ВИФ2 NE : Ветка : Ламерский вопрос про навигацию на подводных лодках

От	K. von Zillergut
К	All
Дата	07.10.2002 08:57:13
Рубрики	Флот;

Ламерский вопрос про навигацию на подводных лодках

Как определяют местоположение подлодки идущей ниже перископной глубины? Ну можно по компасу (обычному или гиро-) достаточно точно определять курс, но скорость в воде, даже относительная определяется очень неточно, а тут еще можно в течение попасть. Как же в таком случае определяются координаты подлодки? Военных секретов прошу не рассказывать :-)

От	stepan
К	K. von Zillergut (07.10.2002 08:57:13)
Дата	07.10.2002 17:57:57

Re: Ламерский вопрос...

>Как определяют местоположение подлодки идущей ниже перископной глубины? Ну можно по компасу (обычному или гиро-) достаточно точно определять курс, но скорость в воде, даже относительная определяется очень неточно, а тут еще можно в течение попасть. Как же в таком случае определяются координаты подлодки? Военных секретов прошу не рассказывать :-)

Посколько в морской навигации не силен, будем ориентироваться на авиационную.
В авиации практически две разновидности навигации, по ориентирам (реки, города, радиомаяки, спутники) и счислением пути. Подводные лодки наверно могут использовать характерные ориентиры рельефа дна. Ориентирная навигация может служить в качестве вспомогательного для устранение накопившейся ошибки счисления.
Счисление пути базируется на интегрировании скоростей. Скорость могут быть получены или измерением их относительно среды с учетом ветра (течения). Ветер и течения надо вводить вручную, ориентируясь по картам, прогнозам и просто нюхом. Так работала авиационная автономная система НИ-50 начала пятидесятых. Позже скорости (по двум координатам) стали измерять относительно земли доплеровскими методами, точность достигла 2 процентов пройденного пути. На кораблях наверно тоже можно скорость относительно дна доплером получить. Недостаток - система активно излучает.
И наконец, скорости можно получить интегрированием ускорений (инерциальная навигация). Это полностью автономная система. Точность упирается в точность замера ускорений. Первые датчики ускорений (на ФАУ-2 стояли) имели недостаточную для навигации точность. Потом появились поплавковые акселерометры, потом всякие еще более наворочанные и сейчас эти системы обеспечивают высокую точность навигации. Тем более что подводная лодка не ракета, для нее две тонны не масса.
Угловые величины хранятся на гироскопах и если первые гирокомпасы Сперри уходили достаточно быстро, то уже в пятидесятые годы два градуса ухода в час было обычным явлением. Есть еще лазерные гироскопы, там точности значительно выше.

Степан
Степан

От	denis23
К	K. von Zillergut (07.10.2002 08:57:13)
Дата	07.10.2002 17:02:21

Также как и на надводных судах: счислением пути (-)

Здравствуйте!
>Как определяют местоположение подлодки идущей ниже перископной глубины? Ну можно по компасу (обычному или гиро-) достаточно точно определять курс, но скорость в воде, даже относительная определяется очень неточно, а тут еще можно в течение попасть. Как же в таком случае определяются координаты подлодки? Военных секретов прошу не рассказывать :-)
С уважением, Денис.

От	Игорь Скородумов
К	K. von Zillergut (07.10.2002 08:57:13)
Дата	07.10.2002 12:54:53

Re: Ламерский вопрос...

От	Адмирал (v.)Krebs
К	K. von Zillergut (07.10.2002 08:57:13)
Дата	07.10.2002 11:50:50

счисление пути - наша сила!

Джентельмены !
>Как определяют местоположение подлодки идущей ниже перископной глубины?

а какая разница принципиально ниже-выше?

>скорость в воде, даже относительная определяется очень неточно, а тут еще можно в течение попасть.
определяется всё с достаточной степенью точности, необходимой для навигационных выкладок. Самолеты как то же навигируются в условиях отсутствия видимости... Здесь ещё проще.

С уважением, (v.) Krebs

От	Игорь Скородумов
К	Адмирал (v.)Krebs (07.10.2002 11:50:50)
Дата	07.10.2002 14:51:56

Re: счисление пути...

>Джентельмены !
>>Как определяют местоположение подлодки идущей ниже перископной глубины?
>
>а какая разница принципиально ниже-выше?

