Un sistema de posicionamiento acústico de línea de base larga (LBL) [1] es una de las tres amplias clases de sistemas de posicionamiento acústico submarino que se utilizan para rastrear vehículos y buceadores submarinos. Las otras dos clases son los sistemas de línea de base ultracorta (USBL) y los sistemas de línea de base corta (SBL). Los sistemas LBL son únicos en el sentido de que utilizan redes de transpondedores de línea de base montados en el fondo del mar como puntos de referencia para la navegación. Por lo general, se implementan alrededor del perímetro de un sitio de trabajo. La técnica LBL da como resultado una precisión de posicionamiento muy alta y una estabilidad de posición que es independiente de la profundidad del agua. Generalmente es mejor que 1 metro y puede alcanzar unos pocos centímetros de precisión. [2] Los sistemas LBL se emplean generalmente para trabajos de inspección submarina de precisión donde la precisión o la estabilidad de posición de los sistemas de posicionamiento basados en barcos (SBL, USBL) no es suficiente.
Operación y desempeño
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/a/a9/AquaMap_Diver_LBL_Acoustic_Positioning_Equipment.jpg/440px-AquaMap_Diver_LBL_Acoustic_Positioning_Equipment.jpg)
Los sistemas de línea de base larga determinan la posición de un vehículo o buceador midiendo acústicamente la distancia desde un vehículo o interrogador de buzo hasta tres o más transpondedores de línea de base desplegados en el fondo marino. Estas mediciones de rango, que a menudo se complementan con datos de profundidad de los sensores de presión en los dispositivos, se utilizan para triangular la posición del vehículo o del buceador. En la figura 1, un interrogador montado en el buzo (A) envía una señal, que es recibida por los transpondedores de línea base (B, C, D). Los transpondedores responden y las respuestas son recibidas nuevamente por la estación de buceo (A). Las mediciones del tiempo de ejecución de la señal ahora arrojan las distancias AB, AC y AD, que se utilizan para calcular la posición del buceador mediante algoritmos de triangulación o búsqueda de posición. Las posiciones resultantes son relativas a la ubicación de los transductores de línea base. Estos se pueden convertir fácilmente a un sistema de coordenadas georreferenciado como latitud / longitud o UTM si las posiciones geográficas de las estaciones de línea de base se establecen primero.
Los sistemas de línea de base larga reciben su nombre del hecho de que el espacio entre los transpondedores de línea de base es largo o similar a la distancia entre el buceador o vehículo y los transpondedores. [3] Es decir, los transpondedores de línea de base se montan típicamente en las esquinas de un sitio de trabajo bajo el agua dentro del cual opera el vehículo o el buceador. Este método produce una geometría ideal para el posicionamiento, en la que cualquier error dado en las mediciones del rango acústico produce solo un error de posición equivalente. [4] Esto se compara con los sistemas SBL y USBL con líneas de base más cortas donde las perturbaciones de rango de una cantidad dada pueden resultar en errores de posición mucho mayores. Además, el montaje de los transpondedores de línea base en el fondo del mar elimina la necesidad de convertir entre marcos de referencia, como es el caso de los sistemas de posicionamiento USBL o SBL montados en embarcaciones en movimiento. [5] Finalmente, el montaje en el fondo marino hace que la precisión de posicionamiento sea independiente de la profundidad del agua. [6] Por estas razones, los sistemas LBL se aplican generalmente a tareas en las que el estándar requerido de precisión o confiabilidad de posicionamiento excede las capacidades de los sistemas USBL y SBL.
Historia
La búsqueda e inspección del submarino nuclear perdido USS Thresher por el buque oceanográfico de la Armada de los EE. UU. USNS Mizar en 1963 se acredita con frecuencia como el origen de los modernos sistemas de navegación acústica submarina. [7] Mizar utilizó principalmente un sistema de línea de base corta (SBL) para rastrear el batiscafo Trieste 1 . Sin embargo, su capacidad también incluía transpondedores del fondo marino, que junto con los primeros satélites de navegación apoyaban el mantenimiento de la posición con una precisión de unos 300 pies, lo que se consideraba notable en ese momento. [8]
Ejemplos de
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/6/63/Ohio-class_submarine_launches_Tomahawk_Cruise_missiles_(artist_concept).jpg/440px-Ohio-class_submarine_launches_Tomahawk_Cruise_missiles_(artist_concept).jpg)
A mediados de la década de 1960 y posiblemente antes, los soviéticos estaban desarrollando sistemas de navegación submarina que incluían transpondedores de fondo marino para permitir que los submarinos nucleares operaran con precisión mientras permanecían sumergidos. [9] Además de navegar a través de cañones y otros terrenos submarinos difíciles, también era necesario establecer la posición del submarino antes del lanzamiento de un misil nuclear (ICBM). En 1981, se propuso el posicionamiento acústico como parte del sistema de misiles MX del ejército estadounidense . [10] Se previó una red de 150 campos de transpondedores encubiertos. Los submarinos suelen ser guiados por sistemas de navegación inercial, pero estos sistemas de navegación por estima desarrollan una deriva de posición que debe corregirse mediante arreglos de posición ocasionales de un sistema GNSS. Si el enemigo destruyera los satélites GNSS, el submarino podría confiar en la red de transpondedores encubiertos para establecer su posición y programar el propio sistema de navegación inercial del misil para su lanzamiento.
Referencias
- ^ Sistemas de posicionamiento acústico subacuático, Capítulo 4, PH Milne, 1983, ISBN 0-87201-012-0
- ^ Manual de buceo de la NOAA, edición 4, navegación subacuática, sección 10.2., ISBN 0-941332-70-5 , ISBN 978-0-941332-70-5
- ^ Manual de acústica, Malcolm J. Crocker 1998, ISBN 0-471-25293-X , 9780471252931, página 462
- ^ El Manual del ROV, Robert D. Christ y Robert L. Wernli Sr, Sección 4.2.8. Capacidades y limitaciones del posicionamiento acústico, ISBN 978-0-7506-8148-3
- ^ El Manual del ROV, Sección 4.2.6.4 Línea de base larga (LBL)
- ^ Posicionamiento subacuático LBL, Hydro International Magazine, enero / febrero de 2008, volumen 12, número 1
- ↑ Milne, Capítulo 2
- ^ El universo a continuación, página 77, William J. Broad y Dimitry Schidlovski 1998, ISBN 0-684-83852-4 , ISBN 978-0-684-83852-6
- ^ Historia de la acústica submarina rusa, página 722. Oleg A. Godin, David R. Palmer, 2008, ISBN 981-256-825-5 , ISBN 978-981-256-825-0
- ↑ MX Missile Basing, páginas 173-175, 1981, ISBN 1-4289-2450-7 , ISBN 978-1-4289-2450-5