RU110503U1 - HYDROACOUSTIC SYSTEM OF UNDERWATER NAVIGATION FOR DIVERS AND THE UNDERWATER DIVER UNIT - Google Patents

HYDROACOUSTIC SYSTEM OF UNDERWATER NAVIGATION FOR DIVERS AND THE UNDERWATER DIVER UNIT Download PDF

Info

Publication number
RU110503U1
RU110503U1 RU2011131694/28U RU2011131694U RU110503U1 RU 110503 U1 RU110503 U1 RU 110503U1 RU 2011131694/28 U RU2011131694/28 U RU 2011131694/28U RU 2011131694 U RU2011131694 U RU 2011131694U RU 110503 U1 RU110503 U1 RU 110503U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diver
receiver
navigation system
sonar
underwater
Prior art date
Application number
RU2011131694/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Валерьевич Антипов
Борис Петрович Глазунов
Лев Михайлович Клячко
Сергей Егорович Новиков
Денис Владиславович Сажин
Андрей Владимирович Рогожников
Владимир Васильевич Стракович
Original Assignee
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
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 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority to RU2011131694/28U priority Critical patent/RU110503U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU110503U1 publication Critical patent/RU110503U1/en

Links

Abstract

1. Гидроакустическая система подводной навигации для водолазов, содержащая обеспечивающее судно с расположенной на нем аппаратурой, по меньшей мере, один маяк, гидроакустический приемоизлучатель, приемник внешней навигационной системы, устройство определения глубины, таймер, устройство отображения, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены первый гидроакустический приемопередатчик, расположенный на обеспечивающем судне, подводный блок водолаза, который содержит эхолот, доплер-лаг, по меньшей мере, один биометрический датчик, датчик курса, крена, дифферента, второй приемник внешней навигационной системы, второй гидроакустический приемопередатчик, устройство определения глубины, таймер, вычислительный блок, осуществляющий вычисление текущих координат по данным, получаемым от эхолота, доплер-лага, датчика курса, крена, дифферента, приемников внешней навигационной системы, при этом устройство отображения выполнено с возможностью отображения текущей траектории движения и заданного маршрута движения, по меньшей мере, одного водолаза, между обеспечивающим судном, водолазом и объектом поиска, а маяки выполнены в виде маяков-ответчиков, расположеных на водолазах, гидроакустический приемоизлучатель расположен на обеспечивающем судне и выполнен с возможностью запроса и приема информации от маяков-ответчиков, при этом вход вычислительного блока соединен с выходами эхолота, доплер-лага, биометрического датчика, датчика курса, крена, дифферента, второго приемника внешней навигационной системы, устройства определения глубины, таймера, один из выходов вычислительного блока соединен с вторым гидроак� 1. Hydroacoustic system of underwater navigation for divers, comprising a providing vessel with equipment located on it, at least one lighthouse, a hydroacoustic receiver, an external navigation system receiver, a depth determination device, a timer, a display device, characterized in that it is additionally introduced the first sonar transceiver located on the supply vessel, an underwater diver unit that contains an echo sounder, a doppler log, at least one biometric sensor, heading sensor, roll, trim, second receiver of the external navigation system, second sonar transceiver, depth gauge, timer, computing unit that calculates the current coordinates from the data received from the echo sounder, Doppler lag, heading sensor, roll, trim, external receivers navigation system, while the display device is configured to display the current trajectory and a given route of movement of at least one diver between the supporting vessel m, by the diver and the object of search, and the beacons are made in the form of responder beacons located on the divers, the sonar transceiver is located on the supply vessel and is configured to request and receive information from the responder beacons, while the input of the computing unit is connected to the echo sounder outputs, doppler -lag, biometric sensor, heading sensor, roll, trim, second receiver of the external navigation system, depth detection device, timer, one of the outputs of the computing unit is connected to the second hydroac

Description

Полезная модель относится к гидроакустическим системам подводной навигации и предназначена для точного определения местоположения водолазов, перемещения по заданному маршруту, для повышения безопасности и исключения нарушения жизнедеятельности водолазов в процессе выполнения работ и нахождения под водой, может использоваться как при свободном плавании, так и при установке на водолазное транспортное средство.The utility model relates to hydroacoustic systems for underwater navigation and is designed to accurately determine the location of divers, move along a given route, to increase safety and to exclude disturbances in the life of divers during work and being under water, can be used both when swimming freely and when installed on diving vehicle.

