RU2700827C1 - Способ телеуправляемого наведения подводного аппарата - Google Patents
Способ телеуправляемого наведения подводного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2700827C1 RU2700827C1 RU2018139771A RU2018139771A RU2700827C1 RU 2700827 C1 RU2700827 C1 RU 2700827C1 RU 2018139771 A RU2018139771 A RU 2018139771A RU 2018139771 A RU2018139771 A RU 2018139771A RU 2700827 C1 RU2700827 C1 RU 2700827C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- underwater vehicle
- target
- carrier
- remote
- bearing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
- F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
- F41G7/20—Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Способ телеуправляемого наведения подводного аппарата относится к области исследования мирового океана в различных областях техники, в частности, может быть использовано в системах наведения телеуправляемых подводных аппаратов различного назначения при работе в водной среде. В общем случае телеуправление состоит в одновременном контроле координат цели и объекта, который наводится на цель, динамическом формировании траектории движения наводимого объекта и передачи ему по линии связи рассчитанного курса на сближение с целью. Техническим результатом изобретения является формирование траектории телеуправляемого наведения подводного аппарата, при которой повышается качество пеленгования цели системой шумопеленгования носителя за счет наличия углового разнесения пеленга на подводный аппарат и пеленга на цель, повышение степени неуязвимости носителя при ответном воздействии, который достигается тем, что в способ телеуправляемого наведения подводного аппарата, включающий измерение с помощью пассивной гидролокации текущих пеленгов с носителя на цель и на подводный аппарат, определение текущей дистанции от носителя до подводного аппарата, дискретное формирование траектории наведения подводного аппарата, формирование команды управления и передачу ее по линии проводной связи с носителя на подводный аппарат, введены новые признаки - псевдоноситель, движущийся в направлении начального пеленга на цель со скоростью реального носителя, и виртуальная точка телеуправления, не совпадающая с позицией носителя, из которой как бы ведется телеуправление, осуществляют двойной пересчет дистанций и пеленгов на объекты: первоначально относительно псевдоносителя, затем относительно виртуальной точки телеуправления, после чего направление движения подводного аппарата формируют путем совмещения пеленгов на подводный аппарат и на цель, определенных относительно виртуальной точки телеуправления. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает наличие углового разнесения подводного аппарата и цели, улучшая тем самым качество пеленгования цели, и повышает степень неуязвимости носителя за счет продолжительного движения подводного аппарата в стороне от носителя. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области исследования мирового океана, а также военной техники, в частности, может быть использовано в системах наведения телеуправляемых подводных аппаратов (ТПА) различного назначения.
Телеуправление в настоящее время широко используется в различных областях техники. В общем случае телеуправление состоит в одновременном контроле координат цели и объекта, который наводится на цель, динамическом формировании траектории движения наводимого объекта и передачи ему по линии связи рассчитанного курса на сближение с целью.
Известен способ бесконтактного телеуправления подводным аппаратом по патенту РФ №2551834 опубл. 27.05.2015 «Способ телеуправления подводным аппаратом» по гидроакустическому каналу. Здесь для обеспечения возможности поддержания контакта с целью и маневрирования носителя используют буй-ретранслятор, с которым носитель связан по гидроакустическому каналу, а подводный аппарат - по проводной линии связи. Однако наличие гидроакустического канала ограничивает возможность передачи больших объемов информации от аппарата к носителю и обратно ввиду его слабой помехозащищенности и низкой пропускной способности.
Известен способ телеуправляемого наведения торпеды по патенту 2631227 публ. 19.09.2017 «Способ наведения торпеды, управляемой по проводам», согласно которому курс торпеды вырабатывается путем совмещения ее пеленга с линией, отстоящей на некоторый угол ϕ от прогнозируемого на упрежденный момент времени пеленга на цель. Данный способ обеспечивает угловое разрешение, необходимое для раздельного обнаружения объектов и определения пеленгов на каждый из них. Однако величина этого разрешения, а соответственно и возможность раздельного наблюдения объектов, в значительной степени зависит от точности определения пеленга на цель и от величины упреждения.
Наиболее близким к представляемому техническому решению, принятым за прототип, является способ телеуправляемого наведения торпеды, изложенный на с. 41-49 вып. №3 «Подводное морское оружие», который состоит в том, что траектория наведения торпеды формируется путем совмещения положения торпеды с линией текущего пеленга на цель в каждый момент времени.
