способ проводки речных и морских судов по заданной траектории

Формула изобретения

Способ проводки речных и морских судов по заданной траектории на основе лазерного створного маяка, отличающийся тем, что два лазерных луча, генерируемые двумя лазерными маяками, развернутые по вертикали, синхронно сканирующие навстречу друг другу в азимутальной плоскости с заданной частотой и накладывающиеся при встречном движении, образуют три трехмерные области, заполненные лазерным излучением: область синхронного свечения, служащую указателем точного курса движущегося объекта для судоводителя, и две области асинхронного свечения, позволяющие оценить знак и степень отклонения движущегося объекта от заданной траектории.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сфере речных и морских коммуникаций и предназначено для обеспечения портов, судоходных каналов, водных путей рек, озер и морей надежным навигационным средством, позволяющим в любое время суток и при любых погодных условиях осуществлять проводку судов в сложных навигационных условиях.

Заявителю известны аналоги заявляемого изобретения как наиболее близкие ему по совокупности существенных признаков:

- Способ, реализуемый «Лазерной системой наведения», запатентованной в США в 1972 году, состоит в том, что два вращающихся лазерных маяка генерируют в пространстве заданные двух- и трехмерные эталонные кривые. Результирующая эталонная кривая, прослеживаемая в пространстве и представляющая собой геометрическое место точек пересечения составляющих лучей, и служит траекторией движения объекта (патент США № 3698816, 17.10.1972).

Недостатком данного способа является невозможность регистрации и оценки знака и степени отклонения движущегося объекта от заданной траектории, что, в свою очередь, лишает судоводителя возможности маневрировать судном и обеспечивать устойчивость его движения.

- Способ, реализуемый «Оптической системой проводки судов», защищенной авторским свидетельством СССР в 1987 году, состоит в том, что два лазерных маяка генерируют в пространстве два сканирующих навстречу друг другу в азимутальной плоскости луча, образующих в момент своего пересечения опорную плоскость, которая и определяет точный курс судна (а.с. СССР № 1420816, 1987).

Недостаток данного способа тот же, а именно: невозможность регистрации и оценки знака и степени отклонения движущегося объекта от заданной траектории движения.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение судоводителя возможностью маневрирования судном и обеспечение его устойчивой проводки в сложных навигационных условиях.

Указанная задача решается тем что два лазерных луча, генерируемые двумя лазерными маяками, развернутые по вертикали, синхронно сканирующие навстречу друг другу в азимутальной плоскости с заданной частотой и накладывающиеся при встречном движении, образуют три 3-мерные области, заполненные лазерным излучением: область синхронного свечения, служащую указателем точного курса для движущегося объекта (для судоводителя), и две области асинхронного свечения, позволяющие оценить знак и степень отклонения движущегося объекта от заданной траектории.

Техническим результатом изобретения является: точность оценки уклонения от курса судна (осевой линии створа) судоводителем может достигать 1 м на 1 км дальности и выше; при этом высокая видимость лазерных огней обеспечивает дальность действия лазерного створного маяка до 10 км и более.

Получение технического результата изобретения возможно только за счет применения специально созданного авторами для решения поставленной задачи и достижения ожидаемого технического результата лазерного створного маяка (ЛСМ) под кодовым названием «Анемон», одна из модификаций которого успешно работала четыре навигации на Волго-Балтийском водном пути.

На фиг.1 изображена схема устройства, реализующего способ.

Для обозначения курса судна 6 (корабля), идущего вдоль фарватера, на берегу устанавливаются два лазерных маяка 1, лучи которых с помощью сканирующих устройств движутся в горизонтальной плоскости синхронно, пересекаясь на оси створа 4 (и фарватера, соответственно). Частота сканирования выбирается из условий удобства наблюдений с судна. При движении вдоль оси 4 судоводитель видит оба лазерных огня в виде проблесков одновременно (см. фиг.2): вследствие малой угловой ширины луча - несколько угловых минут - каждый из лучей попадает в поле зрения лишь на короткое время, поэтому они воспринимаются как проблесковые. При нахождении судна на оси створа проблески синхронны (фиг.2); причем этот эффект имеет место в пределах осевой зоны створа 5, задаваемой заказчиком и вычисляемой по специальной методике исполнителем заказа. При отклонении судна от оси фарватера и его выходе за пределы осевой зоны створа 5 лучи воспринимаются "как бегущий огонь": справа налево - если судно уклонилось вправо, и слева направо - если оно уклонилось влево (см. фиг.2). При этом интервал между проблесками по мере увеличения отклонения судна также возрастает. При выходе судна за пределы рабочей зоны 3 и попадании его в нерабочую зону 2 маяки теряются из поля зрения, что свидетельствует о попадании судна в аварийную ситуацию.

К горизонтальному сканированию лазерных лучей добавляется вертикальное с заданной частотой для того, чтобы огни были видны из рубки судов разной высоты.