Измерение дальности повышенной точности в задачах причаливания автономного необитаемого подводного аппарата

И.Б. Широков, Г.А. Иванов

ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет»

Черноморское высшее военно-морское училище имени П.С. Нахимова

Аннотация: В работе рассматриваются некоторые аспекты создания системы причаливания автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА) повышенной точности. Показано, что существующие сегодня системы причаливания АНПА крайне неэффективны. Отмечено, что такие системы сложны, дороги в эксплуатации, обладают низкой точностью позиционирования, которая варьируется и составляет от 1-2 м (в традиционных решениях) до нескольких десятков сантиметров (в продвинутых решениях). Показано, что большинство систем позиционирования имеют существенный недостаток – наличие «мертвой зоны», которая может достигать нескольких метров, что является непреодолимым препятствием и не позволяет использовать такие системы для осуществления операции причаливания АНПА на финальной стадии.

В работе предлагается решить задачу прецизионного позиционирования АНПА в локальной системе координат, при этом точность измерения дальностей между реперными точками  АНПА и реперными точками терминала причаливания (дока) будет на три порядка выше, чем точность определения дальностей существующими системами, и может составлять единицы миллиметров. При этом «мертвая зона» системы причаливания будет отсутствовать. Измерение расстояний может осуществляться вплоть до полного контакта АНПА с причальным терминалом. На финальной стадии причаливания точность измерения расстояний может достигать долей миллиметра и даже меньше. Процесс причаливания и швартовки АНПА может происходить в полностью автоматическом режиме. Состояние водной среды, в которой находится АНПА (температура, давление, взвешенные и растворенные составляющие и пр.), не будет иметь значения.

Для достижения поставленной цели предлагается использовать принципиально новый, запатентованный подход к проблеме, заключающийся в том, что при осуществлении операции позиционирования используют одновременно два принципиально различных процесса распространения волновых колебаний низкой частоты: один – акустический, другой – электромагнитный. При этом принимаемые электромагнитные колебания используют в качестве опорного сигнала для принимаемых акустических колебаний. Таким образом, удается построить фазовую радиотехническую систему, которая, собственно, и обеспечивает решение задачи позиционирования АНПА с высокой точностью.

Ключевые слова: система причаливания АНПА, переменное магнитное поле низкой частоты, рамочная магнитная антенна, акустические колебания, акустический преобразователь, измерение разности фаз электрических сигналов.