RU2062482C1 - System for determination of position of submersible vehicle - Google Patents

System for determination of position of submersible vehicle Download PDF

Info

Publication number
RU2062482C1
RU2062482C1 SU5004406A RU2062482C1 RU 2062482 C1 RU2062482 C1 RU 2062482C1 SU 5004406 A SU5004406 A SU 5004406A RU 2062482 C1 RU2062482 C1 RU 2062482C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
inputs
input
outputs
multiplier
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Черников
Сергей Иванович Котяшкин
Original Assignee
Владимир Николаевич Черников
Сергей Иванович Котяшкин
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 Владимир Николаевич Черников, Сергей Иванович Котяшкин filed Critical Владимир Николаевич Черников
Priority to SU5004406 priority Critical patent/RU2062482C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2062482C1 publication Critical patent/RU2062482C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: hydroacoustic navigational aids; hydrostatic navigational system of submersible vehicle relative to support ship. SUBSTANCE: transmitting antennae system 1 is mounted on ship's bottom. Antennae are located at distances multiple to half length of acoustic signal wave. Antennae system is made in form of single antenna unit. Submersible vehicle is additionally provided with telemetered information transmitter and transmitting antenna. Hydroacoustic navigational system is additionally provided with receiving unit and telemetered information receiver for calculations of submersible vehicle coordinates in shipboard equipment. Hydroacoustic navigational system combines advantages of traditional systems with short and supershort datum lines and excludes their disadvantages. EFFECT: enhanced accuracy. 4 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к гидроакустическим навигационным средствам, а именно к гидроакустическим системам навигации (ГСН) подводных аппаратов (ПА) относительно судна обеспечения (СО). The invention relates to sonar navigation aids, namely, sonar navigation systems (GOS) of underwater vehicles (PA) relative to the support vessel (SO).

Известны ГСН с длинной базовой линией (ДБЛ), в которых местоположение ПА и СО определяется относительно установленных на морском дне маяков-ответчиков (МО). Такие системы имеют достаточно высокую точность (0,3% от дальности до МО); однако зона их действия ограничена ( примерно до 15 км от МО), расстановка ряда МО требует трудоемкой и дорогостоящей процедуры их калибровки (определения координат), а точность таких систем снижается с увеличением дальности от МО из-за двунаправленной передачи гидроакустического сигнала ( в направлениях СО МО и обратно) и вследствие низкой помехозащищенности приемных антенн СО. Known GOS with a long base line (DBL), in which the location of PA and CO is determined relative to the installed on the seabed of the lighthouse transponders (MO). Such systems have a fairly high accuracy (0.3% of the range to MO); however, their coverage is limited (up to about 15 km from the MO), the arrangement of a number of MOs requires a time-consuming and expensive procedure for their calibration (determination of coordinates), and the accuracy of such systems decreases with increasing distance from the MO due to the bi-directional transmission of the hydroacoustic signal (in the CO MO and vice versa) and due to the low noise immunity of the receiving antennas WITH.

Известны также системы определения местоположения ПА относительно СО, использующие метод короткой базовой линии (КБЛ) или сверхкороткой базовой линии (СКБЛ). Такие ГСН не требуют расстановки МО на дне моря и их калибровки, их зона действия не является ограниченной, поэтому КБЛ и СКБЛ системы повсеместно используются для навигации ПА (как буксируемых, так и автономных) относительно СО. Однако точность КБЛ и СКБЛ систем, обусловленная длиной базовой линии (геометрическим фактором) ниже точности ГСП с ДБЛ, а традиционные ГСН с КБЛ требуют весьма точного геометрического размещения нескольких антенн на днище судна. Кроме того, КБЛ системы обладают недостаточной помехозащищенностью из-за сильного влияния шумов судна на измерения судовых приемных антенн. Поэтому КБЛ системы устанавливают главным образом на специальные суда. Also known are systems for determining the location of PA relative to CO using the short baseline (CBL) or ultra-short baseline (SCBL) method. Such GOSs do not require the arrangement of MOs on the seabed and their calibration, their coverage area is not limited, therefore, the KBL and SKBL systems are widely used for navigation of PA (both towed and autonomous) relative to the SS. However, the accuracy of KBL and SCL systems due to the baseline length (geometric factor) is lower than the accuracy of GPS with DBL, and traditional GSN with KBL require very accurate geometric placement of several antennas on the bottom of the vessel. In addition, KBL systems have insufficient noise immunity due to the strong influence of vessel noise on measurements of ship receiving antennas. Therefore, KBL systems are installed mainly on special vessels.

Известные ГСН с СКБЛ, обладая точностью, сравнимой с КБЛ системами (0,5-1,0% от наклонной дальности до ПА), являются более простыми и дешевыми, поскольку не требуют сложных спуско-подъемных устройств с жестко определенной геометрией, а антенная система СКБЛ выполняется в виде единого антенного блока. Однако весьма близкое (половина длины волны гидроакустического сигнала) расположение гидрофонов в антенном блока является серьезным недостатком, не обеспечивая достаточной помехозащищенности и геометрической точности определения местоположения ПА. The well-known GOS with SKBL, having accuracy comparable to KBL systems (0.5-1.0% of the inclined range to the PA), are simpler and cheaper, since they do not require complex hoisting devices with a rigidly defined geometry, and the antenna system SCBL is performed as a single antenna unit. However, the very close (half wavelength of the hydroacoustic signal) arrangement of hydrophones in the antenna unit is a serious drawback, not providing sufficient noise immunity and geometric accuracy in determining the location of PA.

Недостаточная точность известных КБЛ и СКБЛ систем обусловлена в основном двумя методическими причинами: двусторонней передачей гидроакустических сигналов, требующей приема сигналов в условиях сильных шумов движущегося судна; недостаточной геометрической точностью, обусловленной малыми значениями длин баз по сравнению с ДБЛ. The lack of accuracy of the known CBL and SCBL systems is mainly due to two methodological reasons: two-way transmission of hydroacoustic signals, which requires receiving signals in conditions of strong noise of a moving vessel; insufficient geometric accuracy due to small values of the base lengths compared to DBL.

Известно устройство для определения местоположения подводного аппарата, которое является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к техническому решению и принято за прототип. A device for determining the location of an underwater vehicle, which is the closest in technical essence and the achieved result to a technical solution, is accepted as a prototype.

Устройство для определения местоположения подводного аппарата содержит установленную на днище СО систему передающих антенн, размещенные на СО передающие устройства, генератор частот, опорный генератор, вычислитель координат, дешифратор, датчик вертикальной ориентация СО, гирокомпас и индикатор местоположения, размещенные на ПА приемную антенну, приемник, измеритель временных интервалов, фазоизмеритель, опорный генератор и шифратор, причем входы передающих антенн подключены к выходам соответствующих передающих устройств, входы которых подключены к выходам генератора частот, первый вход генератора частот подключен к выходу опорного генератора, второй вход генератора частот подключен к первому выходу вычислителя координат, первый вход вычислителя координат подключен к выходу дешифратора, второй и третий входы вычислителя координат подключены соответственно к выходу датчика вертикальной ориентации ОС и к выходу гирокомпаса, второй выход вычислителя координат подключен к входу индикатора местоположения, выход приемной антенны ПА подключен к входу приемника, первый и второй выходы приемника подключены соответственно к первым входам измерителя временных интервалов и фазоизмерителя, первый и второй выходы опорного генератора подключены соответственно к вторым входам измерителя временных интервалов и фазоизмерителя, выходы измерителя временных интервалов и фазоизмерителя подключены соответственно к первому и второму входам шифратора, а выход шифратора соединен (посредством кабеля) с входом дешифратора. При этом судовые передающие антенны размещены на днище СО на максимально возможных (определяемых размерами СО) расстояниях друг от друга, реализуя традиционную антенную систему гидроакустической навигации с КБЛ. The device for determining the location of the underwater vehicle contains a system of transmitting antennas installed on the bottom of the CO, transmitting devices located on the CO, a frequency generator, a reference generator, a position calculator, a decoder, a vertical orientation sensor, a gyrocompass and a location indicator placed on the PA receiving antenna, receiver, a time interval meter, a phase meter, a reference generator and an encoder, the inputs of the transmitting antennas being connected to the outputs of the respective transmitting devices, the inputs of which connected to the outputs of the frequency generator, the first input of the frequency generator is connected to the output of the reference generator, the second input of the frequency generator is connected to the first output of the coordinate calculator, the first input of the coordinate calculator is connected to the output of the decoder, the second and third inputs of the coordinate calculator are connected respectively to the output of the vertical orientation sensor OS and the gyrocompass output, the second output of the coordinate calculator is connected to the input of the location indicator, the output of the PA receiving antenna is connected to the receiver input, first the first and second outputs of the receiver are connected respectively to the first inputs of the time interval meter and phase meter, the first and second outputs of the reference generator are connected respectively to the second inputs of the time interval meter and phase meter, the outputs of the time interval meter and phase meter are connected respectively to the first and second inputs of the encoder, and the output the encoder is connected (via cable) to the input of the decoder. In this case, the ship’s transmitting antennas are located on the bottom of the CO at the maximum possible (determined by the size of the CO) distances from each other, realizing the traditional antenna system for hydroacoustic navigation with KBL.

