RU2121133C1 - Navigation system - Google Patents
Navigation system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2121133C1 RU2121133C1 RU97100544A RU97100544A RU2121133C1 RU 2121133 C1 RU2121133 C1 RU 2121133C1 RU 97100544 A RU97100544 A RU 97100544A RU 97100544 A RU97100544 A RU 97100544A RU 2121133 C1 RU2121133 C1 RU 2121133C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- computer
- input
- output
- seismic
- navigation system
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к системам автоматического управления морской сейсмической съемкой и предназначено для вождения судна по линии геофизического профиля с заданными координатами при производстве геолого-геофизических исследований, преимущественно сейсморазведки, а также может быть использовано для обеспечения вывода судна на определенную точку при проведении инженерных работ. The present invention relates to automatic control systems for marine seismic surveying and is intended for navigating a vessel along a geophysical line with predetermined coordinates in the production of geological and geophysical surveys, mainly seismic exploration, and can also be used to ensure that the vessel is brought to a specific point during engineering work.
При проведении геолого-геофизических исследований стоит задача обеспечения как можно более точного прохождения судном заданной линии геофизического профиля (проекта профиля). When conducting geological and geophysical research, the task is to ensure the most accurate passage of the given line of the geophysical profile (draft profile) by the vessel.
Известна навигационная система, именуемая SUSY 30/11 (INTEGRATED NAVIGATION SYSTEM ATLAS SUSY 30/11 AN 1057 A 005, MAITENANCE AND REPAIR UNSTRUCTIONS, KRUPP ATLAS ELEKTRONIK, GERMANY, 1987), содержащая специализированный программируемый компьютер (процессор EPR 1100) с интерфейсами, главной функцией которого является управление геофизической съемкой и навигацией, соединенный с другим специализированным программируемым компьютером (процессором EPR 1300), снабженным интерфейсными платами для подключения датчиков (спутниковая система определения местоположения судна системы "ТРАНЗИТ" ("MAGNAVOX"), эхолоты, доплерлаг, инклинометр, гирокомпас) и исполнительных устройств (автопилот, сейсмостанция, монитор рулевого). A well-known navigation system called SUSY 30/11 (INTEGRATED NAVIGATION SYSTEM ATLAS SUSY 30/11 AN 1057 A 005, MAITENANCE AND REPAIR UNSTRUCTIONS, KRUPP ATLAS ELEKTRONIK, GERMANY, 1987) containing a specialized programmable computer (EPR 1100 main processor) with interfaces whose function is to control geophysical surveying and navigation, connected to another specialized programmable computer (EPR 1300 processor), equipped with interface cards for connecting sensors (satellite system for determining the position of a vessel of the "TRANSIT" system ("MAGNAVOX"), echo sounders, doppler log, inclinometer, gyrocompass) and actuators (autopilot, seismic station, steering monitor).
Известна также навигационная система, именуемая GIN-3 (USER'S MANUAL, CGG, FRANCE), также содержащая специализированный программируемый компьютер (HEWLETT PACKARD 8940 B Multiprogrammer), основной функцией которого является сбор информации от соответствующих датчиков и передача управляющих сигналов сейсмостанции, соединенный с другим специализированным компьютером (HEWLETT PACKARD A 800), основной функцией которого является управление геофизической съемкой и вождение судна по профилям. Also known is a navigation system called GIN-3 (USER'S MANUAL, CGG, FRANCE), also containing a specialized programmable computer (HEWLETT PACKARD 8940 B Multiprogrammer), the main function of which is to collect information from relevant sensors and transmit control signals of the seismic station, connected to another specialized a computer (HEWLETT PACKARD A 800), the main function of which is to control geophysical surveys and navigate the vessel by profiles.
В качестве датчиков эта система содержит спутниковые приемники системы "DGPS", "HYPERFLIX" или MULTI-REF, индукционный лаг, гирокомпас, эхолоты. В качестве исполнительных устройств - сейсмостанцию и графический монитор рулевого. As sensors, this system contains satellite receivers of the "DGPS", "HYPERFLIX" or MULTI-REF system, induction log, gyrocompass, echo sounders. As actuators - seismic station and steering graphic display.
Навигационная система осуществляется вождение судна по сейсмопрофилям с заданными координатами и генерирует команды сейсмостанции на излучение импульсов упругих волн (сейсмосигналов) по времени или в соответствии с пройденным расстоянием. При этом обе известные навигационные системы задают временной интервал, определяющий величину исследуемого отрезка сейсмопрофиля, который должно пройти судно от момента подачи одного сейсмосигнала до момента подачи другого, с помощью ЭВМ на основании данных, полученных ею (ЭВМ) во время прохождения судном предыдущего отрезка профиля. The navigation system navigates the vessel along seismic profiles with given coordinates and generates seismic station commands to emit pulses of elastic waves (seismic signals) in time or in accordance with the distance traveled. At the same time, both well-known navigation systems set the time interval that determines the magnitude of the studied segment of the seismic profile that the vessel must pass from the moment of supplying one seismic signal to the moment of feeding the other, using a computer based on the data received by it (computer) during the passage of the previous section of the profile.
Однако реальная скорость судна во время прохождения исследуемого отрезка профиля может быть иной, чем это было установлено в момент задачи (вычисления и записи) временного интервала для указанного отрезка профиля. Это приводит к тому, что реально судно проходит больший или меньший отрезок, чем это было нужно по заданному проекту профиля и тем самым в выполнение этого проекта вносятся существенные ошибки. Кроме того, "зависание" управляющего компьютера или случайный сбой в его работе приводят к прекращению формирования сигналов запуска сейсмостанции, что в свою очередь приводит к прекращению выполнения сейсмоисследований и сходу судна с профиля. However, the actual speed of the vessel during the passage of the studied section of the profile may be different than that was established at the time of the task (calculation and recording) of the time interval for the specified section of the profile. This leads to the fact that the vessel actually passes a greater or lesser length than was necessary for a given profile project, and thereby significant errors are introduced into the implementation of this project. In addition, the “freezing” of the control computer or an accidental malfunction in its operation leads to the cessation of the formation of seismic start signals, which in turn leads to the cessation of seismic surveys and the descent of the vessel.
