BRPI0613446A2 - sistema e método de navegação subaquática - Google Patents

sistema e método de navegação subaquática Download PDF

Info

Publication number
BRPI0613446A2
BRPI0613446A2 BRPI0613446-7A BRPI0613446A BRPI0613446A2 BR PI0613446 A2 BRPI0613446 A2 BR PI0613446A2 BR PI0613446 A BRPI0613446 A BR PI0613446A BR PI0613446 A2 BRPI0613446 A2 BR PI0613446A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
unit
beacon
units
relay
navigation system
Prior art date
Application number
BRPI0613446-7A
Other languages
English (en)
Inventor
Albert R Basilico
Original Assignee
Albert R Basilico
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Albert R Basilico filed Critical Albert R Basilico
Publication of BRPI0613446A2 publication Critical patent/BRPI0613446A2/pt

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/72—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/74—Systems using reradiation of acoustic waves, e.g. IFF, i.e. identification of friend or foe
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/80—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • G01S3/802—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/808—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using transducers spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • G01S3/8083—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using transducers spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems determining direction of source
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
    • G01S5/30—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/56—Display arrangements

Abstract

SISTEMA E MéTODO DE NAVEGAçãO SUBAQUáTICA. Um sistema de navegação estende navegação por satélite a mergulhadores. O sistema de navegação compreende uma unidade de superfície e uma pluralidade de unidades de balizador de sub-superfície. A unidade de superfície inclui um receptor para receber sinais de navegação de circuitos de processamento de satélites em órbita terrestre para se comunicar com as unidades de balizador de sub-superfície e para transmitir informação de localização para as mencionadas unidades de balizador de sub-superfície, e um transmissor de sonar para transmitir informação de localização para as unidades de balizador de sub-superficie. As unidades de balizador incluem circuitos de processamento para determinar a localização da unidade de balizador com base na informação de localização recebida da unidade de superfície, e um transceptor de sonar para receber informação de localização da unidade de superfície enquanto a unidade de superfície está flutuando sobre a superfície; e transmitir informação de localização a uma unidade de mergulhador para prover assistência de navegação à unidade de mergulhador.

