Акустические маяки исправляют ошибки подводной навигации

Проводя новое исследование в области подводной навигации, команда из Военно-морского инженерного университета в Ухане, Китай, создала алгоритмы, которые исправляют инерционные ошибки с использованием рассеянных акустических сигналов. Это исследование предлагает новый метод решения проблем подводной навигации, где традиционные спутниковые системы неэффективны из-за неспособности их сигналов эффективно проникать в воду.

Растущий спрос на точное подводное позиционирование, навигацию и время (PNT) из-за расширения морских исследований и прочей деятельности подчёркивает ограничения на работу традиционных ГНСС (ГЛОНАСС, GPS, BeiDou и Galileo) под водой. Были разработаны различные методы, такие как инерциальная навигационная система / система счисления пути (INS/DRNS), системы акустического позиционирования (APS) и система навигации с геофизическим соответствием (GMAN). Однако этих автономных систем часто не хватает, особенно для длительных и дальних миссий, из-за таких проблем, как накопление ошибок инерциальной навигации и логистические сложности, связанные с развёртыванием акустических маяков.

В недавно опубликованном исследовании в журнале «Спутниковая навигация» представлено два алгоритма исправления подводных инерционных ошибок — RMAN и VLBL — оба из которых используют минимальное акустическое взаимодействие маяков для исправления ошибок инерциальной навигации. В процессе обширного моделирования и полевых экспериментов эти методы продемонстрировали значительное улучшение точности и стабильности по сравнению с существующими системами.

Суть исследования заключается в разработке алгоритмов RMAN и VLBL, которые используют рассеянные взаимодействия акустических маяков для устранения неточностей инерциальной навигации. RMAN, основанный на сопоставлении навигации без необходимости использования справочных карт, и VLBL, который корректирует ошибки в приращениях относительного положения, являются новыми подходами в этом контексте. Эти методологии были подвергнуты тщательному моделированию и реальным испытаниям, продемонстрировав существенное повышение точности позиционирования. Результаты показали впечатляющее снижение инерционной ошибки более чем на 90% при использовании конфигураций с одним маяком и более чем на 98% при конфигурациях с двумя маяками, что означает значительное улучшение по сравнению с традиционными методами. Это исследование не только решает постоянную проблему подводной навигации, но и открывает новые возможности для исследования океана, мониторинга окружающей среды и оборонных приложений, предоставляя более надёжные и эффективные средства подводного позиционирования.

По заявлениям разработчиков исследование обеспечило повышенную точность и надёжность позиционирования, навигации и времени (PNT). Эти достижения открывают большие перспективы для целого ряда применений, от исследования океана до наблюдения за окружающей средой и оборонных операций, что означает значительное улучшение функциональности и надёжности подводных навигационных технологий.

Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Telegram-канал

По материалам открытых источников