पानी के नीचे नेविगेशन: दिशा खोज - दिशा खोज नहीं, आप सफलता के लिए बर्बाद हैं

पहली व्यावसायिक रूप से उपलब्ध घरेलू पानी के नीचे ध्वनिक नेविगेशन प्रणाली यूकेबी-सिस्टम

हम गति नहीं खोते। हमारे पिछले लेख के प्रकाशन के बाद से, अंडरवाटर जीपीएस: निरंतरता लगभग गर्मियों में रही है, और आज मैं आपको बताऊंगा कि हमने हर समय क्या किया।

हमारे पानी के नीचे जीपीएस के बारे में पहले लेख में , हमने मौजूदा पोजिशनिंग सिस्टम और विशेष रूप से पानी के नीचे ध्वनिक की संक्षिप्त समीक्षा की।

कटौती के तहत, मैं इस बारे में बात करूंगा कि कैसे हमने अल्ट्रैशॉर्ट-बेस सिस्टम बनाया।

इसलिए, 2015 के वर्ष में, हमने कभी भी यूसीबी (यूएसबीएल - अल्ट्रासॉर्ट बेस-लाइन) सिस्टम में संलग्न होने की कसम खाई है। इन प्रणालियों का सार एक संकेत स्रोत (बीकन-ट्रांसपोंडर, उदाहरण के लिए) की उपस्थिति और एक एंटीना है जो सिग्नल के आगमन की दिशा निर्धारित करता है। चरणबद्ध सारणी या बस: दिशा खोजने वाला एंटीना।

हमारे कई उपयोगकर्ता, एक तरह से या किसी अन्य, ने फ्लोट प्लेसमेंट प्रक्रिया की सापेक्ष असुविधा और इस तथ्य के बारे में बात की कि निर्देशांक "नीचे" (जैसा कि हमारे पानी के नीचे के जीपीएस में) काम कर रहे हैं।
कभी-कभी आप हमेशा एक बीकन को एक पोज़िशन ऑब्जेक्ट (एक गोताखोर या TNPA / ANPA) में बांधना चाहते हैं और पानी में USBL एंटीना को कम करके सतह नियंत्रण बिंदु (नाव, घाट, आदि) के सापेक्ष स्थान निर्धारित करते हैं। तैनाती में आसानी के संदर्भ में, यह सबसे सुविधाजनक और सरल प्रणाली है। उदाहरण के लिए, हमारे पहले लेख में वर्णित माइक्रोनएनएवी एक विशिष्ट यूएसबीएल प्रणाली है, साथ ही साथ यह भी । सिद्धांत रूप में कुख्यात शानदार नवीमेट को यूकेबी-सिस्टम के रूप में भी योजनाबद्ध किया गया था: एक फ्लोटिंग बोय को गोताखोरों को निर्देशित करना चाहिए, उनके पूर्ण स्थान की गणना करना चाहिए और इसे वापस उन्हें प्रसारित करना चाहिए।

एंटीना खोजने की दिशा काफी सामान्य है। उदाहरण के लिए, पनडुब्बियों में हजारों व्यक्तिगत ट्रांसड्यूसर युक्त ऐंटेना एंटिना सरणियाँ होती हैं। बेशक, यह नहीं कहा जा सकता है कि रूस में हमसे पहले किसी ने भी यूकेबी सिस्टम नहीं किया है। हालाँकि, जहाँ तक हम जानते हैं, हमारा व्यावसायिक रूप से उपलब्ध पहली घरेलू प्रणाली है (और आमतौर पर सबसे सस्ती!)।

लेकिन इस ब्रह्मांड में कुछ भी स्वतंत्र नहीं है। सुविधा के लिए आपको भुगतान करना होगा। हमारे सहकर्मी के अनुसार, जिसने दिशा निर्देशन प्रणाली एल्गोरिथ्म का विकास किया और एंटीना फर्मवेयर खोजने की दिशा के लेखक हैं:

“यूएक्सबी उपयोगकर्ता को तैनाती में आसानी होगी…। पहले 10-15 मिनट। पानी के क्षेत्र में एक लंबी-बेस प्रणाली की बुआओं की नियुक्ति के लिए बस उतना ही आवश्यक होगा जितना कि "।

तथ्य यह है कि एक लंबी-आधार प्रणाली में 1-2 मीटर तक आगमन के समय का अनुमान लगाने में त्रुटि से बहुत अधिक मौसम नहीं होगा, क्योंकि or 1 मीटर स्थिति गोताखोरों या रोबोटों के कार्यों में पूरी तरह से स्वीकार्य त्रुटि है।

