Интеллектуальные буи с GPS - GPS intelligent buoys

Эта статья о гидроакустическом буе GPS. Для более общего случая см. Буй GPS.

Системы интеллектуальных буев GPS (GIB) можно классифицировать как перевернутый акустическое позиционирование с длинной базой (LBL) устройства, на которых установлены преобразователи GPS -оборудованные гидроакустические буи, дрейфующие или пришвартованные.[1] ГИБ могут использоваться вместе с активным подводным устройством (например, торпедой с пингером) или с пассивным источником акустического звука (например, инертной бомбой, поражающей поверхность воды). Обычно источник звука или событие удара отслеживается или локализуется с помощью время прибытия (ТОА) техника.[2] Обычно несколько GIB развертываются в данной области деятельности; общее количество определяется размером тестовой зоны и точностью желаемых результатов. Для определения местоположения массива GIB могут использоваться различные методы GPS-позиционирования с возможной точностью от сантиметров до уровня метра в реальном времени.

Буи производит французская компания ACSA-underwater-GPS (дочернее предприятие группы ALCEN). Доступны три готовых продукта: от небольшой портативной системы GIB-Lite до большой системы слежения за торпедой GIB-FT, включая систему GIB-Plus среднего и среднего радиуса действия.

История и примеры использования

Использование GIB для подводного отслеживания и оценки оружия использовалось ВМФ.[который? ] с начала до середины 1990-х гг. Ранние GIB были созданы для испытаний оружия в широком океане путем модификации обычных ВМС. гидроакустические буи с небольшими приемниками GPS OEM-уровня и развертыванием их с вертолета или самолета P-3 Orion.[3] Данные GPS, захваченные GIB, были модулированы по аналоговому УКВ поток акустических данных с использованием частотная манипуляция (ФСК). Это позволяет передавать и принимать данные измерений GPS на устаревшее приемное оборудование гидроакустических буев УКВ. Дрейфующий массив из двенадцати или более GIB должен быть развернут в виде концентрической круглой решетки диаметром приблизительно 7 нм. При попадании оружия в матрицу излучались акустические сигнатуры, которые фиксировались GIB и передавались на орбитальный самолет. После миссии GPS и акустические данные от GIBs будут объединены для определения абсолютной координаты места удара в WGS 84 координаты.

Пример подсчета очков подводного акустического оружия

Рисунок 1: Массив GIB, расположенных вокруг испытательной площадки, чтобы предоставить координаты удара оружия от испытаний или обучения оружия. При ударе о воду акустические сигнатуры улавливаются и обрабатываются каждым GIB и передаются на борт корабля или в наземную систему управления и контроля для обработки в реальном времени.
Рисунок 2: Фотография TARGT GIB

Системы типа GIB были разработаны для множества специализированных приложений. Наглядным примером использования GIB для подводного позиционирования является система оценки и обучения оружия TARGT. [4][5]

Концепция системы (рис. 1) использует группу из восьми-десяти GIB (рис. 2), пришвартованных в группе 2 км на 2 км. В случае TARGT GIB антенны GPS и RF расположены на верхней части датчика, а гидрофон, или подводный акустический преобразователь, находится внизу. Устройство имеет рост примерно 6 футов и вес 35 фунтов.

Истребители инертного оружия от военных самолетов ударяются о поверхность воды внутри массива, создавая акустическую сигнатуру, которая фиксируется каждым из GIB. Каждый GIB определяет точное время полученного сигнала и передает это время на корабль развертывания почти в реальном времени. Система управления и контроля, расположенная на судне развертывания и восстановления, объединяет данные GPS и информацию акустического времени для триангуляции места удара и определения точного времени удара в режиме, близком к реальному времени. Можно использовать несколько методов, наиболее распространенным из которых является разница во времени прибытия (TDOA) алгоритм решения наименьших квадратов. Обработка данных после миссии выполняется для дальнейшего уточнения результатов с точностью двумерного позиционирования от 1 до 2 метров и точностью определения времени удара 1-2 миллисекунды.

Рекомендации

  1. ^ [Томас, Х.Г. «Буи GIB: граница раздела между космосом и глубинами океана», Proceedings of IEEE Autonomous Underwater Vehicles, Кембридж, Массачусетс, США, страницы 181-184, август 1998 г.]
  2. ^ [Алкосер, А., Оливейра, П., и Паскоал, А., «Системы подводного акустического позиционирования на основе буев с GPS», Труды восьмой Европейской конференции по подводной акустике, 8-е ECUA, Карвоерио, Португалия, 12–15 июня 2006]
  3. ^ Сондерс, Дж., И Кардоза, М. «Предварительные результаты портативной системы определения местоположения на основе GPS», Труды совещания спутникового отдела Института навигации, ION GPS-95, Палм-Спрингс, Калифорния, 12-15 сентября 1995 г.
  4. ^ Кайзер, Дж. Р., Кардоза, М. А., и др. др., "Результаты оценки оружия с помощью системы испытаний и обучения акустического оружия GPS", Национальное техническое совещание Института навигации, Сан-Диего, Калифорния, 24-26 января 2005 г.
  5. ^ Кардоза, М.А., Кайзер, Дж.Р., и Уэйд, Б. "Морская оценка высокоточных боеприпасов", Внутри GNSS Апрель 2006 г., стр. 32–39.