CC BY
107
(отсутствие эффективной ценовой конкуренции), либо по результатам проведения конкурса (наличие эффективной ценовой конкуренции);
С.корр - затраты по интервалам программного периода на проведение 1-ой НИОКР, скорректированные в соответствие с Сшах;
В. - наименование головного разработчика 1-ой НИОКР.
10 этап - этап реализации программы НИОКР. На данном этапе ведется систематический мониторинг хода выполнения всего комплекса НИОКР, осуществляемых как собственными научно-исследовательскими подразделениями предприятия, так и сторонними организациями.
11 этап - коррекция программы НИОКР.
Третья (заключительная) стадия включает в свой состав три этапа (с 12-го по 14-й).
12 этап - этап анализа результатов каждой НИОКР. Содержание данного этапа существенно зависит от специфики конкретной НИОКР и предполагает получение обобщенной оценки результатов каждой НИОКР и степени возможности их использования в разработке конкретного нововведения, а также их включение в информационный ресурс данного предприятия.
13 этап - этап закрепления за предприятием прав на результаты интеллектуальной деятельности, полученные в результате выполнения НИОКР.
14 этап - итоговая оценка результатов выполнения программы НИОКР, уточненная оценка коммерческих перспектив дальнейшей разработки нововведения и на ее основе принятие решения о развертывании полномасштабного производства или отказе от дальнейших работ по данной проблематике.
Данная методика является более адекватной условиям инновационной экономики и позволяет более предприятиям ИТК эффективно осуществлять управление инновационной деятельностью на стадии исследований и разработок в современных условиях.
Литература:
1. Громов Г.Р. Национальные информационные ресурсы: проблемы промышленной эксплуатации - М.: Наука, 1984. - 237 с.
2. Основы инновационного менеджмента: Учебное пособие / Под ред. В.В. Коссова. - М.: Магистр, 2009. - 429 с.
3. Гражданский кодекс Российской Федерации. Часть II // СЗ РФ. - 1996. - № 5. - Ст. 410.
4. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (вторая редакция): Официальное издание. // Утверждены Министерством экономики РФ, Министерством финансов РФ, Государственным комитетом по строительной, архитектурной и жилищной политике от 21.06.1999 г. № ВК-477. - М.: Экономика, 2000.
5. Стреха А.А. Военно-экономический анализ научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по обеспечению боевой готовности группировки ракетных комплексов стратегического назначения: Дисс. канд. экон. наук. - М.: Военный университет, 2001. - 189 с.
6. Федеральный закон от 21.07.2005 г. «О размещении заказов на поставки товаров, выполнение работ, оказание услуг для государственных и муниципальных нужд» № 94-ФЗ ((ред. // СЗ РФ. - 2005. - № 30 (ч. I). - Ст. 3105.
7. Гражданский кодекс Российской Федерации. Часть ГС // СЗ РФ. - 2006. - № 52(ч. I). - Ст. 5496.
8. Зенин. И.А. Комментарий к Гражданскому кодексу Российской Федерации, части четвертой. - М.: Юрайт-Издат, 2008. - 627 с.
COBEPШEHCTBOBAHИE HABИГAЦИOHHOГO ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗО^СНОСТИ MOPEMABHM HA OCHOBE КОНТРОЛЯ ТОЧНОСТНЫХ ХAPAКTEPИCTИК CyЦOBOЙ AППAPATУPЫ CПУTHИКOBOЙ HABИГAЦИOHHO - ИHФOPМAЦИOHHOЙ СИСТЕМЫ ПРИ ЭКCПЛУATAЦИИ
Адерихин И.В., профессор кафедры «Управление судном и технические средства судовождения » ФБГУВПО «МГАВТ», д.т.н., профессор
Стойлик Ю.Б.,член НТС Российского Речного Регистра, д.т.н.
Сальников А.И., доцент ФБГУ ВПО «МГАВТ», к.т.н.
Колмаков К.В., аспирант ФБГУ ВПО «МГАВТ»
Петров В.Г.. начальник отдела НПЦ СПУРТ, к.т.н.