Находясь ниже перескопной глубины Вы не можете воспользоваться GPS... А учитывая, что подводный мир исследован ХУЖЕ космоса... Под водой постоянно идут течения, зоны с разной плотностью воды и тп причуды. Все это приводит к тому, что идя на север вы грубо говоря окажитесь на юге:-) При пересечении подводных течений Вас запросто может снести на несколько миль... Раньше ежегодно направлялось несколько гидрографических экспедиций для выяснения условий плавания и исследования морского дна. За последние несколько лет - НИ ОДНОЙ!

>>скорость в воде, даже относительная определяется очень неточно, а тут еще можно в течение попасть.

>определяется всё с достаточной степенью точности, необходимой для навигационных выкладок. Самолеты как то же навигируются в условиях отсутствия видимости... Здесь ещё проще.

На самолетах есть GPS, на суще кругом натыкано куча радиомаяков, плюс все крупные передающие обьекты (круглосуточные радиостанции и тп) нанесены на радиометрическую карту (так она кажется называется). А на ПЛ НИЧЕГО ЭТОГО НЕТ! Лодка не может в подводном положении уточнить на сколько ее снесло! Пока единственный надежный ориентир - глубины. Поэтому штурмана на ПЛ специально идут около ЗНАЧИМЫХ перепадов глубин - что бы можно было хотя бы примерно вычислить куда тебя несет:-) Если у ПЛ нет возможности подвсплыть на перископную, то единственный ориентир - дно, характер грунтов, карта подводных аномалий (всякие постоянные вулканы, специфические подводные шумы (издаваемые течениями у подводных образований) и тп мистирии... Хорошо, если на ПЛ гидроакустик опытный (знает на слух эхокартину всего этого добра)... А то только по глубинам и идти можно...

С уважением,
Игорь

От	Hokum
К	Игорь Скородумов (07.10.2002 14:51:56)
Дата	08.10.2002 06:02:18

Re: счисление пути...

Приветствую, джентльмены!
А, собственно, при чем здесь подводные течения? Если идти по счислению, как в прошлом веке (лаг плюс компас) - тогда да. А для БИНС (инерциальной навигационной системы в смысле) сугубо фиолетово, что именно движет лодку - винты, "гусеница" :-)), буксирный трос или течение. Три датчика угловых скоростей, плюс три - линейных ускорений, плюс интегрирующий контур - и вся любовь.
Какая-то ошибка, естественно, набегает, и чем дальше, тем больше. Так что уточнение места время от времени крайне желательно. А порой просто необходимо, причем по максимуму - скажем, перед пуском ракет по супостату :-))
С уважением,

Роман

От	Игорь Скородумов
К	Hokum (08.10.2002 06:02:18)
Дата	08.10.2002 21:05:28

Re: счисление пути...

>Приветствую, джентльмены!
>А, собственно, при чем здесь подводные течения? Если идти по счислению, как в прошлом веке (лаг плюс компас) - тогда да. А для БИНС (инерциальной навигационной системы в смысле) сугубо фиолетово, что именно движет лодку - винты, "гусеница" :-)), буксирный трос или течение. Три датчика угловых скоростей, плюс три - линейных ускорений, плюс интегрирующий контур - и вся любовь.

А относительно чего ваши датчики будут мерить смещение, уважаемый? Относительно воды! Вернее ее ПЛОТНОСТИ... Коея может скакать очень здорово! Они Вам ТАКОГО намереют... Распределение плотности воды - это как предсказание землетрясений... Даже еще хуже...
Насчет течения - гольфстрим несется со скоростью нескольких узлов. Плотность воды в нем ЗНАЧИТЕЛЬНО отличается от плотности вод Атлантики. Траектория движение Гольфстрима постоянно меняется. И это только один пример... Единственное, что более менее достоверно (благодаря ежегодным гидрографическим экспедициям) - это карты рельефа морского дна и характера грунтов...

С уважением
Игорь

От	tarasv
К	Игорь Скородумов (08.10.2002 21:05:28)
Дата	09.10.2002 14:08:51

Re: счисление пути...

>
> А относительно чего ваши датчики будут мерить смещение, уважаемый? Относительно воды!

Относительно точки выверки в которой были введены точные координаты в систему. Инерциальная система измеряет ускорения и после их двойной интеграции по времени получает путь. Окружающая среда на нее никак не влияет.

От	Virus
К	Игорь Скородумов (08.10.2002 21:05:28)
Дата	09.10.2002 10:05:11

Re: счисление пути...

