RU2789714C1

RU2789714C1 - Method for checking the accuracy of navigation of an autonomous uninhabited underwater vehicle

Info

Publication number: RU2789714C1
Application number: RU2022109823A
Authority: RU
Inventors: Виктор Георгиевич Арсентьев; Геннадий Илларионович Криволапов
Filing date: 2022-04-11
Publication date: 2023-02-07

Abstract

FIELD: shipbuilding.

SUBSTANCE: invention relates to field tests of autonomous uninhabited underwater vehicles and can be used to verify the accuracy of their navigation and trajectory capabilities of underwater movement, which largely determine the scope of application of underwater vehicles and the category of tasks solved with their help. Essence: in the claimed method for checking the accuracy of navigation of an autonomous uninhabited underwater vehicle due to the possibility of operational visual control of the two-dimensional trajectory of its underwater movement, transposed to the surface of the water area of the test site, in the process of checking the possible trajectories of its movement and reducing the time of post-processing of trajectory data when checking the accuracy of navigation as a result of coordinated movement along the two-dimensional trajectory of the programmed route in the water area of the test site of an autonomous uninhabited underwater vehicle and an unmanned surface vessel performing the functions of a navigation beacon and a surface indicator of the two-dimensional trajectory of underwater movement of an autonomous uninhabited underwater vehicle, with a record on an unmanned surface vessel of its current geodetic coordinates and diving depths of an autonomous uninhabited underwater vehicle on the route of movement, used in post-processing of trajectory data to plot the trajectory of the route of an autonomous uninhabited underwater vehicle in the water area of the test site.

EFFECT: expanding the functionality and increasing the efficiency of the single-beacon navigation method during testing of an autonomous uninhabited underwater vehicle at a marine test site.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области натурных испытаний автономных необитаемых подводных аппаратов с целью проверки точности их навигации и траекторных возможностей подводного передвижения в акватории морского испытательного полигона.The invention relates to the field of field tests of autonomous uninhabited underwater vehicles in order to verify the accuracy of their navigation and trajectory capabilities of underwater movement in the waters of the marine test site.

Необходимая точность навигации автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА) в настоящее время обеспечивается путем комплексирования данных счисления бортовой инерциальной навигационной системы с текущей коррекцией счисленных данных от внешних навигационных систем. Для коррекции используются спутниковые навигационные системы (СНС) на поверхности и гидроакустические - в подводном положении. Последние отличаются конфигурацией гидроакустического оборудования, реализуемого в виде опорных маяков с известными или контролируемыми геодезическими координатами. The required navigation accuracy for autonomous uninhabited underwater vehicles (AUVs) is currently provided by combining the dead reckoning data of the onboard inertial navigation system with the current correction of dead reckoning data from external navigation systems. For correction, satellite navigation systems (SNS) are used on the surface and hydroacoustic - in a submerged position. The latter differ in the configuration of hydroacoustic equipment implemented in the form of reference beacons with known or controlled geodetic coordinates.

При проектировании, изготовлении и отладке АНПА решаются задачи оценки точности как отдельных элементов навигационных систем, так и навигационных комплексов в целом. Необходимые для этого работы невозможно выполнить в полном объеме в лабораторных условиях, поэтому их значительная часть соотносится с натурными испытаниями на специально оборудованных морских полигонах.When designing, manufacturing and debugging Anpa, the tasks of assessing the accuracy of both individual elements of navigation systems and navigation complexes as a whole are solved. It is impossible to complete the necessary work for this in the laboratory, so their significant part correlates with field tests in specially equipped sea training grounds.

Известен специализированный полигон [1] института проблем морских технологий ДВО РАН, оборудованный в мелководной бухте, координаты ключевых точек которого определены геодезическими методами. В этих ключевых точках размещены три маяка-ответчика и две управляющие антенны, которые являются абонентами гидроакустической навигационной системы (ГНС) с длинной базой. В ходе испытаний эти устройства реализуют функции постоянно действующих стационарных измерительных дальне-мерных трасс в акватории движения АНПА, выполняющего проверку своих навигационных средств.Known specialized range [1] of the Institute of Problems of Marine Technology, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, equipped in a shallow bay, the coordinates of the key points of which are determined by geodetic methods. At these key points, there are three responder beacons and two control antennas, which are subscribers of a long-base hydroacoustic navigation system (HNS). During the tests, these devices implement the functions of permanently operating stationary measuring range-measuring routes in the water area of the movement of the AUV, which checks its navigation aids.

Накопление измеряемых дальномерных данных по трем трассам (антенна - маяки) с оценкой эффективных скоростей распространения сигналов по различным направлениям в акватории позволяет получить достаточно точную оценку координат АНПА. При точной координатной привязке ключевых точек в условиях такого полигона можно выполнять проверку точности навигации различных АНПА.The accumulation of measured range-finding data along three routes (antenna - beacons) with an estimate of the effective speeds of signal propagation in various directions in the water area makes it possible to obtain a fairly accurate estimate of the AUV coordinates. With accurate coordinate binding of key points in the conditions of such a polygon, it is possible to check the accuracy of navigation of various AUVs.

Для коррекции счисленных координат АНПА используют данные ГНС с длинной базой. Скорость звука на АНПА определяют в режиме реального времени измерителем параметров среды.To correct the calculated coordinates of the AUV, long-baseline data are used. The speed of sound on the AUV is determined in real time by a medium parameter meter.

Запуск АНПА осуществляют на испытательном полигоне в условиях глубин от 6 до 20 м. Программная траектория представляет собой циклическое движение по квадрату со стороной 300 м с двухмерной координатной привязкой. Средняя скорость передвижения АНПА составляет порядка 1 м/с. Коррекцию счисленных координат при движении осуществляют на АНПА по данным ГНС с периодом около 30 с. Оценку точности навигации выполняют в ходе постобработки полученных траекторных данных.The launch of the AUV is carried out at the test site in conditions of depths from 6 to 20 m. The program trajectory is a cyclic movement along a square with a side of 300 m with two-dimensional coordinate referencing. The average AUV movement speed is about 1 m/s. The correction of the calculated coordinates during movement is carried out on the AUV according to the GNS data with a period of about 30 s. Navigation accuracy is evaluated during post-processing of received trajectory data.

К недостаткам вышеописанного трехмаякового способа полигонной проверки точности навигации АНПА следует отнести:The disadvantages of the above three -bearing method of landfill verification of accuracy of Anpa navigation should be attributed:

1) необходимость выполнения трудоемких и продолжительных по времени работ, связанных с установкой и привязкой к геодезическим координатам акватории испытательного полигона местоположения подводных маяков-ответчиков и антенн ГНС с длинной базой перед испытаниями АНПА;1) the need to perform labor-intensive and time-consuming work related to the installation and reference to the geodetic coordinates of the water area of the test site for the location of underwater responder beacons and long-base GNS antennas before testing AUVs;

2) достаточно большое время коррекции счисленных координат АНПА по данным ГНС во время движения, что ограничивает скорость и характер траекторий передвижения АНПА в акватории испытательного полигона;2) a sufficiently long time for correcting the calculated coordinates of the AUV according to the GPS data during movement, which limits the speed and nature of the trajectories of the AUV movement in the water area of the test site;

3) отсутствие возможности оперативного визуального контроля подводных перемещений АНПА, транспонированных на поверхность акватории испытательного полигона, в процессе проверки возможных траекторий его передвижения, обеспечиваемых системой управления движительно-рулевого комплекса;3) the lack of the possibility of operational visual control of the ANP underwater movements transposed to the surface of the water area of the test landfill, in the process of checking the possible trajectories of its movement, provided by the control system of the motor-ruler complex;

4) значительные затраты времени на постобработку полученных на АНПА траекторных данных, снижающие оперативность используемого способа.4) significant time spent on post-processing of the trajectory data obtained on the AUV, which reduces the efficiency of the method used.

Известен одномаяковый [2] способ навигации АНПА, называемый еще способом синтезированной длинной базы, который может служить способом-прототипом.Known single-beacon [2] AUV navigation method, also called the method of synthesized long base, which can serve as a prototype method.

Суть способа состоит в измерении на последовательных интервалах времени наклонного расстояния между мобильным надводным маяком и движущимся в подводном положении АНПА и использовании его для коррекции счисления местоположения АНПА по курсу и скорости, периодически измеряемых бортовыми средствами АНПА.The essence of the method is to measure the inclined distance between the mobile surface lighthouse and the Anpa -moving in the underwater position on the consistent intervals and its use to correct the location of the Anp at the rate and speed, periodically measured by the Anpa.

Способ имеет ряд разновидностей использования. Применительно к полигонным испытаниям он состоит в том, что АНПА сопровождает безэкипажное надводное судно (БНС), например, мини катер или глайдер, который периодически определяет свое местоположение в акватории полигона с использованием СНС и передает свои текущие координаты на АНПА. Во время гидроакустического модемного обмена сигналами определяют время распространения сигнала от БНС до АНПА и, как следствие, -наклонное расстояние между ними. Зная глубину погружения АНПА, измеряемую с высокой точностью, на АНПА наклонное расстояние пересчитывают в горизонтальное, зависящее от текущего местоположения БНС в акватории полигона. Это расстояние совместно с курсом и скоростью АНПА используют для коррекции пути АНПА.The method has a number of uses. In relation to field tests, it consists in the fact that the AUV accompanies an unmanned surface vessel (BNS), for example, a mini boat or a glider, which periodically determines its location in the water area of the test site using SNS and transmits its current coordinates to the AUV. During hydroacoustic modem signal exchange, the signal propagation time from the BNS to the AUV is determined and, as a result, the slope distance between them is determined. Knowing the AUV diving depth, which is measured with high accuracy, the AUV recalculates the slope distance into a horizontal one, depending on the current location of the BNS in the water area of the test site. This distance, together with the course and speed of the AUV, is used to correct the path of the AUV.

Способ одномаяковой полигонной навигации лишен первого, весьма существенного, недостатка трехмаяковой навигации, второй недостаток которой может быть устранен уменьшением интервала времени между измерениями геодезических координат БНС с использованием СНС, но остаются третий и четвертый функционально значимые недостатки способа, снижающие его технико-эксплуатационную эффективность.The method of one-beacon polygon navigation is devoid of the first, very significant, drawback of three-beacon navigation, the second drawback of which can be eliminated by reducing the time interval between measurements of geodetic coordinates of the BNS using the SNS, but the third and fourth functionally significant drawbacks of the method remain, reducing its technical and operational efficiency.

Техническая реализация способа одномаяковой полигонной навигации при проверке точности навигации АНПА основана на следующих базовых процессах.The technical implementation of the method of single -button polygon navigation when checking the accuracy of navigation of the ANPA is based on the following basic processes.

АНПА, оснащенный гидроакустическим модемом и бортовыми средствами навигации, включающими в себя инерциальную навигационную систему, датчик глубины и измеритель скорости звука, движется в подводном положении между двумя реперными точками акватории испытательного полигона с известными геодезическими координатами по предварительно запрограммированному маршруту. С помощью указанных средств навигации периодически оценивают курс АНПА, ортогональные составляющие путевой скорости его движения, глубину акватории. Эти данные используют для счисления пути АНПА в акватории испытательного полигона.The AUV, equipped with a hydroacoustic modem and on-board navigation aids, including an inertial navigation system, a depth sensor and a sound velocity meter, moves in a submerged position between two reference points of the test site water area with known geodetic coordinates along a pre-programmed route. With the help of these navigation tools, the course of the AUV, the orthogonal components of the ground speed of its movement, and the depth of the water area are periodically estimated. These data are used to calculate the path of the AUV in the water area of the test site.

На БНС, оснащенном приемником сигналов СНС и гидроакустическим модемом, передвигающимся в пределах акватории испытательного полигона и являющимся навигационным маяком, периодически по сигналам СНС оценивают геодезические координаты БНС в акватории испытательного полигона и осуществляют модемный обмен гидроакустическими сигналами между БНС и АНПА, в процессе которого на АНПА передают текущие геодезические координаты БНС с измерением на АНПА времени распространения акустического сигнала между БНС и АНПА.On the BNS equipped with a SNA signal receiver and a hydroacoustic modem that moves within the water area of the testing ground and is a navigation beacon, the geodetic coordinates of the BNS in the system of the testing training ground are periodically evaluated by the signals of the SNA and the modem exchange of hydroacoustic signals between the BNS and the Anp The current geodetic coordinates of the BNS with the measurement on the Anpa of the spread of the acoustic signal between BNS and the ANPA are transmitted.

На АНПА по времени распространения акустического сигнала между БНС и АНПА и предварительно измеренной скорости звука в акватории испытательного полигона определяют наклонное расстояние между БНС и АНПА, затем с учетом измеренной глубины погружения АНПА вычисляют горизонтальное расстояние между БНС и АНПА, которое совместно с курсом, скоростью АНПА и переданными геодезическими координатами БНС используют для коррекции пути АНПА в акватории испытательного полигона.On the AUV, according to the propagation time of the acoustic signal between the BNS and the AUV and the previously measured sound speed in the water area of the test site, the slope distance between the BNS and the AUV is determined, then, taking into account the measured depth of the AUV immersion, the horizontal distance between the BNS and the AUV is calculated, which, together with the heading, speed of the AUV and the transmitted geodetic coordinates of the BNS are used to correct the path of the AUV in the water area of the test site.

После прибытия в конечную точку маршрута и подъема АНПА на поверхность осуществляют постобработку траекторных данных, которая включает в себя две процедуры: обработку данных счисления пути бортовых навигационных средств АНПА для определения траектории его передвижения и оценку отклонений полученного маршрута от исходно запрограммированного, характеризующих точность навигации АНПА.After arriving at the end point of the route and lifting the AUV to the surface, post-processing of the trajectory data is carried out, which includes two procedures: processing the dead reckoning data of the AUV onboard navigation aids to determine the trajectory of its movement and assessing the deviations of the obtained route from the originally programmed one, characterizing the accuracy of AUV navigation.

