СПОСОБ КЛАССИФИКАЦИИ ЯКОРНОЙ МИНЫ НА ТЕЧЕНИИ Российский патент 1995 года по МПК G01S15/00 

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для обнаружения объектов с малой отражающей способностью в водной среде с течением.

Известен способ классификации подводных объектов, в частности якорных мин (европейский патент N 0342099, кл. G 01 S 15/42, 1989), позволяющий определять характеристики подводных мин. Недостатком способа является необходимость излучения сигнала, что демаскирует объект, классифицирующий якорную мину.

Наиболее близким к изобретению является (Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. М. Мир, 1983) способ классификации якорной мины на течении, заключающийся в принятии решения с классификации по прогнозируемому виду корреляционной функции эхо-сигнала. Способ работает в условиях низкого уровня помех, при которых средний уровень корреляции незначителен.

Цель изобретения повышение достоверности классификации в условиях помех.

Цель достигается использованием для принятия решения классификационного признака совпадения измеренного значения периода автокорреляционной функции (АКФ) эхо-сигнала с периодом собственных колебаний известной якорной мины на известном течении.

Для этого известное техническое решение по классификации якорной мины на течении дополнено следующими отличительными признаками: непрерывным излучением гармонического сигнала, что обеспечивает потенциальное снижение демаскирующего признака гидроакустической станции миноискателя, автокорреляционной обработкой эхо-сигнала с измерением периода АКФ, вычислением прогнозируемого классификационного признака периода собственных колебаний якорной мины на течении.

Период собственных колебаний якорной мины на течении определяется по формуле
t (1) где ω_n частота собственных колебаний якорной мины, рассчитываемая по формуле
ω_n(2n-1) для конкретной мины ω=0,4πv/d (2)
где l длина минрепа;
n порядок колебаний, определяемый путем решения уравнения
(2n-1) <v< [2(n+1)-1] (3)
где d диаметр корпуса якорной мины;
V скорость течения;
Т средняя величина силы натяжения по длине минрепа;
m суммарная масса единицы длины минрепа.

Таким образом, совпадение двух факторов периодичности АКФ эхо-сигнала и соответствие периода АКФ прогнозируемому значению, равному периоду собственных колебаний якорной мины на течении, повысит достоверность классификации известной якорной мины на известном течении.

На чертеже изображена схема устройства, реализующего заявляемый способ, где 1 генератор непрерывного гармонического сигнала, 2 излучающая антенна, 3 приемная антенна, 4 блок формирования N пространственных каналов наблюдения, 5 N-канальный коррелятор, 6 индикатор (N-перьевой регистратор) сигналов в координатах: изменение значений АКФ во времени по пространственным каналам, где под временем понимается временной сдвиг эхо-сигналов, являющийся аргументом АКФ, 7 мерная линейка, предназначенная для измерения оператором периода АКФ, 8 блок ввода исходных данных якорной машины (l, T, m, d) и значения V, 9 блок вычисления периода собственных колебаний якорной мины на течении по формулам (1) (3), 10 индикатор прогнозируемого периода собственных колебаний якорной мины на течении.

Генератор 1 непрерывного гармонического сигнала соединен с излучающей антенной 2. Приемная антенна соединена через блок 4 формирования N пространственных каналов наблюдения с N-канальным коррелятором 5, выходы которого соединены с входами индикатора 6 (или N-перьевого регистратора) сигналов в координатах: изменение значения АКФ во времени по N пространственным каналам, на экране которого закреплена перемещающаяся мерная линейка 7. Блок 8 ввода исходных данных по якорной мине соединен через блок 9 вычисления периода собственных колебаний якорной мины на течении по формулам (1), (2) и (3) с индикатором 10 прогнозируемого периода собственных колебаний якорной мины на течении. Все блоки, входящие в состав устройства, типовые.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 формирует сигнал, который через излучающую антенну 2 в виде акустического гармонического непрерывного сигнала направляется в сторону классифицируемого (исследуемого) объекта. Это-сигнал, принятый приемной антенной 3, преобразуется в электрический сигнал, поступающий в блок 4 формирования N пространственных каналов наблюдения, которые в виде N-входных реализаций поступают в N-канальный коррелятор 5, в котором по всем пространственным каналам вычисляются АКФ, поступающие на соответствующие входы индикатора 6 (N-канального регистратора) сигналов в координатах: значения АКФ во времени по пространственным каналам. Оператор с помощью мерной 7 линейки на экране индикатора 6 измеряет период АКФ по пространственным каналам и сравнивает с прогнозируемой величиной (для известной якорной мины на известном течении), высвечиваемой на соответствующем индикаторе 10. При этом данная прогнозируемая величина поступает на индикатор 10 с блока 9 вычисления периода собственных колебаний якорной мины на течении (по формулам (1)-(3), на вход которого необходимые исходные данные вводятся с блока 8.

На чертеже видно, что оператор классифицирует якорную мину известного типа (l, m, T, d) на известном течении V во втором пространственном канале по совпадению информационных параметров: периодичности АКФ и равенству периода АКФ прогнозируемому периоду (рассчитанному в блоке 9) собственных колебаний якорной мины на течении. Таким образом, достигается повышенная достоверность классификации якорной мины на течении (определения факта наличия известной якорной мины на известном течении в одном или нескольких пространственных каналах).

Использование: в гидроакустике для обнаружения и классификации малоразмерных целей в водной среде с течением. Цель изобретения повышение достоверности классификации объектов при сохранении скрытности за счет непрерывности излучения гармонического сигнала. Цель достигается путем использования классификационного признака совпадения измеренного периода колебаний известной якорной мины на известном течении с периодом автокорреляционной функции эхо-сигнала. 1 ил.

СПОСОБ КЛАССИФИКАЦИИ ЯКОРНОЙ МИНЫ НА ТЕЧЕНИИ, заключающийся в излучении непрерывного гармонического сигнала в направлении исследуемого объекта, приеме эхо-сигнала и его корреляционной обработке, отличающийся тем, что решение о классификации определенного класса якорной мины принимается при совпадении периода автокорреляционной функции эхо-сигнала с периодом t собственных колебаний якорной мины определенного класса на известном течении, определяемым по формуле
t=2π/ω,
где ω частота собственных колебаний якорной мины, рассчитываемая по формуле

где d диаметр корпуса якорной мины;
v скорость течения.