RU2381518C2 - Underwater positioner - Google Patents

Underwater positioner Download PDF

Info

Publication number
RU2381518C2
RU2381518C2 RU2008115655/09A RU2008115655A RU2381518C2 RU 2381518 C2 RU2381518 C2 RU 2381518C2 RU 2008115655/09 A RU2008115655/09 A RU 2008115655/09A RU 2008115655 A RU2008115655 A RU 2008115655A RU 2381518 C2 RU2381518 C2 RU 2381518C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
receiver
input
signals
output
antenna
Prior art date
Application number
RU2008115655/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008115655A (en
Inventor
Марат Музагитович Валиханов (RU)
Марат Музагитович Валиханов
Андрей Михайлович Алешечкин (RU)
Андрей Михайлович Алешечкин
Владимир Иванович Кокорин (RU)
Владимир Иванович Кокорин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОПАРК "РАДИОЭЛЕКТРОНИКА" (ООО "ТП РЭ")
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 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОПАРК "РАДИОЭЛЕКТРОНИКА" (ООО "ТП РЭ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОПАРК "РАДИОЭЛЕКТРОНИКА" (ООО "ТП РЭ")
Priority to RU2008115655/09A priority Critical patent/RU2381518C2/en
Publication of RU2008115655A publication Critical patent/RU2008115655A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2381518C2 publication Critical patent/RU2381518C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: measuring technology.
SUBSTANCE: invention refers to positioners and can be applied in executing underwater engineering work, measurements, surveying and underwater identification. The effect is ensured by introduction into a track of an auxiliary antenna, a satellite signal receiver, a locking signal shaper, a transmitter, two switches, two return signal receivers, combined and receiving acoustic signal antennas. The satellite signal receiver enables measuring rolling and pitching motions of a vessel that ensures reduction of the underwater position error. All signals of the device are formed of high-stable reference frequency generated by the satellite signal receiver. The return signal direction of arrival is determined by the interferometer method. The offered device provides underwater positioning with an error not exceeding tenths of metre.
EFFECT: higher accuracy of underwater positioning.
4 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к устройствам для исследования и определения координат подводных объектов.The present invention relates to devices for researching and determining the coordinates of underwater objects.

Изобретение может быть использовано при подводно-технических работах, промерах, поиске и идентификации подводных объектов, в морских археологических исследованиях и т.д.The invention can be used in underwater operations, surveys, search and identification of underwater objects, in marine archaeological research, etc.

Известно устройство эхолот, содержащее последовательно соединенные микроконтроллер, передатчик, приемник и аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с микроконтроллером, а также электроакустический преобразователь, подключенный к передатчику и приемнику, дисплей, вход которого подключен к микроконтроллеру, блок временной автоматической регулировки усиления, вход которого соединен с микроконтроллером, а передатчик выполнен со ступенчатой регулировкой мощности, вход регулировки которой подключен к микроконтроллеру, приемник выполнен с двумя входами регулировки усиления, первый вход регулировки, обеспечивающий ступенчатую регулировку усиления, подключен к микроконтроллеру, а второй вход регулировки подключен к выходу блока временной автоматической регулировки усиления [1].A known device is an echo sounder containing a series-connected microcontroller, transmitter, receiver and an analog-to-digital converter, the output of which is connected to a microcontroller, as well as an electro-acoustic converter connected to a transmitter and a receiver, a display whose input is connected to a microcontroller, a temporary automatic gain control unit, an input which is connected to the microcontroller, and the transmitter is made with stepwise adjustment of power, the adjustment input of which is connected to the microcontroller, the receiver is made with two gain control inputs, the first control input providing step-by-step gain control is connected to the microcontroller, and the second control input is connected to the output of the temporary automatic gain control unit [1].

Недостатками данного устройства являются возможность измерения координат только одной точки под водой и повышенная погрешность измерения глубины из-за невозможности определения бортовой и килевой качки судна в процессе измерений.The disadvantages of this device are the ability to measure the coordinates of only one point under water and the increased error of depth measurement due to the inability to determine the side and keel pitch of the vessel during the measurement process.

Известно также устройство для определения координат исполнительного механизма надводного объекта, содержащее n навигационных спутников, контрольно-корректирующую станцию, включающую последовательно соединенные первую приемную антенну, первый приемник спутниковых сигналов, вычислитель поправок, предназначенный для выработки значений поправок радионавигационных параметров по каждому из навигационных спутников, первый модулятор, передатчик корректирующей информации и первую передающую антенну, вычислитель эталонных значений радионавигационных параметров на основе эталонных координат фазового центра первой приемной антенны и эфемерид каждого из навигационных спутников, соединенный со вторым входом вычислителя поправок, буйковую станцию, включающую последовательно соединенные вторую приемную антенну, второй приемник спутниковых сигналов, второй модулятор, передатчик и вторую передающую антенну, и надводную подвижную станцию, включающую последовательно соединенные приемную антенну корректирующей информации, приемник корректирующей информации и демодулятор, третью приемную антенну спутниковых сигналов и третий приемник спутниковых сигналов, четвертую приемную антенну спутниковых сигналов и четвертый приемник спутниковых сигналов, вычислительный блок, предназначенный для вычисления координат объектов в горизонтальной системе координат и их глубины по отношению к уровню воды и соединенный с ним блок управления и индикации так, что его управляющий выход является одним из входов, а информационный вход - первым из выходов указанного вычислительного блока, при этом выходы демодулятора, третьего и четвертого приемников спутниковых сигналов соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами указанного вычислительного блока [2].There is also known a device for determining the coordinates of the actuator of a surface object, containing n navigation satellites, a control and correction station, comprising a series-connected first receiving antenna, a first satellite signal receiver, a corrector calculator, designed to generate corrections of radio navigation parameters for each of the navigation satellites, the first a modulator, a transmitter of corrective information and a first transmitting antenna, a calculator of reference values for navigation parameters based on the reference coordinates of the phase center of the first receiving antenna and the ephemeris of each of the navigation satellites connected to the second input of the corrections calculator, a buoy station, including a second receiving antenna, a second satellite signal receiver, a second modulator, a transmitter and a second transmitting antenna, and surface mobile station including series-connected receiving antenna of corrective information, receiver of corrective information and demodulated , a third satellite signal receiving antenna and a third satellite signal receiver, a fourth satellite signal receiving antenna and a fourth satellite signal receiver, a computing unit for calculating the coordinates of objects in a horizontal coordinate system and their depth relative to the water level and a control unit connected to it and indication so that its control output is one of the inputs, and the information input is the first of the outputs of the specified computing unit, while the outputs of the demodulator, t and its fourth satellite signal receivers are connected respectively to the second, third and fourth inputs of said computational unit [2].

Недостатком известного устройства, принятого в качестве прототипа устройства для определения координат подводных объектов, является невозможность определения координат более одной точки под водой и пониженная точность из-за невозможности измерения параметров бортовой качки судна.A disadvantage of the known device, adopted as a prototype of a device for determining the coordinates of underwater objects, is the inability to determine the coordinates of more than one point under water and reduced accuracy due to the impossibility of measuring the side rolling of the vessel.

