В ноябрьском номере нашей газеты была напечатана статья «Телевизионные навигационные системы», и результаты этой публикации не заставили себя долго ждать. Данным направлением работ всерьез заинтересовалась петербургская компания «Энерго-Альянс», которая сейчас совместно с автором публикации возрождает это, до сих пор не имеющее аналогов в мире, направление развития навигационной техники.

Для тех, кто не читал статью, коротко повторим основные сведения о таких системах.

Изобретатель

Идея создания телевизионных навигационных систем (сокращенно называемых ТНС) принадлежит талантливому российскому ученому Анатолию Петровичу Дубравину. Следует заметить, что этот человек заслуживает отдельного подробного рассказа о нем. А кратко можно сказать, что капитан первого ранга, кандидат технических наук А. П. Дубравин имел два высших образования со специализацией в области гидрографии и авиационной электроники. Он отличался ясным умом, позволявшим ему непрерывно генерировать множество интереснейших идей в тех областях, где ему приходилось работать. Но кроме этого он был еще и прекрасный организатор и руководитель. Поэтому сейчас даже трудно оценить, что в итоге оказалось важнее: десятки его идей, доведенных до уровня изобретений и воплощенных в конкретных изделиях, - или сотни воспитанных им специалистов.

Как и многие другие ученые «старой закалки», принимавшие непосредственное участие в создании многих изобретений, которыми совершенно законно гордилась наша страна, А. П. Дубравин тяжело переносил невостребованность своих знаний и энергии, наступившую с приходом «перестройки». Однако до конца своих дней он продолжал активно работать, пока его не сразила неизлечимая болезнь.



Сущность и достоинства ТНС

Исходная идея, сформулированная еще в середине семидесятых годов двадцатого века и положенная в основу первых телевизионных навигационных систем, была до гениальности проста и заключалась в следующем.

В случае, если, например, в прибрежной зоне необходимо обеспечить проводку судна по прямолинейному галсу, то на его береговом продолжении в какой-либо точке устанавливается телевизионная (ТВ) камера и подобно теодолиту горизонтируется и ориентируется по заданному направлению галса. Формируемое ТВ камерой изображение участка акватории с маневрирующим на ней судном дополняется электронной отметкой в виде тонкой вертикальной линии, обозначающей заданное направление. При этом по законам геометрической оптики проекция этой линии на водной поверхности будет всегда совпадать с линией заданного галса. Полученное таким способом телевизионное изображение по радиоканалу передается далее на судно, где отображается на экране бортового приемоиндикатора, подобного обычному бытовому телевизору. Судоводитель (в простейшем случае - просто рулевой), наблюдая на телевизионном экране за положением изображения своего судна, осуществляет управление им с целью совмещения центра изображения судна с электронной линией.

Как не трудно заметить, функционально такая система подобна простейшему линейному створу, за что и получила свое второе наименование - «Телевизионный створ». Однако у такой системы есть и целый ряд существенных положительных отличий. Так, например, погрешность обозначения линии галса имеет не традиционную - квадратичную, а линейную зависимость от дистанции и определяется угловой чувствительностью системы. А этот параметр, в свою очередь, зависит только от разрешающей способности телевизионной системы (количество строк разложения телевизионного изображения и число различимых элементов на строке) и фокусного расстояния используемого объектива. Выбором этих параметров может быть обеспечена, фактически, сколь угодно высокая чувствительность системы.

В общем, системы, основанные на принципе ТНС, могут использоваться во всех тех случаях, когда требуется высокоточное обозначение опорных линий и плоскостей, а также бесконтактное измерение величин отклонений от них объектов самой различной природы.

В некоторых случаях особую важность приобретает и наглядность представления информации, позволяющая потребителю дополнительно получать большой объем сведений об окружающей обстановке, а также простота и надежность документирования информации (например, путем записи ТВ изображения на видеомагнитофон), гарантирующая, в случае необходимости, возможность последующего точного восстановления порядка развития событий.

На практике потребность в оборудовании с такими свойствами существует в очень многих областях человеческой деятельности:
- при контроле и управлении перемещениями по поверхности земли, воды или в пространстве самых различных подвижных объектов от строительной техники, судов и самолетов до космических аппаратов;
- в разных отраслях производства, при строительстве дорог, мостов, причалов, зданий и различных сооружений; прокладке кабельных магистралей, трубопроводов, строительстве линий электропередачи;
- в горнодобывающей промышленности, при проведении изыскательских работ, проходке туннелей, рытье котлованов и каналов и при решении многих и многих других задач.

Спектр возможного применения таких систем настолько широк, что перечислить все направления и способы их использования оказывается просто не реально, тем более что в процессе работ в области ТНС, интенсивно проводившихся вплоть до начала 90-х годов, их свойства и функциональные возможности получили существенное развитие по сравнению с первоначально использованными идеями.



Новый этап развития

Уникальные свойства и многочисленные положительные качества систем, основанных на принципе ТНС, к сожалению, не находили широкого применения в последнее десятилетие, однако получили его после публикации, осуществленной в рамках проводимого газетой «Энергетика и промышленность России» конкурса. Данное направление развития техники привлекло внимание петербургской компании «Энерго-Альянс», которая приняла решение осуществить разработку сразу двух вариантов такого оборудования, предназначенных для решения существенно различных задач.

Первый из создаваемых в настоящее время опытных образцов нацелен на уже «традиционное» использование ТНС при обеспечении проводки кораблей и судов по каналам и фарватерам. Технически данный вариант системы состоит из береговой и бортовой частей. Береговая часть, включающая телевизионную камеру, радиопередатчик и другие узлы, по плану должна стать рабочим инструментом дежурного капитана инспекции госнадзора МАП, обеспечивающего контроль за всеми перемещениями подвижных объектов на акватории.

Бортовая часть оборудования представляет собой портативный лоцманский приемоиндикатор, выполненный в виде легкого автономного устройства, снабженного большим цветным жидкокристаллическим экраном. Именно наблюдая на этом экране телевизионное изображение, сформированное в береговой части системы, лоцман и получает новую информацию, с учетом которой он может давать указания и рекомендации по управлению судном.

Второй вариант создаваемого оборудования, по сути, будет представлять собой принципиально новый вид аппаратуры - телевизионный теодолит. Основной областью его применения сейчас видится строительство, и в первую очередь - при проведении различных сложных строительных и монтажных операций на создаваемых и реконструируемых крупных и исторических объектах. Отличительной особенностью данного изделия является простота его использования при весьма высокой оперативности и точности выполнения измерений, исчисляемой единицами угловых секунд.

Несмотря на то, что данные работы выполняются в инициативном порядке, указанные изделия разрабатываются под вполне конкретные требования. То есть у них уже наметился круг вполне реальных потребителей, число которых неуклонно растет, что сделало актуальным даже вопрос о расширении используемой производственной базы.

Увидеть указанные образцы в действии и более подробно познакомиться с ними можно будет на выставке, проводимой в рамках «Морского салона», посвященного 300-летнему юбилею Санкт-Петербурга, в котором решили принять участие нынешние разработчики оборудования - ООО «Энерго-Альянс» и ФГУП «НИИ телевидения».

Ну а в дальнейших планах - создание новых вариантов систем на принципе ТНС, включая и такую интересную работу, как реализация радионавигационных измерений по телевизионным сигналам, а также широкое применение цифровых методов обработки сигналов и информации во всех узлах оборудования.

В общем, можно сказать, что отечественные телевизионные навигационные системы - возрождаются!