Другим недостатком известных навигационных систем является низкая производительность входящих в их состав компьютеров, которая приводит к неравномерности посылок на запуск сейсмосигналов (задержка может быть до 0,5 с), что также вносит ошибки в выполнение проекта профиля. Another disadvantage of the known navigation systems is the low performance of the computers included in their composition, which leads to uneven sending of seismic signals (delay can be up to 0.5 s), which also introduces errors in the execution of the profile project.
Кроме того, несмотря на наличие в известных навигационных системах датчиков спутниковой системы определения местоположения судна, интервал подачи сейсмосигналов с помощью этих систем определяется только исходя из данных доплерлага, что приводит к росту невязок-ошибок прохождения профиля, связанных с ошибкой определения местоположения судна. In addition, despite the presence in the known navigation systems of sensors of the satellite system for determining the position of the vessel, the interval for the supply of seismic signals using these systems is determined only on the basis of the doppler data, which leads to an increase in discrepancies-errors in the passage of the profile associated with the error in determining the position of the vessel.
Основная техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в обеспечении возможности корректировать интервал времени между подачей последовательных сейсмосигналов непосредственно во время прохождения исследуемого отрезка профиля, а также продолжать работу при перезапуске управляющего компьютера в случае его зависания или сбоя. The main technical problem to which the invention is directed is to provide the ability to adjust the time interval between the supply of successive seismic signals directly during the passage of the studied section of the profile, as well as to continue to work when the control computer is restarted in the event of a freeze or a failure.
Другая задача состоит в повышении быстродействия навигационной системы и обеспечении возможности подключать к ней датчики, имеющие и не имеющие последовательный интерфейс. Another task is to increase the speed of the navigation system and provide the ability to connect sensors with and without a serial interface to it.
Еще одна задача состоит в повышении точности определения местоположения судна при качке. Another objective is to increase the accuracy of determining the position of the vessel during rolling.
Основная техническая задача решается тем, что предложена навигационная система для проведения морской сейсмической съемки, включающая компьютер, приемники спутниковых систем определения координат объекта, выполненные с возможностью установления на борту судна, лаг, гирокомпас, выходы которых соединены с входом компьютера, сейсмостанцию с пневмоисточниками и концевым буем сейсмокосы и эхолоты, выходы и входы которых соединены соответственно с входом и выходом этого компьютера, графический монитор рулевого, вход которого соединен с выходом компьютера, при этом первый вход и выходы сейсмостанции соединены с компьютером, которая, согласно предположенному техническому решению, снабжена таймером для регистрации и корректировки интервала времени между подачей последовательных сейсмосигналов непосредственно во время прохождения исследуемого отрезка профиля, вход которого соединен с выходом компьютера, выход - с приемником спутниковой системы определения координат объекта и вторым входом сейсмостанции. The main technical problem is solved by the fact that the proposed navigation system for conducting marine seismic surveys, including a computer, receivers of satellite systems for determining the coordinates of the object, made with the possibility of establishing on board the ship, log, gyrocompass, the outputs of which are connected to the computer input, a seismic station with pneumatic sources and end buoys of seismic streamers and echo sounders, the outputs and inputs of which are connected respectively to the input and output of this computer, a graphic steering monitor, the input of which is connected to the course of the computer, while the first input and outputs of the seismic station are connected to a computer, which, according to the proposed technical solution, is equipped with a timer for recording and adjusting the time interval between the supply of successive seismic signals directly during the passage of the studied section of the profile, the input of which is connected to the computer output, the output is with the receiver of the satellite system for determining the coordinates of the object and the second input of the seismic station.
Другая задача решается тем, что в качестве компьютера установлен персональный компьютер, снабженный по меньшей мере двумя дополнительными интерфейсными платами для подключения датчиков, не имеющих последовательного интерфейса, цифровой платой, для подключения датчиков, имеющих последовательный интерфейс, и платой управления, при этом вход графического монитора рулевого, второй вход и два выхода сейсмостанции соединены с выходами цифровой платы, третий выход сейсмостанции и вход одного эхолота соединены с выходом платы управления. Another problem is solved by the fact that a personal computer is installed as a computer, equipped with at least two additional interface cards for connecting sensors that do not have a serial interface, a digital board, for connecting sensors with a serial interface, and a control board, while the input of the graphic monitor steering, the second input and two outputs of the seismic station are connected to the outputs of the digital board, the third output of the seismic station and the input of one echo sounder are connected to the output of the control board.
Еще одна задача решается тем, что навигационная система снабжена инклинометром, выход которого соединен со входом компьютера. Another problem is solved by the fact that the navigation system is equipped with an inclinometer, the output of which is connected to the input of the computer.
Для расширения возможностей навигационной системы она дополнительно снабжена доплерлагом, выход которого соединен со входом компьютера, что позволяет работать с двумя видами счисления - счисления пути по индукционному лагу и гирокомпасу и счисления пути по доплерлагу и гирокомпасу. To expand the capabilities of the navigation system, it is additionally equipped with a doppler, the output of which is connected to the computer input, which allows you to work with two types of numbering: reckoning along the induction lag and gyrocompass and reckoning along the dopplerlag and gyrocompass.
