RU1838797C - Sonar navigation system of acoustic system of floor navigation beacons - Google Patents

Sonar navigation system of acoustic system of floor navigation beacons

Info

Publication number
RU1838797C
RU1838797C SU894736385A SU4736385A RU1838797C RU 1838797 C RU1838797 C RU 1838797C SU 894736385 A SU894736385 A SU 894736385A SU 4736385 A SU4736385 A SU 4736385A RU 1838797 C RU1838797 C RU 1838797C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
outputs
multipliers
output
pair
Prior art date
Application number
SU894736385A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Котяшкин
Владимир Васильевич Охрименко
Михаил Алексеевич Самохвалов
Владимир Николаевич Черников
Евгений Игоревич Шевелев
Original Assignee
Сергей Иванович Котяшкин
Владимир Николаевич Черников
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 Сергей Иванович Котяшкин, Владимир Николаевич Черников filed Critical Сергей Иванович Котяшкин
Priority to SU894736385A priority Critical patent/RU1838797C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1838797C publication Critical patent/RU1838797C/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

i Изобретение относитс  к гидроакустическим навигационным средствам, а имен- Но - к гидроакустическим навигационным системам с короткой (КБЛ) и (или) сверхкороткой (СКБЛ) базовыми лини ми и может быть использовано дл  определени  взаимного местоположени  судна и гидроакустического ма ка, а также дл  определени  Местоположени  подводного буксируемого или автономного аппарата относительно судна обеспечени .i The invention relates to hydroacoustic navigation aids, and specifically, to hydroacoustic navigation systems with short (CBL) and (or) ultra-short (CSC) baselines and can be used to determine the relative position of a ship and a sonar mask, as well as determining the location of the towed or autonomous underwater vehicle relative to the support vessel.

Цель изобретени  - повышение точности определени  местоположени  путем из- мерени  и учета пространственной ориентации системы трех приемных гидроакустических антенн.The purpose of the invention is to improve the accuracy of positioning by measuring and taking into account the spatial orientation of the system of three receiving hydroacoustic antennas.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в ГСН АСМОД (Акустическа  система ма ков донных),, содержащую установленные на подводном объекте гидроакустический передатчик и передающую гидроакустическую антенну, установленные на судне три приемные гидроакустические антенны и датчик вертикальной ориентации судна, а также размещенные на судне три приемника гидроакустических сигналов, опорный генератор , три измерител  гидронавигационных параметров, два вычитэтел , схему ввода данных о скорости звука, два умножител , преобразователь координат (ПК) и индика,- тор местоположени , причем выходы приемных антенн подключены к входам приемников, выходы приемников подключены к первым входам измерителей, выход опорного генератора подключен к вторым входам измерителей, выход первого измерител  подключен к первым входам вычита- телей, выходы второго и третьего измерителей подключены к вторым входам вычитателей, выходы вычитателей подключены к первым входам умножителей, выход схемы ввода данных о скорости звука под- ключен к вторым входам умножителей, два выхода датчика вертикальной ориентации судка подключены к первой паре входов ПК, а два выхода ПК подключены к двум входам индикатора местоположени , введены пе- реключатель и измеритель пространственной ориентации приемных антенн. Введенные в ГСН переключатель и измеритель пространственной ориентации (НПО)  вл ютс  существенными отличительными признаками изобретени . Введение новых узлов обусловливает введение новых св зей , также  вл ющихс  существенными отличительными признаками: два входа переключател  подключены к выходам пер- вого и второго умножителей, перва  пара выходов переключател  подключена к второй паре входов ПК, втора  пара выходов переключател  подключена к паре входов НПО, а пара выходов ИПО подключена к третьей паре входов ПК.This goal is achieved by the fact that in the GSM ASMOD (Acoustic system of bottom beacons), which contains a sonar transmitter and a sonar antenna installed on the underwater object, three receiving sonar antennas and a vertical orientation sensor, as well as three receivers located on the ship sonar signals, a reference generator, three meters of hydro-navigation parameters, two subtractors, a scheme for inputting data on the speed of sound, two multipliers, a coordinate converter ( PC) and indicator, a location tor, with the outputs of the receiving antennas connected to the inputs of the receivers, the outputs of the receivers connected to the first inputs of the meters, the output of the reference generator connected to the second inputs of the meters, the output of the first meter connected to the first inputs of the subtractors, the outputs of the second and third the meters are connected to the second inputs of the subtractors, the outputs of the subtractors are connected to the first inputs of the multipliers, the output of the sound velocity data input circuit is connected to the second inputs of the multipliers, two outputs of the vertical sensor entatsii bowls are connected to the first pair PC inputs, two outputs and the PC are connected to two inputs of the location indicator, pe- reklyuchatel introduced and measuring the spatial orientation of receiving antennas. A switch and a spatial orientation meter (NGO) introduced into the GOS are significant features of the invention. The introduction of new nodes leads to the introduction of new connections, which are also significant distinguishing features: two inputs of the switch are connected to the outputs of the first and second multipliers, the first pair of outputs of the switch is connected to the second pair of inputs of the PC, the second pair of outputs of the switch is connected to the pair of inputs of the NGO, and a pair of IPO outputs is connected to a third pair of PC inputs.

