Comments 196
Там именно с нуля написана вся сигнальная обработка и GPS оно напоминает лишь по духу.
Как раз низкая скорость звука снижает требования к точности часов. Для gps ошибка часов в 1/30000000 секунды дает ошибку позиционирования на 1 метр (ну приблизительно). Для звука в воде — 1/1450 секунды — 1 метр.
А, если не секрет, в каком диапазоне глубин работает эта штука, и образно, какую зону обслуживает один буй (я понимаю, что нужно «созвездие»)?
Один буй ничего не решает — нужны все четыре. Энергетически приемник может слышать буй на дистанции до 3000 м — в «глубоком море». Но для работы нужно чтоб приемник слышал все четыре буя.
Мне сдается такой подход (только все 4 или кукиш) — заметное снижение надежности системы. И кстати 4 и только 4 — ограничение по зоне. Если реализовать что-то типа роуминга и работу на 3-5 буях — то получим надежную практически бесконечно масштабируемую систему (вопрос только сколько буев накидать). За одно это отчасти решит вопрос заслонения отдельных буев.
разность времени распространения сигнала между двумя передатчиками даёт некую поверхность, где может находится приёмник.
пересечение двух таких поверхностей — кривая, трех — точка. плюс тут ещё и глубина точно известна по давлению.
три передатчика — три разности (1-2, 1-3, 2-3), вроде должно хватать?
Наверное, потому же, почему и в настоящем gps нужно минимум 4 спутника. Пересечение трех сфер — действительно точка. Но эти сферы не неподвижны. Точка пересечения движется по некоей кривой. Так что нужен либо четвертый передатчик, либо очень точно синхронизированные часы.
и для подводного gps всегда есть четвёртая «сфера» — точнее плоскость — так как известна глубина.
ну и в отличии от спутников буи — неподвижные (если отмасштабировать скорости GPS спутников) и их координаты за время измерения не изменяются и известны.
Нет. Немного из теории о ГНСС:
У нас есть псевдодальности, которые являются перемножением времени прохождения сигнала на скорость распространения волны в среде. Зная координаты трех маяков (спутников) и расстояние до них (псевдодальности) можно решить систему диф. уравнений, записанных в параметричкоском виде, из которых можно выяснить три неизвестных — свои x, y и z. (Уравнения буквально предствляют собой (х — х1)^2 + (y- y1) ^ 2 + (z — z1)^ 2 = r^2 = (c * (t — t1)) ^ 2; где t — время на потребительском устройстве (время приема сигнала), t1 — время излучения сигнала (время на спутнике).
Уход потребительских часов составляет… Возьмем супер очень точные — пусть будет 10 секунд в год, т.е. 10 секунд в 31536000, т.е. 1.0^(-7) в секунду — помноженное на скорость света это уже будет 30 метров. В реальных устройствах уход гораздо больше (несколько минут в год), что выражается в катастрофической ошибке.
Именно для того, чтобы избежать этой проблемы, и используется четвертый спутник, который добавляет четвертое уравнение в систему уравнений, а четвертой неизвестной выступает время на устройстве потребителя (t), т.е. время приема сигнала. 4 уравнения, 4 неизвестных — все великолепно решается.
Вот конкретно тут я не знаю для чего нужен четвертый буй, покуда уход часов, помноженный на скорость распространения звука в воде (1000 м в секунду, если не изменяет память) — копейки.
Цены конкурентов указаны. А стоимость вашего комплекта аппаратуры не указана.
MicronNAV за 18 тысяч евро предоставляет комплект, который работает на 500 метров (это из вашей статьи, на сайт производителя не ходил). «на дистанциях всего лишь до 500 метров» — т.е. 500 метров это очень мало за 18 тысяч евро. А в вашей системе диагональ между буями 210 м и вы удивляетесь, что приемник работает за пределами квадрата. А 210 метров получается не мало?
Не очень понятно, как сравнивать с конкурентами.
