Разработка метода повышения точности позиционирования подводных объектов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.06, кандидат наук Голов, Александр Александрович

• Голов, Александр Александрович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Голов, Александр Александрович

Содержание

Введение

Глава 1. Аналитический обзор теории и практики акустического зондирования морской среды применительно к задачам томографии и навигации необитаемых подводных аппаратов. Постановка задач

1.1. Тенденции развития гидроакустических навигационных систем

1.1.1 .Гидроакустические навигационные системы с короткой и ультракороткой базой

1.1.1 .Гидроакустические навигационные системы с длинной базой

1.2. Проблемы и нерешённые задачи подводной акустической навигации

1.3. Акустическая томография как средство мониторинга изменения гидрологических параметров акватории

Выводы

Глава 2. Описание методов и технических средств используемых при решении поставленных задач

2.1 .Описание метода повышения точности позиционирования подводных объектов

2.2.Программное обеспечение и методы обработки экспериментальных данных

2.3.Излучающие системы

2.4.Приёмные системы

Выводы по главе

Глава 3. Экспериментальная апробация метода повышения точности работы системы акустического позиционирования

3.1. Эксперимент 2010 года в бухте Витязь. Апробация основ метода

3.1.1. Описание и схема эксперимента

3.1.2. Результаты эксперимента

3.2. Акустическая аттестация мелководного шельфа в Корейском проливе Японского моря. Апробация метода на сверхмалых глубинах

3.2.1. Описание и схема эксперимента

3.2.2. Результаты акустической аттестации мелководной акватории в Корейском проливе вблизи острова Норёк

3.3. Завершающий эксперимент по апробации метода повышения точности работы системы акустического позиционирования

3.3.1. Описание и схема эксперимента

3.3.2. Описание гидрологической обстановки и условий распространения звука

3.3.3. Введение коррекции скорости звука по данным акустического мониторинга гидрологических параметров

3.4. Рекомендации по применению защищаемого метода в мелководных акваториях

Выводы по главе

Заключение

Список используемой литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка метода повышения точности позиционирования подводных объектов»

Введение

Российская Федерация - страна с обширными водными ресурсами. Их исследование и разработка очень важны для экономического благосостояния государства. Нахождение месторождений полезных ископаемых на шельфе, прокладка трансконтинентальных кабелей, проведение глубоководных исследований, это лишь не полный список проводимых работ по освоению морей и океанов. Развитие робототехники и средств телеметрии позволили сегодня в качестве инструмента, используемого для решения указанных задач, применять беспилотных роботов, приспособленных для работы под водой без непосредственного участия человека, который лишь осуществляет удалённый контроль и мониторинг операции.

Для обеспечения такого контроля очень важно знать положение автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА) в пространстве. С учётом того, что радиоволны очень плохо распространяются в морской среде использование Глобальной Системы Позиционирования в задачах обеспечения непрерывного мониторинга положения АНПА в толще морской воды невозможно.

Метод акустического зондирования акватории сложными сигналами с успехом используются и совершенствуются уже не один десяток лет, с его помощью становится возможным обеспечить контроль над АНПА под водой.

На базе метода акустического зондирования разработаны и апробированы множества систем разных типов успешно справляющиеся с задачей позиционирования АНПА. Принцип их работы основан на измерении времени распространения акустической волны от АНПА до маяков - ответчиков. По определённым временам и заранее измеренной или рассчитанной скорости звука определяется расстояния от АНПА до каждого из маяков, после чего методом

триангуляции определяется положение АНПА в пространстве. Такие системы показывают стабильную работу на миссиях, длительность которых не превышает период изменчивости гидрологических параметров рабочей акватории (периоды приливно-отливных явлений, нагревания-остывания поверхностных вод). Так как точность данных систем зависит от соответствия запрограммированной в расчётном блоке аппарата значения скорости звука в среде и реальной, эффективной скорости звука на образовавшейся акустической трассе. Значение которой в свою очередь зависит от гидрологических параметров акватории. Таким образом, с течением времени за счёт изменения эффективной скорости звука будет увеличиваться ошибка позиционирования объекта, из-за этого точное определение местоположения АНПА становится проблематичным.

На основе приведённого выше анализа проблемы обеспечения точности позиционирования АНПА были определены цель и основные задачи, решаемые в настоящей работе.

Цель работы состоит в разработке и экспериментальной апробации метода повышения точности позиционирования подводных объектов (ПО) с применением систем акустического мониторинга изменчивости морской среды.

Задачи:

1. Исследование путей повышения точности позиционирования ПО на основе акустического мониторинга среды в районе выполнения работ.

2. Разработка методического и технического обеспечения для экспериментальной апробации защищаемого в работе метода.

3. Разработка алгоритмов и программ для решения задачи включения методов акустической томографии морской среды в работу систем акустического позиционирования с целью повышения их точности.

4. Экспериментальная апробация разработанного метода в условиях мелкого моря в Корейском проливе и в заливе Посьета.

