Способ регистрации проходной характеристики морского объекта Российский патент 2022 года по МПК G01S15/04 

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к способу регистрации проходной характеристики морского объекта, в том числе и малошумного, в широкой полосе частот и может быть использовано как при измерении первичного гидроакустического поля морских объектов в условиях наличия повышенного уровня случайных выбросов фоновых шумов морской акватории в пределах времени регистрации прохода морского объекта, так и в охранных устройствах для защиты морских акваторий, портовых и других сооружений путем регистрации проходных гидроакустических характеристик средств доставки.

Процедура регистрации проходной характеристики морского объекта заключается в фиксации уровней значения шумоизлучения, получаемых путем измерений текущих значений мощности сигналов подводного шума движущегося морского объекта в заданных полосах частот.

Измерения производятся в условиях фоновых помех, что в реальных условиях затрудняет регистрацию проходной характеристики морского объекта, поскольку при высоком уровне помех характеристика прохода оказывается искаженной как импульсными помехами, в том числе и случайными флюктуациями, так и добавлением «пьедестала», возникающим вследствие высокого уровня помех.

Существует несколько методов выделения сигнала из смеси сигнал + помеха при регистрации проходной характеристики морского объекта.

Известен метод энергетического вычитания помехи (ЭВП) при измерении шумоизлучения морского объекта. Сущность метода заключается в оценке уровня помехи по краям проходной характеристики (т.е. там, где уровень полезного сигнала во много раз меньше уровня помехи) и последующего вычитания этого уровня из максимального значения проходной характеристики.

Основным недостатком метода ЭВП является то, что этот метод имеет малую помехоустойчивость в условиях помех импульсного характера и нестационарной помехи в пределах времени регистрации прохода морского объекта. Кроме этого при направленном в нос или корму характере шумоизлучения источника оценка помехи производится с большой погрешностью, обусловленной недостаточным спадом сигнальной составляющей.

Существенно большими возможностями с точки зрения помехоустойчивости и точности измерения уровня шума при наличии помех различной природы обладает метод энергетической согласованной обработки (ЭСО), реализованный в комплексе технических средств КТС «Тополь-СФП» и разработанный во ВНИИФТРИ В.И. Теверовским, А.О. Кюльян и др. [Новиков А.К. Статистические измерения и обнаружение сигналов. - СПб.: ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 2006 г. - С. 151-154].

Сущность метода заключается в том, что по мере прохода источника относительно приемника в полосе анализа регистрируется энергетическая сумма полезного сигнала и помехи, которая затем подвергается обработке при помощи фильтра, согласованного с формой энергетической нестационарности полезного сигнала. При этом происходит фильтрация высокочастотных флюктуаций помехи при сохранении формы низкочастотной (относительно медленной по сравнению с быстрыми флюктуациями помехи) нестационарности полезной компоненты.

При реализации данного метода выполняется обработка следующим образом:

1. Производится запись характеристики прохода по интенсивности с небольшим предварительным сглаживанием.

2. Выполняется расчетная характеристика прохода для тех же параметров, что и для измеренной характеристики прохода.

3. Вычисляются взаимные корреляционные функции между

измеренной характеристикой и расчетными функциями, с возможностью изменять ширину расчетной характеристики прохода и приближать ее к реальной характеристике прохода.

4. Вычисляется уровень максимума характеристики прохода.

Метод ЭСО основан на применении алгоритма вычисления корреляционной функции, где сравниваются две функции различного происхождения - измеренная характеристика прохода и расчетная функция.

Недостатком описанного метода, реализованного в комплексе технических средств КТС «Тополь-СФП» является то, что метод ЭСО имеет малую помехоустойчивость в условиях импульсных и некоррелированных помех, а также нестационарной помехи в пределах времени регистрации прохода морского объекта. Динамический диапазон анализа методом ЭСО зависит от свойств случайной нестационарности помехи, амплитуды и ширины флуктуационных «всплесков» помехи. Для увеличения динамического диапазона измерений рекомендуется, как и в случае метода ЭВП, применять обработку характеристики прохода методом ЭСО усредненной по нескольким проходам характеристики. Тогда случайные по времени появления максимумы помехи сглаживаются за счет усреднения, а регулярные максимумы прохода источника сигнала суммируются, в результате происходит увеличение отношения сигнал/помеха.

