Автономный многофункциональный подвижный буй

Полезная модель относится к области надводной и подводной навигации мобильных объектов и системам передачи данных и предназначена для создания локальной системы позиционирования и обмена информацией в интересах обеспечения действий мобильных надводных, подводных объектов: подводных аппаратов (в том числе необитаемых), кораблей и катеров (в том числе безэкипажных), а также летательных аппаратов (в том числе беспилотных) в заданном районе.
Уровень техники.
Известны гидроакустические маяки-ответчики как дрейфующие на поверхности акватории [1, 2], так и развертываемые на дне [3, 4, 5]. На маяках установлена гидроакустическая навигационная система, гидроакустический модем и радиостанция. Они позволяют производить выработку значений навигационных данных о местоположении только подводных объектов. Выработка координат производится в локальной системе, которая затем привязывается к географической посредством спутниковой навигации. Такие маяки не оснащены возможностью самостоятельного перемещения в пространстве.
Известны радионавигационные станции, как стационарные, так и мобильные, для обеспечения выработки значений навигационных данных о местоположении только надводных объектов и летательных аппаратов.
Известны системы спутниковой навигации, позволяющие определять навигационные данные о местоположении только летательных аппаратов и надводных объектов.
Известны ретрансляторы [6] для обеспечения обмена информацией между надводными объектами и летательными аппаратами; между подводными объектами, а также ретрансляторы, позволяющие передавать информацию между объектами, находящимися в подводной среде и атмосфере, но они не производят выработку навигационных данных о местоположении объектов.
Недостатки: такие системы не позволяют одновременно обеспечивать высокоточную выработку навигационных данных о местоположении как надводных и подводных объектов, так и летательных аппаратов, обеспечить обмен информацией между объектами, находящимися как под водой, так и в воздухе. Системы подводного позиционирования необходимо выставлять с судна-носителя, что занимает немало времени. Базовые элементы радионавигационных систем необходимо разносить - устанавливать на минимально необходимом расстоянии (которое рассчитывается в зависимости от размеров района обеспечения и может превышать 10-12 км) для обеспечения их работы, для чего необходимо использовать несколько судов-носителей. В рассмотренных навигационных системах не реализована возможность ретрансляции информации об обстановке между отдельными элементами, в том числе по принципу самоорганизующейся сети. Спутниковые навигационные системы в открытом море (при отсутствии действия контрольно-корректирующих станций в заданном районе) производят выработку координат с большой погрешностью (10-15 м) и не позволяют производить навигационное обеспечение подводных объектов. В арктических широтах (Северном Ледовитом океане) ведут неустойчивую работу.
Задачей заявленной полезной модели: автономного многофункционального подвижного буя является устранение отмеченных недостатков. Это достигается:
- возможностью автономного многофункционального подвижного буя производить навигационное обеспечение (выработку навигационных данных о местоположении) одновременно подводных, надводных объектов и летательных аппаратов (потребителей) за счет установленных на нем технических средств: гидроакустических навигационных и радионавигационных систем позиционирования;
- возможностью автономного многофункционального подвижного буя вырабатывать и предоставлять потребителям навигационные данные об их местоположении, ретрансляции информации об обстановке между потребителями за счет перевода автономных многофункциональных подвижных буев в вертикальное положение при помощи установленной балластной цистерны;
- наличием у автономного многофункционального подвижного буя систем подводной гидроакустической связи и радиосвязи, что позволяет обеспечить обмен информацией одновременно между подводными, надводными объектами и летательными аппаратами.
Технический результат достигается установкой на необитаемый аппарат (маяк-ответчик) с радиостанцией 1, гидроакустической навигационной системой 2, гидроакустическим модемом 3, дополнительно высокоточной радионавигационной системы 4 в корме буя, балластной цистерны 5 в носовой части буя для возможности изменять плавучесть и переводить буй в рабочий режим.
Идея предложенного технического решения заключается в создании автономного необитаемого аппарата (автономного многофункционального подвижного буя), совершающего свое движение к месту развертывания, останавливающегося в месте развертывания, при этом балластная цистерна, расположенная в носу аппарата, наполняется водой, аппарат принимает вертикальное положение, что позволяет ему значительно увеличить остойчивость. В носу аппарата находятся гидроакустические модемы, позволяющие осуществлять прием и передачу информации с подводных объектов, навигационная гидроакустическая станция, позволяющая производить выработку навигационных данных о местоположении подводных объектов. В корме аппарата находятся радиостанция для обеспечения обмена информацией между надводными объектами и летательными аппаратами, и высокоточная радионавигационная система для обеспечения надводных и воздушных потребителей навигационными данными об их местоположении.
Покажем существенность отличительных признаков.
Установка совместно высокоточной радионавигационной системы и гидроакустической навигационной системы позволит производить одновременную выработку навигационных данных о местоположении подводных, надводных объектов и летательных аппаратов.
Установка совместно радиостанции и гидроакустического модема позволит производить ретрансляцию информации между подводными, надводными объектами и летательными аппаратами.
Наличие балластной цистерны уникально для аппаратов такого типа и позволяет, в месте развертывания локальной системы позиционирования и обмена информацией, переводить автономный многофункциональный подвижный буй в вертикальное положение, обеспечив тем самым возможность стабильной работы как в подводной среде, так и над водой.
Список использованных источников
1. Патент RU 2303275
2. Патент US №5579285
3. Патент RU №2451300
4. Патент RU №2032787
5. Патент RU №34020
6. Патент RU №160239