Для автоматического управления судном на профиле система дополнительно снабжена авторулевым, вход которого соединен с выходом компьютера для сбора информации. For automatic control of the vessel on the profile, the system is additionally equipped with an autopilot, the input of which is connected to the output of the computer to collect information.
Для определения точных координат положения пневмоисточников и конца сейсмокосы, являющихся составными частями сейсмостанции, навигационная система дополнительно снабжена приемниками спутниковой системы определения координат объекта, установленными по одному на линиях пневмоисточников, и концевом буе сейсмокосы. To determine the exact coordinates of the position of the pneumatic sources and the end of the seismic streamer, which are components of the seismic station, the navigation system is additionally equipped with receivers of the satellite system for determining the coordinates of the object, installed one at a time on the lines of the pneumatic sources, and the end buoy of the seismic streamer.
Таймер, регистрирующий и корректирующий интервал времени между подачей последовательных сейсмосигналов непосредственно во время прохождения исследуемого отрезка профиля, выполнен из трех элементов, один из которых является регистром и предназначен для регистрации времени, необходимого для прохождения исследуемого отрезка профиля, в каждый момент времени прохождения этого отрезка, другой - часы, предназначенные для регистрации реального времени от момента подачи предыдущего сейсмосигнала, третий - элемент сравнения данных, имеющий входы A и B, и снабжен двумя одновибраторами, при этом вход регистра соединен с компьютером, выход - с входом A элемента сравнения, выход часов соединен с входом B элемента сравнения, один вход часов соединен с компьютером, а другой - с выходом элемента сравнения, выход которого в свою очередь соединен с входами обоих одновибраторов, выход одного из которых соединен с сейсмостанцией, а выход другого - с приемником спутниковой системы определения местоположения объекта. A timer that registers and corrects the time interval between the supply of successive seismic signals directly during the passage of the studied section of the profile is made of three elements, one of which is a register and is designed to record the time required to pass the studied section of the profile at each time point of passage of this section, the other is a clock designed to record real time from the moment of the previous seismic signal, the third is a data comparison element having moves A and B, and is equipped with two single vibrators, with the input of the register connected to the computer, the output to the input A of the comparison element, the output of the clock connected to the input B of the comparison element, one input of the clock connected to the computer, and the other to the output of the comparison element, the output of which, in turn, is connected to the inputs of both single-vibrators, the output of one of which is connected to the seismic station, and the output of the other to the receiver of the satellite system for determining the location of the object.
В качестве цифровой платы может быть установлена плата, имеющая по меньшей мере 8 каналов связи. As a digital card, a card having at least 8 communication channels can be installed.
Предлагаемая навигационная система может быть снабжена дополнительным компьютером, соединенным с основным компьютером, и подключенными к нему печатающими устройствами, графопостроителями и цифровыми столами. The proposed navigation system can be equipped with an additional computer connected to the main computer, and connected to it by printing devices, plotters and digital tables.
Таким образом, наличие вышеописанного таймера позволяет, с одной стороны, обеспечить постоянную корректировку времени прохождения исследуемого отрезка (линейного интервала) профиля между двумя последовательными сейсмосигналами, что повышает точность выполнения данного линейного интервала; с другой стороны наличие связи таймера с приемником спутниковой системы определения местоположения объекта, установленным на борту судна, позволяет регистрировать момент запуска сейсмостанции для подачи сейсмосигналов с точностью до 0,000001 сек. по шкале всемирного времени, что в свою очередь позволяет определить точные координаты пневмоисточников и конца сейсмокосы и также повысить точность выполнения проекта профиля. Кроме того, наличие таймера, как отдельного элемента системы, позволяет продолжить работу на профиле при "зависании" или сбое компьютера, поскольку он позволяет сохранять последнюю корректировку времени прохождения исследуемого интервала профиля и осуществлять следующие запуски сейсмостанции через интервалы времени, соответствующие этой корректировке. Если остановка компьютера продолжалась не более 1-2 мин, то возможно продолжение работы на профиле после перезапуска компьютера. Thus, the presence of the timer described above allows, on the one hand, to provide constant adjustment of the transit time of the studied segment (linear interval) of the profile between two consecutive seismic signals, which increases the accuracy of this linear interval; on the other hand, the presence of a timer connection with the receiver of the satellite system for determining the position of the object installed on board the vessel allows you to register the start time of the seismic station for the supply of seismic signals with an accuracy of up to 0.000001 sec. on the world time scale, which in turn allows you to determine the exact coordinates of the pneumatic sources and the end of the seismic streamer and also increase the accuracy of the project profile. In addition, the presence of a timer, as a separate element of the system, allows you to continue working on the profile when the computer freezes or crashes, since it allows you to save the last adjustment of the passage time of the studied profile interval and carry out the following seismic station launches at time intervals corresponding to this correction. If the computer stopped for no more than 1-2 minutes, then it is possible to continue working on the profile after restarting the computer.
Применение в качестве компьютера для сбора информации и управления геофизической съемкой персонального компьютера, снабженного по меньшей мере двумя интерфейсными платами для подключения датчиков, не имеющих последовательного интерфейса, цифровой платой, имеющей по меньшей мере 8 каналов, для подключения датчиков, имеющих последовательный интерфейс и платой управления, позволяет повысить надежность работы навигационной системы за счет того, что функция двух компьютеров (компьютера для сбора информации и компьютера для управления геофизической съемкой) выполняет один персональный компьютер, который, по сравнению со специлизированными компьютерами, предоставляет возможность оператору работать не только с навигационными программами, что важно как для подготовки и изменения проекта работ, так и для обработки полученных материалов. The use as a computer for collecting information and controlling the geophysical survey of a personal computer equipped with at least two interface cards for connecting sensors that do not have a serial interface, a digital board having at least 8 channels, for connecting sensors having a serial interface and a control board , improves the reliability of the navigation system due to the fact that the function of two computers (a computer for collecting information and a computer for managing ge physical shooting) carries a single personal computer, which, in comparison with specialized computers, allows the operator to work not only with navigation software, which is important both for training and changes to the project work, and for the processing of the materials.