Description

"SISTEMA E MÉTODO DE NAVEGAÇÃO SUBAQUÁTICA"
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se genericamente a navegaçãosubaquática e, mais particularmente, a um método e aparelho para estender anavegação por GPS a mergulhadores e veículos subaquáticos.
Sistemas de posicionamento baseados em satélite, como oSistema de Posicionamento Global (GPS), provêem a capacidade dedeterminar precisamente a localização quase virtualmente em qualquer lugarsobre a superfície da Terra. O GPS compreende 24 satélites em órbitaterrestre localizados em 6 planos orbitais. Cada satélite em órbita terrestreporta um relógio atômico e irradia continuamente sinais de rádio indicandoseu tempo corrente e localização. Um receptor localizado sobre a superfícieda Terra pode receber esses sinais de rádio e determinar sua distância a partirdos satélites com base no tempo de chegada dos sinais. Recebendo-se sinais apartir de quatro satélites, um receptor baseado na Terra pode determinar sualocalização por meio de triangulação.
Os sinais de GPS não se propagam sob a água.Conseqüentemente, mergulhadores e veículos subaquáticos abaixo dasuperfície da água não são capazes de utilizar esses sinais de GPS paranavegar de modo preciso entre dois pontos. Uma quantidade de sistemas temsido proposta para estender o GPS a mergulhadores e veículos subaquáticos.Por exemplo, as patentes US 6.701.252, de Brown, e 6.657.585, de Kucik,revelam uma bóia flutuante que é conectada por meio de uma amarração a ummergulhador ou veículo subaquático. A bóia flutuante porta uma antena e/oureceptor de GPS e transporta os sinais via amarração para o mergulhador ouveículo subaquático. Essa solução é limitada na utilidade pela necessidade deuma amarração conectando o mergulhador ou veículo subaquático à bóiaflutuante. A patente US 5.119.341, de Youngberg, revela um sistema paraestender o GPS a mergulhadores e veículos abaixo da superfície da águausando bóias que flutuam livremente sobre a superfície. As bóias de flutuaçãopodem receber sinais a partir de satélites de GPS e podem se comunicar comos usuários subaquáticos usando sinais acústicos. Entretanto, as bóias deflutuação não ficam no lugar, mas, ao invés disso, são carregadas pelacorrente ou pelo vento sobre a superfície da água. Além disso, as bóias deflutuação são sujeitas a fácil detecção e, desse modo, não são adequadas paraoperações secretas.
SUMARIO DA INVENÇÃO
A presente invenção provê um sistema de navegaçãosubaquática que efetivamente estende o GPS para os usuários subaquáticos. Osistema de navegação subaquática compreende uma pluralidade de unidadesde balizador de sub-superfície que são designadas para afundar ao fundo dooceano e pelo menos uma bóia de flutuação ou unidade de superfície. Aunidade de superfície inclui um receptor de GPS para receber sinais de GPS.
A unidade de superfície se comunica com as unidades de balizador de sub-superfície via sinais acústicos. As unidades de balizador e a unidade desuperfície são soltas em uma área onde a assistência de navegação énecessária. As unidades de balizador são designadas para afundarimediatamente para o fundo do oceano. A unidade de superfície flutua sobre asuperfície por tempo suficiente para que as unidades de balizador determinemsuas posições e, então, afunda para o fundo. Enquanto a unidade de superfíciesta flutuando sobre a superfície, ela recebe os sinais de GPS a partir dossatélites de GPS e determina sua localização. Depois de sua localização serfixada, a unidade de superfície transmite sua localização para cada uma dasunidades de balizador de sub-superfície. As unidades de balizador podemdeterminar sua localização com base nos sinais recebidos a partir da unidadede superfície e/ou dos sinais recebidos a partir de outras unidades debalizador. A unidade de superfície afunda depois de um períodopredeterminado de tempo, ou depois que a unidade de superfície recebe umaconfirmação de posição a partir de um número predeterminado de unidades debalizador.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS
A Figura 1 ilustra um exemplo de modo de realização dosistema de navegação subaquática de acordo com a presente invenção.
A Figura 2 ilustra um exemplo de unidade de superfície para osistema de navegação subaquática.
A Figura 3 ilustra um exemplo de unidade de balizador para osistema de navegação subaquática.
As Figuras 4 e 5 ilustram um exemplo de unidade demergulhador para o sistema de navegação subaquática.
A Figura 6 ilustra um exemplo de esquema de acesso múltiplode divisão de tempo para comunicação subaquática.
A Figura 7 ilustra um exemplo de formato de mensagem paracomunicações subaquáticas.
A Figura 8 ilustra um exemplo de esquema de modulação paracomunicações subaquáticas.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Com referência agora aos desenhos, a Figura 1 ilustra umsistema de navegação subaquática 10 para prover assistência à navegação paraum mergulhador ou veículo subaquático. O sistema de navegação subaquática10 compreende pelo menos uma unidade de superfície 20 que se comunicacom os satélites em órbita terrestre 12 e uma pluralidade de unidades debalizador 50 localizadas abaixo da superfície da água que se comunica com aunidade de superfície 20. A unidade de superfície 20 inclui um receptor deGPS 26 para receber sinais de GPS a partir dos satélites de GPS 12. Asuperfície 20 se comunica com as unidades de balizador de sub-superfície 50usando sinais acústicos.
As unidades de balizador 50 e a unidade de superfície 20 sãosoltas em uma área onde a assistência à navegação é necessária. As unidadesde balizador 50 são designadas para afundar imediatamente para o leito dooceano, a unidade de superfície 20 flutua sobre a superfície por temposuficiente para que as unidades de balizador 50 determinem sua posição comodescrito aqui e, então, afunda para o fundo. Enquanto a unidade de superfície20 está flutuando sobre a superfície, ela recebe sinais de GPS a partir dossatélites de GPS 12 e determina sua localização. Depois que sua localização éfixada, a unidade de superfície 20 transmite sua localização para cada umadas unidades de balizador 50. As unidades de balizador, então, determinamsua localização com base nos sinais recebidos a partir de uma ou maisunidades de superfície 20. Em alguns modos de realização, as unidades debalizador 50 podem determinar sua localização com base nos sinais recebidosa partir de uma unidade de superfície unitária 20. Em outros modos derealização, as unidades de balizador 50 podem receber sinais a partir demúltiplas unidades de superfície 20. As unidades de balizador 50 tambémpodem trocar informação entre elas para refinar adicionalmente os cálculos deposição. Depois da localização da unidade de balizador 50 ser determinada, asunidades de balizador 50 podem prover assistência à navegação para as unidades de mergulhador 100.
A Figura 2 ilustra os componentes principais da unidade desuperfície 20. A unidade de superfície 20 compreende circuitos deprocessamento 22, memória 24, um receptor de GPS 26, um transceptor desonar 28, e um relê 30. Os circuitos de processamento 22 controlam aoperação geral da unidade de superfície 20, processam os sinais de posiçãorecebidos pelo receptor de GPS 26, e geram informação e sinais de controle aserem transmitidos às unidades de balizador 50 via transceptor de sonar 28.Os circuitos de processamento 22 também processam informação e os sinaisde controle recebidos a partir das unidades de balizador 50. A memória 24armazena as instruções de programa e os dados necessários para a operação.O transceptor de sonar 28 é usado para comunicações subaquáticas com asunidades de balizador 50. O relê 30 é atuado pelo circuito de processamento22 para afundar a unidade de superfície 50 depois que as unidades debalizador 50 tenham estabelecido suas posições. Por exemplo, a atuação dorelê 30 pode fazer os dispositivos de flutuação se desprenderem da unidade desuperfície 20, permitindo à unidade de superfície 20, desse modo, afundar.
Alternativamente, o relê 30 pode abrir uma válvula, permitindo à água do marinundar um tanque de lastro, fazendo a unidade de superfície 20 afundar, pormeio disso.