В основу изобретения положена задача повышения точности определения координат подводных объектов.The basis of the invention is the task of increasing the accuracy of determining the coordinates of underwater objects.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для определения координат подводных объектов, содержащем n навигационных спутников, контрольно-корректирующую станцию, включающую последовательно соединенные первую приемную антенну, первый приемник спутниковых сигналов, указанный вычислитель поправок, первый модулятор, передатчик корректирующей информации и первую передающую антенну, указанный вычислитель эталонных значений радионавигационных параметров, соединенный со вторым входом указанного вычислителя поправок, буйковую станцию, включающую последовательно соединенные вторую приемную антенну, второй приемник спутниковых сигналов, второй модулятор, передатчик и вторую передающую антенну, и надводную подвижную станцию, включающую последовательно соединенные приемную антенну корректирующей информации, приемник корректирующей информации и демодулятор, третью приемную антенну спутниковых сигналов и третий приемник спутниковых сигналов, четвертую приемную антенну спутниковых сигналов и четвертый приемник спутниковых сигналов, указанный вычислительный блок и соединенный с ним блок управления и индикации так, что его управляющий выход является одним из входов, а информационный вход - первым из выходов указанного вычислительного блока, при этом выходы демодулятора, третьего и четвертого приемников спутниковых сигналов соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами указанного вычислительного блока, согласно изобретению надводная подвижная станция дополнительно содержит формирователь синхронизирующих сигналов, передатчик, первый и второй антенные переключатели, первый и второй приемники отраженных сигналов, приемопередающую и приемную антенны акустических сигналов и последовательно соединенные пятую приемную антенны спутниковых сигналов и пятый приемник спутниковых сигналов, который первым выходом соединен с пятым входом указанного вычислительного блока, второй выход указанного вычислительного блока соединен с первым входом формирователя синхронизирующих сигналов, который вторым входом соединен со вторым выходом пятого приемника спутниковых сигналов, одним из выходов формирователь синхронизирующих сигналов соединен с первыми входами первого и второго приемников отраженных сигналов, вторым выходом соединен с первым входом второго антенного переключателя, третьим выходом соединен с первым входом первого антенного переключателя, а четвертым выходом формирователь синхронизирующих сигналов соединен со входом передатчика, выход которого соединен со вторым входом первого антенного переключателя, чей первый выход соединен с приемопередающей антенной акустических сигналов, а второй его выход соединен со вторым входом первого приемника отраженных сигналов, второй антенный переключатель вторым входом соединен с приемной антенной акустических сигналов, а выходом - со вторым входом второго приемника отраженных сигналов, при этом выходы первого и второго приемников отраженных сигналов являются соответственно шестым и седьмым входами указанного вычислительного блока.The problem is solved in that in a device for determining the coordinates of underwater objects containing n navigation satellites, a control and correction station including a series-connected first receiving antenna, a first satellite signal receiver, said corrector, a first modulator, a correction information transmitter and a first transmitting antenna , said calculator of reference values of radio navigation parameters connected to a second input of said calculator of corrections, buoy st a station including a second receiving antenna, a second satellite receiver, a second modulator, a transmitter and a second transmitting antenna, and a surface mobile station including a correction information receiving antenna, a correction information receiver and a demodulator, a third satellite receiving antenna and a third receiver satellite signals, a fourth satellite receiving antenna and a fourth satellite signal receiver, said computing b ok and the control and indication unit connected to it so that its control output is one of the inputs, and the information input is the first of the outputs of the specified computing unit, while the outputs of the demodulator, third and fourth satellite signal receivers are connected to the second, third and fourth, respectively the inputs of the specified computing unit, according to the invention, the surface mobile station further comprises a driver of synchronizing signals, a transmitter, the first and second antenna switches, the first the second receivers of the reflected signals, the transmitting and receiving antennas of the acoustic signals, and the fifth receiving antenna of the satellite signals and the fifth satellite signal receiver, which is connected to the fifth input of the specified computing unit by the first output, and the second output of the specified computing unit is connected to the first input of the clock generator, which is connected in series the second input is connected to the second output of the fifth receiver of satellite signals, one of the outputs of the synchronizer signal is connected to the first inputs of the first and second reflected signal receivers, the second output is connected to the first input of the second antenna switch, the third output is connected to the first input of the first antenna switch, and the fourth output is a synchronization signal generator connected to the input of the transmitter, the output of which is connected to the second input the first antenna switch, whose first output is connected to the transceiver antenna of the acoustic signals, and its second output is connected to the second input of the first the receiver of the reflected signals, the second antenna switch is connected by a second input to the receiving antenna of the acoustic signals, and the output is connected to the second input of the second receiver of the reflected signals, while the outputs of the first and second receivers of the reflected signals are the sixth and seventh inputs of the specified computing unit.

Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами, на которых: на фиг.1 изображена структурная схема устройства для определения координат подводных объектов; на фиг.2 показана работа устройства при влиянии качки надводного объекта; на фиг.3 изображена схема варианта построения указанного вычислительного блока; на фиг.4 приведена блок-схема алгоритма работы указанного вычислительного блока.The invention is illustrated by the accompanying drawings, in which: figure 1 shows a structural diagram of a device for determining the coordinates of underwater objects; figure 2 shows the operation of the device under the influence of the rolling surface object; figure 3 shows a diagram of a variant of construction of the specified computing unit; figure 4 shows a block diagram of the algorithm of operation of the specified computing unit.

Устройство для определения координат подводных объектов (фиг.1) содержит n навигационных спутников 11-1n, контрольно-корректирующую станцию 2, в которую входят последовательно соединенные первая приемная антенна 31, первый приемник спутниковых сигналов 41, указанный вычислитель поправок 5, первый модулятор 61, передатчик корректирующей информации 7 и передающая антенна 81, и указанный вычислитель эталонных значений радионавигационных параметров 9, соединенный со вторым входом указанного вычислителя поправок 5. В устройство для определения координат подводных объектов входит буйковая станция 10, содержащая последовательно соединенные вторую приемную антенну 32, второй приемник спутниковых сигналов 42, второй модулятор 62, передатчик 11 и вторую передающую антенну 82. Устройство для определения координат подводных объектов включает также надводную подвижную станцию 12, которая содержит последовательно соединенные приемную антенну 13 корректирующей информации, приемник 14 корректирующей информации и демодулятор 15, третью 33, четвертую 34 и пятую 35 приемные антенны спутниковых сигналов, соединенные с третьим 43, четвертым 44 и пятым 45 приемниками спутниковых сигналов соответственно, и формирователь синхронизирующих сигналов 16, входами соединенный с указанным вычислительным блоком 17 и с пятым приемником спутниковых сигналов. Формирователь синхронизирующих сигналов 16 одним из выходов соединен с передатчиком 18, вторым и третьим выходами - с одним из входов соответственно первого 191 и второго 192 антенных переключателей, а четвертым выходом соединен с одним из входов первого 201 и второго 202 приемников отраженных сигналов, вторые входы которых подключены к выходам соответственно первого 191 и второго 192 антенных переключателей. Выходы первого 201 и второго 202 приемников отраженных сигналов, демодулятора 15, четвертого 44 и третьего 43 приемников спутниковых сигналов и второй выход пятого 45 приемника спутниковых сигналов соединены с соответствующими входами указанного вычислительного блока 17, к которому подключен также блок управления и индикации 21. При этом первый антенный переключатель 191 соединен с приемопередающей антенной 22, а второй антенный переключатель 192 соединен с приемной антенной 23.A device for determining the coordinates of underwater objects (Fig. 1) contains n navigation satellites 1 1 -1 n , a control and correction station 2, which includes a series-connected first receiving antenna 3 1 , a first satellite signal receiver 4 1 , said calculator of corrections 5, the first modulator 6 1 , the transmitter of the correction information 7 and the transmitting antenna 8 1 , and the specified calculator of the reference values of the radio navigation parameters 9 connected to the second input of the specified calculator of amendments 5. The device for determining The coordinates of the underwater objects include a buoy station 10 containing a second receiving antenna 3 2 , a second satellite signal receiver 4 2 , a second modulator 6 2 , a transmitter 11 and a second transmitting antenna 8 2 connected in series. The device for determining the coordinates of underwater objects also includes a surface mobile station 12, which contains a series-connected receiving antenna 13 of the correction information, a receiver 14 of the correction information and a demodulator 15, the third 3 3 , the fourth 3 4 and the fifth 3 5 receiving antennas of satellite signals connected to the third April 3, fourth 4 4 April 5th fifth satellite signal receivers, respectively, and the clock signal generator 16, the inputs connected to said computing unit 17 and a fifth receiver m satellite signals. The synchronization signal generator 16 is connected by one of the outputs to the transmitter 18, the second and third outputs - to one of the inputs of the first 19 1 and second 19 2 antenna switches, and the fourth output is connected to one of the inputs of the first 20 1 and second 20 2 reflected receivers the second inputs of which are connected to the outputs of the first 19 1 and second 19 2 antenna switches, respectively. The outputs of the first 20 1 and second 20 2 receivers of the reflected signals, the demodulator 15, the fourth 4 4 and the third 4 3 receivers of satellite signals and the second output of the fifth 4 5 receiver of satellite signals are connected to the corresponding inputs of the specified computing unit 17, which is also connected to the control unit and indications 21. In this case, the first antenna switch 19 1 is connected to the transceiver antenna 22, and the second antenna switch 19 2 is connected to the receive antenna 23.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Контрольно-корректирующая станция 2 первой антенной 31 принимает сигналы навигационных спутников 11-1n, определяет радионавигационные параметры