Такая возможность реализована другим известным методом повышения помехоустойчивости за счет траекторного накопления проходной характеристики, получившим название Метод энергетической согласованной траекторной обработки (ЭСТО), реализованного также в комплексе технических средств КТС «Тополь-СФП» и взятого за аналог [Новиков А.К. Статистические измерения и обнаружение сигналов. - СПб.: ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 2006 г. - С. 151-154], который предполагает, что при проведении измерений используется не один приемник, а N приемников, расположенных в линию параллельно направлению движения измеряемого объекта. В этом случае по каждой из измерительных баз формируются проходные характеристики, которые в каждой частотной полосе подобны друг другу, отличаясь временным сдвигом на определенную величину.

При стационарной помехе и равных дисперсиях флуктуаций на базах суммарная дисперсия в N раз меньше дисперсии при использовании одиночного приемного гидрофона. Таким образом, применение траекторного накопления повышает помехоустойчивость метода ЭСО за счет уменьшения дисперсии помехи.

Учет влияния помех на результаты измерений в рассмотренных методах производится в предположении, что средний уровень помехи, обусловленный шумами отдаленного судоходства, изменением метеоусловий и другими причинами, изменяется во времени достаточно медленно, в течение нескольких часов или суток. Нестационарность же уровня полезного сигнала, излучаемого движущимся объектом, обусловленная перемещением объекта относительно приемника и особенностями направленности излучения, является регулярной и имеет временной масштаб порядка десятков секунд - единиц минут. В закрытых акваториях помеха нестационарна и имеет сложную пространственно-временную структуру в условиях сложного интерференционного акустического поля сигнала и помехи.

Поэтому использование способов ЭВП, ЭСО, ЭСТО, рассмотренных выше и основанных на предположении отсутствия импульсных помех и на стационарности помехи в интервале проходной характеристики, неэффективно. Недостатком этих способов является то, что в случае наличия импульсных помех и нестационарности помехи в пределах времени регистрации прохода морского объекта данный метод имеет малую помехоустойчивость.

Известен способ регистрации шумоизлучения малошумного морского объекта (Патент 2572052 Российской Федерации, МПК G01S 15/04. Способ регистрации малошумного морского объекта / Колмогоров B.C., Викторов Р.В., Шпак С.А., Омельченко А.В., Решетников Д.С.; патентообладатель Шпак С.А. - №2014119095/28; заявл. 12.05.2014; опубл. 27.12.2015; бюл. №36).

Указанный способ принят за аналог и заключается в том, что сначала регистрируют в приемных устройствах «опорную» амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) шумового поля водного пространства. «Опорная» АЧХ регистрируется для последующей обработки в блоке первичной обработки сигналов с целью определения пары приемных устройств с максимальным значением коэффициентов взаимной корреляции между первым и вторым, первым и третьим,... первым и N-м приемными устройствами в блоке расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения, затем «опорную» АЧХ подают на соответствующие входы адаптивного фильтра блока вторичной обработки сигналов, где вырабатывают «нормированную» АЧХ шумового поля охраняемого водного пространства. При появлении малошумного морского объекта в охраняемом водном пространстве в области расположения приемных устройств формируют «рабочую» АЧХ водного пространства, которую через ранее выбранный первый приемный канал подают на первый вход блока расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения и первый вход адаптивного фильтра блока расчета вторичной обработки сигналов. При превышении амплитуды «рабочей» АЧХ водного пространства над выработанным порогом «нормированной» АЧХ регистрируют АЧХ малошумного морского объекта.

Выбранный в качестве аналога способ устраняет существенный недостаток методов, описанных выше, а именно малую помехоустойчивость при применении в условиях нестационарности помехи в пределах времени регистрации прохода морского объекта.

При этом аналог обладает существенным недостатком - снижение помехоустойчивости при применении в условиях помех импульсного характера и наличии случайных выбросов в тракте обработки сигналов.