Однако известное устройство обладает недостаточной точностью определения местоположения, принципиально обусловленной особенностями построения ГСН с КБЛ: необходимостью максимального разнесения антенн и их точного и жесткого геометрического размещения на днище судна. Спуско-подъемные устройства судовых антенн известной ГСН достаточно сложны и громоздки. Кроме того, известная ГСН не предназначена для навигации автономных ПА, что ограничивает возможности ее функционирования. Устройство, принятое за прототип, как и другие известные ГСН, не могут разрешить принципиального противоречия КБЛ и СКБЛ систем, заключающегося в том, что точность определения местоположения повышается с увеличением длины базы ГСН, однако увеличение длины базы ведет к технологически сложной установке антенной системы и ее калибровке. Кроме того, при традиционном использовании СКБЛ системы многозначность фазовых измерений не позволяет увеличивать базовую линию (расстояние между гидрофонами) более половины длины волны используемого гидроакустического сигнала, а малое расстояние между элементами СКБЛ, в свою очередь, является причиной высокой восприимчивости к помехам. However, the known device has insufficient accuracy in determining the location, fundamentally due to the features of the construction of the GOS with KBL: the need for maximum diversity of antennas and their accurate and rigid geometric placement on the bottom of the vessel. Launching devices of ship antennas of the well-known GOS are rather complicated and bulky. In addition, the well-known GOS is not intended for navigation of autonomous PAs, which limits the possibilities of its functioning. The device adopted as a prototype, like other well-known GOS, cannot resolve the fundamental contradiction of KBL and SKBL systems, namely, the accuracy of positioning increases with increasing length of the base of the GSN, however, increasing the length of the base leads to a technologically difficult installation of the antenna system and its calibration. In addition, with the traditional use of the SCBL system, the ambiguity of phase measurements does not allow the baseline (distance between hydrophones) to increase more than half the wavelength of the hydroacoustic signal used, and the small distance between the SCBL elements, in turn, is the reason for the high susceptibility to interference.

С этой точки зрения "идеальной" системой подводной навигации можно считать такую ГСН, которая совмещает достоинства КБЛ и СКБЛ систем, достигая компромисса между практически необходимой точностью и сложностью антенной системы. "Идеальная" ГСН, разрешая противоречие между увеличением точности и усложнением антенной системы и ее спуско-подъемных устройств, кроме того, должна использовать преимущества однонаправленной передачи гидроакустического сигнала (только в направлении СО МО) с передачей информации по гидроакустическому каналу связи ( в направлении ПА СО) на вынесенную по отношению к СО антенну, предлагаемое изобретение является определенным шагом в направлении создания "идеальной" ГСН, разрешающей существующие противоречия "точность-сложность-помехозащищенность", т. е. позволяет получить значения точности, близкие к потенциальным, при минимальной конструктивной сложности антенной системы и ее спуско-подъемных устройств. From this point of view, such a GOS that combines the advantages of KBL and SKBL systems can be considered an “ideal” underwater navigation system, reaching a compromise between the practically necessary accuracy and complexity of the antenna system. An “ideal” GOS, resolving the contradiction between increasing accuracy and complicating the antenna system and its hoisting devices, should also take advantage of the unidirectional transmission of the hydroacoustic signal (only in the direction of SO MO) with the transmission of information via the hydroacoustic communication channel (in the direction of PA CO ) to the antenna relative to the CO, the proposed invention is a definite step in the direction of creating an “ideal” GOS that resolves the existing contradictions “accuracy-complexity-interference protection search ", that is, it allows you to get accuracy values close to potential, with minimal structural complexity of the antenna system and its hoisting devices.

Технический результат изобретения повышение точности определения местоположения путем комплексного использования временных и фазовых измерений при одновременном расширении функциональных возможностей за счет определения местоположения автономных подводных аппаратов и при упрощении спуско - подъемных устройств судовых акустических антенн. The technical result of the invention increases the accuracy of positioning by the integrated use of time and phase measurements while expanding functionality by determining the location of autonomous underwater vehicles and by simplifying the launching and lifting devices of marine acoustic antennas.

В системе определения местоположения ПА, содержащей установленную на днище судна систему передающих акустических антенн, размещенные на СО передающие устройства, генератор частот, опорный генератор, вычислитель координат, дешифратор, датчик вертикальной ориентации судна, гирокомпас и индикатор местоположения, размещенные на ПА приемную акустическую антенну, приемник, измеритель временных интервалов, фазоизмеритель, опорный генератор и шифратор, реализуются следующие отличительные признаки:
1) установленная на днище СО система передающих акустических антенн, размещенных на расстояниях, кратных половине длины волны излучаемого сигнала, выполнена в виде единого антенного блока;
2) размещенная на ПА аппаратура дополнительно содержит последовательно соединенные передатчик телеметрической информации и передающую акустическую антенну;
3) система определения местоположения дополнительно содержит вынесенный относительно СО гидроакустический приемный блок, включающий последовательно соединенные приемную антенну и приемник телеметрической информации.In the PA positioning system, comprising a system of transmitting acoustic antennas installed on the bottom of the vessel, transmitting devices placed on the CO, a frequency generator, a reference generator, a position calculator, a decoder, a vessel’s vertical orientation sensor, a gyrocompass, and a position indicator placed on the PA receiving acoustic antenna, a receiver, a time interval meter, a phase meter, a reference generator and an encoder, the following distinctive features are implemented:
1) a system of transmitting acoustic antennas installed on the CO bottom located at distances that are a multiple of half the wavelength of the emitted signal is made in the form of a single antenna unit;
2) the equipment located on the PA further comprises a series-connected telemetry information transmitter and a transmitting acoustic antenna;
3) the positioning system further comprises a remote-sensing hydro-acoustic receiving unit including a receiving antenna and a telemetry information receiver connected in series.