Figure 00000001
по каждому из спутников. С первого приемника спутниковых сигналов 41 измеренные значения радионавигационных параметров Control and correction station 2 by the first antenna 3 1 receives signals from navigation satellites 1 1 -1 n , determines radio navigation parameters
Figure 00000001
for each of the satellites. From the first receiver of satellite signals 4 1 the measured values of the radio navigation parameters

Figure 00000002
поступают на вход указанного вычислителя поправок 5, второй вход которого соединен с указанным вычислителем эталонных значений радионавигационных параметров 9, определяющим эталонные значения радионавигационных параметров
Figure 00000003
на основе эталонных координат фазового центра первой антенны 31 ХКСЭ,YKCЭ,ZKCЭ и эфемерид Xэф1-Xэфn, Yэф1-Yэфn, Zэф1-Zэфn каждого из спутников. Указанный вычислитель поправок 5 вырабатывает значения поправок радионавигационных параметров по каждому из спутников в соответствии с [3]:
Figure 00000002
enter the input of the specified calculator of amendments 5, the second input of which is connected to the specified calculator of the reference values of the radio navigation parameters 9, which determines the reference values of the radio navigation parameters
Figure 00000003
based on the reference coordinates of the phase center of the first antenna 3 1 X KSE , Y KSE , Z KSE and ephemeris X eff1 -X effn , Y eff1 -Y effn , Z eff1 -Z effn of each of the satellites. The specified amendment calculator 5 generates corrections of the radio navigation parameters for each of the satellites in accordance with [3]:

Figure 00000004
, где
Figure 00000004
where

i=1, …, n - текущий номер спутника.i = 1, ..., n is the current satellite number.

С выхода указанного вычислителя поправок 5 сигналы, в которых содержится информация о номере спутника, времени приема навигационного сигнала, поправках к радионавигационным параметрам до каждого спутника ΔR1-ΔRn, поступают на первый модулятор 61. С выхода первого модулятора 61 сигналы поступают в передатчик 7 корректирующей информации, где преобразуются, усиливаются и излучаются в пространство первой передающей антенной 81.From the output of the specified calculator of corrections 5, signals containing information about the satellite number, time of reception of the navigation signal, corrections to the radio navigation parameters to each satellite ΔR 1 -ΔR n are fed to the first modulator 6 1 . From the output of the first modulator 6 1, the signals are transmitted to the transmitter 7 of the correction information, where they are converted, amplified and radiated into the space of the first transmitting antenna 8 1 .

Одновременно с этим, сигналы спутников 11-1n принимаются второй приемной антенной 32, установленной на буйковой станции 10. Далее принятые сигналы поступают на вход второго приемника спутниковых сигналов 42, осуществляющего измерение радионавигационных параметров

Figure 00000005
по сигналам каждого из спутников. С выхода второго приемника спутниковых сигналов 42 сигналы, в которых содержится информация о номере спутника, времени приема навигационного сигнала, значениях измеренных радионавигационных параметров
Figure 00000005
, поступают на вход второго модулятора 62. С выхода второго модулятора 62 сигналы поступают в передатчик 11, где преобразуются, усиливаются и излучаются в пространство второй передающей антенной 82.At the same time, the signals of satellites 1 1 -1 n are received by the second receiving antenna 3 2 installed on the buoy station 10. Next, the received signals are fed to the input of the second satellite receiver 4 2 , which measures the radio navigation parameters
Figure 00000005
according to the signals of each of the satellites. From the output of the second receiver of satellite signals 4 2 signals, which contain information about the number of the satellite, the time of reception of the navigation signal, the values of the measured radio navigation parameters
Figure 00000005
enter the input of the second modulator 6 2 . From the output of the second modulator 6 2, the signals are transmitted to the transmitter 11, where they are converted, amplified and radiated into space by the second transmitting antenna 8 2 .

Сигналы буйковой станции 10 и контрольно-корректирующей станции 2 принимаются антенной 13 надводного объекта, снабженного надводной подвижной станцией 12, поступают на вход приемника корректирующей информации 14, в котором происходит усиление, преобразование и выделение сигналов контрольно-корректирующей 2 и буйковой 10 станций. С выхода приемника корректирующей информации 14 сигналы поступают на вход демодулятора 15, выделяющего из сигналов информацию о номере спутника, времени приема сигнала и поправках радионавигационных параметров ΔR1-ΔRn, сформированных указанным вычислителем поправок 5 контрольно-корректирующей станции 2. Также демодулятором 15 выделяется информация о номерах спутников, времени приема сигналов и значениях радионавигационных параметров

Figure 00000005
, измеренных вторым приемником спутниковых сигналов 42 буйковой станции 10. С выхода демодулятора 15 вышеперечисленные параметры поступают в указанный вычислительный блок 17.The signals of the buoy station 10 and the control and correction station 2 are received by the antenna 13 of the surface object equipped with the surface mobile station 12, and are fed to the input of the corrective information receiver 14, in which the signals of the control and corrective 2 and buoy 10 stations are amplified, converted. From the output of the correcting information receiver 14, the signals are fed to the input of the demodulator 15, which extracts from the signals information about the satellite number, signal reception time and corrections of the radio navigation parameters ΔR 1 -ΔR n generated by the indicated calculator of corrections 5 of the control-correcting station 2. Information is also extracted by the demodulator 15 about satellite numbers, signal reception times and values of radio navigation parameters
Figure 00000005
measured by the second receiver of satellite signals 4 2 buoy station 10. From the output of the demodulator 15, the above parameters are received in the specified computing unit 17.