В статье показана необходимость совершенствования навигационного обеспечения безопасности мореплавания и рассмотрен возможный способ его совершенствования на основе контроля точностных характеристик судовой спутниковой навигационно-информационной системы при эксплуатации с использованием лазерной дальнометрии и возможный вариант его технической реализации.
Ключевые слова: навигационное обеспечение безопасности мореплавания, точностные характеристики, судовая аппаратура спутниковой навигационно- информационной системы.
IMPROVEMENT OF MARITIME SAFETY NAVIGATIONAL SUPPORT ON THE BASIS OF THE ACCURACY CHARACTERISTICS CONTROL OF SHIP’S SATELLITE NAVIGATIONAL INFORMATION SYSTEM EQUIPMENT DURING THE
OPERATION
Aderikhin I., professor of MSAWT, doctor of technical sciences, professor Stoylik Y., member of the NTS of the Russian River Register, doctor of technical sciences Salnikov A., lecturer of MSAWT, candidate of technical sciences Kolmakov K., the post-graduate student of MSAWT Petrov V., head of department NPC «SPURT», candidate of technical sciences
This article describes the necessity of improvement of maritime safety navigational support and the feasible way of its improvement on the basis of the accuracy characteristics control of ship’s satellite navigational information system during the operation using laser ranging and possible version of its technical implementation were considered.
Keywords: maritime safety navigational support, accuracy characteristics, ship’s satellite navigational information system equipment.
Повышение интенсивности движения на морских путях, увеличивающиеся размеры судов, рост скоростей движения, плавание в сложных метеорологических условиях и другие причины делают проблему обеспечения безопасности мореплавания наиболее приоритетной и актуальной. Анализ особенностей и структуры системы обеспечения безопасности мореплавания (ОБМ) [6] показал, что навигационное обеспечение является наиболее значимым. К тому же анализ аварийности морского флота за последние годы в России и мире
свидетельствует о том, что большую часть аварийных случаев составляют именно навигационные, число которых не уменьшается. Следовательно, для качественного изменения показателей аварийности в сторону уменьшения необходимо совершенствовать все виды обеспечения безопасности мореплавания и, в первую очередь, навигационное обеспечение (НОБМ).
В настоящее время основными средствами в решении высокоточного НОБМ являются судовые спутниковые навигационно-информационные системы (ССНИС). В связи с этим контроль и повышение точностных характеристик судовой аппаратуры спутниковой навигации при реальной эксплуатации являются важнейшими путями совершенствования НОБМ в различных навигационных условиях [5, 6, 8].
Анализ состава решаемых задач и особенностей функционирования судовой аппаратуры, использующей информацию спутниковой навигации и связи (к которой относятся: приёмоиндикатор спутниковой навигации, спутниковый компас, автоматическая идентификационная система, система охранного оповещения, аварийный радиобуй - 406, электронная картографическая навигационная система, судовой терминал спутниковой системы связи, а также перспективные авторулевые), показал, что вся перечисленная выше аппаратура спутниковой навигации базируется на приёмниках спутниковой навигации (СН) (рис. 1) [5, 10].
Рис. 1. Состав судовой аппаратуры спутниковой навигации
В результате анализа статистических данных, полученных при реальной эксплуатации СА СН, выявлен ряд источников погрешностей, обусловленных старением аппаратуры, квалификацией обслуживающего персонала (судоводителей), условиями эксплуатации аппаратуры и другие, которые сложно определить и учесть в процессе эксплуатации СС НИС [10]. В связи с этим возникает необходимость в периодическом контроле и повышении точностных характеристик СА СН при реальной эксплуатации.
Большая ответственность задач, решаемых ССНИС при эксплуатации [5, 6, 8], значительные экономические затраты, связанные с её созданием и эксплуатацией, подверженность негативным воздействиям предъявляют особенно жесткие требования к эксплуатационным показателям, в первую очередь к точностным характеристикам.