A Figura 3 ilustra os componentes principais da unidade debalizador 50. A unidade de balizador 50 compreende circuitos deprocessamento 52, memória 54, e um transceptor de sonar 56. Os circuitos deprocessamento 52 controlam a operação geral da unidade de balizador 50, eprocessam a informação e os sinais de controle recebidos a partir da unidadede superfície 20, das outras unidades de balizador 50 e das unidades demergulhador 100. A memória 54 armazena as instruções de programa e osdados necessários para a operação. O transceptor de sonar 56 é usado paracomunicações subaquáticas com a unidade de superfície 20, outras unidadesde balizador 50 e as unidades de mergulhador 100.
Quando as unidades de balizador 50 são desenvolvidasinicialmente, as unidades de balizador 50 devem determinar sua posiçãodepois de afundar para o leito do oceano. Enquanto soltando para o leito dooceano, as correntes oceânicas podem portar as unidades de balizador 50 umadistância substancial a partir da zona de soltura original. Portanto, não ésuficiente para as unidades de balizador 50 determinar sua localização antesde afundar. Como notado anteriormente, as unidades de balizador 50determinam sua localização depois de alcançar o leito do oceano trocandomensagens com uma ou mais unidades de superfície 20. Duas abordagensbásicas podem ser feitas para determinar a localização das unidades debalizador 50.
A primeira abordagem é baseada no cálculo da distância apartir da unidade de balizador 50 para múltiplas unidades de superfície 20.Pelo menos quatro unidades de superfície 20 são necessárias para determinarprecisamente a localização da unidade de balizador 50 usando esse método.Cada unidade de superfície 20 determina sua localização com base norecebimento dos sinais de GPS e transmite sua localização para a unidade debalizador 50. A distância da unidade de balizador 50 a partir de cada unidadede superfície 20 também é determinada. A distância pode ser determinadapelas unidades de superfície 20 e transmitida para as unidades de balizador50, ou pode ser determinada pelas próprias unidades de balizador 50. Combase na distância da unidade de balizador 50 a partir das unidades desuperfície 20 e da localização das unidades de superfície 20, a unidade debalizador 50 pode determinar sua localização precisamente por meio detriangulação. A posição da unidade de balizador será a interseção das quatroesferas com as unidades de superfície 20 no centro das respectivas esferas.
A segunda abordagem exige somente uma unidade desuperfície 20. Na segunda abordagem, a unidade de superfície 20 determinasua localização com base no recebimento dos sinais de GPS e transmite sualocalização para a unidade de balizador 50. A unidade de balizador 50determina a direção e a distância para a unidade de superfície 20. Com oconhecimento da localização das unidades de superfície e do vetor seestendendo entre a unidade de superfície 20 e a unidade de balizador 50, aunidade de balizador 50 pode determinar de modo preciso sua localização.
Várias técnicas podem ser usadas para determinar a distânciaentre a unidade de superfície 20 e a unidade de balizador 50. Três exemplosde métodos para determinar a distância são descritos abaixo. Esses trêsmétodos são referidos aqui como método de tempo de chegada, método detempo de deslocamento, e método de dois tons. Aqueles experientes natécnica apreciarão que a presente invenção não está limitada aos métodosenumerados aqui e que outros métodos podem ser usados para determinar adistância.
O método de tempo de chegada exige a sincronização derelógio entre a unidade de superfície 20 e a unidade de balizador 50. Nessemétodo, a unidade de balizador 50 envia uma mensagem para a unidade desuperfície 20 pedindo à unidade de superfície 20 para transmitir umamensagem de resposta em um tempo conhecido para a unidade de balizador50. O pedido ou a mensagem de resposta pode especificar o tempo detransmissão, ou o tempo de transmissão pode ser especificado por umprotocolo. Por exemplo, o protocolo pode especificar que a unidade desuperfície 20 transmita uma mensagem de resposta somente quando os m bitsmenos significativos do relógio da unidade de superfície forem todos 0.
Porque os relógios são sincronizados, a unidade de balizador 50 pode usar otempo de chegada do sinal para computar a distância para a unidade desuperfície 20.
O tempo do método de percorrer não requer sincronização derelógio. Neste método, a unidade de balizador 50 envia uma mensagem para aunidade de superfície. Quando do recebimento da mensagem pela unidade desuperfície 20, a unidade de superfície 20 gera e envia uma mensagem deresposta para a unidade de balizador 50. A mensagem de resposta inclui umvalor de retardo indicando o retardo entre o momento em que a primeiramensagem foi recebida na unidade de superfície 20 e o momento em que amensagem de resposta foi enviada. A unidade de balizador 50 pode usar otempo de percurso completo e o retardo de tarefa para computar a distânciapara a unidade de superfície 20.
O método de dois tons usa o fato de que os sinais acústicostransmitidos a diferentes freqüências viajarão a diferentes velocidades atravésda água. Nesse método, a unidade de balizador 50 envia uma mensagem àunidade de superfície 20 pedindo à unidade de superfície 20 para enviar umsinal de dois tons. Em resposta, a unidade de superfície 20 transmite um sinalde dois tons compreendendo dois tons distintos com potência igual. Apotência em cada tom se atenuará como uma função conhecida da distânciapercorrida. Com o conhecimento da taxa de atenuação para cada componentede tom, a unidade de balizador 50 pode computar a distância para a unidadede superfície 20 com base na diferença na potência recebida das componentesde tom.
Aqueles experientes na técnica apreciarão o fato de que asoperações da unidade de balizador 50 e da unidade de superfície 20 no cálculode distância poderiam ser invertidas. Isto é, a unidade de superfície 20 poderiacomputar a distância para a unidade de balizador 50 e transmitir a distânciapara a unidade de balizador 50.
Para determinar a direção do alvo, o transceptor de sonar paraa unidade de balizador 50 compreende um arranjo de transdutores de sonar.Presumindo que a taxa do deslocamento de um sinal na água é conhecida, aunidade de balizador 50 pode computar a direção para a unidade de superfície20 com base na diferença de tempo de chegada de um sinal transmitido pelaunidade de superfície 20 em cada um dos transdutores de sonar. Essa técnica ésemelhante ao modo em que um receptor de GPS determina sua localização.
Durante o emprego das unidades de balizador 50, a unidade desuperfície 20 atua como uma unidade máster e controla a comunicação com asunidades de balizador 50. As unidades de balizador 50 afundam para o leitodo oceano e permanecem em silêncio até que ativadas pela unidade desuperfície 20. A unidade de superfície 20 pode ativar as unidades de balizador50 uma de cada vez em um momento enviando um código de ativação para aunidade de balizador 50. Depois de despertar, a unidade de balizador 50determina sua localização como descrito anteriormente trocando sinais com aunidade de superfície 20. Uma vez que a unidade de balizador 50 tenhadeterminado sua posição, a unidade de balizador 50 pode enviar umamensagem de confirmação para a unidade de superfície 20. a mensagem deconfirmação indica para a unidade de superfície 20 que a unidade de balizador50 determinou sua localização, a unidade de superfície 20 pode, então, enviarum código de desativação para a unidade de balizador 50, de modo que aunidade de balizador 50 retorne a um modo adormecido. No modoadormecido, o transmissor da unidade de balizador 50 é desligado, mas aunidade de balizador 50 ativa periodicamente o receptor para monitorar asmensagens que chegam. A unidade de balizador 50 permanecerá em um modoinativo ou modo adormecido até que ela receba um código de ativação.
Depois de receber uma mensagem de confirmação a partir decada uma das unidades de balizador 50, ou de um subconjunto mínimo dasunidades de balizador 50, a unidade de superfície 20 gera um sinal de controleque faz a unidade de superfície 20 afundar ou se auto destruir. Em um modode realização, o sinal de controle ativa um relê 30 que controla um sistemamecânico sobre a unidade de superfície 20. Por exemplo, a ativação do relê 30pode fazer os dispositivos de flutuação anexados à unidade de superfície 20 sedesprenderem, permitindo à unidade de superfície 20, desse modo, afundar.Em um outro modo de realização, o relê 30 pode abrir uma válvula, fazendoum tanque de lastro inundar com água. O mecanismo particular desenvolvidopara efetuar o afundamento ou destruição da unidade de superfície 20 não éum aspecto material da invenção. Quaisquer métodos conhecidos para afundarou destruir a unidade de superfície 20 pode ser usado.
