RU50299U1 - MULTIFUNCTIONAL HYDROPHYSICAL AUTONOMOUS STATION - Google Patents

MULTIFUNCTIONAL HYDROPHYSICAL AUTONOMOUS STATION Download PDF

Info

Publication number
RU50299U1
RU50299U1 RU2005119704/22U RU2005119704U RU50299U1 RU 50299 U1 RU50299 U1 RU 50299U1 RU 2005119704/22 U RU2005119704/22 U RU 2005119704/22U RU 2005119704 U RU2005119704 U RU 2005119704U RU 50299 U1 RU50299 U1 RU 50299U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mgas
station
hydrophysical
ballast
buffer
Prior art date
Application number
RU2005119704/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Е. Малашенко
В.И. Филимонов
В.В. Перунов
В.С. Рожков
Original Assignee
Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук
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 Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук filed Critical Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук
Priority to RU2005119704/22U priority Critical patent/RU50299U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU50299U1 publication Critical patent/RU50299U1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Предлагаемая полезная модель донной многофункциональной гидрофизической автономной станции (МГАС) предназначена для измерения и регистрации на цифровые накопители гидрофизической информации, на глубинах до 6000 м, в автономном режиме. Установка МГАС на дно обеспечивается свободным погружением с помощью балласта на гайдропе и всплытием на поверхность за счет положительной плавучести прочного несущего корпуса при отделении балласта.The proposed utility model of the bottom multifunctional hydrophysical autonomous station (MGAS) is designed to measure and record hydrophysical information on digital storage devices, at depths of up to 6000 m, in standalone mode. The installation of MGAS at the bottom is ensured by free immersion using ballast on the guide and ascent to the surface due to the positive buoyancy of the solid load-bearing housing during separation of the ballast.

МГАС могут работать в комплекте, синхронном режиме, до 15 станции, при этом обеспечивается независимое управление по гидроакустическому каналу связи. После постановки на дно осуществляется автономное измерение взаимных дистанций с помощью системы измерения дистанции (СИД) с погрешностью измерения, не превышающей±6 м. При синхронной работе нескольких МГАС, привязка текущего времени нескольких МГАС и судовой аппаратуры осуществляется системой единого времени (СЕВ) применяющей высокостабильные кварцевые генераторы с погрешностью не хуже 5*10-8. Таким образом, СИД и СЕВ позволяют использовать систему, состоящую из множества МГАС, как пространственно - разнесенную антенную систему.MGAS can operate in a set, synchronous mode, up to 15 stations, while providing independent control via a sonar communication channel. After placing on the bottom, an autonomous measurement of mutual distances is carried out using a distance measuring system (LED) with a measurement error not exceeding ± 6 m. When several MGASs are in synchronous operation, the current time of several MGASs and ship equipment is linked using a single time system (SEV) using highly stable crystal oscillators with an error not worse than 5 * 10 -8 . Thus, LEDs and CEBs make it possible to use a system consisting of multiple MGASs as a spatially spaced antenna system.

Для учета гидрологической обстановки района во время работы МГАС станции оснащаются датчиками глубины, температуры, скорости распространения звука с микропроцессорной системой сбора и обработки гидрологической информации, которая измеряет и заносит в автономную память (флэш - карта) профиль скорости звука во время погружения и всплытия станции.To take into account the hydrological situation of the region during the operation of MGAS, stations are equipped with depth, temperature, and sound propagation sensors with a microprocessor-based system for collecting and processing hydrological information, which measures and stores the sound velocity profile in the autonomous memory (flash card) during the station’s immersion and ascent.

МГАС состоит из аппаратурного модуля, системы определения местоположения МГАС и передачи оперативной гидрофизической информации на поверхность моря, системой освобождения от балласта, системой определения дистанции между МГАС, гидроакустической командной системой и системой регистрации, предварительной обработки и накопления гидрофизической информации.MGAS consists of a hardware module, a system for determining the location of the MGAS and the transfer of operational hydrophysical information to the sea surface, a ballast release system, a system for determining the distance between the MGAS, a hydroacoustic command system and a registration system for preliminary processing and accumulation of hydrophysical information.

Description

Техническое решение относится к конструктивному выполнению средств гидрофизических исследований и может быть использовано при проведении долговременных океанологических исследований.The technical solution relates to the constructive implementation of hydrophysical research tools and can be used for long-term oceanological research.

При проведении океанологических исследований широко используются различные средства гидрофизического наблюдения, в том числе автономные гидрофизические станции.When conducting oceanographic research, various hydrophysical observation tools are widely used, including autonomous hydrophysical stations.

