Разработка метода повышения точности позиционирования подводных объектов

• Автор: Голов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Аналитический обзор теории и практики акустического зондирования морской среды применительно к задачам томографии и навигации необитаемых подводных аппаратов. Постановка задач
1.1. Тенденции развития гидроакустических навигационных систем
1.1.1 .Гидроакустические навигационные системы с короткой и ультракороткой базой
1.1.1 .Гидроакустические навигационные системы с длинной базой
1.2. Проблемы и нерешённые задачи подводной акустической навигации
1.3. Акустическая томография как средство мониторинга изменения гидрологических параметров акватории
Выводы
Глава 2. Описание методов и технических средств используемых при решении поставленных задач
2.1.Описание метода повышения точности позиционирования подводных объектов
2.2.Программное обеспечение и методы обработки экспериментальных данных
2.3.Излучающие системы
2.4.Приёмные системы
Выводы по главе
Глава 3. Экспериментальная апробация метода повышения точности работы системы акустического позиционирования
3.1. Эксперимент 2010 года в бухте Витязь. Апробация основ метода
3.1.1. Описание и схема эксперимента
3.1.2. Результаты эксперимента
3.2. Акустическая аттестация мелководного шельфа в Корейском проливе Японского моря. Апробация метода на сверхмалых глубинах
3.2.1. Описание и схема эксперимента
3.2.2. Результаты акустической аттестации мелководной акватории в Корейском проливе вблизи острова Норёк

3.3. Завершающий эксперимент по апробации метода повышения точности работы системы акустического позиционирования
3.3.1. Описание и схема эксперимента
3.3.2. Описание гидрологической обстановки и условий распространения звука.
3.3.3. Введение коррекции скорости звука по данным акустического мониторинга гидрологических параметров
3.4. Рекомендации по применению защищаемого метода в мелководных акваториях
Выводы по главе
Заключение
Список используемой литературы.

Введение
Российская Федерация - страна с обширными водными ресурсами. Их исследование и разработка очень важны для экономического благосостояния государства. Нахождение месторождений полезных ископаемых на шельфе, прокладка трансконтинентальных кабелей, проведение глубоководных исследований, это лишь не полный список проводимых работ по освоению морей и океанов. Развитие робототехники и средств телеметрии позволили сегодня в качестве инструмента, используемого для решения указанных задач, применять беспилотных роботов, приспособленных для работы под водой без непосредственного участия человека, который лишь осуществляет удалённый контроль и мониторинг операции.
Для обеспечения такого контроля очень важно знать положение автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА) в пространстве. С учётом того, что радиоволны очень плохо распространяются в морской среде использование Глобальной Системы Позиционирования в задачах обеспечения непрерывного мониторинга положения АНПА в толще морской воды невозможно.
Метод акустического зондирования акватории сложными сигналами с успехом используются и совершенствуются уже не один десяток лет, с его помощью становится возможным обеспечить контроль над АНПА под водой.
На базе метода акустического зондирования разработаны и апробированы множества систем разных типов успешно справляющиеся с задачей позиционирования АНПА. Принцип их работы основан на измерении времени распространения акустической волны от АНПА до маяков - ответчиков. По определённым временам и заранее измеренной или рассчитанной скорости звука определяется расстояния от АНПА до каждого из маяков, после чего методом

Для реализации защищаемого метода на акватории функционирования ЛНПА устанавливаются “опорные”, заякоренные или дрейфующие, приемные системы (Т1 рисунок 1) с передачей принятых навигационных сигналов и координат с GPS (для дрейфующего варианта) по радиоканалу на береговой пост или на обеспечивающее судно (рисунок 1). Приемные гидрофоны размещаются на глубине функционирования АНПА. Количество приемных и излучающих систем и их расположение определяется индивидуально для каждой акватории.
Рисунок 1 — Общая схема метода
Применение широкополосных импульсных псевдослучайных сигналов типа М-последовательностей позволяет использовать импульсные характеристики волноводов, соединяющих корреспондирующие точки навигационных схем, для выделения и идентификации характерных приходов акустической энергии по лучевым траекториям с возможностью расчета их длины. На выходе корреляционного приёмника АНПА выделяются импульсы от обоих источников, превышающие заданный порог и определяются времена их распространения. Затем значения времен умножаются на эффективную скорость звука