RU2483326C2 - Hydroacoustic synchronous range-finding navigation system for positioning underwater objects in navigation field of randomly arranged hydroacoustic transponder beacons - Google Patents

Hydroacoustic synchronous range-finding navigation system for positioning underwater objects in navigation field of randomly arranged hydroacoustic transponder beacons Download PDF

Info

Publication number
RU2483326C2
RU2483326C2 RU2011116249/07A RU2011116249A RU2483326C2 RU 2483326 C2 RU2483326 C2 RU 2483326C2 RU 2011116249/07 A RU2011116249/07 A RU 2011116249/07A RU 2011116249 A RU2011116249 A RU 2011116249A RU 2483326 C2 RU2483326 C2 RU 2483326C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
navigation
inputs
beacons
hydroacoustic
outputs
Prior art date
Application number
RU2011116249/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011116249A (en
Inventor
Сергей Яковлевич Суконкин
Владимир Васильевич Чернявец
Владимир Николаевич Афанасьев
Виктор Валентинович Леденев
Алексей Славович Амирагов
Евгений Евгеньевич Павлюченко
Original Assignee
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
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 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority to RU2011116249/07A priority Critical patent/RU2483326C2/en
Publication of RU2011116249A publication Critical patent/RU2011116249A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2483326C2 publication Critical patent/RU2483326C2/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: hydroacoustic synchronous range-finding navigation system, having a bottom navigation base consisting of M hydroacoustic transponders with different response frequencies fm (m=1-M), a clock-pulse generator and an acoustic transmitter with sampling frequency f0 mounted on the navigation object, the input of the acoustic transmitter being connected to the first output of the clock-pulse generator. An M-channel receiver for receiving response signals with frequencies fm, M devices for measuring time of propagation of acoustic signals to the transponder, operating at the frequency of that channel, and back, first inputs of which are connected to outputs of the M-channel receiver, and second inputs are connected to second outputs of the clock-pulse generator, M×N units for converting time intervals to distance based on the number N of possible beam paths, inputs of which are connected to outputs of corresponding devices for measuring propagation time, M units for selecting maximum distance, inputs of which are connected to outputs of N units for converting time intervals to distance of the given channel, a navigation object coordinate computer, the first input of which is connected to outputs of M units for selecting maximum distance, an additional second bottom navigation base consisting of M hydroacoustic transponder beacons with different radiation frequencies Fm (m=1-M), which are mechanically connected to corresponding M transponder beacons, having M synchronously operating clock-pulse generators, M transmitters with different operating frequencies Fm, the inputs of which are connected to outputs of clock-pulse generators, M hydroacoustic radiators with operating frequencies Fm, inputs of which are connected to outputs of transmitters with corresponding operating frequencies; the navigation object is additionally fitted with a second clock-pulse generator which operate synchronously with the clock-pulse generators of the transponder beacons, the first output of which is used to synchronise the M synchronously operating clock-pulse generators of the hydroacoustic transponder beacons before mounting at the bottom, a trailing receiving acoustic antenna, a second M-channel receiver for receiving acoustic signals of transponder beacons, the input of which is connected to the output of the trailing receiving acoustic antenna, M devices for measuring time of propagation of acoustic signals from the transponder beacons to the navigation object, first inputs of which are connected to outputs of the second M-channel receiver, and second inputs are connected to the second output of the second clock-pulse generator, additional M units for converting time intervals to distance, inputs of which are connected to outputs of M devices for measuring time of propagation of acoustic signals from the transponder beacons to the navigation object, and the outputs are connected to second inputs of the navigation object coordinate computer, wherein the M hydroacoustic radiators of the transponder beacons and the trailing receiving acoustic antenna lie near the seabed at a distance not greater than the wavelength at operating frequencies Fm, and the additional M units for converting time intervals to distance calculate the desired distances rm through propagation times tm, characterised by that the additional second bottom navigation base consisting of M hydroacoustic transponder beacons with different radiation frequencies Fm (m=1-M), mechanically connected to corresponding M transponder beacons, is also electrically connected to the same corresponding transponder beacons; the navigation object is also fitted with a receiver-indicator for receiving satellite signals, the first receiving antenna of which is mounted on its housing, and the second receiving antenna is mounted on a unit for counting displacements of the conducting rope which connects the navigation object with the trailing receiving acoustic antenna, and another n receiving antennae are mounted on transponder beacons of the additional second bottom base; M hydroacoustic transponders are provided with a ballast anchor with a hydroacoustic release; the antenna of the M-channel receiver has a cylindrical shape and is made from M hydrophones which form in the horizontal plane two navigation bases for detecting acoustic signals, wherein the lateral and rear directions are blinded by shields, M transponder beacons of the first and second bottom base, the navigation object is provided with sensors for measuring sound speed in water, hydrodynamic pressure and orientation.
EFFECT: longer range without increase in error when determining coordinates of a navigation object.
11 dwg

Description

Изобретение относится к области гидроакустических навигационных систем и может быть использовано для навигационного обеспечения подводных аппаратов, работающих в ледовых условиях, затрудняющих доступ к ним обеспечивающего судна, и также может быть использовано при проведении сейсмических и геологоразведочных работ на морском дне с использованием буксируемых или телеуправляемых подводных аппаратов.The invention relates to the field of sonar navigation systems and can be used for navigation support of underwater vehicles operating in ice conditions, making it difficult for the supply vessel to access them, and can also be used for seismic and geological exploration on the seabed using towed or remote-controlled underwater vehicles .

Акустические навигационные системы с ультракороткой базой производятся значительным количеством компаний для различных областей применения - от позиционирования аквалангистов на мелководье до определения местоположения объектов на больших глубинах и дальностях. Наиболее известными являются гидроакустические навигационные системы фирм IXSEA, SIMRAD, SONARDYNE, KONGSBERG, GeoAcoustics. Типовые характеристики систем средней дальности до 3 км имеют частоты в диапазоне 20-30 кГц, точность - единицы процентов наклонной дальности. Системы дальнего действия порядка 10 км работают в диапазоне частот 10-15 кГц, заявленная точность навигации некоторых систем достигает 0.1% наклонной дальности. Наиболее широкое применение имеют две навигационные системы типа POSIDONIA и HIPAP-500. Первая использует сложные сигналы и за счет этого имеет улучшения отношения сигнал/шум по сравнению с тональными посылками на 19 дБ. В настоящее время заявленная точность составляет 0.3% наклонной дальности. Вторая представляет собой мощную фазируемую антенну, состоящую из сотен независимых приемников, имеющую, по утверждению изготовителя, избыточность в количестве приемников, вычислительных средствах и математическом обеспечении. Заявленная точность составляет 0.1% наклонной дальности, угол обзора - 200 град в вертикальной плоскости. Система сбора акустических данных этой системы не уступает системам сбора данных, например многолучевых эхолотов высокого разрешения, однако имеет высокую стоимость.Acoustic navigation systems with an ultrashort base are produced by a significant number of companies for various applications - from the positioning of scuba divers in shallow water to the location of objects at great depths and ranges. The most famous are the sonar navigation systems of IXSEA, SIMRAD, SONARDYNE, KONGSBERG, GeoAcoustics. Typical characteristics of systems of medium range up to 3 km have frequencies in the range of 20-30 kHz, accuracy is a few percent of the inclined range. Long-range systems of the order of 10 km operate in the frequency range 10-15 kHz, the claimed navigation accuracy of some systems reaches 0.1% of the inclined range. The most widely used are two navigation systems such as POSIDONIA and HIPAP-500. The first uses complex signals and, due to this, has an improvement in the signal-to-noise ratio compared to 19 dB tone bursts. Currently, the claimed accuracy is 0.3% slant range. The second is a powerful phased antenna, consisting of hundreds of independent receivers, which, according to the manufacturer, has redundancy in the number of receivers, computing tools and software. The claimed accuracy is 0.1% of the inclined range, the viewing angle is 200 degrees in the vertical plane. The acoustic data acquisition system of this system is not inferior to data acquisition systems, for example, high-resolution multi-beam echo sounders, but it has a high cost.

Известные системы акустической навигации, использующие принцип ультракороткой базы, определяют пространственное положение позиционируемого объекта путем измерения времени пробега и направления прихода акустических волн, излученных маяком, установленным на этом объекте, с помощью многоэлементной приемной антенны. Измеренное время пробега пересчитывается с учетом профиля скорости звука в наклонную дальность, а направление прихода волны на поверхность антенны с учетом наклонов и азимута самой антенны позволяет определить точку, из которой излучение звука было произведено. Измерение времени пробега производится путем анализа формы принятого звукового сигнала, при этом точность измерения времени определяется шириной полосы приемного тракта и отношением сигнал/шум. Определение направления прихода звуковой волны в УКБ системах производится путем измерения разности фаз сигналов, принятых разными гидрофонами, с последующим пересчетом разности фаз в геометрические углы с учетом характерной длины волны акустического сигнала и пространственного разнесения приемников. Точность измерения направления при этом определяется дистанцией между приемниками и отношением сигнал/шум. Точность измерения времени пробега или, другими словами, точность определения положения объекта вдоль луча, не зависит от расстояния (при достаточно высоком уровне сигнала по сравнению с шумами) и для традиционных систем дальнего действия составляет доли метра. При фиксированном угловом разрешении ошибка измерения положения объекта поперек луча линейно увеличивается с дистанцией и, как правило, характеризуется в процентном отношении к наклонной дальности. Лучшие образцы УКБ систем имеют угловую точность порядка 0.1%, что при дальности порядка 5 км соответствует точности поперек луча 5 м. Поскольку конечной целью использования любой навигационной системы является определение географических координат объекта, угловое разрешение является главной характеристикой УКБ системы.Known acoustic navigation systems using the principle of ultrashort base, determine the spatial position of the positioned object by measuring the travel time and direction of arrival of the acoustic waves emitted by the beacon installed on this object using a multi-element receiving antenna. The measured travel time is recalculated taking into account the profile of the speed of sound in an inclined range, and the direction of arrival of the wave on the surface of the antenna, taking into account the slopes and azimuth of the antenna itself, allows you to determine the point from which the sound was generated. The measurement of travel time is carried out by analyzing the shape of the received sound signal, while the accuracy of the time measurement is determined by the bandwidth of the receiving path and the signal-to-noise ratio. The direction of arrival of the sound wave in UHF systems is determined by measuring the phase difference of the signals received by different hydrophones, followed by the conversion of the phase difference into geometric angles, taking into account the characteristic wavelength of the acoustic signal and the spatial diversity of the receivers. The accuracy of the direction measurement is determined by the distance between the receivers and the signal-to-noise ratio. The accuracy of measuring the travel time, or, in other words, the accuracy of determining the position of an object along a beam, does not depend on distance (at a sufficiently high signal level compared to noise) and for traditional long-range systems is a fraction of a meter. With a fixed angular resolution, the error in measuring the position of the object across the beam increases linearly with distance and, as a rule, is characterized as a percentage of the slant range. The best examples of UKB systems have an angular accuracy of the order of 0.1%, which at a distance of about 5 km corresponds to an accuracy across the beam of 5 m. Since the ultimate goal of using any navigation system is to determine the geographical coordinates of the object, angular resolution is the main characteristic of the UKB system.

Техническая сущность известных гидроакустических систем для обеспечения подводной навигации изложена в источниках патентной информации (патенты RU №2084924 [1], RU №2084923 [2], RU №2289149 [3], RU №34020U [4], RU №2158431 [5], RU №2308454 [6], RU №2038127 [7], авторское свидетельство SU №713278 [8], RU №2365939 [9], RU №2371738 [10], WO №0123908 A1, 05.04.2001 [11] и в технической литературе: Милн П.Х. Гидроакустические системы позиционирования. - Л.: Судостроение, 1989 г., с.49-60 [12] и другие).The technical essence of the known sonar systems for providing underwater navigation is described in the sources of patent information (patents RU No. 2084924 [1], RU No. 2084923 [2], RU No. 2289149 [3], RU No. 34020U [4], RU No. 2158431 [5] , RU No. 23038454 [6], RU No. 2038127 [7], copyright certificate SU No. 713278 [8], RU No. 2365939 [9], RU No. 2371738 [10], WO No. 0123908 A1, 04/05/2001 [11] and in the technical literature: Milne P.Kh. Hydroacoustic positioning systems. - L .: Shipbuilding, 1989, p. 49-60 [12] and others).

Наиболее близкими по своей сути к заявляемому объекту техники являются устройства, приведенные в патентных описаниях [3] и [8] и в источнике [12].The closest in essence to the claimed object of technology are devices described in the patent descriptions [3] and [8] and in the source [12].

Известна гидроакустическая синхронная дальномерная навигационная система [12], состоящая из базы гидроакустических приемоответчиков, служащих для измерения времени распространения акустических сигналов от объекта навигации до маяков, устройства вычисления дистанции по измеренному времени распространения и известной скорости звука и устройства вычисления координат объекта навигации по найденным значениям дистанций, размещенного на судне обеспечения.Known sonar synchronous rangefinder navigation system [12], consisting of a base of sonar transponders, used to measure the propagation time of acoustic signals from the navigation object to the beacons, a distance calculation device from the measured propagation time and a known sound speed and a device for calculating the coordinates of the navigation object from the found distance values placed on a support vessel.

Недостатком такой системы является большая погрешность определения координат, связанная с изменчивостью скорости звука в морской среде.The disadvantage of this system is the large error in determining the coordinates associated with the variability of the speed of sound in the marine environment.

Известна также гидроакустическая синхронная дальномерная навигационная система [8], содержащая донную базу из М гидроакустических приемоответчиков с различными частотами ответа, размещенные на объекте навигации передатчик, вход которого соединен с первым выходом генератора синхроимпульсов, М-канальный приемник, выходы которого подключены к входам М измерителей времени распространения гидроакустических сигналов до соответствующего приемоответчика и обратно, вторые входы которых соединены с вторым выходом генератора синхроимпульсов, M×N блоков преобразования временных интервалов в дистанции по числу N возможных лучевых траекторий, входы которых подключены к соответствующим выходам измерителей времени распространения, М блоков выбора максимального значения, входы которых соединены с выходами N блоков каждого из М каналов преобразования временных интервалов в дистанции, вычислитель координат объекта навигации, вход которого соединен с выходами М блоков выбора максимального значения.Also known is a hydroacoustic synchronous rangefinder navigation system [8], containing a bottom base of M hydroacoustic transponders with different response frequencies, a transmitter located on the navigation object, the input of which is connected to the first output of the clock generator, an M-channel receiver whose outputs are connected to the inputs of the M meters the propagation time of hydroacoustic signals to the corresponding transponder and vice versa, the second inputs of which are connected to the second output of the clock generator c, M × N blocks for converting time intervals in distance according to the number N of possible ray paths, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of measuring instruments for propagation time, M blocks for selecting the maximum value, the inputs of which are connected to the outputs of N blocks of each of the M channels for converting time intervals in distance , the coordinate calculator of the navigation object, the input of which is connected to the outputs of the M blocks for selecting the maximum value.

Наличие в структуре навигационной системы блоков преобразования временных интервалов в дистанции, работающих по алгоритму, учитывающему изменчивость скорости звука и эффекты многолучевости, позволяет снизить погрешность определения координат. Такая система по технической сущности является наиболее близкой к предлагаемому изобретению.The presence in the structure of the navigation system of blocks for converting time intervals into distances, operating according to an algorithm that takes into account the variability of the speed of sound and the effects of multipath, reduces the error in determining the coordinates. Such a system in technical essence is the closest to the proposed invention.