Известна «Система определения местоположения и дальности для водолазов» (Патент № US 2007140057 (A1), опубл.: 2007-06-21), в которой система для водолазов указывает водолазу положение, и дальность относительно текущего местоположения судна. Система для водолазов включает передатчик, приемник, монитор, и датчик глубины, объединенный с приемником или монитором. Водолаз может приложить монитор к удобной части тела (например, запястье), или компенсатору плавучести. Передатчик расположен на судне, и излучает кодируемое сообщение на частоте, подходящей для передачи через воду. Модуль приемника несет водолаз (например, приложен к аквалангу водолаза), и он включает три приемника, которые независимо получают кодируемое сообщение от передатчика. Логическая схема в приемнике осуществляет триангуляционную обработку по полученным сигналам. Кроме того, по амплитуде полученных сигналов логическая схема может определить расстояние до передатчика. Монитор отображает глубину водолаза, расстояние до передатчика (лодки), и стрелку, которая указывает направление на передатчик (судно). Если антенна передатчика подводная, но около поверхности воды, логическая схема в приемнике может вычислить горизонтальное расстояние до судна с использованием информации о глубине, полученной из датчика глубины и известного расстояния от передатчика. Как другой пример, множество передатчиков может быть расположено на морском дне, чтобы сформировать направление движения для водолазов. Кроме того, множество портативных передатчиков может быть помещено водолазами в стратегических местах. Следовательно, передатчики могут использоваться, чтобы указать обратный путь для водолазов, даже если их направление потеряно, или их видимость затемнена илом.The known "System for determining the location and range for divers" (Patent No. US 2007140057 (A1), publ.: 2007-06-21), in which the system for divers indicates to the diver the position and range relative to the current location of the vessel. The system for divers includes a transmitter, a receiver, a monitor, and a depth sensor combined with a receiver or monitor. A diver can attach the monitor to a comfortable part of the body (such as the wrist), or to a buoyancy compensator. The transmitter is located on the ship and emits a coded message at a frequency suitable for transmission through water. The receiver module carries a diver (for example, attached to a diver's scuba gear), and it includes three receivers that independently receive an encoded message from the transmitter. The logic circuitry in the receiver performs triangulation processing on the received signals. In addition, by the amplitude of the received signals, the logic circuit can determine the distance to the transmitter. The monitor displays the depth of the diver, the distance to the transmitter (boat), and the arrow that indicates the direction to the transmitter (vessel). If the transmitter antenna is underwater, but near the surface of the water, the receiver logic can calculate the horizontal distance to the vessel using the depth information obtained from the depth sensor and the known distance from the transmitter. As another example, a plurality of transmitters may be located on the seabed to form a direction of travel for divers. In addition, many portable transmitters can be placed by divers in strategic locations. Consequently, transmitters can be used to indicate the return path for divers, even if their direction is lost or their visibility is obscured by silt.

Недостатком данного изобретения является возможность системы отображать на мониторе только направление на судно и невозможность задания маршрута движения.The disadvantage of this invention is the ability of the system to display on the monitor only the direction to the ship and the inability to set the route.

Известно изобретение «Компьютер водолаза» (Заявка № WO 2005082707 (А1) Опубликовано: 2005-09-09), который может быть использован водолазом во время погружения под воду, включающий измерительный прибор времени, посредством которого может быть измерено время погружения, измерительный прибор глубины, посредством которого измеряют глубину погружения, на которой водолаз оказывается, устройство памяти для хранения данных и шагов программы, вычислитель, который определяет величину времени и глубину погружения в соответствии, по крайней мере, с одной данной программой, монитор, показывающий измеренные величины, полученные вышеупомянутыми измерительными приборами.The invention is known as a “Diver Computer” (Application No. WO 2005082707 (A1) Published: 2005-09-09), which can be used by a diver during a dive, including a time meter, by which a diving time can be measured, depth gauge by means of which the depth of immersion at which the diver is measured, a memory device for storing data and program steps, a calculator that determines the amount of time and depth of immersion in accordance with at least one data second program, monitor, showing the measured values obtained by the above-mentioned measuring devices.

Недостатком данного изобретения является отсутствие задания и указания траектории движения водолаза.The disadvantage of this invention is the lack of tasks and directions of the diver.

Известно изобретение «Терминал для водолаза и способ» (Патент № KR 100761905 (В1), опубликовано: 2007-09-28, Опубликовано: 2007-09-28), который позволяет водолазам проверить положения других водолазов во время подводного плавания. Терминал для водолаза состоит из GPS (глобальная система навигации и определения положения) приемника, установленного в терминале; дисплейный блок отображения, установленный на внешней поверхности терминала, чтобы показать заданные справочные координаты и информацию положения водолаза, полученную через приемник GPS; блок управления, установленный на внешней поверхности терминала, чтобы вручную установить справочные координаты, выполняющий различные функции управления, отображения; и информационный приемник положения, расположенный в терминале, чтобы получить информацию положения о других терминалах заданной группы. Блок управления передает информацию положения, предоставленную от информационного приемника положения на дисплейный блок отображения.The invention is known "Terminal for a diver and method" (Patent No. KR 100761905 (B1), published: 2007-09-28, Published: 2007-09-28), which allows divers to check the positions of other divers during scuba diving. The terminal for the diver consists of a GPS (global navigation and positioning system) receiver installed in the terminal; a display display unit mounted on the outer surface of the terminal to show predetermined reference coordinates and diver position information obtained through the GPS receiver; a control unit mounted on the outer surface of the terminal to manually set reference coordinates performing various control, display functions; and a position information receiver located in the terminal to obtain position information about other terminals of a given group. The control unit transmits position information provided from the position information receiver to a display display unit.

Недостатком данного изобретения является отсутствие указания заданного маршрута движения и текущей траектории движения.The disadvantage of this invention is the lack of an indication of a given route and the current trajectory.

Данное изобретение является наиболее близким техническим решением к заявляемому техническому решению «Подводный блок водолаза», т.е прототипом.This invention is the closest technical solution to the claimed technical solution "Underwater block diver", ie prototype.

