волоконно-оптическая система навигации на внутренних водных путях

Формула изобретения

Волоконно-оптическая система навигации на внутренних водных путях, состоящая из береговой и судовой частей, отличающаяся тем, что судовая часть содержит последовательно соединенные запоминающее устройство, кодер, модулятор, лазерный диод, апертурную волоконно-оптическую решетку, фотодетектор, декодер и индикатор информации, оптические выходы и входы апертурной волоконно-оптической решетки являются оптическими выходами и входами судовой части волоконно-оптической системы навигации, а береговая часть волоконно-оптической системы навигации включает оптический коммутатор и группу апертурных волоконно-оптических решеток, установленных на берегу и предназначенных для приема переданных с судна сигналов и переизлучения этих сигналов через коммутатор на все остальные апертурные волоконно-оптические решетки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к судовождению и может быть использовано при управлении судном на внутренних водных путях (ВВП) в сложных условиях плавания, в том числе когда отсутствует визуальная и радиосвязь между движущимися судами.

Из уровня техники известны системы навигации, в которых для связи и предупреждения судов на ВВП применяется ультракоротковолновая (УКВ) радиосвязь и радиолокация. Эти системы состоят из: судовой УКВ радиостанции и береговой УКВ радиостанции [1]; судовой УКВ радиостанции, расположенной на одном судне, и судовой УКВ радиостанции, расположенной на другом судне [2]; судовой радиолокационной станции (РЛС) и берегового радиолокационного маяка [1], судовой УКВ радиостанции, береговых РЛС и УКВ радиостанции [3](прототип). Основной недостаток этих систем навигации заключается в том, что их устойчивое функционирование обеспечивается только в пределах прямой видимости. В условиях плавания на ВВП УКВ радиостанции зачастую не могут обеспечить устойчивую связь между судами, особенно в случае, если суда из-за характера местности находятся вне пределов прямой видимости друг друга. Рельеф местности также вызывает нарушения в работе судовых и береговых РЛС. В частности, система навигации [3] - прототип не обеспечивает связь и получение информации о местоположении судна на указанных участках, что существенно снижает безопасность судоходства. При движении судов на ВВП большое значение имеет возможность согласовывать взаимные действия судов, находящихся вне пределов прямой видимости друг друга. Невозможность согласования взаимных действий судами, находящимися вне пределов прямой видимости, существенно снижает безопасность плавания судов на участках, характерных для ВВП [1].

К недостаткам УКВ радиосвязи также можно отнести низкую пропускную способность информации. В результате на передачу и прием информации, необходимой для безопасного выполнения маневра, судоводитель затрачивает значительное количество времени, тем самым уменьшая количество времени, необходимое на принятие решения о выборе безопасного маневра, что существенно снижает безопасность судовождения.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении устойчивости связи и безопасности судовождения на сложных участках ВВП, где по условиям местности нарушается работа УКВ радиостанций и РЛС. Этот технический результат достигается тем, что судовая часть волоконно-оптической системы навигации содержит последовательно соединенные запоминающее устройство, кодер, модулятор, лазерный диод, апертурную волоконно-оптическую решетку, фотодетектор, декодер и индикатор информации, оптические выходы и входы апертурной волоконно-оптической решетки являются оптическими выходами и входами судовой части волоконно-оптической системы навигации, береговая часть волоконно-оптической системы навигации включает в себя оптический коммутатор и группу апертурных волоконно-оптических решеток, каждая из которой соединена оптически с оптическим коммутатором.

На фиг.1 изображена судовая часть системы, на фиг.2 - береговая часть.

Судовая часть содержит последовательно соединенные запоминающее устройство (ЗУ) 1, кодер 2, модулятор (М) 3, лазерный диод (ЛД) 4, апертурную волоконно-оптическую решетку (АВОР) 5, фотодетектор (ФД) 6, декодер (Д) 7, индикатор информации (ИНД) 8 и оптические входы-выходы 9.

В состав береговой части системы входят группа апертурных волоконно-оптических решеток и оптический коммутатор 11, оптически связанный со всеми решетками . Апертурные волоконно-оптические решетки установлены на берегу в местах, вблизи которых из-за особенностей местности отсутствует УКВ радиосвязь.

Система работает следующим образом. Информация о судне (скорость, габариты, грузоподъемность и т. п. ), хранящаяся в запоминающем устройстве, через кодер и модулятор подается на лазерный диод, который преобразует ее в оптический сигнал и передает через решетку 5 в окружающую среду.

Переданный с судна сигнал принимается одной из решеток 10_i береговой части системы и через коммутатор 11 подается на все остальные решетки 10_j (ji), которые переизлучают этот сигнал.

Переизлученный сигнал принимается решетками 5 всех судов, находящихся в зоне действия системы, и через фотодетектор 6 подается на декодер 7, в котором выделяется переданная информация о судне и его местонахождении. Эта информация для использования и анализа поступает на индикатор информации 8.

Таким образом, изобретение позволяет решить проблему низкой устойчивости связи между судами на ВВП, а также позволит судам, которые не могут визуально наблюдать друг друга, обмениваться не только информацией о взаимном местоположении, параметрах движения и габаритах судов, но и обмениваться визуальной информацией. В результате все это обеспечит повышение уровня безопасности судоходства на ВВП.

Источники информации

1. А. М. Байрашевский, А.В. Жерлаков, А.А. Ильин и др. "Судовая радиоэлектроника и радионавигационные приборы". М.: Транспорт, 1989.

2. B.C. Удачин, В.Б. Соловьев "Судовождение на внутренних водных путях". М.: Транспорт, 1990.

3. В.В. Коновалов, Л.И. Кузнецова "Судовые радионавигационные приборы". М.: Транспорт, 1974. с.334-335.