Research on Feasibility of Low Observable Sonar Communication in AUV Group Navigation
EDN: RLZJWK
Abstract
Under the water, the data are transferred for ranges above dozens of meters using the acoustic modems. The acoustic modems are employed, in particular, for data transfer in positioning and navigation of both single and grouped underwater vehicles. Network communication methods are widely used for exchanging the navigation data be tween grouped autonomous underwater vehicles (AUVs). They are applied, for example, to keep the AUV formation geometry and/or to exchange the navigation data with the master vehicles. These methods can be combined, i.e., provide not only the exchange of mutual/rela tive positions (for formation keeping) between the AUVs, but also underwater georeferenced positioning for the group navigation in the geographical frame. However, a number of factors should be taken into account in the coordinated or cooperated AUV group navigation. As the number of interacting AUVs increases, their frequent address ing the acoustic medium is undesirable, because low capacity of the acoustic channel se verely limits the underwater data traffic. Moreover, it is important to minimize the effect pro duced by the AUV acoustic system on the acoustic medium, particularly, to make the AUV less visible when its onboard acoustic communication and positioning system is operating.
About the Authors
K. G. KebkalRussian Federation
Sevastopol
A. A. Kabanov
Russian Federation
Sevastopol
References
1. Кебкал К.Г., Машошин А.И. Гидроакустические методы позиционирования автономных не обитаемых подводных аппаратов //Гироскопия и навигация. 2016. T. 24. №3 (94). С. 115–130
2. Кебкал К.Г., Машошин А.И., Мороз Н.В. Пути решения проблем создания сетевой подво дной связи и позиционирования // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27. №2 (105). C. 106–135. DOI 10.17285/0869-7035.2019.27.2.106-135.
3. Кебкал K.Г., Kебкал A.Г., Яковлев С.Г. Метод цифровой передачи данных в горизонталь но-стратифицированных подводных акустических каналах // Акустический журнал. M., 2004. Т. 50. № 2. С. 220–230.
4. Денисенко А.Н. Сигналы. Теоретическая радиотехника. М.: Горячая линия-Телеком, 2005. 704 с.
5. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и применение, 2-е изд.; пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. 1104 с.
6. Dillard, R.A., Detectability of Spread-Spectrum Signals, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, July 1979, vol. 15 (4), pp. 526–537.
7. Кебкал К.Г. Численное моделирование скрывающих свойств гидроакустических сигналов связи с линейной разверткой несущей // Подводные исследования и робототехника. 2020. №2. С. 4–12.
8. Кебкал К.Г. Теоретическое обоснование и практическая реализация средств цифровой связи для гидроакустических сред с характеристиками повышенной сложности. Дисс. ... д.т.н. К., 2011. 450 c.
9. Основы теории случайных процессов для радиофизиков: учебно-методические материалы для магистрантов и аспирантов исследовательской школы «Колебательно-волновые процессы в при родных и искусственных средах». Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2014. 78 с.
10. Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем. М.: Радио и Связь, 2004. 608 с.
11. Weisstein, E.W., Gaussian Integral. MathWorld – A Wolfram Web Resource, 2010. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://mathworld.wolfram.com/GaussianIntegral.html.
12. Ramanujan Hardy, G.H., Twelve Lectures on Subjects Suggested by His Life and Work, Chelsea Pub Co; Auflage: UK ed., 25. November 1999, 254 s.
13. Корякин Ю.А., Смирнов С.А. Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника: Со стояние и актуальные проблемы. СПб.: Наука, 2004. 410 с.
14. Kilfoyle, D.B., Baggeroer, A.B., The State of the Art in Underwater Acoustic Telemetry, IEEE Jour nal of Oceanic Engineering, January 2000, vol. 25, no. 1, pp. 4–27.
Review
For citations:
Kebkal K.G., Kabanov A.A. Research on Feasibility of Low Observable Sonar Communication in AUV Group Navigation. Gyroscopy and Navigation. 2023;31(4):78-95. (In Russ.) EDN: RLZJWK