Uzoq muddatli akustik joylashishni aniqlash tizimi - Long baseline acoustic positioning system

1-rasm: Uzoq boshlang'ich (LBL) akustik joylashishni aniqlash tizimining ishlash usuli

A uzoq bazaviy (LBL) akustik joylashishni aniqlash tizimi[1] uchta keng sinflardan biridir suv osti akustik joylashishni aniqlash tizimlari suv osti transport vositalari va g'avvoslarni kuzatishda foydalaniladigan. Qolgan ikkita sinf ultra qisqa boshlang'ich tizimlar (USBL) va qisqa boshlang'ich tizimlar (SBL). LBL tizimlari noyobdir, chunki ular dengiz tubiga o'rnatilgan asosiy transponderlar tarmog'idan navigatsiya uchun mos yozuvlar punktlari sifatida foydalanadilar. Ular odatda ish joyining perimetri atrofida joylashgan. LBL texnikasi suvning chuqurligidan mustaqil ravishda juda yuqori joylashishni aniqligi va barqarorlikni ta'minlaydi. Odatda 1 metrdan yaxshiroq va bir necha santimetr aniqlikka erishishi mumkin.[2] LBL tizimlari, odatda, kema asosidagi (SBL, USBL) joylashishni aniqlash tizimlarining aniqligi yoki pozitsiyasining barqarorligi etarli bo'lmagan joyda, suv ostida aniq tekshiruv ishlarida foydalaniladi.

Ishlash va ishlash

Shakl 2: Sho'ng'in jamoasi (Envirotech Diving) o'zlarining AquaMap LBL akustik suv ostida joylashishni aniqlash tizimi, shu jumladan uchta asosiy transponder (B) va g'ildirak stantsiyalari (A) skuterlarga o'rnatilgan. Dastlabki stantsiyalar birinchi navbatda ish joyining burchaklariga joylashtirilgan. Keyinchalik ularning nisbiy holati AquaMap tizimining avtomatik akustik o'z-o'zini tekshirish qobiliyati yordamida aniq o'lchanadi. Geo-havola qilingan operatsiyalar uchun bazaviy pozitsiyalar differentsial GPS yoki lazer joylashishni aniqlash uskunalari (umumiy stantsiya) tomonidan o'rganiladi. Sho'ng'in paytida sho'ng'in stantsiyasi masofani o'lchash uchun asosiy stantsiyalarni so'roq qiladi, so'ngra pozitsiyalarga aylantiriladi.

Uzoq boshlang'ich tizimlar transport vositasi yoki g'avvosning holatini avtotransport vositasidan yoki g'avvos so'rovchisidan uch yoki undan ortiq dengizga o'rnatilgan asosiy transpondergacha bo'lgan masofani akustik ravishda o'lchash orqali aniqlaydi. Tez-tez qurilmalardagi bosim sezgichlaridan olingan chuqurlik ma'lumotlari bilan to'ldiriladigan ushbu diapazon o'lchovlari keyinchalik transport vositasi yoki g'avvosning holatini uchburchak bilan o'lchash uchun ishlatiladi. 1-rasmda g'avvosga o'rnatilgan so'roq qiluvchi (A) signal yuboradi, u asosiy transponderlar (B, C, D) tomonidan qabul qilinadi. Transponderlar javob berishadi va javoblar yana sho'ng'in stantsiyasi tomonidan qabul qilinadi (A). Signalning ishlash vaqtini o'lchash endi A-B, A-C va A-D masofalarni keltirib chiqaradi, ular uchburchak yoki pozitsiyani qidirish algoritmlari bilan sho'ng'in holatini hisoblash uchun ishlatiladi. Olingan pozitsiyalar asosiy transduserlarning joylashishiga nisbatan. Agar bazaviy stantsiyalarning geo-pozitsiyalari birinchi marta o'rnatilsa, ularni geografik kenglik / uzunlik yoki UTM kabi koordinatali tizimga osongina aylantirish mumkin.

Uzoq boshlang'ich tizimlar o'zlarining nomlarini dastlabki transponderlarning oralig'i uzoq yoki g'avvos yoki transport vositasi va transponderlar orasidagi masofaga o'xshashligidan oladi.[3] Ya'ni, asosiy transponderlar odatda avtomobil yoki g'avvos ishlaydigan suv osti ish joyining burchaklariga o'rnatiladi. Ushbu usul joylashishni aniqlash uchun ideal geometriyani keltirib chiqaradi, unda akustik diapazon o'lchovlaridagi har qanday xato faqat pozitsiyaning ekvivalenti xatosini keltirib chiqaradi.[4] Bu SBL va USBL tizimlari bilan taqqoslaganda qisqartirilgan, bu erda ma'lum miqdordagi buzilishlar juda katta pozitsiyalarda xatolarga olib kelishi mumkin. Bundan tashqari, dengiz tubida dastlabki transponderlarning o'rnatilishi, harakatlanuvchi kemalarga o'rnatilgan USBL yoki SBL joylashishni aniqlash tizimlarida bo'lgani kabi, mos yozuvlar tizimlari o'rtasida konvertatsiya qilish zaruratini yo'q qiladi.[5] Nihoyat, dengiz tubiga o'rnatilishi joylashishni aniqligini suv chuqurligidan mustaqil qiladi.[6] Shu sabablarga ko'ra LBL tizimlari odatda joylashishni aniqlashning aniqligi yoki ishonchliligi standarti USBL va SBL tizimlarining imkoniyatlaridan yuqori bo'lgan vazifalarga nisbatan qo'llaniladi.

