Технические характеристики навигационного прибора УПН-1:

– максимальная глубина погружения – до 40 м;

– время непрерывной работы – не менее 10 часов;

– точность курсоуказания по магнитному компасу – не менее +1º;

– точность определения глубины – 1 м;

– погрешность определения пути и скорости – не более 2%;

– два уровня подсветки приборов;

– съемный планшет для маршрутного задания;

– масса – 3 кг.

Рис. 6. Плавание на буксировщике «Протон-С» с навигационным прибором УПН-1.

Навигационный прибор УПН-1 может применяться водолазом автономно, в дневное и ночное время (с использованием подсветки). Органы управления рассчитаны на работу в водолазных перчатках. Навигационный прибор УПН-1 имеет цифровую калибровку лага.

Недостатками указанных выше приборов счисления первого поколения являются:

– постоянно нарастающая ошибка счисления места при продолжительном плавании;

– сложность точного учёта погрешностей магнитного компаса (девиации и склонения);

– плохая читаемость показаний приборов в мутной воде;

– увеличение ошибки измерения скорости и дистанции механического (вертушечного) лага со временем за счёт износа трущихся поверхностей или их загрязнения;

– невозможность учёта приливо-отливных, ветровых и постоянных течений.

Всё это делает невозможным длительное плавание водолаза и ПСД по счислению из-за больших навигационных ошибок.

В последние годы нашим специалистам удалось значительно повысить точность плавания водолаза и ПСД по счислению за счёт внедрения:

– цифровых магнитных компасов;

– электронных глубиномеров;

– абсолютных (доплеровских) гидроакустических лагов.

– бесплатформенных инерциальных систем.

2.1.2.1. Цифровой магнитный компас представляет собой прибор, у которого нет вращающейся картушки или магнитной стрелки, а положение в магнитном поле Земли определяется с помощью магнитных (магнитометров, магниторезисторов) или индукционных датчиков.

Для примера рассмотрим цифровой магнитный компас ЦМК-01 (рис. 7). Он предназначен для измерения трёх компонент магнитного поля Земли и определения магнитного азимута.

Основными конструктивными узлами являются:

– трехкомпонентный магнитометрический гальваномагнитный преобразователь;

– цифровой интерфейс обмена данными;

– высокая частота выдачи измерений;

– встроенный цифровой датчик температуры для температурной компенсации результатов измерений.

Рис. 7. Цифровой магнитный компас ЦМК-01.

Основные технические характеристики компаса ЦМК-01 приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Структурная схема ЦНК-01 приведена на рис. 8.

Большим преимуществом цифровых магнитных компасов перед обычными (стрелочными, картушечными) является наличие микроконтроллера, позволяющего автоматически вводить поправки на магнитное склонение и девиацию, что значительно повышает точность курсоуказания. Другим преимуществом является возможность отображения курса на цифровом индикаторе или электронном планшете с хорошей читаемостью ночью или в мутной воде.

Рис. 8. Структурная схема компаса ЦНК-01.

В последние годы появились цифровые компасные платы (рис. 9), которые легко встраиваются в цифровой навигационный комплекс.

Рис. 9. Цифровая компасная плата HMR3100 на индукционных датчиках.

В состав платы входит аксельрометр для компенсации дифферента.

2.1.2.2. Электронные глубиномеры (датчики глубины) представляют собой механоэлектрический преобразователь – сенсор, то есть устройство, преобразующее давление, в электрический параметр: сопротивление, емкость, электрический заряд и т. д. Сенсор должен иметь чувствительный элемент (ЧЭ), который воспринимает распределенную по поверхности силу и преобразует механическую энергию в электрическую. Идеальным решением для создания сенсора давления в нашей стране оказалось применение структуры кремний на сапфире (КНС).