Актуальность. Активное освоение и использование биологических, минеральных и технологических ресурсов морей и океанов, прибрежного шельфа, бухт, заливов и проливов, требует создания специфических робототехнических систем и комплексов. В настоящее время активно внедряется в практику океанологических исследований и оборонных программ концепция создания сетецентрических систем освещения подводной обстановки. Ключевой задачей при разработке подобных систем является обеспечение сети подводного наблюдения, состоящей из подводных автономных обсерваторий и платформ, буйковых станций и необитаемых аппаратов различного назначения и т.п. элементами позиционирования и связи между собой и с центром анализа на расстояниях в десятки и сотни километров. Современные работы отечественных и зарубежных ученых направлены на совершенствование функциональных характеристик (точность позиционирования, дальность действия и т.д.) автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА). Важное значение в этих работах уделяется исследованиям влияния динамики и структуры водных масс на эффективное решение навигационных задач.

Предложенный в защищаемой работе метод обоснован многочисленными экспериментальными данными и позволяет внести определенный вклад в решение задачи повышения точности позиционирования путем включения в навигационные комплексы АННА методов и средств акустической томографии морской среды.

Научная новизна. Работа содержит новые научные результаты по разработке и апробации в натурных условиях метода повышения точности позиционирования подводных объектов. Его новизна подтверждена патентом РФ на изобретение. Важные и новые результаты получены при тестировании мелководной (менее 10 метров) акватории в Корейском проливе у острова Норёк. Экспериментально было показано, что на таких глубинах точность позиционирования достигает десятых процента при рабочей частоте навигационных источников 2000 Гц. Это позволяет рассчитывать на большие

дистанции функционирования навигационных систем в столь мелководных акваториях.

Научная достоверность результатов основана на обширном экспериментальном материале, собранном на протяжении 3-х лет в четырёх береговых экспедициях.

Достоверность полученных данных обусловлена применением апробированных методик измерений, тщательной калибровкой приемных и излучающих систем, повторяемостью результатов многократных экспериментов и согласованностью экспериментальных и теоретических оценок.

Практическая значимость диссертации определяется получением методических и технических решений для повышения эффективности навигационных систем при их функционировании в сложных гидрологических условиях, связанных с существенными изменениями скорости звука во времени и пространстве. Результаты акустической аттестации мелководной акватории в Корейском проливе были внедрены в Институте науки и технологий (г. Кванджу, республика Корея) при выполнении контрактных работ.

Публикации и апробация работы. Основные результаты по теме диссертации опубликованы в тринадцати работах, в том числе в пяти статьях в журналах, входящих в перечень ВАК. В рамках диссертационной работы получен один патент на изобретение.

Изложенные в диссертации результаты докладывались на пятой конференции молодых учёных «Океанологические исследования» (Владивосток, 2011), Всероссийской конференции «Физика геосфер» (Владивосток, 2011), Всероссийской научно-технической конференции ТПМО 2011, (Владивосток, 2011), International Joint Workshop on MT-IT Research Collaboration Center (Владивосток, 2012), Acoustics 2012 Hong Kong, Hong Kong Convention and Exhibition Centre 13-18 May 2012,Всероссийской научно-технической конференции ТПМО 2013, (Владивосток, 2013).

Личный вклад автора. Весь фактический материал, на основании которого подготовлена диссертация, получен в результате сбора и обработки данных по результатам экспериментов и исследований автора, проведенных самостоятельно или в сотрудничестве с коллегами в экспедициях ТОЙ ДВО РАН. Лично автором выполнялась разработка алгоритмов и программ для обработки полученных в результате экспериментов данных. Обзор литературных источников в области гидроакустической навигации выполнен автором. Основной эксперимент, обработка и анализ результатов, подтверждающих защищаемый метод, выполнены при решающем вкладе автора

На защиту выносятся:

1. Разработанные и экспериментально апробированные методические и технические решения по увеличению точности позиционирования систем гидроакустической навигации.

2. Результаты акустической аттестации мелководной (с глубинами менее 10 метров) акватории в Корейском проливе Японского моря применительно к задачам подводной навигации.

Работа состоит из введения, четырех глав и заключения.

Во введении сформулирована тема диссертации, ее цели и задачи, обоснована ее актуальность, научная новизна, достоверность выводов и практическая значимость.

В первой главе приведен анализ результатов исследований отечественных и зарубежных специалистов, касающихся вопросов применения акустических методов для мониторинга гидрофизических процессов. Дается аналитический обзор известных методов акустического зондирования применительно к задачам акустической томографии и навигации. Приведен обзор существующих вариантов реализации гидроакустических навигационных систем. Проведён анализ их достоинств и недостатков. Отмечены проблемы препятствующие дальнейшему

усовершенствованию систем акустического позиционирования (САП). В заключение главы конкретизированы задачи исследования возможности и эффективности применения акустического мониторинга изменения гидрологических параметров акватории в целях введения коррекции в работу системы акустического позиционирования.

Во второй главе приводится описание акустического приемно-излучающего комплекса, разработанного в отделе технических средств исследования океана ТОЙ ДВО РАН для проведения исследований в областях акустической томографии и навигации. Приведены результаты методической и технической адаптации элементов комплекса для решения специфических задач, поставленных в защищаемой работе. Отдельно описаны алгоритмы и программы, разработанные автором для комплексной обработки акустической и гидрофизической информации, для вычисления навигационных ошибок и их коррекции по данным мониторинга температурных режимов морской среды.