Недостатком указанной навигационной системы является относительно малая дальность действия при работе объекта навигации вблизи дна и при использовании донных маяков-ответчиков, которая связана с эффектами рефракции звука вблизи дна. В основу технического решения [3] положена задача разработки гидроакустической синхронной навигационной системы с большей дальностью действия без увеличения погрешности определения координат объекта навигации. Поставленная задача известным устройством [3] решается тем, что в состав гидроакустической синхронной дальномерной навигационной системы дальнего действия, содержащей донную навигационную базу из М гидроакустических приемоответчиков с различными частотами ответа fm (m=1-M), размещенные на объекте навигации генератор синхроимпульсов, акустический передатчик с частотой опроса f0, вход которого соединен с первым выходом генератора синхроимпульсов. М-канальный приемник для приема ответных сигналов с частотами fm, M измерителей времени распространения акустических сигналов до приемоответчика, работающего на частоте этого канала, и обратно, первые входы которых соединены с выходами М канального приемника, а вторые входы соединены с вторым выходом генератора синхроимпульсов, M×N блоков преобразования временных интервалов в дистанции по числу N возможных лучевых траекторий, входы которых соединены с выходами соответствующих измерителей времени распространения, М блоков выбора максимального значения дистанции, входы которых соединены с выходами N блоков преобразования временных интервалов в дистанции данного канала, вычислитель координат объекта навигации, первый вход которого соединен с выходами М блоков выбора максимального значения дистанций, введены дополнительно вторая донная навигационная база из М гидроакустических маяков-пингеров с различными частотами излучения Fm (m=1-M), механически связанных с соответствующими М маяками-ответчиками, содержащих М синхронно работающих генераторов синхроимпульсов, М передатчиков с различными рабочими частотами Fm, входы которых соединены с выходами генераторов синхроимпульсов, М гидроакустических излучателей с рабочими частотами Fm, входы которых соединены с выходами передатчиков с соответствующими рабочими частотами.The disadvantage of this navigation system is the relatively short range when operating the navigation object near the bottom and when using bottom beacons responders, which is associated with the effects of refraction of sound near the bottom. The technical solution [3] is based on the task of developing a sonar synchronous navigation system with a longer range without increasing the error in determining the coordinates of the navigation object. The problem is solved by the known device [3] is solved by the fact that the composition of the long-range hydroacoustic synchronous long-range navigation system containing a bottom navigation base of M hydroacoustic transponders with different response frequencies f m (m = 1-M), the clock generator located on the navigation object, an acoustic transmitter with a sampling frequency f 0 , the input of which is connected to the first output of the clock generator. M-channel receiver for receiving response signals with frequencies f m , M measuring the propagation time of acoustic signals to a transponder operating on the frequency of this channel and vice versa, the first inputs of which are connected to the outputs M of the channel receiver, and the second inputs are connected to the second output of the clock generator , M × N blocks for converting time intervals in distance according to the number N of possible ray paths, the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding measuring instruments for propagation time, M blocks for selecting max of the distance, the inputs of which are connected to the outputs of N blocks for converting time intervals to distances of this channel, the coordinates calculator of the navigation object, the first input of which is connected to the outputs of M blocks for selecting the maximum distance, an additional second bottom navigation base from M sonar pinger beacons with different radiation frequencies F m (m = 1-M) mechanically associated with the corresponding M beacon transponders containing M synchronously operating clock generators, M sensors with different operating frequencies F m , the inputs of which are connected to the outputs of the clock generators, M hydroacoustic emitters with operating frequencies F m , the inputs of which are connected to the outputs of the transmitters with the corresponding operating frequencies.

Кроме того, на объекте навигации дополнительно размещены второй генератор синхроимпульсов, работающий синхронно с генераторами синхроимпульсов маяков-пингеров, первый выход которого используется для синхронизации М синхронно работающих генераторов синхроимпульсов гидроакустических маяков-пингеров перед их установкой на дно, буксируемая приемная акустическая антенна, второй М канальный приемник для приема акустических сигналов маяков-пингеров, вход которого соединен с выходом буксируемой приемной акустической антенны, М измерителей времени распространения акустических сигналов от маяков-пингеров до объекта навигации, первые входы которых соединены с выходами второго М канального приемника, а вторые входы соединены с вторым выходом второго генератора синхроимпульсов, дополнительные М блоков преобразования временных интервалов в дистанции, входы которых соединены с выходами М измерителей времени распространения акустических сигналов от маяков-пингеров до объекта навигации, а выходы соединены с вторыми входами вычислителя координат объекта навигации, причем М гидроакустических излучателей маяков-пингеров и буксируемая приемная акустическая антенна расположены вблизи морского дна на расстоянии не более длины волны на рабочих частотах Fm, а дополнительные М блоков преобразования временных интервалов в дистанции вычисляют искомые расстояния rm через измеренные времена распространения tm по известной формуле с учетом скорости распространения придонной волны, предварительно вычисленной через параметры пограничных сред границы раздела вода - морское дно по известной формуле с учетом плотности и скорости звука в придонном слое воды и плотности и скорости звука в осадочном слое морского дна [3].In addition, the second synchronization generator, which works synchronously with the pinger beacon clock generators, is additionally located at the navigation object, the first output of which is used to synchronize the M synchronously working clock generators of the hydroacoustic pinger beacons before they are installed at the bottom, a towed receiving acoustic antenna, and a second M channel receiver for receiving acoustic signals of pinger beacons, the input of which is connected to the output of the towed receiving acoustic antenna, M measure the propagation time of acoustic signals from pinger beacons to the navigation object, the first inputs of which are connected to the outputs of the second M channel receiver, and the second inputs are connected to the second output of the second clock generator, additional M blocks for converting time intervals into distances, the inputs of which are connected to the outputs of M measuring the propagation time of acoustic signals from pinger beacons to the navigation object, and the outputs are connected to the second inputs of the coordinate computer of the navigation object, and M hydro-acoustic emitters of pinger beacons and a towed receiving acoustic antenna are located near the seabed at a distance of no more than a wavelength at operating frequencies F m , and additional M blocks for converting time intervals into distances calculate the desired distances r m through the measured propagation times t m using the well-known formula taking into account the propagation velocity of the near-bottom wave, previously calculated through the parameters of the boundary media of the water-seabed interface according to the well-known formula minute and the velocity of sound in the bottom layer of water and the density and velocity of sound in the sedimentary seabed layer [3].

Существенным недостатками известной гидроакустической синхронной дальномерной навигационной системы дальнего действия [3] является то, что получение координат подводного объекта отягощено многочисленными и трудоемкими вычислениями, обусловленными учетом скорости распространения придонной волны, плотности и скорости звука. При проведении исследований в районах со сложным рельефом эффективность вычислений может привести к обратному результату, т.е. к проявлению дополнительной погрешности в итоговых результатах определения координат подводного объекта. Кроме того, с учетом того, что донная навигационная база расположена на дне, а приемник акустических сигналов находится на подводном объекте, т.е. на разных горизонтах по глубине, то в вычисления также необходимо вводить поправочные коэффициенты.Significant disadvantages of the well-known long-range sonar synchronous long-range navigation system [3] is that obtaining the coordinates of an underwater object is burdened by numerous and time-consuming calculations due to taking into account the propagation velocity of the near-bottom wave, density and speed of sound. When conducting research in areas with complex terrain, the efficiency of calculations can lead to the opposite result, i.e. to the manifestation of an additional error in the final results of determining the coordinates of the underwater object. In addition, taking into account the fact that the bottom navigation base is located at the bottom, and the acoustic signal receiver is located on the underwater object, i.e. at different horizons in depth, then correction factors must also be entered into the calculations.

Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности в определении координат подводного объекта посредством гидроакустической навигационной системы с одновременным сокращением трудоемкости определения координат.The objective of the proposed technical solution is to increase reliability in determining the coordinates of an underwater object through a sonar navigation system while reducing the complexity of determining coordinates.

Поставленная задача решается за счет того, что в гидроакустической синхронной дальномерной навигационной системе для позиционирования подводных объектов в навигационном поле произвольно расставленных гидроакустических приемоответчиков, содержащей донную навигационную базу из М гидроакустических приемоответчиков с различными частотами ответа fm (m=1-M), размещенные на объекте навигации генератор синхроимпульсов, акустический передатчик с частотой опроса f0, вход которого соединен с первым выходом генератора синхроимпульсов. М-канальный приемник для приема ответных сигналов с частотами fm, M измерителей времени распространения акустических сигналов до приемоответчика, работающего на частоте этого канала, и обратно, первые входы которых соединены с выходами М-канального приемника, а вторые входы соединены с вторым выходом генератора синхроимпульсов, M×N блоков преобразования временных интервалов в дистанции по числу N возможных лучевых траекторий, входы которых соединены с выходами соответствующих измерителей времени распространения, М блоков выбора максимального значения дистанции, входы которых соединены с выходами N блоков преобразования временных интервалов в дистанции данного канала, вычислитель координат объекта навигации, первый вход которого соединен с выходами М блоков выбора максимального значения дистанций, М гидроакустических приемоответчиков снабжены М гидроакустическими маяками-пингерами, образующими дополнительную вторую донную навигационную базу из М гидроакустических маяков-пингеров с различными частотами излучения Fm (m=1-M), механически связанных с соответствующими М гидроакустическими маяками-ответчиками, содержащих М синхронно работающих генераторов синхроимпульсов, М передатчиков с различными рабочими частотами Fm, входы которых соединены с выходами генераторов синхроимпульсов, М гидроакустических излучателей с рабочими частотами Fm, входы которых соединены с выходами передатчиков с соответствующими рабочими частотами, на объекте навигации дополнительно размещены второй генератор синхроимпульсов, работающий синхронно с генераторами синхроимпульсов гидроакустических маяков-пингеров, первый выход которого используется для синхронизации М синхронно работающих генераторов синхроимпульсов гидроакустических маяков-пингеров перед их установкой на дно, буксируемая приемная акустическая антенна, второй М-канальный приемник для приема акустических сигналов гидроакустических маяков-пингеров, вход которого соединен с выходом буксируемой приемной акустической антенны, М измерителей времени распространения акустических сигналов от гидроакустических маяков-пингеров до объекта навигации, первые входы которых соединены с выходами второго М-канального приемника, а вторые входы соединены с вторым выходом второго генератора синхроимпульсов, дополнительные М блоков преобразования временных интервалов в дистанции, входы которых соединены с выходами М измерителей времени распространения акустических сигналов от гидроакустических маяков-пингеров до объекта навигации, а выходы соединены с вторыми входами вычислителя координат объекта навигации, причем М гидроакустических излучателей гидроакустических маяков-пингеров и буксируемая приемная акустическая антенна расположены вблизи морского дна на расстоянии не более длины волны на рабочих частотах Fm, а дополнительные М блоков преобразования временных интервалов в дистанции вычисляют искомые расстояния rm через измеренные времена распространения tm, в отличие от прототипа [3] на объекте навигации установлен приемоиндикатор приема спутниковых сигналов, первая приемная антенна которого установлена на его корпусе, а вторая приемная антенна - на блоке счетчике перемещений кабель-троса, соединяющего объект навигации с буксируемой приемной акустической антенной, и еще n приемных антенн установлены на гидроакустических маяках-пингерах, М гидроакустических приемоответчиков снабжены якорем балластом с гидроакустическим размыкателем, антенна М-канального приемника выполнена цилиндрической формы из М гидрофонов, образующих в горизонтальной плоскости две навигационные базы регистрации акустических сигналов, М гидроакустических приемоответчиков и маяков-пингеров и объект навигации снабжены датчиками измерения скорости звука в воде, гидродинамического давления, ориентации, вычислитель координат объекта навигации своими входами соединен с выходами блока выбора максимального значения дистанции в М-м канале, приемоиндикатора спутниковых радиосигналов, датчиков измерения гидродинамического давления, скорости звука и ориентации.The problem is solved due to the fact that in the hydroacoustic synchronous rangefinder navigation system for positioning underwater objects in the navigation field, arbitrarily placed hydroacoustic transponders containing a bottom navigation base of M hydroacoustic transponders with different response frequencies f m (m = 1-M), placed on the navigation object, the clock generator, an acoustic transmitter with a sampling frequency f 0 , the input of which is connected to the first output of the clock generator. M-channel receiver for receiving response signals with frequencies f m , M meters of propagation time of acoustic signals to a transponder operating on the frequency of this channel and vice versa, the first inputs of which are connected to the outputs of the M-channel receiver, and the second inputs are connected to the second output of the generator clock pulses, M × N blocks for converting time intervals to distances in the number N of possible ray paths, the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding propagation time meters, M blocks of maxim selection of the distance value, the inputs of which are connected to the outputs of N blocks for converting time intervals to the distance of the given channel, the coordinates calculator of the navigation object, the first input of which is connected to the outputs of M blocks for selecting the maximum distance, M hydroacoustic transponders are equipped with M hydroacoustic pinger beacons, forming an additional second bottom navigation base of M sonar pinger beacons with different radiation frequencies F m (m = 1-M) mechanically associated with the corresponding M hydroacoustic transponder beacons containing M synchronously operating clock generators, M transmitters with different operating frequencies F m , the inputs of which are connected to the outputs of the clock generators, M hydroacoustic emitters with working frequencies F m , the inputs of which are connected to the outputs of the transmitters with the corresponding operating frequencies, the second synchronization generator, which works simultaneously with the generators of the hydroacoustic pinger beacons The first output of which is used to synchronize M synchronously operating clock generators of hydro-acoustic pinger beacons before installing them on the bottom, a towed receiving acoustic antenna, a second M-channel receiver for receiving acoustic signals of hydro-acoustic pinger beacons, the input of which is connected to the output of the towed receiving acoustic antenna, M meters of propagation time of acoustic signals from sonar pinger beacons to a navigation object, the first inputs of which are connected to the second M-channel receiver, and the second inputs are connected to the second output of the second clock generator, additional M blocks for converting time intervals into distances, the inputs of which are connected to the outputs of M meters of the propagation time of acoustic signals from sonar pinger beacons to the navigation object, and the outputs are connected with the second inputs of the calculator of coordinates of the navigation object, and M sonar emitters of sonar beacons-pingers and towed receiving acoustic Enna located close to the seabed at a distance not more than the wavelength at the operating frequency F m, and an additional M block transform timeslots desired distance calculated in the distance r m through the measured propagation times t m, unlike the prototype [3] on the object navigation set receiver- receiving satellite signals, the first receiving antenna of which is installed on its body, and the second receiving antenna is on the block of the counter of movements of the cable, connecting the navigation object to the towed receiving aka a acoustic antenna, and n receiving antennas are installed on sonar pinger beacons, M sonar transponders are equipped with an anchor ballast with a sonar disconnector, the antenna of the M-channel receiver is made of cylindrical shape from M hydrophones, forming in the horizontal plane two navigation bases for recording acoustic signals, M hydroacoustic transponders and pinger beacons and the navigation object are equipped with sensors for measuring the speed of sound in water, hydrodynamic pressure, orientation, in numerator object navigation coordinate their inputs connected to the outputs of the maximum value selection unit distance in the M-th channel receiver-indicator of satellite radio, hydrodynamic pressure measuring sensors, sound velocity and orientation.