UHF प्रणाली के मामले में "पहली" या "प्रत्यक्ष" किरण की परिभाषा में त्रुटि, कुछ प्रतिबिंब (या प्रतिबिंबों के योग - "किरणों") के आगमन की दिशा का निर्धारण करेगी, लेकिन यह कहीं से भी आ सकती है, यह सभी विशिष्ट जल क्षेत्र पर निर्भर करता है। यह विशेष रूप से ऊर्ध्वाधर कोण के निर्धारण को प्रभावित करता है। सतह से या नीचे से एक प्रतिबिंब को पकड़ो और अब आपके पास 90 डिग्री की सीमा में मूल्यों की एक सीमा है, और यह बहुत ही नेविगेशन प्रणाली है।

आधुनिक प्रणालियों में (और हमारा भी) ऊर्ध्वाधर कोण को ध्यान में नहीं रखा जाता है। इसके बजाय, ट्रांसपोंडर बीकन में एक अंतर्निहित गहराई सेंसर होता है और दिशा-खोज एंटीना के अनुरोध पर इसकी गहराई को प्रसारित कर सकता है। इसके अलावा, गहराई और तिरछी सीमा में अंतर को जानते हुए, सतह के साथ दूरी को पाइथागोरस प्रमेय से तुच्छ रूप से निर्धारित किया जाता है।

इसके अलावा, ऐन्टेना की स्थिति का कार्य स्वयं अलग से खड़ा है। एक समर्थन पोत या घाट से एक केबल पर उतारा जाने के कारण, यह तरंगों और धाराओं में झूलता है और मुड़ता है। तदनुसार, यदि संकेत के आगमन का कोण ऐन्टेना समन्वय प्रणाली में निर्धारित किया गया है, और यह अस्थिर है, तो यह अस्थिरता पदस्थ वस्तु की गणना स्थान में गुजरती है।

अक्सर, ऐसी समस्याओं से बचने के लिए, ऐन्टेना को एक पोल पर लगाया जाता है। हम यह भी करते हैं, हालांकि हमारे एंटीना में एक एकीकृत एएचआरएस है।

हमने अपने सिस्टम का नाम जीमा रखा। निकट भविष्य में हम Zima blizko नामक एक बेहतर संस्करण को जारी करने की योजना बना रहे हैं

हमारे सिस्टम में Zima-B (ase) सबसे अधिक दिशा-खोजने वाला ट्रांसीवर एंटीना है। इसे नीचे फोटो में देखा जा सकता है।


चित्र 1 - जीमा-बी - एक रॉड पर लगा एंटीना ढूंढने की दिशा

और बीकन-रिस्पॉन्डर्स ज़ीमा-आर (एस्पोन्डर), जो स्टैंड-अलोन हो सकता है, बैटरी पैक (फोटो में) के साथ सुसज्जित है, और वाहक के साथ हस्तक्षेप किया जा सकता है।

इस स्थिति में, उपयोगकर्ता हमारे सभी नवाचारों और सुविधाओं के लिए उपलब्ध हो जाता है:
- 32 टेलीकॉन्रोल कमांड तक संचारित करने की क्षमता
- दिशा-खोज एंटीना के लिए दूरी का आपसी माप
- बेस स्टेशन के लिए अज़ीमुथ का स्थानांतरण (यदि मीडिया पर एक उपकरण है जो उत्तर की दिशा निर्धारित करता है - आम लोगों में कम्पास)

ट्रांसपोंडर बीकन हमारे अंडरवाटर जीपीएस रिसीवर, रेडएनओडीई के रूप में एक ही कारक है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, इसमें 0-30 बार की सीमा के लिए एक अंतर्निहित दबाव / तापमान संवेदक है और आपको 0.05 मीटर की गहराई तक और तापमान में 0.1 डिग्री तक सटीकता प्राप्त करने की अनुमति मिलती है। एंटीना, वैसे, एक ही सेंसर से भी लैस है, क्योंकि यह किसी भी तरह से केबल द्वारा गहराई को मापने के लिए अभिनव नहीं है।


चित्र 2 - जीमा-आर - बीकन ट्रांसपोंडर (बैटरी पैक के साथ)

हमने इस वर्ष की 3 अगस्त को वोल्गोग्राद क्षेत्र में पिचूगा नदी पर उस जगह के पास सामान्य परीक्षण किया, जहां वह वोल्गोग्राद जलाशय में बहती है। यह हमारा पसंदीदा "प्रशिक्षण ग्राउंड" है, हम व्यक्ति में सभी गड्ढों और प्रोफ़ाइल तत्वों को जानते हैं।