> А относительно чего ваши датчики будут мерить смещение, уважаемый? Относительно воды! Вернее ее ПЛОТНОСТИ... Коея может скакать очень здорово! Они Вам ТАКОГО намереют... Распределение плотности воды - это как предсказание землетрясений... Даже еще хуже...
> Насчет течения - гольфстрим несется со скоростью нескольких узлов. Плотность воды в нем ЗНАЧИТЕЛЬНО отличается от плотности вод Атлантики. Траектория движение Гольфстрима постоянно меняется. И это только один пример... Единственное, что более менее достоверно (благодаря ежегодным гидрографическим экспедициям) - это карты рельефа морского дна и характера грунтов...

>С уважением
>Игорь
Счисление идет относительно дна, скорость корабля мереется по лагу.
С уважением Михаил

От	Игорь Скородумов
К	Virus (09.10.2002 10:05:11)
Дата	09.10.2002 18:08:28

Re: счисление пути...

Уважаемый Михаил!

>Счисление идет относительно дна, скорость корабля мереется по лагу.

Таки я о чем... Так как лаг на ПЛ может давать большие погрешности (из-за подводных течений и зон неравномерной плотности воды), то идти ТОЛЬКО по счислению без привязки к рельефу дна нельзя...

>С уважением Михаил

От	stepan
К	Virus (09.10.2002 10:05:11)
Дата	09.10.2002 13:53:16

Re: счисление пути...

>Счисление идет относительно дна, скорость корабля мереется по лагу.
>С уважением Михаил

Если имеется в виду инерциальная система навигации, то она производит счисление непонятно даже относительно чего, мирового пространства, что-ли. Даже вращение земли приходится учитывать, так-как система земли в упор не видит.

Степан

От	Игорь Скородумов
К	stepan (09.10.2002 13:53:16)
Дата	09.10.2002 18:24:41

Re: счисление пути...

>>Счисление идет относительно дна, скорость корабля мереется по лагу.
>>С уважением Михаил
>
>Если имеется в виду инерциальная система навигации, то она производит счисление непонятно даже относительно чего, мирового пространства, что-ли. Даже вращение земли приходится учитывать, так-как система земли в упор не видит.

Ок! Вьехал. Она мереет измерение наклона гироскопа к гравитационному полю земли. А скорость вращения приходится учитывать из-за инерции. То есть у нас есть один волчок - земля и второй - гироскоп. Гироскоп пытется всегда стать перпенделкулярно силе тяжести. А так как вектор постоянно бежит волчок (из-за) инеции чуть чуть опаздывает... Ни разу не видел такого девайса на ПЛ (дизелюхах). На атамных у штурманов бывать не приходилось:-( Может и используют... Но наврядли... ИМХО - перепад давления на глубине может сильно разбалансировать систему и сбить ее...

Игорь

От	Artur Zinatullin
К	Игорь Скородумов (09.10.2002 18:24:41)
Дата	09.10.2002 18:46:14

Re: счисление пути...

> Ок! Вьехал. Она мереет измерение наклона гироскопа к гравитационному полю земли.
Вообще-то нет.
Инерциальная система, на сколько мне известно, состоит из
гироскопов, с помощью которых отслеживается направление
движения, и акселерометров, измеряющих линейные ускорения.
Всё это интегрируется по времени. Проинтегрировав ускорение
получаем скорость, проинтегрировав скорость, получаем путь.
Интегрируя векторно, получаем вектор, связывающий начало
и конец маршрута. Если координаты начала известны, то
и координаты конца тоже.
Инерциальные системы стоят не только на лодках, но и на
самолётах, крылатых (и не только) ракетах, ...
С развитием электроники и лазерных гироскопов инерциальные
системы становятся всё компактнее, точнее и устойчивее
к внешним воздействиям.

> Гироскоп пытется всегда стать перпенделкулярно силе тяжести.
Это не так.
Гироскоп сохраняет положение в пространстве.
Маятник Фуко -- как раз иллюстрация этого эффекта.

artur@merit.ee :: Artur Zinatullin :: GSM +37 251 11859
guitar, blues, love, friends, summer, !violence, !rush

От	kor
К	Игорь Скородумов (09.10.2002 18:24:41)
Дата	09.10.2002 18:38:13

Ре: счисление пути...