В заявляемой гидроакустической синхронной дальномерной навигационной системе для позиционирования подводных объектов в навигационном поле произвольно расставленных гидроакустических приемоответчиков общими существенными признаками для нее и для ее прототипа являются:In the inventive sonar synchronous rangefinder navigation system for positioning underwater objects in the navigation field of arbitrarily placed sonar transponders, the common essential features for her and her prototype are:

- гидроакустическая синхронная дальномерная навигационная система дальнего действия, содержащая донную навигационную базу из М гидроакустических приемоответчиков с различными частотами ответа fm (m=1-M);- long-range sonar synchronous long-range navigation system containing a bottom navigation base of M hydroacoustic transponders with different response frequencies f m (m = 1-M);

- размещенные на объекте навигации генератор синхроимпульсов, акустический передатчик с частотой опроса f0, вход которого соединен с первым выходом генератора синхроимпульсов;- clock generator located on the navigation object, an acoustic transmitter with a sampling frequency f 0 , the input of which is connected to the first output of the clock generator;

- М-канальный приемник для приема ответных сигналов с частотами fm;- M-channel receiver for receiving response signals with frequencies f m ;

- М измерителей времени распространения акустических сигналов до приемоответчика, работающего на частоте этого канала, и обратно, первые входы которых соединены с выходами М-канального приемника, а вторые входы соединены с вторым выходом генератора синхроимпульсов;- M meters of propagation time of acoustic signals to the transponder operating on the frequency of this channel and vice versa, the first inputs of which are connected to the outputs of the M-channel receiver, and the second inputs are connected to the second output of the clock generator;

- M×N блоков преобразования временных интервалов в дистанции по числу N возможных лучевых траекторий, входы которых соединены с выходами соответствующих измерителей времени распространения;- M × N blocks for converting time intervals into distances according to the number N of possible ray paths, the inputs of which are connected to the outputs of the respective measuring instruments for propagation time;

- М блоков выбора максимального значения дистанции, входы которых соединены с выходами N блоков преобразования временных интервалов в дистанции данного канала;- M blocks for selecting the maximum distance value, the inputs of which are connected to the outputs of N blocks for converting time intervals in the distance of this channel;

- вычислитель координат объекта навигации, первый вход которого соединен с выходами М блоков выбора максимального значения дистанций;- a calculator of coordinates of the navigation object, the first input of which is connected to the outputs of M blocks for selecting the maximum distance value;

- вторая донная навигационная база из М гидроакустических маяков-пингеров с различными частотами излучения Fm (m=1-M), механически связанных с соответствующими М маяками-ответчиками, содержащими:- the second bottom navigation base of M hydro-acoustic pinger beacons with different radiation frequencies F m (m = 1-M), mechanically associated with the corresponding M transponder beacons containing:

- М синхронно работающих генераторов синхроимпульсов;- M synchronously operating clock generators;

- М передатчиков с различными рабочими частотами Fm, входы которых соединены с выходами генераторов синхроимпульсов;- M transmitters with different operating frequencies F m , the inputs of which are connected to the outputs of the clock generators;

- М гидроакустических излучателей с рабочими частотами Fm, входы которых соединены с выходами передатчиков с соответствующими рабочими частотами;- M sonar emitters with operating frequencies F m , the inputs of which are connected to the outputs of the transmitters with the corresponding operating frequencies;

- размещенный на объекте навигации второй генератор синхроимпульсов, работающий синхронно с генераторами синхроимпульсов маяков-пингеров, первый выход которого используется для синхронизации М синхронно работающих генераторов синхроимпульсов гидроакустических маяков-пингеров перед их установкой на дно;- a second clock generator located at the navigation object operating synchronously with the clock generators of the pinger beacons, the first output of which is used to synchronize M synchronous clock generators of the sonar beacons before they are installed on the bottom;

- буксируемая приемная акустическая антенна;- towed receiving acoustic antenna;

- второй М-канальный приемник для приема акустических сигналов маяков-пингеров, вход которого соединен с выходом буксируемой приемной акустической антенны;- a second M-channel receiver for receiving acoustic signals of pinger beacons, the input of which is connected to the output of the towed receiving acoustic antenna;

- М измерителей времени распространения акустических сигналов от маяков-пингеров до объекта навигации, первые входы которых соединены с выходами второго М-канального приемника, а вторые входы соединены с вторым выходом второго генератора синхроимпульсов;- M meters of propagation time of acoustic signals from pinger beacons to the navigation object, the first inputs of which are connected to the outputs of the second M-channel receiver, and the second inputs are connected to the second output of the second clock generator;

- дополнительные М блоков преобразования временных интервалов в дистанции, входы которых соединены с выходами М измерителей времени распространения акустических сигналов от маяков-пингеров до объекта навигации, а выходы соединены с вторыми входами вычислителя координат объекта навигации;- additional M blocks for converting time intervals to distances, the inputs of which are connected to the outputs of the M meters of the propagation time of acoustic signals from pinger beacons to the navigation object, and the outputs are connected to the second inputs of the coordinates calculator of the navigation object;

- М гидроакустических излучателей маяков-пингеров и буксируемая приемная акустическая антенна расположены вблизи морского дна на расстоянии не более длины волны на рабочих частотах Fm;- M hydro-acoustic emitters of pinger beacons and a towed receiving acoustic antenna are located near the seabed at a distance of not more than a wavelength at operating frequencies F m ;

- дополнительные М блоков преобразования временных интервалов в дистанции вычисляют искомые расстояния rm через измеренные времена распространения tm. Сопоставительный анализ существенных признаков заявляемой гидроакустической синхронной дальномерной навигационной системы для позиционирования подводных объектов в навигационном поле произвольно расставленных гидроакустических приемоответчиков и прототипа показывает, что первая в отличие от прототипа имеет следующие отличительные признаки:- additional M blocks for converting time intervals to distances calculate the desired distances r m through the measured propagation times t m . A comparative analysis of the essential features of the inventive sonar synchronous rangefinder navigation system for positioning underwater objects in the navigation field of arbitrarily placed sonar transponders and prototype shows that the first, unlike the prototype, has the following distinctive features:

- дополнительная вторая донная навигационная база из М гидроакустических маяков-пингеров с различными частотами излучения Fm (m=1-M), механически связанных с соответствующими М маяками-ответчиками, также связана электрически с теми же соответствующими М маяками-ответчиками;- an additional second bottom navigation base of M hydro-acoustic pinger beacons with different emission frequencies F m (m = 1-M), mechanically connected to the corresponding M transponder beacons, is also electrically connected to the same corresponding M transponder beacons;

- на объекте навигации установлен приемоиндикатор приема спутниковых сигналов, первая приемная антенна которого установлена на его корпусе, а вторая приемная антенна - на блоке счетчике перемещений кабель-троса, соединяющего объект навигации с буксируемой приемной акустической антенной, и еще n приемных антенн установлены на маяках-пингерах дополнительной второй донной базы;- a receiver receiving indicator of satellite signals is installed at the navigation object, the first receiving antenna of which is installed on its body, and the second receiving antenna is on the block of movement counter of the cable, connecting the navigation object with the towed receiving acoustic antenna, and n more receiving antennas are installed on the beacons - pingers of an additional second bottom base;

- М гидроакустических приемоответчиков снабжены якорем балластом с гидроакустическим размыкателем;- M sonar transponders are equipped with an anchor ballast with a sonar breaker;

- антенна М-канального приемника выполнена цилиндрической формы из М гидрофонов, образующих в горизонтальной плоскости две навигационные базы регистрации акустических сигналов;- the antenna of the M-channel receiver is made of a cylindrical shape from M hydrophones, forming in the horizontal plane two navigation bases for recording acoustic signals;

- вычислитель координат объекта навигации своими входами соединен с выходами блока выбора максимального значения дистанции в М-м канале, приемоиндикатора спутниковых радиосигналов, датчиков измерения гидродинамического давления, скорости звука и ориентации;- the coordinates calculator of the navigation object with its inputs is connected to the outputs of the unit for selecting the maximum distance in the M-th channel, the receiver-indicator of satellite radio signals, sensors for measuring hydrodynamic pressure, sound speed and orientation;

- М гидроакустических приемоответчиков и маяков-пингеров, объект навигации и буксируемая приемная акустическая антенна снабжены датчиками измерения скорости звука в воде, гидродинамического давления, ориентации.- M hydroacoustic transponders and pinger beacons, the navigation object and the towed receiving acoustic antenna are equipped with sensors for measuring the speed of sound in water, hydrodynamic pressure, orientation.

Совокупность новых отличительных признаков заявляемого объекта техники обеспечивает получение технического результата, заключающегося в повышение надежности в определении координат подводного объекта посредством гидроакустической навигационной системы с одновременным сокращением трудоемкости определения координат за счет того, что исключаются многочисленные вычисления значений скорости распространения придонной волны, плотности и скорости звука в придонном слое воды, плотности и скорости звука в осадочном слое морского дна, обеспечивается информационная избыточность при определении координат подводного объекта навигации, что уменьшает погрешность определения координат подводного объекта навигации.The combination of new distinctive features of the claimed object of technology provides a technical result, which consists in increasing the reliability in determining the coordinates of an underwater object using a sonar navigation system while reducing the complexity of determining coordinates due to the fact that numerous calculations of the velocity of propagation of the bottom wave, density and speed of sound in bottom layer of water, density and speed of sound in the sedimentary layer of the seabed, about Provides information redundancy in determining the coordinates of the underwater navigation object, which reduces the error in determining the coordinates of the underwater navigation object.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings.

Фиг.1. Блок-схема устройства. Figure 1. The block diagram of the device.

На чертеже и в описании приняты следующие обозначения:In the drawing and in the description, the following notation:

1m - приемоответчик m-го канала с гидроакустическим маяком-пингером 1n, 2 - передатчик акустических импульсов запроса на частоте f0, 3 - первый М-канальный приемник акустических сигналов ответа на частотах fm, 4m - измеритель времени распространения акустических сигналов до маяка-ответчика и обратно в m-м канале, 5m - блок выбора максимального значения дистанции в m-м канале, 6mn (m=1-M, n=1-N) - блок преобразования временных интервалов в дистанции, 7 - вычислитель координат объекта навигации, 8 - первый генератор синхроимпульсов, 9m - генератор синхроимпульсов m-го гидроакустического маяка-пингера, 10m - передатчик m-го гидроакустического маяка-пингера, 11m - излучатель m-го гидроакустического маяка-пингера, 12 - второй генератор синхроимпульсов, 13 - буксируемая приемная акустическая антенна, 14 - второй М-канальный приемник акустических сигналов гидроакустических гидроакустических маяков-пингеров, 15m - измеритель времени распространения акустических сигналов от гидроакустического маяка-пингера до объекта навигации, 16m - дополнительный блок преобразования временных интервалов в дистанции m-го канала, 17 - приемоиндикатор спутниковых радиосигналов, 18 - датчик измерения скорости звука, 19 - датчик измерения гидродинамического давления, 20 - датчик ориентации. 1 m - transponder of the m-th channel with a sonar beacon-pinger 1 n , 2 - transmitter of acoustic request pulses at a frequency f 0 , 3 - first M-channel receiver of acoustic response signals at frequencies f m , 4 m - meter of propagation time of acoustic signals to the transponder beacon and back in the m-th channel, 5 m - block for selecting the maximum distance value in the m-th channel, 6 mn (m = 1-M, n = 1-N) - block for converting time intervals in the distance, 7 - calculator of coordinates of the navigation object, 8 - first clock generator, 9 m - clock generator number of mth sonar pinger beacon, 10m - transmitter of the mth sonar pinger lighthouse, 11m - emitter of the mth sonar pinger beacon, 12 - second clock generator, 13 - towed receiving acoustic antenna, 14 - second M-channel the receiver of acoustic signals of sonar sonar pinger beacons, 15 m is a time meter of propagation of acoustic signals from the sonar beacon pinger to the navigation object, 16 m is an additional unit for converting time intervals in distance m anala, 17 - receiver indicator of satellite radio signals, 18 - sensor for measuring the speed of sound, 19 - sensor for measuring hydrodynamic pressure, 20 - orientation sensor.

Фиг.2. Подводный объект навигации (фиг.2а - вид сбоку, фиг.2б - вид справа, фиг.2в - вид спереди). На фиг.2 позициями обозначены антенна 21 приемника акустических сигналов 2, излучатель 22 передатчика акустических сигналов 2, блок электроники 23, блок предварительных усилителей 24, датчик измерения скорости звука 18, датчик определения гидродинамического давления 19, датчик ориентации 20, гидрофоны 25, стабилизаторы гидродинамические 26, груз котировочный 27, кардан 28, датчик уклонов 29 кабель-троса 30, дышло 31, блок счетчик 32, антенна 33 приемоиндикатора 17 спутниковых сигналов, обтекатель 34, плита 35 стальная, кронштейн 36 перфорированный.Figure 2. Underwater navigation object (figa - side view, figb - right view, figv - front view). In figure 2, the positions denote the antenna 21 of the receiver of acoustic signals 2, the emitter 22 of the transmitter of acoustic signals 2, the electronics unit 23, the unit of pre-amplifiers 24, the sensor for measuring the speed of sound 18, the sensor for determining hydrodynamic pressure 19, the orientation sensor 20, hydrophones 25, hydrodynamic stabilizers 26, cargo quotation 27, cardan 28, slope sensor 29 of the cable 30, drawbar 31, block counter 32, antenna 33 of the receiver 17 satellite signals, fairing 34, plate 35 steel, bracket 36 perforated.

Фиг.3. Временные диаграммы сигналов «ЗАПРОС» (фиг.3а) и «ОТВЕТ» (фиг.3б) донных гидроакустических приемоответчиков.Figure 3. Timing diagrams of signals "REQUEST" (figa) and "RESPONSE" (fig.3b) of bottom sonar transponders.

Фиг.4. Временные диаграммы сигналов «ЗАПРОС» (фиг.4а), «ОТВЕТ» (фиг.4б), «ВСПЛЫТИЕ» (фиг.4в) гидроакустических маяков-пингеров.Figure 4. Timing diagrams of signals “REQUEST” (figa), “ANSWER” (fig.4b), “FLAT” (fig.4c) of sonar pinger beacons.

Фиг.5. Функциональная схема приемника акустических сигналов 2. Приемник акустических сигналов 2 состоит из усилителя-ограничителя 37, предназначенного для усиления и нормирования сигнала, поступающего на вход приемника с антенны донного приемопередатчика, двухканальной схемы квадратурного детектирования и фильтрации 38, состоящей из перемножителей 39 и 40, ФНЧ 41 и ФНЧ 42 схем 43 принятия решения о наличии Fд - один канал, ФН 44, ФНЧ 45 и схемы 46 принятия решения о наличии Fи - другой канал, декодера 47 гидроакустических сигналов (декодера команд), фазовращателя 48, переключателя опорных частот 49, генератора 8192 Гц - 50, синтезатора частот 51, формирователя 52 сигнала "ответ", усилителя мощности 53, с которого сигнал через излучающую антенну 22 транслируется через гидросферу к донным гидроакустическим приемоответчикам 11, 12, 1м и гидроакустическим маякам-пингерам 1п.Figure 5. Functional diagram of the receiver of acoustic signals 2. The receiver of acoustic signals 2 consists of an amplifier-limiter 37, designed to amplify and normalize the signal fed to the receiver input from the antenna of the bottom transceiver, two-channel quadrature detection and filtering circuit 38, consisting of multipliers 39 and 40, low-pass filter 41 and the low-pass filter 42 of the decision circuit 43 for the availability of Fd - one channel, the low-pass filter 44, low-pass filter 45 and the circuit 46 for deciding the presence of Fd - another channel, the decoder 47 hydroacoustic signals (decoder commands) Jelya 48, a reference frequency switch 49, an 8192 Hz-50 oscillator, a frequency synthesizer 51, a response signal shaper 52, a power amplifier 53, from which the signal is transmitted through a radiating antenna 22 through the hydrosphere to the bottom sonar transponders 1 1 , 1 2 , 1 m and sonar pinger lighthouses 1 p .