Третья глава является основной, т.к. в ней описаны результаты исследований, которые легли в защищаемые положения. Процесс разработки метода повышения точности позиционирования подводных объектов включал несколько этапов после сформирования идеи метода. Это:

1. Разработка методик и технического обеспечения экспериментов.

2. Проведение экспериментов по позиционированию имитаторов АНПА в различных гидрологических условиях.

3. Проведение завершающего эксперимента, демонстрирующего достоинства защищаемого метода.

4. Разработка рекомендаций по применению метода в перспективных

САП.

В заключении приводятся основные выводы по результатам работы.

Глава 1. Аналитический обзор теории и практики акустического зондирования морской среды применительно к задачам томографии и

навигации необитаемых подводных аппаратов. Постановка задач

В настоящей главе приведен анализ результатов исследований отечественных и зарубежных специалистов, касающихся вопросов применения методов акустической томографии для мониторинга гидрофизических процессов. Рассмотрены разные типы гидроакустических систем, отмечены их достоинства и недостатки.

Акустическая томография морской среды - быстроразвивающееся направление, включающее в себя достижения современной волновой физики, математики, инженерии. Главной задачей акустической томографии является восстановление гидрологических параметров морской среды по данным акустического зондирования.

Методы акустической томографии применяются для мониторинга изменчивости поля температур на акватории, отслеживания приливных явлений и прочих задач, важных как в своём фундаментальном значении, так и в' возможности частного применения в рыбопромысловой и смежных областях.

Для повышения точности позиционирования подводных объектов системами гидроакустической навигации крайне важно знать изменение вертикального профиля скорости звука во времени, а так же картину лучевого распространения акустической энергии. По этим данным, полученным с помощью методов акустической томографии, и численного моделирования, можно осуществлять своевременные поправки в расчёты координат отслеживаемого объекта и тем самым повысить итоговую точность позиционирования.

1.1. Тенденции развития гидроакустических навигационных систем

Системы высокоточной подводной навигации, управления и связи входят в состав базового оборудования и являются одной из основных составляющих успешного развития и использования АНПА в практике океанографических исследований, при проведении подводных работ и для решения прикладных оборонных задач.

Для обеспечения непрерывного позиционирования АНПА с наименьшими отклонением от истинного положения использования одной инерционной навигационной системы (ИНС) оказывается недостаточным [1]. В расчётном блоке ИНС с течением времени накапливается ошибка позиционирования АНПА, вызванная случайными или неучтёнными факторами: подводными течениями, изменениями параметров движения (линейной скорости, угла крена). Для корректировки такого рода ошибок на АНПА устанавливается дополнительный навигационный блок - гидроакустический. Точность работы, которого напрямую зависит от правильной оценки профиля скорости звука, путей распространения акустической энергии и правильного определения координат маяков ответчиков [2-3].

Условно гидроакустические навигационные системы (ГАНС) по принципу действия можно разделить на несколько типов.

1.1.1. Гидроакустические навигационные системы с короткой и ультракороткой базой

В системах с короткой и ультракороткой базой (ГАНС КБ и УКБ) навигационная задача решается определением из одной точки постановки пар акустических трансдьюсеров, по разности фаз и времени приходов акустической

волны: дальности, азимута и угла места с использованием дальномерных и угломерных данных.

В состав ГАНС-УКБ входит: устанавливаемый на АНПА синхронизированный источник навигационных сигналов; подводный модуль с многоэлементной малогабаритной приемной антенной, который крепится ко дну судна либо опускается на кабель-тросе с борта; средства обработки и отображения на борту судна. Антенна принимает сигнал и на основе обработки амплитудно-фазовой информации в каналах антенны определяет дальность, азимут и угол места объекта навигации, на котором установлен источник навигационного сигнала. Антенна снабжается дополнительно датчиками ее угловой ориентации (курс, крен, дифферент), а навигационные параметры получают в результате совместной обработки всей совокупности данных. Далее эта информация представляется в виде траектории АНПА с привязкой к географическим координатам, если по данным GPS известны координаты приемной антенны [4-5].

В патенте [6] описан вариант донной синхронной дальномерной навигационной системы дальнего действия с ультракороткой базой. Принцип-работы данной системы состоит в следующем: в районе проведения работ устанавливаются две донные навигационные базы с некоторым количеством гидроакустических приемоответчиков с разными частотами ответа; АНПА оснащается акустическим передатчиком непосредственно соединенным с генератором синхроимпульсов, многоканальным приёмником и связанной с ним системой регистрации и обработки сигналов. Каждым каналом приёмника регистрируется сигнал соответствующей частоты, излученный определённым передатчиком донной базы в ответ на .посланный АНПА импульс. Вычисляются времена распространения акустической волны, пересчитываются в дистанции и по разности хода волн определяется положение АНПА относительно донной базы.

В патенте указано, что конструктивное исполнение гидроакустической синхронной дальномерной навигационной системы дальнего действия в виде двух подсистем, в которых донные маяки-ответчики и донные маяки-пингеры механически связаны между собой, но функционально разделены, позволяет использовать первую подсистему на основе донных маяков-ответчиков для определения координат объекта навигации на малых расстояниях, а таюке для определения собственных географических координат маяков-ответчиков и механически связанных с ними маяков-пингеров в процессе калибровки навигационной системы. Вторая подсистема на основе донных маяков-пингеров с известными географическими координатами и различными частотами излучения, но достаточно низкими для обеспечения заданной дальности действия, служит для определения координат объекта навигации на больших расстояниях.

Для определения координат объекта навигации с предельно малой погрешностью во второй подсистеме используется придонная волна пограничного типа, которая распространяется на границе раздела вода - морское дно. При расположении излучателей маяков-пингеров и буксируемой приемной акустической антенны вблизи морского дна на расстоянии не более длины волны на рабочих частотах придонная волна является доминирующей в суммарном звуковом поле, ее амплитуда убывает с расстоянием по цилиндрическому закону, скорость распространения не зависит от частоты и от профиля вертикального распределения скорости звука в воде, а определяется плотностью и скоростью звука пограничных сред на границе раздела вода - морское дно.

В патенте [7] рассмотрена альтернативная реализация выше описанной системы предназначенная для решения задачи уменьшения погрешности определения координат объекта навигации путем уменьшения составляющих, связанных с определением опорных значений горизонтальной дистанции и угла скольжения и пространственной изменчивостью профиля скорости звука. Это достигается введением в качестве акустического приемника комбинированного акустического приемника на основе трехкомпонентного приемника

колебательной скорости и приемника звукового давления с совмещенным фазовым центром, а так же размещением на объекте навигации блока определения взаимных пеленгов.

Ещё одна реализация [8] представляет собой схему решения задачи разработки гидроакустической синхронной навигационной системы с большей дальностью действия и минимально необходимой для этого излучаемой мощностью без существенного увеличения погрешности определения координат объекта навигации.

В патенте представлено решение, заключающееся в исполнении приемной акустической антенны направленной в вертикальной плоскости, причем максимум ее характеристик направленности соответствует критическому углу скольжения ¡3 = агссоз(с12) Расположенные вблизи морского дна на расстоянии не более длины волны гидроакустические излучатели так же должны быть выполнены направленными в вертикальной плоскости, причем максимум характеристики направленности лежит в диапазоне углов скольжения:

Дополнительные блоки преобразования временных интервалов в дистанции вычисляют искомые расстояния г через измеренные времена распространения I по формуле как г-1-сп, где сп - скорость распространения придонной волны, предварительно вычисленная через параметры пограничных сред границы раздела вода - морское дно по формуле:

0 = 0- Ропт = агссо8(1 + рЪ 4)0-5 - (1 + А22)

2 \-0.5

(О

2

(2)

где - плотность и скорость звука в придонном слое воды, /?2,с2 -

плотность и скорость звука в осадочном слое морского дна.

Такое исполнение гидроакустической синхронной дальномерной навигационной системы дальнего действия, по мнению автора, позволяет эффективно возбуждать придонную волну расположенными вблизи морского дна направленными излучателями и принимать акустические сигналы маяков-пингеров на борту объекта навигации направленной в вертикальной плоскости приемной антенной при произвольном его расположении относительно морского дна. Анализ условий возбуждения придонной волны свидетельствует о том, что наиболее эффективным для этого является направленный в вертикальной плоскости донный излучатель, максимум характеристики, направленности которого лежит в диапазоне углов скольжения (2).

В патенте отмечается, что использование направленного донного излучателя для возбуждения придонной волны позволит существенно снизить излучаемую мощность, увеличить автономность донного излучателя и продолжительность его работы. Кроме того, распространение придонной волны сопровождается излучением боковой составляющей под критическим углом скольжения Р = агссоз(с12), что облегчает возможность ее приема, но изменяет в небольших пределах скорость ее распространения, что может привести к появлению систематической погрешности определения координат объекта навигации. Для определения координат объекта навигации с предельно малой погрешностью скорость распространения придонной волны скорректирована с учетом ее более сложной структуры.

Главными недостатками подобных систем являются: сложность их установки, что значительно снижает их мобильность; обязательное наличия обеспечивающего судна; высокая стоимость исполнения донной базы.

Гидроакустические навигационные системы подводных объектов могут быть выполнены не только в виде стационарных донных баз, что удобно лишь для локализованной работы АНПА, но могут быть и мобильными, способными

отслеживать аппарат вдоль протяжённых трасс, например при случае операции по обнаружению подводного кабеля.

В статье [9] представлена система построения гидроакустической навигационной системы подводного робота, работающего при поддержке обеспечивающего судна (ОС), оборудованного буксируемой судовой навигационной антенной при отсутствии опорных гидроакустических маяков.