Известна полезная модель «Гидроакустическая система подводной навигации для водолазов» (патент №97539, опубл.: 10.09.2010), включающая навигационную базу из множества плавучих маяков (3) и портативный гидроакустический приемник (2) водолаза (1). Каждый из плавучих маяков (3) содержит приемник внешней навигационной системы (6), приемная часть (4) которого установлена над поверхностью воды, для определения координат своего местоположения в режиме реального времени, и гидроакустический передатчик (5), выполненный с возможностью передачи гидроакустического сигнала, включающего информацию о текущих координатах местоположения плавучего маяка (3) на портативный гидроакустический приемник (2). Портативный гидроакустический приемник (2) выполнен с возможностью приема сигналов от гидроакустических передатчиков (5) плавучих маяков (3), дальнейшего вычисления на базе принятых сигналов текущих координат местоположения водолаза (1) и отображения информации, касающейся вычисленных текущих координатах местоположения водолаза (1). Система является относительно простой при ее установке и эксплуатации и позволяет не только с достаточно высокой точностью определять координаты абсолютного местоположения водолаза (1), но и его относительное местоположение, т.е. местоположение относительно других надводных или подводных объектов (7, 9), оборудованных соответствующими передатчиками (8, 10).A useful model is known “Hydroacoustic system of underwater navigation for divers” (patent No. 97539, publ.: 09/10/2010), including a navigation base of many floating beacons (3) and a portable sonar receiver (2) for a diver (1). Each of the floating beacons (3) contains a receiver of the external navigation system (6), the receiving part (4) of which is installed above the surface of the water to determine the coordinates of its location in real time, and a sonar transmitter (5), configured to transmit a sonar signal including information on the current coordinates of the location of the floating beacon (3) to a portable sonar receiver (2). Portable sonar receiver (2) is configured to receive signals from sonar transmitters (5) of floating beacons (3), further calculate, based on the received signals, the current coordinates of the diver’s location (1) and display information regarding the calculated current coordinates of the diver’s location (1). The system is relatively simple during its installation and operation and allows not only with sufficiently high accuracy to determine the coordinates of the absolute location of the diver (1), but also its relative location, i.e. location relative to other surface or underwater objects (7, 9), equipped with appropriate transmitters (8, 10).

Недостатком данной полезной является снижение точности определения координат при наличии волнения, течения, наличие плавающих маяков, мешающих навигации, проведение дополнительных операций по расстановке плавающих маяков.The disadvantage of this useful is the decrease in the accuracy of determining the coordinates in the presence of excitement, currents, the presence of floating beacons that impede navigation, and additional operations to arrange floating beacons.

Данная полезная модель является наиболее близким техническим решением к заявляемому техническому решению, т.е прототипом.This utility model is the closest technical solution to the claimed technical solution, i.e. a prototype.

Задачей, для решения которой предлагается полезная модель, является повышение точности определения координат при сложных гидрометеорологических условиях, возможность задания маршрута движения и текущей траектории движения водолазов как в абсолютных, так и в относительных системах координат, исключение аппаратуры, плавающей на поверхности воды, упрощение эксплуатации гидроакустической системы подводной навигации.The problem for which a useful model is proposed is to increase the accuracy of determining coordinates under difficult hydrometeorological conditions, the ability to specify the route of movement and the current trajectory of divers in both absolute and relative coordinate systems, the exclusion of equipment floating on the surface of the water, simplifying the operation of sonar underwater navigation systems.

Данная задача решается созданием гидроакустической системы подводной навигации для водолазов, содержащей обеспечивающее судно с расположенной на нем аппаратурой, по меньшей мере, один маяк, гидроакустический приемоизлучатель, приемник внешней навигационной системы, устройство определения глубины, таймер, устройство отображения, в которую дополнительно введены первый гидроакустический приемо-передатчик, расположенный на обеспечивающем судне, подводный блок водолаза, который содержит эхолот, доплер-лаг, по меньшей мере, один биометрический датчик, датчик курса, крена, дифферента, второй приемник внешней навигационной системы, второй гидроакустический приемо-передатчик, устройство определения глубины, таймер, вычислительный блок, осуществляющий вычисление текущих координат по данным, получаемым от эхолота, доплер-лага, датчика курса, крена, дифферента, приемников внешней навигационной системы, при этом устройство отображения, выполнение с возможностью отображения текущей траектории движения и заданного маршрута движения, по меньшей мере, одного водолаза, между обеспечивающим судном, водолазом и объектом поиска, а маяки выполнены в виде маяков-ответчиков, расположеных на водолазах, гидроакустический приемоизлучатель расположен на обеспечивающем судне и выполнен с возможностью запроса и приема информации от маяков-ответчиков, при этом вход вычислительного блока соединен с выходами эхолота, доплер-лага, биометрического датчика, датчика курса, крена, дифферента, второго приемника внешней навигационной системы, устройства определения глубины, таймера, один из выходов вычислительного блока соединен со вторым гидроакустическим приемо-передатчиком, а второй выход соединен с устройством отображения.This problem is solved by the creation of a hydroacoustic system of underwater navigation for divers, comprising a vessel with equipment located on it, at least one beacon, a sonar receiver, an external navigation system receiver, a depth determination device, a timer, a display device, into which the first sonar is additionally introduced a transceiver located on a supply vessel, an underwater diver unit that contains an echo sounder, a doppler log, at least one biometric sensor, heading sensor, roll, trim, second receiver of the external navigation system, second sonar transceiver, depth measuring device, timer, computing unit that calculates the current coordinates from the data received from the echo sounder, Doppler lag, heading sensor, roll , trim, receivers of the external navigation system, wherein the display device is configured to display the current path of motion and a given path of at least one diver between both a printing vessel, a diver and a search object, and the beacons are made in the form of responder beacons located on the divers, the sonar transceiver is located on the supply vessel and is configured to request and receive information from the responder beacons, while the input of the computing unit is connected to the echo sounder outputs, Doppler lag, biometric sensor, heading sensor, roll, trim, second receiver of the external navigation system, depth detection device, timer, one of the outputs of the computing unit is connected with a second sonar transceiver, and the second output is connected to a display device.