Введение новых узлов, являющихся существенными отличительными признаками, обусловливает введение новых связей: к существующим в прототипе связям, заключающимся в том, что входы передающих антенн подключены к выходам соответствующих передающих устройств, входы которых подключены к выходам генератора частот, первый вход генератора частот подключен к выходу опорного генератора, второй вход генератора частот подключен к первому выходу вычислителя координат, первый вход вычислителя координат подключен к выходу дешифратора, второй и третий входы вычислителя координат подключены соответственно к выходу датчика вертикальной ориентации судна и к выходу гирокомпаса, второй выход вычислителя координат подключен к входу индикатора местоположения, выход приемной антенны ПА подключен к входу приемника, первый и второй выходы приемника подключены соответственно к первый входам измерителя временных интервалов и фазоизмерителя, первый и второй выходы опорного генератора подключены соответственно к вторым входам измерителя временных интервалов и фазоизмерителя, выходы измерителя временных интервалов и фазоизмерителя подключены соответственно к первому и второму входу шифратора, реализуются новые связи: вход передатчика ПА подключен к выходу шифратора, а выход приемника телеметрической информации через кабельтрос подключен к входу дешифратора. The introduction of new nodes, which are significant distinguishing features, leads to the introduction of new connections: to the existing links in the prototype, namely, that the inputs of the transmitting antennas are connected to the outputs of the respective transmitting devices, the inputs of which are connected to the outputs of the frequency generator, the first input of the frequency generator is connected to the output reference generator, the second input of the frequency generator is connected to the first output of the coordinate calculator, the first input of the coordinate calculator is connected to the output of the decoder, the second and third the coordinates of the coordinate calculator are connected respectively to the output of the vessel’s vertical orientation sensor and to the gyrocompass output, the second coordinate calculator output is connected to the location indicator input, the PA receiving antenna output is connected to the receiver input, the first and second receiver outputs are connected respectively to the first inputs of the time interval meter and phase meter, the first and second outputs of the reference generator are connected respectively to the second inputs of the meter time intervals and phase meter, the outputs of the meter of Tell fazoizmeritelya slots and respectively connected to first and second input of the encoder, new connections are realized: PA transmitter input coupled to the output of the encoder, and the output telemetry information through Cable-receiver connected to the input of the decoder.

Новые признаки системы обусловливают существенные отличия входящего в ГСН вычислителя координат. Вычислитель координат заявляемой системы выполнен в виде десяти регистров памяти, восьми умножителей, пяти делителей, двух сумматоров, двух вычитателей, двух устройств возведения в квадрат, устройства извлечения квадратного корня, двух устройств вычисления целой части численного значения, а также устройства коррекции крена и дифферента (УККД), преобразователя координат (ПК) и таймера. Входы первого-пятого регистров памяти являются первым входом вычислителя координат, первый и второй входы УККД являются вторым входом вычислителя координат, первый вход ПК является третьим входом вычислителя координат. Первый и второй входы первого умножителя подключены соответственно к входам первого и шестого регистров памяти, первый и второй входы второго умножителя подключены соответственно к выходам второго и седьмого регистров памяти, первый и второй входы третьего умножителя подключены соответственно к выходам третьего и седьмого регистров памяти, входы первого и второго устройств вычисления целой части численного значения подключены соответственно к выходам второго и третьего умножителей, первый и второй входы первого сумматора подключены соответственно к выходу первого устройства вычислений целой части численного значения и к выходу четвертого регистра памяти, первый и второй входы второго сумматора подключены соответственно к выходу второго устройства вычисления целой части численного значения и к выходу пятого регистра памяти, первый и второй входы четвертого умножителя подключены соответственно к выходу первого сумматора и к выходу шестого регистра памяти, первый и второй входы пятого умножителя подключены соответственно к выходу второго сумматора и к выходу шестого регистра памяти, первые входы первого и второго делителей подключены соответственно к выходам четвертого и пятого умножителей, вторые входы первого и второго делителей подключены соответственно к выходами восьмого и девятого регистров памяти, первые входы третьего и четвертого делителей подключены соответственно к выходам первого и второго делителей, вторые входы третьего и четвертого делителей подключены к выходу седьмого регистра памяти, выход третьего делителя подключен к первому входу шестого умножителя и к входу первого устройства возведения в квадрат, второй вход шестого умножителя подключен к выходу первого умножителя, выход четвертого делителя подключен к выходу второго устройстве возведения в квадрат и к первому входу восьмого умножителя, выход первого устройстве возведения в квадрат подключен к входу первого вычитателя, выход первого вычитателя подключен к первому входу второго вычитателя, выход второго устройства возведения в квадрат подключен к второму входу второго вычитателя, выход второго вычитателя подключен к входу устройства извлечения квадратного корня, выход которого подключен к первому входу седьмого умножителя, второй вход седьмого умножителя подключен к выходу шестого умножителя, выход седьмого умножителя подключен к второму входу восьмого умножителя, первый и второй входы пятого делителя подключены соответственно к выходу восьмого умножителя и к выходу третьего делителя, третий, четвертый и пятый входы УККД подключены соответственно к выходам седьмого умножителя, пятого делителя и первого умножителя, первый и второй выходы УККД подключены соответственно к второму и третьему входам преобразователя координат, вход таймера подключен к выходу девятого регистра памяти. Выход таймера является первым выходом вычислителя координат, первый и второй выходы ПК и выход первого умножителя являются вторым выходом вычислителя координат. New features of the system determine significant differences between the coordinate calculator included in the GOS. The coordinates calculator of the claimed system is made in the form of ten memory registers, eight multipliers, five dividers, two adders, two subtractors, two squaring devices, a square root extraction device, two devices for calculating the integer part of the numerical value, as well as a roll and trim correction device ( UKKD), coordinate converter (PC) and timer. The inputs of the first to fifth memory registers are the first input of the coordinate calculator, the first and second inputs of the UCC are the second input of the coordinate calculator, the first PC input is the third input of the coordinate calculator. The first and second inputs of the first multiplier are connected respectively to the inputs of the first and sixth memory registers, the first and second inputs of the second multiplier are connected respectively to the outputs of the second and seventh memory registers, the first and second inputs of the third multiplier are connected respectively to the outputs of the third and seventh memory registers, the inputs of the first and second devices for calculating the integer part of the numerical value are connected respectively to the outputs of the second and third multipliers, the first and second inputs of the first adder are connected respectively, to the output of the first device for calculating the integer part of the numerical value and the output of the fourth memory register, the first and second inputs of the second adder are connected respectively to the output of the second device for computing the integer part of the numerical value and the output of the fifth memory register, the first and second inputs of the fourth multiplier are connected respectively to the output of the first adder and the output of the sixth memory register, the first and second inputs of the fifth multiplier are connected respectively to the output of the second adder and to the output of of the memory register, the first inputs of the first and second dividers are connected respectively to the outputs of the fourth and fifth multipliers, the second inputs of the first and second dividers are connected respectively to the outputs of the eighth and ninth memory registers, the first inputs of the third and fourth dividers are connected respectively to the outputs of the first and second dividers, the second inputs of the third and fourth dividers are connected to the output of the seventh memory register, the output of the third divider is connected to the first input of the sixth multiplier and to the input of the first squares, the second input of the sixth multiplier is connected to the output of the first multiplier, the output of the fourth divider is connected to the output of the second squaring device and to the first input of the eighth multiplier, the output of the first squaring device is connected to the input of the first subtracter, the output of the first subtractor is connected to the first input of the second subtractor, the output of the second squaring device is connected to the second input of the second subtracter, the output of the second subtractor is connected to the input of the extraction device vadrat root, the output of which is connected to the first input of the seventh multiplier, the second input of the seventh multiplier is connected to the output of the sixth multiplier, the output of the seventh multiplier is connected to the second input of the eighth multiplier, the first and second inputs of the fifth divider are connected respectively to the output of the eighth multiplier and the output of the third divider, the third, fourth and fifth inputs of the UKKD are connected respectively to the outputs of the seventh multiplier, the fifth divider and the first multiplier, the first and second outputs of the UKKD are connected respectively to the second CB and third inputs coordinate converter, timer input connected to the output of the ninth register memory. The timer output is the first output of the coordinate calculator, the first and second PC outputs and the output of the first multiplier are the second output of the coordinate calculator.

