RU2768244C1 - System of high-precision local 3d - positioning of water vehicles for navigation and maneuvering on dangerous sections of inland waterways - Google Patents

System of high-precision local 3d - positioning of water vehicles for navigation and maneuvering on dangerous sections of inland waterways Download PDF

Info

Publication number
RU2768244C1
RU2768244C1 RU2021125065A RU2021125065A RU2768244C1 RU 2768244 C1 RU2768244 C1 RU 2768244C1 RU 2021125065 A RU2021125065 A RU 2021125065A RU 2021125065 A RU2021125065 A RU 2021125065A RU 2768244 C1 RU2768244 C1 RU 2768244C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
navigation
positioning
complex
onboard
water
Prior art date
Application number
RU2021125065A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Анатольевич Канаков
Игорь Константинович Кузьмичев
Андрей Борисович Корнев
Анатолий Вячеславович Кондратьев
Игорь Викторович Липатов
Александр Геннадьевич Панкратов
Андрей Эдуардович Пащенко
Марат Николаевич Черемхин
Александр Геннадьевич Юдин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АФС 52"
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 Общество с ограниченной ответственностью "АФС 52" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АФС 52"
Priority to RU2021125065A priority Critical patent/RU2768244C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2768244C1 publication Critical patent/RU2768244C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/10Position of receiver fixed by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements, e.g. omega or decca systems

Abstract

FIELD: navigation.
SUBSTANCE: invention relates to means for ensuring navigation and maneuvering of water transport, as well as monitoring indicators or operational parameters of ships during operation. Positioning accuracy is ensured both by a more accurate determination of the coordinates of the vessel, and by the fact that in the implementation of the invention the values ​​of the projections of its velocity vector are determined. In the system of high-precision local 3D positioning of water vehicles for navigation and maneuvering on dangerous sections of inland waterways, the complex of onboard equipment includes four on-board transmitting stations located at the bow, aft and on the right and left sides of the midships of the water vehicle hull, which emit radio signals at different frequencies and are synchronized by a common highly stable reference oscillator. The coastal equipment includes eight signal receiving stations located along the right and left banks of the channel at the vertices of a cube with a side equal to the width of the channel, and connected to a computing unit, which, in addition to the current coordinates of the water vehicle, determines the values ​​of the projections of its velocity vector.
EFFECT: improving the safety of navigable hydraulic structures on inland waterways by improving the accuracy of 3D positioning of water vehicles in navigable hydraulic structures.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам обеспечения навигации и маневрирования водного транспорта, а также мониторинга показателей или эксплуатационных параметров судов во время работы.The invention relates to means for ensuring navigation and maneuvering of water transport, as well as monitoring indicators or operational parameters of vessels during operation.

При эксплуатации различных транспортных средств в настоящее время широко используются спутниковые систем глобального позиционирования и навигации (ГЛОНАСС, GPS, Galileo, Compass). При этом на транспортное средство устанавливается соответствующее приёмное устройство и монитор, отображающий своё текущее положение и дополнительную навигационную информацию, например, патент RU 2394719 С2. Точность позиционирования транспортного средства с помощью спутниковых систем глобального позиционирования и навигации не превышает 0,5 м и обычно составляет единицы метров (https://omnicomm.su/about/news/sistema-glonass-era-glonass-i-gps-kak-rabotaet-i-dlya-chego-nuzhna-/). Однако для маневрирования водными транспортными средствами, обладающими большими габаритами и массой, особенно на опасных участках внутренних водных путей, в каналах, шлюзах, при швартовке, такая точность недостаточна.In the operation of various vehicles, satellite systems for global positioning and navigation (GLONASS, GPS, Galileo, Compass) are currently widely used. At the same time, an appropriate receiving device and a monitor are installed on the vehicle, displaying its current position and additional navigation information, for example, patent RU 2394719 C2. The accuracy of vehicle positioning using global positioning and navigation satellite systems does not exceed 0.5 m and is usually a few meters (https://omnicomm.su/about/news/sistema-glonass-era-glonass-i-gps-kak- rabotaet-i-dlya-chego-nuzhna-/). However, for maneuvering water vehicles with large dimensions and weight, especially in dangerous sections of inland waterways, in canals, locks, when mooring, such accuracy is insufficient.

Для повышения точности позиционирования движущегося водного транспортного средства информация спутниковой системы позиционирования дополняется данными бортовых измерительных устройств текущих параметров движения транспортного средства: путевого угла, угловой скорости поворота в горизонтальной плоскости, вектора скорости поступательного движения, силы тяги движителей, например, патенты RU 2403169 С1, RU 2406645 С1.To improve the positioning accuracy of a moving water vehicle, the information of the satellite positioning system is supplemented with data from on-board measuring devices of the current parameters of the vehicle's movement: the track angle, the angular rate of turn in the horizontal plane, the speed vector of the forward motion, the thrust force of the propellers, for example, patents RU 2403169 C1, RU 2406645 C1.

Для позиционирования водного транспортного средства в вертикальной плоскости относительно свободной поверхности воды применяются датчики осадки водных транспортных средств, например, RU 2151710 С1, RU 2284944 С2, RU 2668003 С1. Однако такой способ позиционирования не даёт критически важной для безопасности водного транспортного средства информации о расстоянии от нижней точки днища транспортного средства до верхней точки препятствия на дне опасного участка фарватера.To position a water vehicle in a vertical plane relative to the free water surface, water vehicle draft sensors are used, for example, RU 2151710 C1, RU 2284944 C2, RU 2668003 C1. However, this positioning method does not provide critical information for the safety of a water vehicle about the distance from the bottom point of the bottom of the vehicle to the top point of the obstacle at the bottom of the dangerous section of the fairway.

Следующим шагом в направлении повышения точности позиционирования движущегося водного транспортного средства является применение наземных средств навигации – створных маяков, оптических, лазерных или микроволновых, в сочетании с бортовыми приёмными устройствами, позволяющими вычислять координаты движущегося водного транспортного средства относительно этих маяков, например, RU 2263329 С1, RU 2411159 С1, RU 2491204 С1, US 2007236389 A1. По сравнению со спутниковыми системами глобальной навигации такие системы позволяют повысить точность позиционирования на два порядка за счёт того, что расстояние от транспортного средства до наземного маяка на три порядка меньше, чем до навигационного спутника. Однако перечисленные технические решения не предполагают 3D–позиционирования водных транспортных средств, т.к. не требуют обязательного размещения нескольких маяков на различных высотах относительно водного транспортного средства. В случае если все маяки и водное транспортное средство размещены в одной плоскости, определение координат вдоль оси, ортогональной этой плоскости, невозможно.The next step towards improving the positioning accuracy of a moving water vehicle is the use of ground navigation aids - leading beacons, optical, laser or microwave, in combination with on-board receivers that allow calculating the coordinates of a moving water vehicle relative to these beacons, for example, RU 2263329 C1, RU 2411159 C1, RU 2491204 C1, US 2007236389 A1. Compared to global navigation satellite systems, such systems allow to increase the positioning accuracy by two orders of magnitude due to the fact that the distance from the vehicle to the ground beacon is three orders of magnitude less than to the navigation satellite. However, the listed technical solutions do not imply 3D positioning of water vehicles, because do not require the mandatory placement of several beacons at different heights relative to the water vehicle. If all the beacons and the water vehicle are placed in the same plane, it is impossible to determine the coordinates along the axis orthogonal to this plane.

Комплексное решение для обеспечения безаварийного движения надводного или подводного судна при наличии подводных или надводных потенциально опасных объектов за счёт высокоточного позиционирования этих опасных объектов относительно судна изложено в патенте RU 2513198 С2. Описан способ обеспечения безаварийного движения надводного или подводного судна при наличии подводных и надводных потенциально опасных объектов, который включает постоянный приём спутниковых навигационных данных, данных от радиолокационной станции, автоматической идентификационной системы, определение местоположения судна, вычисление скорости судна, глубины под килем. Дополнительно включают операции, согласно которым получают трёхмерное изображение подводной обстановки со всех сторон судна, спереди, с боков и сзади, для чего используют гидролокаторы в передней, задней, левой и правой областях, в случае обнаружения потенциально опасных объектов распознают их либо самим судоводителем, либо распознающим устройством и выбирают оптимальный способ предотвращения столкновения судна с потенциально опасным объектом, и рассчитывают траекторию уклонения от потенциально опасного объекта. Таким образом повышается вероятность безаварийного движения надводного и подводного судна в различных потенциально опасных аварийных ситуациях. Особенностью данного технического решения является сосредоточение всех средств навигации и измерения на борту судна, что обеспечивает максимальную автономность навигации и независимость от наличия береговой инфраструктуры.A comprehensive solution for ensuring trouble-free movement of a surface or underwater vessel in the presence of underwater or surface potentially dangerous objects due to the high-precision positioning of these dangerous objects relative to the vessel is described in patent RU 2513198 C2. A method is described for ensuring accident-free movement of a surface or underwater vessel in the presence of underwater and surface potentially dangerous objects, which includes the constant reception of satellite navigation data, data from a radar station, an automatic identification system, determining the position of the vessel, calculating the speed of the vessel, depth under the keel. Additionally, they include operations according to which a three-dimensional image of the underwater situation is obtained from all sides of the vessel, in front, from the sides and behind, for which sonar is used in the front, rear, left and right areas, if potentially dangerous objects are detected, they are recognized either by the navigator himself, or recognizing device and choose the best way to prevent the ship from colliding with a potentially dangerous object, and calculate the trajectory of avoidance from a potentially dangerous object. Thus, the probability of accident-free movement of a surface and underwater vessel in various potentially dangerous emergency situations increases. A feature of this technical solution is the concentration of all navigation and measurement tools on board the ship, which ensures maximum autonomy of navigation and independence from the availability of coastal infrastructure.

В условиях плавания по внутренним водным путям может быть полезен альтернативный подход: на водных транспортных средствах размещается минимальный состав навигационного оборудования, а основные части системы высокоточного 3D – позиционирования сосредоточены на опасных участках водных путей, в первую очередь, в судоходных гидротехнических сооружениях. Целесообразность такого подхода определяется соотношением числа речных судов и подлежащих декларированию безопасности гидротехнических сооружений. Например, в Российской Федерации число речных судов превышает 30000 единиц (https://poisk-ru.ru/s7493t6.html), а число подлежащих декларированию безопасности гидротехнических сооружений составляет 332 (http://morflot.gov.ru/deyatelnost/napravleniya_deyatelnosti/rechnoy_flot/vvt/sudohodnyie_gidrotehnicheskie_soorujeniya.html). Кроме того, высокоточное 3D–позиционирование в пунктах проведения погрузочно-разгрузочных работ позволит контролировать важные эксплуатационные параметры судов: крен, дифферент, прогиб (перегиб) корпуса судна.In the conditions of navigation on inland waterways, an alternative approach can be useful: a minimum set of navigation equipment is placed on water vehicles, and the main parts of the high-precision 3D positioning system are concentrated in dangerous sections of waterways, primarily in navigable hydraulic structures. The expediency of such an approach is determined by the ratio of the number of river vessels and the safety of hydraulic structures subject to declaration. For example, in the Russian Federation, the number of river vessels exceeds 30,000 units (https://poisk-ru.ru/s7493t6.html), and the number of hydraulic structures subject to safety declaration is 332 (http://morflot.gov.ru/deyatelnost/napravleniya_deyatelnosti /rechnoy_flot/vvt/sudohodnyie_gidrotehnicheskie_soorujeniya.html). In addition, high-precision 3D positioning at the points of loading and unloading operations will make it possible to control important operational parameters of vessels: roll, trim, deflection (bend) of the ship's hull.

В качестве прототипа выбран патент US 5696514 A «Система измерения местоположения и скорости с использованием атомных часов в движущихся объектах и приёмниках». В соответствии с п.10 формулы изобретения заявлено «Устройство для определения местоположения подвижного объекта, содержащее: передающее средство, переносимое этим подвижным объектом для передачи когерентного сигнала, содержащего точную частоту; и приёмное средство, содержащее множество разнесенных друг от друга приёмных станций, средство определения времени распространения для того, чтобы указанный переданный сигнал достиг каждой из указанных приёмных станций, средство определения составляющей скорости по разности частот указанного переданного когерентного сигнала, принятого на каждой приёмной станции, и указанной точной частоты, и процессорное средство определения указанного местоположения по времени распространения для того, чтобы указанный переданный когерентный сигнал достиг каждой станции, и разрешения любых неоднозначностей в указанном местоположении, полученных из указанного времени распространения переданных сигналов, с использованием указанных составляющих скорости».Patent US 5696514 A "System for measuring location and speed using atomic clocks in moving objects and receivers" was chosen as a prototype. According to claim 10 of the claims, “A device for determining the location of a moving object is declared, comprising: a transmitting means carried by this moving object for transmitting a coherent signal containing an accurate frequency; and receiving means comprising a plurality of spaced apart receiving stations, means for determining a propagation time for said transmitted signal to reach each of said receiving stations, means for determining a velocity component from a frequency difference of said transmitted coherent signal received at each receiving station, and said exact frequency, and processor means for determining said location by propagation time for said transmitted coherent signal to reach each station, and resolving any ambiguities at said location derived from said transmitted signal propagation time using said rate components."

Недостатком применения прототипа в качестве системы высокоточного локального позиционирования водных транспортных средств для навигации и маневрирования на опасных участках внутренних водных путей является наличие единственной передающей станции на борту. Это не позволяет выполнить 3D–позиционирование водного транспортного средства как твёрдого тела конечных размеров, что принципиально необходимо для навигации и маневрирования на опасных участках внутренних водных путей, в первую очередь, в судоходных гидротехнических сооружениях.The disadvantage of using the prototype as a system for high-precision local positioning of water vehicles for navigation and maneuvering in dangerous sections of inland waterways is the presence of a single transmitting station on board. This does not allow 3D positioning of a water vehicle as a rigid body of finite dimensions, which is fundamentally necessary for navigation and maneuvering in dangerous sections of inland waterways, primarily in navigable hydraulic structures.

Технологическая проблема, решаемая изобретением, – создание системы высокоточного локального 3D–позиционирования водных транспортных средств для навигации и маневрирования на опасных участках внутренних водных путей, в первую очередь, в судоходных гидротехнических сооружениях, в которой основная часть оборудования размещается на берегу, а бортовая часть оборудования минимальна.The technological problem solved by the invention is the creation of a system for high-precision local 3D positioning of water vehicles for navigation and maneuvering in dangerous sections of inland waterways, primarily in navigable hydraulic structures, in which the main part of the equipment is located on the shore, and the onboard part of the equipment minimal.

Технический результат – повышение безопасности судоходных гидротехнических сооружений на внутренних водных путях за счёт повышения точности 3D–позиционирования водных транспортных средств в судоходных гидротехнических сооружениях.EFFECT: improving the safety of navigable hydraulic structures on inland waterways by improving the accuracy of 3D positioning of water vehicles in navigable hydraulic structures.

Указанный технический результат достигается тем, что система высокоточного локального 3D–позиционирования водных транспортных средств для навигации и маневрирования на опасных участках внутренних водных путей, содержит комплекс бортового оборудования и комплекс берегового оборудования, связанные между собой несколькими радиолиниями навигации и связи, причём, комплекс бортового оборудования включает в себя бортовую передающую станцию, излучающую в окружающее пространство непрерывные немодулированные или модулированные радиосигналы сверхвысоких частот, а комплекс берегового оборудования включает в себя блок вычислительный, к которому подключены разнесённые в пространстве станции приёма сигналов и блок графического отображения навигационной информации, в состав комплекса бортового оборудования входит не менее трёх бортовых передающих станций, которые синхронизированы общим высокостабильным генератором опорных колебаний, разнесены друг от друга на максимально возможное расстояние и расположены не на одной прямой, в состав комплекса бортового оборудования дополнительно включено бортовое терминальное оборудование радиолинии связи «борт–берег», в составе комплекса берегового оборудования используется не менее шести станций приёма сигналов, расположенных не в одной плоскости, к блоку вычислительному дополнительно подключены: автоматический измеритель уровня воды в судоходном гидротехническом сооружении, блок памяти, содержащий актуальную базу данных цифровых 3D – моделей водного транспортного средства и рельефа дна судоходного гидротехнического сооружения, а также береговое терминальное оборудование радиолинии связи «борт–берег», соединённое по радиолинии с бортовым терминальным оборудованием радиолинии связи «борт–берег».The specified technical result is achieved by the fact that the system of high-precision local 3D positioning of water vehicles for navigation and maneuvering on dangerous sections of inland waterways, contains a complex of on-board equipment and a complex of coastal equipment interconnected by several navigation and communication radio links, moreover, a complex of on-board equipment includes an onboard transmitting station that emits continuous unmodulated or modulated microwave radio signals into the surrounding space, and the complex of coastal equipment includes a computing unit, to which are connected spaced apart stations for receiving signals and a unit for graphical display of navigation information, as part of the onboard equipment complex includes at least three onboard transmitting stations, which are synchronized by a common highly stable reference oscillation generator, separated from each other by the maximum possible distance and located wives not in one straight line, the airborne equipment complex additionally includes onboard terminal equipment of the “board-to-shore” radio link, the coastal equipment complex uses at least six signal receiving stations located not in the same plane, the following are additionally connected to the computing unit: automatic a water level gauge in a navigable hydraulic structure, a memory block containing an up-to-date database of digital 3D models of a water vehicle and a bottom topography of a navigable hydraulic structure, as well as onshore terminal equipment of the “board-to-shore” radio link connected via a radio link to the onboard terminal equipment of the radio link air-to-shore communications.

Приёмные станции в составе комплекса берегового оборудования выполнены по супергетеродинной схеме с общим гетеродином, синхронизированным высокостабильным генератором опорных колебаний.The receiving stations as part of the onshore equipment complex are made according to a superheterodyne scheme with a common local oscillator synchronized by a highly stable reference oscillation generator.

Изобретение поясняется иллюстрациями, на которых изображено:The invention is illustrated by illustrations, which show:

Фиг. 1 – Структурная схема системы высокоточного локального 3D–позиционирования водных транспортных средств;Fig. 1 - Structural diagram of a system of high-precision local 3D positioning of water vehicles;

Фиг. 2 – Конкретный пример системы.Fig. 2 - A specific example of the system.

Структура системы высокоточного локального 3D–позиционирования водных транспортных средств поясняется схемой, изображённой на фиг. 1.The structure of the high-precision local 3D positioning system for water vehicles is illustrated by the diagram shown in Fig. one.

Система содержит комплекс бортового оборудования и комплекс берегового оборудования, связанные между собой несколькими радиолиниями навигации и связи.The system contains a complex of onboard equipment and a complex of coastal equipment interconnected by several navigation and communication radio links.

Комплекс бортового оборудования (К1) включает в себя:Onboard equipment complex (K1) includes:

- не менее трёх бортовых передающих станций (1), излучающих в окружающее пространство непрерывные немодулированные или модулированные радиосигналы сверхвысоких частот. Центры излучения передающих антенн трёх бортовых передающих станций, конструктивно жёстко связанных с корпусом водного транспортного средства и расположенных не на одной прямой, являются реперными точками на корпусе водного транспортного средства, и координаты этих трёх реперных точек однозначно определяют положение корпуса водного транспортного средства в трёхмерном пространстве. Увеличение числа реперных точек более трёх даёт избыточную информацию о положении позиционируемого объекта, что повышает точность позиционирования за счёт взаимной компенсации ошибок в определении координат реперных точек. Определение координат центров излучения передающих антенн на движущемся транспортном средстве возможно путём определения проекций полного вектора скорости на направления к нескольким, не менее шести, разнесённым в пространстве и расположенным не в одной плоскости неподвижным станциям приёма сигналов. Измерение не менее шести линейно независимых проекций вектора скорости необходимо для однозначного разрешения системы уравнений, включающей в себя шесть независимых неизвестных величин: три координаты реперной точки и три компоненты полного вектора её скорости. Измерение проекции вектора скорости источника радиоволн на направление к точке приёма заключается в измерении доплеровского сдвига частоты принимаемой волны относительно передаваемой. Для измерения разности этих двух частот с требуемой точностью необходимо поддерживать частоту передатчика с требуемой точностью и с максимально возможной точностью измерять частоту принимаемого сигнала. Максимальная точность поддержания частоты передатчика достигается при синхронизации с атомным стандартом частоты и времени (http://www.gaoran.ru/russian/lg/at%26f.html). Максимальная точность оценки частоты достигается при использовании непрерывного немодулированного гармонического колебания (https://digital.gov.ru/uploaded/files/prilozhenie-1-k-16-37-02-dop-k-normam-17- 13.pdf#:~:text=1.2.4%20При%20измерении%20отклонения%20частоты,должны%20 задаваться%20конкретной%20методикой%20измерений - Приложение А, п.А.1.2, стр. 10). Для того чтобы сигналы трёх или более бортовых передающих станций отличались друг от друга при приёме, они должны иметь либо разные частоты, либо иметь уникальную структуру модуляции, например, ортогональными кодами.- at least three airborne transmitting stations (1), emitting continuous unmodulated or modulated microwave radio signals into the surrounding space. The radiation centers of the transmitting antennas of the three onboard transmitting stations, structurally rigidly connected to the hull of the watercraft and not located on the same straight line, are reference points on the hull of the watercraft, and the coordinates of these three reference points uniquely determine the position of the hull of the watercraft in three-dimensional space. Increasing the number of reference points to more than three gives redundant information about the position of the positioned object, which increases the positioning accuracy due to mutual compensation of errors in determining the coordinates of the reference points. Determining the coordinates of the radiation centers of transmitting antennas on a moving vehicle is possible by determining the projections of the full velocity vector onto directions to several, at least six, spaced apart in space and not located in the same plane, fixed signal reception stations. The measurement of at least six linearly independent projections of the velocity vector is necessary for the unambiguous resolution of the system of equations, which includes six independent unknown quantities: three coordinates of the reference point and three components of the full vector of its velocity. Measuring the projection of the velocity vector of the source of radio waves in the direction to the receiving point is to measure the Doppler frequency shift of the received wave relative to the transmitted one. To measure the difference between these two frequencies with the required accuracy, it is necessary to maintain the transmitter frequency with the required accuracy and measure the frequency of the received signal with the maximum possible accuracy. The maximum accuracy of maintaining the frequency of the transmitter is achieved when synchronized with the atomic frequency and time standard (http://www.gaoran.ru/russian/lg/at%26f.html). The maximum frequency estimation accuracy is achieved using a continuous unmodulated harmonic oscillation :~:text=1.2.4%20When measuring%20%20frequency deviations,the%20%20%20%20%20methodsof%20should be given%20by a%20measurement%20method - Appendix A, p.A.1.2, page 10). In order for the signals of three or more aircraft transmitting stations to be distinguished from each other when received, they must either have different frequencies or have a unique modulation structure, such as orthogonal codes.

- Высокостабильный генератор опорных колебаний (2), подключённый к бортовым передающим станциям (1). Колебания высокостабильного генератора опорных колебаний (2) поступают на опорные входы системы фазовой автоподстройки частоты СВЧ генераторов бортовых передающих станций, задавая требуемый высокий уровень стабильности частоты излучаемых сигналов.- Highly stable reference oscillation generator (2) connected to onboard transmitting stations (1). Oscillations of the highly stable reference oscillation generator (2) are fed to the reference inputs of the phase locked loop system of the microwave generators of the onboard transmitting stations, setting the required high level of frequency stability of the emitted signals.

- Бортовое терминальное оборудование радиолинии связи «борт–берег» (3), соединённое по радиолинии с береговым терминальным оборудованием радиолинии связи «борт–берег» (9) и предназначенное, в первую очередь, для приёма навигационной информации, необходимой для маневрирования водного транспортного средства, передаваемой с комплекса берегового оборудования (К2). В аспекте технического результата, достигаемого изобретением, под навигационной информацией понимается текущее положение корпуса водного транспортного средства в судоходном канале гидротехнического сооружения и прогноз этого положения на временной лаг принятия решения.- On-board terminal equipment of the radio link "board-to-shore" (3), connected by radio link to the shore terminal equipment of the radio link "board-to-shore" (9) and intended, first of all, for receiving navigation information necessary for maneuvering a water vehicle transmitted from the coastal equipment complex (K2). In the aspect of the technical result achieved by the invention, navigation information is understood as the current position of the hull of a water vehicle in the navigable channel of a hydraulic structure and the forecast of this position for the time lag of making a decision.

Комплекс берегового оборудования (К2) включает в себя:The coastal equipment complex (K2) includes:

- блок вычислительный (4), соединённый своими входами с выходом автоматического измерителя уровня воды (5), с выходами станций приёма сигналов (6) бортовых передающих станций и с выходом блока памяти (7), содержащего актуальную базу данных 3D–моделей водного транспортного средства и рельефа дна судоходного гидротехнического сооружения, а также соединённый своими выходами с входом блока (8) графического отображения навигационной информации – текущего положения корпуса водного транспортного средства в судоходном канале гидротехнического сооружения и прогноза этого положения на временной лаг принятия решения – и входом берегового терминального оборудованиям радиолинии связи «борт–берег» (9).- a computing unit (4), connected by its inputs to the output of an automatic water level meter (5), to the outputs of signal receiving stations (6) of onboard transmitting stations and to the output of a memory unit (7) containing the current database of 3D models of a water vehicle and the bottom topography of the navigable hydraulic structure, as well as connected by its outputs to the input of the block (8) for graphic display of navigation information - the current position of the water vehicle hull in the navigable channel of the hydraulic structure and the forecast of this position for the time lag of the decision - and the input of the coastal terminal equipment of the radio link air-to-shore communications (9).

- Автоматический измеритель уровня воды (5) в судоходном гидротехническом сооружении с электронной регистрацией результатов измерения и абсолютной погрешностью измерения порядка 1 см, выход автоматического измерителя уровня воды соединён с входом блока вычислительного (4).- Automatic water level meter (5) in a navigable hydraulic structure with electronic registration of measurement results and an absolute measurement error of the order of 1 cm, the output of the automatic water level meter is connected to the input of the computing unit (4).

- Не менее шести станций приёма сигналов (6) бортовых передающих станций, приёмные антенны станций приёма сигналов жёстко соединены с капитальными конструкциями судоходного гидротехнического сооружения, координаты центров излучения антенн известны и расположены не в одной плоскости, расстояния между всеми приёмными антеннами по возможности максимальны в пределах конкретного судоходного гидротехнического сооружения, выходы станций приёма сигналов бортовых передающих станций соединены с входами блока вычислительного (4).- At least six signal receiving stations (6) onboard transmitting stations, the receiving antennas of the signal receiving stations are rigidly connected to the permanent structures of the navigable hydraulic structure, the coordinates of the antenna radiation centers are known and are not located in the same plane, the distances between all receiving antennas are, if possible, maximum within of a specific navigable hydraulic structure, the outputs of the stations for receiving signals from the onboard transmitting stations are connected to the inputs of the computing unit (4).

- Блок памяти (7), содержащий актуальную базу данных цифровых 3D–моделей водного транспортного средства и рельефа дна судоходного гидротехнического сооружения, соединённый своим выходом с входом блока вычислительного (4).- A memory block (7) containing an up-to-date database of digital 3D models of a water vehicle and a bottom topography of a navigable hydraulic structure, connected by its output to the input of a computing unit (4).

- Блок (8) графического отображения навигационной информации – текущего положения корпуса водного транспортного средства в судоходном канале гидротехнического сооружения и прогноза этого положения на временной лаг принятия решения, соединённый своим входом с выходом блока вычислительного (4).- Block (8) for graphical display of navigation information - the current position of the hull of the water vehicle in the navigation channel of the hydraulic structure and the forecast of this position for the time lag of the decision, connected by its input to the output of the computing unit (4).

- Береговое терминальное оборудование радиолинии связи «борт–берег» (9), соединённое своим входом с выходом блока вычислительного (4) и соединённое по радиолинии с бортовым терминальным оборудованием радиолинии связи «борт–берег» (3).- Coastal terminal equipment of the radio link "board-to-shore" (9), connected by its input to the output of the computing unit (4) and connected via a radio link to the on-board terminal equipment of the radio link "board-to-shore" (3).

Работа системы проиллюстрирована конкретным примером (фиг. 2). На фигуре 2 обозначения аналогичны обозначениям на фигуре 1. Дополнительно введено устройство (10) – генератор СВЧ, синхронизированный высокостабильным генератором опорных колебаний в составе берегового комплекса. В составе бортового комплекса используются четыре бортовые передающие станции (1), они размещены на носу, на корме и по правому и левому борту миделя корпуса водного транспортного средства. В составе берегового комплекса используются восемь станций приёма сигналов (6), размещённых по правому и левому берегам русла в вершинах куба со стороной, равной ширине русла. Используются непрерывные гармонические сигналы с частотами f 1, f 2, f 3 и f 4. Генераторы сигналов всех бортовых передающих станций (1) синхронизируются высокостабильным генератором опорных колебаний (2) с относительной нестабильностью частоты 10-11. В составе береговых станций приёма сигналов (6) используются приёмные устройства супергетеродинного типа, в которых сигнал гетеродина частотой f LO является общим для всех приёмных станций и формируется генератором СВЧ, синхронизированным высокостабильным генератором опорных колебаний в составе берегового комплекса (10), с относительной погрешностью частоты 10-11.The operation of the system is illustrated by a specific example (Fig. 2). In figure 2, the designations are similar to those in figure 1. Additionally, a device (10) is introduced - a microwave generator synchronized by a highly stable reference oscillation generator as part of the onshore complex. Four onboard transmitting stations (1) are used as part of the onboard complex, they are located on the bow, on the stern and on the right and left sides of the amidships of the water vehicle hull. As part of the coastal complex, eight signal receiving stations (6) are used, located on the right and left banks of the channel at the tops of a cube with a side equal to the width of the channel. Continuous harmonic signals are used with frequenciesf one,f 2,f 3 Andf 4. The signal generators of all onboard transmitting stations (1) are synchronized by a highly stable reference oscillator (2) with a relative frequency instability of 10-eleven. As part of the coast stations for receiving signals (6), superheterodyne-type receiving devices are used, in which the local oscillator signal with a frequencyf LO is common to all receiving stations and is formed by a microwave generator synchronized by a highly stable reference oscillation generator as part of the coastal complex (10), with a relative frequency error of 10-eleven.

Система работает следующим образом.The system works as follows.

Судоводитель водного транспортного средства включает бортовые передающие станции (1) перед входом в судоходное гидротехническое сооружение за время, достаточное для выхода генераторов бортовых передающих станций в рабочий режим. К моменту входа водного транспортного средства в судоходное гидротехническое сооружение бортовые передающие станции (1) работают в режиме стабилизации частоты с относительной нестабильностью 10-11. Одновременно излучаемые бортовыми передающими станциями (1) четыре сигнала принимаются восемью станциями приёма сигналов (6) берегового комплекса. В тракте промежуточных частот каждого из восьми приёмных устройств формируются суммы сигналов с промежуточными частотами f if, равными (f 1- f LO), (f 2- f LO), (f 3- f LO) и (f 4- f LO), которые разделяются соответствующими полосовыми фильтрами и оцифровываются с частотой дискретизации f 0 ≥ 5× f if. Выборки по N отсчётов оцифрованных сигналов передаются в вычислительный блок (4).The navigator of the water vehicle turns on the onboard transmitting stations (1) before entering the navigable hydraulic structure for a time sufficient for the generators of the onboard transmitting stations to enter the operating mode. By the time the water vehicle enters the navigable hydraulic structure, the onboard transmitting stations (1) operate in frequency stabilization mode with a relative instability of 10 -11 . Four signals simultaneously emitted by onboard transmitting stations (1) are received by eight signal receiving stations (6) of the coastal complex. In the intermediate frequency path of each of the eight receivers, sums of signals with intermediate frequencies f if equal to ( f 1 - f LO ), ( f 2 - f LO ), ( f 3 - f LO ) and ( f 4 - f LO ) are formed , which are separated by appropriate bandpass filters and digitized with sampling frequency f 0 ≥ 5 × f if . Samples of N samples of digitized signals are transferred to the computing unit (4).

Отсчёты с номером выборки n сигнала k-го передатчика (k = 1, 2, 3 и 4), принятого l-м приёмником (l = 1,…, 8) в отсчётный момент времени t i , I = 1,…, N Samples with sample number n of the k -th transmitter signal ( k = 1, 2, 3 and 4) received by the l -th receiver ( l = 1,…, 8) at the reference time t i , I = 1,…, N

Figure 00000001
Figure 00000001

где A kl – амплитуда сигнала,where A kl is the signal amplitude,

λk = c/f k – длина волны k-го передатчика, с – скорость света,λ k = c/f k is the wavelength of the k -th transmitter, c is the speed of light,

r kl – расстояние от антенны k-го передатчика до антенны l-го приёмника, r kl is the distance from the antenna of the k -th transmitter to the antenna of the l -th receiver,

θ k – начальная фаза колебаний k-го передатчика. θ k is the initial phase of oscillations of the k -th transmitter.

Вычисляется спектр сигналаSignal spectrum is calculated

Figure 00000002
=FFT
Figure 00000003
,
Figure 00000002
=FFT
Figure 00000003
,

вычисляется спектр аналитического сигналаthe spectrum of the analytical signal is calculated

Figure 00000004
,
Figure 00000004
,

вычисляется аналитический сигналanalytical signal is calculated

Figure 00000005
,
Figure 00000005
,

вычисляется текущая фаза аналитического сигналаthe current phase of the analytical signal is calculated

Figure 00000006
.
Figure 00000006
.

Процедура повторяется с номером выборки (n+1), вычисляется разность текущих фаз с усреднением по N отсчётамThe procedure is repeated with the sample number ( n + 1), the difference of the current phases is calculated with averaging over N samples

Figure 00000007
.
Figure 00000007
.

Приращение фазы сигнала k-го передатчика, принятого l-м приёмником, вызвано изменением расстояния между ними – Δr kl за время между регистрацией выборок с номерами n и n+1. При этомThe phase increment of the signal of the k -th transmitter, received by the l -th receiver, is caused by a change in the distance between them - Δ r kl during the time between the registration of samples with numbers n and n +1. Wherein

Figure 00000008
.
Figure 00000008
.

По результатам вычисления перемещения k-го передатчика относительно
l-го приёмника составляется система уравнений
Based on the results of calculating the displacement of the k -th transmitter relative to
l -th receiver, a system of equations is compiled

Figure 00000009
Figure 00000009

где (x k 0, y k 0, z k 0) – неизвестные координаты k-го передатчика,where ( x k 0 , y k 0 , z k 0 ) are unknown coordinates of the k -th transmitter,

x k , Δ y k , Δ z k ) – компоненты неизвестного вектора перемещения k-го передатчика, x k , Δ y k , Δ z k ) are the components of the unknown displacement vector of the k -th transmitter,

(x l , y l , z l ), l = 0,…, 8 – известные координаты l-го приёмника,( x l , y l , z l ), l = 0,…, 8 – known coordinates of the l -th receiver,

Δ kl – измеренная длина (со знаком) проекции вектора перемещения на луч от k-го передатчика к приёмнику с номером l.Δ kl is the measured length (with a sign) of the projection of the displacement vector onto the beam from the k -th transmitter to the receiver with the number l .

Для каждой бортовой передающей станции (1) получилась система из восьми нелинейных уравнений с шестью неизвестными (У.1), которая разрешается любым итерационным методом, например, Ньютона. В качестве начального приближения координат и скорости бортовой передающей станции (1) в случае первого (в начале процедуры позиционирования) измерения следует брать какие-то априорные либо внешние данные, например, с радара или данные ГЛОНАСС с водного транспортного средства. В связи с низкой точностью оценки начальных координат и скорости водного транспортного средства первая итерационная процедура может немного затянуться.For each airborne transmitting station (1), a system of eight nonlinear equations with six unknowns (U.1) is obtained, which is solved by any iterative method, for example, Newton. As an initial approximation of the coordinates and speed of the onboard transmitting station (1) in the case of the first (at the beginning of the positioning procedure) measurement, one should take some a priori or external data, for example, from a radar or GLONASS data from a water vehicle. Due to the low accuracy of estimating the initial coordinates and speed of the water vehicle, the first iterative procedure may take a little longer.

После разрешения системы уравнений для первого измерения в качестве начального приближения итерационной процедуры при втором и последующих измерениях используются начальные координаты цели (x k 0 x k , y k 0 y k , z k 0 z k ) и вектор перемещения (Δ x k , Δ y k , Δ z k ) по данным предыдущего измерения. Близость начального приближения к истинным значениям неизвестных величин сократит число требуемых итераций до одной – двух. Также после разрешения системы (У.1) при первом измерении в последующих измерениях можно подставлять в систему (У.1) вместо неизвестных переменных (x k 0, y k 0, z k 0) известные оценки величины (x k 0 xk , y k 0 yk , z k 0 zk ), найденные при предыдущем измерении. После этого система (У.1) становится линейной относительно трёх неизвестных (Δ x k , Δ y k , Δ z k ). Из восьми уравнений можно оставить только три. Выбирать их следует по максимальным значениям коэффициентов (x l-x k 0), (y l-y k 0), (z l-z k 0). После чего остаётся только решить систему трёх линейных уравнений относительно трёх неизвестных (Δ xk , Δ yk , Δ zk ). Новые координаты цели определятся как (x k 0 xk , y k 0 yk , z k 0 zk ).After resolving the system of equations for the first measurement, the initial coordinates of the target ( x k 0 x k , y k 0 y k , z k 0 z k ) and the displacement vector are used as the initial approximation of the iterative procedure for the second and subsequent measurements (Δ x k , Δ y k , Δ z k ) according to the previous measurement. The proximity of the initial approximation to the true values of the unknown quantities will reduce the number of required iterations to one or two. Also, after resolving the system (U.1), during the first measurement in subsequent measurements, you can substitute into the system (U.1) instead of unknown variables ( x k 0 , y k 0 , z k 0 ) known estimates of the quantity ( x k 0 xk , y k 0 yk , z k 0 zk ), found during the previous measurement. After that, the system (U.1) becomes linear with respect to three unknowns (Δ x k , Δ y k , Δ z k ). Of the eight equations, only three can be left. They should be chosen according to the maximum values of the coefficients ( x l - x k 0 ), ( y l - y k 0 ), ( z l - z k 0 ). After that, it remains only to solve the system of three linear equations in three unknowns (Δ xk , Δ yk , Δ zk ). The new target coordinates are defined as ( x k 0 xk , y k 0 yk , z k 0 zk ).

При большом отношении сигнал/шум в приёмном устройстве погрешность оценки вектора перемещения бортовой передающей станции определяется относительной нестабильностью частоты δf k With a large signal-to-noise ratio in the receiver, the error in estimating the displacement vector of the onboard transmitting station is determined by the relative frequency instability δ f k

Figure 00000010
Figure 00000010

где F k = V k k – доплеровский сдвиг частоты на длине волны λ k при скорости передатчика V k . При частоте сигнала 950-960 МГц, относительной нестабильности частоты 10-11 и скорости 1см/сек, погрешность составит ± 1,6 см. При увеличении частоты сигнала втрое, погрешность оценки перемещения уменьшится на порядок.where F k = V k k is the Doppler frequency shift at wavelength λ k at transmitter speed V k . With a signal frequency of 950-960 MHz, a relative frequency instability of 10 -11 and a speed of 1 cm / s, the error will be ± 1.6 cm. If the signal frequency is tripled, the displacement estimation error will decrease by an order of magnitude.

Полученные таким образом оценки координат центров излучения антенн бортовых передающих станций (1) используются как реперные точки цифровой 3D–модели водного транспортного средства, загружаемой в блок вычислительный (4) из блока памяти (7) совместно с 3D–моделью судоходного гидротехнического сооружения, отображаемой на блоке графического отображения навигационной информации (8) берегового комплекса системы и передаваемой по радиолинии связи через береговое терминальное оборудование радиолинии связи «борт–берег» (9) на бортовое терминальное оборудование радиолинии связи «борт–берег» (3). Текущее значение уровня воды в резервуаре судоходного гидротехнического сооружения определяется по показаниям автоматического измерителя уровня воды (5) с известными координатами места его установки с погрешностью порядка 1 см и используется в 3D–модели судоходного гидротехнического сооружения как параметр.The estimates of the coordinates of the radiation centers of the antennas of the onboard transmitting stations (1) obtained in this way are used as reference points of the digital 3D model of the water vehicle loaded into the computing unit (4) from the memory unit (7) together with the 3D model of the navigable hydraulic structure displayed on the a block for graphical display of navigation information (8) of the coastal complex of the system and transmitted over the radio link through the coastal terminal equipment of the radio link “board-to-shore” (9) to the on-board terminal equipment of the radio link “board-to-shore” (3). The current value of the water level in the reservoir of a navigable hydraulic structure is determined from the readings of an automatic water level meter (5) with known coordinates of its installation site with an error of about 1 cm and is used in the 3D model of a navigable hydraulic structure as a parameter.

Полученные в дополнение к текущим координатам водного транспортного средства значения проекций вектора его скорости (вектора перемещения за время между регистрацией выборок с номерами n и n+1) позволяют прогнозировать последующие перемещения водного транспортного средства и, таким образом, прогнозировать возникновение аварийных ситуаций в судоходном гидротехническом сооружении.Obtained in addition to the current coordinates of the water vehicle, the values of the projections of its speed vector (the displacement vector for the time between the registration of samples with numbers n and n + 1) make it possible to predict the subsequent movements of the water vehicle and, thus, to predict the occurrence of emergency situations in the navigable hydraulic structure .

Промышленная реализация предлагаемой системы возможна на основе промышленно выпускаемых средств связи, измерительных приборов и средств вычислительной техники, известных из общего уровня техники. В частности, известны: WO 2018109435 A1 – Система управления снарядом, использующая множество передатчиков и приёмников электромагнитных волн и определяющая координаты и скорость объекта управления; US 5870056 A – Пассивная система позиционирования «воздух – воздух», определяющая координаты и скорость активной цели по результатам измерения одновременно доплеровского сдвига частоты и фазовых сдвигов в интерферометре с большой базой.The industrial implementation of the proposed system is possible on the basis of commercially available communication equipment, measuring instruments and computer equipment known from the general level of technology. In particular, the following are known: WO 2018109435 A1 - A projectile control system using a plurality of transmitters and receivers of electromagnetic waves and determining the coordinates and speed of the control object; US 5870056 A - Passive air-to-air positioning system that determines the coordinates and velocity of an active target by measuring both Doppler frequency shift and phase shifts in a long baseline interferometer.

Критически важными для промышленной реализации системы являются измерительные приборы, обеспечивающие точность позиционирования порядка 1 см. Это высокостабильный генератор опорных колебаний с относительной нестабильностью частоты не хуже 10-11 и измеритель уровня воды в резервуаре с абсолютной погрешностью не более 1 см. В качестве высокостабильного генератора опорных колебаний могут быть использованы стандарты частоты и времени рубидиевые Ч1-1020/2 с систематическим относительным изменением частоты выходного сигнала 10(5) МГц за 1 сутки не более ± 2×10-12, выпускаемые НПП ООО «ГНОМОН», Россия, (https://rubikom.org/catalog/rubidievyie-opornyie-generatoryi-i-standartyi-chastotyi/standart-chastotyi-i-vremeni-rubidievyij-ch1-1020-2.html). Приборы Ч1-1020/2 могут выпускаться в варианте для применения на транспортных средствах. В качестве автоматического измерителя уровня воды в резервуаре могут быть использованы погружные уровнемеры ALZ 3720 k от ООО «Пьезус», Россия, для применения на водном транспорте, с погрешностью не более 0,2% от диапазона измерений (https://piezus.ru/media/catalog/product/alz3720_kru.pdf).Critical to the industrial implementation of the system are measuring devices that provide a positioning accuracy of about 1 cm. oscillations, rubidium frequency and time standards Ch1-1020/2 with a systematic relative change in the frequency of the output signal of 10 (5) MHz for 1 day, no more than ± 2 × 10 -12 , produced by NPP OOO GNOMON, Russia, can be used (https: //rubikom.org/catalog/rubidievyie-opornyie-generatoryi-i-standardtyi-chastotyi/standart-chastotyi-i-vremeni-rubidievyij-ch1-1020-2.html). Devices Ch1-1020/2 can be produced in the version for use on vehicles. Submersible level gauges ALZ 3720 k from Piezus LLC, Russia, for use in water transport, with an error of not more than 0.2% of the measurement range (https://piezus.ru/ media/catalog/product/alz3720_kru.pdf).

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить безопасность судоходных гидротехнических сооружений на внутренних водных путях за счёт повышения точности 3D–позиционирования водных транспортных средств в судоходных гидротехнических сооружениях.Thus, the proposed invention improves the safety of navigable hydraulic structures on inland waterways by improving the accuracy of 3D positioning of water vehicles in navigable hydraulic structures.

Claims (2)

1. Система высокоточного локального 3D–позиционирования водных транспортных средств для навигации и маневрирования на опасных участках внутренних водных путей, содержащая комплекс бортового оборудования и комплекс берегового оборудования, связанные между собой несколькими радиолиниями навигации и связи, причём комплекс бортового оборудования включает в себя бортовую передающую станцию, излучающую в окружающее пространство непрерывные немодулированные или модулированные радиосигналы сверхвысоких частот, а комплекс берегового оборудования включает в себя блок вычислительный, к которому подключены разнесённые в пространстве станции приёма сигналов и блок графического отображения навигационной информации, отличающаяся тем, что в состав комплекса бортового оборудования входят четыре бортовые передающие станции, размещенные на носу, на корме и по правому и левому борту миделя корпуса водного транспортного средства, которые излучают радиосигналы на различных частотах и синхронизированы общим высокостабильным генератором опорных колебаний, в состав комплекса бортового оборудования дополнительно включено бортовое терминальное оборудование радиолинии связи «борт–берег», в состав комплекса берегового оборудования входят восемь станций приема сигналов, размещенных по правому и левому берегам русла в вершинах куба со стороной, равной ширине русла, и подключенных к блоку вычислительному, который дополнительно к текущим координатам водного транспортного средства определяет значения проекций вектора его скорости, дополнительно подключены: автоматический измеритель уровня воды в судоходном гидротехническом сооружении, блок памяти, содержащий актуальную базу данных цифровых 3D–моделей водного транспортного средства и рельефа дна судоходного гидротехнического сооружения, а также береговое терминальное оборудование радиолинии связи «борт–берег», соединённое по радиолинии с бортовым терминальным оборудованием радиолинии связи «борт–берег».1. System for high-precision local 3D positioning of water vehicles for navigation and maneuvering on dangerous sections of inland waterways, containing an onboard equipment complex and a coastal equipment complex interconnected by several navigation and communication radio links, and the onboard equipment complex includes an onboard transmitting station , emitting continuous unmodulated or modulated radio signals of microwave frequencies into the surrounding space, and the complex of coastal equipment includes a computing unit, to which are connected spaced apart stations for receiving signals and a unit for graphical display of navigation information, characterized in that the complex of onboard equipment includes four on-board transmitting stations located at the bow, stern and on the starboard and port sides of the midsection of the hull of a water vehicle, which emit radio signals at different frequencies and are synchronized by a common a highly stable reference oscillation generator, the onboard equipment complex additionally includes onboard terminal equipment of the “board-to-shore” radio link, the onshore equipment complex includes eight signal receiving stations located along the right and left banks of the channel at the tops of a cube with a side equal to the width of the channel , and connected to the computing unit, which in addition to the current coordinates of the water vehicle determines the values of the projections of its velocity vector, additionally connected: an automatic water level gauge in the navigable hydraulic structure, a memory unit containing an up-to-date database of digital 3D models of the water vehicle and relief the bottom of a navigable hydraulic structure, as well as the coastal terminal equipment of the “board-to-shore” radio link, connected via a radio link to the on-board terminal equipment of the “board-to-shore” radio link. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что приёмные станции в составе комплекса берегового оборудования выполнены по супергетеродинной схеме с общим гетеродином, синхронизированным высокостабильным генератором опорных колебаний.2. The system according to claim 1, characterized in that the receiving stations as part of the onshore equipment complex are made according to a superheterodyne circuit with a common local oscillator synchronized by a highly stable reference oscillation generator.
RU2021125065A 2021-08-24 2021-08-24 System of high-precision local 3d - positioning of water vehicles for navigation and maneuvering on dangerous sections of inland waterways RU2768244C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021125065A RU2768244C1 (en) 2021-08-24 2021-08-24 System of high-precision local 3d - positioning of water vehicles for navigation and maneuvering on dangerous sections of inland waterways

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021125065A RU2768244C1 (en) 2021-08-24 2021-08-24 System of high-precision local 3d - positioning of water vehicles for navigation and maneuvering on dangerous sections of inland waterways

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2768244C1 true RU2768244C1 (en) 2022-03-23

Family

ID=80820040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021125065A RU2768244C1 (en) 2021-08-24 2021-08-24 System of high-precision local 3d - positioning of water vehicles for navigation and maneuvering on dangerous sections of inland waterways

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2768244C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5696514A (en) * 1996-02-28 1997-12-09 Northrop Grumman Corporation Location and velocity measurement system using atomic clocks in moving objects and receivers
US5916284A (en) * 1991-10-04 1999-06-29 Furuno Electric Co., Ltd. System for displaying track of a moving body
RU2318187C1 (en) * 2006-06-15 2008-02-27 Открытое акционерное общество "ЦНИИ "Курс" Device for producing and displaying information for guiding a vessel across narrow sections of fairwaters
RU2615848C1 (en) * 2015-11-06 2017-04-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "МГТУ") Moving vessel control method
RU2643072C2 (en) * 2016-06-14 2018-01-30 Виктор Григорьевич Сенченко Method of high-accuracy determination of navigation elements of vessel movement

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5916284A (en) * 1991-10-04 1999-06-29 Furuno Electric Co., Ltd. System for displaying track of a moving body
US5696514A (en) * 1996-02-28 1997-12-09 Northrop Grumman Corporation Location and velocity measurement system using atomic clocks in moving objects and receivers
RU2318187C1 (en) * 2006-06-15 2008-02-27 Открытое акционерное общество "ЦНИИ "Курс" Device for producing and displaying information for guiding a vessel across narrow sections of fairwaters
RU2615848C1 (en) * 2015-11-06 2017-04-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "МГТУ") Moving vessel control method
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
US5933110A (en) Vessel attitude determination system and method
US5867119A (en) Precision height measuring device
US7292185B2 (en) Attitude determination exploiting geometry constraints
US8886373B2 (en) System and method for assisting in the decking of an aircraft
US4402049A (en) Hybrid velocity derived heading reference system
US8081106B2 (en) Target ranging using information from two objects
CA2622145C (en) Helicopter shipboard landing system
US7889122B2 (en) Refractivity retrieval via direct measurement of GNSS bending angle
US4063240A (en) Electronic docking system
RU2483280C1 (en) Navigation system
CN110133700B (en) Shipborne integrated navigation positioning method
US9024805B1 (en) Radar antenna elevation error estimation method and apparatus
CN113466912B (en) Marine ship attitude determination method based on multi-frequency GNSS dual-antenna
US20080034871A1 (en) Test Method For A Method For Passively Obtaining Target Parameters
CN111766599B (en) Laser radar device and method for measuring sea wave height in real time
US7739048B2 (en) Method and system for determining water vapor profile using GPS signals
RU2152625C1 (en) Method determining orientation of objects in space, range to them and bearing, position coordinates and components of velocity vector by navigation radio signals of spacecraft of space radio navigation systems
US6211821B1 (en) Apparatus and method for determining pitch and azimuth from satellite signals
RU2768244C1 (en) System of high-precision local 3d - positioning of water vehicles for navigation and maneuvering on dangerous sections of inland waterways
US8963764B1 (en) Ship heading and pitch using satellite ephemerides and radar range measurement of satellite
NO304046B1 (en) Gyro apparatus
RU2036432C1 (en) Inertial satellite module and complex inertial satellite system for navigation, communication, location illumination and control
RU2483324C1 (en) Method for aircraft navigation on radar images of earth's surface
Dai et al. Heading-determination using the sensor-fusion based maritime PNT Unit
Świerczyński et al. Determination of the precise observed ship’s position using the traffic control systems and applying the geodesic estimation methods