Кроме того, на судне расположена надводная станция гидроакустической связи, а на водолазе расположена подводная станция гидроакустической связи, обеспечивающие голосовую гидроакустическую связь.In addition, the ship has a surface sonar station, and a diver has an underwater sonar station providing voice-activated sonar communication.

Кроме того, в качестве приемников внешней навигационной системы использована спутниковая система GPS.In addition, the GPS satellite system was used as receivers of the external navigation system.

Кроме того, гидроакустический приемоизлучатель выполнен портативным.In addition, the sonar transceiver is made portable.

Также данная задача решается созданием подводного блока водолаза, содержащего устройство отображения, вычислительный блок, в который дополнительно введены эхолот, доплер-лаг, по меньшей мере, один биометрический датчик, датчик курса, крена, дифферента, второй приемник внешней навигационной системы, второй гидроакустический приемо-передатчик, устройство определения глубины, таймер, причем вычислительный блок осуществляет вычисление текущих координат по данным, получаемым от эхолота, доплер-лага, датчика курса, крена, дифферента, приемников внешней навигационной системы, устройства отображения, выполненного с возможностью отображения текущей траектории движения и заданного маршрута движения, по меньшей мере, одного водолаза, между обеспечивающим судном, водолазом и объектом поиска, при этом вход вычислительного блока соединен с выходами эхолота, доплер-лага, биометрического датчика, датчика курса, крена, дифферента, второго приемника внешней навигационной системы, устройства определения глубины, таймера, один из входов которого соединен с вторым гидроакустическим приемо-передатчиком, а второй выход соединен с устройство отображения.This problem is also solved by creating an underwater diver unit containing a display device, a computing unit, which additionally includes an echo sounder, a doppler log, at least one biometric sensor, a heading sensor, roll, trim, a second receiver of the external navigation system, and a second sonar receiver -transmitter, device for determining the depth, timer, and the computing unit calculates the current coordinates from the data received from the echo sounder, Doppler lag, heading sensor, roll, trim, receiver of an external navigation system, a display device configured to display the current trajectory and a given route of movement of at least one diver between the supply vessel, the diver and the search object, while the input of the computing unit is connected to the outputs of the echo sounder, doppler lag, a biometric sensor, heading sensor, roll, trim, the second receiver of the external navigation system, a device for determining depth, a timer, one of the inputs of which is connected to the second sonar by the transmitter and the second output is connected to the display device.

Работа гидроакустической системы подводной навигации для водолазов иллюстрируется чертежами.The operation of the underwater navigation system for divers is illustrated by drawings.

На фиг.1 дана схема обмена данными в системе подводной навигации для водолазов. На фиг.2 дана структурно-функциональная схема подводного блока водолаза. Гидроакустическая система подводной навигации для водолазов (фиг.1, 2) содержит обеспечивающее судно 1 с расположенной на нем аппаратурой, по меньшей мере, один маяк-ответчик 2, расположенные на водолазах 3, гидроакустический приемоизлучатель 4, расположенный на обеспечивающем судне 1, приемник внешней навигационной системы 5, первый гидроакустический приемо-передатчик 6, расположенные на обеспечивающем судне 1, подводный блок водолаза 7, который содержит эхолот 8, доплер-лаг 9, по меньшей мере, один биометрический датчик 10, датчик курса, крена, дифферента 11, второй приемник внешней навигационной системы 12, второй гидроакустический приемо-передатчик 13 с возможностью передачи гидроакустического сигнала, включающего информацию о текущих координатах своего местоположения, устройство определения глубины 14, таймер 15, вычислительный блок 16, осуществляющий вычисление текущих координат по данным, получаемым от эхолота 8, доплер-лага 9, датчика курса, крена, дифферента 11, приемников внешней навигационной системы 5, 12, в качестве которых использована спутниковая система GPS, устройство отображения 17, выполненное с возможностью отображения текущей траектории движения и заданного маршрута движения, по меньшей мере, одного водолаза, между обеспечивающим судном, водолазом и объектом поиска. При этом вход вычислительного блока 16 соединен с выходами эхолота 8, доплер-лага 9, биометрического датчика 10, датчика курса, крена, дифферента 11, второго приемника внешней навигационной системы 12, устройства определения глубины 14, таймера 15, один из входов которого соединен с вторым гидроакустическим приемо-передатчиком 13, а второй выход соединен с устройство отображения 17. На судне расположена надводная станция гидроакустической связи 18, а на водолазе расположена подводная станция гидроакустической связи 19, которые обеспечивают голосовую гидроакустическую связь.Figure 1 is a diagram of the exchange of data in an underwater navigation system for divers. Figure 2 is a structural and functional diagram of an underwater diver unit. The hydroacoustic system of underwater navigation for divers (FIGS. 1, 2) comprises a supply vessel 1 with equipment located on it, at least one transponder beacon 2 located on divers 3, a hydroacoustic receiver 4 located on the supply vessel 1, an external receiver navigation system 5, the first sonar transceiver 6 located on the supply vessel 1, an underwater diver unit 7, which contains an echo sounder 8, doppler lag 9, at least one biometric sensor 10, heading sensor, roll, afferent 11, the second receiver of the external navigation system 12, the second sonar transceiver 13 with the possibility of transmitting a sonar signal, including information about the current coordinates of its location, a device for determining the depth of 14, a timer 15, a computing unit 16 that calculates the current coordinates from the data received from the echo sounder 8, Doppler lag 9, heading sensor, roll, trim 11, receivers of the external navigation system 5, 12, which use the GPS satellite system, the device expressions 17 configured to display the current trajectory and predetermined movement route, at least one diver between providing ship by a diver and object search. The input of the computing unit 16 is connected to the outputs of the echo sounder 8, doppler lag 9, biometric sensor 10, heading sensor, roll, trim 11, second receiver of the external navigation system 12, depth determination device 14, timer 15, one of the inputs of which is connected to the second sonar transceiver 13, and the second output is connected to the display device 17. On the vessel there is a surface sonar station 18, and on the diver there is an underwater sonar station 19 that provide voices th sonar communications.