Depois que as unidades de balizador 50 são desenvolvidas, asunidades de balizador 50 podem ser usadas pelos mergulhadores ouembarcações subaquáticas para navegar. O mergulhador porta uma unidade demergulhador 100 que se comunica com as unidades de balizador 50desenvolvidas anteriormente. Cada unidade de balizador 50 sabe sualocalização e pode transmitir sua localização para a unidade de mergulhador100. Os métodos descritos acima para determinar a localização das unidadesde balizador 50 também podem ser empregados pelas unidades demergulhador 100 para determinar sua localização. Nesse caso, as unidades debalizador 50 provêem a referência de localização para a unidade demergulhador 100.
As Figuras 4 e 5 ilustram um exemplo de unidade demergulhador 100. A unidade de mergulhador 100 compreende um alojamentoà prova d'água 102 montado sobre uma pulseira 104. A unidade demergulhador 100 inclui um mostrador eletrônico 106, tal como uma tela decristal líquido, e um ou mais dispositivos de entrada 108. O exemplo de modode realização mostrado na Figura 4 inclui uma roda de rolagem 110 e umbotão de ENVIAR/ENTRAR 112. Aqueles experientes na técnicareconhecerão que outros dispositivos de entrada, como um controlador dealavanca de direção, teclado ou almofada de toque, poderiam ser usados paraentrada de usuário. Adicionalmente, o mostrador 106 pode compreender ummostrador de tela de toque para receber a entrada de usuário.
A borda 114 do mostrador 106 inclui uma série de legendas116 que descrevem várias funções da unidade de mergulhador 100, porexemplo, "companheiro", "balizador" etc. Um indicador de função 118aponta para a função correntemente selecionada. Na Figura 4, o indicador defunção 118 indica que a função de registro está selecionada. Adicionalmente,o mostrador 106 pode exibir outros indicadores de status, tais como oindicador de potência 120 e o indicador de alarme 122, para prover o usuáriocom a informação de status. O indicador de função 118 pode ser movido paraselecionar uma função girando a roda de rolagem IlOe pressionando o botão"ENTRAR/ENVIAR" 112. A seleção de uma função pode mudar o modooperacional da unidade de mergulhador 100. A roda de rolagem IlOeo botão112 podem funcionar diferentemente dependendo do modo operacionalcorrente. Por exemplo, depois de uma função ser selecionada, a roda derolagem 110 poderia ser usada para rolar através das operações de menu oudas listas apresentadas sobre o mostrador 106.
Em adição aos indicadores de status, o mostrador 106 é usadopara dar saída a informação útil para o mergulhador ver. No exemplo de modode realização, o mostrador 106 pode exibir um indicador direcional 124.
Como será descrito em maior detalhe abaixo, o indicador direcional 1124 éusado para indicar a direção para um alvo e a trilha corrente para navegar soba água. No modo de realização mostrado, o indicador direcional 124 inclui umprimeiro indicador 126 mostrando a trilha corrente, e um segundo indicador128 mostrando a direção para o alvo. O mostrador 106 também pode exibirdados numéricos e alfanuméricos para o mergulhador. No exemplo de modode realização mostrado na Figura 4, o mostrador 106 está exibindo a distânciapara um alvo (DIST) (420 metros), o tempo estimado na rota (ETE) (6minutos), o rumo (BRG) para o alvo (330 graus), e a trilha corrente (30graus). Outra informação, tal como a profundidade corrente, o tempo corrente,a temperatura corrente e a latitude e longitude correntes, ou qualquer outrainformação útil, também poderia ser exibida. Esses exemplos não sãopretendidos para serem uma lista completa de toda informação que pode serexibida, mas são meramente ilustrativos dos tipos de informação que podemser exibidos.
A Figura 5 é um diagrama de bloco funcional ilustrando oscomponentes principais da unidade de mergulhador 100. Os componentesprincipais compreendem circuitos de processamento 150 para processar osdados e controlar a operação da unidade de mergulhador 100, a memória 152para armazenar o código e os dados usados pelos circuitos de processamento150, uma interface de usuário 154 que inclui o mostrador 106 e osdispositivos de entrada de usuário 108, e uma interface de comunicações 156.
Os circuitos de processamento 150 podem compreender um ou maisprocessadores programáveis, que podem ser microprocessadores de propósitogeral, micro-controladores, processadores de sinal digital, ou umacombinação dos mesmos. A memória 152 representa a inteira hierarquia damemória dentro da unidade de mergulhador 100 e pode compreenderdispositivos de memória discretos, ou pode compreender a memória internaem um ou mais microprocessadores. A interface de comunicações 156compreende uma interface de rádio 158 para o uso acima da água, e umtransceptor de sonar 160 para comunicações subaquáticas. A interface derádio pode compreender, por exemplo, uma interface de BLUETOOTHconvencional 802.1 Ib ou 802.1 lg.
As unidades de mergulhador 100 usam um esquema desinalização de pedido/resposta para se comunicar com as unidades debalizador 50. As unidades de mergulhador 100 enviam uma mensagem depedido tanto para a unidade de balizador 50 quanto para uma outra unidade demergulhador 100 para iniciar uma transação. As mensagens de resposta sãoenviadas em resposta a uma mensagem de pedido. A mensagem de pedido etoda mensagem de resposta correspondente constituem uma transação. Noexemplo de modo de realização, as unidades de balizador 50 não enviammensagens de pedido, mas enviam somente mensagens de resposta emresposta a mensagens de pedido provenientes das unidades de mergulhador100. Um esquema de acesso múltiplo, como o acesso múltiplo por divisão defreqüência, o acesso múltiplo por divisão de tempo, ou o acesso múltiplo pordivisão de código, pode ser usado para capacitar as comunicações entre asunidades de balizador 50 e as múltiplas unidades de mergulhador 100.
Quando uma unidade de mergulhador 100 precisa determinarsua localização, a unidade de mergulhador 100 envia uma mensagem depedido contendo um código de ativação para uma unidade de balizador 50para iniciar as comunicações com a unidade de balizador 50. O código deativação pode ser criptografado para impedir que usuários não autorizadosativem a unidade de balizador 50. A unidade de mergulhador 100 pode iniciaras comunicações com mais de uma unidade de balizador 50. Depois dedespertar, a unidade de balizador 50 envia uma mensagem de resposta. Aunidade de mergulhador 100 pode, então, enviar mensagens de pedido para aunidade de balizador 50 para obter assistência de navegação. Exemplos de usodas mensagens de pedido incluem sincronizar relógios com uma unidade debalizador 50 ou estabelecer a localização. Uma vez ativada, a unidade debalizador 50 permanecerá desperta até o recebimento de um código dedesativação a partir da unidade de mergulhador 100, ou até que um períodopredeterminado de tempo tenha transcorrido sem quaisquer comunicações.
Enquanto em um estado ativo ou desperto, as unidades de balizador 50receberão e responderão a mensagens de pedido, adicionalmente, a unidade debalizador 50 pode transmitir um sinal periódico enquanto no estado ativo paracapacitar as unidades de mergulhador 100 a atualizar periodicamente sualocalização sem a necessidade de enviar uma mensagem de pedido explícitapara a unidade de balizador 50. Por exemplo, a unidade de balizador 50 podetransmitir periodicamente uma mensagem periódica contendo uma estampa detempo indicando quando a mensagem periódica foi transmitida. Se o relógiode unidade de mergulhador estiver sincronizado com o relógio de unidade debalizador, a mensagem periódica pode ser usada pela unidade de mergulhador100 para determinar a distância para a unidade de balizador 50. A mensagemperiódica também poderia ser usada para determinar a direção da unidade debalizador 50. Se o relógio de unidade de mergulhador não estiversincronizado, a mensagem periódica poderia ser um sinal de dois tons, demodo que a unidade de mergulhador 100 possa determinar a distância pormeio da potência recebida das freqüências de tom.