Фиг.6. Временные диаграммы приемника акустических сигналов в режиме "запрос-ответ".6. Timing diagrams of the receiver of acoustic signals in the "request-response" mode.

Фиг.7. Конструкция гидроакустического маяка-пингера. Гидроакустический маяк-пингер 1п состоит из корпуса 54 сферической формы, на котором установлена антенна излучателя 56, буй 57 с нулевой плавучестью, в котором установлена антенна приемоиндикатора спутниковой навигационной системы, блок электроники 58, блок питания 59, размыкатель 60 якоря-балласта 61, гидрофоны 62.7. The design of the sonar pinger lighthouse. The hydro-acoustic pinger lighthouse 1 p consists of a spherical body 54, on which a radiator antenna 56, buoy 57 with zero buoyancy are installed, in which a receiver antenna indicator of the satellite navigation system, an electronics unit 58, a power supply unit 59, a ballast-armature circuit breaker 61, hydrophones 62.

Заявляемое техническое решение предназначено для определения координат подводных объектов различного типа и назначения относительно различных типов гидроакустических приемоответчиков (маяков-ответчиков) в режиме с ультракороткой базой.The claimed technical solution is intended to determine the coordinates of underwater objects of various types and purposes relative to various types of sonar transponders (beacon transponders) in ultra-short base mode.

Такими подводными объектами могут быть автономные и буксируемые подводные аппараты, различные подводные научно-исследовательские приборы и станции, устройства и механизмы, обеспечивающие разведку и добычу полезных ископаемых, обследование подводных магистральных трубопроводов и морских объектов хозяйственной деятельности, имеющих конструктивные элементы и механизмы, расположенные на нескольких горизонтах по глубине, и может быть использовано при проведении океанографических и геологических исследованиях, добыче полезных ископаемых и других видах подводных работ преимущественно в локальных зонах.Such underwater objects can be autonomous and towed underwater vehicles, various underwater research devices and stations, devices and mechanisms for the exploration and production of minerals, inspection of underwater trunk pipelines and offshore economic facilities having structural elements and mechanisms located on several horizons in depth, and can be used in oceanographic and geological studies, mining mym and other types of underwater operations mainly in local areas.

Излучатель 22 и гидрофоны 25 образуют общую гидроакустическую приемопередающую антенну, которая предназначена для работы в составе гидроакустической навигационной системы с ультракороткой базой (ГАНС-УКБ). Гидроакустическая приемопередающая антенна предназначена для излучения и приема акустических сигналов для последующего определения положения акустического маяка в определенном диапазоне дальностей относительно географических координат и может быть выполнена в трех вариантах в зависимости от типа подводных аппаратов. Для подводных аппаратов типа «Мир» и «Звук-6» с диапазоном дальностей действия антенн до 8000 м, подводного аппарата типа «Мезоскан-М» до 3000 м (аппараты типа Мезоскан-М) и для подводных аппаратов типа «Гном» и «Микросаунд» до 500 м соответственно.The emitter 22 and hydrophones 25 form a common sonar transceiver antenna, which is designed to work as part of a sonar navigation system with an ultrashort base (HANS-UKB). The hydro-acoustic transceiver antenna is designed to emit and receive acoustic signals for subsequent determination of the position of the acoustic beacon in a certain range of ranges relative to geographical coordinates and can be performed in three versions, depending on the type of underwater vehicles. For underwater vehicles of the Mir and Sound-6 type with a range of antenna ranges of up to 8000 m, underwater vehicle of the Mezoskan-M type to 3000 m (vehicles of the Mezoskan-M type) and for underwater vehicles of the Gnome and “Type” Microsound ”up to 500 m, respectively.

В состав гидроакустической приемопередающей антенны входят многоканальная система приема, усилитель мощности, микроконтроллерный модуль управления и связи.The composition of the sonar transceiver antenna includes a multi-channel receiving system, a power amplifier, a microcontroller control and communication module.

Гидроакустическая приемопередающая антенна обеспечивает излучение и прием сигналов, формат которых соответствует параметрам одного из маяков-ответчиков типа «МО-Д», «ГМО-6000», «ГМО-2000», «ГМО-200» и обеспечивает эквивалентную угловую точность не хуже 0.03° в режиме дальнего действия и 0.3° в режиме ближнего действия.The hydro-acoustic transceiver antenna provides radiation and reception of signals, the format of which corresponds to the parameters of one of the beacon-transponders such as “MO-D”, “GMO-6000”, “GMO-2000”, “GMO-200” and provides equivalent angular accuracy not worse than 0.03 ° in the long-range mode and 0.3 ° in the short-range mode.

Датчик ориентации 20 представляет собой высокоточный инерциальный датчик типа гирокомпаса для измерения наклонов и курса гидроакустической приемопередающей антенны. В конкретной технической реализации применен датчик типа «U-PHINS» фирмы IXSEA. Аналогичные датчики ориентации 20 установлены на донных гидроакустических приемоответчиках, гидроакустических маяках-пингерах.Orientation sensor 20 is a high-precision inertial gyrocompass-type sensor for measuring slopes and heading of a sonar transceiver antenna. In a specific technical implementation, a “U-PHINS” sensor from IXSEA is used. Similar orientation sensors 20 are installed on the bottom sonar transponders, sonar pinger beacons.

Датчик скорости звука представляет собой циклический скоростемер, представляющий собой замкнутое через воду акустическое кольцо синхронизации, образованное двумя акустическими преобразователями, усилителем и импульсным генератором, запускаемым по сигналам с выхода усилителя (1. Гусев М.Н., Яковлев Г.В. Гидроакустические доплеровские лаги // Судостроение за рубежом, 1976, №5, с.53-57. 2. Судовые измерители скорости / А.А.Хребтов, В.Н.Кошкарев и др. - Судостроение, 1978, с.133).The sound velocity sensor is a cyclic speed meter, which is an acoustic synchronization ring closed through water, formed by two acoustic transducers, an amplifier and a pulse generator, triggered by signals from the amplifier output (1. Gusev MN, Yakovlev GV Hydroacoustic Doppler logs // Shipbuilding abroad, 1976, No. 5, pp. 53-57. 2. Ship speed meters / A.A. Khrebtov, V. N. Koshkarev et al. - Shipbuilding, 1978, p.133).

Датчик гидродинамического давления 19 представляет собой датчик, аналогом которого является датчик давления, приведенный в описании к патенту RU №2328757.The hydrodynamic pressure sensor 19 is a sensor, the analogue of which is the pressure sensor described in the description of patent RU No. 23228757.

Каждая антенна 33 приемоиндикатора 17 спутниковой навигационной системы снабжена спутниковым радиоканалом типа «Sea Tooth». Для подъема антенны 33 спутникового радиоканала на поверхность может быть использована, например, морская лебедка типа «Лерок» или положительная плавучесть типа аварийного буя, применяемого на подводных лодках с установленными на них датчиками наклона и длины вытравленного троса.Each antenna 33 of the receiver-indicator 17 of the satellite navigation system is equipped with a satellite radio channel type "Sea Tooth". For raising the antenna 33 of the satellite radio channel to the surface, for example, a Lerok type marine winch or positive buoyancy such as an emergency buoy used on submarines with tilt sensors and length of etched cable installed on them can be used.

На гидроакустическом маяке-пингере 1п также установлены приемопередающая гидроакустическая антенна, предназначенная для преобразования акустических сигналов в электрические и преобразования электрических сигналов в акустические и блок электроники.A transceiver sonar antenna is also installed on the sonar lighthouse-pinger 1 p , designed to convert acoustic signals into electrical ones and convert electrical signals into acoustic ones and an electronic unit.

Вычислитель 7 координат объекта реализован на основе ПЭВМ PC/AT фирмы IBM с соответствующим программным обеспечением, а также на основе микропроцессора, обеспечивающего ввод-вывод информации и преобразование сигналов от всех регистрирующих и измерительных устройств гидроакустической навигационной системы типа микропроцессора семейства A8rR фирмы АТМЕС.The object coordinate calculator 7 is implemented on the basis of IBM PC / AT PC with appropriate software, as well as on the basis of a microprocessor that provides input / output of information and signal conversion from all recording and measuring devices of the hydroacoustic navigation system, such as the ATMEC family of microprocessor A8rR family.

Схема размещения гидрофонов 25 (приемников) антенны для приема гидроакустических сигналов включает стальную плиту 35, кронштейн 36 перфорированный, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях, на которых размещены гидрофоны 25 с образованием центрального массива гидрофонов 25 и установленные на стальной плите 6, а крайние гидрофоны, расположены по осям Х и Y на кронштейне 36 перфорированном. На кронштейне 36 перфорированном, также в установлены датчики определения скорости звука 18, гидродинамического давления 19 и ориентации 20 и излучатель 22.The arrangement of hydrophones 25 (receivers) of the antenna for receiving hydroacoustic signals includes a steel plate 35, an arm 36 perforated, located in mutually perpendicular planes, on which hydrophones 25 are placed to form a central array of hydrophones 25 and mounted on a steel plate 6, and the extreme hydrophones are located along the axes X and Y on the bracket 36 perforated. On the perforated bracket 36, sensors for detecting the speed of sound 18, hydrodynamic pressure 19 and orientation 20 and emitter 22 are also installed.

В состав блока электроники 23 входятThe electronic unit 23 includes

- приемно-усилительное устройство, предназначенное для приема и усиления сигналов "ЗАПРОС", переданных с подводного объекта по гидроакустическому каналу связи;- a receiving-amplifying device designed to receive and amplify “REQUEST” signals transmitted from an underwater object through a sonar communication channel;

- декодер сигнала "ЗАПРОС", который осуществляет декодирование сигнала "ЗАПРОС" и определяет момент прихода сигнала "ЗАПРОС";- decoder signal "REQUEST", which decodes the signal "REQUEST" and determines the moment of arrival of the signal "REQUEST";

- формирователь сигнала "ОТВЕТ", который предназначен для формирования сигнала "ОТВЕТ" после приема сигнала "ЗАПРОС";- “RESPONSE” signal shaper, which is designed to generate the “RESPONSE” signal after receiving the “REQUEST” signal;

- усилитель мощности, предназначенный для усиления до необходимого уровня сигнала "ОТВЕТ" с целью его передачи по гидроакустическому каналу связи;- a power amplifier designed to amplify the “RESPONSE” signal to the required level for the purpose of its transmission through the hydroacoustic communication channel;

- усилитель мощности, предназначенный для усиления до необходимого уровня сигнала «ВСПЛЫТИЕ» с целью передачи его по гидроакустическому каналу связи на маяк-прингер.- a power amplifier designed to amplify the “FLAT” signal to the required level in order to transfer it via a hydroacoustic communication channel to a pringer lighthouse.

- блок питания, который обеспечивает электропитанием все электронные узлы блока электроники.- a power supply unit that provides power to all electronic components of the electronics unit.

Блок электроники 23 размещен в прочном корпусе, который защищает его от воздействия гидростатического давления.The electronics unit 23 is housed in a sturdy housing that protects it from the effects of hydrostatic pressure.

Донные гидроакустические приемоответчики устанавливаются по трассе или в районе выполнения исследовательских работ посредством подводных объектов, и их количество определяется масштабами проводимых исследований. Предлагаемая конструкция приемопередающей гидроакустической антенны позволяет осуществлять подводную навигацию при наличии двух маяков приемоответчиков. Определение координат места подводного объекта осуществляется аналогично известным способам и устройствам, приведенным в описаниях к патентам RU №2365939 (Способ навигации подводного объекта) и RU №2371738 (Гидроакустическая навигационная система). Навигация подводного объекта навигации относительно донных гидроакустических приемоответчиков и гидроакустических маяков-пингеров может осуществляеться как в режиме длинной базы (ДБ), ультракороткой базы (УКБ), так и в комбинированном режиме ДБ/УКБ. При этом подводный объект оснащается соответствующими режиму работы гидроакустическими приемопередающими антеннами, навигационным контроллером и программно-математическим обеспечением.Bottom sonar transponders are installed on the highway or in the area of research by means of underwater objects, and their number is determined by the scope of the research. The proposed design of a transceiver sonar antenna allows for underwater navigation in the presence of two beacons transponders. The location coordinates of the underwater object are carried out similarly to the known methods and devices described in the descriptions of patents RU No. 2365939 (Method for navigating an underwater object) and RU No. 2371738 (Hydroacoustic navigation system). Navigation of an underwater navigation object relative to bottom sonar transponders and sonar pinger beacons can be carried out both in the long base mode (DB), ultrashort base (UKB), and in the combined DB / UKB mode. At the same time, the underwater object is equipped with hydroacoustic transceiver antennas corresponding to the operating mode, a navigation controller and mathematical software.

При обеспечении навигации подводного объекта на глубинах более 1 км используют частоты в диапазоне от 8 до 15 КГц, при этом энергетическая дальность связи с маяком приемоответчиком будет достигать 10-14 км, а погрешность определения координат подводного объекта составит 7-10 м в режиме ДБ и 0,3% от дальности в режиме УКБ и 0,5 градусов в режиме пеленгации. При рабочей глубине менее одного километра, целесообразно использовать рабочие частоты в диапазоне 25-35 кГц и работать в режиме УКБ. При этом максимальная дальность связи будет достигать порядка 3 км.When navigating an underwater object at depths greater than 1 km, frequencies in the range from 8 to 15 KHz are used, while the energy range of communication with the beacon by the transponder will reach 10-14 km, and the error in determining the coordinates of the underwater object will be 7-10 m in DB mode and 0.3% of the range in the UKB mode and 0.5 degrees in the direction finding mode. With a working depth of less than one kilometer, it is advisable to use operating frequencies in the range of 25-35 kHz and work in the UHF mode. In this case, the maximum communication range will reach about 3 km.

Каждый сигнал маяка приемоответчика имеет специальный формат и кодировку и несет в себе информацию о географических координатах, его индивидуальном номере. Наиболее оптимальная дальность связи в режиме УКБ при глубине погружения до 500 м - 1 км. Точность определения координат до 5 м.Each signal of the transponder beacon has a special format and encoding and carries information about the geographical coordinates and its individual number. The most optimal communication range in the UKB mode with an immersion depth of up to 500 m is 1 km. Accuracy of determination of coordinates to 5 m.

Устройство в части обеспечения позиционирования подводного объекта представляет собой гидроакустическую навигационную систему с комбинированной системой гидроакустической навигации с длинной и ультракороткой базами, которая позволяет использовать режим пеленгации и обеспечить решение задачи выхода подводного объекта в точку установки маяка приемоответчика по трассе выполняемых работ. При этом гидроакустическая антенна маяков приемоответчиков как и подводного объекта представляет две имеющие общий центр базы и состоит из такого же количества приемников.The device, in terms of ensuring the positioning of an underwater object, is a sonar navigation system with a combined sonar navigation system with long and ultrashort bases, which allows you to use the direction finding mode and provide a solution to the problem of the underwater object reaching the installation point of the transponder beacon along the line of work being performed. At the same time, the sonar antenna of the transponder beacons as well as the underwater object represents two bases having a common center and consists of the same number of receivers.

