Способ и устройство управления робототехническим комплексом морского базирвания

Способ и устройство управления робототехническим комплексом морского базирвания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Заявленные технические решения относятся к области электрорадиотехники, а именно к подводной технике электромагнитной связи, касаются приема и передачи сигналов подводными объектами включая морские робототехнические комплексы (МРТК), автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА) и батискафы, используемые для обслуживания коммуникаций портов, морских проходов узкостей* (*морские проходы узкостей - канал, пролив, фарватер, проход в порт, к пирсам и пр.), буровых платформ, морских путепроводов, а также ведения работ по мониторингу подводной обстановки без всплытия МРТК, в том числе в подледном положении.

Известен способ передачи телеметрической информации с забоя шельфовой скважины на морскую платформу [1], относящийся к системам передачи телеметрической информации для морских буровых установок и содержащий этапы, на которых формируют скважинную информацию в виде электромагнитного сигнала, излучают этот сигнал с помощью излучателя и принимают телеметрическую информацию в виде электромагнитного сигнала. При этом прием телеметрической информации осуществляют с помощью кабельной антенны с отрицательной плавучестью. Причем в состав кабельной антенны входят активный двухэлектродный участок и симметричный фидер в виде скрученной пары проводов. При этом длина фидера выбирается не меньше глубины моря в месте погружения кабельной антенны на шельф. Кроме того, сигнал, принимаемый антенной, может быть усилен с помощью усилителя, включенного в состав кабельной антенны между активным двухэлектродным участком и симметричным фидером. Дополнительно принимаемый сигнал фильтруют с помощью режекторного фильтра, включенного, в состав кабельной антенны между двухэлектродным участком и усилителем.

Недостатками данного способа являются высокий уровень атмосферных помех и помех, создаваемых оборудованием буровой установки, снижающие чувствительность поверхностного приемного узла и эффективность системы, а также необходимость использования для передачи телеметрической информации от забоя шельфовой скважины на морскую платформу дополнительных приборов, требующих обслуживания и снижающих надежность системы передачи информации.

Также известен способ двусторонней связи с подводным объектом [2], предназначенный для организации обмена информации погруженного в водную среду объекта с подводным, надводным, наземным и воздушным объектами. В данном способе для связи используют корпус подводного объекта в качестве активного вибратора. Между носовой и кормовой точками подводного объекта устанавливают шунтирующую перемычку. Шунтирующая перемычка служит обмоткой согласующего трансформатора. В районе кормовой и носовой точек устанавливают трансформаторы. Эти трансформаторы подсоединяют к шунтирующей перемычке. Одним из трансформаторов соединяют с входом радиоприемника, а другой - с входом радиопередатчика. При этом в качестве наиболее удаленных точек используют носовую и кормовую точки подводного объекта.

Недостатком предложенного технического решения является зависимость способа от длины шунтирующей перемычки и геометрических размеров подводного объекта, обеспечивающих максимальную дальность разнесения конечных точек его проводящего корпуса, применяемого в качестве активного электрического вибратора приемной и передающей антенн. Такое решение ориентировано на подводные объекты с большим водоизмещением и не обеспечит большие дальности связи на малых АНПА, МРТК и батискафах.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению (прототипом) является способ связи между акванавтами, рассмотренный в [3], и состоящий в том, что передаваемое сообщение преобразуется в электрический сигнал, и далее после усиления его мощности в ток приемопередающей дипольной антенны, создающей в водной среде электрическое поле, напряженность которого в месте приема преобразуется антенной в электрический сигнал, а затем в форму, удобную для восприятия. При этом обеспечивают максимум величины отношения квадрата эффективной длины антенны к модулю ее импеданса путем оптимизации размеров и формы электродов дипольной антенны и их расположения на акванавте, регулируют ток в передающем тракте и коэффициент усиления в приемном тракте исходя из значения импеданса оптимизированной антенны. Передаваемый сигнал предварительно преобразуют в цифровую форму и усиление мощности осуществляют в ключевом режиме с последующим восстановлением формы усиленного сигнала путем интегрирования перед подачей на антенну.

Недостатками способа-прототипа является низкая помехоустойчивость канала связи и обеспечение малой дальности связи способной осуществлять обмен информацией только в группе аквалангистов.

