Pozycjonowanie dynamiczne
Pozycjonowanie dynamiczne (DP) to sterowany komputerowo system kontroli statku, który automatycznie utrzymuje pozycję i kurs statku przy użyciu aktywnego napędu i silników manewrowych. W odróżnieniu od tradycyjnego cumowania, system DP nie opiera się na kotwicach w celu utrzymania statku w miejscu. Zamiast tego wykorzystuje architekturę sterowania w pętli zamkniętej, łączącą systemy odniesienia pozycji, czujniki kursu, czujniki ruchu, pomiary warunków otoczenia, algorytmy sterowania oraz układ napędowy.
System DP nieustannie porównuje zmierzone parametry stanu statku z jego pozycją docelową i kursem. Następnie sterownik DP oblicza siły niezbędne do zniwelowania ewentualnych odchyleń. Algorytmy przydzielania mocy do sterów strumieniowych przekształcają te wymagane siły w polecenia dla poszczególnych sterów strumieniowych i jednostek napędowych. W rezultacie statek może utrzymać swoją pozycję i kurs pomimo wiatru, fal, prądów i innych sił zewnętrznych.
Czujniki odgrywają kluczową rolę w tym procesie. Systemy odniesienia pozycji (PRS) mogą wykorzystywać systemy nawigacji oparte na sygnałach radiowych ( GNSS), pozycjonowanie akustyczne, systemy laserowe, radar lub technologie napiętej linki. Żyrokompasy i czujniki inercyjne zapewniają dokładne pomiary kursu i prędkości obrotu. Z kolei jednostki pomiarowe (MRU) mierzą przechył boczny, przechył wzdłużny, falowanie, przyspieszenie oraz prędkości kątowe. Czujniki wiatru dostarczają również niezbędnych danych środowiskowych do oszacowania sił zewnętrznych.
Ponadto kontrolery DP mogą wykorzystywać matematyczne modele statków oraz filtrowanie Kalmana do oszacowania pozycji, prędkości, kursu oraz zakłóceń środowiskowych. Szacunki te pomagają systemowi odróżnić rzeczywisty ruch statku od szumu czujników i sił nieujętych w modelu. Dlatego też dokładne i wiarygodne dane z czujników mają bezpośredni wpływ na wydajność systemu DP oraz jego odporność operacyjną.
Systemy nawigacji inercyjnej mogą dodatkowo wzmocnić architekturę systemów DP. System nawigacji inercyjnej ( INS ) łączy pomiary inercyjne z danymi z systemu nawigacji satelitarnej ( GNSS ) oraz innymi odniesieniami zewnętrznymi, zapewniając ciągłe dane nawigacyjne.
Podczas awarii systemu nawigacji satelitarnej ( GNSS ) system nawigacji inercyjnej ( INS ) szacuje pozycję, kurs i ruch, podczas gdy błąd pozycjonowania stopniowo wzrasta bez zewnętrznych korekt.
System pozycjonowania dynamicznego (DP) nieustannie mierzy, szacuje, porównuje, oblicza i dostosowuje ciąg, aby utrzymać precyzyjną pozycję i kurs statku podczas wymagających operacji morskich.