Одним из основных существенных отличий предлагаемой ГСН  вл етс  ИПО приемных антенн. Он содержит три регистра пам ти, три устройства возведени  в квад- рэт, два умножител , два сумматора, устройство извлечени  квадратного корн  и два делител . Первые входы первого и второго умножителей  вл ютс  входами ИПО, вторые входы умножителей подключены к выходу устройства извлечени  квадратного корн , выходы первого, второго и третьего регистров пам ти подключены к соответствующим входам первого, второго и третьего устройств возведени  в квадрат, выходы первого и второго устройств возведени  в квадрат подключены к первому и второму входам первого сумматора, первый и второй входы второго сумматора подключены соответственно к выходу первого сумматора иOne of the main significant differences of the proposed GOS is the receive antenna antennas. It contains three memory registers, three squaring devices, two multipliers, two adders, a square root extractor, and two dividers. The first inputs of the first and second multipliers are IPO inputs, the second inputs of the multipliers are connected to the output of the square root extractor, the outputs of the first, second and third memory registers are connected to the corresponding inputs of the first, second and third squaring devices, the outputs of the first and second devices squaring are connected to the first and second inputs of the first adder, the first and second inputs of the second adder are connected respectively to the output of the first adder and

выходу третьего устройства возведени  в квадрат, выход второго сумматора подключен к входу устройства извлечени  квадратного корн , первый и второй входы первого делител  подключены соответственно к выходам первого регистра пам ти и первого умножител , первый и второй входы второго делител  подключены соответственно к входам второго регистра пам ти и второго ум-. ножител . Выходы первого и второго делителей  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами ИПО.the output of the third squaring device, the output of the second adder is connected to the input of the square root extractor, the first and second inputs of the first divider are connected respectively to the outputs of the first memory register and the first multiplier, the first and second inputs of the second divider are connected respectively to the inputs of the second memory register and second mind. scissors. The outputs of the first and second dividers are respectively the first and second outputs of the IPO.

Введение новых блоков: переключател  и ИПО обусловливает и существенные отличи  вход щего в ГСН ПК. ПК за вл емой ГСН АСМОД содержит первый, второй ; третий регистры пам ти, первый, второй, третий и четвертый умножители, первое и второе устройства возведени  в квадрат, сумматор, вычитатель, устройство извлечени  квадратного корн , первый и второй делители, а также устройство коррекции крена и дифферента (УККД). Первый и второй входы УККД  вл ютс  первой парой входов ПК, первые входы первого и второго умножителей  вл ютс  второй парой входов ПК, входы первого и второго регистров пам ти  вл ютс  третьей парой входов ПК. Вторые входы первого и второго умножителей подключены к выходам первого и второго регистров пам ти, выход первого умножител  подключен к входу первого устройства возведени  в квадрат и первому входу третьего умножител , выход второго умножител  подключен к входу второго устройства возведени  в квадрат и к первому входу четвертого умножител , выход третьего регистра пам ти подключен к вторым входам третьего и четвертого умножителей и к третьему входу УККД, выходы первого и второго устройств возведени  в квадрат подключены к входам сумматора, выход сумматора подключен к входу вычитател , выход -вычитател  подключен к устройству извлечени  квадратного корн , выходы третьего и четвертого умножителей подключены соответственно к первым входам первого и второго делителей, вторые входы первого и второго делителей подключены к выходу устройства извлечени  квадратного корн , выходы первого и второго делителей  вл ютс  соответственно четвертым и п тым входами УККД, а два выхода УККД  вл ютс  двум  выходами ПК.The introduction of new blocks: switch and IPO determines the significant differences between the PC included in the GOS. The PC for the proposed GOS ASMOD contains the first, second; third memory registers, first, second, third and fourth multipliers, first and second squaring devices, adder, subtractor, square root extractor, first and second dividers, and roll and trim correction device (RCD). The first and second inputs of the UCCF are the first pair of PC inputs, the first inputs of the first and second multipliers are the second pair of PC inputs, the inputs of the first and second memory registers are the third pair of PC inputs. The second inputs of the first and second multipliers are connected to the outputs of the first and second memory registers, the output of the first multiplier is connected to the input of the first squaring device and the first input of the third multiplier, the output of the second multiplier is connected to the input of the second squaring device and to the first input of the fourth multiplier , the output of the third memory register is connected to the second inputs of the third and fourth multipliers and to the third input of the ACR, the outputs of the first and second squaring devices are connected to the inputs with the adder, the output of the adder is connected to the input of the subtractor, the output of the subtractor is connected to the square root extractor, the outputs of the third and fourth multipliers are connected respectively to the first inputs of the first and second dividers, the second inputs of the first and second dividers are connected to the output of the square root extractor, the outputs of the first and the second dividers are the fourth and fifth inputs of the UCC, respectively, and the two outputs of the UCC are two outputs of the PC.