УККД выполнено в виде двух параллельных каналов обработки, каждый из которых включает последовательно соединенные делитель, устройство вычисления обратной тригонометрической функции arctg сумматор, устройство вычисления тригонометрической функции tg и умножитель. В УККД вторые входы сумматоров первого и второго каналов являются соответственно первым и вторым входами устройства коррекции, первые входы делителей первого и второго каналов являются соответственно третьим и четвертым входами устройства коррекции, вторые входы делителей и вторые входы умножителей объединены и являются третьим входом УККД, и выходы умножителей первого и второго каналов являются соответственно первым и вторым выходами УККД. The UCCF is made in the form of two parallel processing channels, each of which includes a series-connected divider, a device for calculating the inverse trigonometric function arctg adder, a device for calculating the trigonometric function tg and a multiplier. In the ACAC, the second inputs of the adders of the first and second channels are respectively the first and second inputs of the correction device, the first inputs of the dividers of the first and second channels are the third and fourth 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 ACC, and the outputs multipliers of the first and second channels are respectively the first and second outputs of the UCCA.

ПК выполнен в виде устройства вычисления тригонометрической функции sin, устройства вычисления тригонометрической функции cos, четырех умножителей, сумматора и вычитателя. Входы устройств вычисления тригонометрических функций объединены и являются первым входом ПК, первые входы первого и третьего умножителей объединены и являются вторым входом ПК, первые входы второго и четвертого умножителей объединены и являются третьим входом ПК. Вторые входы первого и второго умножителей подключены к выходу устройства вычисления тригонометрической функции sin, вторые входы третьего и четвертого умножителей подключены к выходу устройства вычисления тригонометрической функции cos, первый и второй входы сумматора подключены соответственно к выходам второго и третьего умножителей, первый и второй входы вычитателя подключены соответственно к выходам четвертого и первого умножителей. Выходы сумматора и вычитателя являются соответственно первым и вторым выходами ПК. The PC is made in the form of a device for calculating the trigonometric function sin, a device for computing the trigonometric function cos, four multipliers, an adder and a subtractor. The inputs of the trigonometric function calculation devices are combined and are the first PC input, the first inputs of the first and third multipliers are combined and are the second PC input, the first inputs of the second and fourth multipliers are combined and are the third PC input. The second inputs of the first and second multipliers are connected to the output of the device for calculating the trigonometric function sin, the second inputs of the third and fourth multipliers are connected to the output of the device for calculating the trigonometric function cos, the first and second inputs of the adder are connected respectively to the outputs of the second and third multipliers, the first and second inputs of the subtractor are connected respectively, to the outputs of the fourth and first multipliers. The outputs of the adder and subtractor are respectively the first and second outputs of the PC.

На фиг. 1 представлена иллюстрация выполнения метода определения местоположения ПА; на фиг.2 показано положение системы координат X, Y, Z связанной с судном; на фиг.3 представлена структурная схема системы навигации ПА, на фиг. 4 структурная схема вычислителя координат; на фиг. 5 - структурная схема УККД; на фиг.6 структурная схема ПК фиг.7 иллюстрирует работу предложенной системы навигации ПА. In FIG. 1 is an illustration of a method for determining the location of a user agent; figure 2 shows the position of the coordinate system X, Y, Z associated with the vessel; figure 3 presents a structural diagram of a navigation system PA, in fig. 4 block diagram of the coordinate calculator; in FIG. 5 is a structural diagram of the UKKD; in Fig.6 block diagram of the PC of Fig.7 illustrates the operation of the proposed navigation system PA.

Система подводной навигации содержит (фиг.1,3) установленную на днище СО систему 1 передающих акустических антенн 6, 7 и 8, размещенную на СО аппаратуру 2, включающую передающие устройства 9, 10 и 11, генератор 12 частот, опорный генератор 13, вычислитель 14 координат, дешифратор 15, датчик 16 вертикальной ориентации судна, гирокомпас 17 и индикатор 18 местоположения, размещенные на подводном аппарате 3 приемную акустическую антенну 19, приемник 20, измеритель 21 временных интервалов, фазоизмеритель 22, опорный генератор 23, шифратор 24, передатчик 25 телеметрической информации, передающую акустическую антенну 26, а также вынесенный относительно судна гидроакустический приемный блок 4, включающий приемную антенну 27 и приемник 28 телеметрической информации, соединенный через кабель-трос 5 с аппаратурой 2 СО. The underwater navigation system contains (Fig. 1,3) a system 1 of transmitting acoustic antennas 6, 7 and 8 installed on the bottom of the CO, located on the CO equipment 2, including transmitting devices 9, 10 and 11, a frequency generator 12, a reference generator 13, a calculator 14 coordinates, decoder 15, vessel vertical orientation sensor 16, gyrocompass 17 and position indicator 18 located on the underwater vehicle 3 receiving acoustic antenna 19, receiver 20, time interval meter 21, phase meter 22, reference generator 23, encoder 24, telemetry transmitter 25 information, transmitting an acoustic antenna 26, as well as a hydroacoustic receiving unit 4 remote from the vessel, including a receiving antenna 27 and a telemetry information receiver 28 connected via cable 5 to the CO equipment 2.

Вычислитель 14 координат содержит (фиг. 4) десять регистров 29-38 памяти, восемь умножителей 39-41, 46, 47, 52, 58 и 59, пять делителей 48-31 и 60, два сумматора 44 и 45, два вычислителя 55 и 56, два устройства 53 и 54 возведения в квадрат, устройство 57 извлечения квадратного корня, два устройства 42 и 43 вычисления целой части численного значения, УККД 61, ПК 62 и таймер 63. The coordinate calculator 14 contains (Fig. 4) ten memory registers 29-38, eight multipliers 39-41, 46, 47, 52, 58 and 59, five dividers 48-31 and 60, two adders 44 and 45, two calculators 55 and 56, two squaring devices 53 and 54, a square root extraction device 57, two devices 42 and 43 for calculating the integer part of the numerical value, UKKD 61, PC 62, and a timer 63.

УККД 61 (фиг. 5) содержит два параллельных канала обработки, каждый из которых включает делитель 64 (69 во втором канале), устройство 65 (70) вычисления функции arctg, сумматор 66 (71), устройство 67 (72) вычисления функции tg и умножитель 68 (73). ПК 62 (фиг.6) содержит устройства 74 и 75 вычисления функций sin и cos, четыре умножителя 76-79, сумматор 80 и вычитатель 81. UKKD 61 (Fig. 5) contains two parallel processing channels, each of which includes a divider 64 (69 in the second channel), an arctg function calculator 65 (70), an adder 66 (71), a tg function calculator 67 (72) and multiplier 68 (73). PC 62 (FIG. 6) contains devices 74 and 75 for calculating the functions sin and cos, four multipliers 76-79, an adder 80, and a subtractor 81.

Система для определения местоположения подводного аппарата работает следующим образом. Установленные на днище судна в едином антенном блоке 1 передающие акустические антенны 6, 7 и 8 (фиг.1-3), размещенные соответственно на расстояниях d1 и d2 кратных половине длины волны λ излучаемого сигнала (