При этом, когда все гидрофоны производят прием на одной и той же рабочей частоте, реализуется режим определения задержки и направления прихода отклика от фиксированного маяка приемоответчика в режиме ультракороткой базы, а когда каждый из гидрофонов настроен на свою рабочую частоту, осуществляется режим измерения задержек от двух или нескольких донных маяков приемоответчиков в режиме длинной базы.At the same time, when all hydrophones receive at the same working frequency, the mode of determining the delay and direction of arrival of the response from the fixed beacon of the transponder in the ultrashort base mode is implemented, and when each of the hydrophones is tuned to its working frequency, the measurement mode of delays from two or several long beacon base transponder beacons.

Диапазон рабочих глубин маяков приемоответчиков от 200 до 6000 м, наклонная дальность действия ГАНС-УКБ составляет от 20 до 8000 м, в зависимости от назначения подводного объекта. Диапазон рабочих частот для дальности связи до 500 м составляет 30-50 кГц, а для дальности связи до 8000 м составляет 7-14 кГц.The range of working depths of beacons of transponders is from 200 to 6000 m, the slant range of HANS-UKB is from 20 to 8000 m, depending on the purpose of the underwater object. The operating frequency range for a communication range of up to 500 m is 30-50 kHz, and for a communication range of up to 8000 m is 7-14 kHz.

Режимы работы маяков приемоответчиков «ЗАПРОС-ОТВЕТ».Operating modes of beacons of transponders "REQUEST-RESPONSE".

В этом режиме принимается сигнал запроса и излучает сигнал ответа. Запрос производится по гидроакустическому каналу связи, запрос адресный. Адрес определяется своей частотой запроса.In this mode, a request signal is received and emits a response signal. The request is made via the sonar channel, the request is addressed. The address is determined by its frequency of request.

Диапазон частот сигнала "ЗАПРОС" - от 7 кГц до 10 кГц. Диапазон частот сигнала "ОТВЕТ" - от 10 кГц до 14 кГц. Формат сигнала "ЗАПРОС" - пачка из двух импульсов, каждый из которых заполнен своей частотой. Частота заполнения первого импульса 8192 Гц. Частота заполнения второго импульса находится в диапазоне от 9 кГц до 10 кГц. Длительность первого импульса 50 мс ± 1 мс, второго 10 мс ± 0,02 мс. Период следования 100 мс.The frequency range of the “REQUEST” signal is from 7 kHz to 10 kHz. The frequency range of the “ANSWER” signal is from 10 kHz to 14 kHz. The format of the “REQUEST” signal is a packet of two pulses, each of which is filled with its own frequency. The filling frequency of the first pulse is 8192 Hz. The frequency of the second pulse filling is in the range from 9 kHz to 10 kHz. The duration of the first pulse is 50 ms ± 1 ms, of the second 10 ms ± 0.02 ms. The repetition period is 100 ms.

Первый импульс выводит маяк из "спящего" режима. По второму импульсу регистрируется время прихода сигнала и определяется адрес маяка.The first pulse takes the beacon out of sleep mode. The second pulse records the time of arrival of the signal and determines the address of the beacon.

Формат сигнала "ОТВЕТ" - пачка из двух импульсов, каждый из которых заполнен своей частотой. Частота заполнения первого импульса находится в диапазоне от 10 кГц до 11,5 кГц. Частота заполнения второго импульса находится в диапазоне от 11,5 кГц до 14 кГц. Длительность первого импульса 50 мс ± 1 мс, второго 10 мс ± 0,02 мс мс. Период следования 100 мс.The “RESPONSE” signal format is a packet of two pulses, each of which is filled with its own frequency. The filling frequency of the first pulse is in the range from 10 kHz to 11.5 kHz. The frequency of the second pulse filling is in the range from 11.5 kHz to 14 kHz. The duration of the first pulse is 50 ms ± 1 ms, of the second 10 ms ± 0.02 ms. The repetition period is 100 ms.

Первый импульс используется для измерения направления. Второй импульс используется для измерения дальности.The first pulse is used to measure direction. The second pulse is used to measure range.

Сигналы "ОТВЕТ" одинаковые для каждого из маяков.The ANSWER signals are the same for each of the beacons.

Среднеквадратическая погрешность регистрации времени прихода сигнала "ЗАПРОС" по гидроакустическому каналу - 2 мсек, при уровне шумового давления в зоне расположения маяка в полосе 1 Гц на частоте 1 кГц - не более 0,1 Па.The root-mean-square error of recording the time of arrival of the “REQUEST” signal via the hydroacoustic channel is 2 ms, with a noise pressure level in the zone of the beacon in the 1 Hz band at a frequency of 1 kHz - not more than 0.1 Pa.

Вероятность пропуска сигнала "ЗАПРОС" при уровне шумового давления 0,1 Па в полосе 1 Гц на частоте 1 кГц, Рпр - 10-4, не более.The probability of skipping the signal "REQUEST" at a noise pressure level of 0.1 Pa in the band of 1 Hz at a frequency of 1 kHz, P ol - 10 -4 , no more.

Чувствительность приемника не хуже 100 дБ относительно 1 мкПа на расстоянии 1 м. Уровень акустического давления, создаваемый приемоизлучающей антенной в рабочей полосе частот, должен быть не менее 190 дБ относительно 1 мкПа на расстоянии 1 м. Диаграмма направленности приемоизлучающей антенны - однонаправленная. Ширина диаграммы направленности по уровню 0,707 в рабочей полосе частот - ±45°±5°.The sensitivity of the receiver is not worse than 100 dB relative to 1 μPa at a distance of 1 m.The level of acoustic pressure generated by a receiving-emitting antenna in the working frequency band should be at least 190 dB relative to 1 μPa at a distance of 1 m.The radiation pattern of a receiving-emitting antenna is unidirectional. The width of the radiation pattern at the level of 0.707 in the working frequency band is ± 45 ° ± 5 °.

Чувствительность на прием на частотах от 7 кГц до 10 кГц - 300 мкВ/Па, не менее.Sensitivity at reception at frequencies from 7 kHz to 10 kHz - 300 μV / Pa, not less.

Чувствительность на передачу в диапазоне частот от 10 кГц до 13,5 кГц - 4,5 Па/В, не менее.Sensitivity to transmission in the frequency range from 10 kHz to 13.5 kHz - 4.5 Pa / V, not less.

Параметры сигнала "ЗАПРОС", передаваемого по гидроакустическому каналу связи (фиг.3а):The parameters of the signal "REQUEST" transmitted through the hydroacoustic communication channel (figa):

пачка из двух импульсов, заполненных несущими частотами Fд (дежурный) и Fи1 или Fи2 (измерительный);a pack of two pulses filled with carrier frequencies Fd (standby) and Fi1 or Fi2 (measuring);

длительность первого импульса τид - 50 мс ± 1 мс;first pulse duration τ id - 50 ms ± 1 ms;

длительность второго импульса τии - 10 мс ± 0,02 мс;the duration of the second pulse τ ui - 10 ms ± 0.02 ms;

период следования первого и второго импульсов Tc - 0,1 сек;the repetition period of the first and second pulses Tc - 0.1 sec;

частота заполнения первого импульса Fд - 8192 Гц;the frequency of filling the first pulse Fd - 8192 Hz;

частота заполнения второго импульса Fи1 - 8474 Гц;the frequency of filling the second pulse Fi1 - 8474 Hz;

частота заполнения второго импульса Fи2 - 8928 Гц.the filling frequency of the second pulse Fi2 is 8928 Hz.

Параметры сигнала "ОТВЕТ" (фиг.3б):The parameters of the signal "ANSWER" (figb):

- пачка из двух импульсов, заполненных несущими частотами Fп (пеленг) и Fдал (дальность);- a pack of two pulses filled with carrier frequencies Fп (bearing) and Fдал (range);

длительность первого импульса τид - 50 мс ± 1 мс;first pulse duration τ id - 50 ms ± 1 ms;

длительность второго импульса τии - 10 мс ± 0,02 мс;the duration of the second pulse τ ui - 10 ms ± 0.02 ms;

период следования первого и второго импульсов Tc - 0,1 сек;the repetition period of the first and second pulses Tc - 0.1 sec;

частота заполнения первого импульса Fпел - 10000 Гц;the frequency of filling the first pulse Fpel - 10000 Hz;

частота заполнения второго импульса Fдал - 10416 Гц.the frequency of filling the second pulse Fdal - 10416 Hz.

Акустический запрос производится через усилитель мощности пьезокерамическим излучателем 22. Ответные сигналы принимаются центральным массивом гидрофонов, производится их усиление, фильтрация, выделение квадратур, оцифровка и обработка посредством вычислителя координат 7 подводного объекта. На вычислитель координат 7 также поступает информация со всех датчиков гидродинамического давления 19, скорости определения звука 18 и датчиков ориентации 20. Поступающая с них информация во время каждого цикла приема ответов присоединяется к пакету акустической информации. В дальнейшем при окончательной обработке зарегистрированных и измеренных данных в вычислителе координат 7 используют информацию от приемоиндикатора 33 навигационной спутниковой системы GPS, рассчитываются точные географические координаты местоположения подводного объекта.An acoustic request is made through a power amplifier with a piezoceramic emitter 22. The response signals are received by the central array of hydrophones, they are amplified, filtered, quadrature selected, digitized and processed by the coordinate calculator 7 of the underwater object. The coordinate calculator 7 also receives information from all the hydrodynamic pressure sensors 19, the sound detection speed 18 and the orientation sensors 20. The information coming from them during each response receiving cycle is attached to the acoustic information packet. Subsequently, during the final processing of the recorded and measured data in the coordinate calculator 7, information from the receiver-indicator 33 of the GPS navigation satellite system is used, the exact geographical coordinates of the location of the underwater object are calculated.

При этом измеренное время пробега пересчитывается с учетом профиля скорости звука в наклонную дальность, а направление прихода волны на поверхность антенны с учетом наклонов и азимута самой антенны позволяет определить точку, из которой излучение звука было произведено. Измерение времени пробега производится путем анализа формы принятого звукового сигнала, при этом точность измерения времени определяется шириной полосы приемного тракта и отношением сигнал/шум. Определение направления прихода звуковой волны производится путем измерения разности фаз сигналов, принятых разными гидрофонами, с последующим пересчетом разности фаз в геометрические углы с учетом характерной длины волны акустического сигнала и пространственного разнесения приемников. Точность измерения направления при этом определяется дистанцией между приемниками и отношением сигнал/шум. Точность измерения времени пробега или, другими словами, точность определения положения объекта вдоль луча, не зависит от расстояния (при достаточно высоком уровне сигнала по сравнению с шумами) и для традиционных систем дальнего действия составляет доли метра. При фиксированном угловом разрешении ошибка измерения положения объекта поперек луча линейно увеличивается с дистанцией и, как правило, характеризуется в процентном отношении к наклонной дальности.In this case, the measured travel time is recalculated taking into account the profile of the speed of sound in an inclined range, and the direction of arrival of the wave on the surface of the antenna, taking into account the slopes and azimuth of the antenna itself, allows you to determine the point from which the sound was generated. The measurement of travel time is carried out by analyzing the shape of the received sound signal, while the accuracy of the time measurement is determined by the bandwidth of the receiving path and the signal-to-noise ratio. The direction of arrival of the sound wave is determined by measuring the phase difference of the signals received by different hydrophones, followed by the conversion of the phase difference into geometric angles, taking into account the characteristic wavelength of the acoustic signal and the spatial separation of the receivers. The accuracy of the direction measurement is determined by the distance between the receivers and the signal-to-noise ratio. The accuracy of measuring the travel time, or, in other words, the accuracy of determining the position of an object along a beam, does not depend on distance (at a sufficiently high signal level compared to noise) and for traditional long-range systems is a fraction of a meter. With a fixed angular resolution, the error in measuring the position of the object across the beam increases linearly with distance and, as a rule, is characterized as a percentage of the slant range.

Антенны 17 приемоиндикатора 33 навигационной спутниковой системы GPS размещают на блоке счетчике 32 кабель-троса 29, снабженного датчиком уклонов 29 и соединенного с буксируемой приемной акустической антенной 14. Аналогичная конструкция соединения применяется и в случае, когда объект подводной навигации является буксируемым подводным аппаратом и сочленен с судном-буксировщиком.The antennas 17 of the receiver-indicator 33 of the GPS navigation satellite system are placed on the counter unit 32 of the cable-cable 29, equipped with a slope sensor 29 and connected to the towed receiving acoustic antenna 14. A similar connection design is also used when the underwater navigation object is a towed underwater vehicle and is coupled to towing vessel.

Часть кабеля-троса 29, которая крепится к подводному объекту, размещается в дышле 3 и вместе с карданом 28 служит в качестве элементов крепления. Груз котировочный 27, обтекатель 34 и стабилизаторы гидродинамические предназначены для обеспечения мореходных качеств подводного объекта навигации.The part of the cable-cable 29, which is attached to the underwater object, is located in the drawbar 3 and together with the cardan 28 serves as fastening elements. Cargo quotation 27, fairing 34 and hydrodynamic stabilizers are designed to ensure seaworthiness of the underwater navigation facility.

Антенны 17 приемоиндикатора 33 навигационной спутниковой системы GPS также размещают на гидроакустическом маяке-пингере 1п, который может быть перемещен на другой горизонт глубины или в приповерхностный водный слой путем отцепления якоря-балласта, прикрепляемого к его корпусу посредством строп и электрохимического размыкателя по команде «ВСПЛЫТИЕ».The antennas 17 of the receiver-indicator 33 of the GPS navigation satellite system are also placed on the sonar pinger 1 p , which can be moved to a different depth horizon or in the surface water layer by disengaging the ballast anchor attached to its body by means of slings and an electrochemical disconnector by the command “PLAYBACK” ".

Количество устанавливаемых гидроакустических маяков-пингеров определяется задачами и объемом решаемых исследований. Минимальное количество маяков, устанавливаемых в зоне действия ГАНС-УКБ, относительно которых производятся контрольные измерения, - 2.The number of installed sonar pinger beacons is determined by the tasks and scope of research. The minimum number of beacons installed in the GANS-UKB coverage area, relative to which control measurements are made, is 2.

Режимы работы гидроакустического маяка-пингера 1п:Modes of operation of the sonar beacon-pinger 1 p :

- "ЗАПРОС"-"ОТВЕТ", в этом режиме гидроакустический маяк-пингер принимает сигнал запроса и излучает сигнал ответа.- "REQUEST" - "ANSWER", in this mode the sonar pinger receives a request signal and emits a response signal.

- "ВСПЛЫТЬ", в этом режиме гидроакустический маяк-пингер принимает команду на всплытие и подает сигнал на электрохимический размыкатель и размыкающий механизм, выполненный в виде строп с приводом и отделяющий якорь-балласт.- “SPLIT”, in this mode, the sonar pinger receives an ascent command and sends a signal to the electrochemical disconnector and the disconnecting mechanism, made in the form of slings with a drive and separating the ballast anchor.

Запрос гидроакустического маяка-пингера адресный. Адрес определяется своей частотой запроса.The sonar pinger beacon request is addressed. The address is determined by its frequency of request.