Известно устройство подводной электромагнитной связи для водолазов [4], содержащее закрепленные на шлеме водолазного снаряжения микрофон и лорингофон, связанные с ними приемопередатчик с преобразователем сигналов и с блоком питания, соединенный с преобразователем сигналов телефон. Приемопередатчик с преобразователем сигналов объединены в устройстве и снабжены излучателями в виде пары ортогональных электрических диполей, выполненных из углеродистой ткани, которые закреплены на водолазном костюме. При этом диполи приемопередающей антенны питаются токами одинаковыми по амплитуде, но сдвинутыми по фазе на 90°.

Недостатками данного устройства являются ограниченность данного вида связи телефонным режимом работы, а также зависимость дальности обеспечения связи глубиной погружения водолазов и радиусом их работы в звене водолаз-водолаз 80-120 метров, в звене корабль-водолаз 120-180 метров.

Также известно устройство для реализации способа связи между акванавтами [3], содержащее преобразователь передаваемого сообщения в электрический сигнал; усилитель мощности, выполненный в виде импульсного усилителя тока; согласующее устройство, выполненное в виде интегратора; дипольную приемопередающую антенну; усилитель принятого сигнала; преобразователь сигнала в форму, удобную для восприятия и включающую узел кодирования и декодирования речевых сообщений; блок регулировки тока в передающем тракте и коэффициента усиления в приемном тракте; модулятор, преобразующий аналоговый сигнал в цифровой; блок измерения импеданса антенны или электропроводности воды.

Недостатком устройства является обеспечение малой дальности. При этом на ее величину влияет ограничение в разнесении диполей, закрепляемых на голени и предплечье акванавта, а также незначительный запас энергетических ресурсов снаряжения аквалангиста.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению (прототипом) является система подводной электромагнитной связи [5], содержащая надводную и подводную станции, при этом надводная станция содержит передатчик, содержащий соединенные последовательно микрофон, предварительный усилитель, а также соединенные последовательно усилитель мощности, согласующее устройство, выполненное в виде двухобмоточного трансформатора, и двухэлектродную водную антенну, электроды которой размещены в воде. Подводная станция содержит приемник, содержащий последовательно соединенные подводную двухэлектродную антенну, электроды которой размещены в воде, согласующее устройство, выполненное в виде двухобмоточного трансформатора, предварительный усилитель, а также выходной усилитель, к выходу которого подключены головные телефоны. Причем у надводной станции передатчик содержит соединенные последовательно кварцевый генератор на частоту и манипулятор, а также трехконтактный двухпозиционный переключатель, у которого подвижный контакт соединен со входом усилителя мощности, первый неподвижный контакт соединен с выходом манипулятора, второй неподвижный контакт с выходом фильтра нижних частот, у которого вход соединен с выходом предварительного усилителя. Надводная станция содержит дополнительно приемник, содержащий соединенные последовательно двухэлектродную водную антенну, электроды которой размещены в воде, частотно-селективное согласующее устройство, настроенное на принимаемую частоту предварительный усилитель, узкополосный фильтр на частоту тональный генератор, выходной усилитель и головные телефоны. У подводной станции приемник содержит конденсатор, двухпозиционный двухконтактный переключатель, первый и второй двухпозиционный трехконтактный переключатель, соединенные последовательно узкополосный фильтр и тональный генератор. Причем конденсатор посредством двухпозиционного переключателя соединен с выводами вторичной обмотки трансформатора входного согласующего устройства. У первого двухпозиционного трехконтактного переключателя подвижный контакт соединен с выходом предварительного усилителя, первый неподвижный контакт соединен с первым неподвижными контактом второго двухпозиционного трехконтактного переключателя, второй неподвижный контакт первого двухпозиционного трехконтактного переключателя соединен с входом узкополосного фильтра. У второго двухпозиционного трехконтактного переключателя подвижный контакт соединен с входом выходного усилителя, второй неподвижный контакт соединен с выходом тонального генератора, подводная станция содержит дополнительно передатчик, содержащий последовательно соединенные кварцевый генератор на частоту манипулятор, предварительный усилитель, усилитель мощности, частотно-селективное согласующее устройство, настроенное на частоту выполненное в виде двухобмоточного трансформатора, к первичной обмотке которого подключен конденсатор, и двухэлектродную водную антенну, электроды которой размещены в воде.

Недостатком прототипа является снижение дальности связи с увеличением глубины погружения водолаза в скафандре из-за деформация частотных характеристик электроакустических преобразователей, а также увеличении шумовых характеристик связи на глубине.