Figure 00000002
Figure 00000003
n1 n2 целые числа), излучают (фиг.7) акустические сигналы частотой f0 ) в моменты времени t1, t2, t3. Эти сигналы принимаются размещенной на ПАЗ приемной антенной 19 в моменты времени соответственно t4, t5 и t6. С выхода приемника 20 сигналы поступают на входы измерителя 21 временных интервалов и фазоизмерителя 22, в которых относительно сигналов опорного генератора 23 измеряются соответственно временные интервалы распространения сигналов Δt1= Tx-T4, и Δt2= Ty-T4 где Tx t5 t4, Ty t6 t5, T4 t2 t1 t3
t4 (фиг.7), и разности фаз ΔΦ1 и ΔΦ2 акустических сигналов, излучаемых соответственно первой 7, 8 и второй 7, 6 парами судовых передающих антенн. В момент t7 антенна 26 излучает стартимпульс длительностью τ, который, отразившись от дна и от поверхности моря, принимается антенной 19 соответственно в моменты времени t8 и t9.Измеренный измерителем 21 интервал времени распространения стартимпульса до поверхности воды Tс (t9 t7)/2, а также измеренные одновременно значения интервалов времени и разностей фаз Dt1, ΔΦ1 и Δt2 ΔΦ2 преобразуются в цифровую форму в шифраторе 24. Цифровые данные о значениях ΔΦ1, Δt1 ΔΦ2, Δt2 и Тс поступают на вход передатчика 25 и далее в интервал времени ( t11, t12 ) через время Tр t11 t7 после начала излучения старт-импульса передаются антенной 26 по гидроакустическому каналу связи путем кодирования акустического сигнала. Кодированный сигнал в течение интервала времени (t13, t14) через время Tр t13 t10 после приема старт-импульса принимается антенной 27 (фиг.7) и с выхода приемника 28 подается на вход дешифратора 15. С выхода дешифратора 15 значения Tс, ΔΦ1, ΔΦ2, Δt1, Δt2 поступают на первый вход вычислителя 14 координат, на второй и третий входы которого поступают сигналы (значения) крена η, дифферента g и курса К с датчика 16 вертикальной ориентации судна и гирокомпаса 17.The system for determining the location of the underwater vehicle operates as follows. Transmitting acoustic antennas 6, 7 and 8 mounted on the bottom of the vessel in a single antenna unit 1 (Figs. 1-3), respectively located at distances d 1 and d 2 that are a multiple of half the wavelength λ of the emitted signal (
Figure 00000002
Figure 00000003
n 1 n 2 integers), emit (Fig. 7) acoustic signals of frequency f 0 ) at times t 1 , t 2 , t 3 . These signals are received placed on the PAZ receiving antenna 19 at times t 4 , t 5 and t 6 , respectively. From the output of the receiver 20, the signals are fed to the inputs of the meter 21 time intervals and phase meter 22, in which relative to the signals of the reference oscillator 23 are measured, respectively, the time intervals of the propagation of signals Δt 1 = T x -T 4 , and Δt 2 = T y -T 4 where T x t 5 t 4 , T y t 6 t 5 , T 4 t 2 t 1 t 3
t 4 (Fig. 7), and phase differences ΔΦ 1 and ΔΦ 2 of acoustic signals emitted by the first 7, 8 and second 7, 6 pairs of ship's transmitting antennas, respectively. At time t 7, antenna 26 emits a start pulse of duration τ, which, reflected from the bottom and from the sea surface, is received by antenna 19 at times t 8 and t 9, respectively. Measured by meter 21, the time interval of the propagation of the start pulse to the water surface is T s (t 9 t 7 ) / 2, as well as simultaneously measured values of time intervals and phase differences Dt 1 , ΔΦ 1 and Δt 2 ΔΦ 2 are converted to digital form in encoder 24. Digital data on the values of ΔΦ 1 , Δt 1 ΔΦ 2 , Δt 2 and T s arrive at the input of transmitter 25 and further to the time interval (t 11, t 12) through Bp mja T p t 11 t 7 after the start of the emission start pulse transmitted by antenna 26 hydroacoustic communication channel by coding an acoustic signal. The encoded signal during the time interval (t 13 , t 14 ) through the time T p t 13 t 10 after receiving the start pulse is received by the antenna 27 (Fig.7) and from the output of the receiver 28 is fed to the input of the decoder 15. From the output of the decoder 15 values T c , ΔΦ 1 , ΔΦ 2 , Δt 1 , Δt 2 are fed to the first input of the coordinate calculator 14, the second and third inputs of which receive signals (values) of the roll η, trim g and course K from the sensor 16 of the vertical orientation of the vessel and gyrocompass 17 .

По входным данным Tc, Dt1, Δt2, ΔΦ1, ΔΦ2, а также исходным данным C, f0, d1, d2, вводимым оператором, вычислитель 14 координат вычисляет координаты Х0, Y0, Z0 ПА3 относительно судна, которые поступают на вход индикатора 18 местоположения. Работа генератора 12 частот регламентируется сигналами таймера 63, входящего в состав вычислителя 14 координат в соответствии с установленным оператором исходным интервалом Δtp определения координат. Генератор 12 частот через интервалы времени Δtp генерирует из сигналов опорного генератора 13 сигналы, поступающие на входы передающих устройств 9, 10 и 11 и далее на входы соответствующих передающих антенн 6, 7 и 8.Using the input data T c , Dt 1 , Δt 2 , ΔΦ 1 , ΔΦ 2 , as well as the initial data C, f 0 , d 1 , d 2 , introduced by the operator, the coordinate calculator 14 calculates the coordinates X 0 , Y 0 , Z 0 PA3 relative to the vessel, which are fed to the input of the location indicator 18. The operation of the frequency generator 12 is regulated by the signals of the timer 63, which is part of the coordinate calculator 14 in accordance with the initial coordinate determination interval Δt p set by the operator. The frequency generator 12 at time intervals Δt p generates from the signals of the reference generator 13 the signals supplied to the inputs of the transmitting devices 9, 10 and 11 and then to the inputs of the corresponding transmitting antennas 6, 7 and 8.

Вычислитель 14 координат (фиг. 14) работает как специализированный вычислитель по аппаратурной реализации алгоритма (1) (5). The coordinate calculator 14 (Fig. 14) works as a specialized calculator for the hardware implementation of algorithm (1) (5).

Z = C•Tc (1)
X = Z•U/(1-U2-V2)1/2, (2)
Y = X•V/U (3)
U = C[ΔΦ1+ent(foΔt1)]/d1fo, (4),
V = C[ΔΦ2+ent(foΔt2)]/d2fo (5),
где С скорость звука
Тc время распространения старт-импульса, излучаемого ПА З, до поверхности воды,
f0 частота акустического сигнала;
ΔΦ1, ΔΦ2- измеренные на ПА З значения разности фаз акустических сигналов, излучаемых соответственно первой 7, 8 и второй 7, 6 парами судовых передающих антенн;
Δt1, Δt2 изморенные на подводном аппарате 3 временные интервалы для акустических сигналов, излучаемых соответственно первой 7, 8 и второй 7, 6 парами судовых передающих антенн;
d1, d2 расстояния между антеннами 7 и 8 первой и 7, 6 второй пар передающих антенн;
ent символ целой части численного значения.Z = C • T c (1)
X = Z • U / (1-U 2 -V 2 ) 1/2 , (2)
Y = X • V / U (3)
U = C [ΔΦ 1 + ent (f o Δt 1 )] / d 1 f o , (4),
V = C [ΔΦ 2 + ent (f o Δt 2 )] / d 2 f o (5),
where C is the speed of sound
T c the propagation time of the start pulse emitted by PA 3 to the surface of the water,
f 0 frequency of the acoustic signal;
ΔΦ 1 , ΔΦ 2 - measured on PA 3 the values of the phase difference of the acoustic signals emitted respectively by the first 7, 8 and second 7, 6 pairs of ship's transmitting antennas;
Δt 1 , Δt 2 time intervals for the acoustic signals emitted by the underwater vehicle 3, emitted by the first 7, 8 and second 7, 6 pairs of ship's transmitting antennas, respectively;
d 1 , d 2 the distance between the antennas 7 and 8 of the first and 7, 6 of the second pair of transmitting antennas;
ent symbol of the integer part of the numerical value.

