RU2136020C1 - Method for detection and tracking of electrical conducting extended underwater object from board the underwater search mount - Google Patents

Method for detection and tracking of electrical conducting extended underwater object from board the underwater search mount Download PDF

Info

Publication number
RU2136020C1
RU2136020C1 RU98106594A RU98106594A RU2136020C1 RU 2136020 C1 RU2136020 C1 RU 2136020C1 RU 98106594 A RU98106594 A RU 98106594A RU 98106594 A RU98106594 A RU 98106594A RU 2136020 C1 RU2136020 C1 RU 2136020C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
underwater
electromagnetic field
underwater vehicle
extended
tracking
Prior art date
Application number
RU98106594A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.Д. Агеев
Original Assignee
Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН
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 Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН filed Critical Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН
Priority to RU98106594A priority Critical patent/RU2136020C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2136020C1 publication Critical patent/RU2136020C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/30Assessment of water resources

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: electromagnetic studies, applicable mainly for search, detection, identification and tracking of routes of underwater extended metal-containing objects, silt-covered on the ground inclusive, for example, underwater pipe lines, power cables, etc. SUBSTANCE: in the method for detection and tracking of electrical conducting extended underwater object from board the underwater search mount use is made of an independent uninhabited underwater apparatus; the points of radiation and measurement of electromagnetic field are located on boards along the apparatus directly on its external shaping surface. Electromagnetic field is excited by a dipole source in succession at least in three direction, originally along the longitudinal axis of the underwater apparatus in the direction of its motion, and then with a shift to either side from the center line of the underwater apparatus in the plane parallel to its base plane with simultaneous variation of current frequency during excitation in each direction of radiation. Secondary electromagnetic field is measured at least in four points of the underwater apparatus, and the availability of an extended underwater object is judged by the presences of voltages at them, and its orientation is fixed relative to the radiating and pick-up dipoles, and according to the measured angular and lateral misalignments of the underwater apparatus relative to the route of laying of the extended underwater object tracking of the latter is accomplished. EFFECT: high-accuracy detection of extended metal- containing underwater object directly during motion of the underwater apparatus an any relative bearing relative to the route of the underwater object and determination of its orientation; continuous tracking of the route of laying of the under- water object in the process of motion of the underwater apparatus along the route. 4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области электромагнитных исследований и может быть использовано преимущественно для поиска, обнаружения, распознавания и отслеживания трасс подводных протяженных металлосодержащих объектов, в том числе и заиленных в донный грунт, например, подводных трубопроводов, силовых кабелей и т.д. The invention relates to the field of electromagnetic research and can be used mainly for searching, detecting, recognizing and tracking the routes of underwater extended metal-containing objects, including silted into the bottom soil, for example, underwater pipelines, power cables, etc.

Потребность в точных и экономически эффективных способах и средствах поиска, отслеживания и исследования подводных трубопроводов и кабелей стала в последние годы особенно острой и в первую очередь для контроля за экологическим состоянием морей и океанов. The need for accurate and cost-effective methods and means of searching, tracking and research of underwater pipelines and cables has become especially acute in recent years, and primarily for monitoring the ecological state of the seas and oceans.

Для осуществления такого контроля необходимо систематически проводить проверку технического состояния уже известных трасс подводных трубопроводов и кабелей, а также осуществлять поиск, обнаружение, определение технического состояния иных подводных трубопроводов и кабелей. To carry out such control, it is necessary to systematically check the technical condition of already known routes of underwater pipelines and cables, as well as to search, detect, determine the technical condition of other underwater pipelines and cables.

Известен способ электромагнитной геофизической разведки, заключающийся в зондировании среды электромагнитными импульсами конечной длительности и регистрации сигнала вторичного поля в паузе между импульсами. В данном способе перед началом измерений в базовой точке профиля зондирующий импульс устанавливают в виде осциллирующей, затухающей на интервале τ функции вида

Figure 00000002

где W(t) - весовая функция; Wэ - центральная частота осцилляции; t - текущее время.A known method of electromagnetic geophysical exploration, which consists in sensing the medium with electromagnetic pulses of finite duration and recording a secondary field signal in a pause between pulses. In this method, before starting measurements at the base point of the profile, the probe pulse is set in the form of an oscillating function decaying over the interval τ of the form
Figure 00000002

where W (t) is the weight function; W e - the central frequency of the oscillations; t is the current time.

Общую длительность импульса τ устанавливают равной времени группового запаздывания на участие излучатель - объект - приемник в зависимости от минимальной дальности до объекта поиска r и средней электропроводности окружающей среды σ в соответствии с формулой
tr = τ = 0,65•10-6•r2•σ.
Центральную частоту осцилляции Wэ устанавливают равной эффективной полосе частот ожидаемого энергетического отношения сигнал/помеха плюс шум на входе приемника. Далее изменяют соотношение амплитуд полукосинусоидальных импульсов в зондирующем сигнале и добиваются минимального отклика среды по показаниям приемника. Затем выполняют рабочие измерения вдоль профиля наблюдений, регистрируют амплитуду и время запаздывания вторичного сигнала, по которым судят о размерах объекта поиска и его дальности [1].
The total pulse duration τ is set equal to the group delay time for the emitter-object-receiver to participate, depending on the minimum distance to the search object r and the average electrical conductivity of the environment σ in accordance with the formula
t r = τ = 0.65 • 10 -6 • r 2 • σ.
The central oscillation frequency W e is set equal to the effective frequency band of the expected energy signal-to-noise ratio plus noise at the receiver input. Next, the amplitude ratio of the half-sine pulses in the probe signal is changed and the minimum response of the medium according to the readings of the receiver is achieved. Then carry out working measurements along the observation profile, record the amplitude and delay time of the secondary signal, which are used to judge the size of the search object and its range [1].

Таким образом, известный способ заключается в возбуждении окружающей среды, в том числе и объекта поиска, периодической последовательностью видеоимпульсных сигналов полусинусоидальной формы и регистрации вторичных сигналов, несущих информацию об объекте поиска. Thus, the known method consists in exciting the environment, including the search object, with a periodic sequence of half-sine wave video signals and registering secondary signals carrying information about the search object.

Преимущественной областью применения известного способа электромагнитной геофизической разведки является геоэлектрическое картирование горизонтально-слоистых сред в морской воде и поиск рудых тел в горных выработках, т.е. в условиях, когда электромагнитные параметры среды вблизи излучающих и приемных датчиков мало изменяются при передвижении вдоль профиля наблюдения. Известный способ применим и для поиска электропроводящих тел в морской воде. Недостатком данного способа в этом случае применения является невозможность обнаружения и определения трассы прокладки электропроводного протяженного подводного объекта непосредственно во время движения подводной поисковой установки (с которой реализуется способ) под любым углом пересечения к продольной оси подводного объекта. An advantageous field of application of the known method of electromagnetic geophysical exploration is geoelectric mapping of horizontally layered media in sea water and the search for ore bodies in mine workings, i.e. under conditions when the electromagnetic parameters of the medium near the emitting and receiving sensors change little when moving along the observation profile. The known method is applicable to the search for electrically conductive bodies in sea water. The disadvantage of this method in this application is the inability to detect and determine the route of laying an electrically conductive extended underwater object directly during the movement of the underwater search engine (with which the method is implemented) at any intersection angle to the longitudinal axis of the underwater object.