УККД содержит два параллельных канала обработки, каждый из которых включает последовательно соединенные делитель, устройство вычислени  обратной тригонометрической функции arctg, сумматор, устройство вычислени  тригонометрическойUCCA contains two parallel processing channels, each of which includes a series-connected divider, a device for calculating the inverse trigonometric function arctg, an adder, a device for calculating the trigonometric

функции tg и умножитель. Вторые входы сумматоров первого и второго каналов  вл ютс  соответственно первым и вторым входами устройства коррекции, вторые входы делителей и вторые входы умножителей объединены и  вл ютс  третьим входом УККД, первые входы делителей первого и второго каналов  вл ютс  соответственно четвертым и п тым входами УККД, а выходы умножителей первого и второго каналов  вл ютс  соответственно первым, и вторым выходами УККД.tg functions and multiplier. The second inputs of the adders of the first and second channels are, respectively, the first and second inputs of the correction device, the second inputs of the dividers and the second inputs of the multipliers are combined and are the third input of the RCD, the first inputs of the dividers of the first and second channels are the fourth and fifth inputs of the RCD, respectively, and the outputs of the multipliers of the first and second channels are respectively the first and second outputs of the RCD.

На фиг. 1 представлена структурна  схема ГСН АСМОД и показано положение системы координат X, Y, Z, св занной с судном при выполнении калибровки антенной системы ГСН и при определении взаимного местоположени  судна и гидроакустического ма ка. На фиг. 2 представлена структурна  схема НПО, на фиг. 3 - структурна  схема ПК, на фиг. 4 - структурна  схема УККД. На фиг, 5 представлена схема переключател . На фиг. 6 показаны геометрические величины и координаты ГСН в системе координат X, Y, Z, св занной с судном.In FIG. Figure 1 shows the ASMOD GOS structural diagram and shows the position of the X, Y, Z coordinate system associated with the vessel when calibrating the GPS antenna system and in determining the relative position of the vessel and the sonar mask. In FIG. 2 is a structural diagram of an NGO; FIG. 3 is a structural diagram of a PC; FIG. 4 is a structural diagram of the UKKD. Fig. 5 is a diagram of a switch. In FIG. Figure 6 shows the geometrical quantities and coordinates of the GOS in the X, Y, Z coordinate system associated with the ship.

ГСН (фиг. 1) содержит установленные на подводном объекте гидроакустический передатчик 1 и передающую гидроакустическую антенну 2, установленные на судне три приемные гидроакустические антенны 3, 4 и 5, причем перва  приемна  антенна 3 прин та за центр системы координат XYZ, и датчик б вертикальной ориентации судна, а также размещенные на судне три приемника гидроакустических сигналов 7, 8 и 9, опорный генератор 10, три измерител  11, 12 и 13 гидронавигационных параметров, два вычитател  14 и 15, схему 16 ввода данных о скорости звука, два умножител  17 и 18, ПК 19, индикатор местоположени  20, переключатель 21, ИПО приемных антенн 22. ИПО 22 (фиг. 2) содержит три регистра пам ти 23. 24 и 25. три устройства 26, 27 и 2.8 возведени  в квадрат, два умножител  29 и 30, два сумматора 31 и 32, устройство 33 извлечени  квадратного корн  и два делител  34 и 35. ПК 19(фиг. 3)содержит первый, второй и третий регистры пам ти 36, 37 и 38, первый, второй, третий и четвертый умножители 39, 40, 41 и 42, первое и второе устройства 43 и 44 возведени  в квадрат, сумматор 45, вычитатель 46, устройство 47 извлечени  квадратного корн , первый и второй делители 48 и 49, а также УККД 50. УККД 50 (фиг. 4) содержит два параллельных канала обработки, каждый из которых включает последовательно соединенные делитель 51 (56 - во втором канале), устройство 52 (57) вычислени  функции arctg, сумматорThe GOS (Fig. 1) contains a sonar transmitter 1 installed on an underwater object and a sonar antenna 2 transmitting, three sonar antennas 3, 4, and 5 mounted on the vessel, the first receiving antenna 3 being received at the center of the XYZ coordinate system, and the vertical sensor b orientation of the vessel, as well as three receivers of hydroacoustic signals 7, 8 and 9 placed on the vessel, a reference generator 10, three meters 11, 12 and 13 of hydro-navigation parameters, two subtractors 14 and 15, a circuit for inputting sound speed data, two multipliers 17 and 1 8, PC 19, location indicator 20, switch 21, IPO of receiving antennas 22. IPO 22 (Fig. 2) contains three memory registers 23. 24 and 25. three squaring devices 26, 27 and 2.8, two multipliers 29 and 30, two adders 31 and 32, a square root extractor 33 and two dividers 34 and 35. PC 19 (Fig. 3) contains first, second and third memory registers 36, 37 and 38, first, second, third and fourth multipliers 39, 40, 41 and 42, first and second squaring devices 43 and 44, adder 45, subtractor 46, square root extractor 47, first and second dividers 48 and 49, as well as UKKD 50. UKKD 50 (Fig. 4) contains two parallel processing channels, each of which includes a series-connected divider 51 (56 in the second channel), an arctg function calculation device 52 (57), an adder

53 (58), устройство 54 (59) вычислени  функции tg и умножитель 55 (60).53 (58), tg function calculator 54 (59) and multiplier 55 (60).

Работа ГСН включает два этапа и заключаетс  в следующем.The operation of the GOS consists of two stages and is as follows.

