RU84581U1 - Лазерная система контроля и управления движением корабля - Google Patents
Лазерная система контроля и управления движением корабля Download PDFInfo
- Publication number
- RU84581U1 RU84581U1 RU2009109311/22U RU2009109311U RU84581U1 RU 84581 U1 RU84581 U1 RU 84581U1 RU 2009109311/22 U RU2009109311/22 U RU 2009109311/22U RU 2009109311 U RU2009109311 U RU 2009109311U RU 84581 U1 RU84581 U1 RU 84581U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- unit
- ship
- optical
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
1. Лазерная система контроля и управления движением корабля, содержащая оптический передающий блок, оптический приемный блок, блок обработки данных, при этом оптический передающий блок включает передающую оптическую систему, первый вход которой соединен с первым выходом лазерного источника излучения, второй выход которого соединен с входом схемы формирования опорного сигнала, причем его первый вход соединен с первым выходом блока питания, а второй вход соединен с выходом блока управления, вход которого соединен с выходом блока питания; оптический приемный блок включает приемную оптическую систему, выход которой через узкополосный интерференционный светофильтр, а затем через фотодетектор соединен с входом усилителя, выход которого параллельно соединен со вторым входом блока измерения дальности и с первым входом блока измерения угловых координат соответственно, образующих блок обработки данных, причем первый вход блока измерения дальности соединен с выходом схемы формирования опорного сигнала, а его первый выход соединен с первым входом регистратора, а второй вход регистратора соединен с первым выходом блока измерения угловых координат; кроме того, лазерная система контроля и управления движением корабля содержит систему наведения и слежения, первый выход которой соединен со вторым входом передающей оптической системы, а ее второй выход соединен с входом приемной оптической системы, кроме того, система наведения и слежения соединена прямой и обратной связью с блоком измерения угловых координат, отличающаяся тем, что в лазерную систему контроля и управления движением корабля дополнительно включе�
Description
Полезная модель относится к лазерной локационной технике, а точнее к оптико-электронным средствам для обнаружения, распознавания, определения местоположения и параметров движения объектов с помощью электромагнитных волн оптического диапазона и получения информации о них по отраженному оптическому излучению, а конкретно к лазерным системам, использующим принципы активной локации, и может быть использована для определения местоположения подводных и надводных объектов.
В оптико-электронной локации используют те же принципы, что и в радиолокации. Использование лазерного источника излучения (ЛИИ) в качестве источника зондирующего излучения обеспечивает большие, по сравнению с РЛС, точность определения угловых координат (менее 1') и разрешающую способность по дальности.
Известна оптическая локационная система (ОЛС) обзора пространства, слежения и измерения координат, наиболее близкая по технической сущности заявленной полезной модели и выбранная в качестве прототипа. ОЛС содержит оптический передающий блок (ОПБ), формирующий направленный зондирующий сигнал. В (ОПБ) выход схемы формирования опорного сигнала соединен с первым входом блока измерения дальности, расположенным в блоке обработки данных, с возможностью фиксирования в нем опорного сигнала.
А также в ОЛС включен оптический приемный блок, в котором отраженный оптический сигнал принимает приемная оптическая система и преобразует его с помощью узкополосного интерференционного светофильтра и фотодетектора в электрический сигнал, который затем с выхода усилителя параллельно поступает в блоки измерения дальности и измерения угловых координат соответственно, которые образуют блок обработки данных для определения дальности до измеряемого объекта и его угловых координат.
Кроме того, ОЛС содержит систему наведения и слежения, первый выход которой соединен со вторым входом передающей оптической системы, а ее второй выход соединен с входом приемной оптической системы, кроме того система наведения и слежения соединена прямой и обратной связью с блоком измерения угловых координат. (Принципы построения и области применения оптических локационных систем //Лазерные измерительные системы / под ред. Д.П. Лукьянова. - М.: Радио и связь, 1981. - С.73-83.)
Известная ОЛС обнаруживает объект и получает информацию о нем по отраженному оптическому излучению.
К недостаткам прототипа можно отнести: отсутствие возможности точной стабилизации ОЛС в диаметральной плоскости корабля и в плоскости истинного горизонта, что позволяет использовать прототип в благоприятных условиях (на тихой воде), однако существенно снижает направленность лазерного излучения в условиях ухудшения гидрометеорологических условий (сильный ветер и волнение).
Недостатки, присущие прототипу, устранены предлагаемой полезной моделью: «Лазерная система контроля и управления движением корабля», технической задачей которой является создание нового устройства для автоматического управления маневрами корабля, обеспечивающего следование по заданному пути, с учетом поправок курса и скорости к текущим координатам корабля по угловым координатам береговых отражающих объектов.