Известен также способ определения трасс прокладки подводных трубопроводов с борта подводной поисковой установки, состоящей в возбуждении электромагнитного поля дипольным источником излучения и измерении его в симметрично расположенных точках приемным диполем [2]. There is also a method of determining the routes of laying underwater pipelines from the side of an underwater search installation, consisting in the excitation of an electromagnetic field by a dipole radiation source and measuring it at symmetrically located points by a receiving dipole [2].

Известный способ определения трасс прокладки подводных трубопроводов позволяет определить трассу непосредственно во время движения подводной поисковой установки, с которой реализуется этот способ. Согласно известному способу в случае расположения трубопровода перпендикулярно к направлению движения подводной поисковой установки максимумы ЭДС в каждой из приемных рамок появляются одновременно, т. е. сдвиг между ними будет равен нулю. В случае, когда во время движения подводной поисковой установки одна из рамок проходит над трубопроводом первой, то в этом случае сдвиг между ними не будет равен нулю. Зная расстояние между приемными рамками, по величине и направлению сдвига максимумов аномального сигнала в приемных рамках определяют величину и знак угла между направлением прокладки подводного трубопровода и прямой, соединяющей приемные рамки. Преимуществом известного способа является отсутствие необходимости, во-первых, в остановках подводной поисковой установки для выполнения измерений, а во-вторых, в изменении во время ориентации приемных рамок во время определения трассы прокладки подводного трубопровода. The known method for determining the routes of laying underwater pipelines allows you to determine the route directly during the movement of the underwater search installation, with which this method is implemented. According to the known method, if the pipeline is located perpendicular to the direction of movement of the underwater search engine, the EMF maxima in each of the receiving frames appear simultaneously, i.e., the shift between them will be zero. In the case when during the movement of the underwater search engine one of the frames passes over the first pipeline, in this case the shift between them will not be zero. Knowing the distance between the receiving frames, the magnitude and sign of the angle between the direction of laying the underwater pipeline and the straight line connecting the receiving frames are determined by the magnitude and direction of the shift of the maxima of the anomalous signal in the receiving frames. An advantage of the known method is the lack of need, firstly, for stops of the underwater search unit for performing measurements, and secondly, for a change in the orientation of the receiving frames during the determination of the route for laying the underwater pipeline.

Известный способ определения трассы прокладки подводного трубопровода эффективен, если минимальное расстояние между приемными рамками и трубопроводом не превышает 10-12 метров, а угол между осью трубопровода и прямой, проходящей через центры приемных рамок, лежит в пределах ± 75o.The known method for determining the route of laying an underwater pipeline is effective if the minimum distance between the receiving frame and the pipeline does not exceed 10-12 meters, and the angle between the axis of the pipeline and the straight line passing through the centers of the receiving frame is within ± 75 o .

Данный способ определения трассы прокладки подводного трубопровода по функциональному назначению, по своей технической сущности и по достигаемому техническому результату наиболее близок к заявленному способу. This method of determining the route of laying an underwater pipeline for functional purpose, in its technical essence and in the achieved technical result is closest to the claimed method.

Недостатками известного способа являются невозможность обнаружения электропроводного протяженного подводного объекта во время движения подводной поисковой установки под любым курсовым углом относительно трассы прокладки подводного объекта, так как в известном способе в зоне углов от ± 75o и до ± 90o существенно теряется чувствительность и становится практически невозможным обнаружение подводного объекта и измерение его ориентации, т.е. определение трассы прокладки трубопровода; невозможность непрерывного отслеживания трассы прокладки электропроводного протяженного подводного объекта при движении подводной поисковой установки вдоль трассы.The disadvantages of the known method are the inability to detect an electrically conductive extended underwater object during the movement of the underwater search engine at any directional angle relative to the laying path of the underwater object, since in the known method in the area of angles from ± 75 ° to ± 90 ° , sensitivity is substantially lost and it becomes practically impossible detecting an underwater object and measuring its orientation, i.e. determination of the pipeline route; the inability to continuously track the route of laying an electrically conductive extended underwater object when the underwater search engine moves along the route.

В основу изобретения поставлена задача разработать такой способ обнаружения и отслеживания электропроводного протяженного подводного объекта с борта подводной поисковой установки, который позволил бы обнаружить подводный объект во время движения подводной поисковой установки под любым курсовым углом относительно трассы прокладки подводного объекта и непрерывно отслеживать трассу прокладки последнего при движении подводной поисковой установки вдоль трассы подводного объекта. Кроме того, заявленный способ должен в максимально возможной степени удовлетворять требованиям реализации его с борта такой специфической подводной поисковой установки, как высокоманевренный, глубоководный автономный необитаемый подводный аппарат (далее подводный аппарат). The basis of the invention is the task to develop such a method for detecting and tracking an electrically conductive extended underwater object from the side of an underwater search installation, which would make it possible to detect an underwater object during the movement of an underwater search installation at any direction angle with respect to the route of laying the underwater object and continuously monitor the route of laying of the underwater object underwater search engine along the route of the underwater object. In addition, the claimed method should, as far as possible, satisfy the requirements of its implementation on board such a specific underwater search engine as a highly maneuverable, deep-sea autonomous uninhabited underwater vehicle (hereinafter, the underwater vehicle).

Поставленная задача достигается тем, что в способе обнаружения и отслеживания электропроводного протяженного подводного объекта с борта подводной поисковой установки, включающем возбуждение электромагнитного поля дипольным источником излучения и измерение его в симметрично расположенных точках приемным диполем, в качестве подводной поисковой установки используют автономный необитаемый подводный аппарат, точки излучения и измерения электромагнитного поля располагают по бортам вдоль подводного аппарата непосредственно на его внешней формообразующей поверхности, возбуждение электромагнитного поля осуществляют дипольным источником излучения последовательно по меньшей мере по трем направлениям, первоначально вдоль продольной оси подводного аппарата по направлению его движения, а затем со смещением в одну и другую стороны от диаметральной плоскости подводного аппарата в плоскости, параллельной его основной плоскости, с одновременным изменением частоты тока во время возбуждения по каждому направлению излучения, измерение вторичного электромагнитного поля выполняют по меньшей мере в четырех точках подводного аппарата и по величине напряжений в них судят о наличии электропроводного протяженного подводного объекта, фиксируют его ориентацию в горизонтальной плоскости относительно системы излучающего и приемного диполей, а по угловому и боковому смещениям подводного аппарата относительно трассы прокладки протяженного подводного объекта выполняют отслеживание последнего. The problem is achieved in that in the method for detecting and tracking an electrically conductive extended underwater object from the side of an underwater search installation, including excitation of an electromagnetic field by a dipole radiation source and measuring it at symmetrically located points by a receiving dipole, an autonomous uninhabited underwater vehicle is used as an underwater search installation, points radiation and electromagnetic field measurements are placed on the sides along the underwater vehicle directly on its outside of the former forming surface, the electromagnetic field is excited by a dipole radiation source sequentially in at least three directions, initially along the longitudinal axis of the underwater vehicle in the direction of its movement, and then shifted to one or the other side of the diametrical plane of the underwater vehicle in a plane parallel to its main plane, with a simultaneous change in the frequency of the current during excitation in each direction of radiation, the measurement of the secondary electromagnetic field fill at least four points of the underwater vehicle and the magnitude of the voltages in them judge the presence of an electrically conductive extended underwater object, fix its orientation in the horizontal plane relative to the system of the emitting and receiving dipoles, and the angular and lateral displacements of the underwater vehicle relative to the laying path of the extended underwater object track the latter.