Технико-эксплуатационным результатом предлагаемого способа является возможность оперативного визуального контроля с берегового поста или иного места наблюдения двухмерной траектории подводного перемещения АНПА, транспонированной на поверхность акватории испытательного полигона, в процессе проверки возможных траекторий его передвижения и сокращение времени постобработки траекторных данных при проверке точности навигации АНПА.The technical and operational result of the proposed method is the possibility of operational visual control from a coastal post or other place of observation of the two-dimensional trajectory of the underwater movement of the AUV, transposed to the surface of the water area of the test site, in the process of checking possible trajectories of its movement and reducing the time of post-processing of trajectory data when checking the accuracy of AUV navigation.

Данный технико-эксплуатационный результат достигается за счет того, что в способе проверки на морском полигоне точности навигации АНПА, оснащенного штатным оборудованием соответствующего функционального состава, заключающемся в организации подводного передвижения АНПА по запрограммированному маршруту между двумя реперными точками акватории испытательного полигона с известными геодезическими координатами в присутствии БНС, при этом навигацию АНПА обеспечивают его гидроакустическим модемом для обмена сообщениями с БНС, бортовыми средствами навигации, включающими в себя инерциальную навигационную систему и датчик глубины, для периодической оценки курса, ортогональных составляющих путевой скорости, глубины погружения, используемых для счисления пути в акватории испытательного полигона, БНС, выполняющим функцию навигационного маяка, с оснащением его движительно-рулевым комплексом для передвижения в акватории испытательного полигона, приемником сигналов СНС для геодезического позиционирования, гидроакустическим модемом для передачи геодезических координат на АНПА, которые совместно с курсом, ортогональными составляющими путевой скорости, глубиной погружения АНПА используют для коррекции счисления его пути, в выполнении после прибытия АНПА в конечную реперную точку маршрута постобработки траекторных данных для оценки точности навигации, состоящей в построении траектории маршрута АНПА на испытательном полигоне по данным используемых навигационных средств и определении ее отклонений от траектории запрограммированного маршрута, характеризующих точность навигации АНПА, осуществляют скоординированное движение БНС и АНПА по двухмерной траектории запрограммированного маршрута в акватории испытательного полигона, реализуемое дооснащением АНПА гидроакустическим маяком-пингером - источником периодического навигационного сигнала для гидроакустического позиционирования относительно БНС, дооснащением БНС съемным устройством хранения данных для записи и хранения текущих маршрутных данных, инерциальной навигационной системой для определения курса с ортогональными составляющими путевой скорости движения в акватории испытательного полигона, гидроакустическим фазовым пеленгатором с четырехэлементной антенной диаметрально-ортогональной геометрии, согласованной с курсом БНС и имеющей расстояние между парами приемных гидрофонов в горизонтальной плоскости в два раза превышающее расстояние между парами приемных гидрофонов в вертикальной плоскости, являющееся базовым установочным размером антенны, для гидроакустического позиционирования АНПА с периодичностью излучения его маяка-пингера путем определения в системе координат пеленгационной антенны БНС пеленга, угла места АНПА, горизонтального расстояния по курсу между БНС и АНПА без необходимости измерения скорости звука в акватории испытательного полигона, причем частоту гармонического навигационного сигнала маяка-пингера АНПА выбирают из условия фазовой однозначности пеленгования, передачей с периодичностью гидроакустического позиционирования АНПА посредством гидроакустического модема с АНПА на БНС сообщений о курсе, ортогональных составляющих путевой скорости движения, глубине погружения АНПА, совмещением курсов и выравниванием путевых скоростей БНС и АНПА посредством системы управления движительно-рулевого комплекса БНС на основе сопоставления курсовых, скоростных и траекторных параметров подводного передвижения АНПА и надводного передвижения БНС в акватории испытательного полигона, передают посредством гидроакустического модема с БНС на АНПА с периодичностью геодезического позиционирования БНС, кратно превышающей периодичность гидроакустического позиционирования АНПА, помимо сообщений о геодезических координатах БНС сообщения о горизонтальном расстоянии по курсу между БНС и АНПА, необходимом наряду с геодезическими координатами БНС, курсом, ортогональными составляющими путевой скорости, глубиной погружения АНПА для коррекции счисления его пути в акватории испытательного полигона, записывают в процессе скоординированного движения АНПА и БНС по запрограммированному маршруту с периодичностью геодезического позиционирования БНС в съемное устройство хранения данных БНС текущие маршрутные данные: геодезические координаты БНС и глубины погружения АНПА, на основе которых при постобработке траекторных данных выстраивают траекторию маршрута АНПА в акватории испытательного полигона.This technical and operational result is achieved due to the fact that in the method of checking the accuracy of AUV navigation at the sea range, equipped with standard equipment of the appropriate functional composition, which consists in organizing underwater movement of the AUV along a programmed route between two reference points of the test range water area with known geodetic coordinates in the presence of BNS, while AUV navigation is provided by its hydroacoustic modem for exchanging messages with the BNS, on-board navigation tools, including an inertial navigation system and a depth sensor, for periodic assessment of the heading, orthogonal components of the ground speed, immersion depth used for dead reckoning in the water area of the test polygon, BNS, performing the function of a navigation beacon, equipped with a propulsion and steering system for movement in the water area of the test site, a receiver of SNS signals for geodetic positioning i, a hydroacoustic modem for transmitting geodetic coordinates to the AUV, which, together with the course, orthogonal components of the ground speed, the depth of the AUV immersion, are used to correct the dead reckoning of its path, after the AUV arrives at the final reference point of the route, post-processing of trajectory data to assess the accuracy of navigation, consisting in constructing the AUV route trajectory at the test site according to the data of the navigation aids used and determining its deviations from the trajectory of the programmed route, characterizing the accuracy of AUV navigation, carry out coordinated movement of the AUV and AUV along the two-dimensional trajectory of the programmed route in the water area of the test site, implemented by retrofitting the AUV with a hydroacoustic beacon-pinger - a source of a periodic navigation signal for hydroacoustic positioning relative to the BNS, retrofitting the BNS with a removable data storage device for recording and storing current route data x, an inertial navigation system for determining the course with orthogonal components of the ground speed in the water area of the test site, a hydroacoustic phase direction finder with a four-element antenna of diametrical-orthogonal geometry, consistent with the BNS heading and having a distance between pairs of receiving hydrophones in the horizontal plane twice the distance between pairs of receiving hydrophones in the vertical plane, which is the basic installation size of the antenna, for hydroacoustic positioning of the AUV with the frequency of emission of its pinger beacon by determining the bearing, the elevation angle of the AUV, the horizontal distance along the course between the BNS and the AUV without the need to measure the speed in the coordinate system of the BNS direction-finding antenna sound in the water area of the test site, and the frequency of the harmonic navigation signal of the AUV pinger beacon is selected from the condition of phase unambiguity of direction finding, by transmitting hydroacoustic positioning of the AUV using a hydroacoustic modem from the AUV to the BNS of messages about the heading, orthogonal components of the ground speed, the depth of the AUV diving, alignment of courses and alignment of the ground speeds of the BNS and AUV by means of the control system of the BNS propulsion and steering complex based on a comparison of the heading, speed and trajectory parameters of the underwater movement of the AUV and surface movement of the AUV in the water area of the test site, are transmitted by means of a hydroacoustic modem from the AUV to the AUV with the periodicity of the geodetic positioning of the AUV, a multiple of the frequency of the hydroacoustic positioning of the AUV, in addition to reports on the geodetic coordinates of the AUV, messages about the horizontal distance along the course between the AUV and the AUV, necessary along with the geodetic coordinates of the BNS, the heading, the orthogonal components of the ground speed, the AUV diving depth to correct the dead reckoning of its path in the water area of the test site, are recorded in the process of sc coordinated movement of AUVs and AUVs along a programmed route with periodicity of AUV geodetic positioning into the OVNS removable data storage device current route data: AUV geodetic coordinates and AUV diving depths, on the basis of which, during post-processing of trajectory data, the AUV route trajectory is built in the water area of the test site.

Существенными отличиями предлагаемого способа являются: использование БНС в качестве поверхностного индикатора подводного перемещения АНПА в акватории испытательного полигона, отсутствие необходимости измерения скорости звука в акватории испытательного полигона при осуществлении навигации АНПА и исключение из постобработки траекторных данных процедуры определения траектории передвижения АНПА в акватории испытательного полигона, связанной с обработкой данных счисления пути бортовых средств навигации, выполняемой после подъема АНПА на поверхность.The significant differences of the proposed method are: the use of the BNS as a surface indicator of the underwater movement of the AUV in the water area of the test site, the absence of the need to measure the speed of sound in the water area of the test site during the navigation of the AUV and the exclusion from the post-processing of trajectory data of the procedure for determining the trajectory of the movement of the AUV in the water area of the test site, associated with the processing of the dead reckoning data of the onboard navigation aids, performed after the AUV has risen to the surface.

Совокупность существенных признаков предлагаемого способа имеет причинно-следственную связь с достигаемым результатом, из чего можно заключить, что предлагаемый способ является новым, обладает изобретательским уровнем, так как явным образом не следует из известных технических решений, и пригоден для практического применения.The set of essential features of the proposed method has a causal relationship with the achieved result, from which it can be concluded that the proposed method is new, has an inventive step, since it does not explicitly follow from known technical solutions, and is suitable for practical application.

Предлагаемый способ поясняется чертежами.The proposed method is illustrated by drawings.

Фиг. 1 иллюстрирует возможное размещение антенн средств навигации и информационного обмена АНПА и БНС, где 5 - АНПА; 6 - БНС; 7 - антенна маяка-пингера; 8 - антенна СНС; 9 - антенны гидроакустического модема; 10 - антенна фазового пеленгатора.Fig. 1 illustrates the possible placement of antennas for navigation and information exchange of the AUV and BNS, where 5 - AUV; 6 - BNS; 7 - pinger beacon antenna; 8 - SNS antenna; 9 - antennas of the hydroacoustic modem; 10 - phase direction finder antenna.

На фиг. 2 представлен пример возможного скоординированного передвижения АНПА 5 и БНС 6 по запрограммированному маршруту акватории испытательного полигона.In FIG. Figure 2 shows an example of a possible coordinated movement of AUV 5 and BNS 6 along the programmed route of the test site water area.

На фиг. 3 показан схематичный вариант четырехэлементной антенны диаметрально-ортогональной геометрии фазового пеленгатора, устанавливаемой на БНС для гидроакустического позиционирования АНПА, где X, Y, Z - декартова система координат; А - базовый установочный размер антенны; ϕ(t), θ(t) - текущие пеленг и угол места АНПА; 1, 2, 3, 4 - приемные гидрофоны пеленгационной антенны.In FIG. 3 shows a schematic version of a four-element antenna of diametrical-orthogonal geometry of the phase direction finder, installed on the BNS for hydroacoustic positioning of the AUV, where X, Y, Z are the Cartesian coordinate system; A - basic installation size of the antenna; ϕ(t), θ(t) - current bearing and elevation angle of the AUV; 1, 2, 3, 4 - receiving hydrophones of the direction finding antenna.

Фиг. 4 поясняет измеряемые курсовые, скоростные и траекторные параметры, используемые в процессе осуществления скоординированного движения БНС и АНПА в акватории испытательного полигона, где 5 - АНПА; 6 - БНС; 8 - антенна СНС; 11 - спутник навигационной системы, например, ГЛОНАСС или GPS; ϕ(t), θ(t) - текущие пеленг и угол места АНПА; D(t) - текущее горизонтальное расстояние по курсу между БНС и АНПА; h₁(t) - текущая глубина погружения АНПА; h₂ - априорно известная глубина погружения антенны фазового пеленгатора БНС; K(t) - текущий курс БНС; k(t) - текущий курс АНПА; V_x(t), V_y(t) - текущие курсовая и бортовая скорости БНС; ν_x(t), ν_y(t) - текущие курсовая и бортовая скорости АНПА.Fig. 4 explains the measured exchange rate, speed and trajectory parameters used in the process of coordinated movement of BNS and ANP in the water area of the testing ground, where 5 are Anpa; 6 - BNS; 8 - SNS antenna; 11 - satellite navigation system, for example, GLONASS or GPS; ϕ(t), θ(t) - current bearing and elevation angle of the AUV; D(t) is the current horizontal distance along the course between the BNS and the AUV; h ₁ (t) - current AUV diving depth; h ₂ - a priori known depth of immersion of the BNS phase direction finder antenna; K(t) - current BNS exchange rate; k(t) - current AUV heading; V _x (t), V _y (t) - current heading and onboard speeds of the BNS; ν _x (t), ν _y (t) - current heading and side speeds of the AUV.

На фиг. 5 приведен пример двухмерного отображения возможной траектории передвижения АНПА, в декартовой системе координат XOY акватории испытательного полигона, построенной по результатам постобработки траекторных данных.In FIG. Figure 5 shows an example of a two-dimensional display of a possible AUV movement trajectory in the XOY Cartesian coordinate system of the water area of the test site, built based on the results of post-processing of trajectory data.

Рассмотрим базовые процессы предлагаемого способа.Consider the basic processes of the proposed method.

АНПА 5 со штатным движительно-рулевым комплексом, гидроакустическим модемом и бортовыми средствами навигации, включающими в себя инерциальную навигационную систему и датчик глубины, дополнительно оснащают гидроакустическим маяком-пингером - источником периодического навигационного сигнала, а на БНС 6 с движительно-рулевым комплексом, приемником сигналов СНС и гидроакустическим модемом дополнительно устанавливают съемное устройство хранения данных, инерциальную навигационную систему и гидроакустический фазовый пеленгатор с четырехэлементной антенной 10 диаметрально-ортогональной геометрии. Возможное размещение антенны 7 маяка-пингера, антенны 8 СНС, антенн 9 гидроакустического модема, антенны 10 гидроакустического фазового пеленгатора иллюстрируется фиг. 1.AUV 5 with a standard propulsion and steering system, a hydroacoustic modem and on-board navigation aids, including an inertial navigation system and a depth sensor, are additionally equipped with a hydroacoustic pinger beacon - a source of a periodic navigation signal, and on BNS 6 with a propulsion and steering complex, a signal receiver SNS and hydroacoustic modem additionally install a removable data storage device, an inertial navigation system and a hydroacoustic phase direction finder with a four-element antenna 10 diametrically orthogonal geometry. Possible placement of the pinger beacon antenna 7, SNS antenna 8, hydroacoustic modem antennas 9, hydroacoustic phase direction finder antenna 10 is illustrated in FIG. 1.

Осуществляют с помощью вышеуказанных средств управления движением, навигации и информационного обмена скоординированное передвижение АНПА 5 (в подводном положении) и БНС 6 (в надводном положении) по двухмерной траектории запрограммированного маршрута между двумя реперными точками акватории испытательного полигона с известными геодезическими координатами (фиг. 2).Using the above means of traffic control, navigation and information exchange, the coordinated movement of the AUV 5 (in the submerged position) and the BNS 6 (in the surface position) is carried out along a two-dimensional trajectory of the programmed route between two reference points of the test site water area with known geodetic coordinates (Fig. 2) .

Навигацию АНПА в сочетании с скоординированным передвижением АНПА и БНС в акватории испытательного полигона реализуют следующим образом.Anpa navigation in combination with the coordinated movement of the ANP and BNS in the water area is realized as follows.

На АНПА 5 посредством инерциальной навигационной системы и датчика глубины периодически оценивают текущие навигационные параметры движения АНПА 5 - курс k(t), курсовую ν_х(t) и бортовую ν_y(t) скорости, являющиеся ортогональными составляющими путевой скорости ν(t), глубину погружения h₁(t), которые используют для счисления его пути по запрограммированному маршруту акватории испытательного полигона и передают с помощью гидроакустического модема на БНС 6.On the ANPA 5, through the inertial navigation system and the depth sensor, the current navigation parameters of the Anpa 5 - course K (t), the course ν _x (t) and the side ν _y (t) speed that are orthogonal components of the waybill ν (t), are periodically evaluated. The depth of immersion H ₁ (t), which are used to read its paths on the programmed route of the testing landfill and is transmitted using a hydroacoustic modem to BNS 6.

На БНС 6 посредством гидроакустического фазового пеленгатора с четырехэлементной антенной 10 диаметрально-ортогональной геометрии периодически осуществляют позиционирование АНПА относительно БНС, в процессе которого оценивают текущие пеленг ϕ(t), угол места θ(t) АНПА, горизонтальное расстояние D(t) по курсу между БНС и АНПА в системе координат его пеленгационной антенны (фиг. 3, фиг. 4).On the BNS 6, by means of a hydroacoustic phase direction finder with a four-element antenna 10 of diametrically orthogonal geometry, the positioning of the AUV relative to the BNS is periodically carried out, during which the current bearing ϕ(t), the elevation angle θ(t) of the AUV, the horizontal distance D(t) along the course between BNS and AUV in the coordinate system of its direction-finding antenna (Fig. 3, Fig. 4).

Для гидроакустического позиционирования АНПА выбирают способ [3], позволяющий оценивать угловые координаты позиционируемого объекта с погрешностью менее одного градуса. В фазовом пеленгаторе БНС используют антенну диаметрально-ортогональной геометрии 10 [4] с соотношением размеров 2А/А (А - базовый установочный размер антенны на фиг. 3), согласованную с курсом БНС 6 (курс БНС совпадает с осью координат X на фиг. 3) и частотой ƒ гармонического навигационного сигнала маяка-пингера АНПА, которую выбирают из условия фазовой однозначности пеленгования: ƒ≤C_min/4А, где C_min - априорно известная минимальная скорость звука в морской воде. При этом текущие пеленг ϕ(t) и угол места θ(t) АНПА определяют по следующим тригонометрическим формулам [5]:For hydroacoustic positioning, ANPA choose a method [3], which allows to evaluate the angular coordinates of the positioned object with an error of less than one degree. In the Phase Polenger of the BNS, the antenna of diametrically organic geometry 10 [4] is used with a size ratio of 2A/A (A - the base installation size of the antenna in FIG. 3), agreed with the BNS 6 course (the BNS course coincides with the coordinate x axis in Fig. 3 ) and the frequency of the harmonic navigation signal of the lighter -pinger Anpa, which is selected from the conditions of the phase unambiguousness of the diaper: ƒ≤c _min /4a, where C _min is a priori -known minimum sound speed in sea water. In this case, the current bearing wor (t) and the angle of place θ (t) Anpa are determined by the following trigonometric formulas [5]:

где Δψ₁₂(t), Δψ₁₃(t), Δψ₁₄(t) являются текущими инструментально измеренными разностями фаз колебаний навигационного сигнала маяка-пингера АНПА для соответствующих пар парциальных трактов приема (выходов приемных гидрофонов 1-2, 1-3, 1-4 на фиг. 3) фазового пеленгатора БНС.where Δψ ₁₂ (t), Δψ ₁₃ (t), Δψ ₁₄ (t) are the current instrumentally measured differences in the vibration phases of the navigation signal of the Pinger of the Anpa for the corresponding guy of the partial tracts of the reception (outputs of the receiving hydrophones 1-2, 1-3, 1 -4 in Fig. 3) of the BNS phase direction finder.

Как видно из соотношений (1) и (2) для оценки угловых координат АНПА 5 не требуется знание скорости звука в акватории испытательного полигона, что позволяет исключить погрешность измерения скорости звука при оценке пеленга и угла места АНПА, повышая точность позиционирования.As can be seen from the ratios (1) and (2) for assessing the angular coordinates of the Anpa 5, knowledge of the sound speed in the water area of the testing ground is not required, which allows the error of measuring the sound speed when assessing the bearing and angle of the Anpa, increasing the accuracy of positioning.

По рассчитанному углу места θ(t) и переданной с АНПА 5 на БНС 6 текущей глубине погружения h₁(t) АНПА оценивают текущее горизонтальное расстояние D(t) по курсу между БНС и АНПА (см. фиг. 4):According to the calculated corner of the place θ (t) and transferred from ANP 5 to BNS 6, the current dive depth H ₁ (t) Anpa is evaluated by the current horizontal distance D (t) at the rate between BNS and Anpa (see Fig. 4):

где h₂ - априорно известная глубина погружения антенны фазового пеленгатора БНС.where H ₂ is the a priori -known depth of immersion of the antenna of the phase diaper of the BNS.

Периодичность излучения навигационного сигнала маяка-пингера АНПА (периодичность гидроакустического позиционирования АНПА) согласовывают с периодичностью передачи с АНПА на БНС сообщений о курсе k(t), курсовой ν_x(t) и бортовой ν_y(t) скоростях, являющихся ортогональными составляющими путевой скорости АНПА

глубине погружения h₁(t).The frequency of the radiation of the navigation signal of the Singer of the ANP (frequency of hydroacoustic positioning of the ANP) is coordinated with the frequency of transmission from the ANP to the BNS reports of the course K (t), the course ν _X (t) and the on-board ν _y (t) speeds that are orthogonal components of the waybill AUV

immersion depth h ₁ (t).

На БНС 6, используя СНС с антенной 8 и спутником 11 навигационной системы (см. фиг. 4), периодически выполняют геодезическое позиционирование БНС в акватории испытательного полигона с оценкой геодезических координат, а с помощью инерциальной навигационной системы оценивают курс K(t), курсовую V_x(t) и бортовую V_y(t) скорости, являющиеся ортогональными составляющими путевой скорости БНС

On BNS 6, using SNS with Antenna 8 and satellite 11 navigation system (see Fig. 4), periodically perform the geodetic positioning of the BNS in the water area of the testing ground with the assessment of geodetic coordinates, and using the inertial navigation system evaluate the course K (t), term paper V _X (t) and side V _Y (t) speeds that are orthogonal components of the waybill of the BNS

С помощью системы управления движительно-рулевого комплекса БНС 6 совмещают курсы k(t)=K(t), ϕ(t)=0 и выравнивают путевые скорости БНС 6 и АНПА 5 ν(t)=V(t) на основе сопоставления курсовых k(t) и K(t), скоростных ν(t) и V(t) и траекторных ϕ(t) и D(t) параметров их передвижения (см. фиг. 4) в акватории испытательного полигона.Using the control system of the motor-ruler complex BNS 6, combine the courses K (t) = k (t), onic (t) = 0 and the track speeds of BNS 6 and Anpa 5 ν (t) = v (t) are aligned with the comparison of the course k(t) and K(t), speed ν(t) and V(t) and trajectory ϕ(t) and D(t) parameters of their movement (see Fig. 4) in the water area of the test site.

Скоординированное движение АНПА 5 и БНС 6 по двухмерной траектории описывается системой из пяти интегральных уравнений, используемых в итеративном алгоритме системы управления движительно-рулевого комплекса БНС:The coordinated movement of AUV 5 and BNS 6 along a two-dimensional trajectory is described by a system of five integral equations used in the iterative algorithm of the control system of the BNS propulsion and steering complex:

где T - время усреднения курсовых, скоростных и траекторных параметров движения АНПА 5 и БНС 6; D₀ - установочное, минимально допустимое, горизонтальное расстояние по курсу между АНПА и БНС, которое выбирают с учетом мест размещения антенны 7 маяка-пингера АНПА 5 и антенны 10 фазового пеленгатора БНС 6 и поддерживают постоянным D₀=D(t) в процессе скоординированного передвижения АНПА 5 и БНС 6 в акватории испытательного полигона.where t is the time of averaging course, speed and trajectory parameters of Anpa 5 and BNS 6; D ₀ - installation, minimum allowable, horizontal distance between the ANPA and BNS, which is selected taking into account the location of the Antenna Pinger ANPA 5 and the Antenna of 10 phase diaper BNS 6 and is supported by constant D ₀ = D (T) in the process of coordinated movement of AUV 5 and BNS 6 in the water area of the test site.

В процессе скоординированного движения АНПА 5 и БНС 6 по запрограммированному маршруту с БНС 6 на АНПА 5 посредством гидроакустического модема с периодичностью геодезического позиционирования БНС 6 передают сообщения о геодезических координатах БНС 6 и горизонтальном расстоянии D(t) по курсу между БНС 6 и АНПА 5, которые совместно с ортогональными составляющими путевой скорости ν(t) и курсом k(t) АНПА 5 используют для коррекции счисления его пути в акватории испытательного полигона.In the process of coordinated movement of AUV 5 and BNS 6 along a programmed route from BNS 6 to AUV 5, by means of a hydroacoustic modem with a frequency of geodetic positioning of BNS 6, messages are transmitted about the geodetic coordinates of BNS 6 and the horizontal distance D(t) along the course between BNS 6 and AUV 5, which, together with the orthogonal components of the ground speed ν(t) and heading k(t) of the AUV 5, are used to correct the dead reckoning of its path in the water area of the test site.

Периодичность геодезического позиционирования БНС 6 выбирают кратно превышающей периодичность гидроакустического позиционирования АНПА 5 с целью обеспечения завершения процессов итеративного корректирования движения БНС 6 по результатам гидроакустического позиционирования АНПА 5 и совмещения по времени оценок геодезических координат БНС 6 и глубины погружения АНПА 5, которые записывают с периодичностью геодезического позиционирования БНС 6 в съемное устройство хранения данных БНС 6 в процессе скоординированного передвижения АНПА 5 и БНС 6 в акватории испытательного полигона.The frequency of geodetic positioning of the BNS 6 is chosen to be a multiple of the frequency of the hydroacoustic positioning of the AUV 5 in order to ensure the completion of the processes of iterative correction of the movement of the BNS 6 based on the results of the hydroacoustic positioning of the AUV 5 and the coincidence in time of the estimates of the geodetic coordinates of the BNS 6 and the immersion depth of the AUV 5, which are recorded with the frequency of geodetic positioning BNS 6 into the removable data storage device BNS 6 in the process of coordinated movement of AUV 5 and BNS 6 in the water area of the test site.

После прибытия АНПА 5 в конечную реперную точку запрограммированного маршрута по траекторным данным скоординированного движения АНПА 5 и БНС 6, записанным в съемное устройство хранения данных БНС 6, выстраивают трехмерную или двухмерную (фиг. 5) траекторию движения АНПА 5 в акватории испытательного полигона, при этом не требуются подъем АНПА 5 на поверхность и достаточно продолжительная процедура обработки данных счисления пути бортовых навигационных средств АНПА 5, что существенно сокращает время постобработки траекторных данных.After the arrival of the AUV 5 at the final reference point of the programmed route, according to the trajectory data of the coordinated movement of the AUV 5 and BNS 6, recorded in the removable data storage device of the BNS 6, a three-dimensional or two-dimensional (Fig. 5) trajectory of the AUV 5 in the water area of the test site is built, while the AUV 5 rise to the surface and a rather lengthy procedure for processing the dead reckoning data of the AUV 5 onboard navigation aids are not required, which significantly reduces the time of post-processing of trajectory data.

Полученную таким образом траекторию движения АНПА сравнивают с исходной запрограммированной и по их расхождению оценивают точность навигации АНПА при движении в акватории испытательного полигона.The AUV movement trajectory obtained in this way is compared with the original programmed one, and the accuracy of AUV navigation when moving in the water area of the test site is estimated from their divergence.

Следует отметить, что в предлагаемом способе, в отличии от прототипа, для коррекции счисления пути АНПА используют горизонтальное расстояние по курсу между БНС и АНПА, полученное при гидроакустическом позиционировании АНПА и не требующее измерения скорости звука в акватории испытательного полигона.It should be noted that in the proposed method, in contrast to the prototype, to correct the dead reckoning of the AUV path, the horizontal distance along the course between the BNS and the AUV, obtained with the AUV hydroacoustic positioning and not requiring the measurement of the speed of sound in the water area of the test site, is used.

В ходе полигонных испытаний по предлагаемому способу появляется возможность оперативного визуального контроля с берегового поста или иного места наблюдения подводных перемещений АНПА, транспонированных на поверхность акватории испытательного полигона в виде двухмерной траектории передвижения БНС, используемого в качестве поверхностного индикатора подводного перемещения АНПА, что облегчает и ускоряет процесс проверки возможных траекторий его передвижения.In the course of field tests according to the proposed method, it becomes possible to quickly visually control from a coastal post or other place of observation of underwater movements of AUVs transposed to the surface of the water area of the test site in the form of a two-dimensional trajectory of movement of the BNS used as a surface indicator of the underwater movement of AUVs, which facilitates and speeds up the process checking possible trajectories of its movement.

При технической реализации предлагаемого способа для оснащения АНПА и БНС могут быть использованы промышленно выпускаемые устройства, системы и комплексы. Возможно изготовление необходимого специализированного оборудования под конкретные типы АНПА и БНС.In the technical implementation of the proposed method for equipping the AUV and BNS, industrially produced devices, systems and complexes can be used. It is possible to manufacture the necessary specialized equipment for specific types of AUVs and BNS.

Так, например, необходимое для реализации предлагаемого способа оснащение АНПА можно осуществить с использованием:So, for example, the ANPA equipment necessary for the implementation of the proposed method can be carried out using:

- маяка-пингера, реализованного на базе усилителя мощности TDA7250 [6], гидроакустического преобразователя фирмы Брюль и Къер типа 8104 [7] и микроконтроллера ADUC841BSZ62-5 [8];- a pinger beacon implemented on the basis of a TDA7250 power amplifier [6], a Brüel and Kjær type 8104 hydroacoustic transducer [7] and an ADUC841BSZ62-5 microcontroller [8];

- гидроакустического модема RedLINE [9] с дальностью связи до 8 км;- sonar modem RedLINE [9] with a communication range of up to 8 km;

- датчика глубины на основе тензопреобразователя КНС типа [10];- depth transducer based on strain gauge KNS type [10];

- малогабаритной бесплатформенной инерциальной навигационной системы БИНС-500НС [11], построенной на базе трех волоконно-оптических гироскопов и трех акселерометров.- a small-sized strapdown inertial navigation system SINS-500NS [11], built on the basis of three fiber-optic gyroscopes and three accelerometers.

При этом для оснащения БНС мини класса можно использовать:At the same time, to equip the mini-class BNS, you can use:

- гидроакустический модем RedLINE [9] с дальностью связи до 8 км;- sonar modem RedLINE [9] with a communication range of up to 8 km;

- малогабаритную бесплатформенную инерциальную навигационную систему БИНС-500НС [11], построенную на базе трех волоконно-оптических гироскопов и трех акселерометров с входящим в комплект приемником СНС;- a small-sized strapdown inertial navigation system BINS-500NS [11], built on the basis of three fiber-optic gyroscopes and three accelerometers with a SNS receiver included in the kit;

- флэш-плеер Transcend МР330 [12] с памятью 8 ГБ в качестве съемного устройства хранения данных;- Flash player Transcend MP330 [12] with 8 GB memory as a removable storage device;

- движительно-рулевой комплекс с системой управления и бортовым компьютером безэкипажного катера «Тайфун-680» [13];- propulsion and steering complex with a control system and an on-board computer of a crewless boat "Typhoon-680" [13];

- гидроакустический фазовый пеленгатор с четырехэлементной антенной диаметрально-ортогональной геометрии, состав и техническая реализация оборудования которого представлены в патентах [3, 5].- a hydroacoustic phase direction finder with a four-element antenna of diametrically orthogonal geometry, the composition and technical implementation of the equipment of which are presented in patents [3, 5].

Таким образом, предлагаемый способ позволяет расширить функциональные возможности одномаякового способа-прототипа, обеспечивая визуальный контроль подводных перемещений АНПА при проверке траекторных возможностей подводного передвижения, и повысить его эффективность, сокращая время постобработки траекторных данных при проверке точности навигации, позволяя причислить его к категории среднезатратных способов натурных испытаний автономных подводных аппаратов.Thus, the proposed method allows you to expand the functionality of the single-beacon prototype method, providing visual control of AUV underwater movements when checking the trajectory capabilities of underwater movement, and increase its efficiency by reducing the post-processing time of trajectory data when checking navigation accuracy, allowing it to be classified as a medium-cost full-scale methods. testing of autonomous underwater vehicles.

Список использованных источниковList of sources used

1. Ваулин Ю.В., Лаптев К.З. Оценка точности плавания автономного необитаемого подводного аппарата в заданном районе // Известия ЮФУ. Технические науки, 2015. С. 74-86.1. Vaulin Yu.V., Laptev K.Z. Assessment of the accuracy of navigation of an autonomous uninhabited underwater vehicle in a given area // Izvestiya SFU. Technical sciences, 2015. S. 74-86.

2. Машошин А.И. Исследование точности одномаяковой навигации автономных необитаемых подводных аппаратов // Подводные исследования и робототехника. 2017. №2. С. 20-27.2. Mashoshin A.I. Investigation of the accuracy of single-beacon navigation of autonomous uninhabited underwater vehicles // Underwater research and robotics. 2017. No. 2. pp. 20-27.

3. Патент РФ 2709100, МПК G01S 1/72. Способ определения местоположения подводного объекта / В.Г. Арсентьев, Г.И. Криволапов, А.Е. Малашенко, Д.Д. Минаев. - Заявка 2018122532, заявлено 19.06.2018, опубликовано 16.12.2019. Бюл. №35.3. RF patent 2709100, IPC G01S 1/72. Method for determining the location of an underwater object / V.G. Arsentiev, G.I. Krivolapov, A.E. Malashenko, D.D. Minaev. - Application 2018122532, submitted on 06/19/2018, published on 12/16/2019. Bull. No. 35.

4. Арсентьев В.Г., Криволапов Г.И. О влиянии геометрических параметров антенны на характеристики гидроакустического фазового пеленгатора // Вестник СибГУТИ. Новосибирск. 2019. №1. С. 92-101.4. Arsentiev V.G., Krivolapov G.I. On the influence of the geometrical parameters of the antenna on the characteristics of the hydroacoustic phase direction finder // Bulletin of the SibGUTI. Novosibirsk. 2019. No. 1. pp. 92-101.

5. Патент РФ 2727331, МПК G01S 15/00. Способ гидроакустического поиска автономного донного подводного объекта / В.Г. Арсентьев, Г.И. Криволапов. - Заявка 2019145191, заявлено 25.12.2019, опубликовано 21.07.2020. Бюл. №21.5. RF patent 2727331, IPC G01S 15/00. The method of hydroacoustic search for an autonomous bottom underwater object / V.G. Arsentiev, G.I. Krivolapov. - Application 2019145191, submitted on 12/25/2019, published on 07/21/2020. Bull. No. 21.

6. Усилитель TDA7250 [Электронный ресурс] // URL: http://www.radiomaster.net/pdf/audio/us_mos.pdf (дата обращения: 20.12.2021).6. Amplifier TDA7250 [Electronic resource] // URL: http://www.radiomaster.net/pdf/audio/us_mos.pdf (date of access: 12/20/2021).

7. Гидрофоны: типы 8101-8106 [Электронный ресурс] // URL: http://asm-tm.ru/wp-content/uploads/2014/08/8101-8106-Gidrofony-NEW-PD.pdf (дата обращения: 20.12.2021).7. Hydrophones: types 8101-8106 [Electronic resource] // URL: http://asm-tm.ru/wp-content/uploads/2014/08/8101-8106-Gidrofony-NEW-PD.pdf (date of access : 12/20/2021).

8. Микроконтроллер ADUC841BSZ62-5 [Электронный ресурс] // URL: https://www.chipdip.ru/product/aduc841bsz62-5 (дата обращения: 20.12.2021).8. Microcontroller ADUC841BSZ62-5 [Electronic resource] // URL: https://www.chipdip.ru/product/aduc841bsz62-5 (date of access: 12/20/2021).

9. Гидроакустический модем RedLINE [Электронный ресурс] // URL: https://github.com/ucnl/ucnl.github.io/blob/master/documentation/RU/RedLINE/RedLine_Specification_ru.md (дата обращения: 20.12.2021).9. RedLINE hydroacoustic modem [Electronic resource] // URL: https://github.com/ucnl/ucnl.github.io/blob/master/documentation/RU/RedLINE/RedLine_Specification_ru.md (date of access: 12/20/2021) .

10. Сенсоры физических величин [Электронный ресурс] // URL: http://www.zaovip.ru/products/kns1/(дата обращения: 20.12.2021).10. Sensors of physical quantities [Electronic resource] // URL: http://www.zaovip.ru/products/kns1/ (date of access: 20.12.2021).

11. Бесплатформенная инерциальная навигационная система БИНС-500НС [Электронный ресурс] // URL: https://naukasoft.ru/produkciya/aviacionnoe-oborudovanie/besplatformennaja-inercialnaja-navigacionnaja-sistema-bins-500ns.html (дата обращения: 20.12.2021).11. Strapdown inertial navigation system BINS-500NS [Electronic resource] // URL: https://naukasoft.ru/produkciya/aviacionnoe-oborudovanie/besplatformennaja-inercialnaja-navigacionnaja-sistema-bins-500ns.html (date of access: 20.12. 2021).

12. Портативные плееры [Электронный ресурс] // URL: https://headphonesbest.ru/portativnyj-pleer/14941top-15-luchshix-portativnyx-mp3-pleerov.html (дата обращения: 20.12.2021).12. Portable players [Electronic resource] // URL: https://headphonesbest.ru/portativnyj-pleer/14941top-15-luchshix-portativnyx-mp3-pleerov.html (date of access: 12/20/2021).

13. Безэкипажный катер «Тайфун-680» [Электронный ресурс] // URL: http://zonwar.ru/news4/news_732_Taifun-680.html (дата обращения: 20.12.2021).13. Unmanned boat "Typhoon-680" [Electronic resource] // URL: http://zonwar.ru/news4/news_732_Taifun-680.html (date of access: 12/20/2021).

Claims

A method for checking the navigation accuracy of an autonomous uninhabited underwater vehicle at a sea range, equipped with standard equipment of the appropriate functional composition, which consists in organizing underwater movement of an autonomous uninhabited underwater vehicle along a programmed route between two reference points of the test site water area with known geodetic coordinates in the presence of an unmanned surface vessel, while navigation of an autonomous uninhabited underwater vehicle is provided by its hydroacoustic modem for exchanging messages with an unmanned surface vessel, on-board navigation aids, including an inertial navigation system and a depth sensor, for periodically estimating the course, orthogonal components of ground speed, immersion depth used for dead reckoning in the water area test site, an unmanned surface vessel that performs the function of a navigation beacon, equipped with a propulsion and steering a complex for movement in the water area of the test site, a satellite navigation system signal receiver for geodetic positioning, a hydroacoustic modem for transmitting geodetic coordinates to an autonomous uninhabited underwater vehicle, which, together with the heading, orthogonal components of the ground speed, the depth of immersion of an autonomous uninhabited underwater vehicle, are used to correct its dead reckoning after the arrival of the autonomous underwater vehicle at the final reference point of the route, post-processing of trajectory data to assess the accuracy of navigation, which consists in constructing the trajectory of the route of the autonomous underwater vehicle on the test site according to the data of the navigation aids used and determining its deviations from the trajectory of the programmed route, characterizing accuracy of navigation of an autonomous uninhabited underwater vehicle, characterized in that they carry out coordinated movement without of a crewed surface vessel and an autonomous unmanned underwater vehicle along a two-dimensional trajectory of a programmed route in the water area of the test site, implemented by retrofitting an autonomous uninhabited underwater vehicle with a hydroacoustic beacon-pinger - a source of periodic navigation signal for hydroacoustic positioning relative to an unmanned surface vessel, retrofitting an unmanned surface vessel with a removable data storage device for recording and storage of current route data, an inertial navigation system for determining the course with orthogonal components of the ground speed in the water area of the test site, a hydroacoustic phase direction finder with a four-element antenna of diametrically orthogonal geometry, consistent with the course of an unmanned surface vessel and having a distance between pairs of receiving hydrophones in the horizontal plane twice the distance between pairs of receiving hydrophones in vertical plane, which is the basic installation size of the antenna, for hydroacoustic positioning of an autonomous uninhabited underwater vehicle with the frequency of emission of its pinger beacon by determining the bearing, the elevation angle of the autonomous unmanned underwater vehicle, the horizontal distance along the course between the unmanned surface vessel in the coordinate system of the direction-finding antenna of an unmanned surface vessel and an autonomous uninhabited underwater vehicle without the need to measure the speed of sound in the water area of the test site, moreover, the frequency of the harmonic navigation signal of the beacon-pinger of the autonomous uninhabited underwater vehicle is selected from the condition of phase uniqueness of direction finding, by transmitting hydroacoustic positioning of an autonomous uninhabited underwater vehicle with a frequency of hydroacoustic positioning by means of a hydroacoustic modem from an autonomous uninhabited underwater vehicle apparatus to an unmanned surface vessel of heading messages, orthogonal components of the path speed, immersion depth of an autonomous unmanned underwater vehicle, alignment of courses and alignment of ground speeds of an unmanned surface vessel and an autonomous uninhabited underwater vehicle by means of the control system of the propulsion and steering complex of an unmanned surface vessel based on a comparison of the heading, speed and trajectory parameters of the underwater movement of an autonomous uninhabited underwater vehicle and surface movement of an unmanned surface vessel in the water area of the test site, is transmitted via a hydroacoustic modem from an unmanned surface vessel to an autonomous unmanned underwater vehicle with a frequency of geodetic positioning of an unmanned surface vessel that is a multiple of the frequency of hydroacoustic positioning of an autonomous unmanned underwater vehicle, in addition to messages about the geodetic coordinates of an unmanned surface vessel messages about the horizontal distance at the exchange rate between bec and an autonomous uninhabited underwater vehicle, which is necessary, along with the geodetic coordinates of an unmanned surface vessel, heading, orthogonal components of the ground speed, immersion depth of an autonomous uninhabited underwater vehicle to correct the dead reckoning of its path in the water area of the test site, is recorded in the process of coordinated movement of an autonomous uninhabited underwater vehicle and an unmanned surface vessel along a programmed route with a frequency of geodetic positioning of an unmanned surface vessel into a removable data storage device of an unmanned surface vessel. uninhabited underwater vehicle in the waters of the test site.