Диапазон частот сигнала "ЗАПРОС" и команды "ВСПЛЫТЬ" - от 7 кГц до 10 кГц. Диапазон частот сигнала "ОТВЕТ" - от 10 кГц до 14 кГц. Формат сигнала "ЗАПРОС" - пачка из двух импульсов, каждый из которых заполнен своей частотой. Частота заполнения первого импульса 8192 Гц. Частота заполнения второго импульса находится в диапазоне от 9 кГц до 10 кГц. Длительность первого импульса 50 мс ± 1 мс, второго 10 мс ± 0,02 мс. Период следования 100 мс.The frequency range of the “REQUEST” signal and the “PLAY” command is from 7 kHz to 10 kHz. The frequency range of the “ANSWER” signal is from 10 kHz to 14 kHz. The format of the “REQUEST” signal is a packet of two pulses, each of which is filled with its own frequency. The filling frequency of the first pulse is 8192 Hz. The frequency of the second pulse filling is in the range from 9 kHz to 10 kHz. The duration of the first pulse is 50 ms ± 1 ms, of the second 10 ms ± 0.02 ms. The repetition period is 100 ms.

Первый импульс выводит гидроакустический маяк-пингер из "спящего" режима. По второму импульсу регистрируется время прихода сигнала и определяется адрес гидроакустического маяка-пингера. Формат сигнала "ВСПЛЫТЬ" - пачка из трех импульсов, каждый из которых заполнен своей частотой. Частота заполнения первого импульса 8192 Гц. Частоты заполнения второго и третьего импульсов находятся в диапазоне от 7 кГц до 10 кГц.The first impulse removes the sonar pinger from the "sleep" mode. The second pulse records the time of arrival of the signal and determines the address of the sonar beacon-pinger. The format of the signal “EXPLORE” is a packet of three pulses, each of which is filled with its own frequency. The filling frequency of the first pulse is 8192 Hz. The filling frequencies of the second and third pulses are in the range from 7 kHz to 10 kHz.

Длительность первого импульса 50 мс ± 1 мс, второго 50 мс ± 1 мс, третьего 50 мс ± 1 мс. Период между первым и вторым 300 мс, между вторым и третьем импульсами 200 мс. Первый импульс выводит МО-Д из "спящего" режима.The duration of the first pulse is 50 ms ± 1 ms, the second 50 ms ± 1 ms, and the third 50 ms ± 1 ms. The period between the first and second 300 ms, between the second and third pulses 200 ms. The first pulse removes the MO-D from the "sleep" mode.

Формат сигнала "ОТВЕТ" - пачка из двух импульсов, каждый из которых заполнен своей частотой. Частота заполнения первого импульса находится в диапазоне от 10 кГц до 11,5 кГц. Частота заполнения второго импульса находится в диапазоне от 11,5 кГц до 14 кГц. Длительность первого импульса 50 мс ± 1 мс, второго 10 мс ± 0,02 мс. Период следования 100 мс.The “RESPONSE” signal format is a packet of two pulses, each of which is filled with its own frequency. The filling frequency of the first pulse is in the range from 10 kHz to 11.5 kHz. The frequency of the second pulse filling is in the range from 11.5 kHz to 14 kHz. The duration of the first pulse is 50 ms ± 1 ms, of the second 10 ms ± 0.02 ms. The repetition period is 100 ms.

Первый импульс используется для измерения направления. Второй импульс используется для измерения дальности.The first pulse is used to measure direction. The second pulse is used to measure range.

Сигналы "ОТВЕТ" одинаковые для каждого из гидроакустических маяков-пингеров.The “RESPONSE” signals are the same for each of the sonar pinger beacons.

Среднеквадратическая погрешность регистрации времени прихода сигнала "ЗАПРОС" - 1 мсек, при уровне шумового давления в зоне расположения маяка-пингера в полосе 1 Гц на частоте 1 кГц не более 0,1 Па.The root-mean-square error of recording the time of arrival of the “REQUEST” signal is 1 ms, at the noise pressure level in the zone of location of the pinger beacon in the 1 Hz band at a frequency of 1 kHz, not more than 0.1 Pa.

Вероятность пропуска сигнала "ЗАПРОС" при уровне шумового давления 0,1 Па в полосе 1 Гц на частоте 1 кГц, Рпр - 10-4, не более.The probability of skipping the signal "REQUEST" at a noise pressure level of 0.1 Pa in the band of 1 Hz at a frequency of 1 kHz, P ol - 10 -4 , no more.

Вероятность ошибки при приеме команды "ВСПЛЫТЬ" при аддитивной помехе и отношении сигнал/шум, равным 10, не более Рош - 0,5-10-6.The probability of error when receiving the “EXPLORE” command with additive interference and a signal-to-noise ratio equal to 10, no more than Р Ош - 0.5-10 -6 .

Чувствительность приемника не хуже 100 дБ относительно 1 мкПа на расстоянии 1 м.The sensitivity of the receiver is not worse than 100 dB with respect to 1 μPa at a distance of 1 m.

Уровень акустического давления, создаваемый приемоизлучающей антенной в рабочей полосе частот, должен быть не менее 190 дБ относительно 1 мкПа на расстоянии 1 м.The level of acoustic pressure created by the receiving-emitting antenna in the working frequency band should be at least 190 dB with respect to 1 μPa at a distance of 1 m.

Диаграмма направленности приемоизлучающей антенны - верхняя полусфера.The radiation pattern of the receiving-emitting antenna is the upper hemisphere.

Чувствительность на прием на частотах от 7 кГц до 10 кГц - 200 мкВ/Па, не менее.Sensitivity at reception at frequencies from 7 kHz to 10 kHz - 200 μV / Pa, not less.

Чувствительность на передачу в диапазоне частот от 10 кГц до 13,5 кГц - 4,5 Па/В не менее.Sensitivity to transmission in the frequency range from 10 kHz to 13.5 kHz - 4.5 Pa / V not less.

Автономность гидроакустического маяка-пингера в "спящем" режиме - 12 месяцев, не менее.The autonomy of the sonar pinger lighthouse in "sleep" mode is 12 months, no less.

Количество ответов - 100000, не менее.Number of answers - 100,000, no less.

Источник питания - алкалиновые элементы типа LR20, напряжением 27 В, емкостью 16 А·ч, не менее.Power source - alkaline elements of type LR20, voltage 27 V, capacity 16 Ah, not less.

Размыкатель якорь-балласта электрохимический, при этом тип привода - электромагнитный; сопротивление обмотки соленоида - 4 Ом; минимальный ток срабатывания - 2,5 А; управление - импульсное; минимальная длительность импульса при минимальном токе - 500 мсек.The anchor-ballast disconnector is electrochemical, while the type of drive is electromagnetic; solenoid winding resistance - 4 Ohms; minimum tripping current - 2.5 A; control - impulse; minimum pulse duration at minimum current - 500 ms.

Конструктивно гидроакустический маяк-пингер выполнен в виде сферы из алюминиевого сплава диаметром 350 мм, обеспечивающей работу на глубинах до 6000 м.Structurally, the sonar lighthouse-pinger is made in the form of a sphere of aluminum alloy with a diameter of 350 mm, ensuring operation at depths up to 6000 m.

Положительная плавучесть не менее 4 кг. Диапазон рабочих температур - от 0° до +40°С.Positive buoyancy of at least 4 kg. Operating temperature range - from 0 ° to + 40 ° С.

Назначение режимов работы гидроакустического маяка-пингера и параметры сигналов, им соответствующие.The purpose of the operating modes of the sonar beacon-pinger and signal parameters corresponding to them.

Режим "ЗАПРОС-ОТВЕТ". В этом режиме один из двух гидроакустических маяков-пингеров принимает адресный гидроакустический сигнал "ЗАПРОС", переданный с подводного объекта навигации или с обеспечивающего судна. Адрес гидроакустического маяка-пингера определяется частотой заполнения второго импульса. Затем маяк-прингер, которому был передан сигнал "ЗАПРОС", посылает сигнал "ОТВЕТ". Частоты ответа одинаковые для каждого из двух гидроакустических маяков-пингеров.REQUEST-RESPONSE mode. In this mode, one of the two sonar pinger beacons receives the addressed sonar signal “REQUEST”, transmitted from an underwater navigation facility or from a supporting vessel. The address of the sonar beacon-pinger is determined by the frequency of filling of the second pulse. Then the pringer beacon, to which the “REQUEST” signal was transmitted, sends a “RESPONSE” signal. Response frequencies are the same for each of the two sonar pinger beacons.

Параметры сигналов "ЗАПРОС":Parameters of signals "REQUEST":

пачка из двух импульсов, заполненных несущими частотами Fд (дежурный) и Fи1 или Fи2 (измерительный);a pack of two pulses filled with carrier frequencies Fd (standby) and Fi1 or Fi2 (measuring);

длительность первого импульса τид - 50 мс ± 1 мс;first pulse duration τ id - 50 ms ± 1 ms;

длительность второго импульса τии - 10 мс ± 0,02 мс;the duration of the second pulse τ ui - 10 ms ± 0.02 ms;

период следования первого и второго импульсов Tc - 0,1 сек;the repetition period of the first and second pulses Tc - 0.1 sec;

частота заполнения первого импульса Fд - 8192 Гц;the frequency of filling the first pulse Fd - 8192 Hz;

частота заполнения второго импульса Fи1 - 7462 Гц;the frequency of filling the second pulse Fi1 - 7462 Hz;

частота заполнения второго импульса Fи2 - 8064 Гц.the frequency of filling the second pulse Fi2 - 8064 Hz.

Временная диаграмма команды представлена на фиг.4а. The timing diagram of the command is presented in figa.

Параметры сигналов "ОТВЕТ":RESPONSE signal parameters:

- пачка из двух импульсов, заполненных несущими частотами Fпел (пеленг) и Fдал (дальность);- a pack of two pulses filled with carrier frequencies Fpel (bearing) and Fdal (range);

длительность первого импульса τид- 50 мс ± 1 мс;first pulse duration τ id - 50 ms ± 1 ms;

длительность второго импульса τии - 10 мс ± 0,02 мс;the duration of the second pulse τ ui - 10 ms ± 0.02 ms;

период следования первого и второго импульсов Тс - 0,1 сек;the repetition period of the first and second pulses Tc - 0.1 sec;

частота заполнения первого импульса Fпел - 10000 Гц;the frequency of filling the first pulse Fpel - 10000 Hz;

частота заполнения второго импульса Fдал - 10416 Гц.the frequency of filling the second pulse Fdal - 10416 Hz.

Временная диаграмма команды представлена на фиг.4б. Команда "ВСПЛЫТЬ". Эта команда используется для перемещения гидроакустического маяка-пингера со дна на другой горизонт глубины со дна водоема.The timing diagram of the command is presented in figb. The command "EXPLORE". This command is used to move the sonar pinger from the bottom to another depth horizon from the bottom of the reservoir.

Перед началом команды передается импульс Fд, аналогичный сигналу "ЗАПРОС". Затем через 0,3 сек следует команда, представляющая собой пачку из двух импульсов, каждый из которых заполнен своей несущей частотой. Частота заполнения первого импульса F1 и одинакова для всех гидроакустических маяков-пингеров, а второго F2 меняется в диапазоне от 7 кГц до 9 кГц. Период между импульсами равен 0,2 сек. Временная диаграмма команды представлена на фиг.4в. Частота заполнения Fд=8192 Гц. Частота заполнения F1=8333 Гц. Частота заполнения F2 меняется и составляет 7462 Гц и 8064 Гц. Она состоит из следующих основных узлов:Before the start of the command, the impulse Fd is transmitted, similar to the “REQUEST” signal. Then, after 0.3 seconds, a command follows, which is a pack of two pulses, each of which is filled with its carrier frequency. The filling frequency of the first pulse is F1 and is the same for all sonar pinger beacons, and the second F2 varies in the range from 7 kHz to 9 kHz. The period between pulses is 0.2 seconds. The timing diagram of the command is presented in figv. Filling frequency Fd = 8192 Hz. The filling frequency F1 = 8333 Hz. The frequency of filling F2 varies and is 7462 Hz and 8064 Hz. It consists of the following main nodes:

усилителя-ограничителя, предназначенного для усиления и нормирования сигнала, поступающего на вход приемника с антенны ГМО-6000 и ГМО-2000;an amplifier-limiter designed to amplify and normalize the signal supplied to the input of the receiver from the GMO-6000 and GMO-2000 antennas;

двухканальной схемы квадратурного детектирования и фильтрации, состоящей из перемножителей П1 и П2, ФНЧ1, ФНЧ2 и схемы принятия решения о наличии Fд - один канал, ФНЧ3, ФНЧ4 и схемы принятия решения о наличии Fи - другой канал;a two-channel quadrature detection and filtering scheme, consisting of the multipliers P1 and P2, the low-pass filter, the low-pass filter and the decision-making scheme for the presence of Fd - one channel, the low-pass filter, 3 low-pass filter and the decision circuit for the presence of F and another channel;

- декодера гидроакустических сигналов (декодера команд);- a decoder of hydroacoustic signals (decoder of commands);

фазовращателя;phase shifter;

переключателя опорных частот;reference frequency switch;

генератора 8192 Гц;generator 8192 Hz;

синтезатора частот;frequency synthesizer;

формирователя сигнала "ответ";signal shaper "response";

усилителя мощности.power amplifier.

Приемник ГМО-6000 и ГМО-2000 выполнен по схеме оптимального квадратурного обнаружителя радиоимпульса со случайной фазой, который позволяет максимизировать отношение сигнал/шум и тем самым улучшить качество приема, повышая точность измерения дальности.The receiver GMO-6000 and GMO-2000 is made according to the scheme of the optimal quadrature detector of a radio pulse with a random phase, which allows you to maximize the signal-to-noise ratio and thereby improve the reception quality, increasing the accuracy of range measurement.

В отсутствие полезного сигнала приемник находится в дежурном режиме. На входы перемножителей П1 и П2 с фазовращателя поступают непрерывные опорные напряжения Uoп с частотой Fo, равной частоте заполнения первого импульса сигнала "ЗАПРОС" Fд=8192 Гц, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 90°. В это время включены только ФНЧ1 и ФНЧ2 для приема дежурного импульса Fд. Полоса пропускания этих ФНЧ соответствует длительности импульса 50 мсек. Ток потребления в этом режиме минимален и составляет не более 500 мкА.In the absence of a useful signal, the receiver is in standby mode. The inputs of the multipliers P1 and P2 from the phase shifter receive continuous reference voltages Uoop with a frequency Fo equal to the filling frequency of the first pulse of the “REQUEST” signal Fd = 8192 Hz, 90 ° shifted in phase relative to each other. At this time, only low-pass filter 1 and low-pass filter 2 are included for receiving a duty pulse Fd. The passband of these low-pass filters corresponds to a pulse duration of 50 ms. The current consumption in this mode is minimal and is not more than 500 μA.