Одновременно сигналы навигационных спутников 11-1n принимаются третьей 33, четвертой 34 и пятой 35 антеннами, подключенными соответственно к входу третьего 43, четвертого 44 и пятого 45 приемников спутниковых сигналов, производящих определение радионавигационных параметров

Figure 00000006
и
Figure 00000007
,
Figure 00000008
.At the same time, the signals of navigation satellites 1 1 -1 n are received by the third 3 3 , fourth 3 4 and fifth 3 5 antennas connected respectively to the input of the third 4 3 , fourth 4 4 and fifth 4 5 receivers of satellite signals that determine the radio navigation parameters
Figure 00000006
and
Figure 00000007
,
Figure 00000008
.

С выхода третьего 43, четвертого 44, пятого 45 приемников спутниковых сигналов информация о номерах спутников, времени приема сигналов и значениях радионавигационных параметров

Figure 00000006
и
Figure 00000007
,
Figure 00000009
поступает в указанный вычислительный блок 17.From the output of the third 4 3 , fourth 4 4 , fifth 4 5 satellite signal receivers, information on satellite numbers, signal reception time and radio navigation parameters
Figure 00000006
and
Figure 00000007
,
Figure 00000009
enters the specified computing unit 17.

Указанный вычислительный блок 17 выполняет циклическую обработку вводимой информации в соответствии с блок-схемой алгоритма, приведенной на фиг.4.The specified computing unit 17 performs cyclic processing of the input information in accordance with the block diagram of the algorithm shown in figure 4.

После ввода информации из блоков 15, 43, 44 и 45 указанный вычислительный блок 17 выполняет коррекцию радионавигационных параметров

Figure 00000006
и
Figure 00000010
,
Figure 00000009
, измеренных третьим, четвертым и пятым приемниками спутниковых сигналов 43, 44 и 45 в соответствии с [3]:After entering information from blocks 15, 4 3 , 4 4 and 4 5, the specified computing unit 17 performs the correction of the radio navigation parameters
Figure 00000006
and
Figure 00000010
,
Figure 00000009
measured by the third, fourth and fifth receivers of satellite signals 4 3 , 4 4 and 4 5 in accordance with [3]:

Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013

В результате этой коррекции получают точные значения радионавигационных параметров

Figure 00000014
,
Figure 00000015
и
Figure 00000016
, которые используют для вычисления точных координат приемных антенн 33, 34 и 35. В случае использования в качестве радионавигационных параметров результатов измерений псевдодальностей для определения координат антенн может быть использован алгоритм, приведенный, например, в [3].As a result of this correction, the exact values of the radio navigation parameters are obtained.
Figure 00000014
,
Figure 00000015
and
Figure 00000016
which are used to calculate the exact coordinates of the receiving antennas 3 3 , 3 4 and 3 5 . In the case of using pseudorange measurements as radio navigation parameters, the algorithm given, for example, in [3] can be used to determine the coordinates of the antennas.

Затем, аналогичным образом, в указанном вычислительном блоке 17 происходит обработка радионавигационных параметров

Figure 00000017
, измеренных буйковой станцией 10, после коррекции которых определяют ее координаты
Figure 00000018
, служащие для контроля уровня воды.Then, in a similar manner, in the specified computing unit 17 is the processing of radio navigation parameters
Figure 00000017
measured by the buoy station 10, after the correction of which determine its coordinates
Figure 00000018
serving to control the water level.

Антенны 33, 34 и 35 могут быть расположены на надводном объекте (судне), например, в вершинах треугольника (фиг.2а), что позволяет определить угол αду (угол между продольной осью надводного объекта и направлением на Север), βдф (дифферент надводного объекта, фиг.2б) и βкр (крен надводного объекта, аналогично фиг.2б) по разностям радионавигационных параметров

Figure 00000019
и
Figure 00000020
например, по алгоритму, приведенному на стр.206-208 в [3].Antennas 3 3 , 3 4 and 3 5 can be located on a surface object (vessel), for example, at the vertices of a triangle (Fig. 2a), which makes it possible to determine the angle α du (the angle between the longitudinal axis of the surface object and the direction to the North), β df (trim of the surface object, fig.2b) and β cr (roll of the surface object, similar to fig.2b) on the differences of the radio navigation parameters
Figure 00000019
and
Figure 00000020
for example, according to the algorithm given on pages 206-208 in [3].

После вычислений точных координат и параметров ориентации надводного объекта αду, βдф и βкр, с указанного вычислительного блока 17 выдается управляющий сигнал на формирователь синхронизирующих сигналов 16.After calculating the exact coordinates and orientation parameters of the surface of the object α du , β df and β cr , a control signal is issued from the specified computing unit 17 to the synchronization signal shaper 16.

Со второго выхода пятого приемника спутниковых сигналов 45 на вход формирователя синхронизирующих сигналов 16 поступает опорная частота, например, 10 МГц [3], из которой формируются необходимые сигналы с частотами, обеспечивающими синхронизацию и работу других блоков устройства.From the second output of the fifth receiver of satellite signals 4 5, the reference frequency, for example, 10 MHz [3], is supplied to the input of the generator of synchronizing signals 16, from which the necessary signals are formed with frequencies that ensure synchronization and operation of other units of the device.

Для обнаружения подводных объектов используется зондирующий акустический сигнал, параметры которого (вид сигнала, модуляция) задаются в указанном вычислительном блоке 17. Например, могут быть использованы сигналы с линейно-частотной модуляцией, что позволяет с высокой точностью определять задержку распространения сигналов до подводных объектов, повысить помехоустойчивость и разрешающую способность по дальности, определять однозначно фазу сигнала, без использования метода разрешения неоднозначности [4].To detect underwater objects, a sounding acoustic signal is used, the parameters of which (signal type, modulation) are set in the indicated computing unit 17. For example, signals with linear-frequency modulation can be used, which makes it possible to determine the propagation delay of signals to underwater objects with high accuracy, increase noise immunity and resolution in range, to determine uniquely the phase of the signal, without using the method of resolving ambiguity [4].

Далее зондирующий акустический сигнал с формирователя синхронизирующих сигналов 16 последовательно поступает в передатчик 18, где усиливается и через первый антенный переключатель 191 и приемопередающую антенну 22 акустических сигналов излучается в водное пространство. С формирователя синхронизирующих сигналов 16 на первый 191 и второй 192 антенные переключатели поступают управляющие импульсы, с помощью которых осуществляется переключение между положениями состояний «передача»/«прием». Частота следования импульсов определяется максимальной дальностью обнаружения подводных объектов.Next, the sounding acoustic signal from the shaper of synchronizing signals 16 is sequentially supplied to the transmitter 18, where it is amplified through the first antenna switch 19 1 and the transceiver antenna 22 of the acoustic signals into the water. From the shaper of synchronizing signals 16 to the first 19 1 and second 19 2 antenna switches receive control pulses, with the help of which the switching between the positions of the states of "transmission" / "reception". The pulse repetition rate is determined by the maximum detection range of underwater objects.