В регистрах 29-38 памяти хранятся соответственно значения Тс (регистр 29), Δt1(30), Δt2(31) ΔΦ1(32), ΔΦ2(33), С (34), f0 (35), d1 (36), d2 (37) и Δtp(38). Значения Тс, Δt1, Δt2 перемножаются соответственно в умножителях 39, 40 и 41 со значениями С и f0. Сигналы fo•Δt и fo•Δt2 с выходов второго и третьего умножителей 40 и 41 через устройства 42 и 43 вычисления целой части численного значения ent fo•Δt1) и ent foΔt2 подаются на входы первого и второго сумматоров 44 и 45, где суммируются со значениями ΔΦ1 и ΔΦ2. Четвертый и пятый умножители 46 и 47 формируют сигналы c[ΔΦ1+ent(foΔt1)] и c[ΔΦ2+ent(foΔt2)]. Первый и второй делители 48 и 49, а далее третий и четвертый делители 50 и 51 формируют сигналы U и V в соответствии с выражениями (4) и (5). Шестой умножитель 52 вырабатывает сигнал ( Z•U), первое и второе устройства 53 и 54 возведения в квадрат сигналы U2 и V2 соответственно. Первый и второй вычислители 55 и 56, устройство 57 извлечения квадратного корня и седьмой умножитель 58 формируют сигнал Х1 в соответствии с выражением (2), который поступает на третий вход УККД и на вход восьмого умножителя 59. Восьмой умножитель 59 и пятый делитель 60 формируют сигнал Y1 в соответствии с выражением (3), поступающий на 4-й вход УККД. Сигнал Z в соответствии с выражениям (1) поступает на пятый вход УККД.In the registers 29-38 of the memory, the values of T c are stored (register 29), Δt 1 (30), Δt 2 (31) ΔΦ 1 (32), ΔΦ 2 (33), C (34), f 0 (35), d 1 (36), d 2 (37) and Δt p (38). The values of T c , Δt 1 , Δt 2 are multiplied respectively in the multipliers 39, 40 and 41 with the values of C and f 0 . The signals f o • Δt and f o • Δt 2 from the outputs of the second and third multipliers 40 and 41 through devices 42 and 43 calculate the integer part of the numerical value ent f o • Δt 1 ) and ent f o Δt 2 are fed to the inputs of the first and second adders 44 and 45, where they are summed with the values ΔΦ 1 and ΔΦ 2 . The fourth and fifth multipliers 46 and 47 generate signals c [ΔΦ 1 + ent (f o Δt 1 )] and c [ΔΦ 2 + ent (f o Δt 2 )]. The first and second dividers 48 and 49, and then the third and fourth dividers 50 and 51 generate signals U and V in accordance with expressions (4) and (5). The sixth multiplier 52 generates a signal (Z • U), the first and second squaring devices 53 and 54, the signals U 2 and V 2, respectively. The first and second calculators 55 and 56, the square root extractor 57, and the seventh multiplier 58 generate a signal X 1 in accordance with expression (2), which is fed to the third input of the UCC and to the input of the eighth multiplier 59. The eighth multiplier 59 and the fifth divider 60 form the signal Y 1 in accordance with the expression (3), arriving at the 4th input of the UKCD. The signal Z in accordance with the expressions (1) is fed to the fifth input of the UKCD.

В УККД производится коррекция крена η и дифферента g, измeренных датчиком 16 вертикальной ориентации судна. Сигналы Х2, Y2 с выходов УККД подаются на второй и третий входы ПК 62, а с выходов ПК 62 и выхода первого умножителя 39 сигналы Х0, Y0, Z поступают на второй выход вычислителя 14 координат и далее на вход индикатора 18 местоположения. Таймер 63 формирует управляющие работой генератора 12 частот сигналы, поступающие на первый выход вычислителя 14 координат в соответствии с заданным интервалом времени Dtp, хранящимся в регистре 10 памяти.In UKKD correction of the roll η and trim g, measured by the sensor 16 of the vertical orientation of the vessel. The signals X 2 , Y 2 from the outputs of the UCCF are supplied to the second and third inputs of the PC 62, and from the outputs of the PC 62 and the output of the first multiplier 39, the signals X 0 , Y 0 , Z are fed to the second output of the coordinate calculator 14 and then to the input of the location indicator 18 . The timer 63 generates the signals controlling the operation of the frequency generator 12, which are transmitted to the first output of the coordinate calculator 14 in accordance with a predetermined time interval Dt p stored in the memory register 10.

Вычислитель 14 координат может быть реализован на основе типовых устройств вычислительной техники. The coordinate calculator 14 can be implemented on the basis of typical computing devices.

Коррекция крена η и дифферента g, измеренных датчиком 16 вертикальной ориентации судна, производится согласно алгоритму
X2= Z•tg(arctgX1/Z+γ), (6),
Y2= Z•tg(arctgY1/Z+η), (7)
УККД (фиг. 5) может быть реализован на базе типовых вычислительных устройств и в двух параллельных каналах выполняет следующие операции: деление X1/Z и Y1/Z в делителях 64 и 69, выполнение функции arctg устройствами 65 и 70, суммирование сигналов в сумматорах 66 и 71, вычисление функции tg устройствами 67 и 72 и формирование исправленных координат X2 и Y2 в умножителях 68 и 73. Сигналы X2 и Y2 в соответствии с выражениями (6) и (7) с выходов УККД поступают на второй и третий входы ПК 62.The correction of the roll η and trim g, measured by the sensor 16 of the vertical orientation of the vessel, is carried out according to the algorithm
X 2 = Z • tg (arctgX 1 / Z + γ), (6),
Y 2 = Z • tg (arctgY 1 / Z + η), (7)
UKKD (Fig. 5) can be implemented on the basis of typical computing devices and in two parallel channels performs the following operations: division of X 1 / Z and Y 1 / Z in dividers 64 and 69, arctg function performed by devices 65 and 70, summing of signals in adders 66 and 71, the calculation of the function tg devices 67 and 72 and the formation of the corrected coordinates X 2 and Y 2 in the multipliers 68 and 73. The signals X 2 and Y 2 in accordance with expressions (6) and (7) from the outputs and the third inputs of PC 62.

ПК 62 выполняется на основе совокупности типовых вычислительных устройств и реализует алгоритм преобразования координат в соответствии с курсом К судна:
X0= X2•cosK+Y2•sinK, (8),
Y0= -X2•sinK+Y2•cosK. (9)
Устройства 74 и 75 вычисления функций sin и cos формируют сигналы sin K и cos K из сигналов К, поступающих на их вход. Первый умножитель 76 ПК вырабатывает сигнал X2•sin K, второй умножитель 77 ПК сигнал Y2•sin K, третий умножитель 78 сигнал X2•cos K и четвертый умножитель 79 сигнал Y2•cos K. Сформированные сумматором 80 и вычитателем 81 сигналы в соответствии с выражениями (8) и (9) поступают на первый и второй выходы ПК 62 и далее на второй выход вычислителя 14 координат.PC 62 is executed on the basis of a set of typical computing devices and implements an coordinate transformation algorithm in accordance with the ship heading K:
X 0 = X 2 • cosK + Y 2 • sinK, (8),
Y 0 = -X 2 • sinK + Y 2 • cosK. (9)
Devices 74 and 75 for calculating the functions sin and cos form the signals sin K and cos K from the signals K supplied to their input. The first multiplier 76 PC produces a signal X 2 • sin K, the second multiplier 77 PC signal Y 2 • sin K, the third multiplier 78 signal X 2 • cos K and the fourth multiplier 79 signal Y 2 • cos K. The signals generated by the adder 80 and subtractor 81 in accordance with expressions (8) and (9) are supplied to the first and second outputs of the PC 62 and then to the second output of the calculator 14 coordinates.

