Доплеровский гидроакустический лаг

Полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована при создании доплеровских лагов, измеряющих составляющие вектора скорости движения судна (носителя лага) относительно дна до глубин 6000 м. Полезная модель содержит низкочастотный и высокочастотный приемопередающие тракты, блок регулировки параметров сигналов (РПС), блок генерации, блок вычисления и ввода поправок составляющих вектора скорости.

Полезная модель относится к гидролокации и может быть использована для измерения скорости движения судов (носителей лага) относительно дна или среды в составе современных судовых навигационных комплексов. Известен отечественный абсолютный лаг «Онега» (Л1) Этот лаг обеспечивает измерение и индикацию продольной составляющей вектора скорости судна, поперечных составляющих (носовой и кормовой) оконечностей судна, а так же продольной и поперечной составляющих вектора расстояния, пройденного судном по линии заданного курса и в направлении ему перпендикулярном. Для решения этих задач необходимо иметь два комплекта акустических антенн и электронной аппаратуры, расположенных в носовой и кормовой части судна.

Наиболее близким аналогом, выбранным за прототип является структурная схема «синтезированного» доплеровского лага (Л2).

Основным недостатком такого лага является отсутствие устройства компенсации погрешности измерения составляющих вектора скорости в условиях качки судна (носителя лага). Предложенное в прототипе техническое решение по пространственной стабилизации излучающей и приемной антенны является дорогостоящим, сложным в реализации и не нашло известного применения.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение точности измерения составляющих вектора скорости в условиях качки судна (носителя лага).

Техническое решение поставленной задачи найдено за счет введения в состав лага блока вычисления и введения поправок к составляющим вектора скорости, один из входов которого является вводом параметров качки, а другой - вводом измеренных значений составляющих вектора скорости из блока регулировки параметров сигнала (РПС).

Информация, поступающая в блок вычисления и ввода поправок обрабатывается по алгоритму:

Vx=0,00015ײ+0,034Vz:

Vy=0,00015Vy²+0,034Vz; где:

Vx, Vy - поправки к составляющим вектора скорости;

Vx, Vy - составляющие вектора скорости в продольном и поперечном направлениях движения судна.

Vz - скорость вертикального перемещения судна (вертикальная качка);

, - углы продольной и поперечной качки (градусы).

Блок вычисления и введения поправок составляющих вектора скорости, выполняет следующие задачи:

- транслирует информацию о скорости:

- принимает информацию об углах бортовой, килевой качек, скорости вертикального перемещения судна на качке в месте размещения антенн;

- вводит в информацию о составляющих вектора скорости поправки, вычисленные по данным о параметрах качки по алгоритму, приведенному выше;

- выводит информацию о составляющих вектора скорости к внешним потребителям.

В блок вычисления и ввода поправок входят следующие модули:

- процессор;

- плата таймеров;

- плата интерфейса;

- плата управления;

- блок питания.

Вычислительное устройство блока построено на микропроцессорной технике и работает по программе осуществляющей вычисление поправок к текущим значениям продольной и поперечной составляющих вектора скорости по приведенному выше алгоритму и обновляет вычисление и ввод поправок с интервалом времени порядка - 1,0 с.

Информация об углах качки, судна (носителя лага) может быть получена, например, от системы измерения параметров качки типа «СЪЕМКА-СИПК», разработки ФГУП ЦНИИ «ЭЛЕКТРОПРИБОР», либо от другой судовой навигационной системы, измеряющей параметры качки с требуемой точностью.

Структурная схема заявляемой полезной модели в общем виде представлена на Фиг.1.

Низкочастотный и высокочастотный приемо-передающие тракты обеспечивают надежную работу лага в диапазоне большинства глубин мирового океана до 6000 м. Блок РПС генерирует, регулирует длительность и уровень излучаемых сигналов в зависимости от глубины под килем судна (носителя лага), измеряет доплеровские частоты в продольном и поперечном направлениях относительно курса движения судна. Блок индикации составляющих вектора скорости индицирует значения составляющих вектора скорости, значение пройденного расстояния и глубины под килем. Назначение блока вычисления и введения поправок составляющих вектора скорости было уже описано выше.

В блоке вычисления и ввода поправок составляющих вектора скорости используется микропроцессорная элементная база для построения схемы вычисления поправок по алгоритму, приведенному ранее. Плата управления может быть выполнена, например, на программируемых интегральных схемах серии КР580ВВ55, возможна замена на аналог-модуль 5971 фирмы OCTAGON, также возможно использование модулей фирмы OCTAGON: крейт 5208, блок питания 5101, процессор 5068, плата таймеров 5300, плата интерфейса ТХ1-МР, EDO DIN 4990 32МБ. Характеристики микросхем имеются в справочной литературе (ЛЗ).

Источники информации:

1 Экспресс-информация, серия Судовождение и связь 1977 г. N8.

2 В.И.Бородин и др. «Гидроакустические навигационные средства», Л., Судостроение, 1983 г. стр.248.

3 Каталог продукции. С-Пб. ProSoft. 2001 г.

Доплеровский гидроакустический лаг, содержащий низкочастотный и высокочастотный приемо-передающие тракты, выходы которых подключены к соответствующим входам блока регулировки параметров сигналов (РПС), один из выходов которого соединен со входом блока индикации составляющих вектора скорости и глубины, отличающийся тем, что в него дополнительно введен блок вычисления и ввода поправок составляющих вектора скорости, причем один из входов его является вводом параметров качки, а другой - вводом составляющих вектора скорости, один из выходов подключен к одному из входов РПС, а другой выход служит для подключения внешнего потребителя информации о составляющих вектора скорости.