Наличие в компьютере дополнительных по меньшей мере двух интерфейсных плат для подключения датчиков, не имеющих последовательного интерфейса и цифровой платы, имеющей по меньшей мере 8 каналов, для подключения датчиков, имеющих последовательный интерфейс, позволяет расширить возможности подключения большего количества разнообразных датчиков, в том числе и отечественного производства, а также позволяет передавать навигационные данные на несколько внешних компьютеров для решения других навигационных задач. Персональный компьютер позволяет также установить цифровую плату с большим количеством каналов связи, что обеспечивает возможность подключения дополнительного гирокомпаса, гравиметра и других датчиков. The presence in the computer of at least two additional interface cards for connecting sensors that do not have a serial interface and a digital board with at least 8 channels for connecting sensors having a serial interface allows you to expand the ability to connect a wide variety of sensors, including domestic production, and also allows you to transfer navigation data to several external computers to solve other navigation problems. A personal computer also allows you to install a digital board with a large number of communication channels, which provides the ability to connect an additional gyrocompass, gravimeter and other sensors.
Наличие в предлагаемой навигационной системе инклинометра позволяет точнее определять местоположение судна при качке, опираясь при этом не на положение антенн спутниковых приемников (приемников спутниковой системы определения местоположения объекта), а на положение центра масс судна, что повышает точность определения координат судна при выполнении профиля. Наличие авторулевого в предлагаемой навигационной системе позволяет обеспечить не только автоматическое управление судном на профиле, но и при заходах на него. The presence of an inclinometer in the proposed navigation system makes it possible to more accurately determine the location of the vessel during pitching, not relying on the position of the antennas of satellite receivers (receivers of the satellite positioning system), but on the position of the center of mass of the vessel, which increases the accuracy of determining the coordinates of the vessel when performing the profile. The presence of an autopilot in the proposed navigation system allows not only automatic control of the vessel on the profile, but also when entering it.
Наличие в предлагаемой системе дополнительного компьютера с подключенными к нему печатающими устройствами, графопостроителями и цифровыми столами позволяет осуществлять контроль качества выполняемых работ с одновременным выводом информации на печать. The presence in the proposed system of an additional computer with connected printing devices, plotters and digital tables allows you to control the quality of work with simultaneous output of information to print.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 представлена блок-схема навигационной системы, на фиг. 2 - функциональная схема таймера. The essence of the invention is illustrated by graphic materials, where in FIG. 1 is a block diagram of a navigation system; FIG. 2 is a functional diagram of a timer.
Предлагаемая навигационная система содержит (фиг. 1) основной компьютер 1, снабженный платой управления 2, интерфейсными платами 3 и 4, цифровой платой 5, а также сейсмостанцию 6, состоящую из собственно сейсмостанции, сейсмокосы, и пневмоисточников (сейсмокоса и пневмоисточники на схеме не обозначены), основной приемник 7 спутниковой системы определения координат объекта (далее спутниковый приемник), вспомогательный спутниковый приемник (или система MULTI-REF) 8, приемные антенны которых установлены на антеннах судна, спутниковые приемники 9, установленные по одному на линиях пневмоисточников (на схеме не обозначенных) и на концевом буе сейсмокосы (буй и сейсмокоса на схеме не обозначены), эхолоты 10 и 11, индукционный лаг 12, гирокомпас 13, инклинометр 14, компьютер 15 системы контроля качества, принтер 16, плоттер 17, цифровой стол 18, графический монитор 19 рулевого, таймер 20, установленный на плате 2 управления, авторулевой 21, доплерлаги 22 и 23. The proposed navigation system contains (Fig. 1) a main computer 1, equipped with a control board 2, interface boards 3 and 4, a digital board 5, and a seismic station 6, consisting of the seismic station itself, the seismic cable, and air sources (the seismic cable and air sources are not indicated on the diagram ), the main receiver 7 of the satellite system for determining the coordinates of the object (hereinafter satellite receiver), an auxiliary satellite receiver (or the MULTI-REF system) 8, the receiving antennas of which are installed on the antennas of the vessel, satellite receivers 9, set updated one at a time on the lines of pneumatic sources (not shown on the diagram) and on the end buoy of seismic streamers (buoy and seismic streamer are not indicated on the diagram), echo sounders 10 and 11, induction log 12, gyrocompass 13, inclinometer 14, computer 15 of the quality control system, printer 16 , plotter 17, digital table 18, graphic monitor 19 steering, timer 20 mounted on the control board 2, autopilot 21, dopplergs 22 and 23.