Схема принятия решения о наличии сигнала Fд постоянно анализирует по заданному алгоритму выходные напряжения ФНЧ1 и ФНЧ2 [Us(t) и Uc(t) соответственно]. Если после прихода первого импульса (дежурного) с частотой Fд величины напряжений Us(t) и Uc(t) будут удовлетворять заданному критерию принятия решения, схема сообщит об этом декодеру команд, подав на его вход импульс, фронт которого соответствует моменту появления полезного сигнала на входе приемника ГМО-6000 и ГМО-2000. Декодер, зафиксировав появление этого импульса, "пробуждает" микроконтроллер и дает команду схеме переключения опорных частот выключить Uoп и включить ФНЧ3 и ФНЧ4 для приема импульса Fи. Полоса пропускания этих фильтров соответствует импульсу 10 мсек для ГМО-6000 и 5 мс для ГМО-2000. На входы перемножителей П1 и П2 в это время поступает напряжение, равное 0, и прием не производится. Через 0,075 сек после приема первого импульса декодер дает разрешение схеме переключения опорных частот включить опорные напряжения Uoп с частотой, равной частоте заполнения второго импульса сигнала "ЗАПРОС" Fи1 или Fи2. Затем приемник ожидает его приход. Если через 0,1 сек от начала первого импульса был принят второй Fи1 или F2, то через 20 мсек после его приема декодер выключает Uoп и дает команду формирователю сигнала "ОТВЕТ" сформировать и передать на судно ответный сигнал. После этого на 8 секунд отключается приемник и прием сигналов не ведется. По истечении этого времени декодер переводит приемник в дежурный режим. Временные диаграммы, позволяющие более наглядно представить различные режимы работ ГМО-6000 и ГМО-2000, приведены на фиг.4.The decision circuit on the presence of the signal Fd constantly analyzes the output voltages of the low-pass filter and low-pass filter [Us (t) and Uc (t), respectively, according to a given algorithm). If, after the arrival of the first pulse (duty) with a frequency Fd, the voltages Us (t) and Uc (t) satisfy the specified decision criterion, the circuit will notify the decoder of the commands by applying a pulse to its input, the front of which corresponds to the moment the useful signal appears on GMO-6000 and GMO-2000 receiver input. The decoder, having detected the appearance of this pulse, “wakes up” the microcontroller and gives the command to the reference frequency switching circuit to turn off Uoop and turn on low-pass filter 3 and low-pass filter 4 to receive the pulse F and. The bandwidth of these filters corresponds to a pulse of 10 ms for GMO-6000 and 5 ms for GMO-2000. At the inputs of the multipliers P1 and P2 at this time a voltage of 0 is supplied, and reception is not performed. 0.075 seconds after receiving the first pulse, the decoder gives permission to the reference frequency switching circuit to turn on the reference voltages Uo with a frequency equal to the frequency of filling the second pulse of the “REQUEST” signal Fi1 or Fi2. Then the receiver awaits its arrival. If after 0.1 seconds the second F1 or F2 was received from the beginning of the first pulse, then 20 ms after receiving it, the decoder turns off Uoop and instructs the “RESPONSE” signal conditioner to generate and transmit a response signal to the vessel. After that, the receiver is turned off for 8 seconds and no signals are received. After this time, the decoder puts the receiver in standby mode. Timing diagrams to more clearly represent the various modes of operation of the GMO-6000 and GMO-2000 are shown in figure 4.

Блок-схема электронной части МО представлена на фиг.5. The block diagram of the electronic part of the MO is presented in figure 5.

Она состоит из следующих основных узлов:It consists of the following main nodes:

усилителя-ограничителя, предназначенного для усиления и нормирования сигнала, поступающего на вход приемника с антенны МО-Д;an amplifier-limiter designed to amplify and normalize the signal received at the input of the receiver from the MO-D antenna;

двухканальной схемы квадратурного детектирования и фильтрации, состоящей из перемножителей П1 и П2, ФНЧ1, ФНЧ2 и схемы принятия решения о наличии Fд, F1 и F2 - один канал, ФНЧ3, ФНЧ4 и схемы принятия решения о наличии Fи - другой канал;a two-channel quadrature detection and filtering scheme, consisting of the multipliers P1 and P2, the low-pass filter, the low-pass filter and the decision-making scheme for the presence of Fd, F1 and F2 - one channel, the low-pass filter 3, low-pass filter and the decision circuit for the presence of F - another channel;

- декодера гидроакустических сигналов (декодера команд);- a decoder of hydroacoustic signals (decoder of commands);

фазовращателя;phase shifter;

переключателя опорных частот;reference frequency switch;

генератора 8192 Гц;generator 8192 Hz;

синтезатора частот;frequency synthesizer;

формирователя сигнала "ответ";signal shaper "response";

усилителя мощности.power amplifier.

Гидроакустическая синхронная дальномерная навигационная система для позиционирования подводных объектов в навигационном поле произвольно расставленных гидроакустических приемоответчиков работает следующим образом.Hydroacoustic synchronous rangefinder navigation system for positioning underwater objects in the navigation field of arbitrarily placed sonar transponders works as follows.

Расположенный на объекте навигации первый генератор синхроимпульсов 8 запускает передатчик 2 акустических импульсов на частоте запроса f0 и обнуляет счетчики М измерителей 4m времени распространения акустических сигналов до приемоответчика и обратно в каждом канале. Акустические сигналы, распространяясь в водной среде, принимаются приемоответчиками 1m, переизлучаются обратно и принимаются первым М-канальным приемником 3 акустических сигналов ответа на рабочих частотах fm 3. Усиленные приемником 3 сигналы с выхода каждого из каналов поступают на запирающий вход каждого из измерителей 4m времени распространения и запирают своим передним фронтом интегратор импульсов-меток времени генератора синхроимпульсов 8, а информация о числе накопленных меток времени передается в цифровом виде от каждого интегратора в соответствующие блоки 6mn преобразования временных интервалов в дистанции по N в каждом m-м канале. Различные блоки 6mn преобразования одного и того же m-го канала отличаются значениями коэффициентов, характеризующих тип лучевой траектории в алгоритме пересчета времени распространения в наклонную дистанцию. Найденные в блоках 6mn значения наклонных дистанций поступают на входы блоков 5m выбора максимального значения дистанций, а максимальные значения дистанций с выходов блоков 5m поступают на первый вход вычислителя 7 координат объекта навигации. По аналогичной схеме и хорошо известным методикам [1] определяются координаты приемоответчиков и механически связанных с ними гидроакустических маяков-пингеров по известным координатам объекта навигации в режиме калибровки навигационной базы. Если объект навигации находится в пределах дальности действия первой подсистемы, то его координаты определяются первой подсистемой.Located on the navigation object, the first clock generator 8 starts the acoustic pulse transmitter 2 at the request frequency f 0 and resets the counters M of the meters 4 m of the propagation time of the acoustic signals to the transponder and back in each channel. Acoustic signals propagating in the aquatic environment are received by 1 m transponders, re-emitted and received by the first M-channel receiver 3 acoustic response signals at operating frequencies f m 3. The receiver-amplified 3 signals from the output of each channel go to the blocking input of each of the meters 4 m propagation time and lock its front edge pulse integrator-timestamp clock generator 8, and information on the number of accumulated time stamp is transmitted in digital form from each integral torus in the respective blocks 6 mn transformation distance in time slots N for each m-th channel. Different blocks of 6 mn transformations of the same m-th channel differ in the values of the coefficients characterizing the type of ray path in the algorithm for converting the propagation time into an inclined distance. The values of the inclined distances found in blocks 6 mn go to the inputs of blocks 5 m to select the maximum distance values, and the maximum values of distances from the outputs of blocks 5 m go to the first input of the calculator 7 coordinates of the navigation object. According to a similar scheme and well-known methods [1], the coordinates of transponders and mechanically associated sonar pinger beacons are determined by the known coordinates of the navigation object in the calibration mode of the navigation base. If the navigation object is within the range of the first subsystem, then its coordinates are determined by the first subsystem.

В то же самое время синхронно работающие генераторы синхроимпульсов 9m гидроакустических маяков-пингеров запускают передатчики 10m гидроакустических маяков-пингеров, которые в свою очередь подают импульсы возбуждения на гидроакустические излучатели 11m гидроакустических маяков-пингеров, а расположенный на объекте навигации второй генератор синхроимпульсов 12 обнуляет счетчики импульсов-меток времени измерителей 15m времени распространения акустических сигналов от гидроакустических маяков-пингеров до объекта навигации. Излученные гидроакустическими маяками-пингерами акустические сигналы с рабочими частотами Fm распространяются в водной среде и принимаются расположенной на объекте навигации буксируемой приемной акустической антенной 13, с выхода которой они поступают на вход второго М-канального приемника 14. Усиленные приемником 14 акустические сигналы поступают на запирающий вход соответствующих измерителей 15m времени распространения акустических сигналов от гидроакустических маяков-пингеров до объекта навигации, а информация о времени распространения в цифровом виде передается в дополнительные блоки 16m преобразования временных интервалов в дистанции. Вычисленные в блоках 16m дистанции поступают в вычислитель 7 координат объекта навигации.At the same time, synchronously operating clock generators of 9 m sonar pinger beacons launch transmitters of 10 m sonar pinger beacons, which in turn feed excitation pulses to sonar emitters 11 m sonar pinger, and the second clock generator 12 located on the navigation object resets the counters of the pulse-time stamp meters 15 m propagation time of acoustic signals from sonar pinger beacons to the navigation object. Acoustic signals emitted by sonar beacons pingers with operating frequencies F m propagate in the aquatic environment and are received by the towed receiving acoustic antenna 13 located at the navigation object, from the output of which they are fed to the input of the second M-channel receiver 14. Acoustic signals amplified by receiver 14 are fed to the blocking the input of the corresponding meters is 15 m of the propagation time of acoustic signals from sonar pinger beacons to the navigation object, and information about the time The digital signal is transmitted to additional blocks 16 m of conversion of time intervals in the distance. The distances calculated in blocks 16 m go to the calculator 7 coordinates of the navigation object.

Информация об акустических параметрах пограничных сред границы раздела вода - морское дно регистрируется непрерывно и вводится в дополнительные блоки 16m преобразования временных интервалов в дистанции. Информация о географических координатах маяков-ответчиков и связанных с ними гидроакустических маяков-пингеров, полученная в процессе калибровки навигационной системы, а также полученная по спутниковому каналу, вводится в вычислитель координат объекта навигации.Information on the acoustic parameters of the boundary media of the water-seabed interface is continuously recorded and entered into additional blocks 16 m of conversion of time intervals into distances. Information about the geographical coordinates of the responder beacons and the associated sonar pinger beacons obtained during the calibration of the navigation system, as well as obtained via the satellite channel, is entered into the coordinate calculator of the navigation object.

Для повышения надежности определения координат подводного объекта существуют два метода повышения точности гидроакустических систем. Это увеличение пространственного разнесения приемников и увеличение отношения сигнал/шум.To increase the reliability of determining the coordinates of an underwater object, there are two methods for increasing the accuracy of sonar systems. This is an increase in the spatial diversity of the receivers and an increase in the signal-to-noise ratio.

Исследование структурных и функциональных схем известных систем показало, что практически во всех известных технических решениях используются приемные антенны сравнительно небольших размеров - менее полуметра. В то же время, увеличение разнесения гидрофонов до 1-1,5 м позволит пропорционально увеличить угловую точность приемопередающей гидроакустической антенны при фиксированном отношении сигнал/шум.The study of structural and functional schemes of known systems showed that almost all known technical solutions use receiving antennas of relatively small sizes - less than half a meter. At the same time, an increase in the separation of hydrophones to 1-1.5 m will proportionally increase the angular accuracy of the transceiver sonar antenna with a fixed signal to noise ratio.

Увеличение отношения сигнал/шум достигается увеличением мощности сигнала и снижением уровня шума. Как правило, в источниках анализируемых звуковых сигналов для приемных антенн используются пьезокерамические излучающие элементы, работающие на пределе излучаемой мощности, поэтому единственным способом усиления сигнала является увеличение его энергии за счет увеличения длительности. Увеличение длительности в тональном режиме приводит к снижению точности измерения времени пробега акустической волны и тем самым к ухудшению характеристик навигации в целом. Единственным реальным способом увеличения энергии сигнала без ухудшения разрешающей способности системы по дальности является использование сложных сигналов. Однако использование сложных сигналов требует, с одной стороны, значительного повышения производительности процессоров в транспондерах и бортовых системах, а, с другой, сокращает время жизни акустических ответчиков в автономном режиме при фиксированном ресурсе источников питания.An increase in the signal-to-noise ratio is achieved by increasing the signal power and reducing the noise level. As a rule, in the sources of the analyzed sound signals for receiving antennas, piezoceramic emitting elements operating at the limit of radiated power are used, therefore, the only way to amplify the signal is to increase its energy by increasing the duration. An increase in the duration in the tonal mode leads to a decrease in the accuracy of measuring the travel time of an acoustic wave and, thereby, to a deterioration of the overall navigation performance. The only real way to increase the signal energy without compromising the resolution of the system in range is to use complex signals. However, the use of complex signals requires, on the one hand, a significant increase in processor performance in transponders and on-board systems, and, on the other hand, reduces the lifetime of acoustic transponders in stand-alone mode with a fixed resource of power sources.

Существует ряд способов снижения уровня акустических помех на приемнике. Окружающий шум в точке приема имеет сложный частотный и пространственный спектры, и его эффективный уровень может быть снижен за счет ограничения чувствительности приемников в областях, заведомо не содержащих полезной информации. Ограничение чувствительности в частотной области достигается оптимальной фильтрацией сигналов, ограничение чувствительности в пространственной области - пассивным или активным формированием диаграммы направленности. Пассивное формирование достигается применением отражающих и заглушающих элементов в конструкции антенны, которые ослабляют звуковые волны с нежелательных направлений. Такой способ применяется в большинстве известных УКБ систем и является весьма эффективным и относительно дешевым, однако не позволяет максимально сузить пространственный спектр анализируемого сигнала и добиться минимально возможного уровня шума. Активное формирование направленности достигается использованием многоэлементных фазируемых решеток и применяется, например, в системе HIPAP-500 компании Kongsberg. Этот способ формирования диаграммы приема дает наилучшие результаты, однако реализация антенн такого типа является очень сложной и дорогостоящей задачей. В предлагаемом техническом решении увеличение точности навигации подводного объекта достигается за счет пространственного разнесения гидрофонов на максимальное технически допустимое расстояние с формированием диаграммы направленности, близкой к равномерной в активном полупространстве.There are a number of ways to reduce the level of acoustic noise at the receiver. The ambient noise at the receiving point has complex frequency and spatial spectra, and its effective level can be reduced by limiting the sensitivity of the receivers in areas that do not contain useful information. The limitation of sensitivity in the frequency domain is achieved by optimal filtering of signals, the limitation of sensitivity in the spatial region by passive or active beamforming. Passive formation is achieved by the use of reflective and damping elements in the antenna structure, which attenuate sound waves from undesirable directions. This method is used in most known UKB systems and is very effective and relatively cheap, but it does not allow to narrow the spatial spectrum of the analyzed signal and to achieve the lowest possible noise level. Active directivity is achieved by using multi-element phased arrays and is used, for example, in Kongsberg's HIPAP-500 system. This method of generating a reception diagram gives the best results, however, implementing antennas of this type is a very difficult and expensive task. In the proposed technical solution, an increase in the navigation accuracy of the underwater object is achieved due to the spatial separation of hydrophones to the maximum technically permissible distance with the formation of a radiation pattern that is close to uniform in the active half-space.

Практическая реализация заявляемого технического решения основана на теоретическом принципе построения предложенной гидроакустической системы подводной навигации с ультракороткой базой.The practical implementation of the proposed technical solution is based on the theoretical principle of constructing the proposed sonar system for underwater navigation with an ultra-short base.

Таким образом, обе подсистемы, работая независимо с частотным разделением, обеспечивают определение координат объекта навигации на малых и больших расстояниях с минимальной погрешностью.Thus, both subsystems, working independently with frequency separation, provide the determination of the coordinates of the navigation object at small and large distances with minimal error.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU №2084924.1. Patent RU No. 2084924.

2. Патент RU №2084923.2. Patent RU No. 2084923.

3. Патент RU №2289149.3. Patent RU No. 2289149.

4. Патент RU №34020 U1.4. Patent RU No. 34020 U1.

5. Патент RU №2158431.5. Patent RU No. 2158431.

6. Патент RU №2308454.6. Patent RU No. 2308454.

7. Патент RU №203 8127.7. Patent RU No. 203 8127.