Для возбуждения электромагнитного поля и его измерения используют электрические диполи. To excite the electromagnetic field and measure it, electric dipoles are used.

Измерение вторичного электромагнитного поля выполняют на фоне возбужденного электромагнитного поля. Рабочие электроды диполей выполняют в виде листов металла и устанавливают заподлицо на внешнюю поверхность корпуса подводного аппарата, образуемую токонепроводящим материалом. The measurement of the secondary electromagnetic field is performed against a background of an excited electromagnetic field. The working electrodes of the dipoles are made in the form of sheets of metal and mounted flush on the outer surface of the body of the underwater vehicle, formed by a non-conductive material.

В заявленном способе обнаружения и отслеживания электропроводного протяженного подводного объекта с борта подводной поисковой установки общими существенными признаками для него и для его прототипа являются возбуждение электромагнитного поля дипольным источником излучения; измерение электромагнитного поля в симметрично расположенных точках приемным диполем. In the claimed method for detecting and tracking an electrically conductive extended underwater object from an underwater search engine, common essential features for it and for its prototype are the excitation of an electromagnetic field by a dipole radiation source; measurement of the electromagnetic field at symmetrically located points by the receiving dipole.

Сопоставительный анализ существенных признаков заявленного способа обнаружения и отслеживания электропроводного протяженного подводного объекта с борта подводной поисковой установки и прототипа показывает, что первый, в отличие от прототипа, имеет следующие существенные отличительные признаки: в качестве подводной поисковой установки используют автономный необитаемый подводный аппарат; точки излучения и измерения электромагнитного поля располагают по бортам вдоль подводного аппарата непосредственно на его внешней формообразующей поверхности; возбуждение электромагнитного поля осуществляют дипольным источником излучения последовательно по меньшей мере по трем направлениям, первоначально вдоль продольной оси подводного аппарата по направлению его движения, а затем со смещением в одну и другую стороны от диаметральной плоскости подводного аппарата в плоскости, параллельной его основной плоскости, с одновременным изменением частоты тока во время возбуждения по каждому направлению излучения; измерение вторичного электромагнитного поля выполняют по меньшей мере в четырех точках подводного аппарата и по величине напряжений в них судят о наличии протяженного подводного объекта и фиксируют его ориентацию в горизонтальной плоскости относительно излучающего и приемного диполей; по измеренным угловому и боковому смещениям подводного аппарата относительно трассы прокладки протяженного подводного объекта выполняют отслеживание последнего. A comparative analysis of the essential features of the claimed method for detecting and tracking an electrically conductive extended underwater object from an underwater search engine and prototype shows that the first, unlike the prototype, has the following significant distinguishing features: an autonomous uninhabited underwater vehicle is used as an underwater search installation; points of radiation and electromagnetic field measurements are placed on the sides along the underwater vehicle directly on its external forming surface; the electromagnetic field is excited by a dipole radiation source sequentially in at least three directions, initially along the longitudinal axis of the underwater vehicle in the direction of its movement, and then shifted to one or the other side of the diametrical plane of the underwater vehicle in a plane parallel to its main plane, with simultaneous a change in the frequency of the current during excitation in each direction of radiation; measurement of the secondary electromagnetic field is performed at least four points of the underwater vehicle and the magnitude of the voltages in them is judged on the presence of an extended underwater object and fix its orientation in the horizontal plane relative to the emitting and receiving dipoles; the measured angular and lateral displacements of the underwater vehicle relative to the laying path of an extended underwater object track the latter.

Данная совокупность известных и отличительных существенных признаков обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны. This set of known and distinctive essential features provides a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies.

Признаки же, указанные ниже, характеризуют изобретение лишь в конкретных формах реализации отличительных существенных признаков способа, но также существенным образом обеспечивают достижение технического результата: для возбуждения электромагнитного поля и его измерения используют электрические диполи; измерение вторичного электромагнитного поля выполняют на фоне возбужденного электромагнитного поля; рабочие электроды диполей выполняют в виде листов металла и устанавливают заподлицо на внешнюю поверхность корпуса подводного аппарата, образуемую токонепроводящим материалом. The signs indicated below characterize the invention only in specific forms of implementing the distinguishing essential features of the method, but also substantially ensure the achievement of the technical result: electric dipoles are used to excite the electromagnetic field and measure it; the measurement of the secondary electromagnetic field is performed against a background of an excited electromagnetic field; the working electrodes of the dipoles are made in the form of sheets of metal and mounted flush on the outer surface of the underwater vehicle body, formed by a non-conductive material.

Именно такая совокупность всех существенных признаков позволила разработать способ обнаружения и отслеживания электропроводного протяженного подводного объекта с борта подводной поисковой установки, который позволил, используя автономный необитаемый подводный аппарат в качестве подводной поисковой установки, обнаруживать электропроводный протяженный подводный объект во время движения подводного аппарата на глубинах до 6000 метров включительно под любым курсовым углом относительно трассы прокладки подводного объекта, а также точно фиксировать его ориентацию в горизонтальной плоскости относительно излучающего и приемного диполей и выполнять непрерывное отслеживание подводного объекта вдоль трассы прокладки. Такой технический результат достигнут заявленным способом обнаружения и отслеживания электропроводного протяженного подводного объекта с борта подводной поисковой установки в силу того, что он позволил получить по меньшей мере три взаимодополняющих сигнала, позволяющих с высокой достоверностью определить угловое отклонение подводного аппарата от протяженного подводного объекта; выработать сигнал, величина которого позволила четко определять факт прохождения подводного аппарата над протяженным подводным объектом независимо от угла пересечения последнего подводным аппаратом; при движении подводного аппарата вдоль трассы подводного объекта непрерывно определять угловое и боковое смещения подводного объекта и по этим данным точно удерживать подводный аппарат над подводным объектом и вести отслеживание последнего. It is this combination of all the essential features that made it possible to develop a method for detecting and tracking an electrically conductive extended underwater object from an underwater search engine, which allowed using an autonomous uninhabited underwater vehicle as an underwater search installation to detect an electrically conductive long underwater object while moving an underwater vehicle at depths up to 6000 meters inclusive at any directional angle relative to the laying route of the underwater object, as well as accurately o to fix its orientation in the horizontal plane relative to the emitting and receiving dipoles and to continuously monitor the underwater object along the laying path. Such a technical result was achieved by the claimed method for detecting and tracking an electrically conductive extended underwater object from the side of an underwater search engine due to the fact that it made it possible to obtain at least three complementary signals, which make it possible to determine with high accuracy the angular deviation of the underwater vehicle from an extended underwater object; to develop a signal, the value of which made it possible to clearly determine the fact of the passage of the underwater vehicle over an extended underwater object, regardless of the angle of intersection of the latter underwater vehicle; when the underwater vehicle moves along the track of the underwater object, continuously determine the angular and lateral displacements of the underwater object and, based on these data, accurately hold the underwater vehicle over the underwater object and track the latter.