Сейсмостанция 6 имеет два входа, один из которых соединен с цифровой платой 5, а второй с таймером 20, принадлежащими (соединенными) основному компьютеру, и три выхода, два из которых соединены с цифровой платой 5, а третий - с платой 2 управления. Спутниковые приемники 7, 8, установленные на борту судна, имеют выходы, соединенные с цифровой платой 5, а приемник 7 имеет также вход, соединенный с таймером 20. Спутниковые приемники 9 имеют выходы, соединенные с цифровой платой 5. Эхолот 10 имеет выход и вход, соединенные с цифровой платой 5, эхолот 11 (по меньшей мере один) имеет выход, соединенный с интерфейсной платой 3, и вход, соединенный с платой управления 2. Индукционный лаг 12 имеет выход, соединенный с интерфейсной платой 3. Гирокомпас 13 и инклинометр 14 имеют выходы, соединенные с интерфейсной платой 4. Компьютер 15 системы контроля качества имеет входы, подсоединенные к цифровой плате 5 основного компьютера 1, выходу цифрового стола 18, и выходы, соединенные с принтером 16 и плоттером 17. Графический монитор 19 рулевого имеет вход, подсоединенный к цифровой плате 5. Авторулевой 21 имеет вход, соединенный с платой управления 2. Доплерлаг 23 имеет выход, соединенный с интерфейсной платой 3, а доплерлаг 22 имеет выход, соединенный с цифровой платой 5. Seismic station 6 has two inputs, one of which is connected to a digital board 5, and the second with a timer 20 belonging to (connected) to the main computer, and three outputs, two of which are connected to a digital board 5, and the third to a control board 2. Satellite receivers 7, 8 installed on board the vessel have outputs connected to the digital board 5, and receiver 7 also has an input connected to the timer 20. Satellite receivers 9 have outputs connected to a digital board 5. The fish finder 10 has an output and an input connected to the digital board 5, the echo sounder 11 (at least one) has an output connected to the interface board 3, and an input connected to the control board 2. Induction lag 12 has an output connected to the interface board 3. Gyrocompass 13 and inclinometer 14 have outputs connected to the interface board 4. The computer 15 of the quality control system has inputs connected to the digital board 5 of the main computer 1, the output of the digital table 18, and outputs connected to the printer 16 and the plotter 17. The steering graphic display 19 has an input connected to the digital board 5. Autopilot 21 has an input connected to the control board 2. Doppler 23 has an output connected to the interface board 3, and the doppler 22 has an output connected to the digital board 5.
В качестве основного компьютера 1 установлен персональный компьютер "Pentium" (могут быть установлены любые компьютеры, выполненные с возможностью дополнительного установления в него по меньшей мере 4-х интерфейсных плат); в качестве компьютера 15 системы контроля качества также установлен компьютер "Pentium" (или любой другой, который можно использовать в качестве основного); в качестве интерфейсных плат 3, 4 установлены оригинальные платы, разработанные и выполненные из известных блоков (например, дешифратора адреса, шинного формирователя, регистра состояния) с учетом необходимости подключения конкретных известных датчиков (доплерлаг "DOLOG 12D", эхолоты "DESO 20", "НЭЛ-3М", "ПЭЛ-4", гирокомпасы "SPERRY 37". "ANSHUTZ Standart 4", "ВЕГА", индукционный лаг "ИЭЛ-2М", инклинометр любой марки); в качестве платы 2 управления установлена оригинальная плата, разработанная и выполненная из известных блоков (например, дешифратора адреса, шинного формирователя, регистра состояния) с учетом подключения авторулевого 21 (например, "DECCA"), таймера 20, эхолота 11, спутникового приемника 7 и сейсмостанции 6. В качестве спутниковых приемников 7, 8 могут быть установлены приемники DGPS (или система MULTI-REF в качестве приемника 8), в качестве приемника 9 - GPS. В качестве цифровой платы 5 установлена плата "DigiBoard PC/8e", которая имеет 8 портов RS-232 ввода-вывода информации (может быть также установлена плата "DigiBoard PC/16e" или несколько плат "DigiBoard PC/8e"). As the main computer 1, a Pentium personal computer is installed (any computers made with the possibility of additional installation of at least 4 interface cards into it can be installed); as a computer 15 of the quality control system, a Pentium computer (or any other that can be used as the main one) is also installed; as interface cards 3, 4, original boards are installed, designed and made of well-known blocks (for example, address decoder, bus driver, status register), taking into account the need to connect specific known sensors (doppler "DOLOG 12D", echo sounders "DESO 20", " NEL-3M "," PEL-4 ", gyrocompasses" SPERRY 37 "." ANSHUTZ Standart 4 "," VEGA ", induction log" IEL-2M, inclinometer of any brand); as control board 2, an original board is installed, designed and made of known blocks (for example, address decoder, bus driver, status register) taking into account the connection of the autopilot 21 (for example, "DECCA"), timer 20, echo sounder 11, satellite receiver 7 and seismic stations 6. DGPS receivers (or MULTI-REF system as receiver 8) can be installed as satellite receivers 7, 8, and GPS as receiver 9. As a digital board 5, a DigiBoard PC / 8e board is installed, which has 8 RS-232 information input / output ports (a DigiBoard PC / 16e board or several DigiBoard PC / 8e boards can also be installed).
Таймер 20 содержит (фиг. 2) регистр 24, часы 25 и элемент 26 сравнения и снабжен одновибраторами 27, 28. При этом выход Q регистра 24 соединен со входом A элемента 26 сравнения, выход Q1 часов 25 соединен со входом B элемента 26 сравнения. Выход элемента 26 сравнения соединен со входом R часов 25, а также со входами одновибраторов 27, 28. Вход D регистра 24 соединен с платой 2 управления (шинным формирователем, не обозначенным на схеме), а вход CS регистра 24 также соединен с платой 2 управления (дешифратором адреса, не обозначенным на схеме). Вход C часов 25 соединен с платой 2 управления. Выход одновибратора 28 соединен со входом спутникового приемника 7, а выход одновибратора 27 - со входом сейсмостанции 6. The timer 20 contains (Fig. 2) a register 24, a clock 25 and a comparison element 26 and is equipped with
Работой предлагаемой навигационной системы управляют оригинальные программы, например, резидентная, с помощью которой осуществляют так называемую "фоновую" навигацию и которая работает постоянно, ряд программ, обеспечивающих заход судна на профиль и работу на профиле, а также другие программы. The work of the proposed navigation system is controlled by original programs, for example, resident, with the help of which the so-called "background" navigation is carried out and which works continuously, a number of programs that enable the vessel to enter the profile and work on the profile, as well as other programs.