5На первом этапе производитс  калибровка антенной системы в процессе обработки гидроакустических данных при известных координатах Хм, YM, донного гидроакустического ма ка и координатах5 At the first stage, the antenna system is calibrated in the process of processing sonar data at known coordinates Xm, YM, bottom sonar beacon and coordinates

0 Хс, Yc центра антенной системы, прин тых за центр системы координат. В этом режиме переключатель 21 на два положени  и два направлени  (фиг. 5) соедин ет выходы умножителей 17 и 18 с входами ИПО 22. Излу5 чаемые антенной 2 гидроакустические сигналы передатчика 1 принимаютс  установленными на судне приемными антеннами 3,4, и 5. Антенна 3 принимаетс  за центр системы координат X, Y, Z, св занной с суд0 ном (фиг. 1, 6). Поскольку блок антенн 3, 4 и 5 при первоначальной установке весьма трудно установить в плоскости, параллельной палубе судна, направлени  антенных баз а(3-4) и Ь(3-5) будут составл ть с ос ми0 Xc, Yc of the center of the antenna system, taken as the center of the coordinate system. In this mode, the switch 21 to two positions and two directions (Fig. 5) connects the outputs of the multipliers 17 and 18 with the inputs of the IPO 22. The sonar emitted by antenna 2 of the transmitter 2 are received by the receiving antennas 3,4 and 5 installed on the ship. Antenna 3 is taken as the center of the coordinate system X, Y, Z associated with the ship (Figs. 1, 6). Since the antenna unit 3, 4 and 5 during initial installation is very difficult to install in the plane parallel to the deck of the vessel, the directions of the antenna bases a (3-4) and b (3-5) will be with the axes

5 ОХ и OY некоторые углы 01 и 02 (фиг. 1, 6), характеризующие пространственную ориентацию антенной системы относительно плоскости OXY, параллельной плоскости палубы.5 OX and OY some angles 01 and 02 (Fig. 1, 6), characterizing the spatial orientation of the antenna system relative to the plane OXY, parallel to the plane of the deck.

0 Дл  ГСН и СКБЛ сдвиг фаз Atpa и сигналов, поступающих от приемных антенн 3, 4 и 3, 5 с базами а и b на входы приемников 7, 8 и 9 св зан с углами Я и / между базовыми лини ми а и b и0 For the GOS and SCBL, the phase shift of Atpa and the signals from the receiving antennas 3, 4 and 3, 5 with bases a and b to the inputs of receivers 7, 8 and 9 are connected with the angles I and / between the base lines a and b and

5 направлением прихода гидроакустического сигнала (фиг. 6) соотношени ми5 by the direction of arrival of the hydroacoustic signal (Fig. 6) by the relations

Ki cosA/Сзв,0) Дуъ Ka cos/ /Сзв, (2) где л f0a. n fob, fo - несуща  час0 тота гидроакустического сигнала распростран ющегос  со скоростью звука Сэв.  Ki cosA / Szv, 0) Du Ka cos / / Szv, (2) where l f0a. n fob, fo is the carrier frequency of the sonar signal propagating at the speed of sound Sev.

Поскольку в ГСН с КБ Л разность интервалов времени прихода сигнала от ма ка описываетс  выражени ми, аналогичнымиSince in the GOS with KB L the difference in the time intervals of the arrival of the signal from the beacon is described by expressions similar to

5 (1) и (2), дальнейшую работу ГСН будем рассматривать дл  фазовых измерений. С выходов приемников 7, 8 и 9 сигналы поступают на измерители 11, 12 и 13 гидрон ьигацион- ных параметров, которые измер ют их5 (1) and (2), further work of the GOS will be considered for phase measurements. From the outputs of the receivers 7, 8 and 9, the signals are fed to the meters 11, 12 and 13 of the hydro-navigation parameters, which measure them

0 относительно опорного сигнала генератора 10. В ГСН с СКБЛ на выходе измерителей 11, 12 и 13 формируютс  сигналы0 relative to the reference signal of the generator 10. In the GOS with SCBL at the output of the meters 11, 12 and 13 signals are generated

(рЗ - УЪг) , ( - ) , И (tp5 ,Где(p3 - y2r), (-), and (tp5, where

рз , . рз фазы гидроакустических сиг- 5 налов, принимаемых соответственно антеннами 3, 4 и 5; (for- фаза сигнала опорного генератора. Сигналы (уэз-уЪг), (), и (), попарно поступают на входы вычитателей 14 и 15.rz,. rh phase of hydroacoustic signals 5 received by antennas 3, 4 and 5, respectively; (for is the phase of the signal of the reference generator. The signals (vez-ybr), (), and (), are coupled to the inputs of the subtractors 14 and 15.

Вычитатели вырабатывают сигналы (( pty - Лу% и (рз - ) . которые поступают на первые входы умножителей 17 и 18, на вторые входы которых поступает сигнал С3в со схемы 16 ввода данных о скоро.сти звука. С выходов умножителей 17 и 18 .сигналы cos А С3в и cos/a - Сзв Л эь/К2поступают на входы переключател  21 и, далее, на входы НПО 22. .The subtractors generate signals ((pty - Lu% and (rz -). Which are fed to the first inputs of the multipliers 17 and 18, the second inputs of which receive the signal C3b from the sound velocity data input circuit 16. From the outputs of the multipliers 17 and 18. signals cos А С3в and cos / a - Сз Л е / К2 arrive at the inputs of switch 21 and, further, at inputs of NPO 22..