Техническим результатом, достигаемым с помощью заявленных способа и устройства управления робототехническим комплексом морского базирования, является повышение надежности, помехоустойчивости и дальности связи при обмене данными, а также расширение области применения устройств данного назначения и снижение энергопотребления.

В заявленном способе управления робототехническим комплексом морского базирования технический результат достигается следующим. При передаче телеметрическую информацию преобразуют в электрический сигнал, и далее усиливают его по мощности в ключевом режиме, преобразуют в ток приемопередающей дипольной антенны, создающей в водной среде электрическое поле, при этом обеспечивают максимум величины отношения квадрата эффективной длины антенны к модулю ее импеданса. При приеме данных с телеметрической информацией преобразуют напряженность электрического поля в водной среде в электрический сигнал на выходе антенны, согласуют параметры антенны с параметрами приемного тракта путем регулировки коэффициента усиления приемного тракта и преобразуют принятый электрический сигнал в форму, удобную для восприятия. При этом на первом этапе при приеме данных после согласования параметров антенны с параметрами приемного тракта усиливают выделенную смесь полезного сигнала из всей совокупности колебаний и шумов, выделяют радиосигнал путем частотно-селективной фильтрации на фиксированных рабочих частотах для робототехнического комплекса и для управляющего объекта, демодулируют исходные телеграфные посылки из принятого на рабочей частоте сигнала, усиливают их, декодируют в соответствие с заданным алфавитом и принятым между абонентами протоколом обмена данными. На втором этапе, получают запрос от абонента или команду в соответствие с частотно-временным расписанием на организацию сеанса связи, разворачивают второй электрод водной приемопередающей антенны, ориентируют антенну в водном пространстве по азимуту и углу места с учетом направления и скорости подводного течения, изменения курса движения робототехнического комплекса или управляющего объекта, а также путем изменения плавучести ее электродов, обеспечивая соостное или перпендикулярное положение антенн абонентов. На третьем этапе при передаче формируют сообщение на передачу в соответствие с принятым между абонентами протоколом, осуществляют ее кодировку по заданному алфавиту, формируют телеграфный сигнал путем модуляции частотой на управляющем объекте и на робототехническом комплексе. По окончании сеанса связи сворачивают второй электрод антенны и переходят в режим дежурного приема.

Ориентируют антенну в водном пространстве путем изменения плавучести ее электродов, обеспечивая соостное или перпендикулярное положение антенн абонентов, причем:

при реализации заявленного способа в алгоритме функционирования управляющего объекта, размещаемого на вертолете управления, первый электрод водной двухэлементной приемопередающей антенны, как и второй ее электрод, свободно разворачивается в водной среде на кабельном тросе выпускным блоком антенны, при этом электроды могут иметь как положительную так и отрицательную плавучесть, причем, для повышения надежности приема при организации связи с глубокопогруженным объектом управления первый электрод должен обладать отрицательной плавучестью;

при реализации заявленного способа в алгоритме функционирования управляющего объекта, размещаемого на обеспечивающем судне второй электрод водной двухэлементной приемопередающей антенны может иметь как положительную так и отрицательную плавучесть в зависимости от глубины размещения объекта управления;

при реализации заявленного способа в алгоритме функционирования управляющего объекта, размещаемого на обеспечивающем судне в режиме застопоренного хода первый электрод водной двухэлементной приемопередающей антенны может свободно разворачиваться в водной среде на кабельном тросе выпускным блоком антенны, причем для повышения надежности приема при организации связи с глубокопогруженным объектом управления он должен обладать отрицательной плавучестью;

при реализации заявленного способа в алгоритме функционирования управляющего объекта, размещаемого на донной станции второй электрод водной двухэлементной приемопередающей антенны должен иметь положительную плавучесть;

при реализации заявленного способа в алгоритме функционирования управляющего объекта, размещаемого на придонном буе, а также в составе объекта управления, размещаемого на робототехническом комплексе, второй электрод водной двухэлементной приемопередающей антенны объектов может иметь как положительную, так и отрицательную плавучесть в зависимости от глубины размещения управляющего объекта и объекта управления;

при реализации заявленного способа в алгоритме функционирования управляющего объекта, размещаемого на береговом объекте связи первый электрод водной двухэлементной приемопередающей антенны жестко закреплен на придонном буе, а второй ее электрод жестко закреплен на подводной части берегового объекта связи, при этом кабельный трос к электродам антенны разворачивается с берегового объекта связи заблаговременно, стационарно.