Описанная система работает, например, в следующих режимах:
1. Фоновая навигация:
При работе навигационной системы в этом режиме основной компьютер 1 снимает информацию со следующих датчиков: спутниковых приемников 7 и 8, эхолотов 10 и 11, доплерлагов 22, 23, индукционного лага 12, гирокомпаса 13, инклинометра 14 и сейсмостанции 6 (о положении сейсмокосы) и выдает информацию о местоположении судна на графический монитор 19 рулевого.The described system works, for example, in the following modes:
1. Background navigation:
When the navigation system is in this mode, the main computer 1 removes information from the following sensors: satellite receivers 7 and 8, echo sounders 10 and 11, doppler sensors 22, 23, induction lag 12, gyrocompass 13, inclinometer 14 and seismic station 6 (about the position of the seismic streamer) and provides information about the location of the vessel on the graphic monitor 19 steering.
2. Заход судна на профиль:
При работе навигационной системы в этом режиме основной компьютер 1 снимает информацию с тех же датчиков, что и при работе в фоновом режиме. При этом основной компьютер 1, на основании заложенной в него программы, дает на графический монитор 19 рулевого оператору информацию о вариантах захода судна на профиль (в виде графических картин) и положении сейсмокосы.2. Call of the vessel on the profile:
When the navigation system in this mode, the main computer 1 removes information from the same sensors as when working in the background. In this case, the main computer 1, on the basis of the program laid down in it, provides information on the options for the vessel to enter the profile (in the form of graphic pictures) and the position of the seismic streamer on the graphic monitor 19 of the steering operator.
3. Работа судна на геофизическом профиле:
При прохождении судном геофизического профиля, по заранее заданному маршруту (проекту профиля) навигационная система осуществляет вождение судна по этому профилю с заданными координатами и генерирует команды сейсмостанции 6 на излучение импульсов упругих волн (сейсмосигналов) в начальной точке профиля и после прохождения судном каждого заранее заданного отрезка пути (исследуемого интервала), при этом эхолоты 10, 11 и все остальные датчики получают извне и передают информацию на компьютер 1. Для этого, после вывода судна на исходную точку профиля основной компьютер 1 подает сигнал на сейсмостанцию 6, которая осуществляет запуск пневмоисточников (на схеме не обозначенных), производящих первый (и последующие) сейсмосигнал (взрыв). Следующий сейсмосигнал подается после прохождения судном определенного в соответствии с заданием (проектом) линейного интервала (исследуемого отрезка пути). Для этого, на основании данных о скорости судна и реальной внешней обстановке (скорости ветра, течения, волнения и других помех, влияющих на движение судна), поступающих на компьютер 1 от соответствующих датчиков (тех же, что и при работе системы в фоновом режиме, и спутниковых приемников 9) в каждый момент времени, компьютер 1 также в каждый момент времени формирует величину временного интервала (код временного интервала - отрезок времени на данный момент, за который судно в данный момент может пройти заданный линейный интервал), по истечении которого должен быть произведен следующий сейсмосигнал (взрыв). Этот код поступает с платы 2 управления компьютера 1 на вход D регистра 24 таймера 20. Одновременно часы 25 производят отсчет текущего времени от предыдущего взрыва. Информация (в виде чисел) с регистра 24 поступает на вход A, а информация (также в виде чисел) с элемента 25 - на вход B элемента 26 сравнения. Элемент 26 сравнения производит сравнение чисел, поступающих на входы A и B и как только число, поступающее с элемента 25, становится больше числа, поступающего с регистра 24, элемент 26 вырабатывает сигнал, который через одновибратор 27 поступает на сейсмостанцию 6 для запуска сейсмодатчиков. Одновременно сигнал от элемента 26 поступает на вход R элемента 25 для "обнуления" и начала отсчета нового интервала времени и через одновибратор 28 на основной спутниковый приемник 7 для запроса информации о всемирном времени.3. Ship operation on a geophysical profile:
When the vessel passes the geophysical profile along a predetermined route (profile design), the navigation system drives the vessel along this profile with the given coordinates and generates seismic station 6 commands for the emission of elastic wave pulses (seismic signals) at the starting point of the profile and after the vessel passes each predetermined section path (of the studied interval), while the echo sounders 10, 11 and all other sensors receive from the outside and transmit information to computer 1. For this, after the vessel is brought to the starting point The main computer 1 sends a signal to the seismic station 6, which starts the pneumatic sources (not shown in the diagram) that produce the first (and subsequent) seismic signal (explosion). The next seismic signal is fed after the vessel passes the linear interval determined in accordance with the assignment (project) (the investigated section of the track). To do this, based on data on the speed of the vessel and the actual external environment (wind speed, currents, waves and other interference affecting the movement of the vessel) received on computer 1 from the corresponding sensors (the same as when the system was running in the background, and satellite receivers 9) at each moment of time, computer 1 also at each moment of time generates the value of the time interval (time interval code - the length of time at the moment for which the vessel can currently pass a given linear interval), after Otori next seismic signal (explosion) is to be made. This code comes from the control board 2 of the computer 1 to the input D of the register 24 of the timer 20. At the same time, the clock 25 counts the current time from the previous explosion. Information (in the form of numbers) from register 24 goes to input A, and information (also in the form of numbers) from element 25 goes to input B of comparison element 26. Comparison element 26 compares the numbers received at inputs A and B and as soon as the number coming from element 25 becomes larger than the number coming from register 24, element 26 generates a signal that, through the single-vibrator 27, is sent to seismic station 6 to start the seismic sensors. At the same time, the signal from the element 26 is fed to the input R of the element 25 for “zeroing” and starting the countdown of a new time interval and through the one-
При работе навигационной системы в режиме работы на профиле на вход с элемента 25 поступает с платы 2 управления частота (кварцованная) генератора компьютера 1, а на вход CS регистра 24 - команда записи текущего кода линейного интервала. Сейсмостанция 6 направляет на управляющую плату 2 компьютера 1 сигнал, подтверждающий срабатывание пневмоисточников. When the navigation system is operating in the profile mode, the input (from the control board 2) receives the frequency (quartz) of the computer 1 generator, and the CS 24 input receives the command to record the current linear interval code. Seismic station 6 sends a signal to the control board 2 of computer 1, confirming the operation of the pneumatic sources.
Таким образом, за счет работы нового, отсутствующего в известных навигационных системах блока - таймера 20 обеспечивается постоянная корректировка времени прохождения исследуемого отрезка (линейного интервала) профиля и соответственно временного интервала подачи очередного сейсмосигнала, что повышает точность выполнения данного линейного интервала и соответственно всего профиля; кроме того, обеспечивается регистрация момента запуска сейсмостанции 6 для подачи сейсмосигналов с точностью до 0,000001 сек. по шкале всемирного времени (точность определяется параметрами спутникового приемника 7, в конкретном случае DGPS), что в свою очередь позволяет определить точные координаты пневмоисточников и конца сейсмокосы и также повысить точность выполнения проекта профиля. Наличие таймера 20, как отдельного элемента системы, позволяет продолжить работу на профиле при "зависании" или сбое основного компьютера 1, поскольку он позволяет сохранять последнюю корректировку времени прохождения исследуемого интервала профиля, "привязанную" к шкале всемирного времени, и осуществить следующий (после "зависания" компьютера) запуск сейсмостанции через интервал времени, соответствующий этой корректировке. Если остановка компьютера 1 продолжалась не более 1-2 минут, то возможно продолжение работы на профиле после его перезапуска. Thus, due to the operation of a new block, a timer 20, which is absent in the known navigation systems, a constant adjustment of the passage time of the studied segment (linear interval) of the profile and, accordingly, the time interval of the supply of the next seismic signal is ensured, which increases the accuracy of this linear interval and, accordingly, the entire profile; in addition, it provides registration of the start time of the seismic station 6 for the supply of seismic signals with an accuracy of 0.000001 sec. on the world time scale (accuracy is determined by the parameters of satellite receiver 7, in the specific case of DGPS), which in turn allows you to determine the exact coordinates of the air sources and the end of the seismic streamer and also increase the accuracy of the profile project. The presence of a timer 20, as a separate element of the system, allows you to continue working on the profile when the main computer 1 hangs or crashes, because it allows you to save the last adjustment of the transit time of the studied profile interval, "tied" to the world time scale, and carry out the following (after " "computer freezes" start of a seismic station at a time interval corresponding to this correction. If the stop of computer 1 lasted no more than 1-2 minutes, then it is possible to continue working on the profile after it is restarted.
Применение в качестве компьютера 1 для сбора информации и управления геофизической съемкой персонального компьютера также позволяет повысить точность прохождения профиля за счет быстродействия компьютера, обеспечивающего прохождение управляющих сигналов с меньшей задержкой, чем в известных навигационных системах; повысить надежность работы навигационной системы за счет того, что функции двух компьютеров (компьютера для сбора информации и компьютера для управления геофизической съемкой) выполняет один персональный компьютер. Персональный компьютер по сравнению со специализированными компьютерами, предоставляет возможность оператору работать не только с навигационными программами, что важно как для подготовки и изменения проекта работ, так и для обработки полученных материалов. The use as a computer 1 for collecting information and controlling the geophysical survey of a personal computer also allows to increase the accuracy of profile passing due to the speed of the computer, which ensures the passage of control signals with a lower delay than in known navigation systems; to increase the reliability of the navigation system due to the fact that the functions of two computers (a computer for collecting information and a computer for controlling geophysical surveys) are performed by one personal computer. Compared to specialized computers, a personal computer provides an opportunity for the operator to work not only with navigation programs, which is important both for preparing and changing the project of work, and for processing the received materials.
Наличие в компьютере дополнительных по меньшей мере двух интерфейсных плат 3, 4 для подключения датчиков, не имеющих последовательного интерфейса и цифровой платы 5, имеющей по меньшей мере 8 каналов, для подключения датчиков, имеющих последовательный интерфейс, позволяет расширить возможности подключения большего количества разнообразных датчиков, в том числе и отечественного производства, а также позволяет передавать навигационные данные на несколько внешних компьютеров для решения других навигационных задач. Персональный компьютер 1 позволяет также установить цифровую плату 5 с большим количеством каналов связи, что обеспечивает возможность подключения дополнительного гирокомпаса, гравиметра и других датчиков. The presence in the computer of at least two additional interface cards 3, 4 for connecting sensors that do not have a serial interface and a digital board 5 having at least 8 channels for connecting sensors having a serial interface, allows you to expand the ability to connect a wide variety of sensors, including domestic production, and also allows you to transfer navigation data to several external computers to solve other navigation problems. Personal computer 1 also allows you to install a digital board 5 with a large number of communication channels, which provides the ability to connect an additional gyrocompass, gravimeter and other sensors.
Наличие в предлагаемой навигационной системе инклинометра 14 позволяет точнее определять местоположение судна при качке, опираясь при этом не на положение антенн спутниковых приемников 7, 8, а на положение центра масс судна, что повышает точность определения координат судна при выполнении профиля. Наличие авторулевого 21 в предлагаемой навигационной системе позволяет обеспечить не только автоматическое управление судном на профиле, но и при заходах на него. The presence in the proposed navigation system inclinometer 14 allows you to more accurately determine the location of the vessel during the pitching, based not on the position of the antennas of satellite receivers 7, 8, but on the position of the center of mass of the vessel, which increases the accuracy of determining the coordinates of the vessel when performing the profile. The presence of autopilot 21 in the proposed navigation system allows not only automatic control of the vessel on the profile, but also when entering it.