Повышение требований к интегративным точностным показателям ССНИС [3, 4, 7] и специфические способы ее эксплуатации вызывают настоятельную необходимость совершенствования системы эксплуатации, а именно её составной части - системы обеспечения точностных характеристик. Поэтому необходимо располагать соответствующими методами проведения эксплуатационных испытаний и оценивания точностных характеристик ССНИС в процессе её эксплуатации.
Анализ статистических данных судовой аппаратуры спутниковой радионавигационной системы (СА СРНС), лежащей в основе ССНИС, полученных при эксплуатации, результаты которого представлены в [10], показал, что её точностные характеристики носят стохастический характер в зависимости от продолжительности эксплуатации, времени года, условий и места мореплавания и других факторов. Отсюда следует вывод о том, что ССНИС и в первую очередь СА СРНС при эксплуатации нуждается в повышении и постоянном контроле её точностных характеристик.
Результаты проведённого анализа современного состояния решаемой научно-технической задачи показали, что в настоящее время отсутствуют методические основы проведения оценивания точностных характеристик ССНИС, построенных на основе СА СРНС, при эксплуатации. Поэтому задача оценивания точностных характеристик в процессе эксплуатации ССНИС является одной из важнейших задач для всех специалистов, занимающихся как вопросами проектирования и создания, так и применения ССНИС в процессе судовождения на морских и внутренних водных путях [1, 2, 10].
Учитывая, что входящая в ССНИС судовая спутниковая навигационная аппаратура (СНА), предназначенная для определения местоположения, вектора скорости, времени и направления движения потребителя в глобальной системе координат, т.е. она является средством измерения, то согласно ст. 13 Закона Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений» ССНИС (СНА) должна подвергаться государственному метрологическому контролю и надзору, который включает:
а) проведение испытаний с целью утверждения типа аппаратуры как средства измерений (СИ) в соответствии с ГОСТ РВ 8.560-95;
б) периодическую поверку СИ в процессе его использования;
в) контроль над выпуском, состоянием и применением этих СИ и т.д.
Для выполнения высокоточных измерений, используемых при сертификации СНА, в Государственном центре испытаний средств измерений (ГЦИСИ) «Воентест» создан программно-аппаратный комплекс средств метрологического обеспечения сертификационных испытаний аппаратуры потребителя космических навигационных систем ГЛОНАСС^РБ [7]. Комплекс обеспечивает определение основных параметров при проведении государственных приемочных испытаний и сертификации различных образцов СНА и СГА. Однако он не может претендовать на «универсальность» применения при проведении испытаний различных образцов СНА, входящих в состав ССНИС и контроля их точности при эксплуатации (применение в реальных условиях), так как его использование ограничено следующими факторами: возможность проверки только на стенде, а не в процессе эксплуатации; наличие в одной организации в единственном экземпляре [7]. Поэтому для СНА ССНИС возникает задача контроля её точности при эксплуатации.
Учитывая, что в основе построения любой ССНИС лежит приёмоиндикатор, приведём способ и структуру системы контроля точностных характеристик применительно к судовым приёмоиндикаторам спутниковых навигационных систем [1].
Известен способ определения положения судов, заключающийся в приёме судном и наземной контрольно-корректирующей станцией (ККС) рабочего сигнала навигационных спутников (НС), измерении на судне и ККС дальностей от соответствующих навигационных спутников, вычислении на ККС поправки к измеренным параметрам для всех радиовидимых НС по разности между истинными дальностями и измеренными дальностями, излучении полученных поправок с ККС, приёме на судне радиосигналов, излучённых ККС и определении координат и скоростей судна по измеренным дальностям от соответствующих НС и значениям полученных поправок к ним [3, 5, 6,].
Способ с использованием дальнометрии [5, 6] и реализующие его спутниковые радионавигационные системы, включая дальномер-
ные дифференциальные подсистемы, основу которых составляет ККС, решает задачу точного определения места судна (точность 1_10
м).
Как известно из метрологии, для того, чтобы провести оценку точности какого-либо прибора, необходимо его точностные характеристики сравнить с эталоном, которые, как правило, значительно выше, чем у оцениваемого прибора. Для контроля точностных характеристик СС НИС при эксплуатации следует иметь такой метод определения положения судна, который был бы заведомо точнее оцениваемого.
Предлагаемый способ может быть реализован системой, которая состоит (рис. 2) из нескольких навигационных космических аппаратов (НКА) (1), аппаратуры потребителя (АП) (2) и дополнительной аппаратуры (3). АП (судовой приёмоиндикатор СРНС) содержит блок синхронизации (4), выход которого соединён с синхронизирующим входом процессора (5) и лазерного дальномера (6). В систему также входят приёмник радиосигналов от СРНС (7), информационный вход (8) и информационный выход (9) которого соединены соответственно с информационным выходом (10) и информационным входом (11) процессора (5), а также антенна (12). Аппаратура 3 состоит из к-оптических угловых отражателей (ОУО) 13 (не менее двух), установленных на берегу вблизи судоходного пути на расстоянии Д в точках с известными координатами [1,8].
Для расширения рабочей зоны системы можно увеличить число ОУО, к > 2. Расстояние между ОУО (Д) должно быть как можно больше, так как с точки зрения навигации, чем больше угол между ориентирами, тем точнее будет измерение. Следует учесть, что расстояние Д должно быть меньше дальности действия дальномера. Если обозначить расстояние от лазерного дальномера (судна) до ОУО через В, а длину покрываемой расходимостью луча б через Дп, так чтобы величина Дп могла быть определена по формуле:
Оп — 2В Ьал а ,
то величина Д между ОУО должна выражаться из условия Дп > Д.
Рис. 2. Структурная схема системы контроля точности судовой аппаратуры спутниковой радионавигации
(l)
Блок синхронизации (4), процессор (З), приёмник радиосигналов (7) и антенна (із) используются из состава выпускаемых серийной судовой аппаратуры спутниковых навигационных систем «ГЛОНАСС» и «GPS» [б].
Устройство, реализующее предложенный способ определения положения судов, позволяет оценивать точностные характеристики СНА СС НИС и работает следующим образом.
Аппаратура потребителя (2_ (судна) антенной (l2) принимает радиосигналы спутниковой навигации, излученные НКА, определяет навигационные параметры (псевдо дальность до НКА) и по известному алгоритму [3] вычисляет координаты судна (X,y,Z), в основе которого лежит система уравнений:
D =уі (X - xc )2 + (Y-Y )2 + (Z -Z)2 +ст, ;=l,...k , (2)
где X,,Y,, Z. — координаты i-го НКА.
Определение координат судна (Xc,Yc,Zc) осуществляется по рабочим алгоритмам СНА СС НИС в стандартном режиме, при этом погрешность в определении места до l3 м.
С выхода приёмника (7) координаты судна Xc,Yc,Z поступают на информационный вход процессора З. Сигналы блока синхронизации
(4) запускают лазерный дальномер (6), который измеряет расстояния Д} и Дг По измеренным с помощью лазерного дальномера 6 расстояниям Д1 и Д2 и координатам ОУО в процессоре (5) вычисляются эталонные координаты точки размещения лазерного дальномера, а так как на судне известно точное взаимное расположение дальномера и СНА СС НИС, то легко определяются эталонные координаты судна (координаты антенны СНА ) X'эс,Уэс,2э, которые сравниваются с координатами судна Х^Т^, полученные по радиосигналам НКА и определяются поправки:
аК = Хэс -Хис, аУ=X -К, ^=2 -2“ , (3)
которые используются в процессоре (5) для вычисления координат судна Хср ,Уср ,2ср .
Для оценивания точности СНА ССНИС, работающего в дифференциальном режиме, этот способ также легко реализуем. Для этого необходимо, чтобы СНА ССНИС получала поправки от дифференциальной подсистемы. Для определения эталонных координат Хэ ,УЭ ,2 могут быть использованы различные алгоритмы. По измеренным лазерным дальномером расстояниям Др Д2 и по координатам ОУО (Х1,У1,21; Х2,¥2,22) составляется система уравнений на плоскости в прямоугольной системе координат:
д = ((ХС -Х:)2 +(Х -У,)2)12; д = ((ХС -Х2)2 +у -у2)Т , (4)
или в географической системе координат.