НПО 22 работает как специализированный вычислитель по аппаратурной реализации алгоритма вычислени  значений cos 6 и cos ft, характеризующих пространственную ориентацию антенной системы 3, 4, 5 относительно плоскости OXY:NPO 22 works as a specialized calculator for the hardware implementation of the algorithm for calculating the values of cos 6 and cos ft, characterizing the spatial orientation of the antenna system 3, 4, 5 relative to the OXY plane:

ХМ(3)XM (3)

coscos

COS 02 Cos 02

)172) 172

: - YM : - YM

cos// (Xl+Yl +H2)1/2cos // (Xl + Yl + H2) 1/2

(4)(4)

Техническа  реализаци  алгоритма (3), (4) ИПО 22 на основе типовых устройств цифровой вычислительной техники заключаетс  в выполнении следующих простых математических операций. В регистрах пам ти 23, 24 и 25 хран тс  значени  координат Хм, YM, Н используемого дл  калибровки донного м з ка. которые возвод тс  в квадрат соответственно устройствами 26, 27 и 28, Два песледовагельных сумматора 31 и 32 формируют величину (Хм +YM +Н ). ас выхода устройства 33 извлечени  квадратного корн  величина (Хм2+Ум2+Н2)1/2 поступает на входы умножителей 29 и 30, На другие вхо-. ды умножителей 29 и 30 поступают значени  cosA и cosfi, с переключател  21, и сформированные ими сигналы cos ДХм2+Ум2+Н2Г/2 и cos/ (XM2+YM2+H2)1/2 поступают на вторые входы делителей 34 и 35, на первые входы которых подаютс  соответственно сигналы Хм и YM-c регистров 23, 24. Таким образом, в режиме калибровки ИПО 22 вырабатывает сигналы cos 0- и cos 62, характеризующие пространственную ориентацию антенн 3, 4 и 5 и поступающие далее, на соответствующие входы ПК 19, где хран тс  в регистрах пам ти 36 и 37.The technical implementation of algorithm (3), (4) of IPO 22 based on typical digital computing devices consists in performing the following simple mathematical operations. The memory registers 23, 24 and 25 store the coordinate values Xm, YM, H used to calibrate the bottom mark. which are squared respectively by devices 26, 27 and 28, Two ice-ic adders 31 and 32 form a value (Xm + YM + H). As the output of the square root extraction device 33, the value (Xm2 + Um2 + H2) 1/2 is supplied to the inputs of the multipliers 29 and 30, and to the other inputs. Then multipliers 29 and 30 receive the values cosA and cosfi from switch 21, and the generated signals cos ДХm2 + Um2 + Н2Г / 2 and cos / (XM2 + YM2 + H2) 1/2 are fed to the second inputs of the dividers 34 and 35, to the first inputs of which are supplied respectively by the signals Xm and YM-c of the registers 23, 24. Thus, in the calibration mode, the IPO 22 generates signals cos 0- and cos 62, which characterize the spatial orientation of the antennas 3, 4 and 5 and then go to the corresponding PC inputs 19, where they are stored in memory registers 36 and 37.

Второй этап работы ГСН  вл етс  основным (режим навигации) и представл ет собой непосредственное определение взаимного местоположени  судна и донного ма ка {или судна и подводного аппарата). В этом режиме переключатель 21 соедин ет входы ПК 19 с выходами умножителей 17 и 18. ПК 19 работает как специализированный вычислитель по аппаратурной реализации алгоритма вычислени  координат Х0. Y0:The second stage of the GOS operation is the main one (navigation mode) and is a direct determination of the relative position of the vessel and the bottom mark (or the vessel and the underwater vehicle). In this mode, the switch 21 connects the inputs of the PC 19 with the outputs of the multipliers 17 and 18. PC 19 works as a specialized computer in the hardware implementation of the coordinate calculation algorithm X0. Y0:

--. -.

H COS A COS 01H COS A COS 01

VilVil

1 - cos A cos 011 - cos A cos 01

cos 2// cos 2 02cos 2 // cos 2 02

H cos//cos 0tH cos // cos 0t

(5)(5)

- c.os:- c.os:

A cos2 0i - cos 2// cos 2 02A cos2 0i - cos 2 // cos 2 02

00

55

00

55

00

55

00

55

(6)(6)

Хран щиес  в регистрах пам ти 36 иЗ/ значени  cos $1 и cos 02, перемножаютс  в умножител х 39 и 40 с текущими измеренными значени ми cos Л и cos/4 (i - номер последовательных гидроакустических измерений в режиме навигации), и далее, - в умно-, жител х 41 и 42 со значени ми Н, поступающими из регистра пам ти 38.The values cos $ 1 and cos 02 stored in the memory registers 36 IZ / are multiplied in multipliers 39 and 40 with the current measured values cos A and cos / 4 (i is the number of consecutive hydroacoustic measurements in navigation mode), and further, in smarts, residents 41 and 42 with H values coming from memory register 38.

гу. О . л гу gu. ABOUT . l gu

Сигналы cos-Ai cos ©in cos ц cos ©2 с выходов устройств 43 и 44 возведени  в квадрат суммируютс  сумматором 45. Вычитатель 46 формирует сигналThe signals cos-Ai cos in cos cos cos 2 2 from the outputs of the squaring devices 43 and 44 are summed by an adder 45. The subtractor 46 generates a signal

(1 -COS2 Ai cos2 0i - cos2/ cos2 02), а устройство 47 извлечени  квадратного корн  сигнал (1 - COS 2 At cos 2 От - cos 2fi cos 2 0).(1 -COS2 Ai cos2 0i - cos2 / cos2 02), and the square root signal extractor 47 (1 - COS 2 At cos 2 From - cos 2fi cos 2 0).