Здравствуите Игорь
да, поxоже Вы правы именно на атомныx лодкаx оно и устанавливалось (667A):

"С1972 года на вооружение поступил более современный навигационный комплекс “Тобол” (главный конструктор - О.В. Кищенков). В состав которого впервые в СССР входила инерциальная навигационная система."
см .
http://www.pl.kai.ru/apl/667/667a/667a.htm

относительно же перепадов давления и прочего Вы мягко скажем не совсем правы,
вот еше пара ссылок на тему инерциальнои навигации и гироскопов:
http://www.krugosvet.ru/articles/12/1001294/1001294a1.htm

http://www.krugosvet.ru/articles/12/1001283/1001283a1.htm

с уважениме
кор

От	kor
К	Игорь Скородумов (08.10.2002 21:05:28)
Дата	08.10.2002 21:13:12

Ре: счисление пути...

>>Приветствую, джентльмены!
>>А, собственно, при чем здесь подводные течения? Если идти по счислению, как в прошлом веке (лаг плюс компас) - тогда да. А для БИНС (инерциальной навигационной системы в смысле) сугубо фиолетово, что именно движет лодку - винты, "гусеница" :-)), буксирный трос или течение. Три датчика угловых скоростей, плюс три - линейных ускорений, плюс интегрирующий контур - и вся любовь.
>
> А относительно чего ваши датчики будут мерить смещение, уважаемый? Относительно воды! Вернее ее ПЛОТНОСТИ... Коея может скакать очень здорово! Они Вам ТАКОГО намереют... Распределение плотности воды - это как предсказание землетрясений...
*******
Здравствуите Игорь,
я не совсем понял каким боком инерциальная навигационная система привязана к плотности воды?

Да и точность наверное
вполне приличная (ето ж лодка
- там пару тонн лишнего веса не
так важны как в авиации к примеру).
С уважнием
кор

От	Игорь Скородумов
К	kor (08.10.2002 21:13:12)
Дата	08.10.2002 21:21:21

Ре: счисление пути...

>>>Приветствую, джентльмены!
>>>А, собственно, при чем здесь подводные течения? Если идти по счислению, как в прошлом веке (лаг плюс компас) - тогда да. А для БИНС (инерциальной навигационной системы в смысле) сугубо фиолетово, что именно движет лодку - винты, "гусеница" :-)), буксирный трос или течение. Три датчика угловых скоростей, плюс три - линейных ускорений, плюс интегрирующий контур - и вся любовь.
>>
>> А относительно чего ваши датчики будут мерить смещение, уважаемый? Относительно воды! Вернее ее ПЛОТНОСТИ... Коея может скакать очень здорово! Они Вам ТАКОГО намереют... Распределение плотности воды - это как предсказание землетрясений...
>*******
>Здравствуите Игорь,
>я не совсем понял каким боком инерциальная навигационная система привязана к плотности воды?

>Да и точность наверное
>вполне приличная (ето ж лодка
>- там пару тонн лишнего веса не
>так важны как в авиации к примеру).

А каким образом она мереет все указанные параметры?

С уважнием
Игорь

От	kor
К	Игорь Скородумов (08.10.2002 21:21:21)
Дата	08.10.2002 21:30:53

Ре: счисление пути...

>
> А каким образом она мереет все указанные параметры?

>С уважнием
>Игорь
********
Ну как:

“Три датчика угловых скоростей, плюс три - линейных ускорений, плюс интегрирующий контур - и вся любовь.” (С) Xокум.
Все eти приборы – гироскопические, то ест’ никакого контакта с внешнеи средои им не нужно.

С уважением
кор

От	kor
К	kor (08.10.2002 21:30:53)
Дата	08.10.2002 21:41:16

Ре: счисление пути...

вот ссылка про авиационные
гироскопиhеские приборы:
http://aeroclub.msk.ru/class/avionics/Avionics03.HTM

От	Адмирал (v.)Krebs
К	Игорь Скородумов (07.10.2002 14:51:56)
Дата	07.10.2002 16:39:27

как вам сказать...

чтобы не обидеть. :)

> Находясь ниже перескопной глубины Вы не можете воспользоваться GPS...
Вы надеюсь, в курсе, что ВСЯ информация, получаемая с помощью радиооборудования, является вспомогательной при определении местонахождения. Лодка вообще то обладает автономностью. В том числе и навигационной.

>Под водой постоянно идут течения, зоны с разной плотностью воды и тп причуды. Все это приводит к тому, что идя на север вы грубо говоря окажитесь на юге:-) При пересечении подводных течений Вас запросто может снести на несколько миль...
И сильно это нам жизнь испортит? Да, на пару сотен метров правее-левее к концу суток окажемся, и что? Вы при поворотах большую ошибку накопите.

> Раньше ежегодно направлялось несколько гидрографических экспедиций для выяснения условий плавания и исследования морского дна. За последние несколько лет - НИ ОДНОЙ!
А гидрография вещь довольно устойчивая. Глубины не меняются (за исключением нескольких районов типа устья Темзы), типы грунтов - подавно, течения имеют сезонный характер изменения.

> На самолетах есть GPS, на суще кругом натыкано куча радиомаяков, плюс все крупные передающие обьекты (круглосуточные радиостанции и тп) нанесены на радиометрическую карту (так она кажется называется).
В условиях боевых действий всё это будет выключено, или, что ещё хуже - намеренно искажено.

> А на ПЛ НИЧЕГО ЭТОГО НЕТ!
Не пугайте, всё что может реально пригодиться - всё это есть. Не надо пугаться самомоу и вводить в заблуждения потенциального противника :))))

> Лодка не может в подводном положении уточнить на сколько ее снесло! Пока единственный надежный ориентир - глубины. Поэтому штурмана на ПЛ специально идут около ЗНАЧИМЫХ перепадов глубин - что бы можно было хотя бы примерно вычислить куда тебя несет:-) Если у ПЛ нет возможности подвсплыть на перископную, то единственный ориентир - дно, характер грунтов, карта подводных аномалий (всякие постоянные вулканы, специфические подводные шумы (издаваемые течениями у подводных образований) и тп мистирии... Хорошо, если на ПЛ гидроакустик опытный (знает на слух эхокартину всего этого добра)... А то только по глубинам и идти можно...
не буду оспаривать ваши слова, но есть вещи немного разные - счисление пути(расчет движения по карте) и ориентирование по известным объектам. Одно другому не помеха, а подспорье.

С уважением, (v.) Krebs

От	Игорь Скородумов
К	Адмирал (v.)Krebs (07.10.2002 16:39:27)
Дата	07.10.2002 17:01:58

Re: как вам

>чтобы не обидеть. :)

Если Вы даете мне новые знания - почему я должен на Вас обижаться? В жизни не люблю и не любил снобов...

Теперь по сути. Вопрос был - как лодна определяет свое место, если не может по тем или иным причинам ВСПЛЫТЬ для обсервации.
Мой ответ - по глубинам и гидрологии дна.
Ваш ответ - только по счисление. А коррекцию ошибки проводит когда появляется возмжность всплыт (подвсплыть на перископную).

Я правильно Вас понял?
Игорь

От	Адмирал (v.)Krebs
К	Игорь Скородумов (07.10.2002 17:01:58)
Дата	07.10.2002 17:34:33

вас понял!

> Теперь по сути. Вопрос был - как лодна определяет свое место, если не может по тем или иным причинам ВСПЛЫТЬ для обсервации.
> Мой ответ - по глубинам и гидрологии дна.
Да.
> Ваш ответ - по счисление.
Да.
> А коррекцию ошибки проводит когда появляется возмжность всплыт (подвсплыть на перископную).
Да.

однако вспомним недавнюю историю - поход Осипенко подо льдами. Глубин и гидрологии по маршруту движения фактически нет, есть только отдельные точки с дрейфующих станций. Карта есть, но несколько неопределенная. Высокие широты - приборы недостоверны. Подвсплывать регулярно в полынью возможности нет.
Какой методикой определения собственного положения он пользовался? Полагаю, что всеми возможными.

С уважением, (v.) Krebs

От	Игорь Скородумов
К	Адмирал (v.)Krebs (07.10.2002 17:34:33)
Дата	07.10.2002 17:59:30

Re: вас понял!

>однако вспомним недавнюю историю - поход Осипенко подо льдами. Глубин и гидрологии по маршруту движения фактически нет, есть только отдельные точки с дрейфующих станций. Карта есть, но несколько неопределенная. Высокие широты - приборы недостоверны. Подвсплывать регулярно в полынью возможности нет.
>Какой методикой определения собственного положения он пользовался? Полагаю, что всеми возможными.

Он шел вдоль подводного хребта. Периодически проверял наличие полыньи и подвсплывал для обсервации.

С уважением,
Игорь

От	Григорий
К	K. von Zillergut (07.10.2002 08:57:13)
Дата	07.10.2002 10:15:48