Systemy pozycjonowania USBL zapewniają akustyczne śledzenie i pozycjonowanie pojazdów podwodnych, nurków, czujników oraz innych obiektów podwodnych działających poza zasięgiem sieci GNSS. Systemy te wykorzystują kompaktową matrycę przetworników do określania odległości i kierunku do celu, a dane dotyczące nawigacji powierzchniowej, kursu, położenia i ruchu umożliwiają ustalenie georeferencyjnych pozycji podwodnych.
Na tej stronie przedstawiono dostawców systemów pozycjonowania USBL przeznaczonych do śledzenia pojazdów AUV i ROV, zwalczania min, nadzoru nad nurkami, rozmieszczania sprzętu podwodnego oraz na wyposażonych w oprzyrządowanie poligonów szkoleniowych.
Przeczytaj Przegląd technologii
Podwodne rozwiązania w zakresie wykrywania, łączności, obrazowania, sterowania i nawigacji dla sił morskich
Technologie nawigacji morskiej i podwodnej, pozycjonowania oraz pomiarów dla zastosowań marynarki wojennej i obronnych
Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz USBL Systemy, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.
Systemy pozycjonowania z ultrakrótką linią bazową (USBL) zapewniają akustyczne śledzenie i pozycjonowanie pojazdów podwodnych, nurków, czujników oraz innych obiektów podwodnych. Konwencjonalny akustyczny system pozycjonowania USBL zazwyczaj mierzy odległość skośną na podstawie czasu propagacji fali akustycznej oraz kierunek na podstawie różnic fazowych lub czasowych między blisko rozmieszczonymi elementami przetworników, co pozwala operatorom określić położenie celu względem nadajnika-odbiornika zamontowanego na powierzchni oraz statku macierzystego. W konfiguracjach odwróconych USBL układ odbiorczy może być natomiast umieszczony na platformie podwodnej.
W przypadku operacji obronnych i morskich system pozycjonowania USBL stanowi praktyczny sposób na utrzymanie orientacji w sytuacji zasobów działających w obszarach, do których nie docierają sygnały Globalnego Systemu Nawigacji Satelitarnej (GNSS). Nowoczesne systemy USBL mogą łączyć pomiary akustyczne z danymi GNSS, danymi dotyczącymi kursu, położenia i ruchu w celu generowania georeferencjonowanych pozycji podwodnych. System pozycjonowania USBL może wspierać zdalnie sterowane pojazdy (ROV), autonomiczne pojazdy podwodne (AUV), nurków, sprzęt pomiarowy, cele szkoleniowe oraz systemy rozmieszczane na dnie morskim.
Systemy Easytrak Ultra Short Baseline (USBL) do śledzenia, firma Applied Acoustics
W ramach misji zwalczania min można wykorzystywać śledzenie USBL do monitorowania bezzałogowych pojazdów podwodnych (UUV), pojazdów zdalnie sterowanych (ROV), systemów holowanych oraz innych podwodnych środków wykorzystywanych w działaniach związanych z wykrywaniem, klasyfikacją, identyfikacją i usuwaniem min. Dokładne pozycjonowanie względne pomaga operatorom korelować położenie pojazdów lub czujników z cechami dna morskiego naniesionymi na mapy, przy jednoczesnym zachowaniu świadomości operacyjnej.
Systemy pomiarowe USBL mogą dostarczać odniesienia pozycyjne dla podwodnych czujników i pojazdów wykonujących zadania hydrograficzne, batymetryczne oraz związane z inspekcją infrastruktury. Są one szczególnie przydatne podczas pozycjonowania pojazdów ROV lub AUV w pobliżu portów, rurociągów, kabli, kotwicowisk i innej infrastruktury podwodnej, gdzie pozycje powierzchniowe uzyskane za pomocą GNSS muszą być przekazywane drogą akustyczną do obiektu znajdującego się pod wodą.
System śledzenia USBL umożliwia lokalizowanie pojazdów podwodnych oraz wyposażonych nurków względem statku powierzchniowego lub bezzałogowego pojazdu powierzchniowego (USV). Konfiguracje ROV USBL i AUV USBL są powszechnie stosowane w celu utrzymania orientacji pozycyjnej podczas misji podwodnych, natomiast śledzenie nurków za pomocą USBL może wspierać nadzór, koordynację i akcję ratowniczą podczas wojskowych operacji nurkowych oraz podwodnych prac inżynieryjnych.
Siły morskie mogą wykorzystywać pozycjonowanie USBL do kierowania rozmieszczaniem, przemieszczaniem, inspekcją i odzyskiwaniem sprzętu umieszczonego na dnie morskim. Nadajnik lub transponder USBL przymocowany do ładunku umożliwia monitorowanie jego pozycji podczas opuszczania oraz po rozmieszczeniu, pomagając załogom w umieszczaniu czujników, sprzętu łącznościowego, urządzeń szkoleniowych i innych elementów wyposażenia podwodnego w wyznaczonych lokalizacjach.
Podwodne systemy pozycjonowania USBL mogą wspierać wyposażone w oprzyrządowanie poligony i obszary szkoleniowe poprzez śledzenie uczestniczących w nich obiektów podwodnych. Technologia ta może zapewnić wspólny układ odniesienia przestrzennego dla pojazdów, celów i innych obiektów wyposażonych w oprzyrządowanie, wspomagając rekonstrukcję misji oraz ocenę ruchów podwodnych.
