Infocommunications and Radio Technologies Infocommunications and Radio Technologies ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫЕ И РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 2587-9936 52829 10.15826/icrt.2018.01.2.13 Радиотехника и связь (05.12.00) RADIO ENGINEERING AND TELECOMMUNICATIONS (05.12.00) Радиотехника и связь (05.12.00) Local navigation system for automatic ship berthing Локальная навигационная система для автоматического причаливания судна Широков И Б Shirokov I B shirokov@ieee.org Скорик И В Skorik I V Аблякимов И С Ablyakimov I S Институт радиоэлектроники и информационной безопасности, Севастопольский государственный университет ru Institute of Radio Electronics and Information Security, Sevastopol State University ru Институт радиоэлектроники и информационной безопасности, Севастопольский государственный университет ru Institute of Radio Electronics and Information Security, Sevastopol State University ru Институт радиоэлектроники и информационной безопасности, Севастопольский государственный университет ru Institute of Radio Electronics and Information Security, Sevastopol State University ru 25 06 2018 25 06 2018 1 2 168 182 20 06 2018 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/52829/view

В работе показано, что для автоматического причаливания судна к причальной стенке необходимо решить задачу его точного позиционирования. Решить эту задачу с помощью глобальных навигационных систем не представляется возможным, поскольку последние не обладают необходимой точностью. Рассмотрены принципы и методы построения локальной навигационной системы, работа которой основана на измерении дальности между антеннами радиоэлектронного оборудования, устанавливаемого на борту судна и на причальной стенке. Для измерения дальности используется микроволновое распространение с последующим гомодинным преобразованием микроволновых сигналов и измерением разности фаз низкочастотных сигналов. Предложена структурная схема дальномера и описано его функционирование. Приведены основные соотношения, определяющие функционирование системы. Рассмотрена процедура определения дальности по измеренным разностям фаз сигналов, обозначены при этом некоторые ограничения метода. Обсуждены некоторые аспекты функционирования системы, связанные с выбором ее рабочих частот. Показано, что с использованием предложенной структурной схемы возможно создание эффективной локальной навигационной системы для обеспечения автоматического причаливания судна.

This paper shows that it is necessary to solve the problem of accurate ship positioning to provide automatic ship berthing. It is impossible to solve this problem using global positioning systems since they do not provide the proper precision. The principles and methods of development of a local navigation system are discussed. The system operation is based on measurement of the distance between the antennas of radio equipment installed on a ship and at the quay. Microwave propagation analysis is used for distance measurements. It is followed by a homodyne procession of microwave signals and the phase difference measurements on low-frequency signals. The block diagram of the rangefinder and its operation principles are described. The main equations that determine functioning of the system are given. The procedure of the range finding by measuring the phase difference between signals is analyzed; some limitations of the method are shown. Some aspects of system operation concerning selection of its operating frequencies are discussed. It is shown that using the proposed block diagram gives possibility to create an effective local navigation system to provide automatic ship berthing.

 роботизированное судно автоматическое причаливание навигационная система относительное позиционирование фазовый дальномер гомодинное детектирование robotic ship automatic mooring navigation system reference positioning phase rangefinder homodyne detection

Ahmed Y. A., Hasegawa K. Artificial neural network based automatic ship berthing combining PD controlled side thrusters - A combined controller for final approaching to berth // 13th International Conference on Control, Automation, Robotics & Vision, Singapore, 10-12th December 2014. С. 1304-1309. Ahmed Y. A., Hasegawa K. Artificial neural network based automatic ship berthing combining PD controlled side thrusters - A combined controller for final approaching to berth // 13th International Conference on Control, Automation, Robotics & Vision, Singapore, 10-12th December 2014. S. 1304-1309. A Study on Automatic Ship Berthing System Design / Bui V. P., Kim Y. B., Choi Y. W., Kawai H. // IEEE Proceedings of the 2009 International Conference on Networking, Sensing and Control, Japan, March 26-29, 2009. С. 181-184. A Study on Automatic Ship Berthing System Design / Bui V. P., Kim Y. B., Choi Y. W., Kawai H. // IEEE Proceedings of the 2009 International Conference on Networking, Sensing and Control, Japan, March 26-29, 2009. S. 181-184. Russell D. DGNSS Position Quality Information for DP Applications // Dynamic Positioning Conference, October 9-10, 2007. С. 1-10. Russell D. DGNSS Position Quality Information for DP Applications // Dynamic Positioning Conference, October 9-10, 2007. S. 1-10. Miles R. Performance modelling for local position reference sensors applied to RadaScan // Dynamic Positioning Conference, October 15-16, 2013. С. 1-15. Miles R. Performance modelling for local position reference sensors applied to RadaScan // Dynamic Positioning Conference, October 15-16, 2013. S. 1-15. Shirokov I. B. Precision Indoor Objects Positioning based on Phase Measurements of Microwave Signals // Evaluating AAL Systems Through Competitive Benchmarking, Indoor Localization and Tracking. Berlin: Springer-Verlag, 2012. С. 80-91. Shirokov I. B. Precision Indoor Objects Positioning based on Phase Measurements of Microwave Signals // Evaluating AAL Systems Through Competitive Benchmarking, Indoor Localization and Tracking. Berlin: Springer-Verlag, 2012. S. 80-91. Shirokov I. B. The Multitag Microwave RFID System // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2009. Т. 57, вып. 5, ч. 2. С. 1362-1369. Shirokov I. B. The Multitag Microwave RFID System // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2009. T. 57, vyp. 5, ch. 2. S. 1362-1369. Широков И. Б. Пат. 2584976 (РФ). Способ измерения дальности. Опубл. в Бюл. № 14, 2016. Shirokov I. B. Pat. 2584976 (RF). Sposob izmereniya dal'nosti. Opubl. v Byul. № 14, 2016.