Система для определения местоположения ПА относительно СО позволяет (по сравнению с известными ГНС, включая прототип) путем комплексного использования временных и фазовых измерений повысить точность определения местоположения ПА при использовании единого антенного блока, не требующего сложных спуско-подъемных устройств и точного геометрического размещения на днище судна, а также расширить функциональные возможности за счет определения местоположения автономных ПА. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 ЫЫЫ6 The system for determining the location of PA relative to CO allows (in comparison with well-known GNSs, including the prototype) through the integrated use of time and phase measurements to increase the accuracy of determining the location of PA using a single antenna unit that does not require complex hoisting devices and precise geometric placement on the bottom of the vessel , as well as expand functionality by determining the location of autonomous user agents. YYY2 YYY4 YYY6

Claims (4)

Система для определения местоположения подводного аппарата относительно судна, содержащая установленную на днище судна систему передающих акустических антенн, размещенные на судне передающие устройства, генератор частот, опорный генератор, вычислитель координат, дешифратор, датчик вертикальной ориентации судна, гирокомпас и индикатор местоположения, размещенные на подводном аппарате приемную акустическую антенну, приемник, измеритель временных интервалов, фазоизмеритель, опорный генератор и шифратор, причем входы передающих антенн подключены к выходам соответствующих передающих устройств, входы которых подключены к выходам генератора частот, первый вход генератора частот подключен к выходу опорного генератора, второй вход генератора частот подключен к первому выходу вычислителя координат, первый вход вычислителя координат подключен к выходу дешифратора, второй и третий входы вычислителя координат подключены соответственно к выходу датчика вертикальной ориентации судна и выходу гирокомпаса, второй выход вычислителя координат подключен к входу индикатора местоположения, выход приемной акустической антенны подводного аппарата подключен к входу приемника, первый и второй выходы приемника подключены соответственно к первым входам измерителя временных интервалов и фазоизмерителя, первый и второй выходы опорного генератора подключены соответственно к вторым входам измерителя временных интервалов и фазовращателя, выходы измерителя временных интервалов и фазоизмерителя подключены соответственно к первому и второму входам шифратора, отличающаяся тем, что установленная на днище судна система передающих акустических антенн, размещенных на расстояниях, кратных половине длины волны излучаемого сигнала, выполнена в виде единого антенного блока, размещенная на подводном аппарате аппаратура дополнительно содержит последовательно соединенные передатчик телеметрической информации, вход которого подключен к выходу шифратора, и передающую акустическую антенну, а система определения местоположения дополнительно содержит вынесенный относительно судна гидроакустический приемный блок, включающий последовательно соединенные приемную антенну и приемник телеметрической информации, выход которого через кабель-трос подключен к входу дешифратора. A system for determining the location of the underwater vehicle relative to the vessel, comprising a system of transmitting acoustic antennas installed on the bottom of the vessel, transmitting devices, a frequency generator, a reference generator, a position calculator, a decoder, a vertical orientation sensor, a gyrocompass and a position indicator located on the underwater vehicle a receiving acoustic antenna, a receiver, a time meter, a phase meter, a reference generator and an encoder, the inputs of the transmitting antenna n are connected to the outputs of the respective transmitting devices, the inputs of which are connected to the outputs of the frequency generator, the first input of the frequency generator is connected to the output of the reference generator, the second input of the frequency generator is connected to the first output of the coordinate calculator, the first input of the coordinate calculator is connected to the output of the decoder, the second and third inputs the coordinate calculator is connected respectively to the output of the vessel’s vertical orientation sensor and the output of the gyrocompass, the second coordinate calculator output is connected to the input of the positions, the output of the receiving acoustic antenna of the underwater vehicle is connected to the input of the receiver, the first and second outputs of the receiver are connected respectively to the first inputs of the time interval meter and phase meter, the first and second outputs of the reference generator are connected respectively to the second inputs of the time interval meter and phase shifter, the outputs of the time interval meter and phase meter are connected respectively to the first and second inputs of the encoder, characterized in that the system installed on the bottom of the vessel and transmitting acoustic antennas located at distances that are a multiple of half the wavelength of the emitted signal, made in the form of a single antenna unit, the equipment located on the underwater vehicle further comprises a series-connected telemetry information transmitter, the input of which is connected to the encoder output, and a transmitting acoustic antenna, and the system the positioning system further comprises a hydroacoustic receiving unit, remote relative to the vessel, including serially connected iemnuyu telemetry antenna and a data receiver, the output of which through a cable-cable connected to the input of the decoder. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что вычислитель координат выполнен в виде десяти регистров памяти, восьми умножителей, пяти делителей, двух сумматоров, двух вычитателей, двух устройств возведения в квадрат, устройства извлечения квадратного корня, двух устройств вычисления целой части численного значения, а также устройства коррекции крена и дифферента, преобразователя координат и таймера, причем входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого регистров памяти являются первым входом вычислителя координат, первый и второй входы устройства коррекции крена и дифферента являются вторым входом вычислителя координат, первый вход преобразователя координат является третьим входом вычислителя координат, первый и второй входы первого умножителя подключены соответственно к выходам первого и шестого регистров памяти, первый и второй входы второго умножителя подключены соответственно к выходам второго и седьмого регистров памяти, первый и второй входы третьего умножителя подключены соответственно к выходам третьего и седьмого регистров памяти, входы первого и второго устройств вычисления целой части численного значения подключены соответственно к выходам второго и третьего умножителей, первый и второй входы первого сумматора подключены соответственно к выходу первого устройства вычисления целой части численного значения и к выходу четвертого регистра памяти, первый и второй входы второго сумматора подключены соответственно к выходу второго устройства вычисления целой части численного значения и выходу пятого регистра памяти, первый и второй входы четвертого умножителя подключены соответственно к выходу первого сумматора и к выходу шестого регистра памяти, первый и второй входы пятого умножителя подключены соответственно к выходу второго сумматора и к выходу шестого регистра памяти, первые входы первого и второго делителей подключены соответственно к выходам четвертого и пятого умножителей, вторые входы первого и второго делителей подключены соответственно к выходам восьмого и девятого регистров памяти, первые входы третьего и четвертого делителей подключены соответственно к выходам первого и второго делителей, вторые входы третьего и четвертого делителей подключены к выходу седьмого регистра памяти, выход третьего делителя подключен к первому входу шестого умножителя и входу первого устройства возведения в квадрат, второй вход шестого умножителя подключен к выходу первого умножителя, выход четвертого делителя подключен к входу второго устройства возведения в квадрат и первому входу восьмого умножителя, выход первого устройства возведения и квадрат подключен к входу первого вычитателя, выход первого вычитателя подключен к первому входу второго вычитателя, выход второго устройства возведения в квадрат подключен к второму входу второго вычитателя, выход второго вычитателя подключен к входу устройства извлечения квадратного корня, выход которого подключен к первому входу седьмого умножителя, второй вход седьмого умножителя подключен к выходу шестого умножителя, выход седьмого умножителя подключен к второму входу восьмого умножителя, первый и второй входы пятого делителя подключены соответственно к выходу восьмого умножителя и выходу третьего делителя, третий, четвертый и пятый входы устройства коррекции крена и дифферента подключены соответственно к выходам седьмого умножителя, пятого делителя и первого умножителя, первый и второй выходы устройства коррекции крена и дифферента подключены соответственно к второму и третьему входам преобразователя координат, вход таймера подключен к выходу десятого регистра памяти, выход таймера является первым выходом вычислителя координат, первый и второй выходы преобразователя координат и выход первого умножителя являются вторым выходом вычислителя координат. 2. The system according to claim 1, characterized in that the coordinate calculator is made in the form of ten memory registers, eight multipliers, five dividers, two adders, two subtractors, two squaring devices, a square root extraction device, two devices for calculating the integer part of the numerical values, as well as roll and trim correction devices, a coordinate transformer and a timer, the inputs of the first, second, third, fourth and fifth memory registers being the first input of the coordinate calculator, the first and second inputs the roll and trim correction devices are the second input of the coordinate calculator, the first input of the coordinate converter is the third input of the coordinate calculator, the first and second inputs of the first multiplier are connected respectively to the outputs of the first and sixth memory registers, the first and second inputs of the second multiplier are connected respectively to the outputs of the second and seventh memory registers, the first and second inputs of the third multiplier are connected respectively to the outputs of the third and seventh memory registers, the inputs of the first and second devices for calculating the integer part of the numerical value are connected respectively to the outputs of the second and third multipliers, the first and second inputs of the first adder are connected respectively to the output of the first device for calculating the integer part of the numerical value and to the output of the fourth memory register, the first and second inputs of the second adder are connected respectively to the output of the second devices for calculating the integer part of the numerical value and the output of the fifth memory register, the first and second inputs of the fourth multiplier are connected respectively but to the output of the first adder and the output of the sixth memory register, the first and second inputs of the fifth multiplier are connected respectively to the output of the second adder and the output of the sixth memory register, the first inputs of the first and second dividers are connected respectively to the outputs of the fourth and fifth multipliers, the second inputs of the first and the second dividers are connected respectively to the outputs of the eighth and ninth memory registers, the first inputs of the third and fourth dividers are connected respectively to the outputs of the first and second dividers, the second the odes of the third and fourth dividers are connected to the output of the seventh memory register, the output of the third divider is connected to the first input of the sixth multiplier and the input of the first squaring device, the second input of the sixth multiplier is connected to the output of the first multiplier, the output of the fourth divider is connected to the input of the second squaring device and the first input of the eighth multiplier, the output of the first erection device and the square is connected to the input of the first subtractor, the output of the first subtractor is connected to the first input of the second subtract the output of the second squaring device is connected to the second input of the second subtractor, the output of the second subtractor is connected to the input of the square root extraction device, the output of which is connected to the first input of the seventh multiplier, the second input of the seventh multiplier is connected to the output of the sixth multiplier, the output of the seventh multiplier is connected to the second input of the eighth multiplier, the first and second inputs of the fifth divider are connected respectively to the output of the eighth multiplier and the output of the third divider, the third, fourth and fifth in the moves of the roll and trim correction device are connected respectively to the outputs of the seventh multiplier, the fifth divider and the first multiplier, the first and second outputs of the roll and trim correction device are connected to the second and third inputs of the coordinate converter, the timer input is connected to the output of the tenth memory register, the timer output is the first output of the coordinate calculator, the first and second outputs of the coordinate converter and the output of the first multiplier are the second output of the coordinate calculator. 3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что устройство коррекции крена и дифферента выполнено в виде двух параллельных каналов обработки, каждый из которых включает последовательно соединенные делитель, устройство вычисления обратной тригонометрической функции arctg, сумматор, устройство вычисления тригонометрической функции tg и умножитель, причем вторые входы сумматоров первого и второго каналов являются соответственно первым и вторым входами устройства коррекции, первые входы делителей первого и второго каналов являются соответственно третьим и четвертым входами устройства коррекции, вторые входы делителей и вторые входы умножителей объединены и являются третьим входом устройства коррекции, а выходы умножителей первого и второго каналов являются соответственно первым и вторым выходами устройства коррекции крена и дифферента. 3. The system of claims. 1 and 2, characterized in that the roll and trim correction device is made in the form of two parallel processing channels, each of which includes a series divider, a device for calculating the inverse trigonometric function arctg, an adder, a device for calculating the trigonometric function tg and a multiplier, the second inputs of the adders the first and second channels are respectively the first and second inputs of the correction device, the first inputs of the dividers of the first and second channels are respectively the third and Werth inputs correction apparatus, the second inputs of dividers and second inputs of the multipliers are combined and the third input of the correction device, and the outputs of the multipliers of the first and second channels are respectively first and second outputs of the roll and pitch correction apparatus. 4. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что преобразователь координат выполнен в виде устройства вычисления тригонометрической функции sin, устройства вычисления тригонометрической функции cos, четырех умножителей, сумматора и вычитателя, причем входы устройств вычисления тригонометрических функций объединены и являются первым входом преобразователя координат, первые входы первого и третьего умножителей объединены и являются вторым входом преобразователя координат, первые входы второго и четвертого умножителей объединены и являются третьим входом преобразователя координат, вторые входы первого и второго умножителей подключены к выходу устройства вычисления тригонометрической функции sin, вторые входы третьего и четвертого умножителей подключены к выходу устройства вычисления тригонометрической функции cos, первый и второй входы сумматора подключены соответственно к выходам второго и третьего умножителей, первый и второй входы вычитателя подключены соответственно к выходам четвертого и первого умножителей, а выходы сумматора и вычитателя являются соответственно первым и вторым выходами преобразователя координат. 4. The system according to claims 1 and 2, characterized in that the coordinate transformer is made in the form of a device for calculating the trigonometric function sin, a device for calculating the trigonometric function cos, four multipliers, an adder and a subtracter, and the inputs of the devices for calculating trigonometric functions are combined and are the first input of the converter coordinates, the first inputs of the first and third multipliers are combined and are the second input of the coordinate transformer, the first inputs of the second and fourth multipliers are combined and are t by the coordinate converter input, the second inputs of the first and second multipliers are connected to the output of the device for calculating the trigonometric function sin, the second inputs of the third and fourth multipliers are connected to the output of the device for calculating the trigonometric function cos, the first and second inputs of the adder are connected respectively to the outputs of the second and third multipliers, the first and the second inputs of the subtractor are connected respectively to the outputs of the fourth and first multipliers, and the outputs of the adder and subtractor are respectively ervym and second outputs coordinate converter.
SU5004406 1991-08-29 1991-08-29 System for determination of position of submersible vehicle RU2062482C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5004406 RU2062482C1 (en) 1991-08-29 1991-08-29 System for determination of position of submersible vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5004406 RU2062482C1 (en) 1991-08-29 1991-08-29 System for determination of position of submersible vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2062482C1 true RU2062482C1 (en) 1996-06-20

