RU2746287C1 - Способ пространственной ориентации подвижного подводного объекта - Google Patents
Способ пространственной ориентации подвижного подводного объекта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2746287C1 RU2746287C1 RU2020118598A RU2020118598A RU2746287C1 RU 2746287 C1 RU2746287 C1 RU 2746287C1 RU 2020118598 A RU2020118598 A RU 2020118598A RU 2020118598 A RU2020118598 A RU 2020118598A RU 2746287 C1 RU2746287 C1 RU 2746287C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- underwater
- landmarks
- route
- specified
- landmark
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000366880 Quadrans Species 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
- B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
- B63C11/48—Means for searching for underwater objects
- B63C11/49—Floating structures with underwater viewing devices, e.g. with windows ; Arrangements on floating structures of underwater viewing devices, e.g. on boats
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области морской техники, к способам пространственной ориентации подвижных объектов, и может быть использовано для навигации. Производят счисление пути с помощью бортовой инерциальной навигационной системы, уточняют текущие координаты. Используют информационную базу данных о разведанных подводных ориентирах. Данные о необходимых на маршруте подводных ориентирах записывают в запоминающее устройство подвижного объекта на этапе подготовки его к пуску одновременно с вводом маршрута движения и программой работы. Уточняют место подвижного объекта на маршруте, если точность места ориентира выше счисления. Если наоборот, то уточняют координаты ориентира. При обнаружении новых неподвижных объектов их характеристики заносят в базу данных для передачи на пункт управления и дальнейшего использования в качестве подводных ориентиров. Используют такие характеристики подводных ориентиров, как их ориентация в пространстве, геометрические размеры и внешний облик, по которым распознают их с помощью технических средств наблюдения. Обеспечивается высокая точность позиционирования. Создается база данных неподвижных ориентиров. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области морской техники, а именно к способам пространственной ориентации подвижных подводных объектов. Оно может быть использовано для навигации подвижных подводных объектов с использованием их технических средств наблюдения.
Под подвижными подводными объектами далее понимаются подводные плавсредства, например, подводные лодки и подводные аппараты.
Известен способ пространственной ориентации подвижного объекта, являющийся аналогом изобретения, при котором осуществляют управление объектом на заданном маршруте с помощью бортовой инерциальной навигационной системы (ИНС), которая осуществляет расчет текущих координат подвижного объекта и скорости его движения [1]. В ИНС используются трехстепенные свободные гироскопы, обладающие чувствительностью к поворотам своего основания в пространстве [2], [3]. ИНС отслеживает перемещения подвижного объекта в пространстве относительно инерциальной системы координат, рассчитывает линейные и угловые отклонения и их производные, определяет текущие координаты и координатные углы. Она имеет гиростабилизированную платформу, либо физическую, моделируемую виртуально с помощью компьютера, на которой устанавливаются акселерометры и гироскопы. В современных ИНС применяются лазерно-кольцевые или волоконно-оптические гироскопы, например, во французской ИНС QUADRANS. Их достоинствами являются отсутствие движущихся частей, несложное техническое обслуживание, потребление меньшей мощности (до 10 Вт), малые масса (2,8 кг) и объем (2,3 л).
Преимуществами ИНС в целом являются непрерывное и полное представление текущих навигационных параметров, автономность и высокая помехозащищенность. Главный недостаток ИНС состоит в том, что при работе ИНС постепенно накапливаются случайные ошибки в навигационных параметрах [3]. Так, например, крылатая ракета США «Томагавк» BGM-109 имеет величину накапливаемой ошибки ИНС 750…900 м за один час полета [4].
С целью повышения точности пространственной ориентации подвижные объекты кроме ИНС дополнительно оснащают спутниковыми (СНС) и/или радионавигационными (РНС) системами, которые периодически в сеансах навигационной ориентации получают текущие значения навигационных параметров и позволяют корректировать работу ИНС. Однако для их использования подвижному подводному объекту необходимо поднять приемную антенну над поверхностью воды. Это демаскирует его работу, а при нахождении подводного объекта на большой глубине требует дополнительного времени и энергоресурса на всплытие и повторное погружение. Поэтому применение СНС и РНС на подвижных подводных объектах не всегда целесообразно.
Известен способ пространственной ориентации подвижного подводного объекта, принятый за прототип изобретения, при котором точность работы ИНС повышают за счет применения гидроакустических маяков (ГАМ), составляющих гидроакустическую навигационную систему (ГНС), которой заранее оборудуют район действий подвижного подводного объекта [1], [5], [6]. Однако для этого требуется заблаговременно оборудовать район действий гидроакустическими маяками, что ограничивает использование указанного способа.
Целью изобретения является разработка способа пространственной ориентации подвижного подводного объекта, обеспечивающего в не оборудованном навигационными средствами морском районе высокую точность позиционирования, необходимую для эффективного решения свойственных ему задач.
Цель изобретения достигается благодаря тому, что предлагается способ пространственной ориентации подвижного подводного объекта, при котором производят счисление пути с помощью бортовой инерциальной навигационной системы, уточняют текущие координаты с применением имеющихся в районе средств навигационного оборудования, отличающийся тем, что дополнительно используют информационную базу данных о разведанных подводных ориентирах, представляющих собой неподвижные контрастные подводные объекты с присущими им характеристиками, включающими ориентацию в пространстве, геометрические размеры и внешний облик, координаты и соответствующую им точность, данные о необходимых на маршруте подводных ориентирах записывают в запоминающее устройство подвижного подводного объекта на этапе подготовки его к пуску одновременно с вводом маршрута движения и программой работы, на маршруте ориентиры распознают с помощью технических средств наблюдения, при этом, если точность места используемого ориентира выше, то уточняют счисление, а если наоборот - то уточняют координаты ориентира, при обнаружении новых неподвижных контрастных подводных объектов их характеристики заносят в базу данных для передачи на пункт управления и дальнейшего использования в качестве подводных ориентиров.
Способ пространственной ориентации подвижного подводного объекта проиллюстрирован на фиг. 1. Цифрами обозначены: 1 - подвижный подводный объект; 2 - траектория движения подвижного подводного объекта; 3 - область обзора пространства техническими средствами наблюдения подвижного подводного объекта (бортовым гидролокатором и/или видеокамерой); 4 - ориентир №1; 5 - ориентир №2; 6 - новый обнаруженный неподвижный контрастный подводный объект; 7 - морское дно.
Способ пространственной ориентации подвижного подводного объекта реализуется следующим образом. На носителе или пункте управления осуществляют подготовку подвижного подводного объекта к пуску, вводят в запоминающее устройство его бортовой системы управления программу работы, маршрут движения и данные по подводным ориентирам, после чего выпускают на маршрут. В процессе движения подвижного подводного объекта (1) в назначенный район по заданному маршруту обследуют с помощью гидролокатора и/или видеокамеры (3) пространство впереди по курсу. Обнаружив ориентир №1 (4), обследуют его средствами наблюдения и идентифицируют, если точность места ориентира превышает точность счисления, то уточняют координаты подвижного подводного объекта и его дальнейший курс. Если точность счисления выше, то уточняют координаты ориентира №1 и вводят соответствующую корректуру в запоминающее устройство. После ориентира №1 маршрут подвижного подводного объекта направляют к ориентиру №2, где повторяют действия. Таким образом, подвижный подводный объект ведут в район выполнения задачи. При обнаружении на маршруте неизвестного неподвижного контрастного подводного объекта (6) производят его обследование техническими средствами наблюдения (гидролокатором и/или видеокамерой), записывают в запоминающее устройство информацию об объекте, содержащую его номер, координаты с точностью счисления, геометрические размеры, облик и ориентацию в пространстве, необходимые для последующего использования в базе данных в качестве ориентира.
Техническим результатом изобретения является способ пространственной ориентации подвижного подводного объекта, обеспечивающий высокую точность его позиционирования при следовании в подводном положении на заданный участок работы в морском районе, не оборудованном навигационными средствами, а также создание базы данных неподвижных контрастных подводных объектов, пригодных для ориентирования под водой.
Источники информации
1. Илларионов Г.Ю., Сиденко К.С., Сидоренков В.В. Подводные роботы в минной войне: Монография. Калининград: ООО «Янтарный сказ», 2008. - 116 с. С. 74-75.
2. Гироскоп. Военно-морской словарь /Гл. ред. В.Н. Чернавин. М.: Воениздат, 1989. - 511 с. С. 107.
3. Инерциальная навигационная система // ВМС и кораблестроение. Дайджест зарубежной прессы. Выпуск 70-71, СПб, 2014. С. 108-109.
4. А.В. Новиков. Способы и системы управления современным ракетным оружием. СПб.: ВМИ, 2002. - 75 с. С. 67.
5. И.С. Калинский. Навигационное оборудование морских театров. Л.: ВВМКУ им. М.В. Фрунзе, 1980. - 428 с. С. 292.
6. Д. Литовкин, А. Рамм. В России создан подводный ГЛОНАСС. М.: Известия IZ, 08.12.2016, https//iz.ru/news/650211
Claims (1)
- Способ пространственной ориентации подвижного подводного объекта, при котором производят счисление пути с помощью бортовой инерциальной навигационной системы, уточняют текущие координаты с применением имеющихся в районе средств навигационного оборудования, при этом используют информационную базу данных о разведанных подводных ориентирах, представляющих собой неподвижные контрастные подводные объекты с присущими им координатами и их точностью, данные о необходимых на маршруте подводных ориентирах записывают в запоминающее устройство подвижного подводного объекта на этапе подготовки его к пуску одновременно с вводом маршрута движения и программой работы, уточняют место подвижного подводного объекта на маршруте, если точность места ориентира выше счисления, а если наоборот, то уточняют координаты ориентира, при обнаружении новых неподвижных контрастных подводных объектов их характеристики заносят в базу данных для передачи на пункт управления и дальнейшего использования в качестве подводных ориентиров, отличающийся тем, что дополнительно используют такие характеристики подводных ориентиров, как их ориентация в пространстве, геометрические размеры и внешний облик, по которым распознают их на маршруте с помощью технических средств наблюдения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020118598A RU2746287C1 (ru) | 2020-05-27 | 2020-05-27 | Способ пространственной ориентации подвижного подводного объекта |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020118598A RU2746287C1 (ru) | 2020-05-27 | 2020-05-27 | Способ пространственной ориентации подвижного подводного объекта |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2746287C1 true RU2746287C1 (ru) | 2021-04-12 |
Family
ID=75521154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020118598A RU2746287C1 (ru) | 2020-05-27 | 2020-05-27 | Способ пространственной ориентации подвижного подводного объекта |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2746287C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU56325U1 (ru) * | 2005-12-28 | 2006-09-10 | Тихоокеанский военно-морской институт имени С.О. Макарова | Малогабаритный автономный необитаемый подводный аппарат |
| RU2478059C1 (ru) * | 2011-11-11 | 2013-03-27 | Владимир Александрович Катенин | Подвижный морской аппарат для подводных исследований |
| RU130292U1 (ru) * | 2012-09-06 | 2013-07-20 | Открытое акционерное общество "Тетис Про" | Комплекс телеуправляемого необитаемого подводного аппарата |
| RU2520960C2 (ru) * | 2012-10-19 | 2014-06-27 | Федеральный научно-производственный центр Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединеие "Марс" | Способ снижения погрешности оценок собственных координат автономного необитаемого подводного аппарата с инерциальной навигационной системой |