Реализация указанной технической задачи предлагаемой полезной моделью позволяет достичь следующего технического результата, являющегося суммой полученных технических эффектов:
- дополнительное включение в лазерную систему контроля и управления движением корабля бесплатформенной инерциальной навигационной системы обеспечивает стабилизацию в диаметральной плоскости корабля и плоскости истинного горизонта, что позволяет улучшить эксплуатационные показатели заявленного устройства путем увеличения возможностей его использования независимо от гидрометеорологических условий плавания, таких как: сильное волнение, дождь, а также время суток;
- дополнительное включение в лазерную систему контроля и управления движением корабля блока преобразования координат, блока коррекции и бесплатформенной инерциальной навигационной системы, с соответствующими электрическими связями между собой, позволяет выработать сигнал управления, содержащий поправки курса и скорости к вектору движения корабля; сигналы поправок поступают из блока коррекции на авторулевой и в систему управления движением корабля.
Для достижения указанного технического результата предложена "Лазерная система контроля и управления движением корабля", содержащая оптический передающий блок, оптический приемный блок и блок обработки данных. Оптический передающий блок использован для формирования направленного зондирующего сигнала. Для этого он включает в себя передающую оптическую систему, первый вход которой соединен с первым выходом лазерного источника излучения. Второй выход ЛИИ соединен с входом схемы формирования опорного сигнала, причем первый вход ЛИИ соединен с первым выходом блока питания, а второй вход ЛИИ соединен с выходом блока управления, вход которого соединен с выходом блока питания. Оптический приемный блок включает приемную оптическую систему, выход которой через узкополосный интерференционный светофильтр, а затем через фотодетектор соединен с входом усилителя. Выход усилителя соединен со вторым входом блока измерения дальности с возможностью передачи преобразованного отраженного сигнала для определения дальности до измеряемого объекта. Кроме того, выход усилителя параллельно соединен с первым входом блока измерения угловых координат с возможностью передачи преобразованного отраженного сигнала для определения угловых координат измеряемого объекта. Блок измерения дальности и блок измерения угловых координат образуют блок обработки данных, причем первый вход блока измерения дальности соединен с выходом схемы формирования опорного сигнала с возможностью фиксирования в нем опорного сигнала. Первый выход блока измерения дальности соединен с первым входом регистратора, а второй вход регистратора соединен с первым выходом блока измерения угловых координат. Кроме того, лазерная система контроля и управления движением корабля содержит систему наведения и слежения, первый выход которой соединен со вторым входом передающей оптической системы, а ее второй выход соединен с входом приемной оптической системы. Кроме того, система наведения и слежения соединена прямой и обратной связью с блоком измерения угловых координат.
Принципиальным отличием заявленного устройства от прототипа является то, что в лазерную систему контроля и управления движением корабля дополнительно включен блок преобразования координат (БПК), первый вход которого соединен со вторым выходом блока измерения дальности, а второй вход БПК соединен со вторым выходом блока измерения угловых координат. А также в лазерную систему контроля и управления движением корабля дополнительно включены бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС), блок коррекции, авторулевой и система управления движителями. Причем первый выход БИНС соединен со вторым входом системы наведения и слежения, а второй выход БИНС соединен со вторым входом блока коррекции. При этом выход блока преобразования координат через первый вход блока коррекции, а затем через его же первый выход соединен с входом бесплатформенной инерциальной навигационной системы. Второй выход блока коррекции соединен с входом авторулевого, а третий выход блока коррекции соединен с входом системы управления движителями.
Такое взаимное расположение конструктивных элементов и их взаимосвязь являются основой для создания нового устройства и обеспечивают автоматическое управления маневрами корабля для следования по заданному пути, с учетом поправок курса и скорости к текущим координатам корабля.
Сущность полезной модели «Лазерная система контроля и управления движением корабля» поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена ее функциональная схема.
Фиг.1. Функциональная схема
1. - Оптический передающий блок (ОПБ):
1.1 - передающая оптическая система (ПОС);
1.2 - лазерный источник излучения (ЛИИ);
1.3 - блок питания;
1.4 - схема формирования опорного сигнала (СФОС);
1.5 - блок управления;
2. - Оптический приемный блок:
2.1 - приемная оптическая система;
2.2 - узкополосный интерференционный светофильтр (УИСФ);
2.3 - фотодетектор;
2.4 - усилитель;
3. - Блок обработки данных (БОД):
3.1 - блок измерения дальности (БИД);
3.2 - блок измерения угловых координат (БИУК);
4. - система наведения и слежения (СНС);
5. - регистратор;
6. - блок преобразования координат (БПК);
7. - блок коррекции (БК);
8. - бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС);
9. - авторулевой;
10. - система управления движителями (СУД).
Все конструктивные узлы в блоках устройства соединены электрической связью.
Устройство работает следующим образом.
Лазерная система контроля и управления движением корабля расположена на сигнальном мостике корабля, с размещением остальных приборов на ходовом мостике корабля, как широко известно из практики установки подобных систем на кораблях и судах до даты приоритета.