Kompletny system USBL łączy sprzęt akustyczny z czujnikami nawigacyjnymi na powierzchni oraz oprogramowaniem przetwarzającym dane. Konfiguracja zależy od wymaganego zasięgu, platformy, środowiska oraz dokładności pozycjonowania.
Ranger 2 USBL firmy Forcys
Transceiver montowany na powierzchni lub na statku: Transceiver USBL zawiera układ przetworników akustycznych służący do nadawania i odbierania sygnałów oraz określania kierunku celu; dostępne opcje montażu obejmują zamocowanie na kadłubie oraz rozmieszczenie na słupie USBL.
Wszystkie te elementy razem pozwalają systemowi o ultrakrótkiej linii bazowej przekształcić pomiary zasięgu i kierunku akustycznego w użyteczne informacje nawigacyjne i śledzące.
W porównaniu systemów USBL i LBL najważniejszą różnicą jest geometria linii bazowej. System LBL zazwyczaj wykorzystuje wiele transponderów rozmieszczonych na dnie morskim, tworząc długie linie bazowe, na podstawie których pojazd podwodny może określić swoją pozycję. Zapewnia on wysoką powtarzalność pozycjonowania w ramach zbadanej sieci, jednak wymaga rozmieszczenia, pomiarów geodezyjnych oraz zarządzania transponderami na dnie morskim.
System pozycjonowania akustycznego z krótką linią bazową (SBL) wykorzystuje kilka hydrofonów lub przetworników rozmieszczonych na statku lub konstrukcji. To fizyczne rozdzielenie elementów tworzy dłuższą linię bazową pomiarową niż w przypadku ściśle rozmieszczonych elementów wewnątrz przetwornika USBL. System SBL może zapewnić skuteczne pozycjonowanie względne, jednak jego instalacja zazwyczaj wymaga większej przestrzeni oraz okablowania na platformie nośnej.
System INS szacuje ruch i pozycję za pomocą czujników inercyjnych, nie wymagając ciągłego kontaktu akustycznego z platformą powierzchniową. Błąd pozycjonowania może się kumulować w miarę upływu czasu, dlatego dane nawigacyjne USBL mogą służyć jako zewnętrzna aktualizacja pozycji. Połączenie pomiarów inercyjnych i akustycznych USBL może poprawić ciągłość nawigacji podczas przerywanego śledzenia akustycznego.
Dopplerowski rejestr prędkości (DVL) mierzy prędkość pojazdu względem dna morskiego lub, w niektórych konfiguracjach, względem słupa wody, wykorzystując akustyczne pomiary dopplerowskie. Urządzenie to jest zazwyczaj zintegrowane z systemem INS w celu zapewnienia nawigacji podwodnej. Pozycjonowanie USBL zapewnia oddzielny pomiar pozycji odniesiony do statku lub georeferencyjny, w zależności od rozwiązania nawigacji powierzchniowej, co może pomóc w ograniczeniu skumulowanego błędu nawigacyjnego.
Czujniki głębokości oparte na pomiarze ciśnienia dostarczają dokładnych informacji o położeniu pionowym, ale nie określają samodzielnie położenia poziomego. Po zintegrowaniu z systemem pozycjonowania akustycznego USBL pomiary głębokości mogą uzupełniać dane dotyczące zasięgu akustycznego i azymutu, przyczyniając się do uzyskania pełniejszego oszacowania położenia pojazdu lub obiektu podwodnego.
Modemy akustyczne służą przede wszystkim do wymiany danych przez wodę, a nie do zapewnienia kompletnego rozwiązania pozycjonującego. Jednak funkcje komunikacyjne i pozycjonujące można zintegrować w ramach kompatybilnych architektur podwodnych. Łącza komunikacyjne USBL z wbudowaną funkcją modemu mogą zatem obsługiwać przekazywanie poleceń, telemetrię, raportowanie stanu lub wymianę danych nawigacyjnych wraz ze śledzeniem akustycznym, o ile sprzęt został zaprojektowany z myślą o tych funkcjach.
Normy dotyczące systemu pozycjonowania USBL zależą od platformy, misji, programu zamówień oraz środowiska instalacji. Nie każda norma ma zastosowanie do każdego systemu USBL, dlatego wymagania kwalifikacyjne należy ustalić w oparciu o przewidywany profil operacyjny.
Kwalifikację należy zatem traktować jako wymóg na poziomie platformy i programu, a nie zakładać jej na podstawie podstawowych możliwości systemu akustycznego USBL.
Wybór systemu pozycjonowania akustycznego o ultrakrótkiej linii bazowej wymaga dostosowania jego parametrów akustycznych, wymagań instalacyjnych oraz interfejsów nawigacyjnych do konkretnej misji, a nie rozpatrywania zasięgu lub ogólnej dokładności w oderwaniu od kontekstu.
Ostatecznie należy wybrać dobrze zintegrowany system pozycjonowania USBL jako część szerszej architektury nawigacyjnej, biorąc pod uwagę łącznie parametry akustyczne, czujniki platformy macierzystej, kalibrację, warunki środowiskowe oraz wymagania misji.
Wyszukiwanie firm i produktów