Em um exemplo de modo de realização, um esquema deacesso múltiplo de divisão de tempo é usado para capacitar uma pluralidadede unidades de mergulhador 100 para se comunicar com as unidades debalizador 50 usando a mesma freqüência. O TDMA divide o espectro decomunicação em aberturas e tempo seqüenciais que são usadas para transmitire/ou receber dados. Um dispositivo transmite e/ou recebe somente em sua(s)abertura(s) de tempo designada(s). O conjunto das aberturas de tempo não derepetição constitui um quadro. Normalmente, um quadro é uma duraçãofixada. Na presente invenção, o quadro é um quadro de duração variável queacomoda retardos de propagação entre as unidades de mergulhador 100 e asunidades de balizador 50.
A Figura 6 ilustra a estrutura de quadro de um quadro deTDMA acomodando η unidades de mergulhador 100. O quadro é dividido em2n aberturas de 20 milissegundos de duração cada uma, onde η é o número deunidades de mergulhador 100. Uma unidade de mergulhador 100 é designadacomo a unidade de mergulhador máster 100 e controla as comunicações. Aunidade máster pode ser selecionada, por exemplo, escolhendo-se aquela coma ID de unidade mais alta ou mais baixa. A unidade de mergulhador máster100 designa aberturas de tempo para as outras unidades de mergulhador 100.As primeiras duas aberturas de tempo no quadro são reservadas para aunidade de mergulhador máster 100. Cada unidade de mergulhador 100controla o uso de suas aberturas de tempo alocadas. Uma unidade demergulhador 100 pode usar sua primeira abertura de tempo para transmitiruma mensagem de pedido para uma unidade de balizador 50 ou outra unidadede mergulhador 100, e sua segunda abertura de tempo para receber umamensagem de resposta a partir da unidade de balizador 50 ou de outra unidadede mergulhador 100.
A Figura 6 também ilustra o formato de abertura. Dentro decada abertura de tempo, há uma faixa de proteção no início e no final daabertura de tempo. Aqueles experientes na técnica apreciarão que os retardosde propagação podem resultar na transmissão de uma unidade de mergulhadorsobrepondo a abertura de tempo de uma outra unidade de mergulhador 100.As faixas de proteção são, de preferência, amplas o suficiente para levar emconta os sinais sobrepostos devidos ao retardo de propagação. O temporestante dentro de cada abertura de tempo é usado para transmitir dados demensagem. Em um modo de realização da invenção, cada abertura de tempo éusada para transmitir ou receber uma mensagem. Entretanto, aquelesexperientes na técnica apreciarão que múltiplas mensagens poderiam sertransmitidas em uma única abertura de tempo se a duração das mensagens forcurta em relação ao período de abertura. Inversamente, se a duração demensagem for maior do que o período de abertura, uma mensagem poderiaser segmentada e transmitida sobre aberturas múltiplas.
Um exemplo de formato de mensagem é mostrado na Figura 7.Uma mensagem inclui um cabeçalho de mensagem e um corpo de mensagem.O cabeçalho de mensagem inclui uma palavra de sincronização (8 bits), umcomando (8 bits), endereço de destino (32 bits), e endereço de fonte (32 bits).A palavra de sincronização é um padrão de bit conhecido usado para indicar oinício de uma mensagem. O elemento de comando indica o tipo de mensagempara a unidade que recebe. Se a mensagem abarca múltiplas aberturas detempo, o elemento de comando poderia ser usado para indicar se os dados demensagem contidos na abertura corrente são uma continuação da mensagemtransmitida na abertura anterior. O endereço de destino indica o destinatáriopretendido da mensagem. O elemento de endereço de fonte indica o emissorda mensagem.
Como mostrado na Figura 6, as unidades de mergulhador 100transmitem em uma seqüência predeterminada. Nesse exemplo de modo derealização, somente as unidades de mergulhador 100 têm aberturasdesignadas. As unidades de balizador 50 transmitem somente em resposta àsunidades de mergulhador na segunda abertura depois de receber umamensagem a partir da unidade de mergulhador 100. Em outros modos derealização, as unidades de balizador também poderiam ser aberturasdesignadas e iniciar as comunicações com as unidades de mergulhador 100.Antes das comunicações começarem, a unidade de mergulhador máster 100estabelece a ordem de transmissão e notifica as outras unidades demergulhador 100 do seu lugar na seqüência. Durante o procedimento deinicialização, a unidade de mergulhador máster 100 transmite uma mensagemde inicialização para as outras unidades de mergulhador 100 que identifica aunidade de mergulhador 100 anterior na seqüência. As outras unidades de'mergulhador 100 acusam o recebimento da mensagem de inicialização.Durante as operações normais, cada unidade de mergulhador 100 escuta oendereço da unidade de mergulhador anterior 100, que pode ser determinadapelo elemento de endereço de fonte das mensagens transmitidas usando aabertura 1, e o endereço de fonte ou endereço de destino das mensagensusando a abertura 2.
Pode surgir um problema quando uma obstrução bloqueia ossinais entre duas unidades de mergulhador 100 que transmitemconsecutivamente. Nessa situação, a segunda unidade de mergulhador 100pode não ser capaz de "ouvir" as comunicações a partir da primeira unidadede mergulhador 100. Uma conseqüência é que as comunicações se bloquearãoporque a segunda unidade de mergulhador 100 não transmitirá. Nessasituação, a unidade de mergulhador máster 100 pode reiniciar uma seqüênciade transmissão se nenhum sinal for detectado dentro de um períodopredeterminado de tempo. Se as comunicações continuarem a se obstruir, aunidade de mergulhador máster 100 pode invocar o procedimento deinicialização para mudar a ordem de transmissão. Se mudar a ordem detransmissão não resolver o problema, a unidade de mergulhador 100 que estáobstruindo as comunicações pode ser abandonada pela seqüência detransmissão.
As comunicações subaquáticas entre as unidades demergulhador 100 e as unidades de balizador 50 ocorrem a freqüências desonar. No exemplo de modo de realização, a freqüência portadora é de 200quilohertz e o período de bit é de 0,06 milissegundos (60μ segundos), que seiguala a uma taxa de transmissão de dados de aproximadamente 16,67 kbps.Uma mensagem compreende um total de 112 bits. Desse modo, ela leva 6,72milissegundos para transmitir a mensagem.
A Figura 8 ilustra como os dados são modulados sobre umafreqüência portadora. A Figura 8 ilustra um sinal de relógio, um sinal dedados e um sinal de modulação. O sinal de relógio tem um período de 60μsegundos, que é igual ao período de bit. O sinal de dados representa osdados binários que estão sendo transmitidos. O sinal de modulaçãocompreende um trem de pulso na mesma freqüência que o sinal de relógio. Alargura de pulso de um dado pulso no sinal de modulação é determinada peloestado do sinal de dados. Quando o sinal de dados é baixo, um pulsorelativamente curto é gerado para indicar um bit "0". Inversamente, quando osinal de dados é alto, um pulso relativamente longo é gerado para indicar umbit "1". No exemplo de modo de realização, os pulsos curtos indicativos deum bit 0 são de 15 micro-segundos de duração e os pulsos longos indicativosde um bit 1 são de 45 micro-segundos. O chaveamento Ligado/Desligado éusado para modular o portador. O portador é ligado quando o sinal demodulação for alto, e é desligado quando o sinal de modulação for baixo. Oreceptor amostra o sinal 37 micro-segundos depois de detectar a bordaelevada de um pulso para detectar o sinal. Em um modo de realizaçãoalternativo, um tempo de amostragem variável depois da detecção da bordaelevada pode ser usado para compensar as variações na taxa de relógio notransmissor. Mais particularmente, a unidade de recebimento pode medir otempo entre as bordas elevadas dos pulsos no sinal recebido para determinar operíodo do relógio de transmissor e ajustar o tempo de amostragemconseqüentemente. A medição do período de relógio pode ser realizadaquando a palavra de sincronização estiver sendo transmitida. Em um exemplode modo de realização, o tempo de amostragem Ts é determinadomultiplicando-se o período de relógio de transmissão por 0,625.
A presente invenção pode, claro, ser realizada de outrasmaneiras específicas diferentes daquelas apresentadas aqui sem se afastar doescopo e das características essenciais da invenção. Os presentes modos derealização devem, portanto, ser considerados em todos os aspectos comoilustrativos e não restritivos, e todas as mudanças que vêm dentro dosignificado e faixa de equivalência das reivindicações anexas são pretendidaspara serem abraçadas aqui.