8. Авторское свидетельство SU №713278.8. Copyright certificate SU No. 713278.

9. Патент RU №2365939.9. Patent RU No. 2365939.

10. Патент RU №2371738.10. Patent RU No. 2371738.

11. Патент WO №0123908 А1, 05.04.2001.11. Patent WO No. 0123908 A1, 04/05/2001.

12. Милн П.Х. Гидроакустические системы позиционирования. - Л.: Судостроение, 1989 г., с.49-60.12. Milne P.H. Hydroacoustic positioning systems. - L .: Shipbuilding, 1989, p. 49-60.

Claims (1)

Гидроакустическая синхронная дальномерная навигационная система для позиционирования подводных объектов в навигационном поле произвольно расставленных гидроакустических приемоответчиков, содержащая донную навигационную базу из М гидроакустических приемоответчиков с различными частотами ответа fm (m=1-M), размещенные на объекте навигации генератор синхроимпульсов, акустический передатчик с частотой опроса f0, вход которого соединен с первым выходом генератора синхроимпульсов, М-канальный приемник для приема ответных сигналов с частотами fm, M измерителей времени распространения акустических сигналов до приемоответчика, работающего на частоте этого канала, и обратно, первые входы которых соединены с выходами М канального приемника, а вторые входы соединены с вторым выходом генератора синхроимпульсов, M×N блоков преобразования временных интервалов в дистанции по числу N возможных лучевых траекторий, входы которых соединены с выходами соответствующих измерителей времени распространения, М блоков выбора максимального значения дистанции, входы которых соединены с выходами N блоков преобразования временных интервалов в дистанции данного канала, вычислитель координат объекта навигации, первый вход которого соединен с выходами М блоков выбора максимального значения дистанций, М гидроакустических приемоответчиков снабжены М гидроакустическими маяками-пингерами, образующими дополнительную вторую донную навигационную базу из М гидроакустических маяков-пингеров с различными частотами излучения Fm (m=1-M), механически связанных с соответствующими М гидроакустическими маяками-ответчиками, содержащих М синхронно работающих генераторов синхроимпульсов, М передатчиков с различными рабочими частотами Fm, входы которых соединены с выходами генераторов синхроимпульсов, М гидроакустических излучателей с рабочими частотами Fm, входы которых соединены с выходами передатчиков с соответствующими рабочими частотами, на объекте навигации дополнительно размещены второй генератор синхроимпульсов, работающий синхронно с генераторами синхроимпульсов гидроакустических маяков-пингеров, первый выход которого используется для синхронизации М синхронно работающих генераторов синхроимпульсов гидроакустических маяков-пингеров перед их установкой на дно, буксируемая приемная акустическая антенна, второй М канальный приемник для приема акустических сигналов гидроакустических маяков-пингеров, вход которого соединен с выходом буксируемой приемной акустической антенны, М измерителей времени распространения акустических сигналов от гидроакустических маяков-пингеров до объекта навигации, первые входы которых соединены с выходами второго М канального приемника, а вторые входы соединены с вторым выходом второго генератора синхроимпульсов, дополнительные М блоков преобразования временных интервалов в дистанции, входы которых соединены с выходами М измерителей времени распространения акустических сигналов от гидроакустических маяков-пингеров до объекта навигации, а выходы соединены с вторыми входами вычислителя координат объекта навигации, причем М гидроакустических излучателей гидроакустических маяков-пингеров и буксируемая приемная акустическая антенна расположены вблизи морского дна на расстоянии не более длины волны на рабочих частотах Fm, а дополнительные М блоков преобразования временных интервалов в дистанции вычисляют искомые расстояния rm через измеренные времена распространения tm, отличающаяся тем, что на объекте навигации установлен приемоиндикатор приема спутниковых сигналов, первая приемная антенна которого установлена на его корпусе, а вторая приемная антенна - на блоке-счетчике перемещений кабель-троса, соединяющего объект навигации с буксируемой приемной акустической антенной, и еще n приемных антенн установлены на гидроакустических маяках-пингерах, М гидроакустических приемоответчиков снабжены якорем-балластом с гидроакустическим размыкателем, антенна М-канального приемника выполнена цилиндрической формы из М гидрофонов, образующих в горизонтальной плоскости две навигационные базы регистрации акустических сигналов, М гидроакустических приемоответчиков и маяков-пингеров и объект навигации снабжены датчиками измерения скорости звука в воде, гидродинамического давления, ориентации, вычислитель координат объекта навигации своими входами соединен с выходами блока выбора максимального значения дистанции в М-м канале, приемоиндикатора спутниковых радиосигналов, датчиков измерения гидродинамического давления, скорости звука и ориентации. Hydroacoustic synchronous rangefinder navigation system for positioning underwater objects in the navigation field of arbitrarily placed hydroacoustic transponders, containing a bottom navigation base of M hydroacoustic transponders with different response frequencies f m (m = 1-M), a clock generator, an acoustic transmitter with a frequency located on the navigation object poll f 0 having an input coupled to the first output clock generator, an M-channel receiver for receiving response signals h otami f m, M gauges propagation time of the acoustic signals to the transponder, operating on this channel frequency, and conversely, the first inputs of which are connected to the outputs of the M channel receiver, and second inputs connected to the second output of oscillator clock, M × N time slots conversion units in distance in the number N of possible ray paths, the inputs of which are connected to the outputs of the respective measuring instruments of propagation time, M blocks for selecting the maximum distance value, the inputs of which are connected to by the moves of N blocks for converting time intervals in the distance of a given channel, a coordinate calculator of the navigation object, the first input of which is connected to the outputs of M blocks for selecting the maximum distance, M sonar transponders are equipped with M sonar pinger beacons, forming an additional second bottom navigation base of M sonar beacons pingers with different radiation frequencies F m (m = 1-M), mechanically connected to the corresponding M sonar transponders containing M synchronously operating clock generators, M transmitters with different operating frequencies F m , the inputs of which are connected to the outputs of the clock generators, M hydroacoustic emitters with operating frequencies F m , the inputs of which are connected to the outputs of the transmitters with corresponding operating frequencies, a second clock generator is additionally placed on the navigation object operating synchronously with the generators of the sync pulses of sonar pinger beacons, the first output of which is used to synchronize M si synchronously operating generators of synchronized pulses of hydro-acoustic pinger beacons before their installation on the bottom, a towed receiving acoustic antenna, a second M channel receiver for receiving acoustic signals of hydro-acoustic pinger beacons, the input of which is connected to the output of the towed receiving acoustic antenna, M meters of propagation time of acoustic signals from hydro-acoustic pinger beacons to the navigation object, the first inputs of which are connected to the outputs of the second M channel receiver, and the second inputs with are additional to the second output of the second clock generator, additional M blocks for converting time intervals to distances, the inputs of which are connected to the outputs of the M meters of the propagation time of acoustic signals from sonar pinger beacons to the navigation object, and the outputs are connected to the second inputs of the coordinate computer of the navigation object sonar emitters sonar pinger beacons and towed receiving acoustic antenna are located near the seabed at a distance not longer wavelengths at operating frequencies F m , and additional M time interval conversion units for distances calculate the required distances r m through the measured propagation times t m , characterized in that a satellite receiver receiving indicator is installed at the navigation object, the first receiving antenna of which is installed on its the casing, and the second receiving antenna is located on the displacement counter of the cable cable connecting the navigation object with the towed receiving acoustic antenna, and another n receiving antennas are mounted on idro-acoustic pinger beacons, M hydroacoustic transponders are equipped with a ballast anchor with a hydroacoustic disconnector, the antenna of the M-channel receiver is made of cylindrical shape from M hydrophones, forming two navigation bases for recording acoustic signals in the horizontal plane, M hydroacoustic transponders and pinger beacons and the navigation object are equipped sensors for measuring the speed of sound in water, hydrodynamic pressure, orientation, the coordinates calculator of the navigation object with its inputs inen with the outputs of the unit for selecting the maximum distance in the M-th channel, the receiver-indicator of satellite radio signals, sensors for measuring hydrodynamic pressure, sound speed and orientation.
RU2011116249/07A 2011-04-26 2011-04-26 Hydroacoustic synchronous range-finding navigation system for positioning underwater objects in navigation field of randomly arranged hydroacoustic transponder beacons RU2483326C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011116249/07A RU2483326C2 (en) 2011-04-26 2011-04-26 Hydroacoustic synchronous range-finding navigation system for positioning underwater objects in navigation field of randomly arranged hydroacoustic transponder beacons

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011116249/07A RU2483326C2 (en) 2011-04-26 2011-04-26 Hydroacoustic synchronous range-finding navigation system for positioning underwater objects in navigation field of randomly arranged hydroacoustic transponder beacons

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011116249A RU2011116249A (en) 2012-11-10
RU2483326C2 true RU2483326C2 (en) 2013-05-27

Family

ID=47321745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011116249/07A RU2483326C2 (en) 2011-04-26 2011-04-26 Hydroacoustic synchronous range-finding navigation system for positioning underwater objects in navigation field of randomly arranged hydroacoustic transponder beacons

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2483326C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2624980C1 (en) * 2016-08-08 2017-07-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) Hydroacoustic rho-rho navigation system
RU2702235C1 (en) * 2019-01-14 2019-10-07 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Receiving device for radio communication with underwater object
RU209854U1 (en) * 2020-12-28 2022-03-23 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие космического приборостроения "Квант" MOUNTED TRANSMITTER FOR CHECKING THE FUNCTIONING OF A GROUND ORIENTATION DEVICE

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2541699C1 (en) * 2013-09-25 2015-02-20 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Hydroacoustic method of distance measurement with help of explosive source
CN111142113A (en) * 2020-01-08 2020-05-12 青岛深海云海洋科技有限公司 Real-time deep sea inverse echo observation system
CN112649789A (en) * 2020-12-07 2021-04-13 深圳先进技术研究院 Underwater remote positioning technology based on high-power low-frequency broadband pulse sound source
CN113702959A (en) * 2021-08-17 2021-11-26 泰凌微电子(上海)股份有限公司 Wireless ranging method and device
CN115372951A (en) * 2022-07-07 2022-11-22 苏州昇析海洋科技有限公司 Single-beam depth finder precision detection method and device
CN115616090B (en) * 2022-12-20 2023-03-31 中国铁路设计集团有限公司 Train component quality inspection method and system based on acoustic signals
CN116366082B (en) * 2023-01-30 2023-12-01 深圳大学 Method for improving signal-to-noise ratio of microsecond ultra-short pulse underwater sound signal

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4972385A (en) * 1970-11-16 1990-11-20 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Target size classification system
FR2643463B1 (en) * 1989-02-17 1991-09-27 Software Based Systems METHOD AND DEVICE FOR POSITIONING AN UNDERWATER OBJECT IN RELATION TO AN ABSOLUTE REFERENTIAL, AND USING A SURFACE RELAY REFERENTIAL
RU2289149C2 (en) * 2004-12-21 2006-12-10 Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Hydro-acoustic synchronous long-range distance measuring navigation system
US7196971B2 (en) * 2004-01-26 2007-03-27 Siemens Milltronics Process Instruments, Inc. Method and apparatus for damping an ultrasonic transducer suitable for time of flight ranging and level measurement systems
RU2303275C2 (en) * 2004-08-12 2007-07-20 Северное государственное федеральное унитарное научно-производственное предприятие по морским геологоразведочным работам "СЕВМОРГЕО" Method for determination of co-ordinates of submerged objects
US7315488B2 (en) * 2006-06-06 2008-01-01 Raytheon Company Methods and systems for passive range and depth localization
RU86321U1 (en) * 2009-02-25 2009-08-27 Открытое акционерное общество Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева MULTI-FREQUENCY NAVIGATION SYSTEM
RU2371738C1 (en) * 2008-06-09 2009-10-27 Юрий Владимирович Румянцев Hydroacoustic navigation system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4972385A (en) * 1970-11-16 1990-11-20 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Target size classification system
FR2643463B1 (en) * 1989-02-17 1991-09-27 Software Based Systems METHOD AND DEVICE FOR POSITIONING AN UNDERWATER OBJECT IN RELATION TO AN ABSOLUTE REFERENTIAL, AND USING A SURFACE RELAY REFERENTIAL
US7196971B2 (en) * 2004-01-26 2007-03-27 Siemens Milltronics Process Instruments, Inc. Method and apparatus for damping an ultrasonic transducer suitable for time of flight ranging and level measurement systems
RU2303275C2 (en) * 2004-08-12 2007-07-20 Северное государственное федеральное унитарное научно-производственное предприятие по морским геологоразведочным работам "СЕВМОРГЕО" Method for determination of co-ordinates of submerged objects
RU2289149C2 (en) * 2004-12-21 2006-12-10 Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Hydro-acoustic synchronous long-range distance measuring navigation system
US7315488B2 (en) * 2006-06-06 2008-01-01 Raytheon Company Methods and systems for passive range and depth localization
RU2371738C1 (en) * 2008-06-09 2009-10-27 Юрий Владимирович Румянцев Hydroacoustic navigation system
RU86321U1 (en) * 2009-02-25 2009-08-27 Открытое акционерное общество Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева MULTI-FREQUENCY NAVIGATION SYSTEM

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2624980C1 (en) * 2016-08-08 2017-07-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) Hydroacoustic rho-rho navigation system
RU2702235C1 (en) * 2019-01-14 2019-10-07 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Receiving device for radio communication with underwater object
RU209854U1 (en) * 2020-12-28 2022-03-23 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие космического приборостроения "Квант" MOUNTED TRANSMITTER FOR CHECKING THE FUNCTIONING OF A GROUND ORIENTATION DEVICE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011116249A (en) 2012-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2483326C2 (en) Hydroacoustic synchronous range-finding navigation system for positioning underwater objects in navigation field of randomly arranged hydroacoustic transponder beacons
RU2456634C1 (en) Method of navigating submarine object using hydroacoustic navigation system
US8913463B2 (en) Positioning system
US5894450A (en) Mobile underwater arrays
US6532192B1 (en) Subsea positioning system and apparatus
US7376045B2 (en) System and method for determining positions of towed marine seismic streamers
US20170315234A1 (en) Acoustic doppler system and method
US20090245019A1 (en) Method and system for determining geodetic positions of towed marine sensor array components
RU2365939C1 (en) Method of underwater navigation
RU2371738C1 (en) Hydroacoustic navigation system
DE60330770D1 (en) GPS SUPPORTED UNDERWATER CABLE POSITIONING SYSTEM
RU2485554C1 (en) Method of conducting 3d submarine-subglacial seismo-acoustic survey using submarine vessel
CN110703203A (en) Underwater pulsed sound positioning system based on multi-acoustic wave glider
CN110294080B (en) Method for realizing underwater accurate operation by using ultra-short baseline
CA2848691A1 (en) Remotely operated modular positioning vehicle and method
RU2608301C2 (en) System and method for 3d examination of sea bottom for engineering survey
RU2451300C1 (en) Hydroacoustic navigation system
RU2279696C1 (en) Naval polarization seismic prospecting method
RU2303275C2 (en) Method for determination of co-ordinates of submerged objects
USH1618H (en) Coherent arrays of drifting sonobuoys
US5027333A (en) Acoustic locator for elements of a flexible sonar array
RU2463624C1 (en) Hydroacoustic navigation system
CN111537946A (en) Underwater beacon directional positioning system and method
WO2020096495A1 (en) Method for positioning underwater objects
RU2529207C1 (en) Navigation system for towed underwater vehicle

Legal Events

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

Effective date: 20140427

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20161127