Благодаря новой совокупности существенных признаков способа управления робототехническим комплексом морского базирования и введенной последовательности действий, основанной на применении объектом телеграфного вида работы, энергосберегающего режима дежурного приема с использованием трехкомпонентного преобразователя вектора напряженности электрического поля, а также переходу в режим трансляции только по команде (запросу) с изменением конфигурации водных приемопередающих двухэлектродных антенн управляющего объекта и робототехнического комплекса (ориентации их электродов в водном пространстве) обеспечивается повышение их пространственной избирательности по отношению к воздействующему однородному полю и увеличение зоны чувствительности по скалярному либо векторному электродинамическому потенциалу пространства [6], а следовательно, и увеличение дальности связи при обмене данными, а также расширение области применения технических средств данного назначения, улучшение их характеристик надежности и энергосбережения. Применение телеграфного вида работы с заданными значениями несущей частоты для управляющего объекта и робототехнического комплекса значительно повышает качество связи, поскольку позволяет применить частотную селекцию и улучшить помехозащищенность канала связи.

В заявленном устройстве управления робототехническим комплексом морского базирования технический результат достигается тем что, в известную систему подводной электромагнитной связи, содержащую приемопередатчики управляющего объекта и объекта управления, каждый из которых состоит из передающего и приемного трактов, причем, каждый передающий тракт включает источник сообщения, соединенные последовательно кварцевый генератор, модулятор-манипулятор, усилитель мощности и выходную плату согласования, а также подводную двухэлементную приемопередающую антенну, состоящую из первого и второго электродов, размещенных в водной среде, каждый приемный тракт состоит из последовательно соединенных входной платы согласования, предварительного усилителя и узкополосного фильтра, а также выходного усилителя и получателя сообщения, при этом рабочими частотами кварцевых генераторов передающих трактов управляющего объекта является частота а объекта управления частота в то время как узкополосные фильтры их приемных трактов настроены на частоты и соответственно, дополнительно введены следующие элементы. В передающий тракт включены кодер, соединенный своим входом с источником сообщения, а выходом со вторым входом модулятора-манипулятора, и выпускной блок антенны, соединенный своим информационным входом «Прд.» с выходной платой согласования, информационным входом «Прм.» и информационным выходом «Прд. 1» с первым электродом, а информационным выходом «Прд. 2» и управляющим выходом с вторым электродом водной двухэлементной приемопередающей антенны, управляющим входом с системой курсоустойчивости объекта, управляющим входом/выходом «Передача» с соответствующим входом/выходом источника сообщения, а управляющим входом «Вкл./Выкл.» и информационным выходом «Прм.» соответственно с выходом получателя сообщения и с входной платой согласования приемного тракта. В приемный тракт включены детектор/демодулятор, размещаемый между узкополосным фильтром и выходным усилителем, а также декодер, соединенный своими входом и выходом соответственно с выходным усилителем и получателем сообщения. При этом выходная плата согласования дополнительно снабжена управляющим выходом к системе курсоустойчивости объекта, первый электрод водной двухэлементной приемопередающей антенны в составе приемного тракта выполнен в виде измерительного датчика, жестко зафиксирован на подводной части объекта и собран по схеме трехкомпонентного преобразователя вектора напряженности электрического поля со сгустителями тока [6] внутри сферического металлического корпуса, используемого в составе передающего тракта как и второй электрод антенны, разворачиваемый на кабельном тросе выпускного блока антенны.

Благодаря новой совокупности существенных признаков устройства управления робототехническим комплексом морского базирования и введенных выпускных блоков антенн управляющего объекта и робототехнического комплекса, а также применения в качестве первых электродов подводных приемопередающих антенн, сферического трехкомпонентного преобразователя вектора напряженности электрического поля со сгустителями тока, прикрепленного к подводному корпусу объекта, а в качестве вторых - сфероидальных сгустителей первичного тока, снижается парусность при использовании электродов антенны в движущихся потоках электролита (в водной среде), обеспечивается повышение их маневренности (мобильности) и пространственной избирательности по отношению к воздействующему однородному полю из-за оперативного изменения конфигурации и длины водной антенны, а также увеличивается зона чувствительности по скалярному либо векторному электродинамическому потенциалу пространства [6], а следовательно, и увеличивается дальность связи при обмене данными в телеграфном режиме.

