Об экономичном способе обеспечения навигации недорогих АНПА с использованием гидроакустической навигационной системы с короткой базой.
EDN: NZGTAD
Аннотация
В статье предложен экономичный способ навигационного обеспечения группы автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА), на борту которых отсутствуют дорогостоящие системы точного времени и датчики абсолютной скорости. Подход базируется на применении гидроакустической навигационной системы (ГАНС) с короткой базой (КБ). Разработан метод позиционирования АНПА, предусматривающий оценку координат подводных аппаратов на основе модели их движения. Рассматривается вариант ГАНС с КБ, в котором блок обработки принятых сигналов для формирования измерений временных задержек на АНПА дополняется функцией измерения частоты принятого сигнала. Для него построен алгоритм оценивания местоположения на основе фильтра частиц, предназначенный для работы на борту каждого АНПА в режиме реального времени. Приведены описания предложенных алгоритмов и результаты компьютерного моделирования их работы.
Ключевые слова
гидроакустическая навигационная система с короткой базой,
групповая навигация,
автономный необитаемый подводный аппарат.
При поддержке: Исследование выполнено в рамках государственного задания ИАПУ ДВО РАН (разработка усовершенствованного алгоритма групповой навигации АНПА на основе ГАНС КБ) и за счет гранта Российского научного фонда № 23-61-10024, https://rscf.ru/project/23-61-10024/ (моделирование работы алгоритма на основе фильтра частиц).
Об авторе
А. Ф. Щербатюк
Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН
Россия
Россия
Щербатюк Александр Федорович. Член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник
Владивосток
Список литературы
1. Ваулин Ю.В., Дубровин Ф.С., Щербатюк А.Ф., Щербатюк Д.А. Разностно-дальномерная система навигации для обеспечения групповой работы морских робототехнических комплексов // Подводные исследования и робототехника. 2020. №2. С. 22–33.
2. Дубровин Ф.С., Родионов А.Ю., Щербатюк А.Ф. О повышении точности гидроакустической навигационной системы с короткой базой для обеспечения навигации группы АНПА // Материалы XХХI Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб., 2024.
3. Щербатюк А.Ф. О способе обеспечения навигации группы АНПА с использованием КБ ГАНС // Материалы XХХII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб., 2025.
4. Бородин В., Смирнов Г., Толстякова Н. и др. Гидроакустические навигационные средства. Л.: Судостроение, 1983. 263 с.
5. Stergiopoulos, S., Urban, H., An Experimental Study in Forming a Long Synthetic Aperture at Sea, IEEE Journal of Oceanic Engineering, 1992, vol. 17, no. 1, р. 62.
6. Edelson, G., Sullivan, E., Limitations on the Overlap-Correlator Method Imposed by Noise and Signal Characteristics, IEEE Journal of Oceanic Engineering, 1992, vol. 17, no. 1, р. 30.
7. Kim, S., Youn, D., Lee, C., Temporal Domain Processing for a Synthetic Aperture Array, IEEE Journal of Oceanic Engineering, 2002, vol. 27, no. 2, р. 322.
8. Wang, Y., Gong, Z., Zhang, R., Phase correction in extended towed array method, J. Acoust. Soc. Am., 2017, 141, 3916.
9. Sullivan, E., Holmes J., Carey, W., Lynch, J., Broadband passive synthetic aperture: Experimental results, J. Acoust. Soc. Am., 2006, no. 4.
10. Кpасовский А.А., Белоглазов И.Н., Чигин Г.П. Теория коppеляционно-экстpемальных навигационных систем. М.: Наука, 1979. 448 с.
11. Степанов О.А. Применение теории нелинейной фильтрации в задачах обработки навигационной информации. СПб.: ГНЦ РФ – ЦНИИ «Электроприбор», 1998. 370 с.
12. Gustafsson, F., Gunnarsson, F., Bergman, N. et al., Particle filters for positioning, navigation, and tracking, IEEE Transactions on Signal Processing, 2002.
13. Васильев В.А., Исаев А.М., Степанов О.А., Торопов А.Б. Методы Монте-Карло в задачах обработки измерительной информации с использованием процедур перевыборки // Известия РАН. Теория и системы управления. 2026. №1.
14. Scherbatyuk, A., The AUV positioning using ranges from one transponder LBL, IEEE Proceedings of OCEANS ‘95 MTS, 1995, San Diego, CA, USA, pp. 1620–1623.
Рецензия
Для цитирования:
Щербатюк А.Ф. Об экономичном способе обеспечения навигации недорогих АНПА с использованием гидроакустической навигационной системы с короткой базой. Гироскопия и навигация. 2025;33(4):115-128. EDN: NZGTAD
For citation:
Shcherbatyuk A.F. A Cost-Effective Method of Navigation for Inexpensive UUVs Using a Short-Baseline Acoustic Positioning System. Giroskopiya i Navigatsiya. 2025;33(4):115-128. (In Russ.) EDN: NZGTAD
Просмотров:
100
JATS XML
Послать статью по эл. почте 