| RU2680395C1 (ru) * | 2018-05-16 | 2019-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Способ повышения точности навигации автономного необитаемого подводного аппарата с инерциальной навигационной системой и системой технического зрения |
| RU2713814C1 (ru) * | 2018-11-29 | 2020-02-07 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ определения географических координат подводного объекта |
-
2020
- 2020-05-27 RU RU2020118598A patent/RU2746287C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU56325U1 (ru) * | 2005-12-28 | 2006-09-10 | Тихоокеанский военно-морской институт имени С.О. Макарова | Малогабаритный автономный необитаемый подводный аппарат |
| RU2478059C1 (ru) * | 2011-11-11 | 2013-03-27 | Владимир Александрович Катенин | Подвижный морской аппарат для подводных исследований |
| RU130292U1 (ru) * | 2012-09-06 | 2013-07-20 | Открытое акционерное общество "Тетис Про" | Комплекс телеуправляемого необитаемого подводного аппарата |
| RU2520960C2 (ru) * | 2012-10-19 | 2014-06-27 | Федеральный научно-производственный центр Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединеие "Марс" | Способ снижения погрешности оценок собственных координат автономного необитаемого подводного аппарата с инерциальной навигационной системой |
| RU2680395C1 (ru) * | 2018-05-16 | 2019-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Способ повышения точности навигации автономного необитаемого подводного аппарата с инерциальной навигационной системой и системой технического зрения |
| RU2713814C1 (ru) * | 2018-11-29 | 2020-02-07 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Способ определения географических координат подводного объекта |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104316045B (zh) | 一种基于sins/lbl的auv水下交互辅助定位系统及定位方法 | |
| CN108698677B (zh) | 水下航行体的路径设定方法、使用该方法的水下航行体的最佳控制方法及水下航行体 | |
| Chutia et al. | A review of underwater robotics, navigation, sensing techniques and applications | |
| CN101389976A (zh) | 用于确定水下航行器的位置的系统和方法 | |
| CN110333369B (zh) | 基于水面gps校正的uuv的dvl测速系统及自适应去噪方法 | |
| Junbao et al. | Application of unmanned underwater vehicles in polar research | |
| RU2648546C1 (ru) | Система освещения подводной обстановки | |
| Li et al. | Development status and key navigation technology analysis of autonomous underwater vehicles | |
| RU2655592C1 (ru) | Способ и устройство освещения подводной обстановки | |
| RU2746287C1 (ru) | Способ пространственной ориентации подвижного подводного объекта | |
| Martin et al. | Characterizing the critical parameters for docking unmanned underwater vehicles | |
| KR20200021431A (ko) | 수상 플랫폼의 수중 플랫폼 복합 모드 운용 장치 및 시스템 | |
| Cadena | Development of a low cost Autonomous Underwater Vehicle for Antarctic exploration | |
| Inzartsev et al. | Integrated positioning system of autonomous underwater robot and its application in high latitudes of arctic zone | |
| Inzartsev et al. | The integrated navigation system of an autonomous underwater vehicle and the experience from its application in high arctic latitudes | |
| RU2670192C9 (ru) | Подводный аппарат для уничтожения потенциально опасного стационарного объекта | |
| RU2659213C2 (ru) | Способ охраны подводного объекта | |
| Surveyor et al. | Underwater Acoustic Positioning System | |
| Snyder et al. | Effects of incorporating inertial measurements on the localization accuracy of the Seaglider AUV | |
| Fan | Summary of AUV Yumeiruka sea trial results | |
| RU201786U1 (ru) | Автоматическое устройство пространственной ориентации подвижного подводного объекта | |
| RU2750550C1 (ru) | Система приведения автономного необитаемого подводного аппарата к донному причальному устройству | |
| Esteba Masjuan et al. | Sparus Docking Station: A current aware docking station system for a non-holonomic AUV | |
| Kim et al. | Development and Performance Verification of Real-time Hybrid Navigation System for Autonomous Underwater Vehicles | |
| RU2659314C2 (ru) | Система охраны водного района |