Wykorzystanie obrazów sonarowych do wyznaczania pozycji pojazdów podwodnych

Podobne dokumenty
Wyjaśnić praktyczne zagadnienia tworzenia cyfrowej mapy dna

Polskie Towarzystwo Medycyny i Techniki Hiperbarycznej 67

THE AUTOMATIZATION OF THE CALCULATION CONNECTED WITH PROJECTING LEADING LIGHTS

WSPÓŁCZESNE METODY PROWADZENIA PRAC HYDROGRAFICZNYCH

Urządzenia Elektroniki Morskiej Systemy Elektroniki Morskiej

Wykorzystanie sonaru skanującego wysokiej częstotliwości w pozyskiwaniu danych obrazowych

BADANIA DOSTĘPNOŚCI SYSTEMU DGPS NA DOLNEJ ODRZE RESEARCH ON THE AVAILABILITY OF DGPS SYSTEM ON THE LOWER ODRA RIVER

lp tematy pracy promotor dyplomant data otrzymania tematu uwagi ZAKŁAD URZĄDZEŃ NAWIGACYJNYCH

Temat pracy dyplomowej Promotor Dyplomant CENTRUM INŻYNIERII RUCHU MORSKIEGO. prof. dr hab. inż. kpt.ż.w. Stanisław Gucma.

1. SONAR OBSERWACJI DOOKRĘŻNEJ I TECHNIKA POMIARÓW

BADANIE WRAKU LOTNISKOWCA GRAF ZEPPELIN PRZY UŻYCIU WSPÓŁCZESNYCH HYDROAKUSTYCZNYCH I WIZYJNYCH ŚRODKÓW HYDROGRAFICZNYCH

KONCEPCJA BAZY DANYCH NAWIGACYJNO-HYDROGRAFICZNEGO ZABEZPIECZENIA (NHZ) NA POLSKICH OBSZARACH MORSKICH

Identyfikacja obiektów podwodnych z wykorzystaniem cyfrowych systemów hydroakustycznych

POLISH HYPERBARIC RESEARCH 3(60)2017 Journal of Polish Hyperbaric Medicine and Technology Society STRESZCZENIE

kierowanych pojazdów podwodnych

OGŁOSZENIE O WSZCZĘCIU POSTĘPOWANIA NR PO-II-/ZZP-3/370/31/10

Inżynieria Ruchu Morskiego wykład 01. Dr inż. Maciej Gucma Pok. 343 Tel //wykłady tu//

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE

IDENTYFIKACJA ZATOPIONYCH JEDNOSTEK NA DNIE ZBIORNIKÓW WODNYCH KRZYSZTOF KEMPSKI AUTOMATYKA I ROBOTYKA WYDZIAŁ MECHANICZNY POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

Wykorzystanie urządzeń hydrograficznych do poszukiwania ofiar utonięć

WPŁ YW WARIOGRAMU NA WIARYGODNOŚĆ MODELU 3D TERENU W METODZIE KRIGING

I. KARTA PRZEDMIOTU C10

System informacji przestrzennej w Komendzie Miejskiej w Gdańsku. Rysunek 1. Centrum monitoringu w Komendzie Miejskiej Policji w Gdańsku.

Dostawa oprogramowania. Nr sprawy: ZP /15

Aplikacje Systemów. Nawigacja inercyjna. Gdańsk, 2016

SPOSOBY POMIARU KĄTÓW W PROGRAMIE AutoCAD

Zintegrowany system wizualizacji parametrów nawigacyjnych w PNDS

ZESZYTY NAUKOWE NR 2 (74) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Analiza wpływu informacji z logu na dokładność śledzenia obiektów w urządzeniach ARPA

METODA WERYFIKACJI SYSTEMU NAWIGACJI INERCJALNEJ NA OKRĘ CIE PODWODNYM

3. WYNIKI POMIARÓW Z WYKORZYSTANIEM ULTRADŹWIĘKÓW.

TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

I. KARTA PRZEDMIOTU INŻYNIERIA BEZPIECZEŃSTWA NAWIGACJI

W OPARCIU JEDNOWIĄZKOWY SONDAŻ HYDROAKUSTYCZNY

Wykorzystanie nowoczesnych technologii w zarządzaniu drogami wojewódzkimi na przykładzie systemu zarządzania opartego na technologii GPS-GPRS.

Przykłady wybranych fragmentów prac egzaminacyjnych z komentarzami Technik nawigator morski 314[01]

OKREŚLENIE WPŁYWU WYŁĄCZANIA CYLINDRÓW SILNIKA ZI NA ZMIANY SYGNAŁU WIBROAKUSTYCZNEGO SILNIKA

INTERNETOWA TRANSMISJA DANYCH AIS DO STANOWISKA AUTOMATYZACJI NAWIGACJI RADAROWEJ

PREZENTACJE. Wykorzystanie morskich technik i środków hydrograficznych w badaniach akwenów śródlądowych obszary działań i możliwości

Walidacja metod analitycznych Raport z walidacji

Komentarz technik nawigator morski 314[01]-01 Czerwiec 2009

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE

Opis przedmiotu zamówienia

INWENTARYZACJA BATYMETRYCZNA REDY PORTU GDAŃSK NA PRZEDPOLU HISTORYCZNEGO UJŚCIA RZEKI WISŁY

TITAN 2.0. Analiza czasowo- przestrzenna. Opis zmian wprowadzonych do wersji 2.0 w odniesieniu do wersji 1.0

DOWIĄZANIE GEODEZYJNE W WYBRANYCH ZADANIACH SPECJALNYCH REALIZOWANYCH NA MORZU 1

WYBÓR PUNKTÓW POMIAROWYCH

Ćwiczenie 3,4. Analiza widmowa sygnałów czasowych: sinus, trójkąt, prostokąt, szum biały i szum różowy

POZIOM UFNOŚCI PRZY PROJEKTOWANIU DRÓG WODNYCH TERMINALI LNG

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

PRZETWARZANIE CZASOWO-PRZESTRZENNE SYGNAŁÓW PROJEKT -2016

Laboratorium techniki laserowej Ćwiczenie 2. Badanie profilu wiązki laserowej

Dokładność pozycji. dr inż. Stefan Jankowski

I Studenckie Seminarium Naukowe STRESZCZENIA. Gdynia r.

OBIEG INFORMACJI I WSPOMAGANIE DECYZJI W SYTUACJACH KRYZYSOWYCH

Instytut Nawigacji i Hydrografii Morskiej, Akademia Marynarki Wojennej w Gdyni. Dywizjon Zabezpieczenia Hydrograficznego Marynarki Wojennej, Gdynia

POSITION ACCURACY PROJECTING FOR TERRESTRIAL RANGING SYSTEMS

KLOS.NET.PL Ul. Odrowąża 29a Bielsko-Biała Tel: Auto System

Artur Makar, Krzysztof Naus POZYSKIWANIE DANYCH DO TWORZENIA NUMERYCZNEGO MODELU DNA OBTAINING OF DATA FOR DIGITAL SEA BOTTOM MODEL WSTĘP

Horyzontalne linie radiowe

WYBRANE ELEMENTY CYFROWEGO PRZETWARZANIA SYGNAŁÓW W RADARZE FMCW

BADANIE STRUKTURY DNA ZATOKI GDAŃ SKIEJ METODĄ AKUSTYKI NIELINIOWEJ

ANALIZA WPŁYWU LICZBY PASAŻERÓW NA CZAS EWAKUACJI PORTU LOTNICZEGO RADOM

STEROWANIE ROZMYTE KURSEM I ZANURZENIEM POJAZDU PODWODNEGO BADANIA SYMULACYJNE I EKSPERYMENTALNE

OPTYMALIZACJA ZBIORNIKA NA GAZ PŁYNNY LPG

Ćwiczenie 21. Badanie właściwości dynamicznych obiektów II rzędu. Zakres wymaganych wiadomości do kolokwium wstępnego: Program ćwiczenia:

2.2 Opis części programowej

Politechnika Gdańska Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa St. inż. I stopnia, sem. IV, Transport. Luty Automatyzacja statku 1.

1 Obsługa aplikacji sonary

Ćwiczenie: "Kinematyka"

Ćwiczenie: "Pomiary rezystancji przy prądzie stałym"

LABORATORIUM METROLOGII

PROJEKT Z HYDROLOGII CHARAKTERYSTYKA ZLEWNI RZEKI

System satelitarnego pozycjonowania i nadzoru pojazdów, maszyn i urządzeń

Dopasowywanie modelu do danych

Marzec Politechnika Gdańska Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa St. inż. I stopnia, sem. IV, Oceanotechnika, ZiMwGM

BADANIE METOD I PROJEKTOWANIE USŁUG LOKALIZACYJNYCH W SIECIACH RADIOKOMUNIKACYJNYCH

ELEMENTY AUTOMATYKI PRACA W PROGRAMIE SIMULINK 2013

Podstawy programowanie systemów wizyjnych InSight firmy Cognex. Środowisku InSight Explorer / Spreadshee

Tematy prac dyplomowych w Katedrze Awioniki i Sterowania Studia II stopnia (magisterskie)

ANALIZA PARAMETRÓW RADAROWEGO RÓWNANIA ZASIĘGU

Symulacja sygnału czujnika z wyjściem częstotliwościowym w stanach dynamicznych

ZGRYWANIE OBRAZU RADAROWEGO Z MAPĄ MORSKĄ METODĄ WYRÓWNANIA

Kompresja JPG obrazu sonarowego z uwzględnieniem założonego poziomu błędu

Ruch jednostajnie przyspieszony wyznaczenie przyspieszenia

Laboratorium nr 2 i 3. Modele propagacyjne na obszarach zabudowanych

BADANIA SYMULACYJNE PROCESU HAMOWANIA SAMOCHODU OSOBOWEGO W PROGRAMIE PC-CRASH

PODSTAWY NAWIGACJI Pozycja statku i jej rodzaje.

WYZNACZANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU METODAMI SYMULACYJNYMI

KARTA POMIAROWA - ćwiczenie nr 2 Parametry techniczno - eksploatacyjne radarów. Nazwisko i imię:

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

ZASTOSOWANIE TECHNIK SONAROWYCH I WSPOMAGANIA DGPS DO POMIARÓW EKSPLOATOWANYCH AKWENÓW

ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJĄCEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE CZERWIEC 2010

Model symulacyjny robota Explorer 6WD z uwzględnieniem uszkodzeń

Wykorzystanie nowoczesnych technik prognozowania popytu i zarządzania zapasami do optymalizacji łańcucha dostaw na przykładzie dystrybucji paliw cz.

Rozwój prac projektowych przemysłowego systemu wydobywania konkrecji z dna Oceanu Spokojnego poprzez realizację projektów badawczo-rozwojowych

Ćwiczenie: "Obwody prądu sinusoidalnego jednofazowego"

Nocne migracje ptaków i ich obserwacje za pomocą radaru ornitologicznego

WYKRYWANIE USZKODZEŃ W LITYCH ELEMENTACH ŁĄCZĄCYCH WAŁY

SCENARIUSZ LEKCJI. Jedno z doświadczeń obowiązkowych ujętych w podstawie programowej fizyki - Badanie ruchu prostoliniowego jednostajnie zmiennego.

Transkrypt:

WĄŻ Mariusz 1 NAUS Krzysztof Wykorzystanie obrazów sonarowych do wyznaczania pozycji pojazdów podwodnych nawigacja podwodna sonar hydrografia Streszczenie Artykuł przedstawia wyniki badań wykorzystania twz. porównawczych metod wyznaczania pozycji w prowadzeniu nawigacji pojazdu podwodnego. Metody te cechują się autonomicznością i mogą być stosowane pod wodą gdzie jest ograniczona możliwość zastosowania innych metod pozycjonowania. Podstawą do przeprowadzenia badań były obrazy sonarowe dna morskiego pozyskane w wyniku symulacji komputerowej USAGE OF SONAR IMAGES IN UNDERWATER NAVIGATION Abstract The paper presents results of the research on application of the so-called comparative methods in underwater navigation. The very useful properties of these methods are autonomy and applicability in underwater conditions where other positioning methods cannot usually be used. Throughout the experiments simulated sonar images of the sea bottom were applied. 1. WSTĘP Pojazdy podwodne to urządzenie bezzałogowe lub załogowe przystosowane do poruszania się w toni wodnej, z własnym napędem lub bez napędu, sterowane zdalnie lub automatycznie. Stanowią one mobilną platformę montażową dla różnych urządzeń pokładowych dzięki którym, mogą realizować różne zadania tj: inspekcja obiektów podwodnych, badania naukowe, prace ratownicze, wspomaganie pracy nurka, działania militarne, itp. Do realizacji tych funkcji konieczne jest określenie współrzędnych pozycji pojazdu podwodnego w toni wodnej. Podstawową metodą wyznaczania pozycji pod wodą jest zliczenie drogi, czyli tzw. prowadzenie nawigacji zliczeniowej. Do systemów wykorzystujących tą metodę zaliczamy INS (System Nawigacji Inercjalnej). Daje on doskonałe rezultaty dzięki zastosowaniu nowoczesnych czujników mierzących przyspieszenia we wszystkich kierunkach. Zastosowanie trzech akcelerometrów w krótkich odstępach czasu pozwala na precyzyjne wyznaczenie pozycji. Niestety z biegiem czasu błąd pozycji szybko przyrasta. Wymagane jest zatem zastosowanie innych metod i systemów. Do takich należą hydroakustyczne systemy wyznaczania pozycji. Systemy te dzielą się na: systemy ultra krótkiej linii bazowej (USBL - Ultra Short BaseLine), systemy krótkiej linii bazowej (SBL - Short BaseLine) oraz systemy długiej linii bazowej (LBL - Long Baseline). W systemach tych do określenia pozycji wykorzystuje się różnice odległości pomiędzy antenami odbiorczymi poszczególnych przetworników a anteną nadawczą transpondera umieszczonego na pojeździe podwodnym. W projektowaniu nowych systemów dąży się tego aby posiadały one cechę autonomiczności, czyli niezależność od zewnętrznych źródeł informacji. Możliwe jest to np. stosując do wyznaczania pozycji metody nawigacji porównawczej.. BADANIA SYMULACYJNE Badania nad możliwością wykorzystania porównawczych metod wyznaczania pozycji w nawigacji pojazdów podwodnych przeprowadzono na opierając się na danych symulowanych. Spowodowane to było brakiem możliwości testowania rzeczywistych systemów sonarowych (ograniczenia finansowe, czasowe, brak możliwości przeprowadzenia testów morskich). Celem badań było określenie przydatności ww. metod do określania pozycji pojazdów podwodnych oraz określenie kierunku dalszych badań w tym zakresie. Do testów wykorzystano Symulator Obrazów Sonarowych opracowany w INiHM i opisany w [1] [4] [5] []. Obrazy sonarowe powstają podczas prowadzenia sondażu akwenu, który polega na określeniu odległości od przetwornika hydroakustycznego do poszczególnych elementów dna morskiego. Wszystkie wykryte obiekty są identyfikowane pod względem siły celu i przedstawione graficznie w postaci echogramu. Odległość od wykrytego elementu dna obliczana jest na podstawie pomiaru różnicy czasu pomiędzy wysłaniem sygnału, a jego odebraniem. Siła celu zależy od kąta pod jakim pada wiązka na powierzchnię obiektu i od rodzaju dna. W symulatorze uwzględnia się rodzaj dna morskiego, 1 Akademia Marynarki Wojennej im. Bohaterów Westerplatte, Instytut Nawigacji i Hydrografii Morskiej; 1-10 Gdynia; ul. Śmidowicza 1. Tel: +4 5 5, E-mail: m.waz@amw.gdynia.pl; Akademia Marynarki Wojennej im. Bohaterów Westerplatte, Instytut Nawigacji i Hydrografii Morskiej; 1-10 Gdynia; ul. Śmidowicza 1. Tel: +4 5 50, E-mail: k.naus@amw.gdynia.pl; 401

jego ukształtowanie w stosunku do płaszczyzny przetwornika hydroakustycznego, częstotliwość sondowania, prędkość przejścia jednostki sondującej oraz parametry techniczne sonaru, takie jak kąt nachylenia przetwornika sonaru względem pionu, moc wysyłanego sygnału, zasięg, szerokość wiązki w pionie i poziomie, płynną regulację wzmocnienia odebranego sygnału. Wyniki pomiarów rejestrowane są cyfrowo. Przed generowaniem obrazów sonarowych specjalnie dobiera się model przestrzennego dna. Dalszy ciąg tworzenia obrazów sonarowych polega na wprowadzeniu algorytmu, który oblicza wartość natężenia sygnału zwrotnego, powracającego do przetwornika urządzenia hydroakustycznego i następnie na tej podstawie oblicza odległość do poszczególnych oświetlonych elementów dna morskiego. Po tym etapie następuje wizualizacja danych wejściowych. Polega ona na prezentacji profili odebranych sygnałów w postaci sonogramu. a) b) Rys. 1. Kanał wizualizacji pracy sonaru bocznego (sonogram klasyczny a), sonogram D b)) [] W badaniach symulacyjnych sprawdzano szereg metod porównawczych. W algorytmach wzajemnego dopasowania obrazów wykorzystują one tzw. funkcje podobieństwa, które określają wzajemną zależność między badanymi obrazami. Opisane są one szczegółowo w [] [] [4]. Do badań wykorzystano: A. Funkcje odległości: Odległość Euklidesa, Odległość Camberra; B. Funkcje bliskości: bliskość Tanimoto; C. Funkcja korelacji liniowej Pearsona. Rys.. Fragment interfejsu programu nawigacja podwodna obejmujący obiekt do wyznaczania pozycji obserwowanej metodami porównawczymi Rys.. Interfejs operatora (użytkownika) programu nawigacja podwodna [11] Dla potrzeb ćwiczenia opracowano dwa numeryczne modele terenu (mapy dna): 40

Akwen A o wymiarach 5,0 5,0 mil morskich, który obejmuje fragment Zatoki Gdańskiej w rejonie ujścia Przekopu Wisły, ujścia Wisły śmiałej oraz tor podejściowy do Portu Północnego i wyznaczony punktami o następujących współrzędnych geograficznych,: 1) = 54 1,0 N; = 01 45,0 E ) = 54,0 N; = 01 45,0 E ) = 54 1,0 N; = 01 5,5 E 4) = 54,0 N; = 01 5,5 E Akwen charakteryzuje się zróżnicowaną rzeźbą dna. Minimalna głębokość to 4,4 m, a maksymalna 40, m. a) b) Rys. 4. Akwen A obraz modelu dna; a) D; b) D Akwen B o wymiarach 5,0 5,0 mil morskich, obejmujący fragment Zatoki Gdańskiej na północ od m. Jastarnia i wyznaczony punktami o następujących współrzędnych geograficznych: 1) = 54 44,0 N; = 01,0 E ) = 54 4,0 N; = 01,0 E ) = 54 44,0 N; = 01 4,4 E 4) = 54 4,0 N; = 01 4,4 E Akwen charakteryzuje się rzeźbą dna w kształcie charakterystycznego stoku. Minimalna głębokość to 14, m, a maksymalna 7, m. a) b) Rys. 5. Akwen B obraz modelu dna; a) D; b) D. WYNIKI BADAŃ Jak wspomniano powyżej przyjęto że badania zostaną przeprowadzone na dwóch akwenach. Akweny różnią się od siebie pod względem charakteru ukształtowania dna. Nad każdym dnem operator przeprowadzi po dziesięć przebiegów na wszystkich trasach. Opracowano cztery scenariusze przejść, w których określono następujące parametry: model dna; pozycję startową (współrzędne lokalne X, Y); kurs początkowy pojazdu podwodnego; prędkość początkową pojazdu podwodnego; zakres zmian prędkości; trasę przejścia (współrzędne lokalne X, Y punktów zwrotu). Powyższe parametry dla lepszej organizacji pracy opracowano w formie arkusza Excel. 40

Tab. 1. Arkusz scenariuszy testowych scenariusz A/1 A/ B/1 B/ model dna Dno A Dno A Dno B Dno B X start 00 1000 50 1400 Y start 10 00 000 0 kurs start 110 40 70 0 prędkość max 15 1 prędkość min 15 5 10 t_1,5; 150, 1,1; 4,0 1,7; 71,0 15,41; 0, t_ 1011,41; 14, 157,; 0, 7,0; 1,1 0,1; 75, t_ 147,45; 17,4 10,4; 5,0 4,5; 4,07 5,; 1,75 t_4 17,75; 07,; 05,0; 1,; 17, t_5 1,; 005 4, 1,75; 11,0 5, 17,;,4,4 5,1; 17,0 Trasa przejść pojazdu podwodnego według pierwszego scenariusza (A/1) przebiega w akwenie A nad torem podejściowym do Portu Północnego. Charakterystyczne jest tu pogłębienie dna na długim i wąskim odcinku. Prędkość przejść jest stała i wynosi węzłów. Rys.. Trasa przejść pojazdu podwodnego w czasie realizacji scenariusza A/1 Trasa drugiego scenariusza (A/) również została poprowadzona po akwenie A jednak w ten sposób by swoim przebiegiem objąć dno o zróżnicowanym gradiencie głębokości. Prędkość przejść jest stała i wynosi 15 węzłów. Rys. 7. Trasa przejść pojazdu podwodnego w czasie realizacji scenariusza A/ Trasa trzeciego scenariusz (B/1) przebiega w akwenie B. Została tak zaplanowana, aby pojazd podwodny przeszedł z małej głębokości na dużą, prostopadle do izobat. Prędkość przejścia w granicach od 5 do węzłów. 404

Rys.. Trasa przejść pojazdu podwodnego w czasie realizacji scenariusza B/1 Trasa czwartego scenariusz (B/) przebiega w akwenie B równolegle do izobat w taki sposób by gradient głębokości był najmniejszy. W punkcie wykonano zwrot na charakterystyczny obiekt znajdujący się na obrazie dna. Następnie w punktach,4,5 określono pozycje w krótkich odstępach czasu tak,że zarejestrowane pozycje obserwowane są blisko siebie. Rys.. Trasa przejść pojazdu podwodnego w czasie realizacji scenariusza B/ Pozycje obserwowane są określane zawsze w tych samych punktach pomiarowych. Każdy pomiar pozycji przeprowadzono przy wykorzystaniu różnych algorytmów dopasowania. Jak wspomniano wyżej narzędziem analizy zależności pomiędzy obrazami była funkcja odległościową Euklidesa, znormalizowana funkcja Camberra oraz funkcję bliskości Tanimoto. Wartość współczynnika dopasowania klasyfikuje dany obraz sonarowy jako rozpoznany. Dla funkcji Euklidesa będzie to najmniejsza wartość współczynnika dopasowania, dla Funkcji Camberra największa, a dla funkcji Tanimoto jak najbardziej zbliżona do jedności (rys. 10). a) b) 405

kurs prędkość [w] t [min] błąd ins [m] c) Rys. 10. Wartości współczynników dopasowania określone za pomocą: a) funkcji odległościowej Euklidesa, b) funkcji Camberra, c) funkcji bliskości Tanimoto Poniżej przedstawiono wykresy charakteryzujące wartości współczynników wzajemnego dopasowania pomiędzy obrazem rzeczywistym a obrazem sonarowym w tych funkcjach. Wyniki uzyskane z dziesięciokrotnej serii pomiarów uśredniono i opracowano w formie tabel osobno dla każdego ze scenariuszy. Błędy średnie przedstawiono w postaci wykresów. scenariu sz a/1 startowa t 1 t t t 4 t 5 rzeczywista x y euklides, tanimoto 00 10 110 - Tab.. Uśrednione wyniki pomiarów według scenariusza A/1 obserwowana camberr x y x y bład średni [m],5 150, 105 1,5 157 0 15,4 1011,4 14, 100 17 4,5 100 15 10 157 17, 1 147,4 17,4 100 1 5,5 1501 170 14 170 5,1 5 17,7 17, 10 5,5 144 175 1 105, 5 1, 005 10 0 75 0 040 0 040,5 140 10 Błąd średni [m] 100 0 0 40 Błąd średni pozycji okreslonej za pomocą metody porównawczej Błąd średni pozycji okreslonej za pomocą INS 0 0 1 4 5 Seria pomiarów Rys. 11. Błędy średnie pozycji obserwowanych w seriach pomiarów według scenariuszu A/1 40

kurs prędkość [w] t [min] błąd ins [m] kurs prędkość [w] t [min] błąd ins [m] scenariu sz a/ startowa t 1 t t t 4 t 5 rzeczywista x y euklides, tanimoto 1000 00 040 - - - 1,1 157, 10,4 07, 1,7 4,0 0, 5,0 4, 11,0 Tab.. Uśrednione wyniki pomiarów według scenariusza A/ obserwowana camberr x y x y bład średni [m] 040 1 14 5 10 440 11 45,57 00 17 1 40 100 10 100 10 77,54 040 1 1 45 10 0 10 1 107,4 1 040 5 0 50 10 0 15 57 0,1 040 0 55 0 000 45 1 11,0 10 100 Błąd średni [m] 0 0 40 Błąd średni pozycji określany za pomocą metody porównawczej Błąd średni pozycji określany za pomocą INS 0 0 1 4 5 Seria pomiarów Rys. 1. Błędy średnie pozycji obserwowanych w seriach pomiarów według scenariuszu A/ scenariu sz b/1 startowa t 1 t t t 4 t 5 rzeczywista x y euklides, tanimoto 50 000 70 5 - - 1, 7 7,0 4,5 05,0 17, 71,0 1, 1 4,0 7 5,,4 Tab. 4. Uśrednione wyniki pomiarów według scenariusza B/1 obserwowana camberr x y x y bład średni [m] 71 5 7 17,5 0 400 5 5 4,17 11 7,5 05 45 0 410 70 1 40 41 05 41 1,1 15, 5 70 5 0 50 00 0 07 71 7,50 70 5 5 170 0 1750 401 141, 407

kurs prędkość [w] t [min] błąd ins [m] 50 00 Błąd średni [m] 150 100 Błąd średni pozycji okreslanej za pomocą metody porównawczej Błąd średni pozycji okreslanej za pomocą INS 50 0 1 4 5 Seria pomiarów Rys. 1. Błędy średnie pozycji obserwowanych w seriach pomiarów według scenariuszu B/1 scenariu sz b/1 startowa t 1 t t t 4 t 5 rzeczywista x y euklides, tanimoto 1400 0 00 10 -* - 15,4 1 0,1 5, 1, 5,1 0, Tab. 5. Uśrednione wyniki pomiarów według scenariusza B/ obserwowana camberr x y x y bład średni [m] 0 10 55 10 0 17 1 4,5 75, 10 7 7,5 040 70 0 771 4,5 1,7 5,4 17,0 00 10 0 75 0 0 7 5 5, 0 1 1 77,5 0 40 4 7, 0 10 0 0 1 0 00 5, Rys. 14. Błędy średnie pozycji obserwowanych w seriach pomiarów według scenariuszu B/ Poniżej przedstawione wykresy charakteryzują dokładność pozycji obserwowanych uzyskiwanych metodą porównawczą oddzielnie dla akwenu A oraz akwenu B. Rys. 15. Dokładność pozycji obserwowanej metodą porównawczą dla akwenu A 40

Rys. 1. Dokładność pozycji obserwowanej metodą porównawczą dla akwenu B 4. WNIOSKI Analizując systemu nawigacji inercjalnej INS można stwierdzić, że przyrost błędu pozycji zliczonej przy zadanych błędach pracy kształtował się na poziomie 150 [m/h]. Poniższy wykres przedstawia zestawienie średnich błędów pozycji otrzymanych w wyniku symulacji. Rys. 17. Porównanie błędów średnich pozycji wyznaczonych za pomocą systemu INS z mi obserwowanymi uzyskanymi metodą porównawczą oddzielnie dla akwenu A i akwenu B Systemy działające w oparciu o metody porównawcze mogą stanowić uzupełnienie systemów INS w przypadku długotrwałego przebywania pojazdu pod wodą. Błąd wyznaczania pozycji w tych systemach nie jest zależny od czasu. Dla czasu pracy pojazdu podwodnego powyżej 40 minut systemy te powinny dostarczyć dokładniejszą pozycję obserwowaną. 5. BIBLIOGRAFIA [1] Felski A., Czaplewski K., Wąż M., The New Concept of Autonomous Underwater Vehicle Navigation - European Navigation Conference 00, ENC 00 Manchester, UK (7-10 May 00). [] Stateczny A., Metody Nawigacji Porównawczej, Gdynia 004. [] Stateczny A., Nawigacja Porównawcza, Gdańsk 001. [4] Wąż M., Czaplewski K., Precise tracking positions of a submarine vehicle. Annual of Navigation 1/00,str. 5-4 [5] Wąż M. Czaplewski K., The conception of underwater navigation simulator. The Proceedings of th Russian Scientific Technical Conference The Present-Day State and Problems of Navigation and Oceanography, Rosja, St. Petersburg 007. [] Wąż M., Szulc D. Wstępne założenia do budowy symulatora systemów sonarowych. Zeszyty naukowe AMW, 00 nr 1, Gdynia 00. 40