В том эксперименте мы поставили буи просто исходя из условий акватории — чтоб их не переехали судами. Их можно было бы и дальше друг от друга поставить.
Суть в том, что водолаз повторил свой путь на дистанции 210 метров с отклонением в 1-1.5 метра. Попробуйте представить себе: пройти 210 метров с закрытыми глазами и вернуться назад точно по своему следу. -Вот на это я хотел обратить внимание, наверное просто неясно выразился.
Наше основное преимущество — у нас неограниченное чисто одновременно позиционирующихся устройств может быть в акватории.
По энергетике 3 км это круто, но как и в эксперименте с 5G на 30 км в диапазоне 40 ГГц энергетика это только один из факторов, и не самый критичный. Многолучевость может ограничить все гораздо меньшей зоной. Это все к вопросам условий распространения.
Ну и про закрытые глаза — это тоже лирика. Я не спец по гидроаккустике, и поправьте меня, если я не прав. На базе 210 м для точности в 1 м по горизонтали СКО разности времени хода нужно около 1мс. И сигнал с полосой около килогерца. Цифры кажутся реальными. Или я не прав?
Дальше по числу позиционирующихся устройств. Пассивный прием предполагает, что по другому и не получится. Гораздо интереснее как обстоят дела с масштабируемостью системы буев. Каково максимальное число буев в одной акватории? Все же упирается в разделение каналов. Я так понимаю, оно у вас кодовое?
И да, многолучевость, растворенный газ, рельеф, слой скачка — это все ограничивает и ухудшает. Про закрытые глаза — это не лирика, это реальный эксперимент. Сигнал у нас полосой несколько больше 1 кГц), точнее порядка 25.
По поводу масштабируемости: для данной системы в одной акватории может быть только 4 буя — ни больше не меньше. Есть проект на бесконечное число буев — но это другая энергетика, другие деньги и самое печальное — это никому не нужно на данный момент.
Сейчас у нас буи разделены и кодово и по времени.
В вашей системе очень нравится мобильность. Ну и то, что она работает и есть результат. И весьма неплохой.
Да, ещё не понтяно с буями — они выбрасываются за борт в нужных точках, а дальше что? Они же как-то должны на одном месте удерживаться? Просто на иллюстрациях не увидел якорей.
И почему на трех буях не работает, если глубина измеряется по датчику давления?
На трех буях теоретически можно, но надежнее на четырех, поэтому мы сделали на четырех.
Вот, товарищи что-то потеряли в море и не могут найти:https://twitter.com/MarineSys_est/status/822378600041041922
А вот в USBL — это будет реализовано, уже делаем.
Зачем человеку декомпрессиметр — вроде очевидно.
Зачем человеку en mass географические координаты под водой — не очень очевидно. Дайв-центры этого тоже не понимают.
Зачем руководителю спусков наверху следить за расположением туристов под водой — очевидно. Дайв-центры этого и хотят, потому что безопасность и все прочие дела.
Отсюда и слова про USBL. Что же касается бизнесовой части — там все варианты возможны, и аренда, и покупка.
Можно, конечно, приписать это все их раздолбайству, но иногда такое случается.
Другой вопрос, что часть этих проблем решается поверхностными маячками, но они обычно с более глобальной пеленгацией и дорогие.
А вот навигация именно в любительском дайвинге чаще нужна в тех местах, где описанная система работать не будет, т.е. в пещерах или железе…
Именно что в миллионах (и незачем так орать) случаев это устройство дайверу вообще не нужно :)
Гурите потише. Если исходить именно с точки зрения среднестатистического дайвера, то такое устройство тоже будет более вредно, чем полезно, т.к. еще одна игрушка, что будет отвлекать :)
А у некоторых ассоциация и Advanced Nitrox со спаркой и декомпрессией на пятидесятом найтроксе — это еще рекреация…
Дайв-компы — это все-таки еще и дополнительная безопасность, особенно с учетом раздолбайства и нырялки не «по ковшику»…
Не, не верю я в такое направление. Во-первых далеко не так много туристически-активных мест, где законодательно разрешено погружаться без гида, а часто именно без местного сертифицированного гида, который заодно и присмотрит чтобы лишнего не наломали. Во-вторых, надо это будет еще и «продать» дайверам, чтобы впихнуть в аренду устройство, т.к. вряд ли многие будут это покупать. Потом, это лишняя головная боль ДЦ, думать кого так можно пустить без присмотра, чтобы очередного ЧП не случилось… Разве что получится пропихнуть это в правила погружения от местных властей…
Геокешинг, кмк, был популярен достаточно короткое время, по крайней мере я уже несколько лет не помню чтобы кто-то из знакомых, кто в это играл, что-то об этом писал…
Попробовать, безусловно, можно… Особенно если нет ограничения в деньгах, знакомствах и прочих ресурсах :) Если же есть — кмк профессиональная сфера будет куда прибыльнее, хоть и не такая массовая.
Зачем человеку подводные координаты?
Ну как же — поделиться с другом, который в следующем месяце поедет отдыхать, какой замечательный коралл ему совершенно необходимо посмотреть.
А дайв-центр ещё и карту окрестных достопримечательностей сделает, и будет рекомендовать клиентам определённый маршрут.
З.Ы. В процессе разведения редких червей ни один тюлень не пострадал. Тело тюленя было использовано в научных целях, конечно же, с согласия родственников умершего))))
Кроме того, из другого принципа позиционирования следует и отличие в модели использования: в нормальной (неинвертированной) УКБ-системе координаты определяются на стороне антенны (на судне-носителе), что неудобно для дайверов, но предпочтительнее для, например, телеуправляемых аппаратов. В представленной системе координаты определяет потребитель, и система «не знает» о координатах подводных объектов (как, например, спутник системы ГНСС не знает о положении вашего телефона). Конечно, можно передавать их назад на буи, но тогда исчезает преимущество пассивности приёмника.
В целом видно, что устройство нишевое, для дайверов, и, по-моему, не претендует на замену УКБ-систем. Тем не менее, думаю, найдет своего покупателя. Искренне желаю успехов!
Для дайверов — выход на произвольную точку никакая УКБ не заменит наш вариант.
УКБ — систему делаем сейчас, координата в ней будет И внизу, И наверху.
Искренне желаю успехов!
Спасибо!
Просто у LBL и USBL есть свои особенности при использовании, как Вы уже заметили выше.
Если что, я тот третий паренёк, который "руководил всем этим, попутно направляя заходящий в тупик research".
Ребята, а можете показать элементы на дисплее? Есть ли в планах отображать полноценную карту?
PS. Молодцы )
![](https://habrastorage.org/files/785/40d/bb9/78540dbb9db54b83b92946a6749cbb86.png)
Четыре квадратика — буи, тот, что крупнее — выбран и для него показаны азимут и дистанция. Если квадратик «не заполнен» — это означает что уровень заряда буя «в желтой зоне».
Можно листать дальше, пролистав все буи пользователь попадает на путевые точки (загруженные и/или сохраненные им самим) для которых тоже отображается азимут и дистанция.
Еще отображается температура и глубина, а так же заряд батареи.
Отображать карту можно, но где взять сами карты?) Под водой нет улиц и городов)
Позже добавлю в статью описание интерфейса.
В стране уже есть «подводные планшеты» с картами. И сделаны они весьма неплохо.
Нам нет никакого резона пытаться изобрести свой планшет, достаточно того, что мы сделали одну из лучших навигаций в мире (в своём классе, разумеется), и возможность интегрировать её в любое устройство, которое способно понять, что такое RS232 и NMEA.
Как я понимаю заказчики уже есть?
МЧС должны заинтересоваться.
Ведь обследовать обломки крушений под водой очень трудо потом к ним вернуться.
Очень надеюсь что вам удастся выйти на глобальный рынок.
У других системы работают по похожему принципу?
Можно ли засеять нужную акваторию боями штук 10-50?
Например картография древних затопленных городов?
Другие системы — там все очень по-разному. MicronNAV — Это чистый USBL (пеленг-дистанция), UDI — это в основном обмен предустановленными сообщениями и зачаточная навигация по FDOA (поплавать по кругу и по изменению доплера понять где примерно источник).
Заказчики есть.
Есть пара вопросов.
А как реагирует живность на УЗ фон? Как понимаю, в ультразвуковом диапазоне буй орёт просто оглушающе. Часто наблюдал, как детишки в утробе пытаются отпихнуться от датчика на животе мамы, им ультразвук как минимум неприятен.
И ещё. Когда таких буёв много, не создаст ли это такое же звуковое захламление, как сейчас наблююдается в радиоэфире? Сохранят ли те же китовые свои способности к охоте?
Далее координата определяется раз в секунду.
Остальное, простите, рассказывать мы не будем :)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/comment_images/6b7/3a3/ba8/6b73a3ba8a4ac8cd54c2c798ad95f426.jpg)
Учился по специальности «цифровая обработка сигнала».
Для диплома была идея сделать подобную систему в примитивном виде… передавать положение буев на поверхности посредством акустики, а приемником слушать и вычислять свое положение.
Даже начинал кодить себе простенький имитатор.Интересная была задача!
Пытался синхронизировать буи между собой чтобы друг-другу не мешали и передавали свои координаты с определенной задержкой, также пытался учитывать давление, температуру и соленость воды…
Но потом занялся стеганографией и в дипломе прятал данные в звуковой сигнал, прогонял через колонки-диктофон и потом восстанавливал оригинальные данные из записи)
А рассматривалась ли проблема звукового загрязнения среды?
Тут, конечно, усложняется буй — он должен иметь не только передатчик, но и приёмник. Зато кол-во буёв можно увеличить очень просто. В т.ч. накидать резервных в тех случаях когда это необходимо.
Скорее даже не усложняется… Если буи должны будут, помимо излучения навигационного сигнала, ещё и осуществлять приём, то надёжность всей системы резко упадёт.
Другие способы передачи данных под воду есть: сверхдлинные волны (и антенны там такие же).
И что будет, если один буй будет потерян по тем или иным причинам? Вы написали, что нужно именно четыре. И в упаковке у Вас — тоже четыре, без запасного.
Буи взаимозаменяемы?
Если да, то можно ли сразу засеять район работ 2-3 комплектами?
Или они будут друг другу мешать?
Вообще можно где-нибудь подробно почитать что-нибудь вроде инструкции или паспорта на комплекс? Спасибо.
Засеять район сразу несколькими комплектами нельзя — они будут мешать друг другу.
Инструкция есть, но она у нас не в свободном доступе, я думаю в ближайшее время все выложим в свободный доступ.
Вы не рассматриваете вариант комплектации с 1-2 запасными буями, которыми можно будет в разумное время заменить вышедший из строя? Рано или поздно такие заявки от пользователей все равно пойдут.
Отвечу так. Для развлечения систему смогут себе позволить только очень состоятельные парни.
А для работы — у нас не было ни одного случая, чтобы компания, покупая комплект или несколько для работы, сказала бы «дорого». Ни одного.
Кстати, буй с собственным двигателем, мегаидея?
Резерв лишним не будет, а то если что случись, пока наверху в лодке разберутся, пока буй заменят, внизу водолазы будут нервничать
p.s. текстовая коммуникация (с системами голосового синтеза в одну сторону, и использования клавиатуры с другой, в купе с заранее забитыми кодами и сценариями) на основе ультразвука уже давно у водолазов работает или тоже как с GPS получается?
Текстовая коммуникация с заранее забитыми кодами и сценариями, голосовым синтезом и клавиатурой получается не слишком удобной.