Выполнена она следующим образом: в состав навигационного оборудования кроме обычных средств, которыми на борту АНПА устанавливают координаты стартовой точки, счисляют траекторию движения, принимают навигационные сигналы, применены угловой пеленгатор и дальномер для определения собственных координат аппарата относительно судовой антенны и средства передачи оценки координат по гидроакустическому каналу на борт ОС. Судовая навигационная антенна выполняется в виде буксируемого устройства, координаты которого определяются средствами судовой навигации и передаются по гидроакустическому каналу на борт аппарата в составе навигационных сигналов. Кроме того, судовая антенна принимает по гидроакустическому каналу с борта робота навигационный сигнал, содержащий информацию о местоположении робота, рассчитанном на его борту. При этом судно сопровождает движущийся подводный аппарат вдоль трассы работ. При такой организации навигационного обеспечения достаточная точность достигается комплексным использованием бортовой навигационной системы и внешних средств коррекции счисленных координат. Коррекция счисления обеспечивается при траекторной обработке текущих дальномерных данных между судовой антенной и АНПА, а также измерением углового положения антенны относительно аппарата.

Авторы отмечают, что высокая оперативность и расширение района работ достигаются отсутствием стационарных навигационных маяков. Зона работ ограничивается только автономностью и скоростью аппарата, время подготовки

системы к работе определяется только временем вывешивания буксируемого устройства, т.е. значительно меньше времени постановки стационарных маяков.

Кроме того указано, что информационный обмен обеспечивается аппаратурой навигационной системы за счет применения специальных навигационных сигналов, содержащих необходимую навигационную информацию, следовательно, нет необходимости оснащать АНГТА специальной аппаратурой гидроакустической связи с судном, что упрощает в целом средства навигации и контроля.

Далее в статье приведены расчёты алгоритма движения судна с буксируемой антенной решёткой, позволяющего осуществить данный метод. В конце приводятся результаты натурных испытаний по результатам, которых было определено, что расхождения данных о местоположения АНПА по данным телеметрии и ГАНС УКБ составляют от нескольких метров до порядка 80 метров.

Необходимость использования обеспечивающего судна является главным недостатком данной системы.

1.1.1. Гидроакустические навигационные системы с длинной базой

Гидроакустические навигационные системы с длинной базой (ГАНС ДБ) [10,11,12], используют отдельные излучатели или системы излучателей как средства навигационного сопровождения АНПА. В навигационных системах с длинной базой, в общем случае используется система транспондеров (маяков). В зависимости от круга решаемых задач, система транспондеров устанавливается в заданной конфигурации. Абонент (АНПА) посылает акустический сигнал, который возвращается каждым маяком, сразу после приема. Позиция абонента определяется по измеренному времени распространения сигнала между АНПА и каждым маяком, с учетом измеренной локальной скоростью звука и известной

конфигурацией маяков. Для определения позиции необходимо рассчитать точку пересечения окружностей соответствующего радиуса равного дистанциям от каждого из маяков до абонента.

В качестве примера можно привести систему, описанную в [13]. Навигационная гидроакустическая система принцип работы, которой заключается в одновременном определении мест всех подводных аппаратов группы при опросе по гидроакустическому сигналу-команде одного из подводных аппаратов группы (ведущего) маяков-ответчиков одним из маяков-ответчиков (ведущим). Место каждого подводного аппарата определяется по разностям расстояний до ведущего маяка-ответчика и до каждого ведомого маяка-ответчика, определенных по измеренным интервалам времени между приемом акустического сигнала запроса маяков-ответчиков ведущим маяком-ответчиком и акустических сигналов ответа ведомых маяков-ответчиков. Место подводного аппарата находится как точка пересечения гиперболоидов вращения, число которых соответствует числу пар «ведущий-ведомый» маяков-ответчиков, а фокусы расположены в точках установки соответствующих маяков-ответчиков и плоскости, проходящей через центр гидроакустической антенны подводного аппарата параллельно плоскости истинного горизонта. Таким образом, обеспечивается позиционирования АНПА в локальной системе координат, относительно вышеуказанных маяков.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Голов, Александр Александрович, 2013 год

Список используемой литературы.

1. Киселев, JI.B. Создание интеллектуальных АНПА и проблемы интеграции научных исследований / J1.B. Киселев, A.B. Инзарцев, Ю.В. Матвиенко // Подводные исследования и робототехника. - 2006. - №1. — С. 6-17.

2. Romeo J., Lester G. Navigation Is Key to AUV Missions // Sea Technology. 2001. December. P. 24-29.

3. Агеев, М.Д. Автономные подводные роботы. Системы и технологии / М.Д. Агеев, JI.B. Киселев, Ю.В. Матвиенко и др.; под ред. Агеева М.Д.- М.: Наука, 2005. 400с.

4. Бородин, В.И. Гидроакустические навигационные средства. Гидроакустические навигационные средства / В.И. Бородин, Г.Е. Смирнов, H.A. Толстякова, Г.В. Яковлев-Л.: Судостроение, 1983, 262с.

5. Милн, П.Х. Гидроакустические системы позиционирования / П.Х. Милн - Л.: Судостроение, 1989, 316 с.

6. Гидроакустическая синхронная дальномерная система дальнего действия: Пат 2289149 С2 Российская Федерация: МПК G01S13/08/ Касаткин Б.А./ заявитель и патентообладатель: институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии - №2004137380/09, заявл. 21.12.2004; опубл. 10.12.2006.