Заявленные технические решения поясняются чертежами, на которых показаны:

на фиг. 1 - Силовые линии электрического поля, поясняющие физический смысл предложенного способа:

а) силовые линии и эквипотенциальные поверхности электрического поля для уединенных зарядов,

б) силовые линии электрического диполя;

на фиг. 2 - Электрический момент диполя:

а) картина силовых линий электрического диполя, воздействующих на точку М пространства,

б) к определению дальности связи предложенным способом;

на фиг. 3 - Блок-схема алгоритма способа управления робототехническим комплексом морского базирования;

на фиг. 4 - Структурная схема устройства, реализующего способ управления робототехническим комплексом морского базирования;

на фиг. 5. - Функциональная схема устройства, реализующего способ управления робототехническим комплексом морского базирования;

на фиг. 6 - Функциональная схема водной двухэлементной приемопередающей антенны;

на фиг. 7 - Принципиальная схема передающего электрода водной двухэлементной дипольной антенны:

а) сферический электрический диполь, размещаемый на корпусе робототехнического комплекса (управляющего объекта),

б) буксируемый сферический электрический диполь,

в) принципиальная схема буксируемого сферического передающего электрода водной двухэлементной антенны;

на фиг. 8 - Принципиальная схема первого электрода (приемного) водной двухэлементной приемопередающей антенны в виде бесконтактного трансформаторного датчика со сгустителем первичного тока:

а) состав бесконтактного трансформаторного датчика,

б) принципиальная схема первого электрода (приемного) водной двухэлементной приемопередающей антенны в составе бесконтактного трансформаторного датчика с одноэлементным сгустителем тока,

в) внешний вид первого электрода (приемопередающего) бесконтактного трансформаторного датчика в виде сферического трехкомпонентного преобразователя вектора напряженности электрического поля для использования в движущихся потоках электролита (водной среде),

г) внешний вид буксируемого первого электрода водной антенны, используемого при варианте применения на вертолете управления или обеспечивающего судна на застопоренном ходу,

д) внешний вид первого электрода водной антенны, закрепляемого на корпусе обеспечивающего судна, придонного буя, донной станции;

на фиг. 9 - Варианты применения устройства в составе обеспечивающего судна и вертолета управления:

а) вариант применения устройства в направлении «Корабль обеспечения - МРТК» (буксировка водной антенны на ходу обеспечивающего судна с электродами положительной плавучести; применение глубинной антенны с отрицательной плавучестью электродов на застопоренном ходе обеспечивающего судна),

б) вариант применения устройства в направлении «Вертолет управления - МРТК» с развертыванием глубинной приемопередающей антенны с отрицательной плавучестью обоих электродов,

в) вариант применения устройства в направлении «Вертолет управления - МРТК» с развертыванием приемопередающей антенны с положительной плавучестью обоих электродов;

на фиг. 10 - Варианты применения устройства в составе придонного буя и донной станции:

а) вариант применения устройства в направлении «Придонный буй - МРТК» с нейтральной плавучестью вторых электродов водных антенн объектов,

б) вариант применения устройства в направлении «Придонный буй - МРТК» с положительной (отрицательной) плавучестью второго электрода водных антенн придонного буя и МРТК в зависимости от их глубины размещения,

б) вариант применения устройства в направлении «Донная станция - МРТК» с положительной плавучестью второго электрода водной антенны;

на фиг. 11 - Вариант применения устройства в направлении «Берег - МРТК» для условий обслуживания морских проливов и пр. проходов узкостей.

Сущность заявленных способа и устройства управления робототехническим комплексом морского базирования основана на изменении электромагнитного поля (ЭМП) проводящей водной (морской) среды на передающей стороне (на управляющем объекте или МРТК) и измерении величины ЭМП проводящей водной (морской) среды на приемной стороне (соответственно, МРТК или управляющем объекте). При этом важнейшим этапом проведения измерений является обоснованный выбор водной дипольной приемопередающей антенны в виде двух разнесенных в проводящей среде электродов-датчиков (первичных преобразователей), и ее использование (развертывание и ориентация в пространстве в районе применения).

Такая подводная протяженная антенна представляет собой два электрода, соединенных с согласующим устройством посредством выпускного кабельного троса. В отличие от локальных датчиков на преобразователи такого типа не накладывается никаких ограничений по однородности воздействующего поля и на соотношение длины волны регистрируемого поля с размерами антенны [6].