Claims (30)

1. Sistema de navegação subaquática, caracterizado pelo fatode compreender:uma unidade de relê para comunicar com um sistema denavegação e uma ou mais unidades de balizador de sub-superfície, a unidadede relê incluindo:um receptor para receber sinais de navegação do sistema denavegação,um transceptor para comunicar com unidades de balizadorde sub-superfície e para transmitir informação sobre localização às unidadesde balizador de sub-superfície;circuitos de processamento para determinar uma localizaçãoda unidade de relê com base nos sinais de navegação e para gerar um sinal decontrole para afundar ou destruir a unidade de relê após transmitir informaçãode localização a uma ou mais unidades de balizador; euma pluralidade de unidades de balizador adaptadas paraafundar até o leito do mar quando lançadas, cada unidade de balizadorincluindo:circuitos de processamento para determinar a localização daunidade de balizador com base na informação de localização recebida daunidade de relê e/ou outra unidade de balizador; eum transceptor para receber a informação de localização daunidade de relê e/ou outra unidade de balizador e para transmitir a informaçãode localização a uma unidade de mergulhador para prover assistência denavegação à unidade de mergulhador.
2. Sistema de navegação subaquática, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato do receptor compreender um receptorde Sistema de Posicionamento Global.
3. Sistema de navegação subaquática, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato da unidade de relê compreender umaunidade de superfície que flutua sobre a superfície de um corpo de água einclui um relê responsivo ao sinal de controle dos circuitos de processamentopara afundar ou destruir a unidade de relé.
4. Sistema de navegação subaquática, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada unidade de balizadordeterminar sua localização com base em sua distância de pelo menos umaunidade de relé e/ou outra unidade de balizador.
5. Sistema de navegação subaquática, de acordo com areivindicação 4, caracterizado pelo fato de cada unidade de balizadordeterminar sua localização por triangulação com base em sua distância deuma pluralidade de unidades de relé e/ou outras unidades de balizador.
6. Sistema de navegação subaquática, de acordo com areivindicação 4, caracterizado pelo fato de cada unidade de balizadordeterminar sua localização com base em sua direção e distância de pelomenos uma unidade de relé e/ou outras unidades de balizador.
7. Sistema de navegação subaquática, de acordo com areivindicação 4, caracterizado pelo fato das unidades de balizadordeterminarem a distância da unidade de relé e/ou outra unidade de balizadorcom base no tempo de chegada de um sinal transmitido pela unidade de relée/ou outra unidade de balizador.
8. Sistema de navegação subaquática, de acordo com areivindicação 4, caracterizado pelo fato das unidades de balizadordeterminarem a distância da unidade de relé e/ou outra unidade de balizadorcom base no tempo de deslocamento de um sinal transmitido pela unidade derelé e/ou outra unidade de balizador.
9. Sistema de navegação subaquática, de acordo com areivindicação 4, caracterizado pelo fato das unidades de balizadordeterminarem a distância da unidade de relé e/ou outra unidade de balizadorcom base na potência recebida de um sinal de dois tons.
10. Sistema de navegação subaquática, de acordo com areivindicação 4, caracterizado pelo fato das unidades de balizador incluíremuma pluralidade de transdutores, e pelo fato dos circuitos de processamentodeterminarem uma direção para a unidade de relê e/ou outra unidade debalizador com base na diferença de tempo de chegada de um sinal transmitidopela unidade de relê e/ou outra unidade de balizador na pluralidade detransdutores.
11. Sistema de navegação subaquática, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato das unidades de balizador incluíremum modo inativo e um modo ativo de operação.
12. Sistema de navegação subaquática, de acordo com areivindicação 11, caracterizado pelo fato das unidades de balizadorcomutarem de um modo inativo para um modo ativo de operação responsivo àrecepção de um código de ativação.
13. Sistema de navegação subaquática, de acordo com areivindicação 11, caracterizado pelo fato das unidades de balizadorcomutarem de um modo ativo para um modo inativo de operação responsivo àrecepção de um código de desativação.
14. Sistema de navegação subaquática, de acordo com areivindicação 11, caracterizado pelo fato das unidades de balizadorcomutarem de um modo ativo para um modo inativo de operação após umdeterminado período ter decorrido sem recepção de uma comunicação.
15. Método de navegação subaquática, caracterizado pelo fatode compreender:receber sinais de navegação de um sistema de navegação poruma unidade de relê flutuando sobre a superfície de um corpo de água;determinar a localização da unidade de relê por um circuito deprocessamento a bordo na unidade de relê;transmitir informação de localização da unidade de relê parauma unidade de balizador de sub-superfície; eafundar ou destruir a unidade de relê após transmitirinformação de localização para a unidade de balizador de sub-superfície.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizadoadicionalmente pelo fato de compreender:receber informação de localização transmitida pelamencionada unidade de relê na unidade de balizador; edeterminar a localização da unidade de balizador com base nainformação de localização recebida da unidade de relê e/ou outra unidade debalizador;transmitir a informação de localização a uma unidade demergulhador para prover assistência de navegação à unidade de mergulhador.
17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato da unidade de balizador determinar sua localização com base em suadistância à unidade de relê e/ou outra unidade de balizador.
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato da unidade de balizador determinar sua localização com base em suadistância a uma pluralidade de unidades de relê e/ou outras unidades debalizador.
19. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato da unidade de balizador determinar sua localização com base nadireção e distância à unidade de relê e/ou outra unidade de balizador.
20. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato da unidade de balizador determinar a distância à unidade de relêe/ou outra unidade de balizador com base no tempo de chegada de um sinaltransmitido pela unidade de relê e/ou outra unidade de balizador.
21. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato da unidade de balizador determinar a distância à unidade de relêe/ou outra unidade de balizador com base no tempo de deslocamento de umsinal transmitido pela unidade de relê e/ou outra unidade de balizador.
22. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato da unidade de balizador determinar a distância à unidade de relêe/ou outra unidade de balizador com base na potência recebida de um sinal dedois tons.
23. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato da unidade de balizador determinar a direção para a unidade de relêe/ou outra unidade de balizador com base na diferença de tempo de chegadade um sinal transmitido pela unidade de relê e/ou outra unidade de balizadorna pluralidade de transdutores dispostos na unidade de balizador.
24. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato das unidades de balizador comutarem entre um modo inativo e ummodo ativo de operação.
25. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizadopelo fato da unidade de balizador comutar de um modo inativo para um modoativo de operação responsivo à recepção de um código de ativação.
26. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizadopelo fato da unidade de balizador comutar de um modo ativo para um modoinativo de operação responsivo à recepção de um código de desativação.
27. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizadopelo fato da unidade de balizador comutar entre um modo ativo e um modoinativo de operação após um determinado período ter decorrido sem recepçãode uma comunicação.
28. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizadopelo fato da unidade de balizador comutar entre um modo ativo e um modoinativo de operação em uma data e tempo pré-determinados.
29. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizadopelo fato da unidade de balizador usar adicionalmente informação recebida daunidade de relê e pelo menos uma outra unidade de balizador para determinarsua localização.
30. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato da unidade de relê calcular a localização de uma unidade debalizador e transmitir a localização para a unidade de balizador.
BRPI0613446-7A 2005-07-15 2006-07-11 sistema e método de navegação subaquática BRPI0613446A2 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/182894 2005-07-15
US11/182,894 US7272074B2 (en) 2005-07-15 2005-07-15 System and method for extending GPS to divers and underwater vehicles
PCT/US2006/027005 WO2007011599A2 (en) 2005-07-15 2006-07-11 System and method for extending gps to divers and underwater vehicles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BRPI0613446A2 true BRPI0613446A2 (pt) 2011-01-11