Хочу попросить вас рассказать немного о технической стороне передачи цифрового сигнала гидроаккустическими волнами. Как устроена антенна? Из вашего рассказа понял что в качестве излучателя применено пьезокольцо. Какая максимальная частота несущей (есть ли оптимальный диапазон частот для этого)? Какой вид модуляции применен и как боретесь с отраженным сигналом? OFDM? Какая выходная мощность сигнала и какое максимальное расстояние достижимо? На сколько вообще применимы принципы распространения ЭМ волн для гидроаккустики?
Мне кажется, что логичным развитием вашего навигационного устройства было бы добавить в него средство общения для водолазов — типа рацию. Для этого, используя современные кодеки, требуется цифровой канал минимум 2000 бит/сек, на сколько возможно это обеспечить под водой? Если данной полосы пропускания не достичь, то можно было бы сделать пересылку хотя бы текстовых сообщений — своего рода SMS чат. Уверен, такой девайс расхватывали бы как горячие пирожки не только спецслужбы, но и простые любители дайвинга. :-)
На сколько применимы — это риторический вопрос, в двух словах не смогу ответить да и очень это субьективно. Самые главные отличия — это скорость распространения и влияние доплера.
«Типо рация» — давно существует, называют ее «Underwater telephone» — обычная SSB (АМ-модуляция) с несущими порядка 32 кГц для простых смертных и что-то в районе 6-8 кГц у вояк.
СМС — есть у UDI (14 предустановленных сообщений для 14 абонентов). СМС сделать не проблема, но пока на сколько нам известно это не особо востребованно.
СМС сделать не проблема, но пока на сколько нам известно это не особо востребованно
Возможно, была бы востребована опция передачи служебных сообщений, типа «Отбой задания, все на базу» или «Все идём на точку 5». Транслировать можно отдельным передатчиком на «базе».
Просто если есть возможность передавать осмысленную информацию, жалко этим не воспользоваться.
Не, там люди привыкли голосом и смс воспринимают скептически. Набирать и тыкать меню там ни у кого нет времени
А есть возможность использовать ларингофоны для того, что бы говорить под водой? Тогда бы можно было подводный скайп устроить.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/comment_images/df3/e88/482/df3e88482790cca2329f38e944b21c4f.jpg)
http://www.evologics.de/en/products/acoustics/s2cm_series.html
скриншот
RedWave v 1.0.0 приложение RedWaveNodeHost
Вижу на треке вылетевшие точки, предполагаю что датчик принял не основной сигнал от одного из буёв, а отражённый от какого-то подводного препятствия я прав?
как с этим боретесь? ведь если датчик принял отражённый сигнал а не основной — расстояние до датчика будет расчитано с ошибкой.
Я так понимаю на приёмник с буя должна прийти информация об реальном положении буя и времени когда отправлен сигнал, эта вся информация передаётся по звуковому каналу как осуществляется разделенние канала?
Почему буя необходимо четыре вроде для позиционирования достаточно 2? (зная с какой стороны пришёл сигнал )
Правильно понимаете, на приемник должны прийти географически координаты каждого буя, время передается но просто чтобы быть ближе к GPS, в навигации оно не используется. Определяются относительные времена прихода сигналов со всех буев, а потом уже, после определения своего положения можно понять когда был излучен сигнал того или иного буя и выдать пользователю UTC время в сообщениях RMC например.
2 буя недостаточно, и с какой стороны пришел сигнал — неизвестно)
Вижу на треке вылетевшие точки, предполагаю что датчик принял не основной сигнал от одного из буёв, а отражённый от какого-то подводного препятствия я прав?
как с этим боретесь? ведь если датчик принял отражённый сигнал а не основной — расстояние до датчика будет расчитано с ошибкой
Пловец движется с конечной, не очень высокой, скоростью. Он не может за секунду «прыгнуть» на 100 метров. И на 10 не может. Соответственно, есть диапазон ожидаемых координат на каждый следующий момент времени. Всё что сильно вываливается из диапазона, отфильтровывается.