Первый антенный переключатель 191 имеет два положения состояний. Первое положение «передача сигнала» - соединяются выход передатчика 18 и приемопередающая антенна акустических сигналов 22. Второе состояние «прием сигналов» - соединяются приемопередающая антенна акустических сигналов 22 с входом первого приемника отраженных сигналов 201. Второй антенный переключатель 192 в первом состоянии «прием сигналов» - соединяются приемная антенна акустических сигналов 23 и второй приемник отраженных сигналов 202, второе состояние «приема нет».The first antenna switch 19 1 has two state positions. The first position is “signal transmission” - the output of the transmitter 18 and the transceiver antenna of the acoustic signals 22 are connected. The second state is “reception of signals” - the transceiver antenna of the acoustic signals 22 is connected to the input of the first receiver of the reflected signals 20 1 . The second antenna switch 19 2 in the first state is “receiving signals” - the receiving antenna of the acoustic signals 23 and the second receiver of the reflected signals 20 2 are connected, the second state is “no reception”.

Сигнал, излучающийся в водное пространство приемопередающей антенной акустических сигналов 22, проходит расстояние D, достигает поверхности подводного объекта, отражается в обратном направлении, в том числе и в сторону антенн 22 и 23, через первый 191 и второй 192 антенные переключатели поступает на вход первого 201 и второго 202 приемников отраженных сигналов. В приемниках отраженных сигналов 201 и 202 происходит усиление принятых сигналов антеннами 22 и 23, демодуляция и измерение задержки, амплитуды и фазы сигналов, их преобразование в цифровой код и передача в указанный вычислительный блок 17.The signal emitted into the body of water by the transceiver antenna of the acoustic signals 22 passes the distance D, reaches the surface of the underwater object, is reflected in the opposite direction, including towards the antennas 22 and 23, through the first 19 1 and second 19 2 antenna switches are input the first 20 1 and the second 20 2 receivers of the reflected signals. In the receivers of the reflected signals 20 1 and 20 2 there is an amplification of the received signals by the antennas 22 and 23, demodulation and measurement of the delay, amplitude and phase of the signals, their conversion to digital code and transmission to the specified computing unit 17.

В указанном вычислительном блоке 17 по задержке распространения сигнала до подводного объекта и обратно вычисляется удвоенная дальность D до подводного объекта. По разности фаз сигналов, получаемых от первого 201 и второго 202 приемников отраженных сигналов, определяется угол прихода сигналов γ. По значению амплитуды определяется отражающая способность подводного объекта.In the indicated computing unit 17, the doubled distance D to the underwater object is calculated by the signal propagation delay to the underwater object and vice versa. From the phase difference of the signals received from the first 20 1 and second 20 2 receivers of the reflected signals, the angle of arrival of signals γ is determined. The value of the amplitude determines the reflectivity of the underwater object.

Затем исходя из рассчитанных координат антенн 33 (либо 34, или 35) параметров ориентации надводного объекта αду, βдф и βкр, измеренной дальности до подводного объекта D, полученного угла прихода сигнала γ, а также исходя из полученного значения уровня воды, которое измеряется и передается буйковой станцией 10 НБ, вычисляются точные координаты подводных объектов ХПО и YПО в горизонтальной системе координат и глубина h подводного объекта по отношению к уровню воды (фиг.2):Then, based on the calculated coordinates of the antennas 3 3 (or 3 4 , or 3 5 ), the orientation parameters of the surface object α du , β df and β cr , the measured distance to the underwater object D, the obtained angle of arrival of the signal γ, and also based on the obtained level value water, which is measured and transmitted by the buoy station 10 N B , the exact coordinates of the underwater objects X ON and Y ON in the horizontal coordinate system and the depth h of the underwater object with respect to the water level are calculated (figure 2):

Figure 00000021
Figure 00000021

Figure 00000022
Figure 00000022

Figure 00000023
Figure 00000023

где НБ - высотная координата буйковой станции 10.where NL is the altitude coordinate of the buoy station 10.

Значения плановых координат подводного объекта ХПО и YПО и глубины h далее поступают в блок управления и индикации 21 для последующего отображения и регистрации. Длительность цикла работы устройства для определения координат подводных объектов выбирается таким образом, чтобы успевали выполняться формирование сигналов, прием, измерения, обработка, передача навигационной и измерительной информации.The values of the planned coordinates of the underwater object X ON and Y ON and depth h then go to the control unit and display 21 for subsequent display and registration. The duration of the operation cycle of the device for determining the coordinates of underwater objects is selected in such a way that the formation of signals, reception, measurement, processing, transmission of navigation and measurement information can be completed.

Указанный вычислительный блок 17 в связи с большим объемом вычислений необходимо реализовать на основе микропроцессора по типовой структуре, описанной, например, в [5]. На фиг.3 приведена структурная схема варианта указанного вычислительного блока, выполненного по схеме с разделением адресного пространства, включающего микропроцессорный блок 24, постоянное 25 и оперативноое 26 запоминающие устройства, первый дешифратор адреса 27, обеспечивающий выбор постоянного или оперативного запоминающего устройства, второй дешифратор адреса 28, позволяющий выбрать одно из подключенных к указанному вычислительному блоку 17 внешних устройств: демодулятор 15, третий приемник спутниковых сигналов 43, четвертый приемник спутниковых сигналов 44, пятый приемник спутниковых сигналов 45, формирователь синхронизирующих сигналов 16, первый 201 и второй 202 приемники отраженных сигналов или блок управления и индикации 21. В постоянном запоминающем устройстве 25 находится программа обработки, реализующая алгоритм, приведенный на фиг.4, а также константы и другая необходимая информация. Оперативное запоминающее устройство 26 содержит текущие данные, приходящие с блоков 15, 43, 44, 45, 201, 202, 21, а также информацию, необходимую для обмена с блоком управления и индикации 21, и текущие промежуточные результаты вычислений. Дешифраторы адреса 27 и 28 обеспечивают выбор нужного в данный момент элемента, например оперативного 26 или постоянного 25 запоминающих устройств, либо одного из внешних блоков, имеющих свой фиксированный адрес. Микропроцессорный модуль 24 управляет работой указанного вычислительного блока 17, обеспечивая обработку и обмен информацией в соответствии с блок-схемой алгоритма работы, приведенной на фиг.4, и связан с блоками 15, 43, 44, 45, 16, 201, 202, 21 информационной шиной данных (ШД), шиной адреса (ША) и шиной управления (ШУ).The specified computing unit 17 due to the large volume of calculations must be implemented on the basis of a microprocessor according to the standard structure described, for example, in [5]. Figure 3 shows the structural diagram of a variant of the specified computing unit, made according to the scheme with the separation of the address space, including the microprocessor unit 24, constant 25 and online memory 26, the first address decoder 27, providing a choice of permanent or online memory, the second address decoder 28 enabling to select one of the connected to said computing unit 17, external devices demodulator 15, the third satellite receiver March 4, the fourth receiver putnikovyh signals April 4, the fifth satellite receiver April 5, timing signals generator 16, first 20 1 and second 20 2 receivers or echo control and display unit 21. In the ROM 25 is processing program implementing the algorithm shown in FIG. 4, as well as constants and other necessary information. The random access memory 26 contains current data coming from blocks 15, 4 3 , 4 4 , 4 5 , 20 1 , 20 2 , 21, as well as information necessary for exchange with the control and indication unit 21, and current intermediate calculation results. Address decoders 27 and 28 provide the selection of the element that is currently needed, for example, operational 26 or permanent 25 storage devices, or one of the external units that have their own fixed address. The microprocessor module 24 controls the operation of the specified computing unit 17, providing processing and exchange of information in accordance with the flowchart of the operation algorithm shown in figure 4, and is associated with blocks 15, 4 3 , 4 4 , 4 5 , 16, 20 1 , 20 2 , 21 information data bus (ШД), address bus (ША) and control bus (ШУ).