Family

ID=37661525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0613446-7A BRPI0613446A2 (pt) 2005-07-15 2006-07-11 sistema e método de navegação subaquática

Country Status (11)

Country Link
US (2) US7272074B2 (pt)
EP (1) EP1910777A4 (pt)
JP (1) JP4763783B2 (pt)
AU (1) AU2006270295A1 (pt)
BR (1) BRPI0613446A2 (pt)
CA (1) CA2615441A1 (pt)
CR (1) CR9735A (pt)
EC (1) ECSP088193A (pt)
IL (1) IL188795A0 (pt)
WO (1) WO2007011599A2 (pt)
ZA (1) ZA200801510B (pt)

Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002077663A1 (en) * 2001-03-22 2002-10-03 Nautronix Ltd. Positioning system
FR2851340B1 (fr) * 2003-02-19 2006-06-02 Ixsea Oceano Sas Dispositif et systeme de positionnement acoustique global
FR2874094A1 (fr) * 2004-08-06 2006-02-10 Hubert Thomas Balise acoustique sous-marine autolocalisee et procede de deploiement de balises acoustiques sous-marines autolocalisees
US7272074B2 (en) * 2005-07-15 2007-09-18 Basilico Albert R System and method for extending GPS to divers and underwater vehicles
US7969822B2 (en) * 2005-07-15 2011-06-28 Estate Of Albert R. Basilico System and method for extending GPS to divers and underwater vehicles
US7512036B2 (en) * 2005-08-16 2009-03-31 Ocean Server Technology, Inc. Underwater acoustic positioning system and method
US8125964B2 (en) * 2005-11-18 2012-02-28 Telcordia Licensing Company, Llc Framework for hybrid ad-hoc networks
US7474206B2 (en) * 2006-02-06 2009-01-06 Global Trek Xploration Corp. Footwear with embedded tracking device and method of manufacture
DE102006007536A1 (de) * 2006-02-16 2007-08-30 Aloys Wobben Windenergieanlage mit Flugbefeuerungseinrichtung
US9223002B2 (en) * 2006-02-23 2015-12-29 Ocean Server Technology, Inc. System and method for determining the position of an underwater vehicle
US20070241887A1 (en) * 2006-04-11 2007-10-18 Bertagna Patrick E Buoyant tracking device and method of manufacture
DE102007012911A1 (de) * 2007-03-19 2008-11-13 Atlas Elektronik Gmbh Verfahren zur Navigation eines Unterwasserfahrzeugs
KR100885265B1 (ko) * 2007-05-09 2009-02-23 강릉대학교산학협력단 수중 무선 통신 장치 및 그 방법
US7778111B2 (en) * 2008-03-19 2010-08-17 Honeywell International Inc. Methods and systems for underwater navigation
DE102008019444A1 (de) * 2008-04-17 2009-10-22 Fachhochschule Aachen Verfahren zur Trägheits-Navigation unter Wasser
US8077030B2 (en) * 2008-08-08 2011-12-13 Global Trek Xploration Corp. Tracking system with separated tracking device
US8994527B2 (en) * 2009-03-19 2015-03-31 Galen G. Verhulst Sea floor sampling device and method
US8085620B2 (en) 2009-03-27 2011-12-27 Westerngeco L.L.C. Determining a position of a survey receiver in a body of water
US8713101B2 (en) * 2009-06-02 2014-04-29 The Boeing Company Decentralized processing network
JP2011023923A (ja) * 2009-07-15 2011-02-03 Seiko Epson Corp 通信装置および通信方法
US20110058815A1 (en) * 2009-09-09 2011-03-10 Plentl Brett A Oceanic communications system
CN102230966A (zh) * 2009-10-20 2011-11-02 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 声波感应监控及定位装置与方法
WO2011084483A2 (en) 2009-12-16 2011-07-14 Shb Instruments, Inc. Underwater acoustic navigation systems and methods
US20110188349A1 (en) 2010-02-03 2011-08-04 Basilico Rita A System and Method of Determining an Underwater Location
KR101015039B1 (ko) 2010-05-19 2011-02-21 엘아이지넥스원 주식회사 수중 위치 파악 시스템 및 그 방법
WO2012037174A2 (en) * 2010-09-13 2012-03-22 Incube Labs, Llc Self-propelled buoy for monitoring underwater objects
WO2012040254A2 (en) 2010-09-20 2012-03-29 Incube Labs, Llc Device, system and method for monitoring and communicating biometric data of a diver
RU2444759C1 (ru) * 2010-09-21 2012-03-10 Юрий Николаевич Жуков Способ навигации подводного объекта посредством гидроакустической навигационной системы
US9013959B2 (en) * 2010-10-13 2015-04-21 University Of Delaware Long-range acoustical positioning system on continental shelf regions
DK2689263T3 (en) * 2011-03-25 2016-09-12 Teledyne Instruments Inc Determining the position of an underwater vehicle in a body of water
RU2485447C1 (ru) * 2011-11-07 2013-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Океан - Инвест СПб" Двухсредный исследовательский и навигационный комплекс с системой обеспечения точной навигационной привязки для подводных подвижных технических объектов
RU2485445C1 (ru) * 2011-11-07 2013-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Океан - Инвест СПб" Надводный приемник/передатчик с конвертером данных для обеспечения точной навигационной привязки для подводных подвижных технических объектов
RU2486471C1 (ru) * 2011-11-07 2013-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Океан-Инвест СПб" Измерительно-навигационный комплекс, устанавливаемый на лед
WO2014075860A2 (en) * 2012-11-13 2014-05-22 Aqwary Ab Method and system for monitoring the status of divers
CA2895771C (en) * 2012-12-21 2022-08-02 Nida Tech Sweden Ab Method, node computer program and power tool device, for enabling locking and unlocking of power tool
FR3003649B1 (fr) * 2013-03-19 2016-12-09 Arch Et Conception De Systemes Avances (Acsa) Procede et equipement de localisation a posteriori d'au moins une source sonore tierce dans un environnement aquatique
FI124658B (en) * 2013-10-18 2014-11-28 Uwis Oy Underwater tracking system
US9753129B2 (en) * 2014-02-03 2017-09-05 Google Inc. Mapping positions of devices using audio
GB2523131A (en) * 2014-02-13 2015-08-19 Amir Emad Fakhry Gerges Managing diving activities by wireless data communication
CN103823229B (zh) * 2014-02-28 2016-10-19 上海交通大学 一种基于dgps浮标的水下定位导航系统和方法
US20160069988A1 (en) * 2014-09-05 2016-03-10 Woods Hole Oceanographic Institution Platform-Independent Sonar Calibration Enabling System
US10373479B2 (en) * 2014-11-03 2019-08-06 Sharknet S.r.l Emergency device to be worn by divers
RU2617134C2 (ru) * 2014-12-30 2017-04-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) Гидроакустическая система подводной навигации
US9971017B2 (en) * 2015-06-12 2018-05-15 Eric John Korevaar Optical global positioning system
RU2599902C1 (ru) * 2015-09-08 2016-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория подводной связи и навигации" Способ навигации подводных объектов и система для его осуществления
US10227117B2 (en) 2016-03-03 2019-03-12 Jacob Easterling Autonomous underwater vehicle for aiding a scuba diver
US10039359B2 (en) 2016-06-28 2018-08-07 Jack Barron Catastrophic event responsive travel case with flotation and alerting
CN106020206A (zh) * 2016-07-26 2016-10-12 上海海洋大学 一种基于信标导航的水质改良船及其控制系统和控制流程
KR101815887B1 (ko) * 2016-07-28 2018-01-08 한국해양과학기술원 중복된 사진들을 이용한 3차원 해저 지형도 작성 방법
US10992035B1 (en) * 2016-08-31 2021-04-27 Quantcomm Llc Communications system
US10361792B2 (en) * 2016-08-31 2019-07-23 Earthtech International, Inc. Communications system
US10955523B1 (en) * 2016-11-04 2021-03-23 Leidos, Inc. Deep ocean long range underwater navigation algorithm (UNA) for determining the geographic position of underwater vehicles
RU2649073C1 (ru) * 2016-12-19 2018-03-29 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Способ определения координат подводного объекта гидроакустической системой подводной навигации с юстировочным маяком
JP6691089B2 (ja) * 2017-11-21 2020-04-28 株式会社Ｓｕｂａｒｕ ナビゲーションシステム及びナビゲーション方法
US10518851B2 (en) * 2018-02-27 2019-12-31 Teledyne Brown Engineering, Inc. Undersea compass and pitch indicator
US10710719B1 (en) * 2018-04-23 2020-07-14 Amazon Technologies, Inc. Deployable navigation beacons
RU2713814C1 (ru) * 2018-11-29 2020-02-07 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Способ определения географических координат подводного объекта
US20220201975A1 (en) * 2019-04-10 2022-06-30 King Abdullah University Of Science And Technology System and device for monitoring marine animals
EP3726241A1 (de) * 2019-04-19 2020-10-21 Siemens Mobility GmbH Verfahren und system zur lokalisierung eines gegenstandes
US11549814B2 (en) * 2019-05-21 2023-01-10 Raytheon Company Underwater celestial navigation beacon
CN110568463A (zh) * 2019-08-16 2019-12-13 中国人民解放军63921部队 基于北斗的浮标水下定位和位置报告方法及装置
US11719780B2 (en) 2019-10-28 2023-08-08 Florida Atlantic University Research Corporation Method and apparatus for robust low-cost variable-precision self-localization with multi-element receivers in GPS-denied environments
US11726480B2 (en) * 2020-04-07 2023-08-15 Insitu, Inc. Aircraft guidance with transmitting beacons
US20220038190A1 (en) * 2020-07-31 2022-02-03 Apple Inc. Underwater communication using electronic devices
KR102408443B1 (ko) * 2021-01-12 2022-06-10 국방과학연구소 수중 및 수상 운동체 탐지 및 식별 장치 및 방법
KR102329262B1 (ko) * 2021-07-30 2021-11-23 주식회사 포에스텍 해양레저 네비게이션 제공 방법
CN114362828B (zh) * 2022-01-12 2024-01-09 朝阳市加华电子有限公司 一种基于声光磁技术组合的水下目标探测和识别潜标系统

