RU2747521C1 - Method and system for mooring watercraft - Google Patents

Method and system for mooring watercraft Download PDF

Info

Publication number
RU2747521C1
RU2747521C1 RU2020113082A RU2020113082A RU2747521C1 RU 2747521 C1 RU2747521 C1 RU 2747521C1 RU 2020113082 A RU2020113082 A RU 2020113082A RU 2020113082 A RU2020113082 A RU 2020113082A RU 2747521 C1 RU2747521 C1 RU 2747521C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signals
coordinates
mooring
input
vessel
Prior art date
Application number
RU2020113082A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Андреевич Гапонюк
Владимир Александрович Катенин
Владимир Васильевич Чернявец
Original Assignee
Павел Андреевич Гапонюк
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 Павел Андреевич Гапонюк filed Critical Павел Андреевич Гапонюк
Priority to RU2020113082A priority Critical patent/RU2747521C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2747521C1 publication Critical patent/RU2747521C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/08—Ice-breakers or other vessels or floating structures for operation in ice-infested waters; Ice-breakers, or other vessels or floating structures having equipment specially adapted therefor
    • B63B35/083—Ice-breakers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: watercraft navigation.SUBSTANCE: invention relates to the field of watercraft mooring using a satellite navigation system. The watercraft mooring system includes a satellite navigation system (SNS) receiver, a steering gear, a bow thruster, a rudder sensor, a thrust sensor, a program control unit, a rotation rate sensor and a calculator whereto signals of the coordinates of the watercraft, the speed of the watercraft, the derivative of the speed of the watercraft and the course angle are input from the SNS receiver, the rudder angle signal is input from the rudder sensor, the rotation rate signal is input from the rotation rate sensor and the thrust signal is input from the thrust sensor, additionally, radars and the propeller speed governor are used. Signals of the coordinates of the central mooring point of the watercraft and the length of the vector of the course angle at the starting point of the second stage of mooring are input into the program control unit, the signals of the coordinates of the watercraft and the signals of the coordinates of the central point of the mooring of the watercraft on the calculator are used to generate signals of the specified course angle and the length of the vector of the course angle. The signal of the length of the vector of the course angle is input into the program control unit, wherein signals of the programmed speed of the watercraft, the programmed course and the difference between the signals of the length of the vector of the course angle and the length of the vector of the course angle of the starting point of the second stage of mooring are generated depending on the length of the vector of the course angle, the signals are compared, if the difference between the signals is positive, three control signals of the first mooring stage are generated on the calculator. Wherein the distance and/or bearing and/or course of at least three optical angular reflectors installed on the mooring base with known coordinates are measured by means of radars, the coordinates of the radar installation point on the watercraft are calculated followed by their transformation into a geographic coordinate system, the coordinates of the installation point of the SNS receiver antenna are calculated, the reference coordinates of the installation point of the SNS receiver antenna are calculated, distance, bearing and heading inaccuracy is calculated, corrections are calculated and input into the calculator.EFFECT: increased mooring accuracy.2 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области швартовки судов с использованием спутниковой навигационной системы.The invention relates to the field of mooring ships using a satellite navigation system.

Известна система автоматического управления движением судна (патент RU №2245914, март 2005 г. [1]), в которой реализован способ швартовки судна, основанный на использовании сигналов от приемника спутниковой навигационной системы, датчиков кормовых, носовых рулей и датчика оборотов гребного винта. Формирование законов управления рулевыми приводами кормовых и носовых рулей осуществляют с использованием сигнала текущего и заданного курса (для кормовых рулей) и сигналов расстояния до пирса и угла дрейфа (для формирования управления носовыми рулями или подруливающими механизмами. При достижении судном заданного заранее расстояния до пирса изменяют закон управления рулевым приводом, обеспечивая поддержание заданного (ограниченного) значения угла дрейфа. Недостатками известной системы автоматического управления движением судна [1] при швартовке являются:Known system for automatic control of ship movement (patent RU No. 2245914, March 2005 [1]), which implements a method for mooring a ship, based on the use of signals from a satellite navigation system receiver, aft sensors, bow rudders and a propeller speed sensor. The formation of the control laws for the steering drives of the stern and bow rudders is carried out using the signal of the current and given course (for the stern rudders) and signals of the distance to the pier and the drift angle (to form control of the bow rudders or thrusters. When the ship reaches a predetermined distance to the pier, the law is changed control of the steering drive, ensuring the maintenance of a given (limited) value of the drift angle. The disadvantages of the known automatic control system for the movement of the vessel [1] during mooring are:

- использование только части исполнительных средств для управления движением судна, судоводитель перестраивает скорость хода судна, вплоть до знака, что требует, в свою очередь, перехода на чисто ручное управление,- the use of only a part of the executive means to control the movement of the vessel, the navigator rebuilds the speed of the vessel, up to the mark, which, in turn, requires a transition to purely manual control,

- невозможность обеспечения автоматического управления движением судна в режиме швартовки (известные способы автоматического управления движением судна являются в действительности полуавтоматическими, т.к. требуют непрерывного участия судоводителя в управлении),- the impossibility of ensuring automatic control of the movement of the vessel in the mooring mode (the known methods of automatic control of the movement of the vessel are in fact semi-automatic, since they require the continuous participation of the boatmaster in the control),

- второй этап швартовки не обеспечивает выход судна в заданную центральную точку швартовки на пирсе.- the second stage of mooring does not provide the ship's exit to the given center point of mooring on the pier.

Известен также способ швартовки судна с использованием спутниковой навигационной системы (патент RU №2330789 С1, 10.08.2008 [2]).There is also known a method of mooring a vessel using a satellite navigation system (patent RU No. 2330789 C1, 08/10/2008 [2]).

В известном способе для швартовки судна [2] с использованием приемника спутниковой навигационной системы (СНС), рулевого привода, носового подруливающего устройства, датчика руля, датчика тяги, блока программного управления, датчика угловой скорости и вычислителя, в который вводят из приемника СНС сигналы координат судна, скорости хода судна, производной скорости хода судна и путевого угла, из датчика руля - сигнал угла руля, из датчика угловой скорости - сигнал угловой скорости и из датчика тяги-сигнал тяги, дополнительно используют радары и регулятор оборотов гребного винта, вводят в блок программного управления сигналы координат центральной точки швартовки судна и длину вектора путевого угла в точке начала второго этапа швартовки, по сигналам координат судна и сигналам координат центральной точки швартовки судна в вычислителе формируют сигналы заданного путевого угла и длины вектора путевого угла, сигнал длины вектора путевого угла вводят в блок программного управления, где формируют в зависимости от длины вектора путевого угла сигналы программной скорости хода судна, программного курса и разности сигналов длины вектора путевого угла и длины вектора путевого угла точки начала второго этапа швартовки, сравнивают эти сигналы, и если разность сигналов положительна, в вычислителе формируют три сигнала управления первого этапа швартовки. В известном способе [2] отмеченные выше недостатки системы [1] устраняются благодаря:In the known method for mooring a vessel [2] using a satellite navigation system (SNS) receiver, steering drive, bow thruster, rudder sensor, thrust sensor, program control unit, angular velocity sensor and calculator, into which coordinate signals are input from the SNS receiver of the vessel, the speed of the vessel, the derivative of the speed of the vessel and the course angle, from the rudder sensor - the signal of the rudder angle, from the angular speed sensor - the signal of the angular speed and from the thrust sensor - the thrust signal, additionally use radars and the propeller speed controller, are introduced into the block programmed control signals of the coordinates of the central point of mooring of the vessel and the length of the vector of the track angle at the point of the beginning of the second stage of mooring, according to the signals of the coordinates of the vessel and signals of the coordinates of the central point of the mooring of the vessel, the signals of the given track angle and the length of the vector of the track angle are generated in the computer, the signal of the vector length of the track angle is entered to the program control unit, where I form t, depending on the length of the vector of the track angle, the signals of the programmed speed of the ship, the programmed heading and the difference between the signals of the length of the vector of the track angle and the length of the vector of the track angle of the starting point of the second stage of mooring, these signals are compared, and if the signal difference is positive, three control signals are generated in the calculator the first stage of mooring. In the known method [2], the above-mentioned disadvantages of the system [1] are eliminated due to:

- отключению штатного управления движением судна при выходе судна в заданную точку А0 (в момент времени начала режима швартовки - t0);- disabling the normal control of the movement of the vessel when the vessel leaves the given point A 0 (at the time of the beginning of the mooring mode - t 0 );

- формированию двух этапов режима швартовки судна от точки А0 до точки Б и от точки Б (начало второго этапа режима швартовки) до центральной точки швартовки судна - Аконеч., находящейся на пирсе.- the formation of two stages of the vessel's mooring regime from point A 0 to point B and from point B (the beginning of the second stage of the mooring regime) to the central point of the vessel's mooring - A terminal, located on the pier.

С использованием:Using:

- вычислителя,- calculator,

- блока программного управления,- program control unit,

- носовых подруливающих устройств,- bow thrusters,

- регулятора оборотов гребного винта,- propeller speed governor,

- носовых и кормовых радаров, размещенных в носу судна и на корме,- bow and stern radars located in the bow and stern of the vessel,

- информации о фазовом состоянии судна от приемника спутниковой навигационной системы и задания координат точки швартовки судна Аконеч. и точки Б (формируемой по достижению длины вектора заданного путевого угла фиксированному значению), -приближения величины текущего путевого угла к заданному программному значению путевого угла с помощью носового подруливающего устройства на первом этапе швартовки до т. Б и с использованием подсистемы управления оборотами гребного винта на втором этапе швартовки от т.Б до т. Аконеч. (вблизи т. Аконеч.),- information about the phase state of the vessel from the receiver of the satellite navigation system and setting the coordinates of the mooring point of the vessel A final. and point B (formed upon reaching the length of the vector of a given course angle to a fixed value), - approaching the value of the current course angle to a given programmed value of the course angle using the bow thruster at the first stage of mooring to point B and using the propeller speed control subsystem on the second stage of mooring from point B to point A final. (near point A finite),

- управления носовым подруливающим устройством на втором этапе швартовки от т. Б до т. Аконеч. с использованием сигналов расстояний от судна до пирса, получаемых от носового и кормового радаров,- control of the bow thruster at the second stage of mooring from point B to point A end. using ship-to-pier distance signals received from bow and stern radars,

- управления углом курса по программе в функции от длины вектора заданного путевого угла с помощью рулевого привода на первом этапе швартовки, а на втором этапе с помощью того же рулевого привода, но с корректировкой знака угла отклонения руля в зависимости от знака сигнала скорости хода судна,- control of the heading angle according to the program as a function of the vector length of the given course angle using the steering drive at the first stage of mooring, and at the second stage using the same steering drive, but with the correction of the sign of the rudder deflection angle depending on the sign of the ship speed signal,

- управления скоростью хода судна по программе, вырабатываемой в блоке программного управления в функции от длины вектора путевого угла.- control of the speed of the ship according to the program generated in the program control unit as a function of the length of the vector of the track angle.

Однако анализ статистических эксплуатационных данных аппаратуры спутниковой навигации при реальной эксплуатации, показал, что ее точностные характеристики носят случайный колебательный характер в зависимости от срока эксплуатации, времени года, условий плавания, географического местоположения и ряда других факторов. Следовательно, можно сделать вывод, что при реальной эксплуатации спутниковая аппаратура нуждается в повышении точностных характеристик и их периодическом контроле. Поэтому задача контроля точностных характеристик в процессе реальной эксплуатации является одной из важнейших задач для всех специалистов, занимающихся как вопросами проектирования и создания, так и применения спутниковой аппаратуры в процессе судовождения на морских судоходных путях. Анализ современной спутниковой навигационной аппаратуры ГЛОНАСС/GPS показывает, что ее можно разделить на две основные группы (Справочник капитана / Под. ред. Дмитриева В.И. СПб.: Элмор, 2009. 816 с. [3]): спутниковую геодезическую аппаратуру (СГА), работающую в дифференциальном и относительном режимах с использованием как кодовых, так и фазовых измерений, обеспечивающую высокоточные определения приращений координат между точками установки антенн приемников; спутниковую навигационную аппаратуру (СНА), предназначенную для определения местоположения, вектора скорости и направления движения потребителя (судна) в глобальной системе координат и работающую в кодовом режиме. Согласно ст.13 Закона РФ "Об обеспечении единства измерений" СГА и СНА являются средствами измерений, а их создание и применение -объект государственного регулирования. Эти средства измерений должны подвергаться государственному метрологическому контролю и надзору, который включает (Адерихин И.В., Кищенко С.С., Сальников А.И. Способ контроля точностных характеристик судовых приемоиндикаторов спутниковой навигации при эксплуатации // Транспортная безопасность и технологии. 2006. №2. С. 61-62 [4]): проведение испытаний с целью утверждения типа аппаратуры как средства измерений (СИ) в соответствии с ГОСТ РВ 8.560-95 (Государственная система обеспечения единства измерений. Средства измерений военного назначения. Испытания и утверждение типа. М.: Госстандарт России, 1994. 28 с. [5]); периодическую поверку как СИ в процессе его использования; лицензирование деятельности юридических и физических лиц по изготовлению и ремонту СИ; контроль над выпуском, состоянием и применением этих СИ. В настоящее время создан и эксплуатируется комплекс сертифицированных средств измерений, который обеспечивает достоверную проверку точностных характеристик СНА и СГА при проведении испытаний и сертификации (Кривов А.С., Донченко СИ., Денисенко О.В. Комплекс эталонов и средств измерений для испытаний аппаратуры потребителей космических навигационных систем ГЛОНАСС/GPS // Информост.2004. №1 (31). С.46-47 [6]). В частности, комплекс используется при проведении Государственных приемочных испытаний различных образцов СНА и СГА. Следует отметить, что комплекс, безусловно, не может претендовать на "универсальность" применения при проведении испытаний различных образцов СНА и СГА и контроля их точности при эксплуатации, так как его использование ограничено следующими факторами: возможность проверки только на стенде, а не в процессе эксплуатации; наличие в одной организации в единственном экземпляре [6]. В связи с существующими ограничениями в применении данного комплекса возникает проблема контроля точностных характеристик спутниковой аппаратуры в процессе реальной эксплуатации. В качестве возможных путей решения этой задачи предлагаются несколько различных способов контроля точности спутниковой аппаратуры при реальной эксплуатации, рассмотренных далее. Как известно из метрологии (Технико - эксплуатационные требования на лазерную систему швартовки крупнотоннажных судов. - МФ - 02 - 22/848 - 64, 2002 [7]), чтобы провести оценку точности какого-либо измерительного прибора необходимо его точностные характеристики сравнить с эталоном, у которого, как правило, точностные характеристики значительно выше, чем у оцениваемого прибора. Чтобы контролировать точностные характеристики спутниковой аппаратуры при реальной эксплуатации следует иметь такой эталон определения положения судна, который был бы заведомо точнее оцениваемого. Таким эталоном может быть система на основе лазерного локатора (ЛЛ) (Аснис Л.Н., Васильев В.П., Волконский В.Б. Лазерная дальнометрия. М.: Радио и связь, 1995. 256 с. [8], [7]) и оптических уголковых отражателей (ОУО), которая позволит решить задачу контроля точностных характеристик спутниковых приемоиндикаторов при реальной эксплуатации(Адерихин И.В., Сальников А.И. Использование спутниковой связи и навигации в системах дальней идентификации и контроля местоположения судов. Тезисы доклада. Материалы XXIX НПК ППС МГАВТ. Μ.: МГАВТ, 2007. С. 4-5 [9], Адерихин И.В., Сальников А.И. Методика контроля точностных характеристик судовых приемоиндикаторов спутниковой навигации при эксплуатации. Тезисы доклада. Материалы XXVIII НПК ППС МГАВТ. М.: МГАВТ, 2006. С. 5-6 [10], Адерихин И.В., Сальников А.И. Способ контроля точности судовых приемоиндикаторов спутниковой навигации при реальной эксплуатации. Сборник научных трудов "Повышение эффективности судопропуска, судовых технических и радионавигационных систем и безопасности плавания". М.: Альтаир-МГАВТ, 2008. С. 3-5 [11], Адерихин И.В., Сальников А.И. Способ контроля точностных характеристик судовых спутниковых компасов и пути его реализации при эксплуатации. Тезисы доклада. Материалы XXXI НПК ППС МГАВТ. М.: МГАВТ, 2009. С.23-24 [12], Отчет о НИР "Способы повышения и контроля точностных характеристик судовой аппаратуры радионавигационной системы при эксплуатации". Рук. темы д.т.н., проф. Адерихин И.В., ответств. исполн. Сальников А.И. Госрегистрация №01201061485. М.: МГАВТ, 2010. 118 с. [13]). Задачей предлагаемого технического решения является повышении точности швартовки с использованием спутниковой навигационной системы.However, an analysis of the statistical operational data of satellite navigation equipment in real operation showed that its accuracy characteristics are of a random oscillatory nature, depending on the service life, season, sailing conditions, geographic location and a number of other factors. Consequently, we can conclude that in real operation, satellite equipment needs to improve the accuracy characteristics and their periodic control. Therefore, the task of monitoring the accuracy characteristics in the process of real operation is one of the most important tasks for all specialists involved in both the design and creation, and the use of satellite equipment in the process of navigation on maritime shipping routes. Analysis of modern satellite navigation equipment GLONASS / GPS shows that it can be divided into two main groups (Captain's Handbook / Ed. Dmitriev VI SPb .: Elmor, 2009. 816 p. [3]): satellite geodetic equipment ( SGA), operating in differential and relative modes using both code and phase measurements, providing high-precision determination of the coordinate increments between the installation points of the receiver antennas; satellite navigation equipment (SNA) designed to determine the location, velocity vector and direction of movement of the consumer (ship) in the global coordinate system and operating in a code mode. According to Article 13 of the Law of the Russian Federation "On Ensuring the Uniformity of Measurements", SGA and SNA are measuring instruments, and their creation and application is an object of state regulation. These measuring instruments must be subject to state metrological control and supervision, which includes (Aderikhin I.V., Kishchenko S.S., Salnikov A.I. No. 2. P. 61-62 [4]): testing for the purpose of type approval of the equipment as a measuring instrument (SI) in accordance with GOST RV 8.560-95 (State system for ensuring the uniformity of measurements. Measuring instruments for military purposes. Tests and type approval . M .: Gosstandart of Russia, 1994. 28 p. [5]); periodic verification as SI in the process of its use; licensing the activities of legal entities and individuals for the manufacture and repair of measuring instruments; control over the release, status and application of these SI. At present, a complex of certified measuring instruments has been created and is being operated, which provides reliable verification of the accuracy characteristics of SNA and SGA during testing and certification (Krivov A.S., Donchenko S.V., Denisenko O.V. A set of standards and measuring instruments for testing consumer equipment space navigation systems GLONASS / GPS // Informost.2004. No. 1 (31). P.46-47 [6]). In particular, the complex is used during State acceptance tests of various samples of SNA and SGA. It should be noted that the complex, of course, cannot claim the "versatility" of application when testing various samples of SNA and SGA and monitoring their accuracy during operation, since its use is limited by the following factors: the ability to test only at the stand, and not during operation ; availability in one organization in a single copy [6]. In connection with the existing limitations in the use of this complex, the problem of monitoring the accuracy characteristics of satellite equipment in the process of real operation arises. As possible ways to solve this problem, several different methods of monitoring the accuracy of satellite equipment during real operation are proposed, which are discussed below. As is known from metrology (Technical and operational requirements for a laser system for mooring large-tonnage vessels. - MF - 02 - 22/848 - 64, 2002 [7]), in order to assess the accuracy of any measuring device, it is necessary to compare its accuracy characteristics with the standard, which, as a rule, has significantly higher accuracy characteristics than the evaluated device. To control the accuracy characteristics of satellite equipment in real operation, one should have such a standard for determining the position of the ship, which would be more accurate than the estimated one. Such a standard can be a system based on a laser locator (LL) (Asnis LN, Vasiliev VP, Volkonskiy VB Laser ranging. M .: Radio and communication, 1995. 256 pp. [8], [ 7]) and optical corner reflectors (OUO), which will allow solving the problem of monitoring the accuracy characteristics of satellite receivers in real operation (Aderikhin IV, Salnikov AI Use of satellite communications and navigation in systems for long-range identification and control of the location of ships. Materials of the XXIX NPK PPP MGAVT. Μ .: MGAVT, 2007. pp. 4-5 [9], Aderikhin IV, Salnikov AI Methods for monitoring the accuracy characteristics of ship receivers for satellite navigation during operation. Abstracts. Materials XXVIII NPK PPS MGAVT. M .: MGAVT, 2006. S. 5-6 [10], Aderikhin IV, Salnikov AI A method for monitoring the accuracy of ship receivers for satellite navigation in real operation. , ship technical and radio navigation systems and navigation safety ". M .: Altair-MGAVT, 2008. S. 3-5 [11], Aderikhin IV, Salnikov AI. A method for monitoring the accuracy characteristics of ship satellite compasses and ways of its implementation during operation. Theses of the report. Materials XXXI NPK PPP MGAVT. M .: MGAVT, 2009. P.23-24 [12], Report on research "Methods for increasing and controlling the accuracy characteristics of the ship's equipment of the radio navigation system during operation". Hands. topics doctor of technical sciences, prof. Aderikhin I.V., Responsible execution Salnikov A.I. State registration number 01201061485. M .: MGAVT, 2010.118 p. [13]). The task of the proposed technical solution is to improve the accuracy of mooring using a satellite navigation system.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе швартовки судна с использованием приемника спутниковой навигационной системы (СНС), рулевого привода, носового подруливающего устройства, датчика руля, датчика тяги, блока программного управления, датчика угловой скорости и вычислителя, в который вводят из приемника СНС сигналы координат судна, скорости хода судна, производной скорости хода судна и путевого угла, из датчика руля - сигнал угла руля, из датчика угловой скорости - сигнал угловой скорости и из датчика тяги-сигнал тяги, дополнительно используют радары и регулятор оборотов гребного винта, вводят в блок программного управления сигналы координат центральной точки швартовки судна и длину вектора путевого угла в точке начала второго этапа швартовки, по сигналам координат судна и сигналам координат центральной точки швартовки судна в вычислителе формируют сигналы заданного путевого угла и длины вектора путевого угла, сигнал длины вектора путевого угла вводят в блок программного управления, где формируют в зависимости от длины вектора путевого угла сигналы программной скорости хода судна, программного курса и разности сигналов длины вектора путевого угла и длины вектора путевого угла точки начала второго этапа швартовки, сравнивают эти сигналы, и если разность сигналов положительна, в вычислителе формируют три сигнала управления первого этапа швартовки, при равенстве нулю или отрицательном значении разности этих сигналов в вычислителе формируют три сигнала управления второго этапа швартовки, формирование в вычислителе трех сигналов управления первого этапа швартовки осуществляют следующим образом: первый сигнал управления рулевым приводом в виде алгебраической суммы сигналов угла курса, угловой скорости, угла руля и программного курса, выработанного в блоке программного управления, подают на вход рулевого привода, второй сигнал управления носовым подруливающим устройством в виде алгебраической суммы сигналов путевого угла, заданного путевого угла, производной путевого угла и тяги подают на вход носового подруливающего устройства, третий сигнал управления регулятором оборотов гребного винта в виде алгебраической суммы сигналов скорости хода судна, ее производной и программной скорости хода судна, выработанной в блоке программного управления, подают на вход регулятора оборотов гребного винта, формирование в вычислителе трех сигналов управления второго этапа швартовки осуществляют следующим образом: сигнал управления рулевым приводом в виде алгебраической суммы сигналов угла курса и программного курса, сформированного в блоке программного управления, подают на вход рулевого привода, причем знак сигнала, подаваемого на вход рулевого привода, изменяют на обратный при заднем ходе судна, сигнал управления носовым подруливающим устройством в виде алгебраической суммы сигналов расстояний до пирса от носового и кормового радара и производной от разности этих сигналов подают на вход носового подруливающего устройства, сигнал управления регулятором оборотов гребного винта формируют либо в виде алгебраической суммы сигналов скорости хода судна и ее производной и программной скорости хода судна, выработанной в блоке программного управления, который затем подают на вход регулятора оборотов гребного винта, если сигнал длины вектора путевого угла больше заданной уставки, либо, если сигнал заданной длины вектора путевого угла меньше уставки, то сигнал управления регулятором оборотов гребного винта формируют в виде алгебраической суммы путевого угла и заданного путевого угла, который затем подают на вход регулятора оборотов гребного винта, в отличие от прототипа, посредством радаров измеряют расстояние и/или пеленг и/или курс, по крайней мере, до трех оптических угловых отражателей, установленных на причальном основании с известными координатами, рассчитывают координаты точки установки радара на судне с последующим их преобразованием в географическую систему координат, вычисляют координаты точки установки антенны приемника СНС, вычисляют эталонные координаты точки установки антенны приемника СНС, вычисляют погрешности расстояний, пеленга и курса, вычисляют поправки, которые вводят в вычислитель, при этом также вводят в вычислитель данные о расположении ОУО и антенны СПИ (a1, b1, h1, a2, b2, h2, a3, b3, h3), координаты и курс судна (Хс, Yc, Zc, K), углов крена и дифферента (θ, ψ), а также расстояний (D1, D2, D3), измеренных радаром до ОУО, и его координат (Хл, Υл, Ζл), и последующим расчетом эталонных координат антенны СПИ (ϕэ,λэ, hэ), которые сравниваются с вычисленными координатами СПИ (ϕс, λс, hс) с использованием информационных сигналов от НКА. Полученные поправки (Δϕ=ϕc-ϕэ; Δλ=λс-λэ; λ=hc-hэ) также позволят контролировать точностные характеристики СПИ СН при реальной эксплуатации При этом устройство для реализации способа по п. 1, включающее приемник спутниковой навигационной системы (СНС), рулевой привод, носовое подруливающее устройство, датчик руля, датчик тяги, блок программного управления, датчик угловой скорости и вычислитель, в который вводят из приемника СНС сигналы координат судна, скорости хода судна, производной скорости хода судна и путевого угла, дополнительно содержит блок синхронизации, выход которого соединен с синхронизирующим входом процессора и радара, судовую и береговую АИС, береговые оптические угловые отражатели аппаратура, состоит из т ОУО (не менее трех), установленных на берегу вблизи судоходного пути на расстоянии R в точках с известными координатами.The problem is solved due to the fact that in the method of mooring a vessel using a satellite navigation system (SNS) receiver, a steering drive, a bow thruster, a rudder sensor, a thrust sensor, a program control unit, an angular velocity sensor and a calculator, into which is input from the receiver SNS signals of ship coordinates, ship speed, derivative of ship speed and course angle, from rudder sensor - rudder angle signal, from angular speed sensor - angular speed signal and from thrust sensor - thrust signal, radars and propeller speed control are additionally used, signals of the coordinates of the central point of mooring of the vessel and the length of the vector of the track angle at the start point of the second stage of mooring are input into the program control unit; signals of the given track angle and the length of the vector of the track angle, the signal of the vector length the track angle is entered into the program block control, where, depending on the length of the vector of the track angle, signals of the programmed speed of the ship, the programmed heading and the difference between the signals of the length of the vector of the track angle and the length of the vector of the track angle of the starting point of the second stage of mooring are generated, these signals are compared, and if the difference of the signals is positive, in the calculator three control signals of the first stage of mooring are generated, when the difference between these signals is zero or negative, three control signals of the second stage of mooring are generated in the computer, the formation in the computer of three control signals of the first stage of mooring is carried out as follows: the first control signal of the steering drive in the form of an algebraic sum of signals heading angle, angular speed, rudder angle and programmed heading developed in the program control unit are fed to the input of the steering drive, the second control signal of the bow thruster in the form of an algebraic sum of the signals of the track angle, a given track angle, the bottom of the track angle and thrust is fed to the input of the bow thruster, the third control signal of the propeller speed regulator in the form of an algebraic sum of the signals of the ship speed, its derivative and the programmed speed of the ship, generated in the program control unit, is fed to the input of the propeller speed regulator, the formation in the calculator of three control signals of the second stage of mooring is carried out as follows: the control signal of the steering drive in the form of an algebraic sum of the signals of the heading angle and the programmed course formed in the program control unit is fed to the input of the steering drive, and the sign of the signal supplied to the input of the steering drive, change to the opposite when the ship is backward, the control signal of the bow thruster in the form of an algebraic sum of signals of the distances to the pier from the bow and stern radar and the derivative of the difference of these signals is fed to the input of the bow thruster, the control signal of the regulator m of the propeller revolutions are formed either as an algebraic sum of the signals of the ship's speed and its derivative and the programmed speed of the ship, generated in the program control unit, which is then fed to the input of the propeller speed regulator, if the signal of the vector length of the track angle is greater than the specified setting, or , if the signal of the specified length of the vector of the track angle is less than the setting, then the control signal of the propeller speed regulator is formed in the form of the algebraic sum of the track angle and the given track angle, which is then fed to the input of the propeller speed regulator, in contrast to the prototype, the distance is measured by means of radars and / or the bearing and / or heading of at least three optical angular reflectors installed on the quay with known coordinates, the coordinates of the radar installation point on the ship are calculated with their subsequent transformation into a geographic coordinate system, the coordinates of the installation point of the antenna of the SNS receiver are calculated, figured out They calculate the reference coordinates of the installation point of the antenna of the SNS receiver, calculate the errors of distances, bearing and heading, calculate the corrections that are entered into the computer, while also entering the data on the location of the OUO and the antenna of the SPI (a 1 , b 1 , h 1 , a 2 , b 2 , h 2 , a 3 , b 3 , h 3 ), coordinates and course of the vessel (X c , Y c , Z c , K), roll and trim angles (θ, ψ), as well as distances (D 1 , D 2 , D 3 ), measured by the radar to the OUO, and its coordinates (X l , Υ l , Ζ l ), and the subsequent calculation of the reference coordinates of the SPI antenna (ϕ e , λ e, h e ), which are compared with the calculated coordinates SPI (ϕ s , λ s, h s ) using information signals from the satellite. The obtained corrections (Δϕ = ϕ c -ϕ e ; Δλ = λ s -λ e ; λ = h c -h e ) will also allow to control the accuracy characteristics of the SPI SN in real operation. In this case, a device for implementing the method according to claim 1, including a receiver satellite navigation system (SNS), steering gear, bow thruster, rudder sensor, thrust sensor, program control unit, angular rate sensor and computer, into which signals of vessel coordinates, vessel speed, derivative of vessel speed and ground speed are input from the SNS receiver. angle, additionally contains a synchronization unit, the output of which is connected to the synchronization input of the processor and radar, ship and coastal AIS, coastal optical angle reflectors, the equipment consists of t OUO (at least three) installed on the coast near the navigable route at a distance R at points with known coordinates.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами. Фиг. 1. Блок - схема устройства включает НКА ГЛОНАСС/GPS 1, и состоит из аппаратуры потребителя (АП) 2 и береговой аппаратуры 3. АП содержит блок синхронизации 4, выход которого соединен с синхронизирующим входом процессора 5 и радар 6. В состав АП входят ССК 8 с антенной 9, а также СПИ СН 7 с антенной 10, точностные характеристики которого оцениваются. Его информационный вход и информационный выход соединены соответственно с информационным выходом и информационным входом процессора 5. Береговая аппаратура 3, состоит из т ОУО 11 (не менее трех), установленных на берегу вблизи судоходного пути на расстоянии R в точках с известными координатами. Для расширения рабочей зоны системы можно увеличить число ОУО 11 (m>3). Позиция 12 - судноThe essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings. FIG. 1. The block diagram of the device includes the GLONASS / GPS 1 satellite, and consists of the consumer equipment (AP) 2 and the coastal equipment 3. The AP contains a synchronization unit 4, the output of which is connected to the synchronizing input of the processor 5 and the radar 6. The AP includes the SSK 8 with antenna 9, as well as SPI SN 7 with antenna 10, the accuracy characteristics of which are being evaluated. Its information input and information output are connected respectively to the information output and the information input of the processor 5. The coastal equipment 3 consists of m OUO 11 (at least three), installed on the shore near the navigable route at a distance R at points with known coordinates. To expand the working area of the system, you can increase the number of OUO 11 (m> 3). Position 12 - ship

Фиг. 2. Взаимное расположение антенны СПИ и радара (лазерного локатора (ЛЛ)).FIG. 2. Mutual arrangement of the SPI antenna and the radar (laser locator (LL)).

Фиг. 3. Перемещение антенны спутникового приемоиндикатора (СПИ) при крене.FIG. 3. Moving the antenna of the satellite receiver indicator (SPI) during roll.

Фиг. 4. Перемещение антенны СПИ при дифференте.FIG. 4. Moving the SPI antenna during differential.

Фиг. 5. Перемещение антенны СПИ при появлении дифферента при наличии крена.FIG. 5. Movement of the SPI antenna when a trim appears in the presence of a roll.

Фиг. 6. Взаимное расположение лазерного локатора и антенны СПИ.FIG. 6. Mutual arrangement of the laser locator and the SPI antenna.

Фиг. 7. Алгоритм функционирования вычислительного блока 5.FIG. 7. Algorithm for the operation of the computing unit 5.

Фиг. 8. Структурная схема системы контроля точности судовой аппаратуры спутниковой навигации при размещении лазерного локатора на берегу. Структурная схема включает НКА ГЛОНАСС/GPS 1, и состоит из аппаратуры потребителя (АП) 2 и береговой аппаратуры 3. АП содержит процессор 5 и радар 6. В состав АП входят ССК 8 с антенной 9, а также СПИ СН 7 с антенной 10, точностные характеристики которого оцениваются. Его информационный вход и информационный выход соединены соответственно с информационным выходом и информационным входом процессора 5. Схема также содержит волоконно-оптическую решетку 13, преобразователь 14, береговую АИС 15 с антенной 16, ОУО 11, процессор 17, судовую АИС 18 с антенной 19.FIG. 8. Block diagram of the system for monitoring the accuracy of shipboard satellite navigation equipment when placing the laser locator on the shore. The structural diagram includes the GLONASS / GPS 1 satellite, and consists of consumer equipment (AP) 2 and coastal equipment 3. The AP contains a processor 5 and a radar 6. The AP includes SSK 8 with antenna 9, as well as SPI SN 7 with antenna 10, the accuracy characteristics of which are being evaluated. Its information input and information output are connected, respectively, to the information output and the information input of the processor 5. The circuit also contains a fiber-optic array 13, a converter 14, a coastal AIS 15 with an antenna 16, an OUO 11, a processor 17, a ship AIS 18 with an antenna 19.

Фиг. 9. Алгоритм функционирования системы контроля точности судовой аппаратуры спутниковой навигации при размещении лазерного локатора на берегу.FIG. 9. Algorithm of functioning of the system for monitoring the accuracy of shipboard satellite navigation equipment when placing a laser locator on the shore.

Фиг. 10. Структурная схема системы контроля точности судовых спутниковых комплексов при размещении лазерного локатора на судне. Структурная схема включает НКА ГЛОНАСС/GPS 1, и состоит из аппаратуры потребителя (АП) 2 и береговой аппаратуры 3. АП содержит блок синхронизации 4, выход которого соединен с синхронизирующим входом процессора 5 и радар 6. В состав АП входят ССК 8 с антенной 9, а также СПИ СН 7 с антенной 10, судовая АИС 18 с антенной 19, ОУО 11, береговая АИС 15 с антенной 16.FIG. 10. Block diagram of the system for monitoring the accuracy of ship satellite complexes when placing a laser locator on the ship. The block diagram includes the GLONASS / GPS satellite 1, and consists of consumer equipment (AP) 2 and coastal equipment 3. The AP contains a synchronization unit 4, the output of which is connected to the synchronizing input of the processor 5 and radar 6. The AP includes SSK 8 with antenna 9 , as well as SPI SN 7 with antenna 10, ship AIS 18 with antenna 19, OUO 11, coastal AIS 15 with antenna 16.

Судовые электромеханические средства швартовки, как и в прототипе, включают рулевой привод, носовое подруливающее устройство, датчик руля, блок программного управления, соединенный с процессором 5, датчик угловой скорости, датчик оборотов, датчик тяги, регулятор оборотов гребного винта. А также может включать кормовые подруливающие устройства.Marine electromechanical mooring means, as in the prototype, include a steering gear, a bow thruster, a rudder sensor, a program control unit connected to the processor 5, an angular speed sensor, a speed sensor, a thrust sensor, a propeller speed regulator. It can also include stern thrusters.

Предлагаемый способ может быть реализован системой, которая использует информацию от НКА ГЛОНАСС/GPS 1, и состоит из аппаратуры потребителя (АП) 2 и береговой аппаратуры 3 (фиг.1) [6]. АП содержит блок синхронизации 4, выход которого соединен с синхронизирующим входом процессора 5 и радара 6. В состав АП входят ССК 8 с антенной 9, а также СПИ СН 7 с антенной 10, точностные характеристики которого оцениваются. Его информационный вход и информационный выход соединены соответственно с информационным выходом и информационным входом процессора 5. Береговая аппаратура 3, состоит из т ОУО 11 (не менее трех), установленных на берегу вблизи судоходного пути на расстоянии R в точках с известными координатами [6,15]. Для расширения рабочей зоны системы можно увеличить число ОУО 11 (m>3). Расстояние между ОУО (Ri) должно быть как можно больше, так как с точки зрения навигации([7], Куршин В. В. Математическое и программное обеспечение навигации с использованием систем ГЛОНАСС/GPS/WAAS. Диссертация на соискание ученой степени д.т.н. М., 2003. 339 с. [16]), чем больше угол между ориентирами, тем точнее будет измерение. Блок синхронизации 4, процессор 5, ССК 8, СПИ СН 7 и их антенны 9 и 10 используются из состава выпускаемых серийной СА СН ГЛОНАСС и GPS (Gyrocompass Yokogawa CMZ700S (проспект). Yokogawa, 2007 [17], Magellan GPS Satellite Navigation NAV-1200 (проспект). MSC, 1995 [18], The Mariner's Handbook. NP100. Ninth Edition. UKHO, 2009 [19]). Система, реализующая оценивание точностных характеристик С А СН, работает следующим образом. АП 2 антенной 10 принимает радиосигналы СН, излученные НКА, определяет навигационные параметры (ПД до НКА) и по известному алгоритму (Глобальная навигационная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС / под ред. Харисова В.Н., Перова А.И., Болдина В.А. - Изд. 4-е, исправ. М.: Радиотехника, 2010. 800 с. [20], Сикарев И.А. Функционально устойчивые автоматизированные идентификационные системы для мониторинга и управления движением судов на речном транспорте (Диссертации на соискание ученой степени д.т.н. СПб., 2010. 234 с. [21], Фарватер РК -2306 (проспект). Радио Комплекс, 2009. 4 с. [22]) вычисляет координаты судна (Хс, Yc, Zc), в основе которого лежит система уравнений:The proposed method can be implemented by a system that uses information from the satellite GLONASS / GPS 1, and consists of consumer equipment (AP) 2 and coastal equipment 3 (figure 1) [6]. The AP contains a synchronization unit 4, the output of which is connected to the synchronizing input of the processor 5 and the radar 6. The AP includes SSC 8 with antenna 9, as well as SPI SN 7 with antenna 10, the accuracy of which is estimated. Its information input and information output are connected, respectively, with the information output and the information input of the processor 5. The coastal equipment 3, consists of t OUO 11 (at least three), installed on the shore near the navigable route at a distance R at points with known coordinates [6,15 ]. To expand the working area of the system, you can increase the number of OUO 11 (m> 3). The distance between the OUO (R i ) should be as large as possible, since from the point of view of navigation ([7], Kurshin V. V. Mathematical and software navigation using GLONASS / GPS / WAAS systems. so-called M., 2003. 339 pp. [16]), the greater the angle between the landmarks, the more accurate the measurement will be. Synchronization unit 4, processor 5, SSK 8, SPI SN 7 and their antennas 9 and 10 are used from the serial SN GLONASS and GPS (Gyrocompass Yokogawa CMZ700S (prospectus). Yokogawa, 2007 [17], Magellan GPS Satellite Navigation NAV- 1200 (prospectus) MSC, 1995 [18], The Mariner's Handbook. NP100. Ninth Edition. UKHO, 2009 [19]). The system that implements the estimation of the accuracy characteristics of the C A CH works as follows. AP 2 with antenna 10 receives the SN radio signals emitted by the satellite, determines the navigation parameters (PD to the satellite) and according to the well-known algorithm (Global navigation satellite radio navigation system GLONASS / edited by V.N. Kharisov, A.I. Perov, V.A.Boldin - Edition 4, revised M .: Radiotekhnika, 2010. 800 pp. [20], Sikarev IA Functionally stable automated identification systems for monitoring and controlling the movement of vessels in river transport (Dissertation for the degree of D. St. Petersburg, 2010. 234 p. [21], Fairway RK -2306 (prospectus). Radio Complex, 2009. 4 p. [22]) calculates the coordinates of the vessel (X c , Y c , Z c ) , which is based on the system of equations:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Хi, Υi и Zi - координаты i-го НКА. Определение координат судна (Хc, Yc,Zc) осуществляется по рабочим алгоритмам С А СН в стандартном режиме [21]. При подходе судна к зоне действия береговой аппаратуры 3 в процессор 5 вводят высокоточные координаты ОУО, 11

Figure 00000002
С выхода приемника 7 координаты судна (Хс, Yc,Zc) поступают на информационный вход процессора 5. Сигналы блока синхронизации 4 запускают ЛЛ 6, который измеряет расстояния D1, D2,D3. По измеренным с помощью ЛЛ 6 расстояниям D1, D2 и D3 и координатам ОУО, в процессоре 5 вычисляются координаты точки размещения ЛЛ (Χл,Υл,Ζл) по следующему алгоритму. Составляется система уравнений в геоцентрической системе координат (Кожухов В.П., Жухлин A.M., Кондрашихин В.Т. и др. Математические основы судовождения. М.: Транспорт, 1993. 200 с. [23]):where X i , Υ i and Z i are the coordinates of the i-th satellite. Determination of the coordinates of the vessel (X c , Y c , Z c ) is carried out according to the working algorithms C A CH in the standard mode [21]. When the vessel approaches the zone of coverage of coastal equipment 3, the high-precision coordinates of the OUO, 11 are entered into the processor 5
Figure 00000002
From the output of the receiver 7, the coordinates of the ship (X c , Y c , Z c ) are fed to the information input of the processor 5. The signals of the synchronization unit 4 start the LL 6, which measures the distances D 1 , D 2 , D 3 . According to the distances D 1 , D 2 and D 3 measured with the LL 6 and the coordinates of the OUO, the processor 5 calculates the coordinates of the LL location point (Χ l , Υ l , Ζ l ) according to the following algorithm. A system of equations in a geocentric coordinate system is compiled (Kozhukhov V.P., Zhukhlin AM, Kondrasikhin V.T. and others. Mathematical foundations of navigation. M .: Transport, 1993. 200 p. [23]):

Figure 00000003
Figure 00000003

Решая систему уравнений (2), находим неизвестные координаты ЛЛ в геоцентрической системе координат (Хл, Yл, Zл). Далее происходит сравнение вычисленных координат ЛЛ (Хл, Yл, Zл) с координатами СПИ (Хс, Yc, Zc), рассчитанными с использованием сигналов НКА по соответствующим алгоритмам [20, 21, 22]. Однако при этом следует учесть геометрические расхождения точек расположения антенн ЛЛ и СПИ с тем, чтобы получить достоверную разницу координат. Для подобного учета можно использовать геометрические соотношения, представленные ниже.Solving the system of equations (2), we find the unknown coordinates of LL in the geocentric coordinate system (X l , Y l , Z l ). Next, the calculated coordinates of the LL (X l , Y l , Z l ) are compared with the coordinates of the SPI (X c , Y c , Z c ), calculated using the signals from the NSC according to the appropriate algorithms [20, 21, 22]. However, it is necessary to take into account the geometric discrepancies of the points of the location of the LL and SPI antennas in order to obtain a reliable coordinate difference. For such accounting, you can use the geometric relationships presented below.

Учитывая, что СПИ выдает информацию о широте ϕ и долготе λ на свой или удаленный дисплеи для удобства пользователя (судоводителя), следует также проверить точностные характеристики СПИ и в этой системе координат.Для этого вычисленные координаты ЛЛ (Хл, Υл, Ζл) поступают на вход приемника сигналов СН, где по заложенному в него алгоритму преобразуются в географическую систему координат - ϕл, λл, hл [20]. Для решения поставленной задачи контроля точностных характеристик СПИ СН необходимо по найденным координатам ЛЛ вычислить эталонные координаты точки размещения антенны СПИ 10. Зная взаимное расположение ЛЛ и антенны 10 (a, b, h) в системе координат, связанной с судном, как показано на фиг.2, требуется найти координаты антенны 10 (точка А) в географической системе координат, которые будут зависеть от курса судна, его крена и дифферента. Для этого воспользуемся следующим алгоритмом.Considering that the LPS provides information about the latitude ϕ and longitude λ to its own or remote displays for the convenience of the user (navigator), the accuracy characteristics of the LPS should also be checked in this coordinate system. For this, the calculated coordinates LL (X l , Υ l , Ζ l ) arrive at the input of the receiver of SN signals, where, according to the algorithm incorporated in it, they are converted into a geographic coordinate system - ϕ l , λ l , h l [20]. To solve the set problem of monitoring the accuracy characteristics of the SPI SN, it is necessary to calculate the reference coordinates of the location point of the SPI antenna 10 from the found coordinates of the LL. Knowing the relative position of the LL and the antenna 10 (a, b, h) in the coordinate system associated with the ship, as shown in Fig. 2, it is required to find the coordinates of the antenna 10 (point A) in the geographic coordinate system, which will depend on the course of the vessel, its roll and trim. To do this, we will use the following algorithm.

Введем вспомогательную прямоугольную систему координат, показанную на фиг.3, плоскость XY которой параллельна плоскости истинного горизонта, ось X параллельна ДП судна и начало координат находится в точке расположения ЛЛ. Положение точки А в данной системе координат будет характеризоваться положением вектора L, проекции которого на оси координат оХ, oY и oZ в начальный момент равны соответственно a, b и k. При появлении крена θ антенна СПИ в данной системе координат переместится из точки А в точку А1. Введем следующие обозначения:Let us introduce an auxiliary rectangular coordinate system shown in Fig. 3, the XY plane of which is parallel to the plane of the true horizon, the X axis is parallel to the ship's DP and the origin of coordinates is at the point of the LL location. The position of point A in this coordinate system will be characterized by the position of the vector L, the projections of which on the coordinate axes oX, oY and oZ at the initial moment are equal to a, b and k, respectively. When the roll θ IPN antenna in the system of coordinates is moved from point A to point A 1. Let us introduce the following notation:

Figure 00000004
Figure 00000004

Примем угол θ положительным при крене на правый борт, величину а положительной при расположении антенны СПИ в нос судна от ЛЛ, величину b положительной при расположении антенны СПИ в сторону правого борта от ЛЛ и величину h положительной при расположении антенны СПИ выше ЛЛ.Let us assume that the angle θ is positive when he roll to the starboard side, the value of a is positive when the antenna is located in the bow of the vessel from the LL, the value of b is positive when the antenna is located to the starboard side of the LL, and the value of h is positive when the antenna is located above the LL.

Проекции вектора L1 на оси оХ, oY и oZ с учетом формул привидения (Выгодский М. Я. Справочник по элементарной математике. М.: Астрель, 2006. 509 с. [24]) будут соответственно равны:The projections of the vector L 1 on the axis oX, oY and oZ, taking into account the ghost formulas (Vygodsky M. Ya. Handbook of elementary mathematics. M .: Astrel, 2006. 509 pp. [24]) will be respectively equal:

Figure 00000005
Figure 00000005

После подстановки выражений (3) в (4) они будут иметь следующий вид:After substitution of expressions (3) into (4), they will have the following form:

Figure 00000006
Figure 00000006

При появлении дифферента ψ антенна СПИ в данной системе координат переместится из точки А в точку

Figure 00000007
(фиг.4). Введем следующие обозначения:When a trim ψ appears, the SPI antenna in the given coordinate system will move from point A to point
Figure 00000007
(Fig. 4). Let us introduce the following notation:

Figure 00000008
Figure 00000008

Примем угол ψ положительным при дифференте на корму, величины a,b и h положительными при расположении антенны СПИ относительно ЛЛ так, как было указано выше.Let us assume that the angle ψ is positive with the differential at the stern, the values of a, b and h are positive when the antenna of the SPI is positioned relative to the LL as indicated above.

Проекции вектора L1' на оси оХ, о Υ и oZ с учетом формул привидения [24] будут соответственно равны:The projections of the vector L1 'on the axis оХ, о Υ and oZ, taking into account the ghost formulas [24], will be respectively equal:

Figure 00000009
Figure 00000009

После подстановки выражений (6) в выражения (7) они примут вид:After substitution of expressions (6) into expressions (7), they will take the form:

Figure 00000010
Figure 00000010

Для совместного учета крена и дифферента рассмотрим ситуацию появления дифферента при условии, что судно уже имеет крен. При появлении дифферента ψ антенна СПИ в данной системе координат переместится из точки Α1 в точку А2 (фиг.5). Введем обозначения по аналогии с выражением (6):To take into account the roll and trim together, consider the situation when the trim appears, provided that the vessel is already heeling. When the trim ψ antenna IPN in the coordinate system moves from point 1 to point Α A 2 (Figure 5). Let us introduce the notation by analogy with expression (6):

Figure 00000011
Figure 00000011

Проекции вектора L2 на оси оХ, oY и oZ с учетом формул привидения [24] будут соответственно равны:The projections of the vector L 2 on the oX, oY and oZ axes, taking into account the ghost formulas [24], will be respectively equal:

Figure 00000012
Figure 00000012

После подстановки выражений (9) в (10) они будут иметь вид:After substitution of expressions (9) into (10), they will have the form:

Figure 00000013
Figure 00000013

После подстановки выражений (5) в выражения (11) они примут вид:After substitution of expressions (5) into expressions (11), they will take the form:

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

Проекция вектора L2 на плоскость ΧΥ, т.е. на плоскость истинного горизонта будет равна:The projection of the vector L 2 onto the plane ΧΥ, i.e. on the plane of the true horizon will be equal to:

Figure 00000016
Figure 00000016

где α - угол между осью оХ, т.е. между ДП и проекцией

Figure 00000017
который равен:where α is the angle between the ОХ axis, i.e. between DP and projection
Figure 00000017
which is equal to:

Figure 00000018
Figure 00000018

После подстановки выражений (12) в выражения (13) и (14) они будут иметь вид:After substitution of expressions (12) into expressions (13) and (14), they will look like:

Figure 00000019
Figure 00000019

Figure 00000020
Figure 00000020

Figure 00000021
Figure 00000021

Перейдем от предложенной системы координат к прямоугольной системе координат, представленной на фиг.6, плоскость XY в которой также параллельна плоскости истинного горизонта, ось X направлена на географический север, а начало координат не находится в точке расположения ЛЛ.Let's move from the proposed coordinate system to the rectangular coordinate system shown in Fig. 6, the XY plane in which is also parallel to the plane of the true horizon, the X axis is directed to the geographical north, and the origin is not located at the point of LL location.

Обозначим координаты ЛЛ в данной системе как Хл, Yл, Zn, тогда координаты антенны приемоиндикатора (Ха, Ya, Za) будут определяться выражением:Let us denote the coordinates of the LL in this system as X l , Y l , Z n , then the coordinates of the receiver-indicator antenna (X a , Y a , Z a ) will be determined by the expression:

Figure 00000022
Figure 00000022

где K - курс судна.where K is the heading of the vessel.

Далее необходимо перейти от прямоугольной системы координат к географической. Как известно из навигации [25], длина одной минуты дуги меридиана земного эллипсоида:Next, you need to go from a rectangular coordinate system to a geographic one. As is known from navigation [25], the length of one minute of the earth's ellipsoid meridian arc is:

Figure 00000023
Figure 00000023

где α - большая полуось эллипсоида, е - его эксцентриситет, ϕ - географическая широта данной точки. Длина одной минуты параллели земного эллипсоида:where α is the semi-major axis of the ellipsoid, e is its eccentricity, ϕ is the geographic latitude of a given point. Length of one minute parallel to the earth's ellipsoid:

Figure 00000024
Figure 00000024

Зная координаты размещения ЛЛ (ϕл, λл, hл) в географической системе координат, найдем эталонные координаты точки размещения антенны СПИ - ϕэ, λэ, hэ:Knowing the coordinates of the location of the LL (ϕ l , λ l , h l ) in the geographic coordinate system, we find the reference coordinates of the location of the antenna SPI - ϕ e , λ e , h e :

Figure 00000025
Figure 00000025

Значения эксцентриситета и полуосей эллипсоида выбираются в зависимости от используемой в приемнике геодезической системы (П3-90.02 для ГЛОНАСС или WGS-84 для GPS) [26,27].The values of the eccentricity and semi-axes of the ellipsoid are selected depending on the geodetic system used in the receiver (P3-90.02 for GLONASS or WGS-84 for GPS) [26,27].

Таким образом, после преобразования в СПИ геоцентрических координат точки размещения ЛЛ в географические по формуле (2), они поступают в процессор 5 (фиг.1) вместе с данными об ориентации судна от ССК (K, θ, ψ). Также в процессоре имеются данные о взаимном расположении ЛЛ и антенны 10 (а, b, h). По изложенному выше алгоритму, представленному на фиг.7, в процессоре вычисляются эталонные координаты точки размещения антенны СПИ (ϕэ, λэ, hэ). Эти координаты сравниваются с координатами судна ϕc, λс, hc, полученными по радиосигналам НКА, и определяются погрешности:Thus, after converting the geocentric coordinates of the point of placement of the LL into geographic ones according to the formula (2), they are sent to the processor 5 (Fig. 1) together with the data on the orientation of the vessel from the SSC (K, θ, ψ). The processor also contains data on the relative position of the LL and antenna 10 (a, b, h). According to the above algorithm, presented in Fig. 7, the processor calculates the reference coordinates of the antenna placement point SPI (ϕ e , λ e , h e ). These coordinates are compared with the coordinates of the vessel ϕ c , λ c , h c , obtained from the satellite radio signals, and the errors are determined:

Figure 00000026
Figure 00000026

Для оценки точности нахождения координат СПИ воспользуемся формулой (Лесков М.М., Баранов Ю.К., Гаврюк М.И. Навигация. Изд. 2-е., перераб. и доп.М.: Транспорт, 1986. 360 с. [25]):To assess the accuracy of finding the coordinates of the SPI, we will use the formula (Leskov M.M., Baranov Yu.K., Gavryuk M.I. [25]):

Figure 00000027
Figure 00000027

где М- среднеквадратическая погрешность, D - дисперсия, хi - результаты отдельных наблюдений, m(х) - математическое ожидание, n - число наблюдений. Найденные в соответствии с алгоритмом (фиг.8) эталонные координаты СПИ (ϕэ, λэ, hэ) есть не что иное, как математическое ожидание величин ϕc, λс, hс. Поэтому формулы для расчета среднеквадратических погрешностей обсервованных координат, характеризующих случайные погрешности определения местоположения судна по СПИ СН, запишутся в следующем виде (Лентарев А.А. Морские районы систем обеспечения безопасности мореплавания. Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2004. 114 с. [28]):where M is the root mean square error, D is the variance, x i is the results of individual observations, m (x) is the mathematical expectation, n is the number of observations. Found in accordance with the algorithm (Fig. 8), the reference coordinates of the SPI (ϕ e , λ e , h e ) is nothing but the mathematical expectation of the values ϕ c , λ c , h c. Therefore, the formulas for calculating the root-mean-square errors of the observed coordinates, characterizing the random errors in determining the position of the vessel according to the SPI SN, will be written in the following form (Lentarev A.A.Marine areas of systems for ensuring the safety of navigation. Vladivostok: Marine State University, 2004. 114 p. . [28]):

Figure 00000028
Figure 00000028

СКП обсервации будет находиться по формуле (7). Для оценивания точности СА СН, работающей в дифференциальном режиме, этот способ также легко реализуем. Для этого необходимо, чтобы СА СН получала поправки от дифференциальной подсистемы. Способ, структура и алгоритм функционирования контроля точностных характеристик судовой аппаратуры спутниковой навигации может быть использован, посредством установленного на берегу лазерного локатора.The observation UPC will be found according to the formula (7). For the estimation of the accuracy of the CA CH operating in the differential mode, this method is also easy to implement. To do this, it is necessary that the CA CH receives corrections from the differential subsystem. The method, structure and algorithm for the control of the accuracy characteristics of the ship's satellite navigation equipment can be used by means of a laser locator installed on the shore.

Данный способ может быть реализован системой, использующей информацию от НКА. Система состоит, как показано на рисунке (фиг.8), из АП 2 и береговой аппаратуры 3. АП содержит процессор 5, СПИ 7, информационный вход и информационный выход которого соединены соответственно с информационным выходом и информационным входом процессора 5. В составе АП имеются ССК 8 и судовая станция АИС 7, соединенные с информационным входом процессора 5. В АП также входят апертурная волоконно-оптическая решетка 13, преобразователь 14, антенна СПИ 10, антенна ССК 9 и антенна АИС 16. Кроме того в АП входят т ОУО 11 (числом не менее трех). Береговая аппаратура 3 состоит из ЛЛ 6, установленного на берегу вблизи судоходного пути в точке с известными координатами, процессора 17, береговой станции АИС 15 и ее антенны 16. Процессор 5, приемник радиосигналов 7, ССК 8, АИС 18 и антенны 9,10,19, используются из состава выпускаемых серийной СА СН ГЛОНАСС и GPS [17, 18,19]. ОУО целесообразно устанавливать таким образом, чтобы они были разнесены по всей длине судна. Это необходимо сделать с таким расчетом, чтобы расстояние между ОУО было максимально возможным, что позволит повысить точность измерений (Дмитриев В.И., Григорян В.Л., Катенин В.А. Навигация и лоция. М.: Моркнига, 2009. 472 с. [29], [25]).This method can be implemented by a system using information from the NCA. The system consists, as shown in the figure (Fig. 8), of AP 2 and coastal equipment 3. AP contains a processor 5, SPI 7, the information input and information output of which are connected respectively to the information output and information input of the processor 5. The AP contains SSK 8 and the ship station AIS 7, connected to the information input of the processor 5. The AP also includes an aperture fiber-optic array 13, a converter 14, an SPI 10 antenna, an SSK 9 antenna and an AIS 16 antenna. In addition, the AP includes t OUO 11 ( at least three). Coastal equipment 3 consists of LL 6 installed on the shore near the navigable route at a point with known coordinates, processor 17, coast station AIS 15 and its antenna 16. Processor 5, radio receiver 7, SSK 8, AIS 18 and antenna 9, 10, 19, are used from the serial SN GLONASS and GPS [17, 18, 19]. It is advisable to install the OUO in such a way that they are spaced along the entire length of the vessel. This must be done in such a way that the distance between the OUO is the maximum possible, which will improve the accuracy of measurements (Dmitriev V.I., Grigoryan V.L., Katenin V.A.Navigation i lotsiya. M .: Morkniga, 2009. 472 (see [29], [25]).

Данная система позволяет оценивать точностные характеристики СА СН при реальной эксплуатации. Она работает следующим образом. АП 2 антенной 10 принимает радиосигналы СН, излученные НКА, определяет навигационные параметры (ПД до НКА) и по рабочим алгоритмам определения местоположения СА СН в стандартном режиме [29] вычисляет координаты судна (Хс, Yc, Zc). В основе алгоритмов лежит система уравнений (1).This system makes it possible to evaluate the accuracy characteristics of the SSS in real operation. It works as follows. AP 2 with antenna 10 receives the radio signals from the SN, emitted by the satellite, determines the navigation parameters (AP to the satellite) and, according to the working algorithms for determining the position of the SN, in the standard mode [29], calculates the coordinates of the vessel (X c , Y c , Z c ). The algorithms are based on the system of equations (1).

В судовую станцию АИС 18 вводится информация о взаимном расположении ОУОг, ОУО3 (а2, b2, h2, a3, b3, h3) и антенны СПИ СН 10 (a1, b1, h1) относительно ОУО1. Также в нее поступает информация о местоположении судна (Хс, Yc, Zc) от приемника СН 7 и данные о его курсе (К) от ССК 8. Данная информация транслируется судовой станцией АИС 18 и принимается береговой АИС 15. Information about the relative position of OUOr, OUO 3 (a 2 , b 2 , h 2 , a 3 , b 3 , h 3 ) and antenna SPI SN 10 (a 1 , b 1 , h 1 ) relative to OUO is entered into the AIS 18 ship station. 1 . It also receives information about the position of the vessel (X c , Y c , Z c ) from the receiver CH 7 and data on its course (K) from the SSC 8. This information is broadcast by the ship station AIS 18 and received by the coastal AIS 15.

Полученная информация анализируется в процессоре 17, где определяется взаимная ориентация ЛЛ и ОУО, и при нахождении судна в радиусе действия ЛЛ 6 он запускается и измеряет расстояние до ОУОi 13 (D1, D2 и D3).The information obtained is analyzed in the processor 17, where the mutual orientation of the LL and the OUO is determined, and when the vessel is within the range of the LL 6, it starts up and measures the distance to the OUO i 13 (D 1 , D 2 and D 3 ).

Измеренные расстояния и координаты ЛЛ (Хл, Υл, Ζл) передаются береговой станцией АИС 18. Они принимаются судовой АИС 18 и поступают на вход процессора 5. Зная взаимное расположение ОУО 11 (а2, b2, h2, а3, b3, h3) на судне, выразим координаты ОУO2 и ОУО3 через координаты ОУО1. Для этого воспользуемся алгоритмом, предложенным в предыдущем пункте. По формуле (15), находим величины

Figure 00000029
The measured distances and coordinates LL (X l , Υ l , Ζ l ) are transmitted by the coast station AIS 18. They are received by the ship's AIS 18 and fed to the input of the processor 5. Knowing the relative position of the OUO 11 (a 2 , b 2 , h 2 , a 3 , b 3 , h 3 ) on the ship, we express the coordinates of OUO 2 and OUO 3 through the coordinates of OUO 1 . To do this, we will use the algorithm proposed in the previous paragraph. By formula (15), we find the quantities
Figure 00000029

Figure 00000030
Figure 00000030

Figure 00000031
Figure 00000031

Далее по формуле (16) находим значения а2 и а3:Further, using formula (16), we find the values a 2 and a 3 :

Figure 00000032
Figure 00000032

По формуле (12) находим значения Z22 и Z23:Using the formula (12), we find the values of Z 22 and Z 23 :

Figure 00000033
Figure 00000033

Figure 00000034
Figure 00000034

Figure 00000035
Figure 00000035

Обозначив координаты ОУО[за φ0ΐ, λ0ΐ, h0l по формуле (20), находим координаты ОУO2 (ϕo2, λo2, ho2).Denoting the coordinates of the OUO [for φ 0ΐ , λ 0ΐ , h 0l by formula (20), we find the coordinates of the OUO 2 (ϕ o2 , λ o2 , h o2 ).

Figure 00000036
Figure 00000036

и координаты ОУO3 (ϕo3, λo3, ho3):and coordinates ОУО 3 (ϕ o3 , λ o3 , h o3 ):

Figure 00000037
Figure 00000037

Далее полученные географические координаты подлежат преобразованию в геоцентрические с использованием соотношений [231:Further, the obtained geographic coordinates are subject to transformation into geocentric using the relations [231:

Figure 00000038
Figure 00000038

где

Figure 00000039
- эксцентриситет эллипсоида, а - большая полуось эллипсоида, b - малая полуось эллипсоида.Where
Figure 00000039
is the eccentricity of the ellipsoid, a is the semi-major axis of the ellipsoid, b is the semi-minor axis of the ellipsoid.

Значения эксцентриситета и полуосей эллипсоида выбираются в зависимости от используемой в приемнике геодезической системы (П3-90.02 для ГЛОНАСС или WGS-84 для GPS) (Сборник характерных аварийных случаев на морском транспорте в период 2004-2006 годов. СПб.: ЗАО ЦНИИМФ, 2007. 124 с. [27], Шебшаевич B.C., Григорьев М.Н., Кокина Э.Г. и др. Дифференциальный режим сетевой спутниковой радионавигационной системы // Зарубежная радиоэлектроника. 1989. №1. С.5-33 [28]). Координаты ОУО1 в геоцентрической системе координат:The values of the eccentricity and semi-axes of the ellipsoid are selected depending on the geodetic system used in the receiver (P3-90.02 for GLONASS or WGS-84 for GPS) (Collection of typical accidents in maritime transport in the period 2004-2006. SPb .: ZAO TsNIIMF, 2007. 124 pp. [27], Shebshaevich BC, Grigoriev MN, Kokina EG et al. Differential mode of the network satellite radio navigation system // Foreign radio electronics. 1989. No. 1. P.5-33 [28]). OUO1 coordinates in the geocentric coordinate system:

Figure 00000040
Figure 00000040

Координаты ОУO2 в геоцентрической системе координат:OUO 2 coordinates in the geocentric coordinate system:

Figure 00000041
Figure 00000041

Figure 00000042
Figure 00000042

Figure 00000043
Figure 00000043

Координаты ОУО3 в геоцентрической системе координат:Coordinates of OUO 3 in the geocentric coordinate system:

Figure 00000044
Figure 00000045
Figure 00000044
Figure 00000045

Figure 00000046
Figure 00000046

По полученным от судовой станции АИС 7 расстояниям (D1, D2, D3) и координатам ЛЛ (Хл, Yл, Zл), а также по полученным от ССК 6 данными об ориентации судна (K, θ, ψ) с учетом координат ОУО 11, рассчитанных по выражениям (33), (34), (35), в процессоре 5 по формуле (2) вычисляются координаты точки размещения ОУО1 - ϕo1, λo1, ho1. По имеющимся данным об ориентации судна (K, θ, ψ) и о взаимном расположении ОУО1 и антенны СПИ 10 (a1, b1, h1) в процессоре 5 по формуле (15) вычисляется величина l1:According to the distances received from the AIS 7 ship station (D 1 , D 2 , D 3 ) and the LL coordinates (X l , Y l , Z l ), as well as according to the data received from the SSK 6 on the orientation of the vessel (K, θ, ψ) Taking into account the coordinates of the OUO 11, calculated by expressions (33), (34), (35), in the processor 5 by the formula (2) the coordinates of the point of the OUO 1 are calculated - ϕ o1 , λ o1 , h o1 . According to the available data on the orientation of the vessel (K, θ, ψ) and on the relative position of the OUO 1 and the antenna of the SPI 10 (a 1 , b 1 , h 1 ), the value l 1 is calculated in the processor 5 using the formula (15):

Figure 00000047
Figure 00000047

Далее по формуле (16) в процессоре 4 вычисляется значение α1:Further, according to the formula (16) in the processor 4, the value α 1 is calculated:

Figure 00000048
Figure 00000048

По формуле (12) в процессоре 5 вычисляется величина z21:According to the formula (12), the processor 5 calculates the value z 21 :

Figure 00000049
Figure 00000049

По координатам точки размещения ОУO1, величинам l1,α1, z21 и имеющимся данным об ориентации судна (К, θ, ψ) в процессоре 5 вычисляются эталонные координаты точки размещения антенны СПИ - ϕэ, λэ, hэ:According to the coordinates of the point of placement of OUO 1 , the values l 1 , α 1 , z 21 and the available data on the orientation of the vessel (K, θ, ψ), processor 5 calculates the reference coordinates of the point of placement of the antenna SPI - ϕ e , λ e , h e :

Figure 00000050
Figure 00000050

Эти координаты сравниваются с координатами судна (ϕс, λс, hс), полученными по радиосигналам НКА, и, в соответствии с выражением (21), определяются погрешности, которые используются в процессоре 5 для вычисления координат судна и оценки точности СПИ при реальной эксплуатации.These coordinates are compared with the coordinates of the ship (ϕ s , λ s , h s ), obtained from the satellite radio signals, and, in accordance with expression (21), the errors are determined, which are used in the processor 5 to calculate the coordinates of the ship and estimate the exploitation.

Найденные в соответствии с алгоритмом (фиг.9) эталонные координаты СПИ (ϕэ, λэ, hэ) есть не что иное, как математическое ожидание (Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Астрель, 2006. 991 с. [23], [24]) величин (ϕс, λс, hc. Поэтому расчет среднеквадратических погрешностей обсервованных координат, характеризующих случайные погрешности определения местоположения судна по СПИ СН, будет производиться по формулам (23). СКП обсервации будет находиться по формуле (7). Во время измерения расстояния ЛЛ 6 до ОУО 11, оптический луч попадает на апертурную волоконно-оптическую решетку 13. В процессоре 5 вычисляются угол β - угол прихода оптического луча на решетку 13. Наличие зависимости распределения интенсивностей облучения от угла β на выходе фотодетекторов создает токи разной величины. Их величины формируются по закону этого распределения. Аналоговые величины этих токов одновременно преобразуются в блоке 14 в совокупность n величин, которые вводятся в процессор 5, где вычисляется угол β принятого оптического сигнала. Значения этих углов могут быть использованы при определении положения ДП судна. Этот способ также легко реализуем для оценивания точности СА СН, работающей в дифференциальном режиме. Для этого необходимо, чтобы СА СН получала поправки от ДПС. Также возможен другой вариант функционирования данной системы, при котором судовая АИС 18 передает данные о взаимном расположении ОУО 11 и антенны СПИ 10 (a1, b1, h1, а2, b2, h2, а3, b3, h3), координаты (Хс, Yc, Zc) судна и значения К, θ, ψ от ССК 8. При этом все вычисления в соответствии с алгоритмом, изложенным выше, производятся в процессоре 17 на берегу, а затем передаются в сообщении БАИС 15 на судно. Предлагаемый способ может быть также использован для контроля точностных характеристик судовых спутниковых компасов.Found in accordance with the algorithm (Fig. 9) the reference coordinates of the SPI (ϕ e , λ e , h e ) are nothing but the mathematical expectation (Vygodsky M.Ya. Handbook of Higher Mathematics. M .: Astrel, 2006. 991 p. [23], [24]) values (ϕ с , λ с , h c . Therefore, the calculation of the root-mean-square errors of the observed coordinates, characterizing the random errors in determining the position of the vessel according to the SPI SN, will be made according to the formulas (23). according to the formula (7). During the measurement of the distance LL 6 to OUO 11, the optical beam hits the aperture fiber-optic array 13. Processor 5 calculates the angle β - the angle of arrival of the optical beam on the array 13. The presence of the dependence of the distribution of irradiation intensities on the angle β at the output of the photodetectors creates currents of different magnitudes. Their values are formed according to the law of this distribution. Analog values of these currents are simultaneously converted in block 14 into a set of n values, which are input into the processor 5, where the angle β of the received optical signal is calculated. The values of these angles can be used to determine the position of the ship's DP. This method is also easy to implement for estimating the accuracy of the CH SA operating in differential mode. For this, it is necessary that the SA CH receives amendments from the traffic police. Another variant of the functioning of this system is also possible, in which the ship's AIS 18 transmits data on the relative position of the OUO 11 and the antenna of the SPI 10 (a 1 , b 1 , h 1 , a 2 , b 2 , h 2 , a 3 , b 3 , h 3 ), the coordinates (X c , Y c , Z c ) of the vessel and the values of K, θ, ψ from SSC 8. In this case, all calculations in accordance with the algorithm described above are performed in the processor 17 on the shore, and then transmitted in a message BAIS 15 to the ship. The proposed method can also be used to control the accuracy of ship satellite compasses.

При этом предлагаемый способ может быть реализован системой, представленной на фиг.10, которая использует информацию от НКА, и состоит из АП 2 и береговой аппаратуры 3. АП включает в себя блок синхронизации 4, выход которого соединен с синхронизирующим входом процессора 5 и ЛЛ 6. В АП также входят СПИ СН 7, информационный вход и информационный выход которого соединены соответственно с информационным выходом и информационным входом процессора 5, ССК 8 и судовая станция АИС 18, соединенные с информационным входом процессора 5, а также антенна 10 СПИ, антенна 9 ССК и антенна АИС 19. Береговая аппаратура 3 состоит из т ОУО 11 (не менее трех), установленных на берегу вблизи судоходного пути на расстоянии R друг от друга в точках с известными координатами, БАИС 15 и ее антенны 16. Система, реализующая предложенный способ, позволяет оценивать точностные характеристики СК в процессе реальной эксплуатации и работает следующим образом. АП 2 (судна) антенной 10 принимает радиосигналы СН, излученные НКА, определяет навигационные параметры и по известному алгоритму вычисляет курс судна, в основе которого лежит система уравнений (1.3). С выхода ССК 8 курс судна (Кс) поступает на информационный вход процессора 5. Сигналы блока синхронизации 4 запускают ЛЛ 6, который измеряет расстояния D1, D2, D3 и курсовые углы β1, β2 и β3 - углы прихода отраженного от ОУО оптического луча по отношению к ДП судна. По найденным координатам ЛЛ (ϕ л, λ л) и известным координатам i-го ОУО 11 (ϕoi, λoi) находится пеленг с ЛЛ на ОУО [29]:In this case, the proposed method can be implemented by the system shown in Fig. 10, which uses information from the satellite, and consists of AP 2 and coastal equipment 3. AP includes a synchronization unit 4, the output of which is connected to the synchronizing input of the processor 5 and LL 6 The AP also includes SPI SN 7, the information input and information output of which are connected respectively to the information output and information input of the processor 5, SSK 8 and the ship station AIS 18, connected to the information input of the processor 5, as well as antenna 10 SPI, antenna 9 SSK and an AIS antenna 19. The shore-based equipment 3 consists of t OUO 11 (at least three) installed on the shore near the navigable route at a distance R from each other at points with known coordinates, BAIS 15 and its antenna 16. A system that implements the proposed method, allows you to evaluate the accuracy characteristics of the SC in the process of real operation and works as follows. AP 2 (ship) antenna 10 receives the CH radio signals emitted by the satellite, determines the navigation parameters and, according to the known algorithm, calculates the ship's course, which is based on the system of equations (1.3). From the output of SSK 8, the ship's heading (K s ) is fed to the information input of the processor 5. The signals of the synchronization unit 4 trigger the LL 6, which measures the distances D 1 , D 2 , D 3 and the heading angles β 1 , β 2 and β 3 - the angles of arrival reflected from the OUO optical beam in relation to the DP of the vessel. Based on the found coordinates of the LL (ϕ l, λ l) and the known coordinates of the ith OUO 11 (ϕ oi , λ oi ), the bearing from the LL to the OUO is found [29]:

Figure 00000051
Figure 00000051

По измеренному с помощью ЛЛ 6 курсовому углу на i-й ОУО 11 и найденному значению пеленга вычисляется эталонное значение курса судна:Based on the heading angle measured with the LL 6 at the i-th OUO 11 and the found bearing value, the reference value of the ship's heading is calculated:

Figure 00000052
Figure 00000052

Полученное значение курса (Кэ) сравнивается с курсом судна (Кс), полученным по радиосигналам НКА, и определяется погрешность ССК:The resulting heading value (K e ) is compared with the ship's heading (K s ), received from the satellite radio signals, and the SSK error is determined:

Figure 00000053
Figure 00000053

Эта погрешность используется в процессоре 5 для оценки точностных характеристик ССК при реальной эксплуатации.This error is used in the processor 5 to assess the accuracy characteristics of the SSC in real operation.

Другой способ может быть реализован системой, представленной на фиг.10, которая использует информацию от НКА и состоит из АП 2 и береговой аппаратуры 3. АП содержит процессор 5, ПИ СН 7, информационный вход и информационный выход которого соединены соответственно с информационным выходом и информационным входом процессора 5, ССК 8 и судовую станцию АИС 18, соединенные с информационным входом процессора 5. В систему также входят апертурная волоконно-оптическая решетка 13, преобразователь 14, антенна 10 ПИ, антенна 9 ССК и антенна АИС 19. Кроме того, в состав системы входят т ОУО 11 (не менее трех). Береговая аппаратура 3 состоит из установленного на берегу вблизи судоходного пути ЛЛ 6 в точке с известными координатами, процессора 17, БАИС 15 и ее антенны 16. Апертурная волоконно-оптическая решетка 13 устанавливается в плоскости, параллельной ДП судна. Каждое оптическое волокно соединено с одним фотодетектором, выход каждого из которых соединен со входом одного из преобразователей 14, соединенного с параллельными входами процессора 5. Данная система позволяет оценивать точностные характеристики ССК при реальной эксплуатации и работает следующим образом. Во время измерения расстояния ЛЛ 6 до ОУО 11, оптический луч попадает на апертурную волоконно-оптическую решетку 13. В процессоре 5 вычисляются угол β - угол прихода оптического луча на решетку 13. Наличие зависимости распределения интенсивностей облучения от угла β на выходе фотодетекторов создает токи разной величины. Их величины формируются по закону этого распределения. Аналоговые величины этих токов одновременно преобразуются в блоке 14 в совокупность n величин, которые вводятся в процессор 5, где вычисляется угол β принятого оптического сигнала.Another method can be implemented by the system shown in Fig. 10, which uses information from the satellite and consists of AP 2 and coastal equipment 3. AP contains a processor 5, PI CH 7, the information input and information output of which are connected to the information output and the information output, respectively. input of processor 5, SSK 8 and ship station AIS 18, connected to the information input of processor 5. The system also includes an aperture fiber optic array 13, converter 14, PI antenna 10, SSK antenna 9 and AIS 19 antenna. systems include t OUO 11 (at least three). Onshore equipment 3 consists of an LL 6 installed on the shore near the navigable route at a point with known coordinates, processor 17, BAIS 15 and its antenna 16. Aperture fiber optic array 13 is installed in a plane parallel to the ship's DP. Each optical fiber is connected to one photodetector, the output of each of which is connected to the input of one of the converters 14 connected to the parallel inputs of the processor 5. This system allows you to evaluate the accuracy characteristics of the SSC in real operation and operates as follows. During the measurement of the distance LL 6 to OUO 11, the optical beam hits the aperture fiber-optic array 13. Processor 5 calculates the angle β - the angle of arrival of the optical beam on the array 13. The presence of the dependence of the irradiation intensity distribution on the angle β at the output of the photodetectors creates currents of different magnitudes. Their values are formed according to the law of this distribution. The analog values of these currents are simultaneously converted in block 14 into a set of n values, which are input to the processor 5, where the angle β of the received optical signal is calculated.

По принятым судовой станцией АИС 18 расстояниям (D1, D2 и D3) и координатам ЛЛ 6 (Хл Υл, Ζл), в процессоре 5 по изложенному в предыдущем пункте алгоритму вычисляются координаты ΟΥΟ1 и далее, зная взаимное расположение ОУО1 и волоконно-оптической решетки 8 (а, b, h), по формуле (3.20) вычисляются ее координаты. По координатам ЛЛ 6 (ϕ л, λ л), найденному углу β и координатам решетки 13 (ϕoi, λoi) в процессоре 5 вычисляется пеленг по формуле (3.40), а затем эталонное значение курса (Кэ) судна по формуле (41), которое сравнивается с курсом судна (Кс), полученным по радиосигналам НКА, и определяется погрешность ΔК по формуле (12), которая используется в процессоре 5 для оценки точности ССК в процессе реальной эксплуатации. Работа электромеханических судовых устройств в период выполнения операции швартовки аналогична работе устройств прототипа, т.е. в способе используют рулевой привод, носовое подруливающее устройство и регулятор оборотов гребного винта судна. Режим швартовки выполняется в два этапа с использованием заданной точки Б окончания первого этапа и начала второго. Сигнал момента вхождения судна в точку Б формируют по равенству длины текущего вектора путевого угла заданному значению. Управление курсом осуществляют по программе с использованием рулевого привода. Управление по путевому углу - с использованием носового подруливающего устройства на первом этапе швартовки в соответствии с заданным сигналом путевого угла, который формируют в зависимости от длины вектора заданного путевого угла, а на втором этапе швартовки используют регулятор оборотов гребного винта судна. На первом этапе используют регулятор оборотов гребного винта для управления скоростью хода судна по программе в функции от длины заданного вектора путевого угла. Достигается формирование автоматического управления движением судна в режиме швартовки.According to the 18 distances (D 1 , D 2 and D 3 ) and the coordinates of LL 6 (X l Υ l , Ζ l ), received by the ship station AIS 18, the processor 5 calculates the coordinates ΟΥΟ 1 and further, using the algorithm described in the previous paragraph, knowing the relative position OUO 1 and fiber-optic lattice 8 (a, b, h), according to the formula (3.20) its coordinates are calculated. According to the coordinates of LL 6 (ϕ l, λ l), the found angle β and the coordinates of the lattice 13 (ϕ oi , λ oi ), the processor 5 calculates the bearing by the formula (3.40), and then the reference value of the course (K e ) of the vessel by the formula ( 41), which is compared with the ship's heading (K s ), obtained from the satellite radio signals, and the error ΔK is determined by the formula (12), which is used in the processor 5 to assess the accuracy of the SSC in the process of real operation. The operation of electromechanical ship devices during the mooring operation is similar to the operation of the prototype devices, i.e. The method uses a steering drive, a bow thruster and a ship's propeller speed controller. The mooring mode is performed in two stages using the set point B of the end of the first stage and the beginning of the second. The signal of the moment when the vessel enters point B is formed by the equality of the length of the current vector of the track angle to a given value. The course is controlled according to the program using the steering drive. Track angle control - using a bow thruster at the first stage of mooring in accordance with a given track angle signal, which is formed depending on the length of the vector of a given track angle, and at the second stage of mooring, a propeller propeller speed controller is used. At the first stage, the propeller speed regulator is used to control the speed of the ship according to the program as a function of the length of the given vector of the track angle. EFFECT: formation of automatic control of vessel movement in the mooring mode.

Система швартовки подключается в момент времени to, когда судно достигнет заданную штурманом на карте точку А0 - (начало режима швартовки), при этом штатная система автоматического управления движением судна отключается.The mooring system is activated at the time to, when the vessel reaches the point A 0 - set by the navigator on the map (the beginning of the mooring mode), while the standard automatic control system of the vessel's movement is turned off.

1. Выработка сигнала заданного путевого угла COGзд.i. вектора движения судна из точки Δ0 в точку - Аконеч. с использованием сигналов широт и долгот текущего состояния судна Φi,λi, (в момент времени t0 точка А0).1. Generation of the signal of the set course angle COG bld. I. vector of movement of the vessel from point Δ 0 to point - A final. using signals of latitudes and longitudes of the current state of the vessel Φ i , λ i , (at time t 0 point A 0 ).

Сигнал COGзд формируют в вычислителе (процессор 5) с использованием в сигналов текущих значений Φi, λi (место нахождения судна, сигналы поступают из приемникаCOG signal zd is formed in the calculator (CPU 5) using the current values of signals Φ i, λ i (the location of the vessel, the signals received from the receiver

7 СНС), сигнал центральной точки швартовки судна у пирса - точка Аконеч. (Фконеч., λконеч.) поступает также из вычислителя.7 SNS), the signal of the central point of the vessel's mooring at the pier is point A of the end. (Ф is finite , λ is finite ) also comes from the calculator.

2. Формирование длины вектора Li.2. Formation of the vector length L i .

B вычислитель вводят сигналы: Φi=Φ0, λi=λ0 из приемника 7 СНС. Сигнал длины Li вырабатывается постоянно с момента времени t0 в вычислителе через интервалы времени Δt и подают в блок программного управления.In the calculator enter signals: Φ i = Φ 0 , λ i = λ 0 from the receiver 7 SNS. The signal of length L i is generated continuously from the moment of time t 0 in the calculator at intervals of time Δt and is supplied to the program control unit.

3. В функциональных преобразователях блока программного управления формируются программные сигналы курса - фпрог.и скорости хода судна Vпрог.с использованием сигнала Li. (фпрог.=f1(Li), Vпрог.=f2 (Li). Сигнал условия нахождение судна в области первого или второго этапа швартовки формируют сравнением сигнала Li с введенным заранее в блок программного управления постоянным сигналом Lm длины вектора заданного путевого угла в точке Б.3. In the functional converters of the program control unit, program signals of the course are formed - f prog. and the speed of the vessel V prog. using the signal L i . (f prog. = f 1 (L i ), V prog. = f 2 (L i ). The signal of the condition of the vessel being in the area of the first or second stage of mooring is formed by comparing the signal L i with the constant signal L m introduced into the program control unit in advance the length of the vector of a given track angle at point B.

4. Введение в вычислитель исходных сигналов:4. Introduction to the calculator of initial signals:

1) из блока программного управления вводят программные сигналы1) program signals are input from the program control unit

а) курса судна фпрог=f1 (Li),a) the course of the vessel f prog = f 1 (L i ),

б) скорости хода судна Vпрог.=f2 (Li),b) the speed of the vessel V prog. = f 2 (L i ),

в) Аконеч. c) And finally.

г) сигнал условия нахождения судна в области первого или второго этапа швартовки,d) signal of the condition of the vessel being in the area of the first or second stage of mooring,

2) из приемника 7 СНС поступают сигналы:2) signals are received from the receiver 7 SNS:

а) текущего путевого угла COG,a) the current track angle COG,

б) текущих координат судна Φi, λi,b) the current coordinates of the vessel Φ i , λ i ,

в) текущей скорости хода судна V.c) the current speed of the vessel V.

3) Из датчика руля поступает сигнал текущего значения руля.3) The rudder current value signal comes from the rudder sensor.

4) Из датчика угловой скорости поступает сигнал текущей угловой скорости судна ω.4) The signal of the current angular speed of the vessel ω is received from the yaw rate sensor.

5) Из датчика оборотов поступает сигнал текущих оборотов гребного винта п.5) The signal of the current propeller speed is received from the speed sensor.

6) Из датчика тяги поступает сигнал текущей тяги - Τ носовых подруливающих устройств.6) The current thrust signal is received from the thrust sensor - Τ bow thrusters.

7) Из радара 6 вводят сигналы Lнос., Lкор. - расстояние от носа и кормы судна до пирса. 7) L nose signals are input from radar 6. , L cor. - the distance from the bow and stern of the vessel to the pier.

Управление судном на первом этапе швартовки.Steering the boat at the first stage of mooring.

Формирование сигналов управления рулевым приводом, носовыми подруливающими устройствами и регулятором оборотов гребного винта. Законы управления, вырабатываемые в вычислителе 5:Generation of control signals for the steering drive, bow thrusters and propeller speed governor. Control laws generated in calculator 5:

1) рулевым приводом,1) steering gear,

2) носовым подруливающим устройством,2) bow thruster,

3) регулятором оборотов гребного винта. Поступают соответственно на входы рулевого привода, носового подруливающего устройства, регулятора оборотов гребного винта.3) the propeller speed regulator. They are fed, respectively, to the inputs of the steering drive, bow thruster, and propeller speed governor.

Формирование сигналов управления в вычислителе 5 рулевым приводом, носовыми подруливающими устройствами и регулятором оборотов гребных винтов. На втором этапе режима швартовки при переходе судна из точки Б в точку Аконеч.:Formation of control signals in the calculator 5 by the steering drive, bow thrusters and the propeller speed regulator. At the second stage of the mooring mode, when the vessel moves from point B to point A, the final. :

1) управление углом курса φ, носовым подруливающим устройством.1) control of the heading angle φ, bow thruster.

2) управление скоростью хода судна.2) control of the speed of the vessel.

3) управление путевым углом COG.3) COG track angle control.

Сигналы d/dt δ, d/dt Τ и d/dt n из вычислителя 5 поступают с момента времени tm через интервалы времени Δt соответственно на входы рулевого привода, носового подруливающего устройства, регулятора оборотов гребного винта. В настоящее время создан и эксплуатируется комплекс средств измерений, который обеспечивает проверку точностных характеристик спутниковой навигационной и геодезической аппаратуры при проведении их испытаний и сертификации. Однако он не может быть применен для контроля точности СА СН при реальной эксплуатации, так как его использование ограничено следующими факторами: возможность проверки С А СН только на стенде, а не на судне в процессе эксплуатации; наличие комплекса только в одной организации в единственном экземпляре.The signals d / dt δ, d / dt Τ and d / dt n from the calculator 5 are received from time t m at time intervals Δt, respectively, to the inputs of the steering drive, bow thruster, and propeller speed controller. At present, a complex of measuring instruments has been created and is being operated, which provides verification of the accuracy characteristics of satellite navigation and geodetic equipment during their testing and certification. However, it cannot be used to control the accuracy of the S A CH during real operation, since its use is limited by the following factors: the possibility of checking the S A CH only at the stand, and not on the ship during operation; the presence of the complex in only one organization in a single copy.

Поэтому для СА СН возникает задача по обеспечению и контролю ее точностных характеристик при реальной эксплуатации.Therefore, the task of ensuring and controlling its accuracy characteristics during real operation arises for the SN SAN.

Разработанный способ может быть использован для контроля точностных характеристик СПИ СН на основе установленного на борту судна ЛЛ, его структурная реализация и алгоритм функционирования, сущность которого заключается в вычислении координат СПИ (Хс, Yc, Zc) по стандартному алгоритму, измерении ЛЛ расстояний (D1, D2, D3) до ОУО, установленных на берегу, расчете координат точки размещения ЛЛ (Хл, Υл, Ζл), с последующим их преобразованием в географическую систему координат (ϕ л, λ л, hл), нахождении эталонных координат точки размещения антенны СПИ (ϕэ, λэ, hэ) и их сравнении с вычисленными координатами СПИ (ϕс, λс, hc) с использованием информационных сигналов от НКА. Полученные поправки (Δϕ=ϕс - ϕэ; Δλ=λс - λэ; Δh=hc - hэ) позволяют осуществлять контроль точностных характеристик СПИ СН при реальной эксплуатации, что значительно повысит качество навигационного обеспечения безопасности мореплавания. При реализации способа контроля точностных характеристик СПИ СН на основе установленного на берегу ЛЛ, его структурная реализация и алгоритм функционирования, сущность которого заключается в вводе в вычислительный блок данных о расположении ОУО и антенны СПИ (а1, b1, h1, а2, b2, h2, а3, b3, h3), координат и курса судна (Хс, Yc, Zc, К), углов крена и дифферента (θ, ψ), а также расстояний (D1, D2, D3), измеренных ЛЛ до ОУО, и его координат (Хл, Yл, Zл), и последующим расчетом эталонных координат антенны СПИ (ϕэ, λэ, hэ), которые сравниваются с вычисленными координатами СПИ (ϕc, λс, hc) с использованием информационных сигналов от НКА. Полученные поправки (Δϕ=ϕс - ϕэ; *Αλ=λ с - λэ; Δh=hc - hэ) также позволят контролировать точностные характеристики СПИ СН при реальной эксплуатации, что значительно повысит качество навигационного обеспечения безопасности мореплавания. При реализации способа контроля точностных характеристик ССК при реальной эксплуатации на основе расположенного на судне ЛЛ, его структурная реализация и алгоритм функционирования. Сущность данного способа заключается в следующем. В вычислительный блок поступает информация о курсе судна, выдаваемом ССК, о расстояниях (D1, D2, D3) и курсовых углах (β1, β2,c β3), измеренных ЛЛ. Далее происходит расчет координат ЛЛ (ϕл, λл) и его пеленг на ОУО (Πi) с последующим вычислением эталонного значения курса судна (Кэ). Для определения погрешности ССК необходимо сравнить эталонное значение (Кэ) с измеренным (Кс). Таким образом, полученная погрешность позволяет осуществлять контроль точностных характеристик ССК при реальной эксплуатации, что значительно повысит качество навигационного обеспечения безопасности мореплавания.The developed method can be used to control the accuracy characteristics of the SPI SN based on the LL installed on board the vessel, its structural implementation and the algorithm of functioning, the essence of which is to calculate the coordinates of the SPI (X c , Y c , Z c ) according to the standard algorithm, measure the LL distances (D 1 , D 2 , D 3 ) to the OUO installed on the shore, calculating the coordinates of the point of placement of the LL (X l , Υ l , Ζ l ), with their subsequent transformation into a geographic coordinate system (ϕ l, λ l, h l ), finding the reference coordinates of the antenna placement point of the SPI (ϕ e , λ e , h e ) and comparing them with the calculated coordinates of the SPI (ϕ s , λ s , h c ) using information signals from the satellite. The obtained corrections (Δϕ = ϕ s - ϕ e ; Δλ = λ s - λ e ; Δh = h c - h e ) allow monitoring the accuracy characteristics of the SPI SN in real operation, which will significantly improve the quality of navigation safety of navigation. When implementing the method for monitoring the accuracy characteristics of the SPI SN based on the LL installed on the shore, its structural implementation and the algorithm of functioning, the essence of which is to enter data on the location of the OUO and the antenna of the SPI (a 1 , b 1 , h 1 , a 2 , b 2 , h 2 , a 3 , b 3 , h 3 ), coordinates and course of the vessel (X c , Y c , Z c , K), roll and trim angles (θ, ψ), as well as distances (D 1 , D 2 , D 3 ), measured by LL to the OUO, and its coordinates (X l , Y l , Z l ), and the subsequent calculation of the reference coordinates of the SPI antenna (ϕ e , λ e , h e ), which are compared with the calculated coordinates of the SPI (ϕ c , λ c , h c ) using information signals from the satellite. The obtained corrections (Δϕ = ϕ s - ϕ e ; * Αλ = λ s - λ e ; Δh = h c - h e ) will also make it possible to control the accuracy characteristics of the SPI SN in real operation, which will significantly improve the quality of navigation safety of navigation. When implementing the method for monitoring the accuracy characteristics of the SSC during real operation on the basis of the LL located on the ship, its structural implementation and the algorithm of functioning. The essence of this method is as follows. The computing unit receives information about the ship's heading, issued by the SSC, the distances (D 1 , D 2 , D 3 ) and heading angles (β 1 , β 2 , c β 3 ), measured by the LL. Next, the coordinates of the LL (ϕ l , λ l ) and its bearing to the OUO (Π i ) are calculated, followed by the calculation of the reference value of the ship's heading (K e ). To determine the SSC error, it is necessary to compare the reference value (K e ) with the measured one (K s ). Thus, the obtained error makes it possible to control the precision characteristics of the SSC during real operation, which will significantly increase the quality of navigation support for the safety of navigation.

При реализации способа контроля точностных характеристик ССК при реальной эксплуатации на основе установленного на берегу ЛЛ, его структурная реализация и алгоритм функционирования. Сущность способа заключается в измерении ЛЛ расстояний (D1, D2, D3) и курсовых углов (β1, β2, β3) до ОУО, размещенных на судне, расчете координат ЛЛ (ϕл, λл) и волоконно-оптической решетки (ϕoi, λoi), вычислении пеленгов с ЛЛ на ОУО (Пi) и эталонного значения курса судна (Кэ) с последующим его сравнением с курсом, выработанным ССК (Кc). Рассчитанная погрешность (ΔК=Кс-Кэ) используется в процессоре для оценки точности ССК при реальной эксплуатации, что значительно повысит качество навигационного обеспечения безопасности мореплавания. Предложенные способы контроля точностных характеристик СА СН на основе установленного на берегу (или на судне) ЛЛ, их структурные реализации и алгоритмы функционирования позволяют с высокой точностью определять погрешности СА СН в различных условиях реальной эксплуатации и информировать судоводителей о действительных, а не о потенциальных точностных характеристиках, что в определенной мере повышает уровень навигационного обеспечения безопасности мореплавания. Кроме того, эти способы контроля точностных характеристик СА СН имеют ряд преимуществ по сравнению с лабораторными, а именно:When implementing the method for monitoring the accuracy characteristics of the SSC during real operation on the basis of the LL installed on the shore, its structural implementation and the algorithm of functioning. The essence of the method consists in measuring the LL distances (D 1 , D 2 , D 3 ) and heading angles (β 1 , β 2 , β 3 ) to the OUO located on the ship, calculating the coordinates of the LL (ϕ l , λ l ) and fiber optical lattice (ϕ oi , λ oi ), calculation of bearings from LL to OUO (P i ) and the reference value of the ship's heading (K e ) with its subsequent comparison with the heading developed by the SSC (K c ). The calculated error (ΔK = K s -K e ) is used in the processor to assess the accuracy of the SSC in real operation, which will significantly improve the quality of navigation support for the safety of navigation. The proposed methods for monitoring the accuracy characteristics of the ATS on the basis of the LL installed on the shore (or on board the ship), their structural implementations and functioning algorithms make it possible to determine with high accuracy the errors of the ATS in various conditions of real operation and inform the navigators about the actual, and not about the potential, accuracy characteristics. , which to a certain extent increases the level of navigation safety of navigation. In addition, these methods of monitoring the accuracy characteristics of the ATS have a number of advantages over laboratory ones, namely:

1) простота в технической реализации и высокая надежность;1) simplicity in technical implementation and high reliability;

2) мобильность в использовании и относительная дешевизна;2) mobility in use and relative cheapness;

3) возможность проверки точности СА СН в реальных условиях в процессе эксплуатации (без демонтажа аппаратуры с судна) и др.3) the ability to check the accuracy of the CA CH in real conditions during operation (without dismantling the equipment from the ship), etc.

Источники информации.Information sources.

1. Патент RU №2082090 С1, 22.02.1994.1. Patent RU No. 2082090 C1, 22.02.1994.

2. Интернет источник: e-mail:mailto:info@tlcnovo.ru?subject.2. Internet source: e-mail: mailto: info@tlcnovo.ru? Subject.

3. Патент RU №2330789 С1, 10.08.2008.3. Patent RU No. 2330789 C1, 10.08.2008.

4. Патент RU №2245914 С1, март 2005.4. Patent RU No. 2245914 C1, March 2005.

5. Справочник капитана / Под. ред. Дмитриева В.И. СПб.: Элмор, 2009. 816 с.5. Captain's Handbook / Under. ed. Dmitrieva V.I. Saint Petersburg: Elmore, 2009.816 p.

6. Адерихин И.В., Кищенко С.С, Сальников А.И. Способ контроля точностных характеристик судовых приемоиндикаторов спутниковой навигации при эксплуатации // Транспортная безопасность и технологии. 2006. №2. С. 61-62.6. Aderikhin I.V., Kishchenko S.S., Salnikov A.I. Method of monitoring the accuracy characteristics of ship receivers and indicators of satellite navigation during operation // Transport safety and technologies. 2006. No. 2. S. 61-62.

7. ГОСТ РВ 8.560-95. Государственная система обеспечения единства измерений. Средства измерений военного назначения. Испытания и утверждение типа. М.: Госстандарт России, 1994. 28 с.7. GOST RV 8.560-95. State system for ensuring uniformity of measurements. Military measuring instruments. Tests and type approval. Moscow: Gosstandart of Russia, 1994.28 p.

8. Кривов А.С., Донченко СИ., Денисенко О.В. Комплекс эталонов и средств измерений для испытаний аппаратуры потребителей космических навигационных систем ГЛОНАСС/GPS // Информост.2004. №1 (31). С. 46-47.8. Krivov A.S., Donchenko S.V., Denisenko O.V. Complex of standards and measuring instruments for testing the equipment of consumers of space navigation systems GLONASS / GPS // Informost. 2004. No. 1 (31). S. 46-47.

9. Технико - эксплуатационные требования на лазерную систему швартовки крупнотоннажных судов. - МФ - 02 - 22/848 - 64, 2002.9. Technical and operational requirements for the laser mooring system for large vessels. - MF - 02 - 22/848 - 64, 2002.

10. Аснис Л.Н., Васильев В.П., Волконский В.Б. Лазерная дальнометрия. М.: Радио и связь, 1995. 256 с.10. Asnis L.N., Vasiliev V.P., Volkonsky V.B. Laser ranging. M .: Radio and communication, 1995.256 p.

11. Адерихин И.В., Сальников А.И. Использование спутниковой связи и навигации в системах дальней идентификации и контроля местоположения судов. Тезисы доклада. Материалы XXIX НПК ППС МГАВТ. М.: МГАВТ, 2007. С. 4-5.11. Aderikhin I.V., Salnikov A.I. The use of satellite communications and navigation in systems for long-distance identification and control of the position of ships. Theses of the report. Materials of XXIX NPK PPP MGAVT. M .: MGAVT, 2007.S. 4-5.

12. Адерихин И.В., Сальников А.И. Методика контроля точностных характеристик судовых приемоиндикаторов спутниковой навигации при эксплуатации. Тезисы доклада. Материалы XXVIII НПК ППС МГАВТ. М.: МГАВТ, 2006. С. 5-6.12. Aderikhin I.V., Salnikov A.I. Methodology for monitoring the accuracy characteristics of shipborne satellite navigation receivers during operation. Theses of the report. Materials of XXVIII NPK PPP MGAVT. M .: MGAVT, 2006.S. 5-6.

13. Адерихин И.В., Сальников А.И. Способ контроля точности судовых приемоиндикаторов спутниковой навигации при реальной эксплуатации. Сборник научных трудов "Повышение эффективности судопропуска, судовых технических и радионавигационных систем и безопасности плавания". М.: Альтаир-МГАВТ, 2008. С. 3-5.13. Aderikhin I.V., Salnikov A.I. A method for controlling the accuracy of ship receivers for satellite navigation in real operation. Collection of scientific papers "Increasing the efficiency of ship passes, ship technical and radio navigation systems and navigation safety". M .: Altair-MGAVT, 2008.S. 3-5.

14. Адерихин И.В., Сальников А.И. Способ контроля точностных характеристик судовых спутниковых компасов и пути его реализации при эксплуатации. Тезисы доклада. Материалы XXXI НПК ППС МГАВТ. М.: МГАВТ, 2009. С. 23-24.14. Aderikhin I.V., Salnikov A.I. A method for monitoring the accuracy characteristics of ship satellite compasses and ways of its implementation during operation. Theses of the report. Materials XXXI NPK PPP MGAVT. M .: MGAVT, 2009.S. 23-24.

15. Отчет о НИР "Способы повышения и контроля точностных характеристик судовой аппаратуры радионавигационной системы при эксплуатации". Рук. темы д.т.н., проф. Адерихин И.В., ответств. исполн. Сальников А.И. Госрегистрация №01201061485. М.: МГАВТ, 2010. 118 с.15. Research report "Methods for increasing and controlling the accuracy of the ship equipment of the radio navigation system during operation". Hands. topics doctor of technical sciences, prof. Aderikhin I.V., Responsible execution Salnikov A.I. State registration number 01201061485. M .: MGAVT, 2010.118 p.

16. Куршин В. В. Математическое и программное обеспечение навигации с использованием систем ГЛОНАСС/GPS/WAAS. Диссертация на соискание ученой степени д.т.н. М., 2003. 339 с.16. Kurshin VV Mathematical and software for navigation using GLONASS / GPS / WAAS systems. Dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences M., 2003.339 p.

17. Gyrocompass Yokogawa CMZ700S (проспект). Yokogawa, 2007.17. Gyrocompass Yokogawa CMZ700S (brochure). Yokogawa, 2007.

18. Magellan GPS Satellite Navigation NAV-1200 (проспект). MSC, 1995. Precision Positioning and Tracking System "Fanbeam 4" (проспект). Kongsberg, 2009.18. Magellan GPS Satellite Navigation NAV-1200 (prospectus). MSC, 1995. Precision Positioning and Tracking System "Fanbeam 4" (brochure). Kongsberg, 2009.

19. The Mariner's Handbook. NP100. Ninth Edition. UKHO, 2009.19. The Mariner's Handbook. NP100. Ninth Edition. UKHO, 2009.

20. Глобальная навигационная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС / под ред. Харисова В.Н., Перова А.И., Болдина В.А. - Изд. 4-е. М.: Радиотехника, 2010. 800 с.20. Global navigation satellite radio navigation system GLONASS / ed. Kharisova V.N., Perova A.I., Boldina V.A. - Ed. 4th. M .: Radiotekhnika, 2010.800 p.

21. 62. Сикарев И.А. Функционально устойчивые автоматизированные идентификационные системы для мониторинга и управления движением судов на речном транспорте. Диссертации на соискание ученой степени д.т.н. СПб., 2010. 234 с.21.62 Sikarev I.A. Functionally stable automated identification systems for monitoring and controlling the movement of vessels in river transport. Dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences SPb., 2010.234 p.

22. Фарватер РК -2306 (проспект). Радио Комплекс, 2009. 4 с.22. Fairway RK -2306 (prospectus). Radio Complex, 2009.4 p.

23. Кожухов В.П., Жухлин A.M., Кондрашихин В.Т. и др. Математические основы судовождения. М.: Транспорт, 1993. 200 с.23. Kozhukhov V.P., Zhukhlin A.M., Kondrasikhin V.T. and other Mathematical foundations of navigation. Moscow: Transport, 1993.200 s.

24. Выгодский М.Я. Справочник по элементарной математике. М.: Астрель, 2006. 509 с.24. Vygodsky M. Ya. Handbook of Elementary Mathematics. M .: Astrel, 2006.509 p.

25. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Астрель, 2006. 991 с.25. Vygodsky M. Ya. Handbook of Higher Mathematics. M .: Astrel, 2006.991 p.

26. Сборник характерных аварийных случаев на морском транспорте в период 2004-2006 годов. СПб.: ЗАО ЦНИИМФ, 2007. 124 с.26. Collection of typical accidents in maritime transport in the period 2004-2006. SPb .: ZAO TsNIIMF, 2007.124 p.

27. Шебшаевич B.C., Григорьев М.Н., Кокина Э.Г. и др. Дифференциальный режим сетевой спутниковой радионавигационной системы // Зарубежная радиоэлектроника. 1989. №1.С.5-33.27. Shebshaevich B.C., Grigoriev M.N., Kokina E.G. et al. Differential mode of the network satellite radio navigation system // Foreign radio electronics. 1989. No. 1.S.5-33.

28. Лентарев А.А. Морские районы систем обеспечения безопасности мореплавания. Владивосток: Мор. гос. ун-т, 2004. 114 с.28. Lentarev A.A. Maritime areas of navigation safety systems. Vladivostok: Mor. state un-t, 2004.114 p.

29. Дмитриев В.И., Григорян В.Л., Катенин В.А. Навигация и лоция. М.: Моркнига, 2009. 472 с.29. Dmitriev V.I., Grigoryan V.L., Katenin V.A. Navigation and pilotage. M .: Morkniga, 2009.472 p.

Claims (2)

1. Способ швартовки судна с использованием приемника спутниковой навигационной системы (СНС), рулевого привода, носового подруливающего устройства, датчика руля, датчика тяги, блока программного управления, датчика угловой скорости и вычислителя, в который вводят из приемника СНС сигналы координат судна, скорости хода судна, производной скорости хода судна и путевого угла, из датчика руля - сигнал угла руля, из датчика угловой скорости - сигнал угловой скорости и из датчика тяги - сигнал тяги, дополнительно используют радары и регулятор оборотов гребного винта, вводят в блок программного управления сигналы координат центральной точки швартовки судна и длину вектора путевого угла в точке начала второго этапа швартовки, по сигналам координат судна и сигналам координат центральной точки швартовки судна в вычислителе формируют сигналы заданного путевого угла и длины вектора путевого угла, сигнал длины вектора путевого угла вводят в блок программного управления, где формируют в зависимости от длины вектора путевого угла сигналы программной скорости хода судна, программного курса и разности сигналов длины вектора путевого угла и длины вектора путевого угла точки начала второго этапа швартовки, сравнивают эти сигналы, и если разность сигналов положительна, в вычислителе формируют три сигнала управления первого этапа швартовки, при равенстве нулю или отрицательном значении разности этих сигналов в вычислителе формируют три сигнала управления второго этапа швартовки, формирование в вычислителе трех сигналов управления первого этапа швартовки осуществляют следующим образом: первый сигнал управления рулевым приводом в виде алгебраической суммы сигналов угла курса, угловой скорости, угла руля и программного курса, выработанного в блоке программного управления, подают на вход рулевого привода, второй сигнал управления носовым подруливающим устройством в виде алгебраической суммы сигналов путевого угла, заданного путевого угла, производной путевого угла и тяги подают на вход носового подруливающего устройства, третий сигнал управления регулятором оборотов гребного винта в виде алгебраической суммы сигналов скорости хода судна, ее производной и программной скорости хода судна, выработанной в блоке программного управления, подают на вход регулятора оборотов гребного винта, формирование в вычислителе трех сигналов управления второго этапа швартовки осуществляют следующим образом: сигнал управления рулевым приводом в виде алгебраической суммы сигналов угла курса и программного курса, сформированного в блоке программного управления, подают на вход рулевого привода, причем знак сигнала, подаваемого на вход рулевого привода, изменяют на обратный при заднем ходе судна, сигнал управления носовым подруливающим устройством в виде алгебраической суммы сигналов расстояний до пирса от носового и кормового радаров и производной от разности этих сигналов подают на вход носового подруливающего устройства, сигнал управления регулятором оборотов гребного винта формируют либо в виде алгебраической суммы сигналов скорости хода судна и ее производной и программной скорости хода судна, выработанной в блоке программного управления, который затем подают на вход регулятора оборотов гребного винта, если сигнал длины вектора путевого угла больше заданной уставки, либо, если сигнал заданной длины вектора путевого угла меньше уставки, сигнал управления регулятором оборотов гребного винта формируют в виде алгебраической суммы путевого угла и заданного путевого угла, который затем подают на вход регулятора оборотов гребного винта, отличающийся тем, что посредством радаров измеряют расстояние, и/или пеленг, и/или курс, по крайней мере, до трех оптических угловых отражателей, установленных на причальном основании с известными координатами, рассчитывают координаты точки установки радара на судне с последующим их преобразованием в географическую систему координат, вычисляют координаты точки установки антенны приемника СНС, вычисляют эталонные координаты точки установки антенны приемника СНС, вычисляют погрешности расстояний, пеленга и курса, вычисляют поправки, которые вводят в вычислитель, при этом также вводят в вычислитель данные о расположении оптических уголковых отражателей (ОУО) и антенны спутникового приемоиндикатора (СПИ) (a1, b1, h1, a2, b2, h2, а3, b3, h3), координаты и курс судна (Хс, Yc, Zc, K), углов крена и дифферента (θ, ψ), а также расстояний (D1, D2, D3), измеренных радаром до ОУО, и его координат (Хл, Yл, Ζл), и последующим расчетом эталонных координат антенны СПИ (φэ, λэ, hэ), которые сравниваются с вычисленными координатами СПИ (φc, λс, hc) с использованием информационных сигналов от НКА, полученные поправки (Δϕ=ϕc-ϕэ; Δλ==λс-λэ; Δh=hc-hэ) также позволят контролировать точностные характеристики СПИ СН при реальной эксплуатации.1. A method of mooring a vessel using a satellite navigation system (SNS) receiver, a steering drive, a bow thruster, a rudder sensor, a thrust sensor, a program control unit, an angular rate sensor and a computer, into which signals of the vessel's coordinates and speed are input from the SNS receiver of the vessel, the derivative of the ship's speed and the course angle, from the rudder sensor - the rudder angle signal, from the angular speed sensor - the angular speed signal and from the thrust sensor - the thrust signal, additionally use radars and the propeller speed controller, enter the coordinate signals into the program control unit the central point of the vessel's mooring and the length of the vector of the track angle at the start point of the second stage of mooring, according to the signals of the coordinates of the vessel and the signals of the coordinates of the central point of the mooring of the vessel, the signals of the specified track angle and the length of the vector of the track angle are generated in the computer, the signal of the vector length of the track angle is entered into the program control , where they form depending on from the length of the vector of the track angle, the signals of the programmed speed of the ship, the programmed heading and the difference between the signals of the length of the vector of the track angle and the length of the vector of the track angle of the starting point of the second stage of mooring, these signals are compared, and if the signal difference is positive, three control signals of the first stage of mooring are generated in the calculator , if the difference between these signals is zero or negative, three control signals of the second stage of mooring are generated in the computer, the formation in the computer of three control signals of the first stage of mooring is carried out as follows: the first control signal of the steering drive in the form of an algebraic sum of signals of the course angle, angular velocity, angle the rudder and the programmed course developed in the program control unit are fed to the input of the steering drive, the second control signal of the bow thruster in the form of an algebraic sum of the signals of the track angle, a given track angle, the derivative of the track angle and thrust is fed to the input of the bow thruster, the third control signal of the propeller speed regulator in the form of an algebraic sum of the signals of the ship's speed, its derivative and the programmed speed of the ship, developed in the program control unit, is fed to the input of the propeller speed regulator, the formation in the calculator of three control signals of the second stage mooring is carried out as follows: the steering drive control signal in the form of an algebraic sum of the heading angle signals and the programmed heading formed in the program control unit is fed to the steering drive input, and the sign of the signal supplied to the steering drive input is changed to the opposite when the ship is reversing, the bow thruster control signal in the form of the algebraic sum of the signals of the distances to the pier from the bow and stern radars and the derivative of the difference of these signals is fed to the input of the bow thruster, the control signal of the propeller speed regulator is formed either in the idea of the algebraic sum of the signals of the speed of the ship's speed and its derivative and the programmed speed of the ship, generated in the program control unit, which is then fed to the input of the propeller speed regulator, if the signal of the vector length of the track angle is greater than the specified setting, or if the signal of the given length of the track vector angle is less than the setting, the control signal of the propeller speed regulator is formed in the form of an algebraic sum of the track angle and a given track angle, which is then fed to the input of the propeller speed control, characterized in that the distance and / or bearing and / or course are measured by means of radars , at least up to three optical corner reflectors installed on the quay with known coordinates, calculate the coordinates of the radar installation point on the ship with their subsequent transformation into a geographic coordinate system, calculate the coordinates of the antenna installation point of the SNS receiver, calculate the reference coordinates of the antenna installation point s of the SNS receiver, calculate the errors of distances, bearing and heading, calculate the corrections that are entered into the computer, while also entering the data on the location of optical corner reflectors (OUO) and the antenna of the satellite receiver indicator (SPI) (a 1 , b 1 , h 1 , a 2 , b 2 , h 2 , a 3 , b 3 , h 3 ), coordinates and course of the vessel (X c , Y c , Z c , K), heel and trim angles (θ, ψ), and distances (D 1 , D 2 , D 3 ), measured by the radar to the OUO, and its coordinates (X l , Y l , Ζ l ), and the subsequent calculation of the reference coordinates of the SPI antenna (φ e , λ e , h e ), which compared with the calculated coordinates of the SPI (φ c , λ c , h c ) using information signals from the satellite, the obtained corrections (Δϕ = ϕ c -ϕ e ; Δλ == λ with -λ e ; Δh = h c -h e ) will also allow you to control the accuracy characteristics of the SPI SN in real operation. 2. Система для швартовки судна по п.1, включающая приемник спутниковой навигационной системы (СНС), рулевой привод, носовое подруливающее устройство, датчик руля, датчик тяги, блок программного управления, датчик угловой скорости и вычислитель, в который вводят из приемника СНС сигналы координат судна, скорости хода судна, производной скорости хода судна и путевого угла, отличающаяся тем, что устройство содержит блок синхронизации, выход которого соединен с синхронизирующим входом процессора и радара, судовую и береговую автоматическую систему идентификации (АИС), береговые оптические угловые отражатели, аппаратура состоит из m ОУО (не менее трех), установленных на берегу вблизи судоходного пути на расстоянии R в точках с известными координатами.2. A system for mooring a vessel according to claim 1, including a satellite navigation system (SNS) receiver, a steering gear, a bow thruster, a rudder sensor, a thrust sensor, a program control unit, an angular velocity sensor and a computer into which signals are input from the SNS receiver coordinates of the vessel, the speed of the vessel, the derivative of the speed of the vessel and the course angle, characterized in that the device contains a synchronization unit, the output of which is connected to the synchronization input of the processor and radar, the ship's and coastal automatic identification system (AIS), coastal optical angular reflectors, equipment consists of m OUOs (at least three), installed on the shore near the waterway at a distance R at points with known coordinates.
RU2020113082A 2020-03-25 2020-03-25 Method and system for mooring watercraft RU2747521C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020113082A RU2747521C1 (en) 2020-03-25 2020-03-25 Method and system for mooring watercraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020113082A RU2747521C1 (en) 2020-03-25 2020-03-25 Method and system for mooring watercraft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2747521C1 true RU2747521C1 (en) 2021-05-06

Family

ID=75851037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020113082A RU2747521C1 (en) 2020-03-25 2020-03-25 Method and system for mooring watercraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2747521C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2359149A (en) * 1998-11-19 2001-08-15 Abb Ind As A method for automatic positioning of a vessel
RU2429161C1 (en) * 2010-08-26 2011-09-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method of ship coordinated maneuvering
RU151140U1 (en) * 2014-06-04 2015-03-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук SYSTEM OF AUTOMATIC CONTROL OF MOTION OF A SHIP BY A PRESENT TRAJECTORY
RU2643072C2 (en) * 2016-06-14 2018-01-30 Виктор Григорьевич Сенченко Method of high-accuracy determination of navigation elements of vessel movement

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2359149A (en) * 1998-11-19 2001-08-15 Abb Ind As A method for automatic positioning of a vessel
RU2429161C1 (en) * 2010-08-26 2011-09-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method of ship coordinated maneuvering
RU151140U1 (en) * 2014-06-04 2015-03-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук SYSTEM OF AUTOMATIC CONTROL OF MOTION OF A SHIP BY A PRESENT TRAJECTORY
RU2643072C2 (en) * 2016-06-14 2018-01-30 Виктор Григорьевич Сенченко Method of high-accuracy determination of navigation elements of vessel movement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2483280C1 (en) Navigation system
CN103591965A (en) Online calibrating method of ship-based rotary strapdown inertial navigation system
CN102278986A (en) Optimization method for electronic marine chart ship route design
Korkishko et al. Strapdown inertial navigation systems based on fiber-optic gyroscopes
JP2003532083A (en) Method and apparatus for instantaneous heading measurement based on positioning signals by satellite
US2908902A (en) World-wide navigational system
RU2747521C1 (en) Method and system for mooring watercraft
CN105300407A (en) Marine dynamic starting method for uniaxial modulation laser gyro inertial navigation system
Lušić Astronomical position without observed altitude of the celestial body
RU165915U1 (en) SYSTEM OF AUTOMATIC WIRING OF VESSELS ON A PRESENT MOTION TRAJECTORY
NO324073B1 (en) Method and apparatus for determining correction parameters
RU2606241C1 (en) Method of aircraft relative position determining during inter-plane navigation
RU2550299C2 (en) Method of determining true velocity of ship from measurements of travel distance on tack from fixed constellation of spacecraft of mid-orbit satellite radio navigation system
RU2375679C2 (en) Inertial-satellite navigation, orientation and stabilisation system
KR100760979B1 (en) The system for detecting position of vessel and the method thereof
RU2523670C1 (en) Integrated inertial-satellite system of orientation and navigation for marine facilities
RU2529649C1 (en) Method for angular orientation of object based on spacecraft radio navigation signals
Park et al. New Methodology in Analysis of Physical Properties and Roll Decay with Uncertainty Estimates for Surface-Ship Model Experiments
US3621578A (en) Navigational instrument
Grm et al. Testing the functionality and applicability of smart devices for a handheld celestial navigation system
Pawłowski Experimental study of a positioning accuracy with GPS receiver
Karaush et al. Calibration of GNSS receiver with GLONASS signals
RU2292526C1 (en) Mode of definition of the land-surveying coordinates of an object
RU2786251C1 (en) Ship navigation and control complex
Emel’yantsev et al. Using phase measurements for determining a vehicle’s attitude parameters by a GPS-aided inertial system