Видятся мне проблемы ГНСС тут еще более актуальными. А есть готовая модель ошибок, чтобы не расписывать все по-отдельности? Хотелось бы увидеть.
Ну если конкретнее — аналог "ионосферных задержек" в виде разной скорости распространения аккустического сигнала в жидкосте видит мягко говоря не надуманной проблемой, особенно когда есть перепады температуры (а они есть всегда). Как с этим боретесь? Так же используется две несущие частоты? (если вы об этом написали, виноват, но вроде не видел в статье).
Многолучевость в воде в окрестности дна, где куча коряг и прочего, делает решение навигационной задачи невозможным или же я переоцениваю его влияние?
Не подумайте, что это наезд, мне действительно интересно и проект выглядит многообещающим. Но все же ваш ответ напоминает "мы вас внимательно выслушали и предпимем все, чтобы это исправить".
Видится мне, что сферический водолаз в вакуумном океане — вещь не сильно полезная. Как правило, водолазы все же работают в затопленных развалинах/у причалов/ в непосредственной близости к кораблю, т.е. в окрестности объектов, которые очень даже интенсивно отражают звук. В общем, хотелось бы больше конкретики. А структуру и содержимое передаваемых пакетов, альманаха и прочего — это я заелся или можно увидеть?
Еще раз, это не наезд, мне действительно не детски интересно, так или иначе все же у меня диплом по навигационным системам, хочется вспомнить добрые студенческие годки...
Дело в том, что я не могу отвечать за абсолютно любые условия. Тот же GNSS работает не везде.
По поводу структуры пакетов и альманаха — «боюсь, я не уполномочен обсуждать сокровенную доктрину» =) Постарайтесь понять.
Скажите пожалуйста, как вы обошли подводные грабли общения с родным государством? — Оно очень любит разработки, которые _можно_ использовать в армейских (не обязательно военных) целях — объявлять «разработками двойного назначения» и секретить (а самих разработчиков делать автоматом невыездными).
Сами не ожидали, но факт жизни.
Говорю спасибо как отдельным людям, представляющим государство (в погонах и без), так и целым государственным институтам.
Кстати, а это мысль — использовать БИНС на дешевых MEMS сенсорах и корректировать Калманом по данным от буёв — чисто гипотетически, можно увеличить точность!
Я выше отвечал зачем нужно 4 спутника в GNSS, зачем тут — не знаю. Однако больше — лучше. Хоть 20, наживите на МНК и будет у вас великолепная точность. Однако в данном случае, видится мне, трех действительно хватит.
Формально точность позиционирования зависит от скорости звука на портяжении всей трассы сигнала, но видимо в вашем случае точность от допущения постоянности скорости звука сильно не страдает на фоне точности базовых координат.
Еще хочу поделиться своим опытом:
Одной из проблем подводного позиционирования является возможное наличие термоклинов.
Я для нефтянки делал смежный проект по оценке энергетики и прохождения сигнала в LBL массиве с учетом вертикального профиля скорости звука (моделирование распространения).
![](https://habrastorage.org/files/fc7/80f/1e7/fc780f1e78114f4db1bb73871e817096.png)
![](https://habrastorage.org/files/154/73a/61e/15473a61edf949e6b260d271a3d7fd34.png)
![](https://habrastorage.org/files/7fb/508/2ec/7fb5082ec1e0481995f37884dc29c139.png)
![](https://habrastorage.org/files/5fd/966/da9/5fd966da94214155a9bc3b00f74d8600.png)
Да, поправки — на стороне приёмника.
По-хорошему, профиль скорости звука, конечно, нужен, но это всё для сантиметровой точности.
У нас другой акцент — скорость развёртывания и простота использования.