Основные принципы построения автономных станций, ориентированные для работы на больших глубинах приведены в [Коновалов С.Л. Использование автономных донных станции в качестве универсального носителя измерительной аппаратуры., изд-во ГП «ВНИФТРИ», 2000, с.135-139.]. Автономные гидрофизические станции, ориентированные для работы на больших глубинах, как правило, представляют собой прочный корпус-носитель аппаратуры, рассчитанный на определенное гидростатическое давление и соответственно предельную рабочую глубину. Внутри корпуса располагается электронная аппаратура, источники электропитания и измерительные преобразователи. Измерительные преобразователи могут также располагаться в выносных системах, при этом связь с аппаратурой осуществляется через кабельные гермовводы. Полностью укомплектованная автономная станция должна иметь положительную плавучесть, а погружение осуществляется за счет теряемого балластного груза, закрепляемого к управляемому размыкателю балласта. Донная автономная станция, принятая в качестве прототипа, оснащена одиночным гидрофоном и вертикальной многоэлементной гирляндой гидрофонов, многоканальной цифровой системой регистрации и накопления информации, телеметрической гидроакустической системой связи, системой поиска станции на поверхности моря, системой освобождения от балласта, устройством программного управления режимами работы.The basic principles for constructing autonomous stations oriented for work at great depths are given in [Konovalov S.L. The use of autonomous bottom stations as a universal carrier of measuring equipment., Publishing House SE "VNIFTRI", 2000, p.135-139.]. Autonomous hydrophysical stations oriented to work at great depths, as a rule, are a robust equipment carrier body designed for a certain hydrostatic pressure and, accordingly, the maximum working depth. Inside the case there is electronic equipment, power supplies and measuring transducers. Transducers can also be located in remote systems, while communication with the equipment is via cable glands. A fully equipped autonomous station should have positive buoyancy, and immersion is carried out due to the lost ballast weight, fixed to a controlled ballast disconnector. The bottom autonomous station, adopted as a prototype, is equipped with a single hydrophone and a vertical multi-element garland of hydrophones, a multi-channel digital system for recording and storing information, a telemetric hydroacoustic communication system, a station search system on the sea surface, a ballast release system, and a program control device for operating modes.

Предлагаемая полезная модель донной многофункциональной гидрофизической автономной станции (МГАС) предназначена для измерения и регистрации, в автономном режиме на глубинах до 6000 м, гидрофизической информации на цифровые накопители. Установка МГАС на дно обеспечивается свободным погружением с помощью балласта на гайдропе и всплытие на поверхность за счет положительной плавучести прочного несущего корпуса при отделении балласта. МГАС могут работать в комплекте, синхронном режиме, до 15 станции, при этом обеспечивается независимое управление по гидроакустическому каналу связи. После постановки на дно осуществляется автономное измерение взаимной дистанции с помощью системы измерения дистанции (СИД) с погрешностью измерения не превышающей ±6 м. При синхронной работе нескольких МГАС, привязка текущего времени нескольких МГАС и судовой аппаратуры осуществляется системой единого времени (СЕВ) применяющей высокостабильные генераторы с погрешностью не хуже 5*10-8. Таким образом, СИД и СЕВ позволяет использовать систему, состоящую из множества МГАС, как пространственно - разнесенную антенную систему.The proposed utility model of the bottom multifunctional hydrophysical autonomous station (MGAS) is designed to measure and record, in an autonomous mode, at depths of up to 6000 m, hydrophysical information on digital storage devices. The installation of MGAS at the bottom is ensured by free immersion using ballast on the guide and ascent to the surface due to the positive buoyancy of the solid load-bearing housing during separation of the ballast. MGAS can operate in a set, synchronous mode, up to 15 stations, while providing independent control via a sonar communication channel. After placing on the bottom, an autonomous measurement of the mutual distance is carried out using a distance measuring system (LED) with a measurement error not exceeding ± 6 m. When several MGASs operate synchronously, the current time of several MGASs and ship equipment is linked by a single time system (SEV) using highly stable generators with an error not worse than 5 * 10 -8 . Thus, LEDs and CEBs make it possible to use a system consisting of multiple MGASs as a spatially spaced antenna system.

Для учета гидрологической обстановки района во время работы МГАС станции оснащаются датчиками глубины, температуры, скорости распространения звука с микропроцессорной системой сбора и обработки гидрологической информации, To take into account the hydrological situation of the region during the operation of the MGAS, the stations are equipped with depth, temperature and sound propagation sensors with a microprocessor-based system for collecting and processing hydrological information,

которая измеряет и заносит в автономную память (флэш - карта) профиль скорости звука во время погружения и всплытия станции.which measures and saves in the autonomous memory (flash card) a profile of the speed of sound during the immersion and ascent of the station.

МГАС обеспечивает усиление, фильтрацию, оцифровку, предварительную обработку и регистрацию на цифровой накопитель гидроакустической информации с вертикальной 8-элементной гирлянды гидрофонов или с одиночного гидрофона установленного на корпусе станции.MGAS provides amplification, filtering, digitization, pre-processing and registration on a digital storage device of hydroacoustic information from a vertical 8-element garland of hydrophones or from a single hydrophone installed on the station building.

МГАС имеет два режима (варианта) использования: в первом варианте прием информации осуществляется гирляндой гидрофонов, а во втором - одиночным гидрофоном.MGAS has two modes (options) of use: in the first version, information is received by a garland of hydrophones, and in the second - by a single hydrophone.

МГАС состоит из аппаратурного модуля, системой определения местоположения МГАС и передачи оперативной гидрофизической информации на поверхности моря, системой освобождения от балласта, системой определения дистанции между МГАС, гидроакустической командной системой и системой регистрации, предварительной обработки и накопления гидрофизической информации.MGAS consists of a hardware module, a system for determining the location of the MGAS and the transmission of operational hydrophysical information on the sea surface, a ballast release system, a system for determining the distance between the MGAS, a hydroacoustic command system and a system for recording, preliminary processing and accumulation of hydrophysical information.

Сущность предлагаемой полезной модели МГАС заключается в конструктивной реализации известных принципов построения автономных станции.The essence of the proposed utility model MGAS lies in the constructive implementation of the known principles of building autonomous stations.

Автономная многофункциональная гидрофизическая автономная станция представляет собой (фиг.1): глубоководный (рабочая глубина до 6000 м) носитель аппаратуры (НА) 1, состоящий из двух сферических полусфер, изготовленных из алюминиевых сплавов, стянутых болтами 18 на фланцах 17, для обеспечения герметичности на специальных канавках, прорезанных по кругу, проложены два уплотнительных кольца 16. Внутри НА 1 установлены: на верхней полусфере блок гидроакустический (БГА) 5, бортовой вычислительный узел (БВУ) 2, устанавливаемый с помощью приборного кольца 19; на нижней полусфере источник электропитания 3, датчик герметичности 20, прибор срочности (ПС) 9 и размыкатель 6 (исполнительная часть с дублирующим механизмом вынесена наружу на специальную площадку нижней полусферы). Снаружи на верхней полусфере, на площадке установлены одиночный гидрофон (ОГ) 10, 8-элеиентная гирлянда гидрофонов (ГГ) 4, гидрофоны гирлянды связаны между собой кабель - тросом 7, гирлянда вытягивается в «линейку» с помощью поплавка 21, ресивер высокочастотный (приемопередающее гидроакустическое устройство) 11, предназначенный для гидроакустической командной системы (ГАКС), датчик давления (ДД) 14, определяющий текущую глубину погружения станции, антенна радиолокационного отражателя и радиопередатчика (РА) 12, проблесковый маяк (ПМ) 13, антенна абонентского терминала спутниковой системы связи «Гонец» (ССС) 30 с космической навигационной системой «ГЛОНАСС» (СРНС) 15. За нижнюю полусферу крепится исполнительная часть размыкателя 6, который связан с балластом 8 посредством гайдропа (троса) 6-8.Autonomous multifunctional hydrophysical autonomous station is (Fig. 1): deep-sea (working depth up to 6000 m) equipment carrier (ON) 1, consisting of two spherical hemispheres made of aluminum alloys, tightened by bolts 18 on flanges 17, to ensure tightness on two o-rings 16 are laid in special grooves cut in a circle. Inside HA 1 are installed: on the upper hemisphere the hydroacoustic unit (BGA) 5, the on-board computing unit (BVU) 2, installed using the instrument ring a 19; on the lower hemisphere, the power supply 3, the tightness sensor 20, the urgency device (PS) 9 and the disconnector 6 (the executive part with the backup mechanism is brought out to a special area of the lower hemisphere). Outside, in the upper hemisphere, on the site there is a single hydrophone (OG) 10, an 8-element garland of hydrophones (GG) 4, the hydrophones of the garland are interconnected by a cable - cable 7, the garland is pulled into a “line” using a float 21, a high-frequency receiver (transceiver sonar device) 11, designed for a sonar command system (GAX), a pressure sensor (DD) 14, which determines the current immersion depth of the station, the antenna of the radar reflector and radio transmitter (RA) 12, flashing beacon (PM) 13, antenna ab the terminal of the Gonets satellite communication system (CCC) 30 with the GLONASS space navigation system (SRNS) 15. The executive part of the disconnector 6 is attached to the lower hemisphere, which is connected to the ballast 8 via a guide (cable) 6-8.

Источник питания 3 собран из литиевых аккумуляторных батарей, обеспечивающих в настоящее время максимальную емкость на условную единицу весогабаритных характеристик батарей. Источник питания установлен таким образом, чтобы центр тяжести собранной станции располагался на нижней полусфере для обеспечения остойчивости станции на поверхности моря.The power source 3 is assembled from lithium rechargeable batteries, which currently provide the maximum capacity per unit unit weight and size characteristics of the batteries. The power source is installed so that the center of gravity of the assembled station is located on the lower hemisphere to ensure the stability of the station on the sea surface.

Датчик герметичности 20 представляет два контакта, которые при взаимодействии с морской водой замыкают цепь. Датчик герметичности располагается на нижней точке нижней полусферы, обеспечивая, таким образом, наблюдение за герметичностью станции (при обнаружении течи станции The tightness sensor 20 represents two contacts that, when interacting with seawater, close the circuit. The tightness sensor is located at the lower point of the lower hemisphere, thus providing monitoring of the tightness of the station (if a station leak is detected)

замыкается цепь, давая тем самым команду на блок управления исполнительным механизмом (УИМ) размыкателя) (поз.34 на фиг.4).the circuit closes, thereby giving a command to the actuator control unit (UIM) of the circuit breaker) (key 34 in figure 4).

Автономный прибор срочности 9 представляет собой электронный таймер с автономным источником питания для непосредственного приведения в действие исполнительного механизма размыкателя в действие 6.The stand-alone urgency device 9 is an electronic timer with an autonomous power source for directly actuating the actuator of the circuit breaker 6.

Исполнительный механизм размыкателя (ИМР) 6 представляет собой электромеханическое устройство, предназначенное для соединения НА 1 с балластом 8 при погружении, нахождения его в подводном положении и отделения балласта при всплытии станции.The actuator of the disconnector (IMR) 6 is an electromechanical device designed to connect ON 1 with ballast 8 when immersed, find it in an underwater position and separate the ballast when the station emerges.

ИМР (фиг.2) состоит из консоли 6-5, двух спусковых механизмов 6-3 (один из них исполняет роль дублирующего) и рычага 6-4. ИМР устанавливается снаружи на нижней полусфере НА 1, в центральное отверстие которой входит хвостовик консоли 6-5 с радиальным кольцевым уплотнением 6-2 и крепится гайкой 6-1. Рычаг 6-4, короткое плечо которого нагружается усилием от веса балласта 8 и усилием растянутого резинового шнура 6-7, установлен на оси 6-6 и удерживается от поворота относительно консоли 6-5 двумя спусковыми механизмами 6-3. При срабатывании спусковых механизмов или одного из них, рычаг 6-4 освобождается и под действием усилий на коротком плече поворачивается, отсоединяя от балласта.IMR (figure 2) consists of a console 6-5, two triggers 6-3 (one of them acts as a backup) and a lever 6-4. IMR is installed externally on the lower hemisphere ON 1, into the central hole of which the console shank 6-5 with a radial ring seal 6-2 enters and is fastened with a nut 6-1. The lever 6-4, the short arm of which is loaded by the weight of the ballast 8 and the force of the stretched rubber cord 6-7, is mounted on the axis 6-6 and is prevented from turning relative to the console 6-5 by two triggers 6-3. When the triggers are triggered or one of them, the lever 6-4 is released and under the action of efforts on the short shoulder turns, disconnecting from the ballast.

БГА 5 состоит из модуля гидроакустической командной системы (ГАКС) 32 (фиг.4) и модуля системы измерения дистанции (СИД) 33 (фиг.4) предназначенный для:BGA 5 consists of a module of a hydroacoustic command system (GAX) 32 (Fig. 4) and a module of a distance measuring system (LED) 33 (Fig. 4) designed for:

- приема гидроакустических команд и передачи их в ПУ 29;- receiving sonar commands and transferring them to PU 29;

- формирования сигналов ответа в режиме измерения наклонной дальности до МГАС на обеспечивающий корабль;- formation of response signals in the mode of measuring slant range to MGAS on the supporting ship;

- приема сигнала запроса системы измерения дистанции на частоте 7 кГц и формирования сигнала ответа.- receiving a request signal of a distance measuring system at a frequency of 7 kHz and generating a response signal.

ГАКС позволяет:GAX allows you to:

- передавать с обеспечивающего судна на МГАС команды управления;- transmit control commands from the supply vessel to the MGAS;

- передавать из МГАС на судовой приемно-обрабатывающий комплекс (СПОК) «квитанцию» о приеме и исполнении на донной станции команд управления;- transmit from the MGAS to the ship’s receiving and processing complex (SPOK) a “receipt” on the receipt and execution of control commands at the bottom station;

- передавать из МГАС на СПОК (по запросу) цифровую информацию о зарегистрированных сигналах;- transmit from MGAS to SPOK (upon request) digital information about registered signals;

- передавать из МГАС на СПОК телеметрическую информацию о работе системы и узлов МГАС и исполнении принятых команд;- transmit telemetry information from the MGAS to the SPOK about the operation of the MGAS system and nodes and the execution of the received commands;

- определять наклонную дальность между судном и МГАС при любом обмене сигналами между ними;- determine the slant range between the vessel and the MGAS for any exchange of signals between them;

- осуществлять поиск и определять местоположение МГАС на дне относительно судна;- search and determine the location of the MGAS at the bottom relative to the vessel;

- переводить МГАС в режим гидроакустического маяка по команде с судна;- transfer the MGAS to the sonar beacon mode upon command from the ship;

- передавать на судно об обнаруженных сбоях в аппаратуре ГАКС.- transmit to the ship about the detected failures in the GAKS equipment.

Характеристики сигналов обмена между СПОК и МГАС:Characteristics of the exchange signals between SPOK and MGAS:

- обмен сигналами между судном и МГАС осуществляется в диапазоне рабочих частот от 10 до 40 кГц;- the exchange of signals between the vessel and MGAS is carried out in the range of operating frequencies from 10 to 40 kHz;

- рабочая полоса частот - 1 кГц;- working frequency band - 1 kHz;

- передача сигналов осуществляется синхронно методом относительной фазовой модуляции со скоростью 200 Бод;- signals are transmitted synchronously by the method of relative phase modulation at a speed of 200 Baud;

- разделение сигналов между МГАС - кодовое;- separation of signals between MGAS - code;

- количество команд управления, передаваемых на каждую МГАС - до 31;- the number of control commands transmitted to each MGAS - up to 31;

- команды управления выдаются в блок программного управления и накопления МГАС в виде 16-разрядных слов;- control commands are issued to the MGAS program control and accumulation unit in the form of 16-bit words;

- количество квитанций, передаваемых из МГАС на судно о приеме и исполнении донной станцией команд управления - до 31. Квитанция содержит данные о номере станции, номере принятой команды и ее исполнении.- the number of receipts transmitted from MGAS to the vessel on receipt and execution of control commands by the bottom station - up to 31. The receipt contains data on the station number, the number of the received command and its execution.

Накопитель информации (НИ) 35 входящий в состав бортового вычислительного узла (БВУ) 2 предназначен, прежде всего, для накопления зарегистрированной информации (фиг.3):The information storage (NI) 35 included in the on-board computing unit (BVU) 2 is intended primarily for the accumulation of registered information (figure 3):

- приема сигналов от одиночного гидрофона 10 и от 8-элементной эквидистантной гирлянды гидрофонов 4;- receiving signals from a single hydrophone 10 and from an 8-element equidistant garland of hydrophones 4;

- предварительной обработки зарегистрированной информации фильтром - усилителем 24, 23;- preliminary processing of the registered information by the filter - amplifier 24, 23;

- аналого-цифрового преобразования информации 25;- analog-to-digital conversion of information 25;

- запоминания информации в буферной памяти ОЗУ 26, затем в энергонезависимом запоминающем устройстве CF 27 и HDD 28.- storing information in the buffer memory of the RAM 26, then in the non-volatile storage device CF 27 and HDD 28.

Система накопления зарегистрированных данных построена на базе одноплатного микрокомпьютера Persior CF-1. CF-1 построен на микроконтроллере МС68СК338 фирмы Motorola и включает 1 Mb flash памяти для данных и программ, а также 250 Kb статического ОЗУ 26.The system of accumulation of registered data is based on a single-board microcomputer Persior CF-1. CF-1 is based on the Motorola MC68SK338 microcontroller and includes 1 Mb flash memory for data and programs, as well as 250 Kb of static RAM 26.

Для энергонезависимого хранения данных используется карта Compact Flash (CF) 27 объемом от 16 Mb. CF-1 поставляется с собственной операционной системой Pico DOS, которая позволяет создать на карте Compact Flash файловую систему, совместимую с MS DOS. Для разработки целевых программ использован компилятор Metrowerks Code Warrior Pro C/C++.For non-volatile data storage, a Compact Flash (CF) 27 card with a capacity of 16 Mb or more is used. CF-1 comes with its own Pico DOS operating system, which allows you to create a file system compatible with MS DOS on the Compact Flash card. For the development of target programs, the Metrowerks Code Warrior Pro C / C ++ compiler was used.

В качестве устройства хранения данных используется 2.5 HDD 28 емкостью 18 Гбайт (современные HDD имеют емкость более 100 Гбайт), который подключается к CF-1 через плату расширения Persistor Big IDEA.As a storage device, 2.5 HDD 28 is used with a capacity of 18 GB (modern HDDs have a capacity of more than 100 GB), which is connected to the CF-1 through the expansion card Persistor Big IDEA.

Программное обеспечение системы накопления данных представляет собой набор трех независимых программ. Они располагаются на трех различных участках флэш-памяти и используются для различных целей. Программа установки параметров накопления Settings позволяет просматривать и устанавливать такие параметры регистрации как количество каналов, частота дискретизации, размеров буферов данных, режимы диагностики без перекомпиляции и перезагрузки программы накопления.The data storage system software is a set of three independent programs. They are located in three different areas of flash memory and are used for various purposes. The settings accumulation program Settings allows you to view and set such registration parameters as the number of channels, sampling frequency, data buffer sizes, diagnostic modes without recompiling and restarting the accumulation program.

В целях снижения энергопотребления в процессе накопления используется трехступенчатый буфер. Данные из АЦП 25 накапливаются в буфере, находящимся в ОЗУ 26. После заполнения этого буфера все его содержимое переносится в буфер большего размера, который расположен в специальном разделе Compact Flash 27. Когда заполнится буфер, расположенный в Compact Flash, включается контроллер HDD 28 и содержимое буфера переносится в файл. После записи файла HDD отключается. Такой цикл автономной станцией повторяется многократно до момента завершения работы.In order to reduce energy consumption during the accumulation process, a three-stage buffer is used. Data from the ADC 25 is accumulated in a buffer located in RAM 26. After filling this buffer, all its contents are transferred to a larger buffer, which is located in a special section of Compact Flash 27. When the buffer located in Compact Flash is full, the HDD 28 controller and contents are turned on. the buffer is transferred to the file. After recording the file, the HDD turns off. Such a cycle by an autonomous station is repeated many times until the work is completed.

В БВУ 2 также включает в себя следующие блоки (фиг.4): программное устройство 29, блок спутниковой системы связи (ССС) 30, блок пеленгации и локации (ПЛ) 31, блок управления исполнительным механизмом размыкателя (УИМ) 34.In BVI 2 also includes the following blocks (figure 4): a software device 29, a block of satellite communications system (CCC) 30, a direction finding and location unit (PL) 31, a control unit for the actuator of the disconnector (UIM) 34.

Программное устройство 29 представляет собой микроконтроллер, который управляет всеми устройствами МГАС по заданной программе или по команде полученной по гидроакустическому каналу связи либо по радиоканалу (на поверхности).The software device 29 is a microcontroller that controls all MGAS devices according to a given program or by a command received via a sonar communication channel or via a radio channel (on the surface).

По сигналу с датчика давления (ДД) 14 в надводном положении ПУ 29 включает проблесковый маяк (ПМ) 13, блок пеленга и локации (ПЛ) 31, блок спутниковой системы связи (ССС) 30. Блок ПЛ 31 через антенну 12 периодически излучает непрерывный тональный сигнал на частоте стандартного судового пеленгатора, прерываемый кодированным сообщением, содержащим условный номер станции, одновременно готов отразить локационный сигнал со стандартного радиолокатора, позволяющий четко отметить местоположение станции на поверхности моря. В подводном положении по сигналу с ДД 14 ПУ 29 отключает блоки ПЛ 31 и ССС 30.According to the signal from the pressure sensor (DD) 14 in the above-water position, the PU 29 includes a flashing beacon (PM) 13, a bearing and location unit (PL) 31, a satellite communications system unit (CCC) 30. The PL 31 unit through the antenna 12 periodically emits a continuous tone the signal at the frequency of a standard ship direction finder, interrupted by a coded message containing a conditional station number, is at the same time ready to reflect the location signal from a standard radar, which makes it possible to clearly mark the station's location on the sea surface. In the underwater position, according to the signal from DD 14, the PU 29 turns off the submarines 31 and CCC 30.

ПУ 29 по программе включает или выключает блок гидроакустической командной системы (ГАКС) 32, входящей в состав блока гидроакустического (БГА) 5, исполняет все команды, получаемые с помощью блока ГАКС 32, и при необходимости передает через блок ГАКС 32, с помощью ресивера 11 запрашиваемую информацию. Кроме этого ПУ 29 управляет режимами накопления НИ 35 по заданной программе, в заданное время выдает команду УИМ 34 на сброс балласта. При превышении данных с ДД 14 предельной величины, например 6000 метров, либо при обнаружении течи с помощью датчика герметичности 20, либо по команде полученной по гидроакустическому каналу связи с помощью ГАКС 32 ПУ 29, также выдает команду УИМ 34 на включение исполнительного механизма размыкателя 6 (т.е. производится сброс балласта).PU 29 according to the program turns on or off the unit of the hydroacoustic command system (GAX) 32, which is part of the unit of hydroacoustic (BGA) 5, executes all the commands received using the block GAKS 32, and, if necessary, transmits through the block GAKS 32, using the receiver 11 requested information. In addition, PU 29 controls the accumulation modes of NI 35 according to a given program, at a given time issues a command UIM 34 to reset the ballast. If the data with DD 14 is exceeded, for example, 6000 meters, or when a leak is detected using the tightness sensor 20, or by a command received through the hydroacoustic communication channel using GAKS 32 PU 29, it also issues a UIM 34 command to turn on the actuator of the circuit breaker 6 ( i.e. ballast discharge).

Автономный прибор срочности 9 представляет собой электронный таймер с автономным источником питания, не связанный с БВУ 2, непосредственно подающий исполнительному механизму размыкателя 6 необходимый электрический импульс. В заданный момент времени прибор срочности 9 выдает, независимо от программного устройства 29, необходимый электрический импульс исполнительному механизму размыкателя 6.The stand-alone urgency device 9 is an electronic timer with an autonomous power source, not connected to the BVI 2, directly supplying the necessary electrical impulse to the actuator of the circuit breaker 6. At a given point in time, the urgency device 9 issues, regardless of the software device 29, the necessary electrical pulse to the actuator of the circuit breaker 6.

На дне станции по программе или по команде с ГАКС с помощью блока системы измерения дистанции (СИД) 33 определяют дистанции между станциями, а также наклонную дальность между судном и отдельными станциями.At the bottom of the station, the distance between the stations, as well as the slant distance between the vessel and individual stations, are determined by the program or by command from the GAKS using the distance measuring system (LED) 33.

Блок (ССС) 30 с помощью антенны СРНС 15 позволяет обеспечивающему судну, осуществляющему поиск станции на поверхности моря, на основе спутниковой радионавигационной системы «ГЛОНАСС», определять местонахождение станции, кроме этого с помощью ССС 30, по команде по радиоканалу с обеспечивающего судна, может быть осуществлена оперативная передача гидрофизической информации в исследовательский центр, который может располагаться практически на любой точке земли.Block (CCC) 30, using the SRNS 15 antenna, allows the supplying vessel, which searches for a station on the sea surface, on the basis of the GLONASS satellite radio navigation system, to determine the location of the station, in addition, using CCC 30, by command of the radio channel from the providing vessel, it can operational transfer of hydrophysical information to the research center, which can be located almost anywhere on the earth, is carried out.

Работа МГАС заключается в следующем.The work of MGAS is as follows.

На борту обеспечивающего судна перед постановкой МГАС проходит полный цикл подготовки, включающий в себе включение и тестирование различных узлов и блоков, занесение программы работы станции в программное устройство 29, задание времени срабатывания исполнительного механизма 6 на приборе срочности 9. После цикла подготовки МГАС опускается с обеспечивающего судна за борт с помощью бортового крана. С этого момента МГАС осуществляет On board the supply vessel, before setting up the MGAS, a full training cycle takes place, including the inclusion and testing of various units and blocks, entering the station's work program into the software device 29, setting the response time of the actuator 6 on the urgency device 9. After the preparation cycle, the MGAS is dropped from the providing a ship overboard using an onboard crane. From this moment, the MGAS carries out

погружение со средней скоростью 1.5-1.6 м/с. Герметичный контейнер НА 1 (фиг.1), выполненный из алюминиевых сплавов, имеющий предельную рабочую глубину 6000 м, производит «мягкое» придонение с помощью гайдропа 6-8 на дно. После придонения МГАС по программе с ПУ 29 или по команде с ГАКС 32 производит измерение дистанции между станциями с помощью СИД 33. Далее по программе с ПУ 29 производится регистрация и накопление информации на НИ 35 с 8-элементной гирлянды гидрофонов 4 (вариант №1) или с одиночного гидрофона 10 (вариант №2).diving at an average speed of 1.5-1.6 m / s. A sealed container ON 1 (Fig. 1), made of aluminum alloys, having a maximum working depth of 6000 m, produces a “soft” landing with the help of a guide 6-8 to the bottom. After the MGAS is drowned, according to the program with PU 29 or by command with GAKS 32, it measures the distance between the stations using LED 33. Then, according to the program with PU 29, information is recorded and accumulated on SR 35 from an 8-element garland of hydrophones 4 (option No. 1) or from a single hydrophone 10 (option No. 2).

В моменты погружения и всплытия МГАС производится съем вертикального разреза поля скорости распространения скорости звука, после придонения станции могут быть проведены регистрации полей температуры и скорости течения в придонных слоях.At the moments of the MGAS immersion and ascent, a vertical section of the velocity field of sound velocity propagation is taken, after the station is drowned, temperature and velocity fields in the bottom layers can be recorded.

При приеме с обеспечивающего судна команд на блок ГАКС 32 по гидроакустическому каналу связи, эти команды исполняются ПУ 29. После завершения программы работ, заложенной в ПУ 29, программное устройство по программе либо по команде ГАКС 32 дает команду УИМ 34 на отдачу балласта. В случае не прохождения команды, команда на сброс непосредственно ИМР 6 может быть продублирована с автономного прибора срочности 9. Экстренное всплытие МГАС может быть осуществлено в случае затекания станции по сигналу от датчика герметичности 20, в случае превышения глубины погружения предельной величины 6000 м по сигналу от ДД 14 и по команде по гидроакустическому каналу связи через блок ГАКС 32.Upon receipt of commands from the providing vessel to the GAKS 32 unit via the hydroacoustic communication channel, these commands are executed by PU 29. After completion of the program of work laid down in PU 29, the software device, either by program or by command of GAKS 32, gives the UIM 34 command to return the ballast. In case of failure to complete the command, the reset command directly to ИМР 6 can be duplicated from the stand-alone urgency device 9. Emergency MGAS can be ascended in case the station is flowing by the signal from the leakproof sensor 20, if the immersion depth exceeds the limit value of 6000 m by the signal from DD 14 and at the command of the hydroacoustic communication channel through the block GAKS 32.

В момент отдачи балласта начинает разворачиваться поплавок 22 прикрепленный на нижней части герметичного контейнера. Поплавок 22 с намотанным пропиленовым фалом (длина фала 15 метров) предназначен для выборки станции на борт обеспечивающего судна. После всплытия станция включает проблесковый маяк 13 (в ночное время), начинает передавать радиосигнал пеленга через антенну 12 радиолокационного отражателя и радиопередатчика, кодированный сигнал через антенну СРНС 15. В случае приема сигнала от судового радиолокатора, антенна 12 начинает работать и в режиме активного отражателя. Обнаруженную станцию выбирают на борт судна, используя поплавок 22 с выборочным фалом. После выборки станции производят серию после постановочных тестов, далее открывают станцию и осуществляют выемку НИ 24 с целью проведения обработки данных.At the moment the ballast recovers, the float 22 attached to the bottom of the sealed container begins to unfold. The float 22 with a wound propylene halyard (length of the halyard is 15 meters) is designed to take the station on board the supply vessel. After surfacing, the station turns on the flashing beacon 13 (at night), starts transmitting the radio signal of the bearing through the antenna 12 of the radar reflector and the radio transmitter, the encoded signal through the antenna of the SRNS 15. In the case of receiving a signal from the ship's radar, the antenna 12 also starts to work in the active reflector mode. The detected station is selected to board the vessel using a float 22 with a selective halyard. After sampling, the stations produce a series after stage tests, then open the station and extract NI 24 in order to process the data.

В качестве примера приведена интерференционная структура широкополосного сигнала (фиг.5) принятого с помощью 1го, 4го и 8го элементов гирлянды гидрофонов МГАС.As an example, see the interference structure of the wideband signal (5) received via the 1 st, 4 th and 8 th hydrophone elements garland MGAS.

Claims (5)