Блок управления и индикации 21 может состоять из клавиатуры и дисплея. Клавиатура используется для ввода исходных данных в вычислительный блок 17 и может быть реализована согласно рис.11.24 [6]. Дисплей служит для отображения информации, поступающей из вычислительного блока 17, и может быть реализован в соответствии с рис.11.21 [6].The control and display unit 21 may consist of a keyboard and a display. The keyboard is used to enter the source data into the computing unit 17 and can be implemented according to Fig. 11.24 [6]. The display is used to display information coming from the computing unit 17, and can be implemented in accordance with Fig. 11.21 [6].

При реализации указанного вычислительного блока 17 на базе микропроцессора K580 микропроцессорный модуль состоит из шести больших интегральных микросхем: центрального процессора K580 ВМ80, системного контроллера K580 ВК88, тактового генератора К580ГФ24, таймера K1810ВИ54, контроллера прямого доступа к памяти K580ВТ57, контроллера прерывания K1810ВН59А.When implementing the specified computing unit 17 based on the K580 microprocessor, the microprocessor module consists of six large integrated circuits: the K580 BM80 central processor, the K580 VK88 system controller, the K580GF24 clock, the K1810VI54 timer, the K580BT57 direct memory access controller, and the K1810VN59A interrupt controller.

Приемники спутниковых сигналов 41, …, 45 могут быть выполнены в соответствии с рис.1.14 [7], рис.38 [8]. Реализации отдельных блоков аппаратуры, расположенной на надводном объекте, буйковой 10 и контрольно-корректирующей 2 станций приведены, например, на рис.20.3 [3], [9].Receivers of satellite signals 4 1 , ..., 4 5 can be made in accordance with Fig.1.14 [7], Fig.38 [8]. Implementations of individual blocks of equipment located on a surface object, buoy 10 and control-correcting 2 stations are shown, for example, in Fig. 20.3 [3], [9].

Формирователь синхронизирующих сигналов 16 может быть построен на базе четырехканального цифрового синтезатора частоты с прямым синтезом, который управляется указанным вычислительным блоком 17 и может быть построен в соответствии с рис.3 [10]. При этом на двух выходах формирователя синхронизирующих сигналов 16 выдаются сигналы в аналоговом виде, а на двух других выходах - импульсные сигналы.The synchronization signal generator 16 can be constructed on the basis of a four-channel digital frequency synthesizer with direct synthesis, which is controlled by the specified computing unit 17 and can be constructed in accordance with Fig. 3 [10]. At the same time, at the two outputs of the shaper of synchronizing signals 16, signals are output in analog form, and at the other two outputs - pulse signals.

Передатчик 18 выполняет функцию усилителя, который может быть выполнен в соответствии с рис.3.1 [12].The transmitter 18 performs the function of an amplifier, which can be performed in accordance with Fig. 3.1 [12].

Антенные переключатели 191 и 192 могут быть выполнены по схеме рис.8.45 [11].Antenna switches 19 1 and 19 2 can be made according to the scheme of Fig. 8.45 [11].

Приемопередающая 22 и приемная 23 антенны акустических сигналов могут быть выполнены по рис.5.33 [13].Transceiver 22 and receiver 23 of the antenna of acoustic signals can be performed according to Fig.5.33 [13].

Первый 201 и второй 202 приемники отраженных сигналов могут быть выполнены в соответствии с рис.1.14 [7]. На выходах приемников 201 и 202 формируются задержка сигнала, его амплитуда и фаза, которые в цифровом виде поступают на указанный вычислительный блок 17.The first 20 1 and second 20 2 receivers of the reflected signals can be made in accordance with Fig.1.14 [7]. At the outputs of the receivers 20 1 and 20 2 a signal delay is formed, its amplitude and phase, which are digitally supplied to the specified computing unit 17.

Рассмотрим пример применения предлагаемого устройства для обнаружения подводных объектов.Consider an example of the application of the proposed device for the detection of underwater objects.

Пусть в качестве навигационных спутников используются, например, спутники систем ГЛОНАСС/GPS. Тогда одновременный прием сигналов в точках 31, 33, 34, 35 позволяет определить координаты объекта и контрольно-корректирующей станции 2. Если считать координаты контрольно-корректирующей станции 2 известными, например, с погрешностью в единицы сантиметров, то по ее сигналам путем коррекции радионавигационных параметров координаты точек 33, 34, 35 также будут определены с погрешностью несколько сантиметров, обусловленной погрешностью задания координат контрольно-корректирующей станции 2.Suppose, for example, GLONASS / GPS satellites are used as navigation satellites. Then the simultaneous reception of signals at points 3 1 , 3 3 , 3 4 , 3 5 allows you to determine the coordinates of the object and the control and correction station 2. If we consider the coordinates of the control and correction station 2 known, for example, with an error of a few centimeters, then its signals by correcting the radio navigation parameters, the coordinates of the points 3 3 , 3 4 , 3 5 will also be determined with an error of several centimeters, due to the error in setting the coordinates of the control and correction station 2.

При этом аппаратурная погрешность измерений фазовых сдвигов на несущих частотах системы ГЛОНАСС в диапазоне частот 1600 МГц составит ΔφC≈0.01 ф.ц. (<4°). Погрешность определения углов αду, βдф, βкр может быть определена по приближенной формуле:In this case, the hardware error in measuring the phase shifts at the carrier frequencies of the GLONASS system in the frequency range 1600 MHz will be Δφ C ≈0.01 ps (<4 °). The error in determining the angles α du , β df , β cr can be determined by the approximate formula:

Figure 00000024
,
Figure 00000024
,

где λ - длина волны принятых сигналов, для несущей, равной ~1600 МГц, составляет 0.1875 м;where λ is the wavelength of the received signals, for a carrier of ~ 1600 MHz, is 0.1875 m;

Вс - расстояние между антеннами 33 и 34 или 33 и 35, расположенными на борту подвижного надводного объекта, например на крыше командной рубки.In with - the distance between the antennas 3 3 and 3 4 or 3 3 and 3 5 located on board the movable surface object, for example on the roof of the command cabin.

При Вс=5 м погрешность измерения дирекционного угла, крена и дифферента надводного объекта составит σгл≈1.5 угловых минут.At Bs = 5 m, the error in measuring the directional angle, roll and trim of the surface object will be σ hl ≈1.5 arc minutes.

Для обнаружения подводных объектов могут быть применены, например, зондирующие сигналы с центральной частотой 500 кГц. При этом длина волны λ на данной частоте будет равна около 3 миллиметров. Для однозначного определения фазы сигнала, отраженного от подводных объектов, необходимо применить, например, линейно-частотную модуляцию с девиацией частоты 250 кГц. Аппаратурная погрешность измерения разности фаз отраженных сигналов составит ΔφА≈0.01 ф.ц., при условии, что расстояние между приемопередающей 22 и приемной 23 антеннами акустических сигналов ВА=0.1 м, то в соответствии с формулой

Figure 00000025
, погрешность определения прихода сигналов приближенно составит десятки угловых минут.To detect underwater objects, for example, sounding signals with a central frequency of 500 kHz can be used. In this case, the wavelength λ at a given frequency will be equal to about 3 millimeters. To unambiguously determine the phase of the signal reflected from underwater objects, it is necessary to apply, for example, linear-frequency modulation with a frequency deviation of 250 kHz. The hardware error of measuring the phase difference of the reflected signals will be Δφ A ≈0.01 psi, provided that the distance between the transceiver 22 and the receiver 23 of the acoustic signal antennas is B A = 0.1 m, then in accordance with the formula
Figure 00000025
, the error in determining the arrival of signals is approximately tens of arc minutes.