7. Гидроакустическая синхронная дальномерная система дальнего действия: Пат 2308054 С2 Российская Федерация: МПК GO IS 13/08/ Касаткин Б. А./ заявитель и патентообладатель: институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук - №2005136154/09, заявл. 21.11.2005; опубл. 10.10.2007.

8. Гидроакустическая синхронная дальномерная система дальнего действия: Пат 2353949 С1 Российская Федерация: МПК G01S13/08/ Касаткин

Б.А./ заявитель и патентообладатель: институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук - №2007134197/28, заявл. 13.09.2007; опубл. 27.04.2009.

9. Матвиенко, Ю.В. Гидроакустическая навигационная система подводного робота без опорных навигационных маяков / Ю.В. Матвиенко, Н.И. Рылов, Р.Н. Рылов, А.В, Каморный // Подводные исследования и робототехника. -2009.-№1.-С. 15-21.

10. D. В. Heckman and R. С. Abbott. An acoustic navigation technique. In IEEE Oceans 73, P. 591-595, 1973.

11. M. Hunt, W. Marquet, D. Moller, K. Peal, W. Smith, and R. Spindel. An acoustic navigation system. Technical Report WHOI-74-6, Woodshole Oceanographic Institution, 1974.

12. P. H. Milne. Underwater Acoustic Positioning Systems. London: E. F. N. Spon, 1983.

13. Способ использования навигационной гидроакустической системы подводными аппаратами с определением места по разностям расстояний до маяков-ответчиков: Пат 2292057 С1 Российская Федерация: МПК GO IS 13/08/ > Герег Д. С./ заявитель и патентообладатель: государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-морская академия им. Адмирала Флота Н.Г. Кузнецова - № 2005117521/28, заявл. 07.06.2005; опубл. 20.01.2007.

14. J. G. Bellingham, Т. R. Consi, U. Tedrow, and D. Di Massa. Hyperbolic acoustic navigation for underwater vehicles: Implementation and demonstration. AUV '92, P. 304-309, 1992.

15. D. K. Atwood, J. J. Leonard, J. G. Bellingham, and B. A. Moran. An acoustic navigation system for multiple vehicles. In Proc. Int. Symp. on Unmanned Undeterred Submersible Technology, P. 202-208, September 1995.

16. James W. Youngberg. Method for extending GPS to underwater application. United States Patent No. 5119341.

17. Jonathan С. Crowell. Underwater acoustic positioning method. United States Patent No. 8009516.

18. Alex Bahr and John J. Leonard. Cooperative localization for autonomous underwater vehicles. In Proceedings of the 10th International Symposium on Experimental Robotics (ISER), Rio de Janeiro, Brasil, July 2006.

19. Joseph Curcio, John J. Leonard, Jerome Vaganay, Andrew Patrikalakis, Alexander Bahr, David Battle, Henrik Schmidt, and Matthew Grund. Experiments in moving baseline navigation using autonomous surface craft. In Proceedings of MTS/IEEE Oceans, volume 1, P. 730-735,September 2005.

20. Amaud Doucet, Nando de Freitas, and Neil Gordon, editors. Sequential Monte Carlo methods in practice. Springer-Verlag, 2000.

21. Ryan M. Eustice, Louis L. Whitcomb, Hanumant Singh, and Matthew Grund. Experimentalresults in synchronous-clock one-way-travel-time acoustic navigation for autonomous underwater vehicles. In IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), Rome, Italy, April 2007.

22. J.-J. Leveque, L. Rivera, and G.Wittlinger, "On the use of the checkerboard test to assess the resolution of tomographic inversions," Int. J. Geophys., vol. 115, P. 313-318, 1993.

23. M. Fallon, G. Papadopoulous, and J. Leonard, "Cooperative AUV navigation using a single surface craft," in Field and Service Robots, Cambridge MA, Jul. 2009.

24. Curcio, J., Leonard, J., Vaganay, J, Patrikalakis, A., Bahr, A., Battle, D., Schmidt, H., Grund, M., "Experiments in Moving Baseline Navigation Using Autonomous Surface Craft." OCEANS, 2004

25. Ian Poole. GPS accuracy, errors and precision. [Электронный ресурс]/ Ian Poole — Режим доступа:

http://www.radio-electronics.com/info/satellite/gps/accuracy-errors-precision.php

26. GPS Accuracy and Limitations. [Электронный ресурс]/ — Режим доступа

http:// earthmeasurement.com/GPS_accuracy.html

27. Dana, P.H., 1999, Global Positioning System (GPS) time dissemination for Real-Time Applications, Real-Time Systems, 12. P. 9-40.

28. Kaplan, E.D. Understanding GPS principles and applications, Boston, Artech House Inc, 1996.

29. M. Deffenbaugh, H. Schmidt, and J. Bellingham. Acoustic positioning in a fading multipath environment. In IEEE Oceans, P. 596-599, 1996.

30. F. B. Jensen, W. A. Kuperman, M. B. Porter, and H. Schmidt. Computational Ocean Acoustics. New York: AIP Press, 1994.

31. Jerome Vaganay, John J. Leonard, Joseph A. Curcio, and J. Scott Willcox. Experimental validation of the moving long base line navigation concept. P. 59-65, June 2004

32. W. H. Münk and C. Wunsch, "Ocean acoustic tomography: a scheme for large-scale monitoring," Deep-Sea Res., vol. A 26, No. 2, pp. 123-161, 1979.