Tarix

Yo'qolgan atom suvosti kemasini qidirish va tekshirish USS Thresher AQSh dengiz flotining okeanografik kemasi tomonidan USNS Mizar 1963 yilda tez-tez zamonaviy suvosti akustik navigatsiya tizimlarining kelib chiqishi deb hisoblanadi.[7] Mizar, birinchi navbatda, batiskafni kuzatish uchun qisqa asos (SBL) tizimidan foydalangan Trieste 1. Shu bilan birga, uning qobiliyatiga dengiz navigori transponderlari ham kiritilgan bo'lib, ular erta navigatsiya sun'iy yo'ldoshlari bilan birgalikda o'sha paytda ajoyib deb hisoblangan stansiyani 300 fut aniqlikda saqlashni qo'llab-quvvatladilar.[8]

Misollar

Shakl 3: Raketa uchirishidan oldin atom suvosti kemalarining o'rnini aniq belgilab olish uzoq akustik joylashishni aniqlash tizimlarini erta qo'llash edi. Dengiz tubi transponderlarining yashirin tarmoqlari GPS sun'iy yo'ldoshlari urib tushirilgandan keyin ham tirik qolishi va aniq navigatsiya qobiliyatini ta'minlashi mumkin.

1960-yillarning o'rtalariga kelib va ​​ehtimol undan oldinroq Sovetlar suv osti kemalari suv ostida qolganda aniq ishlashiga imkon berish uchun dengiz osti transponderlari, shu jumladan dengiz osti navigatsiya tizimlarini ishlab chiqmoqdalar.[9] Kanyonlar va boshqa qiyin suv osti erlari bo'ylab harakatlanishdan tashqari, yadroviy raketa (ICBM) uchirishdan oldin suvosti kemasining o'rnini aniqlash zarurati ham bo'lgan. 1981 yilda akustik joylashishni aniqlash AQSh harbiylari tarkibiga kiritilgan MX raketasi tizim.[10] 150 yashirin transponder maydonlari tarmog'i nazarda tutilgan edi. Dengiz osti kemalari odatda inertial navigatsiya tizimlari tomonidan boshqariladi, ammo bu o'lik hisob-kitob tizimlari pozitsiyani o'zgartirishni rivojlantiradi, bu GNSS tizimidan vaqti-vaqti bilan joylashtirilgan tuzatishlar bilan tuzatilishi kerak. Agar dushman GNSS sun'iy yo'ldoshlarini urib tushirsa, suvosti kemasi yashirin transponder tarmog'iga tayanib, o'z pozitsiyasini o'rnatishi va raketaning o'z inertial navigatsiya tizimini ishga tushirishi mumkin.

Adabiyotlar

  1. ^ Suv osti akustik joylashishni aniqlash tizimlari, 4-bob, P.H. Milne, 1983 yil ISBN  0-87201-012-0
  2. ^ NOAA sho'ng'in bo'yicha qo'llanma, 4-nashr, suv osti navigatsiyasi, 10.2-bo'lim., ISBN  0-941332-70-5, ISBN  978-0-941332-70-5
  3. ^ Akustika qo'llanmasi, Malkolm J. Kroker 1998 yil, ISBN  0-471-25293-X, 9780471252931, 462-bet
  4. ^ ROV qo'llanmasi, Robert D. Krist va Robert L. Vernli Sr, 4.2.8-bo'lim. Akustik joylashishni aniqlash imkoniyatlari va cheklovlari, ISBN  978-0-7506-8148-3
  5. ^ ROV qo'llanmasi, 4.2.6.4-bo'lim. Uzoq boshlang'ich (LBL)
  6. ^ LBL Underwater Positioning, Hydro International Magazine, 2008 yil yanvar / fevral, 12-jild, 1-son
  7. ^ Milne, 2-bob
  8. ^ Quyidagi koinot, 77-bet, Uilyam J. Brod va Dimitri Shidlovskiy, 1998, ISBN  0-684-83852-4, ISBN  978-0-684-83852-6
  9. ^ Rossiya suv osti akustikasi tarixi, 722-bet. Oleg A. Godin, Devid R. Palmer, 2008, ISBN  981-256-825-5, ISBN  978-981-256-825-0
  10. ^ MX raketa bazasi, 173-175 betlar, 1981 yil, ISBN  1-4289-2450-7, ISBN  978-1-4289-2450-5