О реализуемости и важности подводного электромагнитного канала связи говорит описание одного из устройств в работе [7]. Говоря о японской системе связи для водолазов SWL-10, авторы данной работы отмечают, что «к положительным свойствам системы электромагнитной связи относятся простота, малая стоимость, хорошая надежность и эффективность, а также возможность работы в условиях, где гидроакустическая связь оказывается малоэффективной (наличие сильных шумовых помех, различных препятствий, например рифов)». Также из систем навигации известно описанное в [8] электромагнитное устройство, позволяющее судну избегать приближения к берегу в морских узкостях (каналах, проливах). Оно реагирует на изменение структуры искусственно созданного электромагнитного поля при приближении судна к препятствию, например, к краю канала, фарватера или при подходе к пирсу.

Физический смысл осуществления предложенных способа и устройства управления робототехническим комплексом морского базирования поясняется с помощью фиг. 1, а, б. При этом электрический диполь образуют путем размещения двух равных, но противоположных по знаку зарядов ±q на расстоянии l друг от друга. Тогда электрический момент диполя р равен р=ql.

Поля и потенциалы каждого из зарядов (см. фиг. 1а) известны. Если начало сферической системы координат поместить в центр одного из зарядов, то (с учетом знака заряда), учитывая закон Кулона, где ε₀ - диэлектрическая проницаемость вакуума, имеем (см. приложение А)

Как видно из этих формул, поля и потенциалы в точках +q и -q имеют особенности: они обращаются в бесконечность. Если не говорить об особых точках, то, в соответствии с принципом суперпозиции, поля и потенциалы от отдельных зарядов надо сложить: потенциалы арифметически, поля - геометрически.

Обоснование использования в качестве приемопередающей антенны электрического диполя (см. фиг. 1б) и определение дальности связи заявленным способом приведены в приложении А.

Исходя из чего величина потенциала, в точке М (см. фиг. 2б) пространства равна

Картина силовых линий диполя приведена на фиг. 2, а.

Такую же операцию можно проделать и для векторов и а их геометрическую сумму разложить по ортам единой системы координат с центром в точке 0. На расстояниях r>>1 получается компактная формула (начало координат в точке 0)

Имея общую формулу для потенциала, нетрудно найти и формулу для общего поля (в силу симметрии задачи азимутальных изменений в системе нет)

Реализация заявленного способа управления робототехническим комплексом морского базирования объясняется алгоритмом, представленным на фиг. 3.

На первом этапе способа осуществляют подготовку к проведению сеанса связи по обмену данными:

при этом в блок исходных данных для организации сеанса связи входят:

параметры района размещения объекта (соленость воды и ее электропроводность; тип управляющего объекта и глубина размещения его антенны, в зависимости от варианта применения; рельеф и параметры подстилающей поверхности дна и пр.),

скорость и направление подводного морского течения (на глубине развертывания водной антенны),

параметры маршрутов движения МРТК (маршрут ведения мониторинга; время прохождения и удаленность нахождения от управляющего объекта; скорость движения; глубина движения и пр.),

частотно-временная матрица (ЧВМ) сеансов связи (частоты на прием и на передачу; время доведения управляющей информации до МРТК, время сбора данных мониторинга от МРТК),

протоколы установления связи и обмена данными, например, протокол МАСА* (*МАСА (Multiple Access with Collision Avoidance) - протокол для беспроводных локальных сетей, обеспечивающий множественный доступ с предотвращением столкновений.) и др.

сигнально-кодовые конструкции (псевдослучайные последовательности автопуска канала приема) для МРТК и управляющего объекта,

на шаге 1 на управляющем объекте и на МРТК обеспечивают режим дежурного приема, который позволяет осуществлять нормальное функционирование объекта по заданной программе (см. блок исходных данных алгоритма) с минимальными затратами энергопотребления. При этом используется только приемный электрод приемопередающей антенны, с помощью которого постоянно измеряется величина электромагнитного поля проводящей водной (морской) среды в точке приема;

на шаге 2 осуществляют преобразование напряженности электрического поля водной среды в электрический сигнал антенны, когда первичный ток увеличивается за счет применения приемного электрода водной антенны в виде сферического трехкомпонентного преобразователя вектора напряженности электрического тока, представленного трансформаторным датчиком со сгустителем первичного тока и зонами чувствительности по скалярному и по векторному электродинамическим потенциалам в трехмерном пространстве;