1. Многофункциональная гидрофизическая автономная станция (МГАС), содержащая прочный корпус - носитель аппаратуры с расположенными внутри носителя источником питания, измерительными преобразователями, оснащенный одиночным гидрофоном и вертикальной гирляндой гидрофонов, датчиками (давления, температуры, скорости распространения звука, затекания), многоканальной системой регистрации и накопления информации, гидроакустической командной системой связи, системой поиска станции на поверхности моря, системой освобождения от балласта, устройством программного управления режимами работы станции, отличающаяся тем, что в процессе накопления использован трехступенчатый буфер, данные из АЦП накапливаются в буфере, находящемся в ОЗУ, после заполнения этого буфера все его содержимое переносится в буфер большего размера расположенного в специальном разделе Compact Flash, при заполнении данного буфера включается контроллер HDD и содержимое этого буфера записывается в файл HDD.1. Multifunctional hydrophysical autonomous station (MGAS), containing a robust housing - equipment carrier with a power source located inside the carrier, measuring transducers equipped with a single hydrophone and a vertical garland of hydrophones, sensors (pressure, temperature, sound propagation velocity, leakage), multi-channel recording system and information accumulation, hydroacoustic command communication system, station search system on the sea surface, ballast release system, mouth The feature of program control of the station’s operating modes, characterized in that a three-stage buffer is used during accumulation, data from the ADC are accumulated in a buffer located in RAM, after filling this buffer, all its contents are transferred to a larger buffer located in a special section of Compact Flash, when filling This buffer turns on the HDD controller and the contents of this buffer are written to the HDD file. 2. МГАС по п.1, отличающаяся тем, что система единого времени (СЕВ) и система измерения дистанции (СИД) позволяет использовать несколько МГАС как единую пространственно-разнесенную антенну.2. MGAS according to claim 1, characterized in that the single time system (SEV) and the distance measurement system (LED) allows you to use multiple MGAS as a single spatially separated antenna. 3. МГАС по п.1, отличающаяся тем, что в системе освобождения от балласта используется исполнительный механизм размыкателя с двумя спусковыми механизмами.3. MGAS according to claim 1, characterized in that in the ballast release system, an actuator of a disconnector with two triggers is used. 4. МГАС по п.1, отличающаяся тем, что в системе освобождения от балласта используется прибор срочности, датчик давления, датчик герметичности, датчик затекания и гидроакустическая командная система.4. MGAS according to claim 1, characterized in that the urgency device, a pressure sensor, a tightness sensor, a leakage sensor and a hydroacoustic command system are used in the ballast release system. 5. МГАС по п.1, отличающаяся тем, что в системе поиска станции на поверхности моря используется активный радиолокационный отражатель и абонентский терминал спутниковой системы связи "ГОНЕЦ" с космической навигационной системой "ГЛОНАСС".
Figure 00000001
5. MGAS according to claim 1, characterized in that the active station radar reflector and the subscriber terminal of the satellite communications system "GONETS" with the space navigation system "GLONASS" are used in the station search system on the sea surface.
Figure 00000001
RU2005119704/22U 2005-06-24 2005-06-24 MULTIFUNCTIONAL HYDROPHYSICAL AUTONOMOUS STATION RU50299U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005119704/22U RU50299U1 (en) 2005-06-24 2005-06-24 MULTIFUNCTIONAL HYDROPHYSICAL AUTONOMOUS STATION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005119704/22U RU50299U1 (en) 2005-06-24 2005-06-24 MULTIFUNCTIONAL HYDROPHYSICAL AUTONOMOUS STATION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU50299U1 true RU50299U1 (en) 2005-12-27

Family

ID=35870808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005119704/22U RU50299U1 (en) 2005-06-24 2005-06-24 MULTIFUNCTIONAL HYDROPHYSICAL AUTONOMOUS STATION

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU50299U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2488850C2 (en) * 2007-11-23 2013-07-27 Наксис АС Underwater measuring system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2488850C2 (en) * 2007-11-23 2013-07-27 Наксис АС Underwater measuring system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110562391A (en) Deep sea data buoy system
CN110182318B (en) Ocean information online monitoring buoy system for winter sea ice risk management
KR101025931B1 (en) Drift buoy for marine observation
CN1967618B (en) Real-time transmission buoy device
CN104267643A (en) Target positioning recognition system of underwater robot
CN104215988A (en) Underwater target positioning method
CN108791774A (en) A kind of submarine navigation device for communicating and positioning
CN107702698A (en) A kind of deep-sea is against formula echo sounding system and measuring method
CN114013572A (en) Multi-sensor intelligent sea air interface parameter observation continuous operation workstation
RU61895U1 (en) AUTONOMOUS SEISMOACOUSTIC HYDROPHYSICAL STATION
CN110768713B (en) A disposable data passback device for deep sea submerged buoy
RU49286U1 (en) AUTONOMOUS BOTTOM SEISMIC STATION
Cruz et al. A versatile acoustic beacon for navigation and remote tracking of multiple underwater vehicles
RU50299U1 (en) MULTIFUNCTIONAL HYDROPHYSICAL AUTONOMOUS STATION
RU130290U1 (en) AUTONOMOUS POSITIONAL STATION FOR WATER SENSING
CN2751309Y (en) Current meter having station, depth measurement and radio communication function
RU65251U1 (en) CABLE BOTTOM SEISMIC STATION
RU2381530C1 (en) Seafloor standalone station for geophysical and geological exploration operations
RU54171U1 (en) AUTONOMOUS HYDROPHYSICAL STATION
CN107135099A (en) Space exploration device and system waterborne
CN111122985A (en) Autonomous underwater electromagnetic signal measuring device and measuring method
RU2485447C1 (en) Double-medium research and navigation complex with system of provision of accurate navigational referencing for underwater mobile technical objects
CN114348180B (en) Target drowning radiation acoustic measurement system based on deep and offshore unmanned submerged buoy
RU56593U1 (en) AUTONOMOUS HYDROPHYSICAL STATION FOR SOUNDING THE PARAMETERS OF THE WATER MEDIA ON SEVERAL FIXED DEPTHS
CN206456513U (en) A kind of Portable buoy throwing device for hydrologic survey

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20060625

HK1K Changes in a utility model publication
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20080625