Подавление импульсной помехи устранено другим известным способом регистрации малошумного морского объекта с использованием медианной фильтрации (Патент 2572052 Российской Федерации, МПК G01S 15/04. Способ регистрации малошумного морского объекта с использованием медианной фильтрации / Пономарев М.О., Колмогоров B.C., Шпак С.Л., Викторов Р.В. - №2016107561; заявл. 01.03.2016; опубл. 14.04.2017; бюл. №11), который принят за прототип.

«Способ регистрации малошумного морского объекта с использованием медианной фильтрации» заключается в том, что сначала регистрируют в приемных устройствах «опорную» амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) шумового поля водного пространства. После чего выполняют ее фильтрацию и аналого-цифровое преобразование в блоке первичной обработки сигналов, а затем используют в блоке расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения блока вторичной обработки сигналов с целью определения и выбора пары приемных устройств с максимальным значением коэффициентов взаимной корреляции между первым и вторым, первым и третьим, первым и N-m приемными устройствами. Затем «опорную» АЧХ подают на соответствующие входы адаптивного фильтра блока вторичной обработки сигналов, где вырабатывают «нормированную» АЧХ шумового поля охраняемого водного пространства. Далее при появлении малошумного морского объекта в охраняемом водном пространстве в области расположения приемных устройств формируют «рабочую» АЧХ водного пространства, которую через ранее выбранный первый приемный канал подают на первый вход блока расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения, и первый вход адаптивного фильтра блока вторичной обработки сигналов. В случае превышения амплитуды «рабочей» АЧХ водного пространства над выработанным порогом «нормированной» АЧХ регистрируют АЧХ малошумного морского объекта. При этом в первом, втором и N-м приемных каналах блока первичной обработки сигналов после выполнения аналого-цифрового преобразования дополнительно осуществляют медианную фильтрацию посредством использования соответствующих медианных фильтров.

Данный способ в свою очередь обладает существенным недостатком, так как применение медианной фильтрации позволяет исключить импульсную помеху, но не позволяет отфильтровать некогерентную составляющую помехи. Это вызвано тем, что медианные фильтры позволяют только исключать помехи высокого уровня и недостаточно хорошо «работают» с флуктуациями помехи более низкого уровня.

Некогерентные помехи характеризуются наличием случайных по времени возникновения и периоду как одиночных, так и последовательности (как отрицательных, так и положительных) выбросов. Некогерентные помехи обладают другими корреляционными свойствами, отличными от корреляционных свойств исследуемых сигналов и помех другой природы, и часто вносят значительные изменения в результаты расчета взаимно корреляционной функции смеси сигналов и помех. Причинами возникновения таких флуктуаций, по абсолютной величине гораздо превышающих уровень исследуемых сигналов, являются природные и техногенные явления, а также нестабильности работы применяемого в трактах обработки оборудования.

Следовательно, некогерентные помехи, являются причиной появления случайной погрешности, изменяющей постоянную погрешность, что зачастую существенно снижает помехоустойчивость способа, принятого за прототип при применении в описанных условиях, а также вносят погрешности при расчете взаимно корреляционной функции в блоке расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения блока вторичной обработки сигналов, что, в свою очередь, может привести к ошибке выбора пары приемных каналов, необходимых для формирования «нормированной», а в последующем и «рабочей», АЧХ водного пространства.

На устранение описанного недостатка направлено заявленное изобретение, технической задачей которого является создание нового способа регистрации проходной характеристики морского объекта в условиях наличия случайных некогерентных выбросов в тракте обработки сигналов, повышенного уровня и нестационарности фоновых шумов (помех).

Реализация поставленной технической задачи позволяет добиться следующего технического результата:

- создан способ для регистрации шумоизлучения морского объекта, использующий принципы усредняющей фильтрации, и позволяющий регистрировать проходную характеристику морского объекта в широкой полосе частот как в условиях коррелированных и импульсных помех, так и в условиях нестационарных некогерентных помех. Способ позволяет повысить помехоустойчивость в целом при регистрации шумоизлучения морского объекта в условиях повышенного уровня некогерентных помех.

