Las boyas sonoras GPS o boyas inteligentes GPS ( GIB ) son un tipo de dispositivos de posicionamiento acústico de línea de base larga invertida (LBL) donde los transductores se instalan en boyas sonoras equipadas con GPS que están a la deriva o amarradas. [1] Las GIB se pueden utilizar junto con un dispositivo submarino activo (como un torpedo equipado con un pinger) o con una fuente de sonido acústica pasiva (como una bomba inerte que golpea la superficie del agua). Normalmente, la fuente de sonido o el evento de impacto se rastrea o localiza utilizando una técnica de tiempo de llegada (TOA). [2] [3] Normalmente, se despliegan varias GIB sobre un área de operación determinada; el número total se determina por el tamaño del área de prueba y la precisión de los resultados deseados. Se pueden utilizar diferentes métodos de posicionamiento GPS para posicionar el conjunto de GIB, con precisiones de cm a metro en tiempo real posibles. [3]
Las boyas son fabricadas por la empresa francesa ACSA-underwater-GPS (filial del grupo ALCEN). Hay tres productos disponibles: desde el pequeño sistema portátil GIB-Lite hasta el gran sistema de seguimiento de torpedos GIB-FT, pasando por el sistema GIB-Plus de tamaño y alcance medianos.
El uso de GIB para el seguimiento submarino y la calificación de armas ha sido utilizado por la Armada [ ¿cuál? ] desde principios y mediados de los años 90. Los primeros GIB se crearon para realizar pruebas de armas en áreas oceánicas amplias modificando sonoboyas convencionales de la Armada con pequeños receptores GPS de grado OEM y desplegándolos desde un helicóptero o desde un avión P-3 Orion. [3] [4] Los datos GPS capturados por el GIB se modularon sobre el flujo de datos acústicos VHF analógicos utilizando modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK). Esto permite que los datos de medición GPS se transmitan y reciban en equipos receptores de sonoboyas VHF heredados. Se desplegaría un conjunto de doce o más GIB a la deriva en un conjunto circular concéntrico de aproximadamente 7 nm de diámetro. Los impactos de armas dentro del conjunto emitían firmas acústicas que eran capturadas por los GIB y transmitidas hasta el avión en órbita. [3] Después de la misión, los datos GPS y acústicos de los GIB se combinarían para determinar una coordenada absoluta para la ubicación del impacto en coordenadas WGS 84. [3]
Se han desarrollado sistemas de tipo GIB para diversas aplicaciones especializadas. Un ejemplo de uso de los GIB para el posicionamiento submarino es el sistema de puntuación y entrenamiento de armas TARGT [5] [6]
El concepto del sistema (Figura 1) utiliza un conjunto de ocho a diez GIB (Figura 2) amarrados en un conjunto de 2 km por 2 km. En el caso del GIB TARGT, las antenas GPS y RF están ubicadas en la parte superior del sensor y el hidrófono , o transductor acústico submarino , está ubicado en la parte inferior. El dispositivo mide aproximadamente 6 pies de alto y pesa 35 libras.
Los disparos de armas inertes desde aeronaves militares impactan la superficie del agua dentro del conjunto, emitiendo una señal acústica que es captada por cada uno de los GIB. Cada GIB determina el tiempo preciso de la señal recibida y transmite este tiempo al barco de despliegue casi en tiempo real. Un sistema de comando y control ubicado en el barco de despliegue y recuperación combina los datos del GPS y la información de tiempo acústico para triangular la ubicación del impacto y determinar el tiempo exacto del mismo casi en tiempo real. Se pueden utilizar varios métodos, siendo el más común un algoritmo de solución de mínimos cuadrados de diferencia de tiempo de llegada (TDOA). El procesamiento de datos posterior a la misión se realiza para refinar aún más los resultados, con precisiones de posicionamiento bidimensional de 1 a 2 metros y precisiones de tiempo de impacto de 1 a 2 milisegundos.