33. Münk, W., and Wunsch, C. (1982). "Up-down resolution in ocean acoustic tomography," Deep-Sea Res. 29, 1415-1436.

34. W.H. Münk and C. Wunsch, Biases and caustics in long-range acoustic tomography, Deep-Sea Res. 32 (1985), 1317-1346

35. W. H. Münk and C. Wunsch, "Ocean acoustic tomography: rays and modes," Rev. Geophys. and Space Phys., vol. 21, No. 4, P. 777-793, 1983..

36. Spindel R.S. Ocean acoustic tomography. A new measuring tool.//Oceanus. 1982, V. 25, №2, P. 12-21.

37. P. Gerstoft, "Inversion of seismoacoustic data using genetic algorithms and a posteriori probability distributions," J. Acoust. Soc. Am. 95, 770-781(1994).

38. Münk W. H., Spindel R. C., Baggeroer A. B, and Birdsall T. G. (1994). "The Heard Island Feasibility Test," J. Acoust. Soc. Am. 96, 2330-2342.

39. J.-J. Leveque, L. Rivera, and G.Wittlinger, "On the use of the checkerboard test to assess the resolution of tomographic inversions," Int. J. Geophys., vol. 115, P. 313-318, 1993.

40. Бородин, В.В. О пределах применимости модовой, лучевой и интерференционной томографии / В.В., Бородин, Г.Р. Минасян //Акуст. ж., 1995, т. 41, № 1,С. 34-44.

41. Elissee_ P., Schmidt Н., Johnson М., Herold D., Chapman N.R., and McDonald M.M. "Acoustic tomography of a coastal front in Haro Strait, British Columbia." J.Acoust. Soc. Am., 106((1)): 169-184, July 1999.

42. Половинка, Ю.А. Метод и программа для мониторинга параметров водной среды в мелководных акваториях по данным акустического зондирования / Ю.А. Половинка, А.А. Азаров, М.С. Лебедев // Подводные исследования и робототехника. -2012. -№1. - С. 57-67.

43. Rodr'iguez О.С. and Jesus S. Physical limitations of travel-time-based shallow water tomography // J. Acoust. Soc. Am, 6(108), December 2000.

44. Acoustic Oceanographic Buoy testing during the Maritime Rapid Environmental Assesment'2003 sea trial. Jesus S.M., Soares C., Silva A., Coelho E. // Proceedings of ECUA' 2004, P.271-279.

45. S.M. Jesus, C. Soares, J. Onofre, and P. Picco. An experimental demonstration of blind ocean acoustic tomography // J. Acoust. Soc. Am. 119 _3_, March 2006. P. 1420-1431.

46. Гончаров, B.B. К локальной акустической томографии на морском шельфе / В.В. Гончаров, В.Н. Иванов, О.Ю. Кочетов, Б.Ф. Курьянов, А.Н. Серебряный // Доклады XXII сессия Российского акустического общества и Сессия Научного совета по акустике РАН, -М:. - 2010. - С. 225-229.

47. Гончаров, В.В. Метод согласованных временных откликов в акустической томографии океана /В.В. Гончаров // Акустический журнал. - 1997. - Т.43. — № 5. — С. 622-629.

48. Безответных, В.В. Экспериментальные исследования особенностей распространения импульсных сигналов из шельфа в глубокое море / В.В.

Безответных, A.B. Буренин, Ю.Н. Моргунов, Ю.А. Половинка // Акустический журнал. - 2009. - Т. 55. - №3,- С. 374-380.

49. Акуличев, В.А. Применение псевдослучайных сигналов для подводной дальнометрии на шельфе / В.А. Акуличев, В.В. Безответных, Ю.Н. Моргунов, Ю.А Половинка // Доклады Академии Наук. - 2010. - Т. 432. - № 4. -С. 541-543.

50. Программа ЭВМ «Программа для расчета географических координат движущегося подводного объекта в режиме реального времени»: Свидетельство о per. 2011617275 Российская Федерация/ A.B. Буренин - з. № 2011615508; заявл. 22.07.11; зарег. 19.09.2011.

51. Акуличев, В.А. Пилотный акустический эксперимент по определению координат подводного объекта в шельфовой зоне Японского моря / В.А. Акуличев, Ю.В. Матвиенко, Ю.Н. Моргунов, Ю.А. Половинка, Р.Н. Рылов // Доклады Академии Наук. - 2010. - Т. 433. - № 3. - С. 394-396.

52. Безответных, В.В. Аппаратно-программный измерительный комплекс для исследований в области акустической навигации /В.В. Безответных, A.B. Буренин, Ю.Н. Моргунов, A.A. Тагильцев // Акустический журнал. - 2011. - Т.57. -№6.-С. 804-808.

53. Акуличев, В.А. Применение сложных акустических сигналов в системах связи и управления подводными объектами / В.А. Акуличев, С.И. Каменев, Ю.Н. Моргунов // Доклады Академии наук. - 2009. - Т.426. - №6. - С. 821-823.

54. Описание NMEA протокола. [Электронный ресурс]/ — Режим доступа: http://yug-gps.narod.ru/docs/000x/st007.htm.

55. Буренин, A.B. Экспериментальные исследования особенностей подводной дальнометрии в шельфовой зоне Японского моря / A.B. Буренин, Е.А. Войтенко, Ю.В. Матвиенко, Ю.Н. Моргунов Ю.Н., Р.Н. Рылов // Подводные исследования и робототехника. - Владивосток: Дальнаука, 2009. — №2(8). — С. 44-49.

56. Безответных, B.B. Особенности применения акустических псевдослучайных сигналов для измерения импульсных откликов на шельфе Японского моря / В.В. Безответных, A.B. Буренин, Ю.Н. Моргунов, Д.С. Стробыкин // Акустический журнал. - 2012. - Т.58. - №1 - С. 141-144.

57. Безответных, В.В. Мобильный навигационный комплекс для обеспечения миссий подводных аппаратов в прибрежных акваториях / В.В. Безответных, A.B. Буренин, Е.А. Войтенко, Ю.Н. Моргунов, A.A. Тагильцев // ПТЭ. - 2011. - №6. - С. 89-94.

58. V. A. Akulichev, S. I. Kamenev, and Yu. N. Morgunov. Application of Complex Acoustic Signals in CommunicationSystems and Navigation of Submersible Units.//Doklady Earth Sciences, 2009, Vol. 427, No. 5, pp. 837-839.

59. Голов, A.A. Анализ ошибок в определении местоположения объекта экспериментальной системой подводного акустического позиционирования / A.A. Голов, Ю.Н. Моргунов, A.A. Тагильцев, A.B. Буренин, В.В. Безответных, Е.А. Войтенко, П.Г. Кушнир, Д.С. Стробыкин, A.A. Азаров, М.С. Лебедев // Седьмой Всероссийский симпоз., «Физика геосфер». - Владивосток: ТОЙ ДВО РАН. -2011.-С.55-61.

60. Голов, A.A. Анализ ошибок в определении местоположения объекта экспериментальной системой подводного акустического позиционирования / A.A. Голов, Ю.Н. Моргунов, A.A. Тагильцев, A.B. Буренин, В.В. Безответных, Е.А. Войтенко, П.Г. Кушнир, Д.С. Стробыкин, A.A. Азаров, М.С. Лебедев // Четвертая Всероссийская Научно-техническая конференция, «Технические проблемы освоения мирового океана». - Владивосток: ИПМТ ДВО РАН. - 2011. - С. 262265.

61. Моргунов, Ю.Н. Акустико-гидрофизическое тестирование мелководной акватории в прибрежных водах Корейского пролива / Ю.Н. Моргунов, A.A. Голов, Д.С. Стробыкин, Ким Кисеон, Ким Чансан, Ро Шинрае // Акустический журнал. - 2012. - Т.58. - № 3. - С. 350-355.

62. Акуличев, В.А. Акустико-Гидрофизический эксперимент в прибрежных водах Корейского пролива / A.A. Голов, Ю.Н. Моргунов, Д.С.

Стробыкин, Ким Кисеон, Ким Чансан // Доклады Академии наук. - 2012. - Т.444. -№ 5. - С. 558-561.

63. Безответных, В.В. Экспериментальная апробация системы позиционирования подводных объектов в Корейском проливе вблизи острова Норёк-До / В.В. Безответных, A.B. Буренин, A.A. Голов // Пятая конференции молодых ученых, «Океанологические Исследования», тез. докл. - Владивосток: ТОИДВО РАН.-2011.-С. 134-135.

64. Голов, A.A. Методы акустической томографии в задачах подводной навигации / A.A. Голов, A.A. Азаров, М.С. Лебедев, Ю.Н. Моргунов // Подводные исследования и робототехника. - Владивосток: ИПМТ, Дальнаука,

2012. -№1.- С. 52-56.

65. Акуличев, В.А. Экспериментальная апробация метода повышения точности системы позиционирования подводных объектов / В.А. Акуличев, Ю.Н. Моргунов, A.A. Голов, A.A. Азаров, М.С. Лебедев // Доклады Академии наук. -

2013. - Т.449. - № 6. - С. 701-704.

66. Моргунов, Ю.Н. Исследование влияния вариаций поля температур на точность измерения дистанций до подводных объектов / Ю.Н. Моргунов, A.A. Голов, A.A. Азаров, М.С. Лебедев // Акустический журнал. - 2013. - Т.59. - № 6, в печати.

67. Моргунов, Ю.Н. Результаты экспериментального тестирования метода повышения точности систем подводного позиционирования / Ю.Н. Моргунов, A.A. Голов // Пятая Всероссийская Научно-техническая конференция, «Технические проблемы освоения мирового океана. - Владивосток: ИПМТ ДВО РАН.-2013.-С. 249-253.

68. Безответных, В.В. Экспериментальная апробация системы позиционирования подводных объектов в бухте Витязь залива Посьет / В.В. Безответных, A.B. Буренин, A.A. Голов // Пятая конференции молодых ученых, «Океанологические Исследования», тез. докл. - Владивосток: ТОЙ ДВО РАН. -2011.-С. 99-100.