Гидроакустический буй GPS - GPS sonobuoy

Для более широкого освещения этой темы см. Буй GPS .

Гидроакустический буй GPS или интеллектуальный буй GPS ( GIB ) - это тип устройств акустического позиционирования с перевернутой длинной базой (LBL), в которых преобразователи устанавливаются на оборудованных GPS гидролокаторов, которые либо дрейфуют, либо пришвартованы. GIB могут использоваться в сочетании с активным подводным устройством (например, торпедой с пингером) или с пассивным источником акустического звука (например, инертной бомбой, поражающей поверхность воды). Обычно источник звука или ударное событие отслеживаются или локализуются с использованием метода времени прибытия (TOA). 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 торпедами GIB-FT, включая систему GIB-Plus среднего и среднего радиуса действия.

История и примеры использования

Использование GIB для подводного отслеживания и оценки оружия использовалось военно-морским флотом с начала до середины 1990-х годов. Ранние GIB были созданы для испытаний оружия в обширных океанских районах путем модификации обычных гидроакустических буев ВМС с небольшими приемниками GPS OEM-уровня и их развертывания с вертолета или с самолета P-3 Orion. Данные GPS, захваченные GIB, модулировались аналоговым потоком акустических данных VHF с использованием частотной манипуляции (FSK). Это позволяет передавать и принимать данные GPS-измерений на устаревшее приемное оборудование гидроакустического буя VHF. 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 GIB будут объединены для определения абсолютной координаты места удара в координатах WGS 84 .

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.

Концепция системы (Рисунок 1) использует группу из восьми-десяти GIB (Рисунок 2), пришвартованных в группе 2 км на 2 км. В случае TARGT GIB антенны GPS и RF расположены сверху датчика, а гидрофон или подводный акустический преобразователь расположен снизу. Устройство примерно 6 футов в высоту и весит 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 алгоритм решения методом наименьших квадратов для разницы во времени прибытия (TDOA). Обработка данных после миссии выполняется для дальнейшего уточнения результатов, демонстрируя точность двумерного позиционирования от 1 до 2 метров и точность определения времени удара 1-2 миллисекунды.

использованная литература

  1. ^ [Томас, HG "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-й ECUA, Карвоерио, Португалия, 12–15 Июнь 2006 г.]
  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, JR, Кардоза, MA, 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, MA, Кайзер, JR, и Уэйд, B. "Offshore Озвучивания высокоточного оружия" , Inside GNSS апреля 2006, стр 32-39