На входы делителей 48 и 49 поступает парасигналов HcosArcos0iAt the inputs of the dividers 48 and 49 receives the parasignals HcosArcos0i

(1 - COS2 Ai cos20i - cos2//; cos2 0;)1/2и H eps//i cos 02(1 - COS2 Ai cos20i - cos2 //; cos2 0;) 1/2 and H eps // i cos 02

(1 -соЗ АгсоЗ 01 -c oi/ i coi 02)1/2 из которых формируютс  значени  координат X0i и Yoi в соответствии с выражени ми (5) и (6). ,.. . . ..(1 -co3 Arco3 01 -c oi / i coi 02) 1/2 of which the coordinates X0i and Yoi are formed in accordance with expressions (5) and (6). , ... . ..

Значени  вычисленных координат Х0 и Yoi поступают на 4-й и 5-й входы УККД 50, в котором производитс  коррекци  крена TJ и дифферента yi, измеренных датчиком 6 вертикальной ориентации судна, согласно алгоритму:The values of the calculated coordinates X0 and Yoi are supplied to the 4th and 5th inputs of the UKKD 50, in which the heel TJ and trim yi are measured, measured by the vessel vertical orientation sensor 6, according to the algorithm:

(arctgX0i/H+),. (7) (arctg Yoi/H+ /i). . (8) УККД может быть реализован на основе типовых устройств вычислительной техники и в двух.параллельных каналах выполн ет следующие операции: деление Xoi/Н и Yoi/H в делител х 51 и 56, выполнение фунX(arctgX0i / H +) ,. (7) (arctan Yoi / H + / i). . (8) UCCA can be implemented on the basis of typical computing devices and in two parallel channels it performs the following operations: division of Xoi / H and Yoi / H in dividers 51 and 56, execution of funX

YcYc

кций arctg arctg -rr- устройствами 52 иktsiy arctg arctg -rr- devices 52 and

НN

НN

57, суммирование сигналов в сумматорах 53 и 58, вычисление функции tg устройствами 54 и 59 и формирование исправленных координат Xii; Yn в умножител х 55 и 60. Значени  вычисленных «координат Хц,. Yir с выходов УККД 50.  вл ющихс  и выходами ПК 19, поступают на индикатор 20.57, the summation of the signals in the adders 53 and 58, the calculation of the function tg devices 54 and 59 and the formation of the corrected coordinates Xii; Yn in the multipliers x 55 and 60. The values of the calculated "coordinates Xz ,. Yir from the outputs of the UCCA 50. being the outputs of the PC 19, go to the indicator 20.

Claims (4)

