Разработан подводный «ГЛОНАСС»

«Лаборатория подводной связи и навигации», резидент кластера передовых производственных технологий, ядерных и космических технологий Фонда «Сколково», создала уникальный водолазный навигационный приемник RedNAV. В колонке, написанной специально для Sk.ru, Александр Дикарев, руководитель научно-исследовательского отдела компании, рассказывает об истории создания, сложностях разработки и перспективах «подводного GPS»

Жизнь современного человека сложно себе представить без спутниковых навигационных систем GPS и GLONASS. Однако радиоволны не проникают через толщу воды, и до недавнего времени подводная навигация была доступна только военным или в баснословно дорогих промышленных решениях.

Под водой существует инерциальная навигация, основанная на счислении движения объекта от известной точки на поверхности. Но даже самые дорогие системы данного вида дают накопление ошибки на сотни метров за полчаса. Чтобы понять все трудности создания хорошей инерциальной системы, представьте, что вам завязали глаза и везут по городу на машине. Запоминая все повороты, ускорения и торможения, вы пытаетесь понять, где именно находитесь. Но со временем вы не только перестанете понимать движение автомобиля, но скорость, с которой он движется.

• 
• http://sk.ru/cfs-file.ashx/__key/communityserver-blogs-components-weblogfiles/00-00-00-21-34/5807.1.jpg

В воде также имеются акустические сигналы. Наши соседи по планете, живущие в океанах, давно научились использовать звук под водой вместо зрения, как отличный способ навигации.

За последние 5-7 лет в сети появлялась многочисленная информация, в той или иной степени обещающая наконец-то дать потребителю «настоящий подводный GPS». Но официально никто до сих пор не заявил о начале продаж. Никто, кроме нас.

Команда «Лаборатории подводной связи и навигации» поставила себе задачу сделать систему, максимально близкую по надежности и функционалу к привычным нам GPS и GLONASS. Систему, которая работала бы под водой и которой могли бы пользоваться обычные люди.

Мы взяли за основу принцип функционирования спутниковых навигационных систем, расположив на поверхности воды вместо спутников четыре небольших плавучих буя RedBASE. Данные буи ретранслируют под воду спутниковый сигнал в виде акустических волн. Такая компоновка системы навигации называется длиннобазовой, или LBL (Long Base-line).

Буи расставляются на поверхности водоема за 10-15 минут до погружения. После чего неограниченное число водолазов c водолазными навигаторами RedNAV или подводные роботы c навигационными приемниками RedNODE одновременно могут определять свое точное географическое положение под водой. Как и GPS-навигатор, навигаторы RedNAV сохраняют полный трек движения водолаза. Перед погружением пользователь также может загрузить в него до 20 маршрутных точек по Bluetooth. В процессе плавания, нажатием одной кнопки, можно пометить текущее местоположение, которое затем вместе с треком может быть выгружено из устройства, сохранено в одном из популярных форматов и загружено, например, в GoogleEarth.

Вот так выглядит водолазный навигационный приемник RedNAV в работе:

• 
• http://sk.ru/cfs-file.ashx/__key/communityserver-blogs-components-weblogfiles/00-00-00-21-34/2.png

Никогда еще навигация под водой не была настолько близка по простоте и точности к привычной наземной навигации. Навигационный приемник выпускается в двух исполнениях: для водолазов, с выводом информации на OLED-дисплей, и для подводных роботов. Приемник имеет унифицированный с обычными наземными GPS/GLONASS-навигаторами протокол, так что работа с ним практически ничем не отличается от работы с обычными GPS-модулями.

Уникальная технология цифровой широкополосной гидроакустической помехоустойчивой связи позволяет даже в сложных условиях с сильными переотражениями сигнала (такой эффект в акустике называют многолучевостью) получать точность определения местоположения порядка 1 метра.

Вместо обещаний мы показываем треки, полученные нашими устройствами в реальных водоемах:

• 
• http://sk.ru/cfs-file.ashx/__key/communityserver-blogs-components-weblogfiles/00-00-00-21-34/3.png

На этом треке видно как водолаз с легкостью выходил на буи и вернулся в в начальную точку маршрута.

А вот здесь показано движение другого водолаза. Он прошел более 200 метров и вернулся в точности по своему следу:

• 
• http://sk.ru/cfs-file.ashx/__key/communityserver-blogs-components-weblogfiles/00-00-00-21-34/4.png

В настоящее время система RedWAVE не имеет аналогов ни в РФ, ни за рубежом. С ценой в разы меньше самых простых и недорогих импортных промышленных решений и несравнимо более богатым функционалом и точностью. Мы гордимся тем фактом, что весь путь с «набросок на салфетках» и до серийного производства система RedWAVE прошла в нашей стране.

Комментарий Максима Жаренова, директора по развитию и акселерации проектов кластера передовых производственных технологий, ядерных и космических технологий Фонда «Сколково»: «Разработчикам из „Лаборатории подводной связи и навигации“ удалось на раннем этапе добиться сравнительно высокой точности определения местоположения, что уже сейчас открывает для данного решения многие ниши коммерческого применения в промышленных системах, например, для нефтегазовой отрасли. Вариант системы, предназначенный для управления подводными дронами, в этом году при участии Фонда „Сколково“ был представлен нашим партнерам в России и за рубежом, достигнуты договоренности о запуске пилотных проектов. В ближайшем будущем мы ожидаем появление нескольких коммерческих конвергентных подводных систем, обеспечивающих эффективное сотрудничество морских беспилотных аппаратов и водолазов при выполнении широкого спектра производственных заданий».

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.