На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е., благодаря данной совокупности существенных признаков изобретения стало возможным решить поставленную задачу. Based on the foregoing, it can be concluded that the set of essential features of the claimed invention has a causal relationship with the achieved technical result, i.e., due to this set of essential features of the invention, it became possible to solve the problem.

Следовательно, заявленное изобретение является новым, обладает изобретательским уровнем, т. е. оно явным образом не следует из уровня техники и пригодно для промышленного применения. Therefore, the claimed invention is new, has an inventive step, that is, it clearly does not follow from the prior art and is suitable for industrial use.

Сущность заявленного способа обнаружения и отслеживания электропроводного протяженного подводного объекта с борта подводной поисковой установки поясняется чертежом, где на фиг.1 показана схема размещения на подводном аппарате точек, в которых устанавливают рабочие электроды возбуждающих и приемных диполей (вид сверху); на фиг. 2 - схема измерения бокового смещения подводного аппарата относительно электропроводного протяженного подводного объекта (вид с кормы); на фиг.3 - характер сигнала Vs, по которому судят о наличии электропроводного протяженного подводного объекта при пересечении последнего подводным аппаратом под разными углами γ (высота аппарата над дном h = 3 м, S - путь вдоль траектории движения аппарата), масштаб по ординате - условный; на фиг. 4 - характер сигнала Us3, между приемными электродами при отклонении y подводного аппарата в поперечном направлении от оси электропроводного протяженного подводного объекта (высота аппарата над дном h = 3 м), масштаб по ординате - условный; на фиг.5 - характер изменения сигналов U0, U1, U2 в зависимости от угла γ при расположении подводного аппарата над электропроводным протяженным подводным объектом: а) - нормированные данные модельного эксперимента; b) - расчетные данные. Масштаб по ординате - условный.The essence of the claimed method for detecting and tracking an electrically conductive extended underwater object from the side of the underwater search installation is illustrated in the drawing, where Fig. 1 shows a diagram of the points on which the working electrodes of the exciting and receiving dipoles are mounted (top view); in FIG. 2 is a diagram of measuring lateral displacement of an underwater vehicle relative to an electrically conductive extended underwater object (view from the stern); figure 3 - the nature of the signal V s , which is used to judge the presence of an electrically conductive extended underwater object when the latter crosses the underwater vehicle at different angles γ (the height of the apparatus above the bottom h = 3 m, S is the path along the trajectory of the apparatus), the ordinate scale - conditional; in FIG. 4 - the nature of the signal U s3 , between the receiving electrodes when the underwater vehicle y deviates in the transverse direction from the axis of the extended conductive underwater object (the height of the vehicle above the bottom h = 3 m), the ordinate scale is arbitrary; figure 5 - the nature of the changes in the signals U 0 , U 1 , U 2 depending on the angle γ when the underwater vehicle is located above an electrically conductive extended underwater object: a) normalized data of a model experiment; b) - calculated data. The ordinate scale is conditional.

На чертеже и в описании изобретения приняты следующие обозначения: 1 - подводный аппарат; A1B1 и A2B2 - рабочие электроды возбуждающих диполей; M1N1 и M2N2 - рабочие электроды приемных диполей; γo - угол отклонения диполей относительно продольной и поперечной осей подводного аппарата; 2 - внешняя формообразующая поверхность (корпус) подводного аппарата; 3 - хвостовое оперение подводного аппарата; 4 - электропроводный протяженный подводный объект; 5 - дно моря (океана); γ - угол между продольной осью подводного аппарата, а также осью центрального возбуждающего диполя и продольной осью электропроводного протяженного подводного объекта.In the drawing and in the description of the invention, the following notation: 1 - underwater vehicle; A 1 B 1 and A 2 B 2 - working electrodes of exciting dipoles; M 1 N 1 and M 2 N 2 - working electrodes of receiving dipoles; γ o - the deflection angle of the dipoles relative to the longitudinal and transverse axes of the underwater vehicle; 2 - the external forming surface (body) of the underwater vehicle; 3 - tail unit of the underwater vehicle; 4 - conductive extended underwater object; 5 - bottom of the sea (ocean); γ is the angle between the longitudinal axis of the underwater vehicle, as well as the axis of the central exciting dipole and the longitudinal axis of the electrically conductive extended underwater object.

Способ обнаружения и отслеживания электропроводного протяженного подводного объекта с борта подводной поисковой установки осуществляется следующим образом. A method for detecting and tracking an electrically conductive extended underwater object from an underwater search engine is as follows.

В качестве подводной поисковой установки для реализации заявленного способа используют высокоманевренный глубоководный подводный аппарат 1. В прочные корпуса (на чертеже не показаны) подводного аппарата помещают аппаратуру, которая обеспечивает выполнение способа, и формируют на нем как минимум два возбуждающих диполя с рабочими электродами A1B1 и A2B2 и как минимум два приемных диполя с рабочими электродами M1N1 и M2N2, причем как возбуждающие, так и приемные диполи отклонены соответственно от продольной и поперечной осей подводного аппарата на угол γo. Рабочие электроды возбуждающих и приемных диполей располагают по бортам вдоль подводного аппарата в точках, находящихся непосредственно на его внешней формообразующей поверхности (см. фиг.1). Выполняют рабочие электроды из тонких листов металла и устанавливают заподлицо на внешней формообразующей поверхности 2 (корпусе) подводного аппарата, образуемой токонепроводящим материалом. Носовые рабочие электроды A1 и A2 выполняют в виде полуколец и устанавливают на носовой цилиндрической части корпуса 2 подводного аппарата, а кормовые рабочие электроды B1 и B2 соответственно закрепляют на кормовой части корпуса 2 подводного аппарата, например на его хвостовом оперении 3. Рабочие электроды M1N1 и M2N2 приемных диполей располагают на средней части корпуса 2 подводного аппарата симметрично его продольной и поперечной осям, причем в горизонтальной плоскости, проходящей через продольную ось аппарата. Параллельное соединение рабочих электродов, а именно A1 + A2, B1 + B2, M1 + M2 и N1 + N2 позволило сформировать на подводном аппарате дополнительно еще один возбуждающий диполь по продольной оси аппарата и еще один перпендикулярный ему приемный диполь по поперечной оси аппарата. Такое соединение рабочих электродов возбуждающих и приемных диполей позволило, делая соответствующие переключения, имитировать угловые колебания подводного аппарата с амплитудой γo и надежно обеспечить необходимые измерения, а следовательно, обнаружить электропроводный протяженный подводный объект 4 (далее подводный объект) под любым углом пересечения его подводным аппаратом. Для измерения высоты нахождения подводного аппарата над дном 5 на аппарате устанавливают эхолот (на чертеже не показан). Подготовленный таким образом к работе подводный аппарат опускают с судна-носителя в море. По соответствующей команде подводный аппарат следует своим ходом в заданный район поиска подводного объекта 4, стабилизируется на определенном расстоянии от дна 5 и по команде приступает к выполнению поиска подводного объекта, обнаружению последнего и отслеживанию его трассы прокладки.As an underwater search installation for the implementation of the claimed method, a highly manoeuvrable deep-sea underwater vehicle 1 is used. Equipment that ensures the execution of the method is placed in the durable hulls (not shown) of the underwater vehicle and form at least two exciting dipoles with working electrodes A 1 B 1 and a 2 B 2, and at least two dipole receiver with working electrodes M 1, N 1 and N 2 M 2, both exciting and receiving dipoles deflected respectively by the longitudinal and transverse axes of the underwater and Paratov an angle γ o. The working electrodes of the exciting and receiving dipoles are located on the sides along the underwater vehicle at points located directly on its external forming surface (see figure 1). The working electrodes are made of thin sheets of metal and mounted flush on the outer forming surface 2 (body) of the underwater vehicle formed by a non-conductive material. The nasal working electrodes A 1 and A 2 are made in the form of half rings and mounted on the bow cylindrical part of the body 2 of the underwater vehicle, and the aft working electrodes B 1 and B 2 are respectively fixed on the aft part of the body 2 of the underwater vehicle, for example, on its tail unit 3. Workers the electrodes M 1 N 1 and M 2 N 2 of the receiving dipoles are located on the middle part of the body 2 of the underwater vehicle symmetrically to its longitudinal and transverse axes, and in a horizontal plane passing through the longitudinal axis of the device. The parallel connection of the working electrodes, namely A 1 + A 2 , B 1 + B 2 , M 1 + M 2 and N 1 + N 2 made it possible to form on the underwater vehicle an additional exciting dipole along the longitudinal axis of the device and another receiving perpendicular to it dipole along the transverse axis of the apparatus. Such a connection of the working electrodes of the exciting and receiving dipoles made it possible, by making appropriate switches, to simulate the angular vibrations of the underwater vehicle with an amplitude of γ o and to reliably provide the necessary measurements, and therefore, to detect an electrically conductive extended underwater object 4 (hereinafter, the underwater object) at any angle of intersection of its underwater vehicle . To measure the height of the underwater vehicle above the bottom 5, an echo sounder is installed on the device (not shown in the drawing). The submarine thus prepared for operation is lowered from the carrier vessel into the sea. Under the appropriate command, the underwater vehicle follows its own course to the specified search area for the underwater object 4, stabilizes at a certain distance from the bottom 5 and, on command, proceeds with the search for the underwater object, detecting the latter and tracking its route.