Наличие в предлагаемой системе дополнительного компьютера 15 с подключенными к нему печатающим устройством 16, графопостроителем 17 и цифровым столом 18 позволяет осуществлять контроль качества выполняемых работ с одновременным выводом информации на печать. The presence in the proposed system of an additional computer 15 with a printing device 16 connected to it, a plotter 17 and a digital table 18 allows you to control the quality of the work performed while printing information.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97100544A RU2121133C1 (en) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | Navigation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97100544A RU2121133C1 (en) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | Navigation system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2121133C1 true RU2121133C1 (en) | 1998-10-27 |
| RU97100544A RU97100544A (en) | 1999-01-27 |
Family
ID=20189067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97100544A RU2121133C1 (en) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | Navigation system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2121133C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451309C2 (en) * | 2006-11-14 | 2012-05-20 | Статоил Аса | Seabed monitoring seismic cable |
| US8442770B2 (en) | 2007-11-16 | 2013-05-14 | Statoil Asa | Forming a geological model |
| US8498176B2 (en) | 2005-08-15 | 2013-07-30 | Statoil Asa | Seismic exploration |
| US8757270B2 (en) | 2010-05-28 | 2014-06-24 | Statoil Petroleum As | Subsea hydrocarbon production system |
| US9081111B2 (en) | 2010-04-01 | 2015-07-14 | Statoil Petroleum As | Method of providing seismic data |
| US9116254B2 (en) | 2007-12-20 | 2015-08-25 | Statoil Petroleum As | Method of and apparatus for exploring a region below a surface of the earth |
-
1997
- 1997-01-10 RU RU97100544A patent/RU2121133C1/en active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Integrated Navigation System ATLAS SUSY 30/11 1057 A 005. Проспект Фирмы "KRUPP ATLAS ELEKTRONIK". 1987. * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8498176B2 (en) | 2005-08-15 | 2013-07-30 | Statoil Asa | Seismic exploration |
| RU2451309C2 (en) * | 2006-11-14 | 2012-05-20 | Статоил Аса | Seabed monitoring seismic cable |
| US8400871B2 (en) | 2006-11-14 | 2013-03-19 | Statoil Asa | Seafloor-following streamer |
| US8442770B2 (en) | 2007-11-16 | 2013-05-14 | Statoil Asa | Forming a geological model |
| US9164188B2 (en) | 2007-11-16 | 2015-10-20 | Statoil Petroleum As | Forming a geological model |
| US9116254B2 (en) | 2007-12-20 | 2015-08-25 | Statoil Petroleum As | Method of and apparatus for exploring a region below a surface of the earth |
| US9389325B2 (en) | 2007-12-20 | 2016-07-12 | Statoil Petroleum As | Method of exploring a region below a surface of the earth |
| US9081111B2 (en) | 2010-04-01 | 2015-07-14 | Statoil Petroleum As | Method of providing seismic data |
| US9389323B2 (en) | 2010-04-01 | 2016-07-12 | Statoil Petroleum As | Apparatus for marine seismic survey |
| US8757270B2 (en) | 2010-05-28 | 2014-06-24 | Statoil Petroleum As | Subsea hydrocarbon production system |
| US9121231B2 (en) | 2010-05-28 | 2015-09-01 | Statoil Petroleum As | Subsea hydrocarbon production system |
| US9376893B2 (en) | 2010-05-28 | 2016-06-28 | Statoil Petroleum As | Subsea hydrocarbon production system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109782323B (en) | Navigation positioning and calibrating method for autonomous underwater vehicle in deep sea | |
| US5075693A (en) | Primary land arctic navigation system | |
| US4881080A (en) | Apparatus for and a method of determining compass headings | |
| Eustice et al. | Recent advances in synchronous-clock one-way-travel-time acoustic navigation | |
| US5512903A (en) | Integrity limit apparatus and method | |
| NO144052B (en) | NAVIGATION SYSTEM FOR A VESSEL. | |
| GB2267567A (en) | Display apparatus | |
| RU2121133C1 (en) | Navigation system | |
| CN111142144B (en) | Underwater acoustic positioning and timing buoy and underwater positioning method | |
| JPH0861952A (en) | Underwater navigation body, measuring buoy station, measuring device, and position measuring method and device for the body | |
| RU6056U1 (en) | NAVIGATION SYSTEM | |
| CA2735270A1 (en) | Method and device for determining the location of a vehicle | |
| RU97100544A (en) | NAVIGATION SYSTEM | |
| Liang et al. | Low cost integrated marine navigation system | |
| JPS5990112A (en) | Automatic pilot device | |
| JP2953796B2 (en) | Automatic ship steering system | |
| JP2675640B2 (en) | Unmanned underwater exploration device | |
| RU17812U1 (en) | NAVIGATION SYSTEM | |
| Stansell | An Integrated Geophysical Navigation System Using Satellite-Derived Position Fixes | |
| RU49982U1 (en) | SATELLITE COMMUNICATION ANTENNA GUIDING SYSTEM FOR A GEOSTATION SATELLITE | |
| RU13093U1 (en) | NAVIGATION HYDROGRAPHIC SYSTEM | |
| Moore et al. | Multi-sensor real-time data acquisition and preprocessing at sea | |
| Gann | Integrated GPS, range-range and hyperbolic Loran C marine navigation system for use on IBM AT or compatible microcomputer | |
| Leblang | HMS SCOTT ring laser gyro navigator integration | |
| JP2530739B2 (en) | True azimuth detector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130111 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20131220 |