Решение приведённых систем уравнений позволяет найти выражение для их вычисления и, соответственно, сравнив со значениями, полученными по СНА СС НИС, оценить его точность.
В качестве аппаратуры потребителя 6 (рис. 2) может быть использован, например, лазерный локатор <^апЬеаш 4», который обеспечит выполнение всех функций, возложенных на аппаратуру потребителя (2), для обеспечения контроля точностных характеристик СА СРНС при дальности действия до 2000 м и точности определения дистанции до объекта ±10 см. Скорость сканирования - до 50°/с. По горизонтали (оптический декодер) от 0° до 360°. Разрешение по углу - 0,1° [9]. Таким образом, на основании обобщения опыта эксплуатации
судовой спутниковой навигационно-информационной системы, а также проведенных авторами исследований разработан способ контроля её точностных характеристик при эксплуатации с использованием лазерной дальнометрии и показана возможная его техническая реализация, которые могут найти применение в Российском космическом агентстве, в Агентстве морского и речного транспорта Министерства транспорта Российской Федерации, Государственном центре испытаний средств измерений (ГЦИСИ) РФ, ЦНИИМФ, ЦНИИЭВТ, в пароходствах и других организациях при эксплуатации и совершенствовании существующих и создании новых ССНИС.
Рассмотренный способ достаточно прост в исполнении, обладает высокой точностью, а также относительной дешевизной и возможностью контроля точности показаний судовой спутниковой навигационно-информационной системы на борту судна при эксплуатации.
Литература:
1. Адерихин И^., Сальников А.И. Способ контроля точностных характеристик судовых приемоиндикаторов при эксплуатации // Транспортная безопасность и технология, 200б. - № 2. - С. З1-З2.
2. Адерихин И^., Сальников А.И. Методика проведения эксперимента по оцениванию точности судовых приёмоиндикаторов спутниковой навигации при эксплуатации // Речной транспорт (XXI век), 2011. - № 1. - С. 7З-80.
3. Адерихин И^., Сальников А.И. Способ контроля точностных характеристик судовой аппаратуры спутниковой навигации при эксплуатации // Речной транспорт (XXI век), 2011. - № 2. - С. 72-74.
4 Герман-Шахлы Ю.Г., Демьянов B.B. Точностные характеристики спутниковой навигационной системы в зонах швартовочного маневрирования судов // Транспортное дело России, Специальный вып. - М., 2003. - С. 18-22.
З. ГЛOHAСС. Принципы построения и функционирования / Под ред. А.И. Перова, B.H. Харисова. - Изд. Четвертое. - М.: Радиотехника, 2010. - 79б с.
6. Катенин BA., Дмитриев B.fr Навигационное обеспечение судовождения. - М.: ИКЦ «Академкнига», 200б. - 372 с.
7. Кривов А.С., Донченко С.И., Денисенко O.B. Комплекс эталонов и средств измерений для испытаний аппаратуры потребителей
космических навигационных систем ГЛOHAСС/GPS // Информационный мост, 2004. - № 1(31).
8. Песков Ю.А. Морская навигация с ГЛOHAСС/GPS: Учебное пособие для вузов+CD. - М.: МOPКHИГA, 2010. - 148 с.
9. Судовая приемная аппаратура спутниковых навигационных систем GPS / ГЛOHAСС. Технико-эксплуатационные требования. Методы и требуемые результаты испытаний. МФ - 29/З3-49.1. М.: Министерство транспорта РФ, 2003.
10. Способы повышения и контроля точностных характеристик судовой аппаратуры спутниковой радионавигационной системы при
эксплуатации. Oтчёт о НИР. Научн. рук. И^. Адерихин, отв. исп. А.И. Сальников. - М.: МГABТ, 2010. - 148 с.
11 Спутниковая геодезическая аппаратура TEO - 1б1. - СПб.: PИPB, 2008.