С началом движения подводного аппарата в режиме поиска и обнаружения подводного объекта по команде переходят на поисковую программу заявленного способа. Согласно этой программе осуществляют возбуждение электромагнитного поля дипольным источником излучения последовательно по меньшей мере по трем направлениям, первоначально вдоль продольной оси подводного аппарата по направлению его движения, а затем со смещением в одну и другую стороны от диаметральной плоскости подводного аппарата в плоскости, параллельной его основной плоскости, с одновременным изменением частоты тока во время возбуждения по каждому направлению излучения. Измерение вторичного электромагнитного поля выполняют по меньшей мере в четырех точках подводного аппарата и по величине напряжений (сигналов) в них судят о наличии подводного объекта, фиксируют его ориентацию в горизонтальной плоскости относительно излучающего и приемного диполей, а по измеренным угловому и боковому смещениям подводного аппарата относительно трассы прокладки подводного объекта выполняют управление аппаратом для отслеживания последнего. Для возбуждения электромагнитного поля и его измерения используют электрические диполи, а измерение вторичного электромагнитного поля выполняют на фоне возбужденного электромагнитного поля. Рабочие электроды диполей выполняют в виде листов металла и устанавливают заподлицо на внешнюю формообразующую поверхность подводного аппарата, образуемую токонепроводящим материалом. With the beginning of the movement of the underwater vehicle in the search and detection of the underwater object, the team switches to the search program of the claimed method. According to this program, an electromagnetic field is excited by a dipole radiation source sequentially in at least three directions, initially along the longitudinal axis of the underwater vehicle in the direction of its movement, and then offset to one and the other from the diametrical plane of the underwater vehicle in a plane parallel to its main plane , with a simultaneous change in the frequency of the current during excitation in each direction of radiation. The measurement of the secondary electromagnetic field is performed at least at four points of the underwater vehicle, and by the magnitude of the voltages (signals) they judge the presence of an underwater object, record its orientation in the horizontal plane relative to the emitting and receiving dipoles, and the measured angular and lateral displacements of the underwater vehicle relative to the laying paths of the underwater object control the apparatus to track the latter. To excite the electromagnetic field and measure it, electric dipoles are used, and the secondary electromagnetic field is measured against the background of the excited electromagnetic field. The working electrodes of the dipoles are made in the form of sheets of metal and mounted flush on the external forming surface of the underwater vehicle, formed by a non-conductive material.

Таким образом, заявленный способ реализуется циклически, а каждый цикл состоит по меньшей мере из трех шагов. Thus, the claimed method is implemented cyclically, and each cycle consists of at least three steps.

0-й шаг: возбуждение электромагнитного поля выполняют параллельно соединенными рабочими электродами A1 + A2, B1 + B2 вдоль продольной оси подводного аппарата по направлению его движения, а прием выполняют рабочими электродами M1 + M2, N1 + N2, образующими перпендикулярный диполь.0th step: excitation of the electromagnetic field is performed in parallel by connected working electrodes A 1 + A 2 , B 1 + B 2 along the longitudinal axis of the underwater vehicle in the direction of its movement, and the reception is performed by working electrodes M 1 + M 2 , N 1 + N 2 forming a perpendicular dipole.

Общеизвестно, что силовые линии электрического поля, наведенного в протяженном подводном объекте, направлены вдоль подводного объекта. Исходя из этого разность потенциалов в этом шаге между электродами M1 + M2 и N1 + N2 определяют по формуле

Figure 00000003

где K1 - постоянный коэффициент, зависящий от конструктивных данных и свойств подводного объекта; K2 - постоянный коэффициент, характеризующий приемный диполь; I - ток в возбуждающем диполе A1 + A2, B1 + B2; r - расстояние от диполя до подводного объекта; γ - угол между осью возбуждающего диполя и продольной осью подводного объекта.It is well known that the lines of force of an electric field induced in an extended underwater object are directed along the underwater object. Based on this, the potential difference in this step between the electrodes M 1 + M 2 and N 1 + N 2 is determined by the formula
Figure 00000003

where K 1 is a constant coefficient depending on the design data and properties of the underwater object; K 2 is a constant coefficient characterizing the receiving dipole; I is the current in the exciting dipole A 1 + A 2 , B 1 + B 2 ; r is the distance from the dipole to the underwater object; γ is the angle between the axis of the exciting dipole and the longitudinal axis of the underwater object.

1-й шаг: возбуждение электромагнитного поля выполняют электродами A1, B1 в одну сторону от диаметральной плоскости подводного аппарата в плоскости, параллельной его основной плоскости, а прием выполняют электродами M1, N1. Разность потенциалов в этом шаге между приемными электродами M1, N1 определяют по формуле

Figure 00000004

2-й шаг: возбуждение электромагнитного поля выполняют электродами А2, В2 в другую сторону от диаметральной плоскости подводного аппарата в плоскости, параллельной его основной плоскости, а прием выполняют электродами М2, N2. Разность потенциалов в этом шаге между приемными электродами М2, N2 определяют по формуле
Figure 00000005

Используя переменные U1 и U2 формируют новые сигналы, учитывая при этом, что γo - конструктивная величина. Выполнив тригонометрические преобразования получим
Us1 = (U1+U2)/cos2γo = K1•K2•I•r-5•sin2γ, (4)
Us2 = (U1-U2)/sin2γo = K1•K2•I•r-5•cos2γ, (5)
Figure 00000006

Figure 00000007

После таких математических преобразований получен весьма характерный результирующий, резко выделяющийся на фоне возбужденного электромагнитного поля сигнал Vs, по которому судят о наличии подводного объекта и фиксируют его ориентацию в горизонтальной плоскости относительно излучающего и приемного диполей (см. фиг. 3).1st step: the excitation of the electromagnetic field is performed by electrodes A 1 , B 1 in one direction from the diametrical plane of the underwater vehicle in a plane parallel to its main plane, and the reception is performed by electrodes M 1 , N 1 . The potential difference in this step between the receiving electrodes M 1 , N 1 is determined by the formula
Figure 00000004

2nd step: the excitation of the electromagnetic field is performed by electrodes A 2 , B 2 to the other side from the diametrical plane of the underwater vehicle in a plane parallel to its main plane, and the reception is performed by electrodes M 2 , N 2 . The potential difference in this step between the receiving electrodes M 2 , N 2 is determined by the formula
Figure 00000005

Using the variables U 1 and U 2 form new signals, taking into account that γ o is a structural value. Performing trigonometric transformations, we obtain
U s1 = (U 1 + U 2 ) / cos2γ o = K 1 • K 2 • I • r -5 • sin2γ, (4)
U s2 = (U 1 -U 2 ) / sin2γ o = K 1 • K 2 • I • r -5 • cos2γ, (5)
Figure 00000006

Figure 00000007

After such mathematical transformations, a very characteristic resultant signal V s , which stands out sharply against the background of an excited electromagnetic field, was obtained, which judged the presence of an underwater object and recorded its orientation in the horizontal plane relative to the emitting and receiving dipoles (see Fig. 3).

Отслеживание подводного объекта осуществляется путем постоянного удержания подводного аппарата точно над трассой подводного объекта. Для этого измеряют боковое и угловое смещения подводного аппарата относительно подводного объекта и по их сигналам корректируют программу управления движением подводного аппарата по трассе прокладки подводного объекта. Tracking of the underwater object is carried out by constantly holding the underwater vehicle exactly above the track of the underwater object. To do this, measure the lateral and angular displacements of the underwater vehicle relative to the underwater object and correct the program for controlling the movement of the underwater vehicle along the route of laying the underwater object using their signals.

Будем считать, что подводный аппарат расположен параллельно подводному объекту или с небольшим угловым отклонением (cosγ ≃ 1) (см. фиг.2). На 0-м шаге используют в качестве приемных диполей электроды M1, М2 и N1, N2. Как у поля возбуждения, так и наведенного поля в этом случае силовые линии направлены вдоль подводного аппарата. Напряжения этих пар электродов будут далее вычитаться, напряжения непосредственно от поля возбуждения будут взаимно компенсироваться и далее не учитываются.We assume that the underwater vehicle is located parallel to the underwater object or with a small angular deviation (cosγ ≃ 1) (see figure 2). At the 0th step, electrodes M 1 , M 2 and N 1 , N 2 are used as receiving dipoles. Both in the field of excitation and in the induced field, in this case the lines of force are directed along the underwater vehicle. The voltages of these pairs of electrodes will be further subtracted, the voltages directly from the field of excitation will be mutually compensated, and then not taken into account.

Для диполей М1, М2 и N1, N2 разность потенциалов определяют по формуле
UM = K1 • K3 • I • r-3 • rM-2, (8)
UM = K1 • K3 • I • r-3 • rN-2, (9)
где K3 - конструктивная постоянная, rM - расстояние от диполя M1, M2 до подводного объекта, rN - расстояние от диполя N1, N2 до подводного объекта.
For dipoles M 1 , M 2 and N 1 , N 2, the potential difference is determined by the formula
U M = K 1 • K 3 • I • r -3 • r M -2 , (8)
U M = K 1 • K 3 • I • r -3 • r N -2 , (9)
where K 3 is the structural constant, r M is the distance from the dipole M 1 , M 2 to the underwater object, r N is the distance from the dipole N 1 , N 2 to the underwater object.

Разница между UM и UN обусловлена разницей в расстояниях rM и rN, которые равны
rM2 = h2 + (b + y)2, (10)
rN2 = h2 + (b + y)2, (11)
где h - высота диполей М1, М2 и N1, N2 над подводным объектом, 2b - расстояние между электродами M и N.
The difference between U M and U N is due to the difference in distances r M and r N , which are equal
r M 2 = h 2 + (b + y) 2 , (10)
r N 2 = h 2 + (b + y) 2 , (11)
where h is the height of the dipoles M 1 , M 2 and N 1 , N 2 above the underwater object, 2b is the distance between the electrodes M and N.

Учитывая, что r2 = h2 + y2, определяют разность UM и UN:

Figure 00000008

Таким образом, сигнал Us3 оказывается пропорциональным отклонению y в поперечном направлении (см. фиг.4).Given that r 2 = h 2 + y 2 determine the difference U M and U N :
Figure 00000008

Thus, the signal U s3 is proportional to the deviation y in the transverse direction (see figure 4).

Таким образом, заявленный способ обнаружения и отслеживания электроприводного протяженного подводного объекта с борта подводной поисковой установки позволяет получить как минимум три взаимодополняющих сигнала U0, U1, U2, позволяющих точно рассчитать угловое отклонение подводного аппарата от трассы прокладки подводного объекта; выработать сигнал Vs, величина которого позволяет четко определить при движении подводного аппарата факт прохождения над подводным объектом независимо от угла пересечения подводного объекта; определить при движении вдоль трассы подводного объекта боковое смещение подводного аппарата, используя для этого сигнал Us3.Thus, the claimed method for detecting and tracking an electric drive extended underwater object from the side of an underwater search installation allows you to get at least three complementary signals U 0 , U 1 , U 2 that allow you to accurately calculate the angular deviation of the underwater vehicle from the laying path of the underwater object; generate a signal V s , the value of which allows you to clearly determine when moving the underwater vehicle the fact of passing over the underwater object, regardless of the angle of intersection of the underwater object; to determine the lateral displacement of the underwater vehicle when moving along the track of the underwater object using the signal U s3 .

Последовательность действий подводного аппарата при поиске и отслеживании подводного объекта сводится в основном к выполнению двух операций: при поиске подводного объекта аппарат должен двигаться до пересечения с подводным объектом, зафиксировать момент и координаты пересечения и оценить направление залегания подводного объекта; после надежного определения подводного объекта сменить направление движения так, чтобы выйти в режим отслеживания подводного объекта, используя для этого информацию об ориентации подводного аппарата по отношению к подводному объекту. The sequence of actions of an underwater vehicle during the search and tracking of an underwater vehicle is reduced mainly to two operations: when searching for an underwater vehicle, the vehicle must move to the intersection with the underwater object, record the moment and coordinates of the intersection and evaluate the direction of occurrence of the underwater object; after a reliable determination of the underwater object, change the direction of movement so as to enter the tracking mode of the underwater object using information about the orientation of the underwater vehicle in relation to the underwater object.

