НАДВОДНЫЙ ПРИЕМНИК/ПЕРЕДАТЧИК С КОНВЕРТЕРОМ ДАННЫХ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ ПРИВЯЗКИ ДЛЯ ПОДВОДНЫХ ПОДВИЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ Российский патент 2013 года по МПК G01C21/00 

Изобретение относится к области элементов системы подводной навигации, мониторинга водной среды и средств сбора и обработки информации в подводной и воздушной среде с одновременным определением координат собственного местонахождения комплекса и передачей полученной информации по радиоканалу, может быть использовано в качестве средства обеспечения безопасного движения подводных технических объектов в морских портах и иных искусственных и естественных акваториях и в районах расположения объектов нефтегазопромысловой и гидротехнической инфраструктуры на шельфе и в прибрежной зоне в ледовитых морях и в условиях ледяного покрова, в том числе дрейфующего.

Известно (RU, патент 2190189) навигационное устройство, включающее блок питания, соединенные двусторонней связью антенный блок и приемоизмеритель спутниковых навигационных систем. Кроме того, устройство дополнительно снабжено соединенными двусторонней связью контроллером и модулем памяти, микроЭВМ, радиомодемом, последовательно соединенными модулем сопряжения и индикатором, интерфейсным модулем, блоком терморегулирования, взаимосвязанным с входом-выходом блока питания, общей шиной, связанной двусторонними связями с портами радиомодема, модуля сопряжения, интерфейсного модуля, микроЭВМ и контроллера, при этом второй и третий порты приемоизмерителя спутниковых навигационных систем связаны двусторонними связями со вторым портом модуля сопряжения и вторым портом радиомодема соответственно, второй вход индикатора связан с сигнальным выходом приемоизмерителя спутниковых навигационных систем, третий порт радиомодема связан двусторонней связью с третьим портом модуля сопряжения, а выходы блока питания связаны с общей шиной.

Недостатком известного комплекса следует признать не пригодность его к использованию в качестве элемента системы подводной навигации.

В ходе проведения патентно-информационного поиска не выявлено техническое решение, которое по конструкции и по назначению может быть использовано в качестве ближайшего аналога разработанного комплекса.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного устройства, состоит в обеспечении возможности подводной навигации при одновременном определении координат расположения элемента системы подводной навигации.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного устройства, состоит в повышении безопасности движения подводных технических средств в искусственных и естественных акваториях и районах месторасположения объектов нефтегазопромысловой и гидротехнической инфраструктуры на шельфе и в прибрежной зоне.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный надводный приемник/передатчик с конвертером данных для обеспечения точной навигационной привязки для подводных подвижных технических объектов. Разработанный надводный приемник/передатчик с конвертером данных для обеспечения точной навигационной привязки для подводных подвижных технических объектов содержит надводную секцию, закрепленную на плавучем основании с положительной плавучестью, и подводный навигационный маяк, причем надводная часть содержит блок управления и блок определения координат по системе спутниковой навигации, подключенные к приемопередающему устройству, а также блок электропитания, подключенный к энергопотребляющим блокам. Блок электропитания в большинстве вариантов реализации представляет собой аккумуляторную батарею, предпочтительно выполненную с возможностью подзарядки. Приемник/передатчик разработанной конструкции предпочтительно дополнительно содержит генератор электрической энергии, подключенный к входу блока электропитания. Указанный генератор электрической энергии может быть выполнен в виде солнечной батареи, размещенной на верхней части корпуса транспортной платформы или маятниковым генератором. При условии размещения устройства на платформе, оборудованной двигателем внутреннего сгорания, может быть использован штатный генератор двигателя.

Для расширения области выполняемых функций приемник/передатчик может дополнительно содержать блок определения состояния атмосферы и/или средство поиска малошумных подводных объектов активными средствами гидроакустики или иными. В некоторых вариантах реализации блок определения состояния атмосферы может быть выполнен с возможностью определения скорости ветра, температуры и влажности воздуха.

В предпочтительном варианте реализации приемник/передатчик, установленный на транспортную платформу, может быть выполнен с возможностью сброса его в район обеспечения подводной навигации с борта летательного аппарата или плавсредства.

В некоторых вариантах реализации блок управления может быть выполнен с возможностью включения блока определения координат по системе спутниковой навигации, а также приемопередающего устройства и подводного навигационного маяка по получению управляющего сигнала.

Разработанное устройство может также дополнительно содержать различные варианты исследовательского оборудования, размещенного как в надводной секции, так и под водой.

Предпочтительно надводная секция закрыта термостатированным корпусом.

Блок управления может быть выполнен на базе микропроцессора. Блок определения координат по системе спутниковой навигации может быть выполнен на базе систем спутниковой навигации GPS и ГЛОНАСС.

В зависимости от условий эксплуатации и назначения комплекса блок управления может быть выполнен с возможностью включения блоков определения координат по системе спутниковой навигации, и метеообстановки, если приемник/передатчик содержит соответствующие измерительные блоки, а также приемопередающего устройства по получению управляющего сигнала. Но возможен вариант реализации блока управления, когда включение блоков определения координат по системе спутниковой навигации и определения состояния атмосферы, а также приемопередающего устройства происходит по заранее заданной программе.

