Гидроакустические средства навигации подводных роботов. Технологии создания и применения

В монографии проанализирован опыт разработки и практического применения гидроакустических навигационных систем в составе подводных роботов, созданных ИПМТ ДВО ВАН. Предложены новые технологии совершенствования систем с длинной базой для работы в широком диапазоне глубин и дальностей. Теоретически и экспериментально обоснованы методы значительного увеличения точности угловых измерений в системах с ультракороткой базой, основанные на применении многоэлементных антенн и статистических методов обработки сигналов. Рассмотрены вопросы сертификации навигационных средств и их рациональной организации в конкретных условиях применения. Книга насыщена материалами экспериментальных исследований и реальных работ с применением разработанных средств и содержит практические рекомендации по созданию навигационных приемников.
Будет полезна специалистам работающим в области подводной робототехники.

Содержание
Предисловие
Глава 1. Современные тенденции создания навигационных средств для подводной робототехники
1.1. Методы и средства формирования навигационной информации подводных роботов
1.1.1. Конфигурация навигационного оборудования подводного робота
1.1.2. Комплексирование навигационных данных
1.2. Особенности гидроакустических средств в составе навигационного оборудования подводных роботов
1.2.1. ГАНС ДБ
1.2.2. ГАНС УКБ
1.2.3. Организация и порядок применения оборудования ГАНС в комплексе АНПА
Глава 2. Гидроакустические дальномерные навигационные системы
2.1. Оценки основных характеристик дальномерной ГАНС
2.1.1. Об эффективной скорости в задачах гидроакустической дальнометрии
2.1.2. Оценки погрешности определения координат в ГАНС ДБ
2.1.3. Задача координатной привязки опорных точек ГАНС
2.2. Развитие технологий гидроакустической навигации за счет применения сложных сигналов
2.2.1. Применение сложных сигналов для расширения функциональных возможностей существующих ГАНС ДБ
2.2.2. Системы навигационного обеспечения обширных мелководных районов
2.2.3. Гидроакустические дальномерные системы большой дальности
2.2.4. Навигационный приемник для абонентов ГАНС БД
Глава 3. Навигационные системы с ультракороткой базой
3.1. Анализ основных методов решения навигационной задачи системами с ультракороткой базой
3.1.1. Амплитудные методы определения угломерной информации малогабаритными антеннами
3.1.2. Многоканальные системы фазового пеленгования
3.1.3. Пеленгование источника навигационных сигналов с использованием круговых антенн
3.2. Статистическая обработка информации в системах с многоэлементными антеннами
3.2.1. Решение задачи пеленгования методом максимального правдоподобия
3.2.2. Уравнения пеленгования для многоэлементных антенн различной конфигурации
3.2.3. Приемник навигационных сигналов ГАНС УКБ
3.3. Особенности применения сложных сигналов в угломерных системах с ультракороткой базой
3.3.1. Структура системы
3.3.2. Основные расчетные соотношения
3.3.3. Экспериментальные оценки точности
3.4. Оценки точности угловых измерений многоэлементными круговыми антеннами
3.4.1. Конфигурация антенны и оценка потенциальной точности
3.4.2. Источники систематической составляющей погрешности угловых измерений
3.4.3. Оценка систематической составляющей погрешности определения пеленга в контролируемых условиях гидроакустического бассейна
Глава 4. Опыт разработки и аттестации ГАНС
4.1. Гидроакустические навигационные системы ИПМТ ДВО РАН для подводных роботов
4.1.1. История разработки
4.1.2. Гидроакустический навигационный комплекс
4.1.3. Основные характеристики систем гидроакустического навигационного комплекса
4.2. Технологии оценки характеристик ГАНС в условиях мелкого моря
4.2.1. Градуировка ГАНС ДБ в условиях полигона
4.2.2. Аттестация навигационного комплекса в условиях мелководного полигона
4.2.3. Методы исследования точности ультракороткобазисной навигационной системы в условиях мелкого моря
4.3. Проверка характеристик ГАНС в глубоком море
4.3.1. ГАНС ДБ
4.3.2. Оценка характеристик ГАНС УКБ в условиях глубокого моря
Глава 5. Организация и применение ганс в составе комплексов анпа для выполнения реальных работ
5.1. Методы организации ГАНС в различных условиях применения АНПА
5.1.1. Доработка ГАНС ДБ для навигационного сопровождения двух аппаратов в одной акватории
5.1.2. Навигационная поддержка группировки роботов в общей акватории
5.1.3. Организация навигации АНПА большой автономности, совершающего протяженный подводный переход
5.1.4. Особенности создания системы навигации и управления глубоководного АНПА
5.15. Стационарная система навигации в локальном районе
5.1.6. Средства контроля АНПА с борта обеспечивающего судна
5.2. Применение ГАНС в составе комплексов АНПА для выполнения реальных работ
5.2.1. Групповая операция подводных роботов по поиску малоразмерной цели
5.2.2. Выполнение поисковых и обследовательских операций на большой площади
5.2.3. Особенности применения гидроакустических навигационных средств в высокоширотной Арктике
Литература