Оптический передающий блок (1) содержит лазерный источник излучения (1.2), который формирует зондирующий сигнал. Блок управления (1.5) определяет форму этого сигнала. А оптическая передающая система (1.1) коллимирует сформированный пучок излучения для повышения его направленности
Приемная оптическая система (2.1) собирает отраженное от объекта излучение в оптическом приемном блоке (2) и с помощью узкополосного интерференционного светофильтра (2.2) и фотодетектора (2.3) преобразует его в электрический сигнал, который затем с выхода усилителя (2.4) параллельно поступает в блок измерения дальности (3.1) и блок измерения угловых координат (3.2) соответственно, образующие блок обработки данных (3).
Из схемы формирования опорного сигнала (1.4) в блок обработки данных поступает также и опорный сигнал. Принятый отраженный от объекта сигнал и опорный сигнал позволяют измерить дальность до объекта и угловые координаты объекта, которые в виде выходных данных поступают на регистратор (5).
Как видно из функциональной схемы предлагаемого устройства, показанной на фиг.1, из блока обработки данных (3), сигнал, содержащий измеренные угловые координаты объекта, поступает в блок преобразования координат (6). Указанный блок, путем решения геодезической задачи, преобразует сигнал, отображающий угловые координаты объекта в сигнал, отображающий географические координаты корабля-носителя. Далее преобразованный сигнал поступает в блок коррекции (7), где происходит сравнение и расчет разности географических координат (поправок), и в виде расчетного сигнала поступает в блок БИНС (8) - бесплатформенную инерциальную навигационную систему. БИНС известным образом вырабатывает текущие географические координаты корабля-носителя и рассчитывает его курс и скорость.
Сигнал, содержащий рассчитанные значения курса и скорости корабля-носителя, снова поступает в блок коррекции (7), который рассчитывает поправки к курсу и скорости, т.е. к вектору движения корабля-носителя. Далее выработанные поправки к вектору движения поступают в авторулевой (9) и в систему управления движением (10) корабля. Затем, после соответствующего преобразования, сигнал управления поступает на рулевое устройство и на главные двигатели соответственно.
БИНС (8) включена в лазерную систему контроля и управления движением корабля для ее стабилизации, которая происходит следующим образом.
Управляющие сигналы, которые вырабатывает и подает БИНС (8) на гироскопы платформы, стабилизируют платформу с оптическими приемным (2) и передающим (1) блоками в диаметральной плоскости и в плоскости истинного горизонта, и это обеспечит необходимую направленность зондирующего сигнала лазерного излучения.
Таким образом, заявленная полезная модель: «Лазерная система контроля и управления движением корабля», является новым устройством для автоматического управления маневрами корабля, обеспечивает следование по заданному пути и непрерывное определение текущих координат, а также коррекцию местоположения корабля.
Заявленное устройство обладает следующими достоинствами:
- стабилизация источника лазерного излучения в плоскости истинного горизонта и в диаметральной плоскости корабля;
- реализация алгоритма преобразования вектора движения корабля в сигнал управления на авторулевой и в систему управления движением корабля;
- возможность непрерывного определения текущих координат и коррекции местоположения корабля;
- автоматизация и усовершенствование существующих систем управления движением.
Заявленное устройство промышленно применимо, так как для его реализации используют широко распространенные компоненты и изделия радиотехнической и оптической промышленности, а также гироскопического и инерциального приборостроения.
