طراحی و ساخت سامانه ردگیری شناورهای زیرسطحی
محور پژوهش
: ماشین‌آلات و تجهیزات پیشرفته
پژوهشکده/دانشکده
پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیردریا
عنوان
طراحی و ساخت سامانه ردگیری شناور های زیر سطحی
هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه
به دلیل عدم امکان ارسال و دریافت اطلاعات در محیط زیر سطح دریا ها توسط امواج رادیویی و الکترو مغناطیسی، لازم است برای تعیین موقعیت شناورهای زیر سطحی از فناوری های آکوستیکی استفاده نمود. پروژه حاضر برای اولین باردر کشور برای توسعه فناوری مکان یابی یک شناور زیر سطحی تعریف شده است. با اجرای این پروژه موقعیت مکانی یک شناور زیر سطحی خودی، مانند AUV، زیر دریایی یا اژدر، مشخص خواهد شد. این اولین تجربه عملی کشور در زمینه تعیین موقعیت زیر سطحی با استفاده از فناوری آکوستیکی است. اصول فنی کار بر اساس فناوری GIB و یا GPS Intelligent Buoy استوار است. بر اساس این فناوری، شناور زیر سطحی، در حین حرکت، پالسهای اکوستیکی ارسال میکند و این پالسهای آکوستیکی توسط هیدرو فون های نصب شده درزیر بویه های شناور در آب دریافت میشود و با پردازش اطلاعات توسط تجهیزات مستقر در بویه، و محاسبه زمان رسیدن پالس آکوستیکی از شناور به بویه، و با استفاده از سرعت حرکت صوت در آب، فاصله شناور تا هر بویه محاسبه میگردد. موقعیت هر بویه بر روی سطح آب نیز توسط GPS های نصب شده بر روی بویه ها مشخص میگردد. اطلاعات ارسالی به بویه ها سپس توسط رادیو مودم به ایستگاه ساحلی ارسال و پس از پردازش داده ها موقعیت شناور مشخص میگردد. بصورت تئوری در صورتی که فاصله شناور از 3 بویه مختلف مشخص باشد میتوان موقعیت مکانی آن را در زیر سطح آب محاسبه نمود. برای افزایش دقت اندازه گیری مشخصات مکانی شناور زیر سطحی معمولا فاصله شناور از چهار بویه اندازه گیری میشود.شکل (1) موقعیت قرار گرفتن اجزاء مختلف این سیستم را بصورت شماتیکی نشان میدهد. پس از تکمیل این پروژه و اثبات فناوری آن، میتوان به تعداد لازم بویه های مجهز به تجهیزات سخت افزاری و نرم افزاری تهیه کرده و در طول مسیر حرکت شناور زیر سطحی قرار داد. گزارش و شرح زیرساخت‌ها، فعالیت‌ها، و دستاوردها این پروژه شامل مراحل زیر است: طراحی و ساخت مکانیکی بویه ها. تصویری از بویه ساخته شده در پژوهشکده زیر دریا در شکل 2 نشان داده شده است. طراحی و ساخت سیستم های الکترونیکی ارسال و دریافت پالس های آکوستیکی و پردازش داده ها جهت اندازه گیری فاصله شناور تا بویه. تجهیزات الکترونیکی لازم جهت نصب بر روی بویه ها در تصویر 3 نشان داده شده است. تست نرم افزار و سخت افزار های طراحی شده طراحی و ساخت ارسال سیستم داده ها به ایستگاه ساحلی. طراحی و ساخت ایستگاه ساحلی طراحی سیستم تحلیل داده های ساحلی جهت تخمین موقعیت شناور زیر سطحی دستاورد ها: تمامی تجهیزات لازم، شامل شناور زیر سطحی ارسال کننده پالسهای آکوستیکی، بویه و تجهیزات الکترونیکی مشخص شده در شکل 3، طراحی و ساخته شده و تست های لازم جهت صحت سنجی تعیین فاصله شناور تا بویه با موفقیت کامل انجام گرفته است. با تکرار فرایند فوق و ساخت 3 عدد بویه دیگر و تجهیزات آن سیستم به هدف نهایی خود خواهد رسید. تصاویر و محتوای گرافیکی مرتبط


تصویر شماره 1 : موقعیت قرار گیری اجزائ مختلف سیستم GIB


تصویر شماره 2 : یکی از بویه های ساخته شده در پروژه


تصویر شماره3 : تجهیزات الکترونیکی نصب شده بر روی بویه