Каждый используемый комплекс имеет свой индивидуальный код (идентификационный номер - ID), который приведен во всех радиограммах, отправляемых комплексом.

Блок управления предпочтительно выбран с возможностью приема управляющих сигналов от стационарного поста мониторинга и передачи их блокам определения координат по системе спутниковой навигации и определения состояния атмосферы, а также приемопередающему устройству. Кроме того, блок управления предпочтительно содержит плату конвертера сигнала для дальнейшей ретрансляции данных навигации через подводный гидроакустический маяк.

Совместное использование, по меньшей мере, трех разработанных комплексов обеспечивает ориентирование в пространстве подводного аппарата любого типа по азимуту.

Желательно, чтобы блок управления мог контролировать и состояние аккумуляторной батареи и двигателей, установленных на транспортную платформу, с передачей информации о ее состоянии на стационарный пост мониторинга.

Разработанный комплекс в оптимальном варианте обеспечивает выполнение следующих функций:

- прием сигналов от навигационных спутниковых группировок;

- подача сигналов подводной навигации;

- передача в эфир (по каналам спутниковой связи) собираемых данных в режиме он-лайн (в заданное время):

- о собственной координате в настоящее время;

- о скорости ветра, давлении и влажности воздуха и температуре (и иной информации по необходимости при установке и применения соответствующих приборов и систем измерения/наблюдения).

Использование комплексов обеспечивает возможность движения подводных технических средств в портах и в районах расположения объектов нефтегазопромысловой и гидротехнической инфраструктуры. Кроме того, установка и использование комплексов на заданном расстоянии обеспечивает возможность создания сети точной подводной навигации с возможностью ориентирования подводных технических средств по азимуту.

В предпочтительном варианте реализации разработанный комплекс работает следующим образом.

Сформированный комплекс с заряженной аккумуляторной батареей, закрепленный на транспортировочной платформе типа спасательный плотик, спускают с борта судна для дальнейшего движения комплекса при помощи собственных движителей в заданный район или с борта вертолета в указанном районе. При этом подводный навигационный маяк расположен в воде. Одновременно с использованием системы спутниковой навигации происходит определение географических координат нахождения комплекса. Полученная информация в блоке управления переводится в числовой код и посредством приемопередатчика направляется на стационарный пост мониторинга. Одновременно в блоке управления происходит конвертирование сигнала, характеризующего место нахождения комплекса, в форму, пригодную для транслирования подводным навигационным маяком. В последующем периодически по программе, заложенной в блок управления или по управляющему сигналу от стационарного поста мониторинга, повторяют операцию измерения параметров и передачу сигналов. Система подзарядки аккумуляторной батареи работает постоянно.

Таким образом, использование разработанного комплекса позволяет обеспечить повышение безопасности движения подводных технических средств в искусственных и естественных акваториях и районах месторасположения объектов нефтегазопромысловой и гидротехнической инфраструктуры на шельфе и в прибрежной зоне.

Изобретение относится к комплексам для подводной навигации и может быть использовано как для обеспечения навигационной привязки подводных подвижных технических объектов, так и для исследования ледового покрова. Сущность: комплекс включает надводную секцию, закрепленную на плавучем основании с положительной плавучестью, и подводный навигационный маяк. Надводная часть содержит блок управления и блок определения координат по системе спутниковой навигации, подключенные к приемопередающему устройству, а также блок электропитания, подключенный к энергопотребляющим блокам. Кроме того, комплекс включает блок определения толщины ледового покрова, а также средство поиска малошумных подводных объектов и сбора иной информации в подводной и воздушной среде. Технический результат: повышение безопасности движения подводных технических средств в акватории. 5 з.п. ф-лы.

1. Надводный приемник/передатчик с конвертером данных для обеспечения точной навигационной привязки для подводных подвижных технических объектов, характеризующийся наличием надводной секции, закрепленной на плавучем основании с положительной плавучестью, и подводного навигационного маяка, причем надводная часть содержит блок управления и блок определения координат по системе спутниковой навигации, подключенные к приемопередающему устройству, а также блок электропитания, подключенный к энергопотребляющим блокам, отличающийся тем, что он дополнительно содержит блок определения толщины ледового покрова, а также средство поиска малошумных подводных объектов и сбора иной информации в подводной и воздушной среде.

2. Надводный приемник/передатчик по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит генератор электрической энергии, подключенный к входу блока электропитания.

3. Надводный приемник/передатчик по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит блок определения состояния атмосферы.

4. Надводный приемник/передатчик по п.3, отличающийся тем, что блок определения состояния атмосферы выполнен с возможностью определения скорости ветра, температуры и влажности воздуха.

5. Надводный приемник/передатчик по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью установки его в борта летательного аппарата.

6. Надводный приемник/передатчик по п.1, отличающийся тем, что блок управления выполнен с возможностью включения блока определения координат по системе спутниковой навигации, а также приемопередающего устройства и подводного навигационного маяка по получению управляющего сигнала.