на шаге 3 осуществляют частотно-селективное согласование антенны с приемным трактом и выделение полезного сигнала из всей совокупности колебаний и шумов, наводимых в антенне. Причем для улучшения условий согласования используют исходные данные (см. блок исходных данных алгоритма), а при необходимости изменяют курс обеспечивающего судна или робототехнического комплекса для получения соостности или перпендикуляра в размещении сгустителя тока приемного датчика с антенной абонента в пространстве;

на шаге 4 осуществляют предварительное усиление принятой в антенне смеси полезного сигнала и шума с большим входным сопротивлением;

на шаге 5 из принятой смеси полезного сигнала и шума выделяют полезный сигнал на фиксированной частоте в приемном тракте робототехнического комплекса (см. п. 5.2 алгоритма) и на частоте (см. п. 5.1 алгоритма) в приемном тракте управляющего объекта исходя из априори известных спектральных характеристик полезного сигнала;

на шаге 6 демодулируют принятое сообщение путем выделения исходных (переданных) телеграфных посылок из принятого сигнала;

на шаге 7 усиливают принятые телеграфные посылки для их последующего декодирования;

на шаге 8 декодируют сообщение путем представления его из принятой последовательности телеграфных посылок при помощи некоторого алфавита знаков (например, в кодировке КОИ-8 или азбуки Морзе);

на шаге 9 осуществляют прием сообщения получателем путем обратного представления информации из принятого сообщения в соответствие с установленным протоколом обмена в аппаратуре передачи данных робототехнического комплекса или управляющего объекта. Регистрируют принятое сообщение в необходимой для получателя форме (виде) и производят последующую обработку сообщения для принятия решения (управляющего воздействия).

На втором этапе способа осуществляют развертывание водной антенны для подготовки к передаче данных:

на шаге 10 организуют сеанс связи, причем команда на его проведение может поступить как в соответствие с частотно-временным расписанием (см. блок исходных данных и п. 10.1 алгоритма), так и по запросу от абонента (см. п. 10.2 алгоритма) путем регистрации на приемной стороне изменения величины напряженности ЭМП водной среды в точке приема (в точке размещения приемного электрода антенны объекта). Сеанс связи по команде организуют в строгом соответствии с временем проведения сеанса для данного абонента (по заранее заложенной на МРТК программе) и на частоте, установленной ЧВМ. При этом для каждого сеанса связи частоты передачи (приема) могут быть постоянными или изменяться в соответствие с ЧВМ. Команда для начала сеанса связи является командой на развертывание второго электрода приемопередающей антенны. В случае необходимости (аварийной ситуации) сеанс связи может быть установлен и по запросу от абонента (управляющего объекта в отношении к МРТК или МРТК в отношении к управляющему объекту). По получении команды ЧВМ или запроса абонента на организацию сеанса связи определяют необходимые параметры для развертывания второго электрода приемопередающей антенны с выходом из режима энергосбережения;

нам шаге 11 проверяют условие: если получена команда от ЧВМ или принят запрос от абонента на начало сеанса связи дают команду на развертывание второго электрода приемопередающей антенны, а при завершении сеанса связи и получении подтверждения на это абонента (при развернутом втором электроде антенны) - сворачивают водную приемопередающую антенну;

на шаге 12 разворачивают второй электрод водной приемопередающей антенны (см. п. 12.1 алгоритма). При этом учитывают данные постоянного мониторинга района сеанса связи (маршрута движения) и данные об абоненте (см. блок исходных данных алгоритма). Для развертывания антенны подают команду на включение выпускного блока антенны для стравливания выпускного троса с закрепленным на конце вторым электродом антенны. Разворачиваемый кабельный трос приемо-передающей антенны с электродами на концах, выпускают на необходимую длину с учетом обеспечения требуемой дальности связи при заданной мощности зарядов электродов антенны в ключевом режиме. По завершении сеанса связи сворачивают второй электрод приемопередающей антенны (см. п. 12.2 алгоритма);

на шаге 13 ориентируют антенну в водном пространстве по курсу* (*курс - угол между северным направлением меридиана и диаметральной плоскостью судна по направлению его движения, отсчитываемый в градусах по часовой стрелке (0-360°).) движения МРТК и его дифференту** (**дифферент - наклон судна в продольной плоскости или разница осадок судна носом и кормой.) в абсолютной системе координат (СК) азимуту, углу места и глубине. Причем в ходе развертывания изменяют величину плавучести второго электрода (положительная, отрицательная, нейтральная), учитывают направление и скорость подводного течения (см. блок исходных да