При значениях углов αду=45, βдф=10, βкр=3, γ=45 в градусах, измеренной дальности до подводного объекта D=10 м и погрешностях определения ориентации надводного объекта σαду=σβдф=σβкргл, угла прихода акустического сигнала σγ=0.5 градуса, погрешность определения наклонной дальности, в соответствии с геометрическими построениями, составит σD=0.1 м, а погрешность определения относительных координат подводного объекта σХ=0.04 м, σY=0.04 м, глубины σd=0.02 м.When the values of the angles α dy = 45, β DF = 10, β cr = 3, γ = 45 σα dy = σβ Fs = σβ cr = σ Ch degrees measured range to the underwater object D = 10 m and the error in determining the orientation of a surface of the object , the angle of arrival of the acoustic signal σγ = 0.5 degrees, the error in determining the slant range, in accordance with geometric constructions, will be σD = 0.1 m, and the error in determining the relative coordinates of the underwater object is σX = 0.04 m, σY = 0.04 m, depth σd = 0.02 m.

С учетом погрешности определения координат точки 31 контрольно-корректирующей станции 2 и буйковой станции 10 погрешность определения абсолютных координат и глубины подводного объекта составит десятки сантиметров.Given the error in determining the coordinates of point 3 1 of the control and correction station 2 and the buoy station 10, the error in determining the absolute coordinates and depth of the underwater object will be tens of centimeters.

Таким образом, благодаря применению высокоточных методов определения ориентации подвижного надводного объекта в пространстве и методов измерения относительного местоположения подводных объектов возможно применять предлагаемое устройство для определения координат подводных объектов.Thus, through the use of high-precision methods for determining the orientation of a moving surface object in space and methods for measuring the relative location of underwater objects, it is possible to use the proposed device for determining the coordinates of underwater objects.

ЛитератураLiterature

1. Патент РФ №2241242 Эхолот. Бородин A.M. Опубл. БИ №7 2004.11.27.1. RF patent №2241242 Depth sounder. Borodin A.M. Publ. BI No. 7 2004.11.27.

2. Патент РФ №2152049 Устройство для определения координат исполнительного механизма надводного объекта. Алешечкин A.M. Кокорин В.И. / Опубл. БИ №7. 2000.06.27.2. RF patent No. 2152049 A device for determining the coordinates of the actuator of a surface object. Aleshechkin A.M. Kokorin V.I. / Publ. BI No. 7. 06/06/27.

3. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. Под ред. B.C.Шебшаевича, Москва, Радио связь, 1993, с.288.3. Network satellite radio navigation systems. Ed. B.C. Shebshaevich, Moscow, Radio Communications, 1993, p. 288.

4. Б.Скляр. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с анг. - М.: Издательский дом «Вильяме», 2003 - 1104 с.: ил.4. B. Sklyar. Digital communication. Theoretical foundations and practical application. Ed. 2nd, rev .: Per. with eng. - M.: Publishing House "Williams", 2003 - 1104 pp., Ill.

5. Балашов Е.П., Пузенков Д.В. Микропроцессоры и микропроцессорные системы, М., Радио и связь, 1990, с.203.5. Balashov EP, Puzenkov D.V. Microprocessors and microprocessor systems, M., Radio and communications, 1990, p.203.

6. Брей Б. Микропроцессоры Intel: 8086/8088, 80186/80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro Processor, Pentium II, Pentium III, Pentium 4. Архитектура, программирование и интерфейсы. Шестое издание: Пер с анг. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 1328 с.: ил.6. Bray B. Intel microprocessors: 8086/8088, 80186/80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro Processor, Pentium II, Pentium III, Pentium 4. Architecture, programming and interfaces. Sixth Edition: Per. - SPb .: BHV-Petersburg, 2005 .-- 1328 p.: Ill.

7. Цифровые радиоприемные системы. Под ред. М.И.Жодзишского М., Радио и связь, 1990.7. Digital radio receiving systems. Ed. M.I. Zhodzishsky M., Radio and communications, 1990.

8. Бортовые устройства спутниковой навигации. Под ред. В.С.Шебшаевича. М., Транспорт, 1988.8. On-board satellite navigation devices. Ed. V.S.Shebshaevich. M., Transport, 1988.

9. Агафонников A.M. Фазовые радиогеодезические системы для морских исследований. М., Наука, 1979.9. Agafonnikov A.M. Phase radio-geodetic systems for marine research. M., Science, 1979.

10. Ридико Л. DDS: прямой цифровой синтез частоты. - Компоненты и технологии, 2001, №7, с.50-54.10. Ridiko L. DDS: direct digital frequency synthesis. - Components and Technologies, 2001, No. 7, pp. 50-54.

11. Точи Р., Уидмер Дж., Нил С. Цифровые системы. Теория и практика, 8е издание. М.: Издательский дом «Вильяме» 2004.11. Tochi R., Widmer J., Neil S. Digital systems. Theory and Practice, 8th Edition. M.: Publishing House "William" 2004.

12. Усилительные устройства. Г.С.Цикин. 4ое издание. М.: Связь 1971. 367 стр.12. Amplification devices. G.S. Tsikin. 4th edition. M .: Communication 1971. 367 pp.

13. Боббер Р.Дж. Гидроакустические измерения. 1974, 359 стр.13. Bobber R.J. Hydroacoustic measurements. 1974, 359 pp.

Claims (1)