Способ включает измерение с помощью пассивной гидролокации пеленгов с носителя на цель и на торпеду; определение дистанции до торпеды; дискретное формирование траектории наведения торпеды, формирование команды управления и передачу ее по проводной линии связи с носителя на торпеду.
Недостатком способа-прототипа является отсутствие углового разнесения цели и торпеды, за счет чего создаются неблагоприятные условия для пеленгования цели системой шумопеленгования носителя, а, следовательно, и наведения на нее торпеды на протяжении всего участка телеуправления. Кроме того, обратный пеленг с цели на торпеду является одновременно и пеленгом на носитель, что негативно сказывается на его безопасности в случае ответного воздействия.
Задачей изобретения является улучшение условий пеленгования цели системой шумопеленгования носителя и обеспечение его безопасности при ответном ударе.
Техническим результатом изобретения является формирование траектории телеуправляемого наведения подводного аппарата (в прототипе - торпеды), при которой повышается качество пеленгования цели системой шумопеленгования носителя за счет наличия углового разнесения пеленга на подводный аппарат и пеленга на цель, увеличивается неуязвимость носителя при ответном воздействии за счет продолжительного движения подводного аппарата в сторону от носителя, что вызывает изменение обратного пеленга на подводный аппарат и дезинформирует цель об истинном местоположении носителя.
Для достижения указанного технического результата в способ телеуправляемого наведения подводного аппарата, включающий измерение с помощью пассивной гидролокации текущих пеленгов с носителя на цель и на подводный аппарат, определение текущей дистанции от носителя до подводного аппарата; дискретное формирование траектории наведения подводного аппарата, формирование команды управления и передачу ее по линии проводной связи с носителя на подводный аппарат, введены новые признаки - псевдо носитель, движущийся в направлении начального пеленга на цель со скоростью реального носителя, и виртуальная точка телеуправления, не совпадающая с позицией реального носителя, из которой как бы ведется телеуправление. В предлагаемом способе осуществляют двойной пересчет дистанций и пеленгов на объекты: первоначально относительно виртуального носителя, затем относительно виртуальной точки телеуправления, затем направление движения подводного аппарата формируют путем совмещения пеленгов на подводный аппарат и на цель, определенных относительно виртуальной точки телеуправления.
В момент времени t0 измеряют пеленг ПЦ0 с носителя на цель, оценивают начальную дистанцию ДЦ0 до цели и направление движения цели, вычисляют угол α между пеленгом на цель ПЦ0 с носителя и из виртуальной точки телеуправления, определяют координаты этой точки на удалении ДЦ0 и угловом разрешении α от начального положения цели, производят запуск ТПА с начальным курсом КТПА1, отличающимся от пеленга на цель с носителя на некоторый угол ϕотв. В момент времени t1 измеряют пеленг ПЦ1 с носителя на цель, пеленг ПТПА1 с носителя па ТПА, определяют дистанцию от носителя до ТПА ДТПА1 и до цели ДЦ1, пересчитывают пеленги ПЦ1, ПТПА1 и дистанции ДЦ1, ДТПА1 сначала относительно псевдо носителя, получая соответственно пеленги ΔПЦ1 и ΔПТПА1 и дистанции ΔДЦ1 и ΔДТПА1, затем относительно виртуальной точки телеуправления, получая соответственно пеленги ПЦ1* и ПТПА1* и дистанции ДЦ1* и ДТПА1*. После этого определяется угол ε1 между курсом ТПА и пеленгом на него из виртуальной точки телеуправления. Затем вырабатывают курс ТПА КТПА2, обеспечивающий максимальное перемещение ТПА в направлении цели и вывод его на линию пеленга ПЦ1* в случае возможности ее достижения за время движения между моментами корректировки курса Δt, или обеспечивающий вывод ТПА на линию, перпендикулярную пеленгу ПЦ1* в случае невозможности ее достижения за время Δt, и формируют в момент времени t1 команду управления на изменение курса ТПА исходя из значения курса КТПА2. В момент времени t2 указанные действия с момента t1 повторяют и продолжают до тех пор, пока ТПА не сблизится с целью на дистанцию, достаточную для его работы в автономном режиме, т.е. по командам собственной информационной системы. Курс ТПА, рассчитанный в соответствии с предлагаемым способом, определяется выражением
где КН - курс носителя, λ - угол между текущей и предыдущей дистанциями от виртуальной точки телеуправления до ТПА.