Первая операция может повторяться в случае нарушения режима отслеживания подводного объекта. The first operation may be repeated in case of violation of the tracking mode of the underwater object.

Рассмотрим основные свойства выходных сигналов заявленного способа при выполнении подводным аппаратом указанных операций. В процессе поиска подводного объекта основным сигналом является Vs (7). Его изменение по траектории движения подводного аппарата в районе пересечения подводного аппарата показано для разных углов пересечения на фиг. 3. Величина сигнала максимальна в точке пересечения и дальше убывает пропорционально r5. Понятно, что наиболее четкая фиксация места пересечения возможна при почти поперечных пересеченных (γ 90o). Поскольку

Figure 00000009
где S = x/sinγ - горизонтальное расстояние от подводного объекта, легко подсчитать при каком расстоянии от траектории сигнал будет равен, например, половине своего максимального значения
Figure 00000010

При γ = 90o X = 0,56•h, при γ = 30o X = 1,12h, а при γ = 0 X = ∞ (этот последний случай можно считать невероятным и он соответствует режиму отслеживания объекта). Если h = 3 м, γ = 90o и скорость подводного аппарата 1 м/с, то верхняя половина импульса будет длиться около 1с, достигая 2с при γ = 30o.Consider the main properties of the output signals of the claimed method when performing underwater vehicle these operations. In the process of searching for an underwater object, the main signal is V s (7). Its change along the trajectory of the underwater vehicle in the area of intersection of the underwater vehicle is shown for different intersection angles in FIG. 3. The magnitude of the signal is maximum at the point of intersection and then decreases proportionally to r 5 . It is clear that the most clear fixation of the intersection is possible with almost transverse crossed (γ 90 o ). Because the
Figure 00000009
where S = x / sinγ is the horizontal distance from the underwater object, it is easy to calculate at what distance from the trajectory the signal will be, for example, half its maximum value
Figure 00000010

For γ = 90 o X = 0.56 • h, for γ = 30 o X = 1.12 h, and for γ = 0 X = ∞ (this latter case can be considered improbable and it corresponds to the tracking mode of the object). If h = 3 m, γ = 90 o and the speed of the underwater vehicle 1 m / s, then the upper half of the pulse will last about 1 s, reaching 2 s at γ = 30 o .

Переменная γs (6) позволяет определить угол γ пересечения трассы подводного объекта. Знание U1 и U2 (2 и 3) позволяет разрешить неоднозначность γs.
При отслеживании подводного объекта для управления подводным аппаратом необходимы данные об угле отклонения γ и боковом смещении y. Информация об угле отклонения содержится в сигналах U0, U1 и U2 (1, 2 и 3). Информационная избыточность этих сигналов позволяет выработать переменную Vs, необходимую при поиске, исключить неоднозначность определения γ повысить надежность и точность. Графики зависимости U0 - U2 от γ показаны на фиг.5.
The variable γ s (6) allows us to determine the angle γ of the intersection of the path of the underwater object. Knowing U 1 and U 2 (2 and 3) allows one to resolve the ambiguity of γ s .
When tracking an underwater object, control of the underwater vehicle requires data on the deflection angle γ and lateral displacement y. Information about the angle of deviation is contained in the signals U 0 , U 1 and U 2 (1, 2 and 3). The information redundancy of these signals allows us to develop the variable V s necessary for the search, to eliminate the ambiguity of determining γ to increase reliability and accuracy. Graphs of the dependence of U 0 - U 2 from γ are shown in figure 5.

Для определения поперечного смещения подводного аппарата используется сигнал Us3 (12). Из данного выражения следует, что сигнал Us3 пропорционален боковому отклонению y, правда в ограниченной зоне. Коэффициент пропорциональности убывает при удалении подводного аппарата от подводного объекта. График зависимости Us3(y) показан на фиг. 4. Рабочая зона сигнала сохраняется при удалении y порядка высоты подводного аппарата над подводным объектом.To determine the transverse displacement of the underwater vehicle, the signal U s3 (12) is used. From this expression it follows that the signal U s3 is proportional to the lateral deviation y, though in a limited zone. The proportionality coefficient decreases when the underwater vehicle is removed from the underwater object. A plot of U s3 (y) is shown in FIG. 4. The working area of the signal is preserved when y is removed on the order of the height of the underwater vehicle above the underwater object.

Институтом проведены лабораторные и натурные морские испытания заявленного способа обнаружения и отслеживания электропроводного протяженного подводного объекта с борта автономного необитаемого подводного аппарата. Как показали результаты испытаний, данный способ позволил решить поставленную задачу, а именно: обнаруживать с высокой точностью подводный объект непосредственно во время движения подводного аппарата под любым курсовым углом относительно трассы прокладки подводного объекта и определять его ориентацию; непрерывно отслеживать трассу прокладки подводного объекта в процессе движения подводного аппарата вдоль трассы. The Institute conducted laboratory and full-scale marine tests of the claimed method for detecting and tracking an electrically conductive extended underwater object from an autonomous uninhabited underwater vehicle. As the test results showed, this method allowed us to solve the problem, namely: to detect with high accuracy the underwater object directly during the movement of the underwater vehicle at any heading angle relative to the laying path of the underwater object and determine its orientation; continuously monitor the laying route of the underwater object during the movement of the underwater vehicle along the route.

Кроме того, в процессе испытаний выявлено, что данный способ позволяет также определять свойства подводного объекта за счет изменения частоты тока во время возбуждения электромагнитного поля; осуществлять калибровку угловых измерений за счет использования избыточной информации от возбуждения электромагнитного поля по меньшей мере в трех направлениях; применение автономного необитаемого подводного аппарата в качестве подводной поисковой установки позволило возбуждающие диполи расположить по длине аппарата и тем самым увеличить длину этих диполей, а следовательно, и дальность действия способа; применение высокоманевренного, глубоководного подводного аппарата позволит осуществлять поиск, обнаружение и отслеживание подводных объектов на глубинах до 6000 метров. In addition, during the tests revealed that this method also allows you to determine the properties of the underwater object by changing the frequency of the current during the excitation of the electromagnetic field; calibrate angular measurements by using redundant information from electromagnetic field excitation in at least three directions; the use of an autonomous uninhabited underwater vehicle as an underwater search installation allowed exciting dipoles to be located along the length of the vehicle and thereby increase the length of these dipoles, and therefore the range of the method; the use of a highly maneuverable, deep-sea underwater vehicle will allow for the search, detection and tracking of underwater objects at depths of up to 6000 meters.

Источники, принятые во внимание
1. СССР, авторское свидетельство N 968776, М.Кл.3 G 01 V 3/10, 1981 (опубл.23.10.82 г., бюлл, N 39);
2. СССР, авторское свидетельство N 569987, М.Кл.2 G 01 V 3/08 (опуб. 25.08.77 г., бюлл. N 31) - прототип.
Sources taken into account
1. USSR, copyright certificate N 968776, M.Kl. 3 G 01 V 3/10, 1981 (publ. 23.10.82, bull, N 39);
2. USSR, copyright certificate N 569987, M.Kl. 2 G 01 V 3/08 (publ. 25.08.77 g., Bull. N 31) - prototype.