1. Гидроакустическа  система навига- ций акустической системы донных ма ков, содержаща  установленные на подводном объекте гидроакустический передатчик и передающую гидроакустическую антенну, установленные на судне три приемные гидроакустические антенны и датчик.верти- .калькой ориентации судна, а также фазмещенные на судне три приемника гидроакустических сигналов, опорный генера- iop, три измерител  гидронавигациониых параметров, два вычитател , схему ввода Данных о скорости звука, два умножител , Преобразователь координат и индикатор Местоположени , причем выходы приемных гидроакустических антенн подключены к выходам приемников гидроакустических сиг- Налов, выходы приемников гидроакустиче- фих сигналов подключены к первым входам Измерителей гидронавигационных пара- Метров, выход опорного генератора - к вто- р|ым входамизмерителей гИдронавигационных параметров, выход . первого измерител  гидронавигационных параметров по сигналам первой приемной гидроакустической антенны, прин той за центр системы координат, подключен к пер- входам вычитат.елей, выходы второго и тэетьего измерителей гидронавигационных параметров -.к вторым входам вычитателей, в вычитэтелей -- к первым входам ум- нэжителей. выход схемы данных о скорости з )ука - к вторым входам умножителей, два1. A hydro-acoustic navigation system for the bottom beacons acoustic system, comprising a hydro-acoustic transmitter and a hydro-acoustic antenna installed on the underwater object, three receiving hydro-acoustic antennas and a sensor for vertical orientation of the vessel, as well as three hydro-acoustic receivers located on the vessel signals, reference-iop, three meters of hydro-navigation parameters, two subtracters, input circuit of data on the speed of sound, two multipliers, coordinate converter and indicator Op location, wherein the sonar receiving antenna outputs are connected to the outputs of the receivers sonar The signal catch, receiver outputs gidroakustiche- FIH signals are connected to first inputs gidronavigatsionnyh para- Meters Meters, reference generator output - to a secondary p | vhodamizmeriteley gIdronavigatsionnyh th parameters output. according to the signals of the first receiving hydroacoustic antenna, taken as the center of the coordinate system, is connected to the first inputs of the subtractor, the outputs of the second and the same meter of hydraulic navigation parameters are connected to the second inputs of the subtractors, and to the first inputs of the subtracters, to the first inputs of the nazhetelov. output of the speed data circuit h) decree - to the second inputs of the multipliers, two выхода датчика вертикальной ориентации судна подключены к первой паре входов преобразовател  координат, а два выхода преобразовател  координат-к двух входамthe outputs of the vessel’s vertical orientation sensor are connected to the first pair of inputs of the coordinate transformer, and the two outputs of the coordinate transformer are connected to two inputs 5 индикатора местоположени , отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности определени  местоположени  путем измерени  и учета пространственной ориентации системы трех приемных гидроаку10 стических антенн, в нее введены .переключатель и измеритель пространственной ориентации приемных антенн, причем два входа переключател  подключены к выходам первого и второго умножителей. ,5 location indicator, characterized in that, in order to improve the accuracy of positioning by measuring and taking into account the spatial orientation of the system of three receiving hydro-acoustic antennas, a switch and a measuring device of the spatial orientation of the receiving antennas are introduced into it, and two inputs of the switch are connected to the outputs of the first and second multipliers. , 15 перва  пара выходов переключател  - к второй паре входов преобразователей координат , втора  пара выходов переключателей - к паре входов измерител  пространственной ориентации приемных антенн, а пара15, the first pair of switch outputs - to the second pair of inputs of the coordinate transformers, the second pair of switch outputs - to the pair of inputs of the spatial orientation meter of the receiving antennas, and the pair 0 выходов измерител  пространственной ориентации приемных антенн - к третьей паре входов преобразовател  координат.0 outputs of the measuring instrument for spatial orientation of receiving antennas - to the third pair of inputs of the coordinate transformer. 2. Система по п. 1, о т л и ч а ю ща   с.  тем, что измеритель пространственной ори5 ентации приемных антенн выполнен в виде трех регистров пам ти, трех устройств возведени  в квадрат, двух умножителей, двух сумматоров, устройства извлечени  квад- ратного корн  и двух сумматоров, устройст0 ва извлечени  квадратного корн  и двух делителей, причем первые входы первого и второго умножителей  вл ютс  входами измерител  пространственной ориентации приемных антенн, вторые входы умножите5 лей подключены к выходу устройства извлечени  квадратного корн , выходы первого, второго и третьего регистров пам ти подключены к соответствующим входам первого , второго и третьего устройств возведени 2. The system according to claim 1, r. in that the spatial orientation measuring antenna of the receiving antennas is made in the form of three memory registers, three squaring devices, two multipliers, two adders, a square root extractor and two adders, a square root extractor and two dividers, the first the inputs of the first and second multipliers are the inputs of the spatial orientation meter of the receiving antennas, the second inputs of the multipliers are connected to the output of the square root extractor, the outputs of the first, second and third its memory registers are connected to respective inputs of the first, second and third devices squaring 0 в квадрат, выходы первого и второго устройств возведени  в квадрат подключены к первому и второму входам первого сумматора , первый и второй входы второго сумматора и третьего устройства возведени  в0 squared, the outputs of the first and second squaring devices are connected to the first and second inputs of the first adder, the first and second inputs of the second adder and the third squaring device 5 квадрат, выход второго сумматора подключен к вхбду устройства извлечени  квадратного корн , первый и второй входы первого делител  подключены соответственно к выходам первого регистра пам ти i/. первого .5 square, the output of the second adder is connected to the input of the square root extractor, the first and second inputs of the first divider are connected respectively to the outputs of the first memory register i /. first. 0 умножител , первый и второй входы второго делител  подключены соответственно к выходам второго регистра пам ти и второго умножител , а выходы первого и второго делителей  вл ютс  соответственно пер5 вым и вторым выходами измерител  пространственной ориентации приемных антенн,0 multiplier, the first and second inputs of the second divider are connected respectively to the outputs of the second memory register and the second multiplier, and the outputs of the first and second dividers are the first and second outputs of the spatial orientation meter of the receiving antennas, respectively 3. Система поп. 1,отличающа с  тем, что преобразователь координат выполнен в виде первого, второго и третьего регистров пам ти, первого - четвертого умножителей , первого и второго устройств возведени  в квадрат, сумматора, вычитател , устройства извлечени  квадратного корн , первого и второго делителей, а также устройство коррекции крена и дифферента, причем первый и второй входы устройства коррекции крена и дифферента  вл ютс  первой парой входов преобразовател  координат , первые входы первого и второго умножителей - второй парой входов преобразовател  координат, входы первого и второго регистров пам ти - третьей парой входов преобразовател  координат, вторые входы первого и второго умножителей под- ключены к выходам первого и второго реги- строо пам ти, выход первого умножител  подключен к входу первого устройства возведени  в квадрат и к первому входу третьего умножител , выход второго умно- жители - к пходу второго устройства возве- дени  в квадрат и к первому входу четвертого умножител , выход третьего ре- гистрз пам ти подключен к вторым входам третьего и четвертого умножител  и к треть- ему входу устройства коррекции крена и дифферента, выхода первого и второго устройств возведени  в квадрат подключены к входам сумматора, выход сумматора - к входу вычитэтел , выход которого подключен к устройству извлечени  квадратного корн , выходы третьего и четвертого умножителей подключены соответственно к первым входам первого и второго делителей, вторые входы первого и второго делителей - к выходу устройства извлечени  квадратного корн , выходы первого и второго делителей  вл ютс  соответственно четвертым и п тым входами устройства коррекции крена и дифферента, а два выхода устройства коррекции крена и дифферента  вл ютс  двум  выходами преобразовател  координат.3. Pop system. 1, characterized in that the coordinate converter is made in the form of first, second and third memory registers, first to fourth multipliers, first and second squaring devices, an adder, a subtractor, a square root extractor, a first and second divider, and a roll and trim correction device, wherein the first and second inputs of the roll and trim correction device are the first pair of inputs of the coordinate transformer, the first inputs of the first and second multipliers are the second pair of transform inputs coordinate bodies, the inputs of the first and second memory registers — by the third pair of inputs of the coordinate transformer, the second inputs of the first and second multipliers are connected to the outputs of the first and second registers of memory, the output of the first multiplier is connected to the input of the first squaring device and to the first input of the third multiplier, the output of the second multiplier - to the input of the second squaring device and to the first input of the fourth multiplier, the output of the third memory register is connected to the second inputs of the third and fourth multiplier and to the third input of the roll and trim correction device, the outputs of the first and second squaring devices are connected to the inputs of the adder, the output of the adder is connected to the input of the subtractor, the output of which is connected to the square root extractor, the outputs of the third and fourth multipliers are connected respectively to the first the inputs of the first and second dividers, the second inputs of the first and second dividers to the output of the square root extractor, the outputs of the first and second dividers are fourth and fifth respectively correction apparatus odes roll and pitch, roll and two outputs correction apparatus and trim are two converter outputs coordinates. 4. Система по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю- щ а   с   тем, что устройство коррекции крена и дифферента выполнено в виде двух параллельных каналов обработки, каждый из которых включает в себ  последовательно соединенные делитель, устройство вычислени  обратной тригонометрической функции arctg, сумматор, устройство вычислени  тригонометрической функции tg и умножитель , причем вторые входы сумматоров первого и второго каналов  вл етс  соответственно первым и вторым входами устройства коррекции, вторые входы делителей и вторые входы умножителей объединены и  вл ютс  третьим входом устройства коррекции, первые входы делителей первого и второго каналов  вл ютс  соответственно четвертым и п тым входами устройства.коррекции, а выходы умножителей первого и второго каналов  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами устройства коррекции крена и дифферента.4. The system of claims. 1 and 3, with the exception that the roll and trim correction device is made in the form of two parallel processing channels, each of which includes a series-connected divider, an arctg inverse trigonometric function calculator, an adder, a trigonometric function calculator tg and a multiplier, the second inputs of the adders of the first and second channels being respectively the first and second inputs of the correction device, the second inputs of the dividers and the second inputs of the multipliers are combined the third input of the correction device, the first inputs of the dividers of the first and second channels are the fourth and fifth inputs of the correction device, respectively, and the outputs of the multipliers of the first and second channels are the first and second outputs of the roll and trim correction device, respectively. Ф 1/zZF 1 / zZ Фиг.5Figure 5 JJ
SU894736385A 1989-09-11 1989-09-11 Sonar navigation system of acoustic system of floor navigation beacons RU1838797C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894736385A RU1838797C (en) 1989-09-11 1989-09-11 Sonar navigation system of acoustic system of floor navigation beacons