Устройство для определения координат подводных объектов, содержащее n навигационных спутников, контрольно-корректирующую станцию, включающую последовательно соединенные первую приемную антенну, первый приемник спутниковых сигналов, вычислитель поправок, предназначенный для выработки значений радионавигационных параметров по каждому из навигационных спутников, первый модулятор, передатчик корректирующей информации и первую передающую антенну, вычислитель эталонных значений радионавигационных параметров на основе эталонных координат фазового центра приемной антенны и эфемерид каждого из навигационных спутников, соединенный со вторым входом указанного вычислителя поправок, буйковую станцию, включающую последовательно соединенные вторую приемную антенну, второй приемник спутниковых сигналов, второй модулятор, передатчик и вторую передающую антенну, и надводную подвижную станцию, включающую последовательно соединенные приемную антенну корректирующей информации, приемник корректирующей информации и демодулятор, третью приемную антенну спутниковых сигналов и третий приемник спутниковых сигналов, четвертую приемную антенну спутниковых сигналов и четвертый приемник спутниковых сигналов, вычислительный блок, предназначенный для вычисления координат подводных объектов в горизонтальной системе координат и их глубины по отношению к уровню воды, и соединенный с ним блок управления и индикации таким образом, что его управляющий выход является одним из входов, а информационный вход - первым из выходов указанного вычислительного блока, при этом выходы демодулятора, третьего и четвертого приемников спутниковых сигналов соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами указанного вычислительного блока, отличающееся тем, что в надводную подвижную станцию введены формирователь синхронизирующих сигналов, передатчик, первый и второй антенные переключатели, первый и второй приемники отраженных сигналов, приемопередающая и приемная антенны акустических сигналов и последовательно соединенные пятая приемная антенна спутниковых сигналов и пятый приемник спутниковых сигналов, который первым выходом соединен с пятым входом указанного вычислительного блока, второй выход указанного вычислительного блока соединен с первым входом формирователя синхронизирующих сигналов, который вторым входом соединен со вторым выходом пятого приемника спутниковых сигналов, одним из выходов формирователь синхронизирующих сигналов соединен с первыми входами первого и второго приемников отраженных сигналов, вторым выходом соединен с первым входом второго антенного переключателя, третьим выходом соединен с первым входом первого антенного переключателя, а четвертым выходом формирователь синхронизирующих сигналов соединен с входом передатчика, выход которого соединен с вторым входом первого антенного переключателя, первый выход которого соединен с приемопередающей антенной акустических сигналов, а второй его выход соединен с вторым входом первого приемника отраженных сигналов, второй антенный переключатель вторым входом соединен с приемной антенной акустических сигналов, а выходом - с вторым входом второго приемника отраженных сигналов, при этом выходы первого и второго приемников отраженных сигналов являются соответственно шестым и седьмым входами указанного вычислительного блока. A device for determining the coordinates of underwater objects, containing n navigation satellites, a control and correction station, including a series-connected first receiving antenna, a first satellite signal receiver, an amendment calculator designed to generate radio navigation parameters for each of the navigation satellites, a first modulator, corrective information transmitter and a first transmitting antenna, a calculator of reference values of radio navigation parameters based on reference coordinates the inat of the phase center of the receiving antenna and the ephemeris of each of the navigation satellites connected to the second input of the indicated corrector, a buoy station, including a second receiving antenna, a second satellite receiver, a second modulator, a transmitter and a second transmitting antenna, and a surface mobile station including serially connected receiving antenna of corrective information, receiver of corrective information and demodulator, third receiving antenna of satellite signals and a third satellite signal receiver, a fourth satellite signal receiving antenna and a fourth satellite signal receiver, a computing unit for calculating the coordinates of underwater objects in a horizontal coordinate system and their depth with respect to the water level, and a control and indication unit connected to it in this way that its control output is one of the inputs, and the information input is the first of the outputs of the specified computing unit, while the outputs of the demodulator, the third and fourth receiver The satellite signals are connected respectively to the second, third and fourth inputs of the specified computing unit, characterized in that a synchronization signal shaper, a transmitter, first and second antenna switches, first and second reflected signal receivers, transceiver and receiver of acoustic signals are introduced into the surface mobile station and serially connected, a fifth satellite signal receiving antenna and a fifth satellite signal receiver, which is connected to the fifth input by a first output the house of the specified computing unit, the second output of the specified computing unit is connected to the first input of the synchronizer, which second input is connected to the second output of the fifth satellite receiver, one of the outputs the synchronizer is connected to the first inputs of the first and second receivers of the reflected signals, the second output is connected with the first input of the second antenna switch, the third output is connected to the first input of the first antenna switch, and the fourth output the generator of the clock signals is connected to the input of the transmitter, the output of which is connected to the second input of the first antenna switch, the first output of which is connected to the transceiver antenna of the acoustic signals, and its second output is connected to the second input of the first receiver of the reflected signals, the second antenna switch is connected to the receiver by the second input antenna of acoustic signals, and the output with the second input of the second receiver of the reflected signals, while the outputs of the first and second receivers of the reflected signals fishing are respectively the sixth and seventh inputs of said computing unit.
RU2008115655/09A 2008-04-21 2008-04-21 Underwater positioner RU2381518C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008115655/09A RU2381518C2 (en) 2008-04-21 2008-04-21 Underwater positioner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008115655/09A RU2381518C2 (en) 2008-04-21 2008-04-21 Underwater positioner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008115655A RU2008115655A (en) 2009-10-27
RU2381518C2 true RU2381518C2 (en) 2010-02-10

Family

ID=41352587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008115655/09A RU2381518C2 (en) 2008-04-21 2008-04-21 Underwater positioner

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2381518C2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489731C1 (en) * 2012-01-10 2013-08-10 Антон Владимирович Чернявец Disturbance parameter measuring device
RU2495448C1 (en) * 2012-05-25 2013-10-10 Сергей Николаевич Доля Method of detecting underwater objects
RU2561012C1 (en) * 2014-04-23 2015-08-20 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" System for determining and monitoring location of underwater object
RU2700278C1 (en) * 2018-08-01 2019-09-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) Method of determining location of underwater object
RU2709100C1 (en) * 2018-06-19 2019-12-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук Method of determining location of underwater object
RU2727331C1 (en) * 2019-12-25 2020-07-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) Method for hydroacoustic search for an autonomous underwater bottom object
RU2762349C1 (en) * 2021-02-08 2021-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) Method for covert hydroacoustic search for an autonomous bottom underwater object

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111505675B (en) * 2020-05-28 2024-10-08 山西汾西重工有限责任公司 Low-power-consumption satellite positioning active position indicating circuit of underwater equipment and control method thereof

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489731C1 (en) * 2012-01-10 2013-08-10 Антон Владимирович Чернявец Disturbance parameter measuring device
RU2495448C1 (en) * 2012-05-25 2013-10-10 Сергей Николаевич Доля Method of detecting underwater objects
RU2561012C1 (en) * 2014-04-23 2015-08-20 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" System for determining and monitoring location of underwater object
RU2709100C1 (en) * 2018-06-19 2019-12-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук Method of determining location of underwater object
RU2700278C1 (en) * 2018-08-01 2019-09-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) Method of determining location of underwater object
RU2727331C1 (en) * 2019-12-25 2020-07-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) Method for hydroacoustic search for an autonomous underwater bottom object
RU2762349C1 (en) * 2021-02-08 2021-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (СибГУТИ) Method for covert hydroacoustic search for an autonomous bottom underwater object

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008115655A (en) 2009-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2381518C2 (en) Underwater positioner
US7512036B2 (en) Underwater acoustic positioning system and method
Zhang et al. Underwater target localization using long baseline positioning system
CN110121662A (en) Marine GNSS reference station device, sea GNSS positioning system and the method for generating marine positioning reference data
RU2365939C1 (en) Method of underwater navigation
CN110133700B (en) Shipborne integrated navigation positioning method
US10656267B2 (en) Underwater acoustic tracking and two way messaging system
RU2008119347A (en) METHOD AND SYSTEM OF SATELLITE POSITIONING
RU2659299C1 (en) Method and system of navigation of underwater objects
EP0986733A4 (en) Robust accurate gps time reference for space application
US20060178829A1 (en) Global acoustic positioning system and device
AU2005268886B2 (en) Method for an antenna angular calibration by relative distance measuring
RU2506605C2 (en) Ranging method and device to determine coordinates of radiation source
US7616152B2 (en) Relative position measurement method and relative position measurement system using satellites
JP5077054B2 (en) Mobile positioning system
RU2515469C1 (en) Method of aircraft navigation
RU2680969C1 (en) Method of aircraft navigation
RU2529207C1 (en) Navigation system for towed underwater vehicle
RU2555479C2 (en) High-precision coordination of underwater complex for underwater navigation
JP3234889B2 (en) Bathymetry system using GPS kinematic positioning method
CN113176539B (en) Underwater sound signal noise multi-stage suppression and steady positioning system and positioning method
RU2536609C1 (en) Method and device for determining coordinates of radio-frequency source
JP2618051B2 (en) Navigation system for moving objects
RU2457629C1 (en) Phase radio-navigation system
EP2177929A1 (en) Navigation-satellite tracking method and receiving station

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110422