Для достижения указанного технического результата предложен «Способ регистрации проходной характеристики морского объекта», заключающийся в том, что сначала регистрируют в приемных устройствах «опорную» амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) шумового поля водного пространства. После этого выполняют ее фильтрацию, аналого-цифровое преобразование и медианную фильтрацию в блоке первичной обработки сигналов, а затем используют в блоке расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения блока вторичной обработки сигналов с целью определения и выбора пары приемных устройств с максимальным значением коэффициентов взаимной корреляции между первым и вторым, первым и третьим,... первым и N-m приемными устройствами. Затем «опорную» АЧХ подают на соответствующие входы адаптивного фильтра блока вторичной обработки сигналов, где вырабатывают «нормированную» АЧХ шумового поля охраняемого водного пространства. Далее при появлении морского объекта в охраняемом водном пространстве в области расположения приемных устройств формируют «рабочую» АЧХ водного пространства, которую через ранее выбранный первый приемный канал подают на первый вход блока расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения и первый вход адаптивного фильтра блока вторичной обработки сигналов. В случае превышения амплитуды «рабочей» АЧХ водного пространства над выработанным порогом «нормированной» АЧХ регистрируют АЧХ морского объекта.

Принципиальным отличием является то, что в первом, втором и N-m приемных каналах блока первичной обработки сигналов после выполнения медианной фильтрации дополнительно осуществляют усредняющую фильтрацию посредством использования соответствующих фильтров скользящего среднего.

Отличительный признак, применение усредняющей фильтрации посредством использования фильтра скользящего среднего, позволяет исключить выбросы некогерентных помех, которые являются причиной появления случайной погрешности и изменения постоянной погрешности, что позволит увеличить точность выбора пары приемных каналов, необходимых для формирования «нормированной», а в последующем и «рабочей», АЧХ водного пространства, что соответственно приведет к повышению помехоустойчивости при регистрации шумоизлучения морского объекта.

Предложенный способ реализуется в устройстве для регистрации проходной характеристики морского объекта с использованием фильтра скользящего среднего, содержащем идентичные приемные устройства блока приема, включающие последовательно соединенные соответствующие идентичные подводные устройства (1, 2-N) и соответствующие идентичные блоки согласования (1, 2-N) с возможностью передачи принятого сигнала на вход блока первичной обработки сигналов. В него входят аналогичные первый, второй и N-й приемные каналы, включающие последовательно соединенные соответствующие идентичные блоки фильтров, соответствующие идентичные аналого-цифровые преобразователи, соответствующие идентичные медианные фильтры, а также соответствующие идентичные фильтры скользящего среднего. Выход первого фильтра скользящего среднего блока первичной обработки сигналов параллельно соединен с первым входом блока расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения и с первым входом адаптивного фильтра, расположенных в блоке вторичной обработки сигналов. Выход второго фильтра скользящего среднего блока первичной обработки сигналов последовательно соединен со вторым входом блока расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения блока вторичной обработки сигналов. Выход N-гo фильтра скользящего среднего блока первичной обработки сигналов последовательно соединен с N-м входом блока расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения блока вторичной обработки сигналов. В зависимости от полученных результатов в блоке расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения выбирается из приемных каналов (2.2-2.N) такой приемный канал, который соответствует максимальному значению коэффициента взаимной корреляции с первым приемным каналом и последовательно подключается с выхода блока расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения на второй вход адаптивного фильтра, выход которого последовательно соединен с входом амплитудного детектора. Выход амплитудного детектора последовательно соединен через регистрирующее устройство с входом блока отображения информации.

Схема устройства для регистрации проходной характеристики морского объекта с использованием фильтра скользящего среднего приведена на фиг. 1.

На схеме представлено:

1. Блок приема

1.1 Первое приемное устройство

1.1.1 Первое подводное устройство

1.1.2 Первый блок согласования

1.2 Второе приемное устройство

1.2.1 Второе подводное устройство

1.2.2 Второй блок согласования

1.N. N-e приемное устройство

1.N. 1 N-e подводное устройство

1. N.2 N-й блок согласования

2. Блок первичной обработки сигналов

2.1 Первый приемный канал

2.1.1 Первый блок фильтров

2.1.2 Первый аналого-цифровой преобразователь

2.1.3 Первый медианный фильтр

2.1.4 Первый фильтр скользящего среднего

2.2 Второй приемный канал

2.2.1 Второй блок фильтров

2.2.2 Второй аналого-цифровой преобразователь

2.2.3 Второй медианный фильтр

2.2.4 Второй фильтр скользящего среднего

2.N N-й приемный канал

2.N.1 N-й блок фильтров

2.N.2 N-й аналого-цифровой преобразователь

2.N.3 N-й медианный фильтр

2.N.4 N-й фильтр скользящего среднего

3. Блок вторичной обработки сигналов

3.1 Блок расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения

3.2 Адаптивный фильтр

4. Амплитудный детектор

5. Регистрирующее устройство

6. Блок отображения информации.

Все конструктивные элементы в блоке приема 1, в блоке первичной обработки сигналов 2, в блоке вторичной обработки сигналов 3, а также амплитудный детектор4, регистрирующее устройство 5. и блок отображения информации 6 соединены электрическими связями. В блоке приема 1 сформировано идентичное количество приемных устройств 1.1, 1.2… 1.N, использующих в своем составе в качестве подводного устройства 1.1.1, 1.2.1… l.N. 1 идентичный принимающий электроакустический элемент с возможностью приема акустических сигналов в водной среде, выход каждого из которых последовательно соединен с входом соответствующего блока согласования, служащего для согласования принятых подводными устройствами акустических сигналов в электрические для передачи на входы соответствующего идентичного блока фильтров 2.1.1, 2.2.1…2.N.1, входящего в состав идентичных приемных каналов 2.1, 2.2,… 2.N блока первичной обработки сигналов 2.

В блоке первичной обработки сигналов 2 выход каждого соответствующего идентичного блока фильтров 2.1.1, 2.2.1… 2.N.1 последовательно соединен с входом соответствующего идентичного аналого-цифрового преобразователя 2.1.2, 2.2.2…2.N.2, для возможности пропускания передающегося электрического сигнала оптимальной полосы частот. Выход каждого аналого-цифрового преобразователя 2.1.2, 2.2.2…2.N.2, для преобразования сигнала из аналогового в цифровой вид, последовательно соединен с соответствующим первым, вторым и N-m входом медианного фильтра 2.1.3, 2.2.3…2.N.3, для исключения когерентной составляющей помехи (импульсной), выходы которых в свою очередь соединены с соответствующим первым, вторым и N-m входом фильтра скользящего среднего 2.1.4, 2.2.4…2.N.4 для снижения уровня флуктуаций за счет сглаживания некогерентной помехи. После последовательной обработки сигнала фильтром скользящего среднего и исключения из тракта аномальных и случайных флуктуаций фона помехи, сигнал с выхода первого фильтра скользящего среднего 2.1.4, поступает на вход адаптивного фильтра 3.2, и на вход параллельно соединенного блока расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения З.1., а сигналы с выходов каждого фильтра скользящего среднего 2.2.4-2.N.4 поступают на соответствующие входы (вторым и N-й) блока расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения 3.1 блока вторичной обработки сигналов 3.

В блоке расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения 3.1 производится вычисление и определение пары приемных устройств с максимальным значением коэффициентов корреляции между первым и вторым, первым и третьим,... первым и N-m приемными устройствами. В зависимости от вычисленного значения соответствующий выход фильтра скользящего среднего приемного канала 2.2…2.N последовательно подключается ко второму входу адаптивного фильтра 3.2, на выходе которого вырабатывается АЧХ регистрируемого морского объекта, которая последовательно подается на вход амплитудного детектора 4. Выход амплитудного детектора 4 последовательно соединен с входом регистрирующего устройства 5. Выход регистрирующего устройства 5 последовательно соединен с входом блока отображения информации 6.

Осуществление способа

Для осуществления заявленного способа устройство регистрации проходной характеристики морского объекта снабжено общепринятым переносным или стационарным источником питания, расположенным на береговом посту или плавучем носителе. При работе подводные устройства 1.1.1, 1.2.1… l.N. 1, в качестве которых использованы электроакустические элементы, широко используемые в гидроакустике, расположенные в различных точках подводного пространства охраняемой акватории принимают со всех направлений подводного пространства «опорную» АЧХ шумового поля охраняемого водного пространства.

Принимаемая «опорная» АЧХ шумового поля охраняемого водного пространства через соответствующие блоки согласования 1.1.2, 1.2.2… 1.N.2 последовательно поступает на соответствующие идентичные приемные каналы 2.1, 2.2…2.N блока первичной обработки сигналов 2. Каждый идентичный приемный канал 2.1, 2.2…2.N включает в себя последовательно соединенные соответствующие блоки фильтров 2.1.1, 2.2.1, 2.N.1, предназначенные для пропускания электрических сигналов оптимальной полосы частот, соответствующие аналого-цифровые преобразователи 2.1.2, 2.2.2…2.N.2, предназначенные для преобразования сигналов в цифровой вид, и соответствующие медианные фильтры 2.1.3, 2.2.3…2.N.3, используемые для исключения из тракта обработки импульсных помех, и соответствующие фильтры скользящего среднего 2.1.4, 2.2.4…2.N.4 используемые для исключения из тракта обработки аномальных отсчетов и случайных выбросов помех. «Опорная» АЧХ шумового поля охраняемого водного пространства с выхода первого фильтра скользящего среднего 2.1.4. первого приемного канала 2.1. блока первичной обработки сигналов 2 параллельно поступает на первый вход блока расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения 3.1 и на первый вход адаптивного фильтра 3.2 блока вторичной обработки сигналов 3, а с выходов второго и N-гo фильтров скользящего среднего 2.2.4…2.N.4 соответствующих приемных каналов 2.2…2.N «опорная» АЧХ последовательно передается на соответствующие входы блока расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения 3.1 блока вторичной обработки сигналов 3, в котором производится вычисление максимальных значений коэффициентов взаимной корреляции между первым и вторым, первым и третьим,... первым и N-м приемными устройствами, с целью определения пары приемных устройств с максимальным значением коэффициентов взаимной корреляции между ними.

Вычисленный в блоке взаимно корреляционной функции и принятия решения 3.1 блока вторичной обработки сигналов 3 из пары необходимых приемных устройств, «второй» приемный канал будет последовательно подключен с выхода блока расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения 3.1 на второй вход адаптивного фильтра 3.2. блока вторичной обработки сигналов 3, последний выполняющий функцию выработки «нормированной» АЧХ шумового поля охраняемого водного пространства.

При появлении морского объекта в охраняемом водном пространстве в области расположения приемных устройств формируется «рабочая» АЧХ водного пространства, которая посредством электрической связи через ранее выбранный первый приемный канал подается на первый вход блока расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения и на первый вход адаптивного фильтра. В случае превышения амплитуды «рабочей» АЧХ водного пространства над выработанным ранее порогом амплитуды нормированного сигнала производится регистрация АЧХ морского объекта. При этом во время вхождения морского объекта в охраняемое водное пространство будет соответственно меняться и величина порога срабатывания устройства. Таким образом, чувствительность устройства будет меняться при изменении величины принятой «опорной» АЧХ. При появлении морского объекта в охраняемой акватории в принятом сигнале появляются составляющие с новой амплитудой. Новые амплитудные составляющие изменяют амплитудно-частотные характеристики области пространства охраняемой акватории. Полученный в адаптивном фильтре 3.2 разностный амплитудный сигнал последовательно поступает на вход амплитудного детектора 4 для выделения амплитудной огибающей. После этого продетектированный сигнал последовательно поступает на вход регистрирующего устройства 5 для регистрации и документирования полученных в результате исследования данных. Визуальное наблюдение принятого акустического сигнала происходит в блоке отображения информации 6, где происходит принятие решения о нахождении в исследуемой области морского объекта.

Заявленный способ представляет значительный интерес для народного хозяйства, так как реализуемое данным способом устройство обеспечивает охрану биологических и техногенных морских объектов. Заявленное решение не оказывает отрицательного воздействия на экологическое состояние окружающей среды.

Таким образом, заявленный «Способ регистрации проходной характеристики морского объекта» с использованием фильтров скользящего среднего является способом для оценки шумоизлучения морских объектов и для обеспечения защиты кораблей, судов в гаванях и портах, а также портовых и других подводных сооружений.

Заявленный способ обладает следующим достоинствами:

- повышение помехоустойчивости при регистрации проходной характеристики морского объекта в условиях присутствия некогерентных помех;

- возможность увеличения точности выбора пары приемных каналов, необходимых для формирования «нормированной» и «рабочей» АЧХ.

Заявленный способ промышленно применим, так как для его осуществления используются широко распространенные компоненты и изделия радиотехнической промышленности и вычислительной техники.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики, а именно к способу регистрации проходной характеристики морского объекта в широкой полосе частот, и может быть использовано при измерении первичного гидроакустического поля морских объектов в условиях нестационарности помех в пределах времени регистрации прохода морского объекта и повышенного уровня случайных выбросов фоновых шумов морской акватории, а также в охранных устройствах для защиты морских акваторий, портовых и других сооружений. Сущность: согласно изобретению способ регистрации проходной характеристики морского объекта заключается в том, что сначала регистрируют в приемных устройствах «опорную» амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) шумового поля водного пространства. После этого выполняют ее фильтрацию, аналого-цифровое преобразование и медианную фильтрацию в блоке первичной обработки сигналов, а затем используют с целью определения пары приемных устройств в блоке расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения блока вторичной обработки сигналов. Далее «опорную» АЧХ подают на соответствующие входы адаптивного фильтра блока вторичной обработки сигналов, где вырабатывают «нормированную» АЧХ шумового поля охраняемого водного пространства. При появлении морского объекта в охраняемом водном пространстве в области расположения приемных устройств формируют «рабочую» АЧХ водного пространства, которую через ранее выбранный первый приемный канал подают на первый вход блока расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения и первый вход адаптивного фильтра блока вторичной обработки сигналов. При превышении амплитуды «рабочей» АЧХ водного пространства над выработанным порогом «нормированной» АЧХ регистрируют АЧХ морского объекта. Принципиальным отличием заявленного изобретения является то, что в заявленном способе, реализованном в предложенном устройстве для регистрации проходной характеристики морского объекта с использованием фильтра скользящего среднего, после выполнения медианной фильтрации в приемных каналах блока первичной обработки сигналов дополнительно осуществляют усредняющую фильтрацию посредством использования соответствующих фильтров скользящего среднего. Технический результат: возможность подавления как импульсной и коррелированной помехи, так и некогерентной составляющей широкополосной случайной помехи, что позволяет повысить помехоустойчивость при регистрации проходной характеристики морского объекта. 1 ил.

Способ регистрации проходной характеристики морского объекта, заключающийся в том, что сначала регистрируют в приемных устройствах «опорную» амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) шумового поля водного пространства, после этого выполняют ее фильтрацию, аналого-цифровое преобразование и медианную фильтрацию в блоке первичной обработки сигналов, а затем используют в блоке расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения блока вторичной обработки сигналов с целью определения и выбора пары приемных устройств с максимальным значением коэффициентов взаимной корреляции между первым и вторым, первым и третьим, … первым и N-м приемными устройствами; затем «опорную» АЧХ подают на соответствующие входы адаптивного фильтра блока вторичной обработки сигналов, где вырабатывают «нормированную» АЧХ шумового поля охраняемого водного пространства; далее при появлении морского объекта в охраняемом водном пространстве в области расположения приемных устройств формируют «рабочую» АЧХ водного пространства, которую через ранее выбранный первый приемный канал подают на первый вход блока расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения и первый вход адаптивного фильтра блока вторичной обработки сигналов; в случае превышения амплитуды «рабочей» АЧХ водного пространства над выработанным порогом «нормированной» АЧХ регистрируют АЧХ морского объекта, отличающийся тем, что в первом, втором и N-м приемных каналах блока первичной обработки сигналов после выполнения медианной фильтрации дополнительно осуществляют усредняющую фильтрацию посредством использования соответствующих фильтров скользящего среднего.