AUTOMATIC BEAMAIMING OF THE LASER OPTICAL REFERENCE SYSTEM AT THE CENTER OF REFLECTOR TO IMPROVE THE ACCURACY AND RELIABILITY OF DYNAMIC POSITIONING

Abstract

This paper addresses the issues of automatic beam aiming of the laser optical reference system (LORS) at the center of reflector in conditions of strong pitching and rolling. Practical observations show that LORS does not receive a stable or high-quality reflection and sometimes even complete loss of the reflection is observed in AQ1 conditions of strong waves. The authors have conducted full-scale experiments with the CyScan LORS, installed on a supply vessel “ESNAAD 225”, which confirmed instability and reflection loss under conditions of strong AQ2 pitching and rolling. Amethod and algorithmwere proposed for automatic aiming of the LORS beam into the center of reflector, which ensures a high reflection quality under conditions of strong pitching and rolling as well. The efficiency of automatic beam aiming under conditions of strong pitching and rollingwas verified by mathematical modeling inMATLAB. The practical value of the obtained results lies in opportunity to improve the quality of the reflected signal and, therefore, to increase the accuracy and reliability of dynamic positioning in general, which is especially important when operating near hazardous objects such as oil and gas platforms. У цій роботі розглядаються питання автоматичного наведення променю лазерної оптичної системи опорного позиціонування (LORS) у центр рефлектора в умовах сильної кільової та бортової хитавиці. Практичні спостереження показують, що у цих умовах LORS не отримує стабільного та якісного відбитого від рефлектору сигналу, а іноді спостерігається навіть повна втрата відбитого сигналу. Автори провели повномасштабні експерименти з лазерною оптичною системою опорного позиціонування CyScan на офшорному судні забезпечення “ESNAAD 225”, які підтвердили наявність нестабільного сигналу і навіть втрату сигналу в умовах сильної кільової та бортової хитавиці. Запропоновано метод, алгоритмічне та програмне забезпечення автоматичного наведення променю LORS у центр рефлектора, що забезпечує високу якість відбитого від рефлектора сигналу, у тому числі і в умовах сильної кільової та бортової хитавиці. Працездатність та ефективність автоматичного наведення променю LORS на рефлектор в умовах сильної кільової та бортової хитавиці перевірено математичним моделюванням у середовищі MATLAB. Практична цінність отриманих результатів полягає у можливості поліпшити якість відбитого сигналу а, отже, підвищити точність і надійність динамічного позиціонування у цілому, що особливо важливо при роботі поблизу небезпечних об'єктів, таких як нафтові та газові платформи.