जुलाई के अंत और अगस्त की शुरुआत में, मौसम आमतौर पर बहुत गर्म होता है। जलाशयों पर एक गर्म ऊपरी परत दिखाई देती है (एक थर्मोकलाइन होती है), पानी खिलना शुरू होता है, सामान्य तौर पर, परिस्थितियां मुश्किल हो जाती हैं। बस ऐसे में और उपकरणों का परीक्षण करने की आवश्यकता है। आखिरकार, किसी को भी उन विशेषताओं में कोई दिलचस्पी नहीं है जो आप पूरी तरह से डूबे हुए मापने वाले पूल में प्राप्त करते हैं, हर कोई वास्तविक जल निकायों में काम करता है।

वायुमंडलीय के लिए काम के पल की तस्वीर:


चित्र 3 - इंजीनियरिंग निदेशक, मुख्य USBL सिस्टम डिजाइनर, R & D निदेशक (बाएं से दाएं) =)

एक एंटीना 23 ट्रांसपोंडर के साथ काम कर सकता है (हालांकि मेरे लिए इस तरह के कार्य की कल्पना करना मुश्किल है, लेकिन अभी भी)। बीकन को कोड द्वारा अलग किया जाता है, और उनमें से प्रत्येक के साथ काम क्रमिक रूप से होता है।

निम्न चित्र होस्ट (रिमोट कंट्रोल सॉफ़्टवेयर) का स्क्रीनशॉट दिखाता है:


चित्र 4 - जीमा यूएसबीएल होस्ट का स्क्रीनशॉट

एंटीना UART-USB एडाप्टर के माध्यम से पीसी से जुड़ा है। परंपरा से, हम NMEA0183-like (ओपन) प्रोटोकॉल का उपयोग करते हैं और मेजबान के सभी स्रोत कोड जीथब पर खुले हैं।

कृपया ध्यान दें: स्क्रीनशॉट से पता चलता है कि प्रकाशस्तंभ 5.5 मीटर की गहराई पर स्थित है, इसके सेंसर पर पानी का तापमान 26 ° ° C है!), और एंटीना पर ही, जो सतह से डेढ़ मीटर लटका हुआ है, यह 32 ° ° C (CARL!) है, पर इस क्षेत्र में जगह की गहराई लगभग 15-20 मीटर है

बाहरी सेटिंग्स से, सिस्टम को केवल लवणता की आवश्यकता होती है (जिसमें से ध्वनि की गति गहराई और तापमान के रीडिंग द्वारा निर्धारित की जाती है) और अधिकतम दूरी (बीकन की प्रतिक्रिया के लिए अधिकतम प्रतीक्षा समय की गणना की जाती है)। हमारी विधि (जिसके लिए एक पेटेंट लंबित है) के अनुसार, लाइटहाउस एंटीना की दूरी भी निर्धारित कर सकता है और बेस स्टेशन से पानी की लवणता को दूर से स्थापित करने के कार्य का समर्थन करता है।

और अंत में, इस प्रयोग में जो सबसे मूल्यवान चीज हमें मिली (टैनिंग को छोड़कर) होस्ट की 7-मिनट की वीडियो (स्क्रीन कैप्चर) है:

ZimaHost - वीडियो

मुझे समझाएं कि प्रकाशस्तंभ निश्चल था - लंगर और बुआ के बीच फैला हुआ था, और रॉड पर लगा एंटीना (रबर) नाव के किनारे से लटका हुआ था। आंदोलन की सापेक्षता, इसलिए बोलने के लिए, व्यक्ति में: प्रकाशस्तंभ 100 मीटर से अधिक की त्रिज्या के साथ सम्मान की एक तेज गोद बनाता है, जो वास्तव में नाव के रोटेशन के कारण होता है और, परिणामस्वरूप, एंटीना।

हमारे पास हमेशा बताने के लिए कुछ होता है। अगर कोई बात समझ में नहीं आई या खराब बताई गई - तो कमेंटरी में आपका स्वागत है। मैं और मेरे साथी चीजों को सुलझा लेंगे।

पुनश्च इन परीक्षणों में, हमने न केवल ज़ीमा प्रणाली का परीक्षण किया, बल्कि कई अन्य दिलचस्प गैजेट भी, जिन्हें मैं जल्द से जल्द लिखने की कोशिश करूंगा।

आपका इंतजार है:

• सियानोबैक्टीरिया के 700 मीटर बाद राष्ट्रपति की आवाज
• गोताखोरों को बुलाने का मामला
• पहेली चित्र (अभी!)

फोटो से यह अनुमान लगाने की कोशिश करें कि यह किस प्रकार का उपकरण है और इसकी आवश्यकता क्यों है: