ВКР: Проектирование гидроакустического канала связи с автономными подводными роботизированными платформами

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................................... 3

1. ОПИСАНИЕ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО КАНАЛА СВЯЗИ С АВТОНОМНЫМИ ПОДВОДНЫМИ РОБОТИЗИРОВАННЫМИ ПЛАТФОРМАМИ ...................... 6

1.1 Краткое описание автономных подводных роботизированных платформ .... 6

1.2 Автономные необитаемые подводные аппараты............................................ 6

1.2.1 Общая характеристика................................................................................. 6

1.2.2 Этапы развития АНПА................................................................................. 8

1.2.3 Обзор современных АНПА........................................................................ 11

1.3 Экологический мониторинг, осуществляемый с помощью АНПА.............. 22

2. ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АНПА............................................. 28

2.1 Гидроакустические системы навигации. Общие характеристики................ 28

2.2 Гидроакустические системы связи. Общие характеристики........................ 30

2.3 Гидроакустические средства бортовой автономной навигации................... 30

2.4 Задачи разработки автономнй подводной автоматизированной платформы 31

3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА АНПА 35

3.1 Задачи, возлагаемые на АНПА экологического мониторинга...................... 35

3.2 Выбор и обоснование гидроакустического комплекса для АНПА............... 36

3.3 Функционирование отдельных модулей АНПА........................................... 53

3.4 Функционирование гидроакустической системы связи................................ 67

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СРЕДСТВА АНПА ................................................. 80

4.1 Описание типового сценария миссии по экологическому мониторингу с использованием АНПА...................................................................................... 80

4.2 Определение затрат на реализацию экологической миссии АНПА............. 81

4.3 Расчѐт затрат на ликвидацию аварии подводного нефтепровода................. 83

4.4 Технико-экономическое обоснование экологической миссии АНПА.......... 84

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................................. 86

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.................................................. 87

ВВЕДЕНИЕ

Гидроакустический канал связи является одним из основных способов обеспечения связи между автономными подводными роботами и оператором на поверхности. Этот канал обеспечивает передачу данных и команд, а также позволяет роботизированным платформам передавать свои данные и информацию о окружающей обстановке.

Проектирование гидроакустического канала связи начинается с выбора подходящих частот для передачи звуковых сигналов под водой. Обычно используются частоты в диапазоне от нескольких кГц до нескольких десятков кГц, которые хорошо распространяются в воде и обеспечивают надежную связь на дальние расстояния.

Для передачи данных через гидроакустический канал используются цифровые модуляции, такие как фазовая или частотная модуляция, которые позволяют эффективно передавать информацию на большие расстояния и с высокой скоростью передачи.

Одним из ключевых аспектов проектирования гидроакустического канала связи является минимизация помех от окружающей среды, таких как шумы от судов, морских животных и гидролокаторов. Для этого могут применяться методы цифровой обработки сигналов, а также использование специальных антенн и фильтров.

Кроме того, важным аспектом проектирования гидроакустического канала связи является обеспечение безопасности передачи данных, включая защиту от перехвата и вмешательства в передаваемую информацию.

В целом, проектирование гидроакустического канала связи с автономными подводными роботизированными платформами требует комплексного подхода и учета различных факторов, таких как дальность передачи, скорость передачи данных, безопасность и надежность связи. Однако при правильном подходе и использовании современных технологий, можно создать эффективный и надежный канал связи, который обеспечит эффективную работу автономных подводных роботов.

Цель дипломной работы состоит в разработке эффективного гидроакустического канала связи, который обеспечит надежную и стабильную передачу данных между автономными подводными роботами и операторами на поверхности.

Задачи исследования включают в себя анализ существующих технологий и методов передачи данных в гидроакустических каналах, разработку математической модели канала связи, оптимизацию параметров передаваемых сигналов, исследование методов повышения эффективности связи.

Объектом и предметом исследования является процесс передачи данных в гидроакустическом канале связи с автономными подводными роботами.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке новых методов и алгоритмов обеспечения надежной связи в условиях подводной среды, что может быть полезно для различных отраслей, таких как морское дноисследование, нефтегазовая промышленность, оборонная промышленность и другие.

Практическая значимость заключается в возможности применения разработанных методов и технологий в реальных условиях работы автономных подводных систем.

Научная новизна работы состоит в разработке новых подходов к проектированию гидроакустического канала связи с автономными подводными роботами, которые могут улучшить эффективность передачи данных и обеспечить стабильную работу системы в различных условиях подводной среды.

Структура работы: дипломная работа состоит из ведения, 4-х глав, заключения, списка использованной литературы и приложений.