from the set course and the distance to the beacon l on the display screen based on the data on the angular position in the azimuthal plane of the laser beams α ₁ and α ₂ and the number of the emitter of the laser beacon. In a single integrated computer (complex), simultaneously with the processing of information from the optical signal receiver, the information generated by the GLONASS / NAVSTAR satellite navigation receiver is processed. Instrumental analysis and a comprehensive assessment of the information coming from two sources provide the boatmaster with accurate data, allowing at any time of the day and in various weather conditions to conduct vessels in difficult navigational conditions. In the event of failure of one of the components of the integrated ground-satellite navigation system (failure or radio suppression of the GLONASS / NAVSTAR system, for example), the ship's wiring is provided by the optical component of the system, and vice versa.

Применение данного способа позволяет:The application of this method allows you to:

Выводить судно в зону действия створного лазерного маяка с помощью спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС/NAVSTAR с точностью до одного метра в дифференциальном режиме приема.Take the vessel into the range of the target laser beacon using the GLONASS / NAVSTAR satellite navigation system with an accuracy of one meter in the differential reception mode.

Определять величину бокового уклонения х судна от оси фарватера с точностью не хуже ±1 м. При этом погрешность измерения Δх убывает по мере приближения к берегу (фиг.2).Determine the lateral deviation x of the vessel from the axis of the fairway with an accuracy of not worse than ± 1 m. In this case, the measurement error Δx decreases as it approaches the coast (Fig. 2).

Определять расстояние до маяка (берега). Максимальная погрешность определения дальности на расстоянии 10 км от берега не превышает ±400 м и также убывает по мере приближения к берегу (фиг.3).Determine the distance to the lighthouse (shore). The maximum error in determining the range at a distance of 10 km from the coast does not exceed ± 400 m and also decreases as it approaches the coast (Fig. 3).

Инструментальный анализ и комплексная оценка информации, получаемой одновременно от двух источников, исключают возможные ошибки оператора при одном лишь визуальном способе ориентирования и позволяют фиксировать маршрут судна с помощью какого-либо пишущего устройства.Instrumental analysis and a comprehensive assessment of information received simultaneously from two sources exclude possible operator errors with only one visual orientation method and allow you to fix the ship's route using any writing device.

Claims

1. The method of escorting sea and river vessels at a given course, namely, that the target laser beacon forms in space three three-dimensional areas filled with laser radiation and used to indicate the exact course and evaluate the sign and degree of lateral deviation of the moving object from the center line of the ship (fairway), characterized by the simultaneous sharing of optical signals from a laser receiver and navigation information from a satellite navigation system to guide the ship as in the approx. izheniya to the destination, and when posting it along the axial line of the ship (along the fairway).

2. The method according to claim 1, characterized in that the optical signals contain information about the number of the beacon emitter and the angular position of the laser beams in the azimuthal plane.

3. The method according to claim 1, characterized in that the on-board or mobile optical signal receivers mounted on the vessel and equipped with a calculator display on the display screen the lateral deviation of the vessel from the center line of the ship's passage (fairway) and the distance to the target beacon at based on the data on the angular position of the laser beams in the azimuthal plane and the number of the emitter of the laser beacon.

4. The method according to claim 1, characterized in that in a single integrated computer (complex), simultaneously with the processing of information from the receiver of optical signals, the information generated by the satellite navigation receiver GLONASS / NAVSTAR is processed and displayed on the screen of the same monitor.