Family Cites Families (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US666742A (en) * 1900-01-19 1901-01-29 Adam Dickey Cutter-head.
US3853081A (en) 1958-10-28 1974-12-10 Us Navy Method and apparatus for destroying submarines
US4315263A (en) 1974-06-26 1982-02-09 Neidell Norman S Navigational systems using phase encoded angular coordinates
US3944967A (en) 1974-12-23 1976-03-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Updated diver navigation device
US3986161A (en) 1975-04-07 1976-10-12 Sea-Scan, Inc. Underwater directional guidance apparatus
US4070671A (en) * 1975-09-18 1978-01-24 Rockwell International Corporation Navigation reference system
DE3204874C2 (de) 1982-02-11 1994-07-14 Atlas Elektronik Gmbh Passives Verfahren zum Gewinnen von Zieldaten von einer Schallquelle
US4604733A (en) 1984-01-03 1986-08-05 Westinghouse Electric Corp. Apparatus for determining range and bearing
US4622557A (en) 1984-10-31 1986-11-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Transdigitizer for relaying signals from global positioning system (GPS) satellites
FR2643463B1 (fr) * 1989-02-17 1991-09-27 Software Based Systems Procede et dispositif de positionnement d'objet sous-marin par rapport a un referentiel absolu, et utilisant un referentiel relais de surface
US5038406A (en) 1989-09-19 1991-08-06 Gte Goverment Systems Corporation Secure two-way submarine communication system
US5077703A (en) 1991-01-08 1991-12-31 David Strauss Underwater guidance system
US5148412A (en) 1991-02-21 1992-09-15 American Oilfield Divers, Inc. Diver guidance method and system
US5079753A (en) 1991-02-21 1992-01-07 American Oilfield Divers, Inc. Diver orientation apparatus and method
US5119341A (en) 1991-07-17 1992-06-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method for extending GPS to underwater applications
US5187871A (en) 1992-01-27 1993-02-23 Mcdermott Damien Underwater navigation device
US5185725A (en) 1992-04-03 1993-02-09 Dynamics Technology, Inc. Diver locator system
US5303206A (en) 1992-07-17 1994-04-12 Richard Bemb Method and apparatus for measuring distance and determining direction in a fluid medium
US5369623A (en) 1992-12-07 1994-11-29 Rotor Dynamics Americas, Inc. Acoustic pool monitor with sequentially actuated multiple transducers
FR2699713B1 (fr) 1992-12-17 1995-03-24 Hubert Thomas Procédé et dispositif de contrôle à distance d'un engin sous marin inhabité.
US5331602A (en) 1993-04-26 1994-07-19 Hughes Aircraft Company Acoustic navigation and diving information system and method
US5899204A (en) 1993-11-17 1999-05-04 Cochran Consulting, Inc. Dive computer with wrist activation
NO303751B1 (no) 1993-11-19 1998-08-24 Geco As Fremgangsmöter til bestemmelse av posisjonen for seismisk utstyr og anvendelse av fremgangsmöten
JPH08136650A (ja) * 1994-11-08 1996-05-31 Oki Systec Tokai:Kk 音響測位装置
US5570323A (en) 1995-01-19 1996-10-29 Ascend Corporation Navigational device for a scuba diver
US5659520A (en) 1995-04-24 1997-08-19 Sonatech, Inc. Super short baseline navigation using phase-delay processing of spread-spectrum-coded reply signals
AU7396596A (en) 1995-10-09 1997-04-30 Precision Tracking, Inc. Method and apparatus for determining the location of an object which may have an obstructed view of the sky
US5761153A (en) 1996-06-27 1998-06-02 Input/Output, Inc. Method of locating hydrophones
GB2337386B (en) 1996-09-09 2001-04-04 Dennis J Dupray Location of a mobile station
US5708626A (en) 1996-12-30 1998-01-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Trajectory measurement system for underwater vehicles
US5784339A (en) 1997-04-16 1998-07-21 Ocean Vision Technology, Inc. Underwater location and communication system
US6064942A (en) 1997-05-30 2000-05-16 Rockwell Collins, Inc. Enhanced precision forward observation system and method
IS2365B (is) 1998-02-23 2008-06-15 Stj÷rnu Oddi ehf Kerfi, búnaður og aðferð til landfræðilegrar staðsetningar á vatna- og sjávarlífverum
US6396432B2 (en) 1998-06-16 2002-05-28 C. Plath Gmbh, Nautisch-Elektronische Technik Method and apparatus for the deception of satellite navigation
US6377515B1 (en) 1999-08-16 2002-04-23 Brunswick Corporation Synchronized sonar
US6327220B1 (en) 1999-09-15 2001-12-04 Johnson Engineering Corporation Sonar location monitor
US6690618B2 (en) 2001-04-03 2004-02-10 Canesta, Inc. Method and apparatus for approximating a source position of a sound-causing event for determining an input used in operating an electronic device
JP2001151195A (ja) * 1999-11-30 2001-06-05 Oki Electric Ind Co Ltd 水中航走体用音響測位システム
US6512478B1 (en) 1999-12-22 2003-01-28 Rockwell Technologies, Llc Location position system for relay assisted tracking
GB2359049A (en) 2000-02-10 2001-08-15 H2Eye Remote operated vehicle
US6628231B2 (en) 2000-02-17 2003-09-30 Lockheed Martin Corp. Location of radio frequency emitting targets
PT1275012E (pt) * 2000-03-03 2010-11-30 Atlas Elektronik Gmbh Métodos e sistemas de navegação subaquática
AU2000234653B2 (en) 2000-03-20 2004-10-21 Francois Bernard Apparatus for deploying a load to an underwater target position with enhanced accuracy and a method to control such apparatus
FR2818388B1 (fr) 2000-12-15 2003-02-14 Inst Francais Du Petrole Methode et dispositif d'exploration sismique d'une zone souterraine immergee, utilisant des recepteurs sismiques couples avec le fond de l'eau
US6791490B2 (en) 2001-03-30 2004-09-14 Joseph David King Integrated dive flag/float and GPS navigation system for scuba divers
US20040155815A1 (en) 2001-05-14 2004-08-12 Motorola, Inc. Wireless navigational system, device and method
US6665631B2 (en) 2001-09-27 2003-12-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy System and method for measuring short distances
US6807127B2 (en) 2001-11-19 2004-10-19 John F. McGeever, Jr. Navigational device for an underwater diver
FR2833359B1 (fr) 2001-12-10 2004-04-23 Inst Francais Du Petrole Systeme d'acquisition de donnees sismiques utilisant des stations d'acquisition posees sur le fond marin
US6701252B2 (en) 2002-01-15 2004-03-02 Richard Ivan Brown System for underwater GPS navigation
US6657585B1 (en) 2002-05-21 2003-12-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy System for generating GPS position of underwater vehicle
US6941226B2 (en) 2002-05-31 2005-09-06 Trilithic, Inc. Method for determining, recording and sending GPS location data in an underwater environment
US6816437B1 (en) 2002-06-03 2004-11-09 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for determining orientation
US6972715B2 (en) 2002-07-08 2005-12-06 American Underwater Products Dive computer with global positioning system receiver
JP2004145574A (ja) * 2002-10-23 2004-05-20 Noboru Nomura ライフセービングシステム
US7054739B2 (en) 2003-05-01 2006-05-30 Honeywell International Inc. Radio navigation system
US7188026B2 (en) 2003-05-12 2007-03-06 Dash Navigation, Inc. Hierarchical floating car data network
US7076365B2 (en) 2003-05-12 2006-07-11 Circumnav Networks, Inc. Enhanced dead reckoning method
JP2005140650A (ja) * 2003-11-07 2005-06-02 Penta Ocean Constr Co Ltd 海底に設置した物体の位置測定方法
FR2874094A1 (fr) * 2004-08-06 2006-02-10 Hubert Thomas Balise acoustique sous-marine autolocalisee et procede de deploiement de balises acoustiques sous-marines autolocalisees
US7333394B2 (en) * 2005-06-22 2008-02-19 Basilico Albert R Navigational aid for diver
US7272074B2 (en) * 2005-07-15 2007-09-18 Basilico Albert R System and method for extending GPS to divers and underwater vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
US20070014189A1 (en) 2007-01-18
WO2007011599A2 (en) 2007-01-25
US7483337B2 (en) 2009-01-27
WO2007011599A3 (en) 2007-04-19
JP2009501343A (ja) 2009-01-15
ZA200801510B (en) 2009-10-28
IL188795A0 (en) 2008-08-07
CR9735A (es) 2008-08-14
US7272074B2 (en) 2007-09-18
ECSP088193A (es) 2008-06-30
US20080008045A1 (en) 2008-01-10
EP1910777A2 (en) 2008-04-16
EP1910777A4 (en) 2009-04-01
CA2615441A1 (en) 2007-01-25
JP4763783B2 (ja) 2011-08-31
AU2006270295A1 (en) 2007-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0613446A2 (pt) sistema e método de navegação subaquática
US7333394B2 (en) Navigational aid for diver
US7969822B2 (en) System and method for extending GPS to divers and underwater vehicles
US8009516B2 (en) Underwater acoustic positioning system and method
US9645223B2 (en) Underwater acoustic navigation systems and methods
US5331602A (en) Acoustic navigation and diving information system and method
US10054663B2 (en) Single burst single satellite beacon localization
US6388617B1 (en) Radio beacon with a GPS interface for automatically activated EPIRBs
BRPI0617528A2 (pt) mÉtodo e equipamento para acionar automaticamente fixos de localizaÇço de posiÇço para dispositivos externos
JP2009501343A5 (pt)
JP5296167B2 (ja) 外部デバイスの位置決めを自動的にトリガする方法および装置
US20110188349A1 (en) System and Method of Determining an Underwater Location
JP2004245779A (ja) 水中航走体の位置決定システムおよびソノブイ
US7102568B1 (en) Method and apparatus for selecting a marine radio operating mode
KR20000065273A (ko) 음원의 위치추적 시스템
JPS63132188A (ja) 衝突予防装置
JPH05188130A (ja) 測位情報伝送装置

Legal Events

Date Code Title Description
B08F Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette]

Free format text: REFERENTE AS 5A E 6A ANUIDADES.

B08K Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette]

Free format text: REFERENTE AO DESPACHO 8.6 PUBLICADO NA RPI 2161 DE 05/06/2012.