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894736385A RU1838797C (en) 1989-09-11 1989-09-11 Sonar navigation system of acoustic system of floor navigation beacons

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1838797C true RU1838797C (en) 1993-08-30

Family

ID=21469288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894736385A RU1838797C (en) 1989-09-11 1989-09-11 Sonar navigation system of acoustic system of floor navigation beacons

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1838797C (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2283505C1 (en) Method and device for determining coordinates of a radio radiation source
RU2423719C1 (en) Method for adaptive measurement of spatial parameters of radio-frequency radiation sources and device for realising said method
US20080291089A1 (en) Apparatus and Method for Computing Location of a Moving Beacon Using Time Difference of Arrival and Multi-Frequencies
US9857452B2 (en) Method for locating and positioning using broadcast FM signals and phase difference computation technique
US3798644A (en) Vector velocity system
US3559161A (en) Acoustic position reference system
US3710332A (en) Method and apparatus for finding the direction of signals
US4929958A (en) High precision radar detection system and method
US2940076A (en) Passive position determining system
CN112470023A (en) Positioning method and positioning system for positioning at least one object using wave-based signals
RU2649073C1 (en) Method for determining coordinates of the underwater object by the hydroacoustic system of underwater navigation with an alignment beacon
RU2689281C1 (en) Method for navigation-information support of deep-sea autonomous unmanned underwater vehicle
RU1838797C (en) Sonar navigation system of acoustic system of floor navigation beacons
JP4266669B2 (en) Bistatic orientation detection system and detection method
RU2659810C1 (en) Method and apparatus for determining coordinates of radio emission sources
RU2296341C1 (en) Mode of definition of the coordinates of a radiation source
JPS582764A (en) Direction finding system using hyperbolic navigation
GB2040454A (en) Doppler log
JPH0836042A (en) Gps receiver and speed deciding means using the gps receiver
JP2560632B2 (en) Lightning position locator
US3742435A (en) Fathometer means and method
GB1278275A (en) Radio hyperbolic navigation
GB2096854A (en) Improvements in and relating to direction finding systems
SU802783A1 (en) Altimeter
GB2181238A (en) Automatically locating the position of a sound source