Я участвовал в подобном проекте — тоже была небольшая команда. Правда у нас была другая идея — использование уже существующих передатчиков для определения местоположения (и других параметров группы водолазов: таких как давление в балоне, физические параметры водолаза) относительно лодки и передача сообщений (к примеру о всплытие) с лодки водолазам. За год было сделано два вполне рабочих прототипа. Жалко что потом разработку прекратили…
Кстати мы столкнулись с проблемой определения расстояния между источником ультразвука и приемником из-за невозможности синхронизировать часы (точнее эта точность в нашем случае составляла порядка 100 метров, что было недопустимо). Скажите, пожалуйста, каким образом вы считали расстояние от передатчика до приемника? Наверху по тексту было небольшое обсуждение вопроса, но я, честно говоря, так и не понял основную идею.
И еще буквально один вопрос — теоретически (опять же для получения точного растояния), необходимо калибровать как передатчики (пьезокерамики имеют погрешности по частоте), так и приемники (ультразвуковые сенсоры имеют разную чувствительность), каким образом, решали вопрос калибровки сигналов?
Заранее спасибо!
При этом не требуется синхронизации приемников с «созвездем» буев.
Не совсем понял вопрос — как связаны хр-ки керамики с точностью измерений расстояний ну или определения времени прихода сигнала (TOA).
Дело в том, что если передатчики передают сигнал на немного разной частоте, соответственно и вычисляемое расстояние (задержка в случае GNSS — TDOA) будет разная. Если один буй будет иметь более высокую частоту чем другой, то местоположение будет «косить» в сторону этого буя.
По поводу приемника, согласен, что в вашем случае это не критично, так как он один.
Правда в нашем случае опыты показывали, что принимаемые сигналы от одного передатчика при одинаковой мощности сигнала, передаваемые один за другим, при приеме на выходе с операционного усилителя устройства каждый раз давали близкие к друг другу, но все-таки различные значения, что соотвественно тоже сказывается на точности — в данном случае оно будет просто прыгать из стороны в сторону.
Можете, пожалуйста, обьяснить, почему для Вашего устройства отсутствие калибровки не критично?
А еще небольшой вопрос — те сенсоры, которые я видел — они были направленные. У Вас он получается один и omni? Это из-за антенны или сам сенсор такой?
Заранее спасибо!
Мы применяем кольцевые элементы, диаграмма направленности у них — тор, но очень близка к сферической для нашей полосы частот.
Не удержусь и подскажу пару идей на будущее. Во-первых, добавить интегральные акселерометры, гироскопы и магнитометр — и через фильтр Калмана это всё объединить. Со своих буёв вы получаете координаты, пусть неточно, но без накапливающейся при интегрировании погрешности. С акселерометров вы непосредственно получаете ускорение, которое, позволит приёмнику точно знать, что резкое изменение вычисленных координат — это погрешность, а не реальное движение, что заметно улучшает точность вычисления своих координат на коротких интервалах. Для работы акселерометров обязательно нужно знать своё направление, для этого используются гироскопы, для чего они частенько объединяются в одном модуле. Но гироскоп тоже имеет накапливающуюся ошибку интегрирования — вот для этого используется трёхосевой магнитометр, который подключается к гироскопу-акселерометру и позволяет избавиться от этого дрейфа за счёт привязки к магнитному полю Земли. Причём, это всё можно делать не самим, а взять готовые модули, которые активно применяются в различных самоделках, об чём были статьи в том числе и тут.
Во-вторых, всё тот же фильтр Калмана пригоден для одновременного выделения сигнала буя и решения навигационной задачи. При этом, примерно зная своё положение, вы можете точно привязаться к прямому лучу на буй, просто игнорируя многолучёвость распространения, даже если прямой луч сильно слабее переотражённых.
В-третьих, для борьбы с многолучёвостью китайцы в своей системе Beidou дополнительно модулируют сигнал по сравнению с GPS и ГЛОНАСС — и вам тоже не повредит взять эту идею на вооружение.
Подводный GPS с нуля за год