Family

ID=21586332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5004406 RU2062482C1 (en) 1991-08-29 1991-08-29 System for determination of position of submersible vehicle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2062482C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2452976C1 (en) * 2010-10-13 2012-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of transmitting telemetric information for hydroacoustic navigation system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент США N 4229803, кл. G 01 S 9/68,1950. 2. Заявка Франции N 2519424, кл.G 01 S 3/80, 1983. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2452976C1 (en) * 2010-10-13 2012-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" Method of transmitting telemetric information for hydroacoustic navigation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6532192B1 (en) Subsea positioning system and apparatus
US4532617A (en) System for locating a towed marine object
US4229809A (en) Acoustic under sea position measurement system
NO160032B (en) PROCEDURE AND APPARATUS FOR ACOUSTIC TELEMETERATION.
US3786405A (en) System for low-frequency transmission of radiant energy
US3559161A (en) Acoustic position reference system
CN101482614A (en) Sound propagation velocity modeling method, apparatus and system
JPS63116991A (en) Method and device for determining position of underwater body to towing ship
US3780370A (en) Electronic range measuring method and apparatus
US4970698A (en) Self-calibrating sonar system
JP6587564B2 (en) Acoustic measurement device, acoustic measurement method, multi-beam acoustic measurement device, and aperture synthesis sonar
RU2689281C1 (en) Method for navigation-information support of deep-sea autonomous unmanned underwater vehicle
JP6207817B2 (en) Underwater position-related information acquisition system
US6028823A (en) Geodetic position estimation for underwater acoustic sensors
RU2062482C1 (en) System for determination of position of submersible vehicle
RU2217773C2 (en) Way to establish coordinates of radio emission source and radar for its realization
Kuryanov et al. Digital acoustic communication in shallow-water sea for oceanological applications
JP3234889B2 (en) Bathymetry system using GPS kinematic positioning method
Lv et al. Signal Design and Processing for Underwater Acoustic Positioning and Communication Integrated System
RU2084923C1 (en) Hydroacoustic long-range navigation system
RU2158431C1 (en) Sonar synchronous distance-measuring navigation system for hollow sea
US3673555A (en) Modulated carrier acoustic beacon
RU2817558C1 (en) Method of determining complete set of coordinates of noisy marine object
RU2516602C1 (en) Method to determine depth of object submersion
Christensen LBL NAV-an acoustic transponder navigation system