Таким образом, в предлагаемом способе обеспечивают вывод ТПА на линию пеленга цели, проведенную не с реального носителя, а с виртуальной точки телеуправления, координаты которой определяются в зависимости от начального положения цели, направления ее движения и начального курса ТПА.
Сущность изобретения поясняется на следующих чертежах:
фиг. 1 - графическое изображение предлагаемого способа;
фиг. 2 - графическое сравнение способов управления подводным аппаратом по предлагаемому способу и способу-прототипу.
фиг. 3 - структурная схема устройства для реализации способа
Предложенный способ работает следующим образом: в момент времени t0 носитель и цель занимают положения 0н и 0ц соответственно (фиг. 1), производят обнаружение цели системой пассивной гидролокации носителя и измеряют начальный пеленг ПЦ0 на цель и начальную дистанцию ДЦ0, после чего осуществляют пуск подводного аппарата с начальным курсом КТПА1, отличающимся от пеленга ПЦ0.
В момент времени t1 после возобновления гидроакустического контакта носителя с целью, который был прерван ввиду «экранирования» шумов цели шумами ТПА, носитель (реальный и псевдо), виртуальная точка телеуправления, цель и ТПА занимают положения и соответственно. В этот момент измеряют текущий пеленг ПТПА1 на подводный аппарат, пеленг ПЦ1 и дистанцию ДЦ1 до цели, определяют дистанцию ДТПА1 до подводного аппарата (после пуска ТПА движется с постоянной линейной скоростью), пересчитывают пеленги ПЦ1 и ПТПА1 и дистанции ДЦ1 и ДТПА1 сначала к псевдо носителю, получая соответственно пеленги ΔПЦ1 и ΔПТПА1 и дистанции ΔДЦ1 и ΔДТПА1, затем к виртуальной точке телеуправления, получая соответственно пеленги ПЦ1* и ПТПА1* и дистанции ДЦ1* и ДТПА1*, после чего определяют угол ε1. Используя эти значения определяют курс КТПА2 подводного аппарата, выводящий его на линию пеленга ПЦ1* в случае возможности ее достижения за время движения между моментами корректировки курса Δt, или обеспечивающий вывод подводного аппарата на линию, перпендикулярную пеленгу ПЦ1* в случае невозможности ее достижения за время Δt. После этого формируют команду управления на изменение курса ТПА в момент времени t1, исходя из значения курса КТПА2, и передают ее по линии проводной связи с носителя на ТПА.
Когда носитель в момент времени t2 достигает положения 2н, указанные действия повторяют, пока ТПА не сблизится с целью на дистанцию, достаточную для его работы в автономном режиме по командам своей информационной системы.
Сравнение предлагаемого способа и способа-прототипа приведено на фиг. 2. На ней пунктиром показаны расчетные положения ТПА 1тпа - 5тпа на моменты времени t1 - t5 и курсы К'ТПА2 - К'ТПА5, определенные с использованием способа-прототипа.
Сравнение способов показывает, что, например, для момента времени t2 угловое разнесение ϕ подводного аппарата и пеленга ПЦ3 на цель значительно больше угла ϕ', что позволяет обеспечить одновременное раздельное пеленгование цели и ТПА, так же, как и линейное смещение L подводного аппарата от пеленга ПЦ3 (нормаль к пеленгу ПЦ3) значительно больше линейного смещения L'. Платой за это является увеличение траектории телеуправляемого движения подводного аппарата на один шаг по сравнению со способом-прототипом. Однако, в способе-прототипе ТПА до точки 5тпа' может не дойти ввиду невозможности раздельного пеленгования цели и ТПА и выработки курса его движения.
Кроме того, при движении ТПА по способу-прототипу, обратный пеленг на ТПА с цели мало отличается от обратного пеленга на реальный носитель, что упрощает задачу определения его местоположения и обеспечения ответного воздействия целью.
В предлагаемом же способе обратный пеленг на ТПА с цели значительно отличается от обратного пеленга на носитель, величина его постоянно меняется с большой скоростью, что дезинформирует цель о задаче ТПА и обеспечивает лучшие условия безопасности для носителя.
Реализация заявляемого способа телеуправляемого наведения подводного аппарата осуществляется техническими средствами, работа которых раскрыта в издании «Корабельная гидроакустическая техника». СПб: Наука, 2004. Структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа представлена на фиг. 3.
Шум, излучаемый целью 1 и ТПА 2 при их движении распространяется в среде и принимается антенной гидроакустического комплекса (ГАК) 3 носителя 4 подводного аппарата 2. Обработав принятые шумовые сигналы ГАК выдает значения пеленгов ПТПА и ПЦ на подводный аппарат 2 и цель 1 соответственно, которые поступают в информационно-управляющую систему 5, в которой в блоке 6 определения дистанции на основе информации о пеленгах на обнаруженные объекты производится определение дистанции до них (ДТПА и ДЦ), причем ДТПА возможно определять путем счисления координат ТПА за счет передачи с него на носитель информации о его текущей скорости и курсе. Полученные дистанции ДТПА и ДЦ и пеленги на объекты ПТПА и ПЦ попадают в блок 7, где производят их пересчет к псевдо носителю. На выходе блока 7 получают значения пеленгов и дистанций до объектов ΔДТПА и ΔДЦ относительно псевдо носителя после чего в блоке 8 пересчитывают дистанции ΔДТПА и ΔДЦ и пеленги ΔПТПА и ΔПЦ относительно виртуальной точки телеуправления, получая тем самым значения дистанций ДТПА* и ДЦ* и пеленгов ПТПА* и ПЦ*.
На основе полученных дистанций и пеленгов на объекты 1 и 2 относительно виртуальной точки телеуправления в блоке 9 выработки курса производят расчет текущего курса подводного аппарата на сближение с целью КТПА, информация о котором поступает в систему 10 телеуправления, где кодируется и передается по линии связи на подводный аппарат.
Описанная процедура повторяется до тех пор, пока подводный аппарат не сблизится с целью на дистанцию, достаточную для его наведения с помощью собственной информационной системы.
Таким образом, предлагаемый способ телеуправляемого наведения подводного аппарата обеспечивает наличие углового разнесения ТПА и цели, улучшая тем самым условия пеленгования цели, и повышает степень неуязвимости реального носителя за счет продолжительного движения ТПА в сторону от него.
Claims (1)
- Способ телеуправляемого наведения подводного аппарата, при котором измеряют с помощью пассивной гидролокации текущие пеленги с носителя на цель и на телеуправляемый подводный аппарат, определяют текущие дистанции от носителя до телеуправляемого подводного аппарата и до цели, разрабатывают направление движения телеуправляемого подводного аппарата для дискретного формирования траектории его наведения на цель, формируют команды управления и передают их по линии связи с носителя на телеуправляемый подводный аппарат, отличающийся тем, что направление движения телеуправляемого подводного аппарата формируют путем совмещения пеленга на него с пеленгом цели относительно виртуальной точки телеуправления, пространственно не совпадающей с местоположением реального носителя, для чего первоначально измеренные им пеленги и дистанции до телеуправляемого подводного аппарата и цели пересчитывают сначала относительно псевдоносителя, движение которого проецируют в направлении начального пеленга цели со скоростью реального носителя, а затем относительно виртуальной точки телеуправления, чем обеспечивают вывод телеуправляемого подводного аппарата на линию пеленга на цель из виртуальной точки, производят повторение указанных операций до момента сближения телеуправляемого подводного аппарата с целью на дистанцию, начиная с которой последний переходит на работу в автономном режиме по командам своей информационной системы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018139771A RU2700827C1 (ru) | 2018-11-09 | 2018-11-09 | Способ телеуправляемого наведения подводного аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018139771A RU2700827C1 (ru) | 2018-11-09 | 2018-11-09 | Способ телеуправляемого наведения подводного аппарата |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2700827C1 true RU2700827C1 (ru) | 2019-09-23 |
Family
ID=68063171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018139771A RU2700827C1 (ru) | 2018-11-09 | 2018-11-09 | Способ телеуправляемого наведения подводного аппарата |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2700827C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2751727C1 (ru) * | 2020-09-21 | 2021-07-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН | Маневровый телеуправляемый подводный аппарат |
RU2754162C1 (ru) * | 2020-11-03 | 2021-08-30 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Противоторпедное устройство подводной лодки |
RU2793007C1 (ru) * | 2022-05-04 | 2023-03-28 | Игорь Владимирович Догадкин | Способ уничтожения высокоскоростной маневрирующей подводной цели торпедой |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6259974B1 (en) * | 2000-03-27 | 2001-07-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Automated ballistic constant determination |
RU2200346C2 (ru) * | 2001-01-29 | 2003-03-10 | Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" | Система автоматизированного управления комплексом торпедно-ракетного вооружения подводной лодки |
US6651004B1 (en) * | 1999-01-25 | 2003-11-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Guidance system |
RU2474512C2 (ru) * | 2011-05-12 | 2013-02-10 | Открытое акционерное общество "Таганрогский научно-исследовательский институт связи" (ОАО"ТНИИС") | Способ защиты подводной лодки от широкополосной мины-торпеды |
RU2568935C1 (ru) * | 2014-06-02 | 2015-11-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Способ определения параметров движения торпеды |
RU2631227C1 (ru) * | 2016-06-01 | 2017-09-19 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ наведения торпеды, управляемой по проводам |
-
2018
- 2018-11-09 RU RU2018139771A patent/RU2700827C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6651004B1 (en) * | 1999-01-25 | 2003-11-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Guidance system |
US6259974B1 (en) * | 2000-03-27 | 2001-07-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Automated ballistic constant determination |
RU2200346C2 (ru) * | 2001-01-29 | 2003-03-10 | Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" | Система автоматизированного управления комплексом торпедно-ракетного вооружения подводной лодки |
RU2474512C2 (ru) * | 2011-05-12 | 2013-02-10 | Открытое акционерное общество "Таганрогский научно-исследовательский институт связи" (ОАО"ТНИИС") | Способ защиты подводной лодки от широкополосной мины-торпеды |
RU2568935C1 (ru) * | 2014-06-02 | 2015-11-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Способ определения параметров движения торпеды |
RU2631227C1 (ru) * | 2016-06-01 | 2017-09-19 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ наведения торпеды, управляемой по проводам |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2751727C1 (ru) * | 2020-09-21 | 2021-07-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН | Маневровый телеуправляемый подводный аппарат |
RU2754162C1 (ru) * | 2020-11-03 | 2021-08-30 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Противоторпедное устройство подводной лодки |
RU2793007C1 (ru) * | 2022-05-04 | 2023-03-28 | Игорь Владимирович Догадкин | Способ уничтожения высокоскоростной маневрирующей подводной цели торпедой |
RU2817159C1 (ru) * | 2023-05-16 | 2024-04-11 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Система телеуправления торпедой с подводной лодки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wu et al. | Survey of underwater robot positioning navigation | |
Chen et al. | Review of AUV underwater terrain matching navigation | |
RU2700827C1 (ru) | Способ телеуправляемого наведения подводного аппарата | |
RU2501038C1 (ru) | Гидроакустическая система | |
US11774544B2 (en) | Control system for controlling a projectile | |
CN111273298A (zh) | 基于波浪滑翔器组网技术的水下声学目标定位与跟踪方法 | |
RU2631227C1 (ru) | Способ наведения торпеды, управляемой по проводам | |
Munafó et al. | AUV active perception: Exploiting the water column | |
JP2022543428A (ja) | オブジェクトの深度を決定する方法及びシステム | |
JP5900051B2 (ja) | 誘導装置 | |
RU2694792C1 (ru) | Способ наведения торпеды, управляемой по проводам | |
RU2568935C1 (ru) | Способ определения параметров движения торпеды | |
RU2649675C1 (ru) | Гидроакустический способ управления торпедой | |
KR101837845B1 (ko) | 수중 표적 정보 획득 시스템 및 방법 | |
RU2196341C1 (ru) | Способ определения параметров движения маневрирующего объекта | |
US20210262764A1 (en) | Control method for a missile radar sensor of a missile, missile control unit and missile | |
CN113009417B (zh) | 利用声场干涉特性的海底声学阵列阵形估计方法 | |
JP2007247952A (ja) | 飛しょう体及び飛しょう体誘導システム | |
Kim et al. | A study on the UUV docking system by using torpedo tubes | |
Seget et al. | Multi-hypothesis tracking and fusion techniques for multistatic active sonar systems | |
RU2492497C1 (ru) | Способ определения параметров торпеды | |
CN104316906A (zh) | 基于双参考源的高速运动目标航迹估计系统 | |
JP2015010862A (ja) | 水中航走体速度算出装置、水中航走体速度算出方法、プログラム及び記録媒体 | |
RU2692332C2 (ru) | Способ поражения морской цели | |
Zhang et al. | Optimization of fleet formation searching subma-rine based on antisubmarine detection capability |