Claims (6)
1. Лазерная система контроля и управления движением корабля, содержащая оптический передающий блок, оптический приемный блок, блок обработки данных, при этом оптический передающий блок включает передающую оптическую систему, первый вход которой соединен с первым выходом лазерного источника излучения, второй выход которого соединен с входом схемы формирования опорного сигнала, причем его первый вход соединен с первым выходом блока питания, а второй вход соединен с выходом блока управления, вход которого соединен с выходом блока питания; оптический приемный блок включает приемную оптическую систему, выход которой через узкополосный интерференционный светофильтр, а затем через фотодетектор соединен с входом усилителя, выход которого параллельно соединен со вторым входом блока измерения дальности и с первым входом блока измерения угловых координат соответственно, образующих блок обработки данных, причем первый вход блока измерения дальности соединен с выходом схемы формирования опорного сигнала, а его первый выход соединен с первым входом регистратора, а второй вход регистратора соединен с первым выходом блока измерения угловых координат; кроме того, лазерная система контроля и управления движением корабля содержит систему наведения и слежения, первый выход которой соединен со вторым входом передающей оптической системы, а ее второй выход соединен с входом приемной оптической системы, кроме того, система наведения и слежения соединена прямой и обратной связью с блоком измерения угловых координат, отличающаяся тем, что в лазерную систему контроля и управления движением корабля дополнительно включены блок преобразования координат, первый вход которого соединен со вторым выходом блока измерения дальности, а второй вход - со вторым выходом блока измерения угловых координат, а также бесплатформенная инерциальная навигационная система, блок коррекции, авторулевой и система управления движителями, причем первый выход бесплатформенной инерциальной навигационной системы соединен со вторым входом системы наведения и слежения, а второй ее выход - со вторым входом блока коррекции, при этом выход блока преобразования координат через первый вход блока коррекции, а затем через его же первый выход соединен с входом бесплатформенной инерциальной навигационной системы, а второй выход блока коррекции соединен с входом авторулевого, а третий выход блока коррекции соединен с входом системы управления движителями.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что бесплатформенная инерциальная навигационная система включена в лазерную систему контроля и управления движением корабля, с возможностью стабилизации системы контроля и управления движением корабля в диаметральной плоскости корабля и в плоскости истинного горизонта.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оптический передающий блок использован для формирования направленного зондирующего сигнала.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый вход блока измерения дальности соединен с выходом схемы формирования опорного сигнала с возможностью фиксирования в нем опорного сигнала.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выход усилителя соединен со вторым входом блока измерения дальности с возможностью передачи преобразованного отраженного сигнала для определения дальности до измеряемого объекта.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выход усилителя соединен с первым входом блока измерения угловых координат с возможностью передачи преобразованного отраженного сигнала для определения угловых координат измеряемого объекта.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009109311/22U RU84581U1 (ru) | 2009-03-13 | 2009-03-13 | Лазерная система контроля и управления движением корабля |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009109311/22U RU84581U1 (ru) | 2009-03-13 | 2009-03-13 | Лазерная система контроля и управления движением корабля |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU84581U1 true RU84581U1 (ru) | 2009-07-10 |
Family
ID=41046404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009109311/22U RU84581U1 (ru) | 2009-03-13 | 2009-03-13 | Лазерная система контроля и управления движением корабля |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU84581U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2613465C1 (ru) * | 2015-11-17 | 2017-03-16 | Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского" | Способ швартовки судна с помощью лазерной системы |
-
2009
- 2009-03-13 RU RU2009109311/22U patent/RU84581U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2613465C1 (ru) * | 2015-11-17 | 2017-03-16 | Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского" | Способ швартовки судна с помощью лазерной системы |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Specht et al. | Application of an autonomous/unmanned survey vessel (ASV/USV) in bathymetric measurements | |
| Chen et al. | Review of AUV underwater terrain matching navigation | |
| CN109696697A (zh) | Gnss-r镜面反射点的大地水准面-垂线偏差修正方法和系统 | |
| CN110906930B (zh) | 一种联合auv的水下重力灯塔潜艇导航方法及系统 | |
| CN108844539A (zh) | 一种用于海浪主动补偿系统的位姿检测系统 | |
| CN104913766A (zh) | 一种激光扫描测量方法及装置 | |
| CN109738902B (zh) | 一种基于同步信标模式的水下高速目标高精度自主声学导航方法 | |
| JP2013040886A (ja) | 三次元点群計測方法、三次元点群計測プログラム | |
| CN115949094B (zh) | 一种沉管隧道安装测控系统 | |
| CN110244308A (zh) | 一种适用于无人机测高定姿的激光传感器及其工作方法 | |
| CN107300685A (zh) | 一种用激光对目标物进行定位的装置及方法 | |
| WO2020113391A1 (zh) | 航向的确定方法、设备、存储介质和可移动平台 | |
| CN204881621U (zh) | 一种带姿态修正及波流分离的坐底式声学多普勒波浪仪 | |
| CN110887476A (zh) | 基于偏振-天文夹角信息观测的自主航向与姿态确定方法 | |
| CN117970248A (zh) | 基于伴随式声信标辅助的水下航行器协同导航定位方法 | |
| RU84581U1 (ru) | Лазерная система контроля и управления движением корабля | |
| JP2015114899A (ja) | 救難救助支援システム、測位端末、救難救助支援方法およびプログラム | |
| CN112484721A (zh) | 一种水下移动平台导航方法以及水下移动平台导航装置 | |
| KR102142923B1 (ko) | 공간좌표 측위 시스템 | |
| JP3234889B2 (ja) | Ｇｐｓキネマティック測位法による深浅測量システム | |
| RU165915U1 (ru) | Система автоматической проводки судов по заданной траектории движения | |
| RU2478187C2 (ru) | Судовой навигационный комплекс | |
| Yang et al. | Robust sequential adaptive Kalman filter algorithm for ultrashort baseline underwater acoustic positioning | |
| CN113514051A (zh) | 一种基于多方法融合的深水高精度导航定位技术 | |
| Wang et al. | Investigation of navigation information correction techniques for master-slave AUV formations in unstable communication environments |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100314 |