RU2733646C2 - Способ обеспечения безопасности функционирования позиционного подводного объекта и устройство для его реализации - Google Patents
Способ обеспечения безопасности функционирования позиционного подводного объекта и устройство для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2733646C2 RU2733646C2 RU2018143629A RU2018143629A RU2733646C2 RU 2733646 C2 RU2733646 C2 RU 2733646C2 RU 2018143629 A RU2018143629 A RU 2018143629A RU 2018143629 A RU2018143629 A RU 2018143629A RU 2733646 C2 RU2733646 C2 RU 2733646C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acoustic
- positional
- underwater object
- electromagnetic waves
- information
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
- B63G8/39—Arrangements of sonic watch equipment, e.g. low-frequency, sonar
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/86—Combinations of radar systems with non-radar systems, e.g. sonar, direction finder
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/86—Combinations of radar systems with non-radar systems, e.g. sonar, direction finder
- G01S13/862—Combination of radar systems with sonar systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/66—Sonar tracking systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B13/00—Transmission systems characterised by the medium used for transmission, not provided for in groups H04B3/00 - H04B11/00
- H04B13/02—Transmission systems in which the medium consists of the earth or a large mass of water thereon, e.g. earth telegraphy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к области радиотехники и может быть использована в области организации обмена информацией позиционных подводных объектов с контролирующим пунктом. Техническим результатом группы изобретений является обеспечение безопасности функционирования позиционного подводного объекта при обмене информацией с контролирующим пунктом. Заявленный способ обеспечения безопасности функционирования позиционного подводного объекта основан на способе радиолокационного считывания акустических вибраций водной поверхности. В способе производится облучение участка морской поверхности в месте нахождения позиционного подводного объекта акустическими и электромагнитными волнами. Информация передается от позиционного подводного объекта за счет временного модулирования акустических волн в течение каждого периода акустического воздействия, а прием информации контролирующим пунктом реализуется за счет облучения, приема и декодирования электромагнитных волн, отраженных от морской поверхности. При этом длины акустических и электромагнитных волн подбираются в соответствии с углами облучения морской поверхности для обеспечения обратного переотражения электромагнитных волн на источник облучения. Устройство для реализации способа состоит из летательного (космического) аппарата или берегового поста и самого позиционного подводного объекта, аппаратуры акустического зондирования поверхности моря, состоящей из генераторного блока, блока управления и акустического излучателя с остронаправленной характеристикой излучения, а для приема информации летательный (космический) аппарат или береговой пост оборудуют радиолокационным устройством считывания акустических вибраций. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в позиционных подводных объектах при организации безопасности их функционирования при обмене информацией с их контролирующим пунктом.
Известно из прототипов [Патент РФ на изобретение №2618671 от 25.03.2016; Патент РФ на изобретение №160239 от 11.09.2015; Патент РФ на изобретение №2584954 от 19.02.2015; Патент РФ на изобретение №2566599 от 01.07.2014; Патент РФ на изобретение №130290 от 28.02.2013; Патент РФ на изобретение №2297940 от 13.05.2005; Радиосвязные буи ВМС иностранных государств. Зарубежное военное обозрение. 2000. №11. С. 46-50], что для передачи информации в пункт ее сбора в составе такого позиционного подводного объекта необходимо оборудование, передающее информационные сигналы по проводным или беспроводным каналам связи. К беспроводным относятся каналы, использующие электромагнитные и акустические волны.
Как показывает опыт эксплуатации подводных кабельных линии связи [Стационарные гидроакустические станции и системы. Освещения подводной обстановки ВМФ СССР и РФ: прошлое, настоящее, будущее // Журнал Арсенал Отечества | №2 (16)/2015], они часто повреждаются рыболовными сетями промысловых судов.
Дальность действия приборов гидроакустической связи зависит от излучаемой мощности, которая в этом случае ограничивается автономным питающим блоком, направленным свойством антенны, частотным диапазоном, характеристикой гидроакустического канала. Гидроакустические волны не могут обеспечить высокую скорость передачи и большую дальность связи. Из-за малой скорости распространения этих волн, при допустимом времени передачи сигнала, реальная дальность гидроакустической связи не превышает 10 км.
Использование радиоканала для передачи информации обеспечивается оборудованием в виде отделяющегося от основной части подводного объекта и всплывающего на поверхность контейнера, либо постоянно находящегося на поверхности поплавка с радиомодемным модулем и антенным устройством ненаправленного типа. Такое построение канала обмена информацией подводного позиционного средства, не может соответствовать требованиям безопасности и конфиденциальности служебной информации, так как: во-первых, передача информации по радиоканалу способствует получение ее адресатом, которому она не предназначена, во-вторых, всплывающий на поверхность или постоянно находящийся на ней поплавок с радиомодемным модулем может быть поврежден любым проходящим судном, что особо вероятно при необходимости установки объекта в местах интенсивного судоходства, в-третьих, характеристика направленности находящегося на поверхности антенного устройства в составе плавучего радиомодемного модуля даже при среднем волнении будет изменять свое пространственное положение, что приводит к пропускам информации в пункте приема.
Кроме того, использование радиоканала требует приобретения выделенной полосы частот для его функционирования.
Известно [Ю.П. Дьяков, К.К. Лялин, Н.И. Поздняков и др. Радиофизический метод зондирования гидроакустических полей. / Тезисы четырнадцатой Всесоюзной школы-семинара по статистической гидроакустике. - М: Акустический институт им. акад. Н.Н. Андреева АН СССР, 1986, с. 94-97; Патент РФ на изобретение №2257692 от 28.06.2005], что существует способ радиолокационного считывания акустических вибраций водной поверхности, облучаемой гидроакустическими волнами. В этом способе (Фиг. 1) используется акустический излучатель, помещенный в точке А на подводном объекте, и облучаемый поверхность моря на частоте акустических волн Ω a . Приемоизлучатель электромагнитных волн (ЭМВ) на частоте ω, находится на мобильной или стационарной платформе (точка В). В общем виде, отраженный от поверхности моря, в области акустической вибрации, сигнал определяется в точке С, где он состоит из трех компонент: средней (СК) с частотой ω и двух комбинационных - верхней (ВКК) и нижней (НКК) с частотами соответственно ω+Ω a и ω-Ω a .
Полезная часть отраженного сигнала является ВКК, которая при соблюдении условия (1), переотражается к источнику ЭМВ.
где 
- углы падения электромагнитных и акустических волн;
Целью предлагаемого изобретения является реализация нового способа обеспечивающего безопасность функционирования позиционного подводного объекта при обмене им информацией с контролирующим пунктом за счет взаимного и одновременного, по пространству и времени, облучения участка водной поверхности в месте его нахождения, акустическими и электромагнитными волнами. С помощью акустических волн (временной модуляции акустического воздействия) передается информация на локальный участок водной поверхности. За счет облучения, приема и декодирования электромагнитных волн, отраженных от этого локального участка в месте нахождения позиционного подводного объекта, в этом же интервале времени акустического воздействия, реализуется прием от него информации.
Для реализация предлагаемого способа обеспечения безопасности функционирования позиционного подводного объекта предлагается устройство (Фиг. 2), состоящее из пункта приема информации, представленного летательным (космическим) аппаратом или береговым постом (1), оборудованного радиолокационным устройством считывания акустических вибраций водной поверхности; позиционного подводного объекта (2), оборудованного комплектом акустической аппаратуры (Фиг. 3), в состав которого входит генераторный блок (2), блок управления (3) и акустический излучатель (1) с остронаправленной характеристикой излучения, ориентированной в направлении находящейся над ним поверхности воды.
Предложенный способ и устройство его реализующее, соответствует критерию существенные отличия, так как использование вышеописанного способа и технического решения в оборудовании позиционных подводных объектов вышеописанным комплектом акустической аппаратуры, а также реализующего его устройства в известных существующих устройствах их обеспечивающих или взаимодействующих с ними не обнаружено.
Claims (2)
1. Способ обеспечения безопасности функционирования позиционного подводного объекта, основанный на способе радиолокационного считывания акустических вибраций водной поверхности, отличающийся тем, что с целью обеспечения безопасности позиционного подводного объекта при обмене информацией с контролирующим пунктом производится взаимное и одновременное по пространству и времени облучение участка морской поверхности в месте нахождения позиционного подводного объекта акустическими и электромагнитными волнами, где за счет временного модулирования акустических волн в течение каждого периода акустического воздействия передается информация, а за счет облучения, приема и декодирования электромагнитных волн, отраженных от морской поверхности, реализуется прием информации контролирующим пунктом от позиционного подводного объекта, при этом длины акустических и электромагнитных волн подбираются в соответствии с углами облучения морской поверхности для обеспечения обратного переотражения электромагнитных волн на источник облучения.
2. Устройство для реализации обеспечения безопасности функционирования позиционного подводного объекта, состоящее из летательного (космического) аппарата или берегового поста и самого позиционного подводного объекта, отличающееся тем, что для передачи информации от позиционного подводного объекта через морскую поверхность за счет акустических волн в состав его оборудования вводят аппаратуру акустического зондирования поверхности моря, состоящую из генераторного блока, блока управления и акустического излучателя с остронаправленной характеристикой излучения, ориентированной в направлении находящейся над ним поверхности воды, для приема информации от него летательный (космический) аппарат или береговой пост оборудуют радиолокационным устройством считывания акустических вибраций, при этом длины акустических и электромагнитных волн подбираются в соответствии с углами облучения водной поверхности для обеспечения обратного переотражения электромагнитных волн на источник облучения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018143629A RU2733646C2 (ru) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Способ обеспечения безопасности функционирования позиционного подводного объекта и устройство для его реализации |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018143629A RU2733646C2 (ru) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Способ обеспечения безопасности функционирования позиционного подводного объекта и устройство для его реализации |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018143629A RU2018143629A (ru) | 2020-06-10 |
| RU2018143629A3 RU2018143629A3 (ru) | 2020-06-10 |
| RU2733646C2 true RU2733646C2 (ru) | 2020-10-06 |
Family
ID=71067185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018143629A RU2733646C2 (ru) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Способ обеспечения безопасности функционирования позиционного подводного объекта и устройство для его реализации |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2733646C2 (ru) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3903520A (en) * | 1960-08-11 | 1975-09-02 | Us Navy | Underwater object locating system |
| US5303207A (en) * | 1992-10-27 | 1994-04-12 | Northeastern University | Acoustic local area networks |
| US5452262A (en) * | 1994-10-11 | 1995-09-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Radio telemetry buoy for long-range communication |
| RU2134023C1 (ru) * | 1998-06-16 | 1999-07-27 | Государственное унитарное предприятие Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения "Малахит" | Способ двусторонней связи с подводным объектом |
| RU2177626C2 (ru) * | 2000-03-24 | 2001-12-27 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | Способ обнаружения подводного объекта на охраняемой морской акватории |
| US8131213B2 (en) * | 2005-06-15 | 2012-03-06 | Wfs Technologies Ltd. | Sea vessel tagging apparatus and system |
| RU2447457C2 (ru) * | 2009-09-07 | 2012-04-10 | Учреждение Российской академии наук Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН | Радиолокационный способ оперативной диагностики океанских явлений из космоса |
| RU2453037C1 (ru) * | 2011-02-09 | 2012-06-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Способ подводного приема радиосигналов |
| RU130290U1 (ru) * | 2013-02-28 | 2013-07-20 | Открытое акционерное общество "Московское конструкторское бюро "Компас" (ОАО "МКБ "Компас") | Автономная позиционная станция зондирования водной среды |
| RU2548937C1 (ru) * | 2014-04-09 | 2015-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (ФГУП "СНПО "Элерон") | Система охраны объектов со стороны водной среды с прямой передачей информации через границу вода-воздух |
| CN104936194A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-09-23 | 浙江理工大学 | 一种水声传感器网络及其节点部署及组网方法 |
-
2018
- 2018-12-10 RU RU2018143629A patent/RU2733646C2/ru active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3903520A (en) * | 1960-08-11 | 1975-09-02 | Us Navy | Underwater object locating system |
| US5303207A (en) * | 1992-10-27 | 1994-04-12 | Northeastern University | Acoustic local area networks |
| US5452262A (en) * | 1994-10-11 | 1995-09-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Radio telemetry buoy for long-range communication |
| RU2134023C1 (ru) * | 1998-06-16 | 1999-07-27 | Государственное унитарное предприятие Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения "Малахит" | Способ двусторонней связи с подводным объектом |
| RU2177626C2 (ru) * | 2000-03-24 | 2001-12-27 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | Способ обнаружения подводного объекта на охраняемой морской акватории |
| US8131213B2 (en) * | 2005-06-15 | 2012-03-06 | Wfs Technologies Ltd. | Sea vessel tagging apparatus and system |
| RU2447457C2 (ru) * | 2009-09-07 | 2012-04-10 | Учреждение Российской академии наук Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН | Радиолокационный способ оперативной диагностики океанских явлений из космоса |
| RU2453037C1 (ru) * | 2011-02-09 | 2012-06-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Способ подводного приема радиосигналов |
| RU130290U1 (ru) * | 2013-02-28 | 2013-07-20 | Открытое акционерное общество "Московское конструкторское бюро "Компас" (ОАО "МКБ "Компас") | Автономная позиционная станция зондирования водной среды |
| RU2548937C1 (ru) * | 2014-04-09 | 2015-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (ФГУП "СНПО "Элерон") | Система охраны объектов со стороны водной среды с прямой передачей информации через границу вода-воздух |
| CN104936194A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-09-23 | 浙江理工大学 | 一种水声传感器网络及其节点部署及组网方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2018143629A (ru) | 2020-06-10 |
| RU2018143629A3 (ru) | 2020-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20130279299A1 (en) | Underwater Navigation | |
| CN203714144U (zh) | 一种基于声学和gps智能定位的浮标装置 | |
| CN112684482B (zh) | 一种基于海洋无人平台的水下目标探测系统及方法 | |
| JP2016536604A (ja) | 係維機雷などの中性浮力を有する水中物体を探知し及びその位置を特定するためのシステム及び関連する方法 | |
| RU2659299C1 (ru) | Способ и система навигации подводных объектов | |
| Dzikowicz et al. | Underwater acoustic navigation using a beacon with a spiral wave front | |
| AU2015365868A1 (en) | Method for locating a submerged object | |
| US7362655B1 (en) | Time-synchronous acoustic signal ranging system and method | |
| US20090262600A1 (en) | Methods and apparatus for surveillance sonar systems | |
| WO2020035490A1 (en) | Underwater navigation | |
| RU2733646C2 (ru) | Способ обеспечения безопасности функционирования позиционного подводного объекта и устройство для его реализации | |
| RU2733085C1 (ru) | Способ связи подводного аппарата с летательным аппаратом | |
| JP6691089B2 (ja) | ナビゲーションシステム及びナビゲーション方法 | |
| RU2555192C1 (ru) | Способ освещения подводной обстановки | |
| US3237151A (en) | Underwater detection by interface coupling | |
| Voloshchenko | Seadrome: Increasing the safety of takeoff and landing operations in the seaplane basin | |
| RU2727331C1 (ru) | Способ гидроакустического поиска автономного донного подводного объекта | |
| Kawada et al. | Acoustic positioning system of combined aerial and underwater drones | |
| Kato et al. | Measurement of an undersea positioning system using radio waves | |
| RU2713516C2 (ru) | Способ контроля маршрута движения автономного необитаемого подводного аппарата с возможностью съёма технической информации и устройство для его реализации | |
| CN113050097A (zh) | 一种海底真空管道声呐系统及工作方法 | |
| CN108001627B (zh) | 被动式声学锚泊系统和海底观测系统 | |
| CN110531350A (zh) | 一种基于毫米波雷达的水下监测系统 | |
| RU2005108029A (ru) | Система для определения пространственного положения объекта | |
| RU2772238C1 (ru) | Способ связи с подводными объектами с использованием беспилотного летательного аппарата |