Claims (4)

1. Способ обнаружения и отслеживания электропроводного протяженного подводного объекта с борта подводной поисковой установки, включающий возбуждение электромагнитного поля дипольным источником излучения и измерение его в симметрично расположенных точках приемным диполем, отличающийся тем, что в качестве подводной поисковой установки используют автономный необитаемый подводный аппарат, точки излучения и измерения электромагнитного поля располагают по бортам вдоль подводного аппарата непосредственно на его внешней формообразующей поверхности, возбуждение электромагнитного поля осуществляют дипольным источником излучения последовательно по меньшей мере по трем направлениям, первоначально вдоль продольной оси подводного аппарата по направлению его движения, а затем со смещением в одну и другую стороны от диаметральной плоскости подводного аппарата в плоскости, параллельной его основной плоскости, с одновременным изменением частоты тока во время возбуждения по каждому направлению излучения, измерения вторичного электромагнитного поля выполняют по меньшей мере в четырех точках подводного аппарата и по величине напряжений в них судят о наличии протяженного подводного объекта, фиксируют его ориентацию в горизонтальной плоскости относительно излучающего и приемного диполей, а по измеренным угловому и боковому смещениям подводного аппарата относительно трассы прокладки протяженного подводного объекта выполняют отслеживание последнего. 1. A method for detecting and tracking an electrically conductive extended underwater object from an underwater search engine, including excitation of an electromagnetic field by a dipole radiation source and measuring it at symmetrical points by a receiving dipole, characterized in that an autonomous uninhabited underwater vehicle and radiation points are used as an underwater search installation and electromagnetic field measurements are placed on the sides along the underwater vehicle directly on its external formative surface, the excitation of the electromagnetic field is carried out by a dipole radiation source sequentially in at least three directions, initially along the longitudinal axis of the underwater vehicle in the direction of its movement, and then offset to one and the other from the diametrical plane of the underwater vehicle in a plane parallel to its main plane, with a simultaneous change in the frequency of the current during excitation in each direction of radiation, measurements of the secondary electromagnetic field are performed at least At four points of the underwater vehicle and the magnitude of the voltages in them, they judge the presence of an extended underwater object, record its orientation in the horizontal plane relative to the emitting and receiving dipoles, and the latter is monitored by the measured angular and lateral displacements of the underwater vehicle relative to the laying path of the extended underwater object. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для возбуждения электромагнитного поля и его измерения используют электрические диполи. 2. The method according to claim 1, characterized in that for the excitation of the electromagnetic field and its measurement using electric dipoles. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерение вторичного электромагнитного поля выполняют на фоне возбужденного электромагнитного поля. 3. The method according to claim 1, characterized in that the measurement of the secondary electromagnetic field is performed against a background of an excited electromagnetic field. 4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что рабочие электроды диполей выполняют в виде листов металла и устанавливают заподлицо на внешнюю формообразующую поверхность подводного аппарата, образуемую токонепроводящим материалом. 4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the working electrodes of the dipoles are made in the form of sheets of metal and mounted flush on the outer forming surface of the underwater vehicle formed by a non-conductive material.
RU98106594A 1998-07-03 1998-07-03 Method for detection and tracking of electrical conducting extended underwater object from board the underwater search mount RU2136020C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98106594A RU2136020C1 (en) 1998-07-03 1998-07-03 Method for detection and tracking of electrical conducting extended underwater object from board the underwater search mount

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98106594A RU2136020C1 (en) 1998-07-03 1998-07-03 Method for detection and tracking of electrical conducting extended underwater object from board the underwater search mount

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2136020C1 true RU2136020C1 (en) 1999-08-27

Family

ID=20204514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98106594A RU2136020C1 (en) 1998-07-03 1998-07-03 Method for detection and tracking of electrical conducting extended underwater object from board the underwater search mount

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2136020C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444767C1 (en) * 2010-09-06 2012-03-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Method to determine routes for installation of underwater pipelines and device for its realisation
CN109188534A (en) * 2018-09-11 2019-01-11 电子科技大学 A kind of underwater form of metal detection method and device based on active electric-field principle
WO2023033656A1 (en) * 2021-08-31 2023-03-09 Argeo Robotics As A system and a method of detection and delineation of conductive bodies situated upon and/or beneath the seafloor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444767C1 (en) * 2010-09-06 2012-03-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Method to determine routes for installation of underwater pipelines and device for its realisation
CN109188534A (en) * 2018-09-11 2019-01-11 电子科技大学 A kind of underwater form of metal detection method and device based on active electric-field principle
WO2023033656A1 (en) * 2021-08-31 2023-03-09 Argeo Robotics As A system and a method of detection and delineation of conductive bodies situated upon and/or beneath the seafloor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8278929B2 (en) Determining orientation for seafloor electromagnetic receivers
US4446538A (en) Marine cable location system
EA018145B1 (en) Method for determining electromagnetic survey sensor orientation
BRPI0719440A2 (en) PASSIC LISTENING AND SEA PROFILE LISTING SYSTEM, AND METHOD FOR EXACTLY DETERMINING THE POSITION OF A TOWED ELECTROMAGNETIC SOURCE AND ONE OR MORE ELECTROMAGNETIC RECEIVERS FOR USE IN A PROFILING PROFILING LEVEL
US9234978B2 (en) Method for positioning the front end of a seismic spread
AU2012261756B2 (en) Method for determining positions of sensor streamers during geophysical surveying
US8576657B1 (en) Method for calibrating a plurality of data channels in a vector sensor
CN104133217B (en) Method and device for three-dimensional velocity joint determination of underwater moving target and water flow
NZ199066A (en) Marine seismic streamer location
US4513401A (en) Marine cable location system
US20210124085A1 (en) Detecting objects submerged in a body of water or at least partly buried in a bed of the body of water
RU2356070C2 (en) Method of 3d-sea electrical exploration of oil and gas deposits
RU2136020C1 (en) Method for detection and tracking of electrical conducting extended underwater object from board the underwater search mount
WO2022245219A1 (en) A method for steering an autonomous underwater vehicle along a buried object in the seabed
RU2587111C1 (en) Method of surveying geomagnetic field in water area with towed magnetometer and device therefor
RU2736231C1 (en) Method for determining sound velocity distribution
JPH0820524B2 (en) Burial depth measuring device from detector of buried conductor
RU2789714C1 (en) Method for checking the accuracy of navigation of an autonomous uninhabited underwater vehicle
RU2319178C2 (en) Method for searching flooded and silted objects on sea bottom
WO2021029221A1 (en) Underwater operation system
RU2009111833A (en) METHOD FOR DETERMINING A STATIONARY GEOMAGNETIC FIELD IN A MARINE MAGNETIC SURVEY
Zhou et al. Research on underwater device positioning method in deep water controllable source electromagnetic exploration system
Eke et al. Comparison of lakebed surveys carried out with single-beam and multibeam sonar instruments
SU1649356A1 (en) Method of sampling ground from water basin bottom
WO2023106933A1 (en) A system and method of measuring electric and/or magnetic field of an object

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner