Inteligentní bóje GPS - GPS intelligent buoys - Wikipedia

Systémy inteligentních bójí GPS (GIB) mohou být klasifikovány jako obrácené akustické polohování s dlouhou základnou (LBL) zařízení, na kterých jsou nainstalovány snímače GPS - vybavené sonobuoys, které jsou buď unášené nebo kotvící.^[1] GIB mohou být použity ve spojení s aktivním podvodním zařízením (jako je torpédo vybavené pingerem) nebo s pasivním zdrojem akustického zvuku (jako je inertní bomba dopadající na hladinu vody). Typicky je zdroj zvuku nebo událost nárazu sledována nebo lokalizována pomocí a čas příjezdu (TOA) technika.^[2] Typicky je několik GIB rozmístěno v dané oblasti provozu; s celkovým počtem určeným velikostí testovací oblasti a přesností požadovaných výsledků. K určování polohy řady GIB lze použít různé metody určování polohy pomocí GPS s přesností na úroveň cm až metr v reálném čase.

Bóje vyrábí francouzská společnost ACSA-underwater-GPS (dceřiná společnost skupiny ALCEN). K dispozici jsou tři běžné produkty od malého přenosného systému GIB-Lite až po velké torpédo sledující GIB-FT, včetně systému GIB-Plus středního a středního dosahu.

Historie a příklady použití

Námořnictvo používalo GIB pro sledování pod vodou a bodování zbraní^{[který? ]} od počátku do poloviny 90. let. Brzy GIB byly vytvořeny pro testování zbraní v širokém oceánu úpravou konvenčního námořnictva sonobuoys s malými GPS přijímači OEM a jejich nasazením z vrtulníku nebo z letadla P-3 Orion.^[3] GPS data zachycená GIB byla modulována přes analog VHF akustický datový proud pomocí klíčování kmitočtovým posunem (FSK). To umožňuje přenášet a přijímat naměřená data GPS na starém přijímacím zařízení VHF sonobuoy. Unášená soustava dvanácti nebo více GIB by byla rozmístěna v soustředné kruhové soustavě o průměru přibližně 7 nm. Údery zbraní v poli vysílaly akustické podpisy, které byly zachyceny GIB a přeneseny až k obíhajícímu letadlu. Po misi by se GPS a akustické údaje z GIB spojily, aby se určila absolutní souřadnice pro místo nárazu WGS 84 souřadnice.

Příklad podvodního hodnocení akustických zbraní

Obrázek 1: Pole GIB umístěné kolem testovací oblasti, které poskytuje souřadnice dopadu zbraně z testování nebo tréninku zbraně. Po nárazu do vody jsou akustické podpisy zachyceny a zpracovány každým GIB a odeslány na palubu nebo pozemní velitelský a řídicí systém pro zpracování v reálném čase

Obrázek 2: Fotografie TARGT GIB

Systémy typu GIB byly vyvinuty pro různé specializované aplikace. Ilustrativním využitím GIB pro umístění pod vodou je systém bodování a tréninku zbraní TARGT ^[4]^[5]

Koncept systému (obrázek 1) využívá pole osm až deset GIB (obrázek 2) kotvící v poli 2 km na 2 km. V případě TARGT GIB jsou antény GPS a RF umístěny v horní části snímače a hydrofon nebo podvodní akustika převodník, je umístěn na spodní straně. Zařízení je přibližně 6 stop vysoké a váží 35 liber.

Inertní úniky zbraní z vojenských letadel narážejí na povrch vody v poli a vydávají akustický podpis, který je zachycen každým z GIB. Každý GIB určuje přesný čas přijatého signálu a tento čas přenáší na loď nasazení v téměř reálném čase. Systém velení a řízení umístěný na lodi nasazení a obnovy kombinuje data GPS a informace o akustickém načasování, aby určil polohu dopadu a určil přesnou dobu dopadu téměř v reálném čase. Lze použít několik metod, nejběžnější je a časový rozdíl příjezdu (TDOA) algoritmus řešení nejmenších čtverců. Zpracování dat po misi se provádí za účelem dalšího upřesnění výsledků, přičemž byla prokázána přesnost dvourozměrného polohování 1 až 2 metry a přesnost časování nárazu 1-2 milisekundy.

Reference

^ [Thomas, H.G. "GIB Buoys: An Interface Between Space and Depths of the Ocean", Proceedings of IEEE Autonomous Underwater Vehicles, Cambridge, MA, USA, strany 181-184, srpen 1998]
^ [Alcocer, A., Oliveira, P. a Pascoal, A., „Underwater Acoustic Positioning Systems Based on Buoys with GPS“, Proceedings of the Eighth European Conference on Underwater Acoustics, 8. ECUA, Carvoerio, Portugalsko, 12. – 15. Června 2006]
^ Saunders, J. a Cardoza, M. „Předběžné výsledky přenosného systému lokalizace dopadů založeného na GPS“, Sborník ze zasedání satelitní divize Institute of Navigation, ION GPS-95, Palm Springs, Kalifornie, 12. – 15. Září 1995
^ Kayser, J.R., Cardoza, M.A., et. al., „Weapon Scoring Results from a GPS Acoustic Weapons Test and Training System“, Institute of Navigation National Technical Meeting, San Diego, CA, 24. – 26. ledna 2005
^ Cardoza, M.A., Kayser, J. R. a & Wade, B. „Offshore Scoring of Precision Guided Munitions“, Uvnitř GNSS Duben 2006, strany 32-39

[1] [Thomas, H.G. "GIB Buoys: An Interface Between Space and Depths of the Ocean", Proceedings of IEEE Autonomous Underwater Vehicles, Cambridge, MA, USA, strany 181-184, srpen 1998]

[2] [Alcocer, A., Oliveira, P. a Pascoal, A., „Underwater Acoustic Positioning Systems Based on Buoys with GPS“, Proceedings of the Eighth European Conference on Underwater Acoustics, 8. ECUA, Carvoerio, Portugalsko, 12. – 15. Června 2006]

[3] Saunders, J. a Cardoza, M. „Předběžné výsledky přenosného systému lokalizace dopadů založeného na GPS“, Sborník ze zasedání satelitní divize Institute of Navigation, ION GPS-95, Palm Springs, Kalifornie, 12. – 15. Září 1995

[4] Kayser, J.R., Cardoza, M.A., et. al., „Weapon Scoring Results from a GPS Acoustic Weapons Test and Training System“, Institute of Navigation National Technical Meeting, San Diego, CA, 24. – 26. ledna 2005

[5] Cardoza, M.A., Kayser, J. R. a & Wade, B. „Offshore Scoring of Precision Guided Munitions“, Uvnitř GNSS Duben 2006, strany 32-39

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]