Подводный блок водолаза 7 при проведении навигационных работ водолаз держит в руках. Гидроакустические приемо-передатчики 6, 13 обеспечивают обмен цифровой информацией между обеспечивающим судном 1 и водолазами 3. Гидроакустический приемоизлучатель 4 может быть выполнен в портативном исполнении.The diver holds the underwater diver unit 7 during navigational work. Hydroacoustic transceivers 6, 13 provide the exchange of digital information between the supplying vessel 1 and the divers 3. The hydroacoustic transceiver 4 can be performed in a portable design.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В заданном районе для производства подводно-технических работ располагают обеспечивающее судно 1 с находящимся на нем гидроакустическим приемоизлучателем 4, приемником внешней навигационной системы 5, в качестве которой может быть использована спутниковая система GPS, которая определяет географические координаты судна и передает их через первый гидроакустический приемо-передатчик 6 на подводный блок водолаза 7, надводную станцию гидроакустической связи 18, обеспечивающей звуковую связь между водолазом 3 и обеспечивающим судном 1. Водолаз 3 в начальной точке спуска (находясь над поверхностью воды), а также в произвольной точке маршрута при всплытии, с помощью второго приемника внешней навигационной системы 12 определяет координаты в начальной (или в произвольной при всплытии) точке спуска. Спуск может осуществляться как с обеспечивающего судна, так и с другого судна или с берега. На водолазе 3 расположен один маяк-ответчик 2, подводная станция гидроакустической связи 19 и в руках он держит подводный блок водолаза 7. Система позволяет регистрировать координаты нескольких водолазов. Полученные координаты начальной точки спуска вводятся в вычислительный блок 16, затем задаются координаты точек движения по маршруту и также вводятся в вычислительный блок 16. На экране устройства отображения 17 появляется маршрут движения с указанием курса и дистанции до первой точки маршрута. При движении водолаза на экране отображается траектория движения водолаза и заданный маршрут движения.In a given area for the production of underwater technical operations, a support vessel 1 with a hydro-acoustic receiver-emitter 4 located on it, a receiver of the external navigation system 5, which can be used as a GPS satellite system, which determines the geographical coordinates of the vessel and transmits them through the first hydro-acoustic receiver, is located transmitter 6 to the underwater unit of the diver 7, the surface station of sonar communication 18, providing sound communication between the diver 3 and the providing vessel 1. Aquola 3 at the initial point of descent (from above the water surface), and an arbitrary point on ascent route, via the second external receiver of the navigation system 12 determines the coordinates in the initial (or arbitrary for the ascent) of descent point. The descent can be carried out both from the supporting vessel, and from another vessel or from the shore. On diver 3, there is one transponder beacon 2, an underwater sonar station 19 and in his hands he holds an underwater diver unit 7. The system allows the coordinates of several divers to be recorded. The obtained coordinates of the starting point of the descent are entered into the computing unit 16, then the coordinates of the points of movement along the route are set and also entered into the computing unit 16. On the screen of the display device 17, a movement route appears indicating the course and distance to the first route point. When a diver moves, the screen shows the diver’s trajectory and the specified route.

Счисление пути производится по данным, получаемым от гидроакустического приемоизлучателя 4, который регистрирует сигналы от маяка-ответчика 2, расположенного на водолазе и от приемника внешней навигационной системы 5, которые передаются через первый гидроакустический приемо-передатчик 6 и второй гидроакустический приемопередатчик 13 в вычислительный блок 12, также от доплер-лага 9, который выдает скорость, направление и расстояние, пройденное водолазом за определенное время, от датчика курса, крена, дифферента 11, устройства определения глубины 14 и эхолота 8. Счисление, производимое по данным от этих устройств, позволяет существенно повысить точность определения координат водолаза, учитывать наличие подводных течений.The calculation of the path is made according to the data received from the sonar transceiver 4, which registers the signals from the beacon-transponder 2, located on the diver and from the receiver of the external navigation system 5, which are transmitted through the first sonar transceiver 6 and the second sonar transceiver 13 to the computing unit 12 , also from the Doppler lag 9, which gives the speed, direction and distance traveled by the diver for a certain time, from the heading sensor, roll, trim 11, the device for determining h bins 14 and the sounder 8. Calculus produced on the data from these devices can significantly improve the accuracy of determining the coordinates of the diver, consider the presence of underwater currents.

Географические кооординаты начальной точки спуска водолаза могут быть введены в подводный блок водолаза 7 в ручном режиме или по данным с навигационных приемников GPS. Доплер-лаг 9 использует четырех лучевой излучатель для определения направления и скорости перемещения водолаза под водой. Он в режиме реального времени постоянно излучает и принимает отраженные гидроакустические сигналы, параметры которых используют для расчета скорости движения, скорости подводных течений, высоты над уровнем дна. Датчик курса, крена, дифферента 11 необходим для определения азимута, дополнительно имеется возможность измерения углов положения относительно горизонта (крен, дифферент). Датчик также позволяет задавать и возвращать текущее значение смещения азимута и значение магнитного склонения (разница между направлением на географический и магнитный полюса Земли). Полученные данные необходимы как для ориентирования водолаза, так и исчисления пройденного пути. Он также необходим для контроля крена и дифферента. В качестве датчика курса, крена, дифферента может быть выбрана система ориентирования STC20 производства ЗАО «НТЦ Рисса», выпускаемая серийно. Вычислительный блок 16 использует полученные данные для счисления пройденного пути и определения текущих координат. В качестве вычислительного блока 16 может быть использован контроллер PM-US15W-Z530-R10.The geographic coordinates of the starting point of the diver's descent can be entered into the underwater diver unit 7 in manual mode or according to data from GPS navigation receivers. Doppler log 9 uses a four-beam emitter to determine the direction and speed of a diver underwater. It constantly emits and receives reflected hydroacoustic signals in real time, the parameters of which are used to calculate the speed of movement, the speed of underwater currents, and the height above the bottom. The heading sensor, roll, trim 11 is necessary to determine the azimuth, in addition there is the possibility of measuring position angles relative to the horizon (roll, trim). The sensor also allows you to set and return the current value of the azimuth shift and the value of magnetic declination (the difference between the direction to the geographic and magnetic poles of the Earth). The data obtained are necessary both for orienting the diver and calculating the distance traveled. It is also needed to control roll and trim. As a sensor of heading, roll, trim, the orientation system STC20 manufactured by STC Riesz CJSC, which is produced commercially, can be selected. Computing unit 16 uses the obtained data to reckon the distance traveled and determine the current coordinates. As the computing unit 16 can be used controller PM-US15W-Z530-R10.

Устройство определения глубины 14 необходимо для контроля водолазом глубины погружения и вычисления расстояния, пройденного водолазом (наклонной дальности). Устройство передает получаемые данные на вычислительный блок 16 по любому из протоколов передачи данных: RS-232/RS-422/RS-485. В качестве устройства определения глубины может быть выбран преобразователь давления СДВ-И, производства НПК «ВИП», выпускаемый серийно.The device for determining the depth of 14 is necessary to control the diver's depth of immersion and calculate the distance traveled by the diver (inclined range). The device transmits the received data to the computing unit 16 according to any of the data transfer protocols: RS-232 / RS-422 / RS-485. As a device for determining the depth, an SDV-I pressure transducer manufactured by NPK VIP can be selected, which is mass-produced.

В качестве устройства отображения 17 подойдет любой цветной жидкокристаллический дисплей с диагональю 6,5” с разрешающей способностью 640×480 (800×600) пикселей, имеющий вход для подключения к вычислительному блоку LVDS. Например, промышленная LCD-панель DM-65GH/T-R производства компании IEI (Тайвань).As a display device 17, any 6.5 ”color liquid crystal display with a resolution of 640 × 480 (800 × 600) pixels with an input for connecting to the LVDS computing unit is suitable. For example, industrial LCD-panel DM-65GH / T-R manufactured by IEI (Taiwan).

Биометрический датчик измеряет частоту пульса, по значению величины пульса судят о физиологическом состоянии водолаза, и принимают решение о продолжении или прекращении погружения. В качестве такого датчика может быть использован датчик Wear Link фирмы Polar (Финляндия).A biometric sensor measures the heart rate, judges the physiological state of the diver by the value of the heart rate, and decides whether to continue or stop the dive. As such a sensor, a Wear Link sensor from Polar (Finland) can be used.

Режимы работы изделия обеспечивают отображение пути водолаза как при движении по GPS, так и при движении водолаза по показаниям доплер-лага 9. В процессе движения обязательно отображаются показания встроенного в изделие компаса, а также расстояние до требуемой точки. Учитывая сложность и психологическую нагрузку на водолаза при нахождении под водой, режимы работы изделия переключаются простым нажатием кнопки управления, находящейся на подводном блоке водолаза. При этом независимо от выбранного активного режима и связанного с ним группы датчиков и приборов все неактивные режимы также постоянно функционируют. Выполнение данного требования обеспечивает отсутствие задержки в отображении данных при переключении режимов функционирования.The operating modes of the product provide a diver’s path display both when moving on GPS and when the diver moves according to the readings of the Doppler lag 9. During the movement, the readings of the compass built into the product and the distance to the required point are necessarily displayed. Given the complexity and psychological burden of a diver while underwater, the modes of operation of the product are switched by simply pressing the control button located on the underwater block of the diver. Moreover, regardless of the selected active mode and the associated group of sensors and devices, all inactive modes also constantly operate. The fulfillment of this requirement ensures that there is no delay in the display of data when switching operating modes.

Перед погружением водолаз имеет возможность настройки режимов работы системы в зависимости от поставленной задачи и проверки подключенного оборудования. В процессе погружения водолаз имеет возможность вносить изменения в настройки режимов работы изделия с помощью клавиатуры. Управление режимами работы системы, сопряжения всех подключенных датчиков и устройств обеспечивают программной частью системы.Before diving, the diver has the ability to configure the system’s operating modes depending on the task and check the connected equipment. During the dive, the diver has the ability to make changes to the settings of the product using the keyboard. Management of the system’s operating modes, interfacing of all connected sensors and devices provide the software part of the system.

Таким образом, данная система позволяет производить сбор, обработку, отображение для руководителя водолазных спусков и водолаза данных о параметрах погружения и местоположении водолаза в реальном времени и документирование информации от элементов оборудования (доплеровского лага, спутниковой навигационной системы и т.п.), а также от встроенных датчиков углового положения (курса, крена, дифферента), GPS и глубины, что повышает точность определения координат при сложных гидрометеорологических условиях, исключает наличие аппаратуры, плавающей на поверхности воды, упрощает эксплуатацию гидроакустической системы подводной навигации.Thus, this system allows the collection, processing, display for the leader of diving descents and diver data on the diving parameters and the location of the diver in real time and documenting information from equipment items (Doppler log, satellite navigation system, etc.), as well from built-in sensors of angular position (heading, roll, trim), GPS and depth, which increases the accuracy of determining coordinates under difficult hydrometeorological conditions, eliminates the presence of equipment, melt boiling on the water surface simplifies the operation of sonar system underwater navigation.

Claims (5)

1. Гидроакустическая система подводной навигации для водолазов, содержащая обеспечивающее судно с расположенной на нем аппаратурой, по меньшей мере, один маяк, гидроакустический приемоизлучатель, приемник внешней навигационной системы, устройство определения глубины, таймер, устройство отображения, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены первый гидроакустический приемопередатчик, расположенный на обеспечивающем судне, подводный блок водолаза, который содержит эхолот, доплер-лаг, по меньшей мере, один биометрический датчик, датчик курса, крена, дифферента, второй приемник внешней навигационной системы, второй гидроакустический приемопередатчик, устройство определения глубины, таймер, вычислительный блок, осуществляющий вычисление текущих координат по данным, получаемым от эхолота, доплер-лага, датчика курса, крена, дифферента, приемников внешней навигационной системы, при этом устройство отображения выполнено с возможностью отображения текущей траектории движения и заданного маршрута движения, по меньшей мере, одного водолаза, между обеспечивающим судном, водолазом и объектом поиска, а маяки выполнены в виде маяков-ответчиков, расположеных на водолазах, гидроакустический приемоизлучатель расположен на обеспечивающем судне и выполнен с возможностью запроса и приема информации от маяков-ответчиков, при этом вход вычислительного блока соединен с выходами эхолота, доплер-лага, биометрического датчика, датчика курса, крена, дифферента, второго приемника внешней навигационной системы, устройства определения глубины, таймера, один из выходов вычислительного блока соединен с вторым гидроакустическим приемопередатчиком, а второй выход соединен с устройством отображения.1. Hydroacoustic system of underwater navigation for divers, comprising a providing vessel with equipment located on it, at least one lighthouse, a hydroacoustic receiver, an external navigation system receiver, a depth determination device, a timer, a display device, characterized in that it is additionally introduced the first sonar transceiver located on the supply vessel, an underwater diver unit that contains an echo sounder, a doppler log, at least one biometric sensor, heading sensor, roll, trim, second receiver of the external navigation system, second sonar transceiver, depth gauge, timer, computing unit that calculates the current coordinates from the data received from the echo sounder, Doppler lag, heading sensor, roll, trim, external receivers navigation system, while the display device is configured to display the current trajectory and a given route of movement of at least one diver between the supporting vessel m, by the diver and the object of search, and the lighthouses are made in the form of responder beacons located on the divers, the sonar transceiver is located on the supply vessel and is configured to request and receive information from the responder beacons, while the input of the computing unit is connected to the echo sounder outputs, doppler -lag, biometric sensor, heading sensor, roll, trim, second receiver of the external navigation system, depth determination device, timer, one of the outputs of the computing unit is connected to the second hydraulic actuator a static transceiver, and the second output is connected to a display device. 2. Гидроакустическая система по п.1, отличающаяся тем, что на судне расположена надводная станция гидроакустической связи, а на водолазе расположена подводная станция гидроакустической связи, обеспечивающие голосовую гидроакустическую связь.2. The hydroacoustic system according to claim 1, characterized in that the vessel has a surface sonar station, and a diver has an underwater sonar station providing voice-activated sonar communication. 3. Гидроакустическая система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве приемников внешней навигационной системы использована спутниковая система GPS.3. The hydroacoustic system according to claim 1, characterized in that the GPS satellite system is used as receivers of the external navigation system. 4. Гидроакустическая система по п.1, отличающаяся тем, что гидроакустический приемоизлучатель выполнен портативным.4. The hydro-acoustic system according to claim 1, characterized in that the hydro-acoustic transceiver is made portable. 5. Подводный блок водолаза, содержащий устройство отображения, вычислительный блок, отличающийся тем, что в него дополнительно введены эхолот, доплер-лаг, по меньшей мере, один биометрический датчик, датчик курса, крена, дифферента, второй приемник внешней навигационной системы, второй гидроакустический приемопередатчик, устройство определения глубины, таймер, причем вычислительный блок осуществляет вычисление текущих координат по данным, получаемым от эхолота, доплер-лага, датчика курса, крена, дифферента, приемников внешней навигационной системы, устройства отображения, выполненного с возможностью отображения текущей траектории движения и заданного маршрута движения, по меньшей мере, одного водолаза, между обеспечивающим судном, водолазом и объектом поиска, при этом вход вычислительного блока соединен с выходами эхолота, доплер-лага, биометрического датчика, датчика курса, крена, дифферента, второго приемника внешней навигационной системы, устройства определения глубины, таймера, один из входов которого соединен с вторым гидроакустическим приемопередатчиком, а второй выход соединен с устройством отображения.
Figure 00000001
5. An underwater diver unit containing a display device, a computing unit, characterized in that an additional echo sounder, a doppler log, at least one biometric sensor, a heading sensor, a roll, a trim, a second receiver of the external navigation system, and a second sonar are additionally introduced into it; a transceiver, a device for determining depth, a timer, and the computing unit calculates the current coordinates according to data received from an echo sounder, Doppler lag, heading sensor, roll, trim, receivers of external navigation system, a display device configured to display the current trajectory and a given route of movement of at least one diver between the supply vessel, the diver and the search object, while the input of the computing unit is connected to the outputs of the echo sounder, doppler lag, biometric sensor , heading sensor, roll, trim, the second receiver of the external navigation system, a device for determining depth, a timer, one of the inputs of which is connected to the second sonar transceiver, and the The swarm output is connected to a display device.
Figure 00000001
RU2011131694/28U 2011-07-28 2011-07-28 HYDROACOUSTIC SYSTEM OF UNDERWATER NAVIGATION FOR DIVERS AND THE UNDERWATER DIVER UNIT RU110503U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011131694/28U RU110503U1 (en) 2011-07-28 2011-07-28 HYDROACOUSTIC SYSTEM OF UNDERWATER NAVIGATION FOR DIVERS AND THE UNDERWATER DIVER UNIT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011131694/28U RU110503U1 (en) 2011-07-28 2011-07-28 HYDROACOUSTIC SYSTEM OF UNDERWATER NAVIGATION FOR DIVERS AND THE UNDERWATER DIVER UNIT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU110503U1 true RU110503U1 (en) 2011-11-20

Family

ID=45317106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011131694/28U RU110503U1 (en) 2011-07-28 2011-07-28 HYDROACOUSTIC SYSTEM OF UNDERWATER NAVIGATION FOR DIVERS AND THE UNDERWATER DIVER UNIT

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU110503U1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575045C1 (en) * 2014-10-13 2016-02-10 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" System and method of determining location of diver
RU2618518C1 (en) * 2016-04-05 2017-05-04 Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") Underwater communication unilateral system
RU172196U1 (en) * 2017-02-27 2017-06-30 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") AUTONOMOUS DIVER NAVIGATION INSTRUMENT
RU2695318C1 (en) * 2018-10-18 2019-07-23 Общество с ограниченной ответственностью "ХайТэк" Underwater communication device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575045C1 (en) * 2014-10-13 2016-02-10 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" System and method of determining location of diver
RU2618518C1 (en) * 2016-04-05 2017-05-04 Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") Underwater communication unilateral system
RU172196U1 (en) * 2017-02-27 2017-06-30 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") AUTONOMOUS DIVER NAVIGATION INSTRUMENT
RU2695318C1 (en) * 2018-10-18 2019-07-23 Общество с ограниченной ответственностью "ХайТэк" Underwater communication device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10077983B2 (en) Information display device and method
CN208110051U (en) A kind of underwater measurement system based on unmanned boat
US9223002B2 (en) System and method for determining the position of an underwater vehicle
US6501704B2 (en) Underwater object positioning system
US10551473B2 (en) Underwater tracking system
US10597128B2 (en) Diver navigation, information and safety buoy
US20150330804A1 (en) Information display device and method
US20110188349A1 (en) System and Method of Determining an Underwater Location
CN207181664U (en) A kind of device and system for observing underwater vehicle relative position
Specht et al. Determination of the Territorial Sea Baseline-Aspect of Using Unmanned Hydrographic Vessels.
JP2018084445A (en) Underwater acoustic positioning system
US20060224352A1 (en) Portable unit for determining the position with respect to a reference, particularly for substantially shielded environments
CN110294080A (en) A method of underwater accurate operation is realized using ultra-short baseline
RU110503U1 (en) HYDROACOUSTIC SYSTEM OF UNDERWATER NAVIGATION FOR DIVERS AND THE UNDERWATER DIVER UNIT
JP2003215230A (en) Position detection system for underwater moving body and its method
CN113873481A (en) Underwater intelligent wearable device and use method thereof
WO2019130940A1 (en) Video generation device and video generation method
US9952050B2 (en) Method, system and device for remotely notifying information
RU97539U1 (en) HYDROACOUSTIC SYSTEM OF UNDERWATER NAVIGATION FOR DIVERS
TWM554985U (en) Display of nautical electronic navigation chart and safety warning system
US20160121980A1 (en) Method, system and device for remotely notifying information
US9746328B2 (en) Generation of underwater navigational information
KR101408211B1 (en) Apparatus for measuring position of rov
RU2260191C1 (en) Navigation complex for high-speed ships
TWI493212B (en) Water positioning method and system

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20130729

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20141020

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20160729

NF9K Utility model reinstated

Effective date: 20190521