В ДВФУ разработали математическую модель для уточнения координат подводных объектов

Ученые Инженерной школы Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) в сотрудничестве с коллегами из Харбинского инженерного университета (Китай) разработали численные методы и программное обеспечение для устранения ошибок в системах гидроакустической связи, что позволит точнее определять пространственные координаты подводных объектов, передавать данные, искать полезные ископаемые и затонувшие объекты, сообщает пресс-служба вуза.

Без гидроакустической связи нельзя представить освоение Арктики и Антарктики. Ученые ДВФУ и Китая разработали математические модели и программное обеспечение, которое в режиме реального времени устраняет ошибки систем гидроакустической связи и позволяет получать верные данные о положении подводных объектов в пространстве.

Программу можно устанавливать на уже существующие гидроакустические платформы (платформы позиционирования) подводных аппаратов, что улучшит их навигацию и взаимодействие в группе, поможет точно определять их положение друг относительно друга. Таким образом, увеличится скорость поисковых работ различного характера.

"Мы можем контролировать положение подводных объектов не в четырех степенях свободы, а в шести. Это значит, что программа учитывает не только плоскостные, но и угловые перемещения. Самое важное, что программный модуль мы устанавливаем прямо на уже существующие и широко применяемые во всем мире платформы для расчетов пространственных координат в четырех степенях свободы. Наша программа учитывает эти координаты таким образом, чтобы потом пересчитать их в шести степенях свободы, чего удалось достичь благодаря разработанным математическим алгоритмам. Таким образом, нашей системе не требуется новая технологическая база, что делает её применение простым и экономически эффективным", — рассказал заведующий кафедрой приборостроения Инженерной школы ДВФУ, профессор Владимир Короченцев, один из разработчиков программы.

Доработанную систему гидроакустической связи испытали в искусственной среде (специальный закрытый бассейн), убедившись, что положение объекта можно будет установить с погрешностью всего в 2-3 процента в шести степенях свободы. Традиционно в гидроакустике считается допустимой погрешность в десятки процентов, что связано с внешними факторами.

Успеха достигли благодаря математическому моделированию и методам математического контроля (метод Монте-Карло). Алгоритмы нивелируют ошибки датчиков и пересчитывают четыре степени свободы в шесть через углы Эллера, которые описывают поворот трехмерного тела в евклидовом пространстве.

Владимир Короченцев уточнил, что в реальной среде океана, где на разных глубинах вода обладает разными характеристиками, погрешность будет, скорее всего, выше. Однако показания все равно будут более точными благодаря позиционированию в шести степенях свободы.

К международным испытаниям усовершенствованной системы гидроакустической связи ученые планируют приступить уже этим летом, правда, с оглядкой на эпидемиологическую обстановку, связанную с вирусом SARS-COV-2, провоцирующим заболевание COVID-2019.