Способ пассивного определения координат шумящего в море объекта Российский патент 2023 года по МПК G01S3/80 

Описание патента на изобретение RU2797780C1

Изобретение относится к области гидроакустической техники и может быть использовано для решения задач пассивного определения координат шумящего в море объекта, а именно, дистанции и глубины при распространении гидроакустических сигналов в море.

Известны способы пассивного определения координат (дистанции и глубины) шумящего в море объекта, которые базируются на использовании измеренной корреляционной функции (КФ) принятого акустического сигнала. Информация о координатах источника сигнала в КФ заключена в расположении на оси абсцисс (времени) узкополосных корреляционных максимумов (КМ), обусловленных интерференцией коррелированных сигналов источника, пришедших на вход приемной гидроакустической антенны шумопеленгаторной станции (ШПС) по различным лучевым траекториям. Каждой паре лучей в КФ (при достаточном отношении сигнал/помеха (ОСП)) соответствует один КМ с шириной, равной обратной величине эффективной полосы частот сигнала на входе антенны, и положением на оси абсцисс, равным абсолютной величине задержки по времени хода этой пары лучей [Машошин А.И. Исследование условий применимости корреляционной функции широкополосного многолучевого сигнала для оценки координат источника. - Акустический журнал, 2017, том 63, №3, с. 307-313].

Эти способы можно разделить на две группы в зависимости от алгоритма вычисления КФ.

Известны способы, в которых для определения координат шумящего в море объекта вычисляют автокорреляционную функцию (АКФ) сигнала на выходе одного пространственного канала (ПК) [Hassab I.C. Contact Localization and Motion Analysis in the Ocean Environment: a Perspective. - IEEE Journal of Oceanic Engineering, 1983, vol. OE-8, №3, pp. 136-147; Quazi A.H., Lerro D.T. Passive localization using time-delay estimates with sensor positional errors. - JASA, 1985, vol. 78, №5. pp. 1664-1670; Worthmann B.M., Song H.C., Dowling D.R. High frequency source localization in a shallow ocean sound channel using frequency difference matched field processing. - Journal Acoust. Soc. Am., 2015, vol. 138, p. 3549; Машошин А.И., Мельканович B.C. Патент РФ №2690223 от 28.08.2018. Способ определения координат морской шумящей цели. МПК G01S 15/00].

Способы этой группы применяются, когда звуковой сигнал принимают антенной, не развитой в вертикальной плоскости (горизонтальной линейной антенной). В этом случае в приемном тракте в вертикальной плоскости формируется единственный ПК с широкой характеристикой направленности с перестраиваемым углом приема в вертикальной плоскости.

Недостатком этих способов является низкая точность определения координат шумящего в море объекта. КМ в измеренной АКФ формируются за счет приема с одного пеленга сигналов от шумящего объекта, распространяющихся по отдельным, имеющим различную протяженность, лучевым траекториям в вертикальной плоскости. Принимаемый сигнал формируют лучи, приходящие под различными углами из-за вертикальной рефракции звука при распространении в водной среде.

При приеме сигнала единственным ПК, характеристику направленности (ХН) ориентируют на группу лучей, которая обладает наибольшей интенсивностью. В этом случае вторая группа лучей принимается боковым полем ХН, в результате чего их интенсивность (уровень отклика) существенно снижается, и интенсивность КМ в АКФ, образуемого сочетанием этих лучей, будет ниже порога обнаружения, и этот КМ будет исключен из анализа.

При работе с ХН с высоким уровнем бокового поля снижается помехоустойчивость приема, так как через боковое поле в принимаемый сигнал к полезному сигналу добавляется помеха со всех направлений, охватываемых боковым полем.

Таким образом, при использовании сигнала единственного ПК для вычисления АКФ теряется большое количество информации о принятом сигнале и снижается помехоустойчивость, что приводит к снижению точности оценки координат.

Вторая группа способов для определения координат шумящего в море объекта использует взаимно корреляционную функцию (ВКФ) сигнала на выходе двух сформированных в приемном тракте ПК, одинаково ориентированных на источник сигнала в горизонтальном направлении. В вертикальном направлении ПК ориентированы на максимумы пространственного спектра принимаемого сигнала [Машошин А.И. Исследование условий применимости корреляционной функции широкополосного многолучевого сигнала для оценки координат источника. - Акустический журнал, 2017, том 63, №3, с. 307-313].

Известен способ определения координат шумящего в море объекта, использующий ВКФ сигнала, принятого пространственно развитой в вертикальной и горизонтальной плоскостях антенной [Баронкин В.М., Галкин О.П., Гладилин А.В., Микрюков А.В., Попов О.Е. Патент РФ №2602732 от 25.06.2015. Способ пассивного определения координат шумящего в море объекта. МПК G01S 3/80], в котором измеряют углы прихода лучей и задержки по времени хода всех пар лучей по положению максимумов ВКФ на временной оси, а также отношения усредненных значений энергий для каждой пары лучей, рассчитывают от точки расположения приемной антенны лучевые траектории для измеренных углов прихода лучей в вертикальной плоскости, находят дистанции и глубины точек пересечения траекторий и определяют координаты шумящего в море объекта по точке пересечения лучевых траекторий, для которой оказываются наиболее близкими измеренные и рассчитанные значения отношений энергий и задержки по времени хода всех пар лучей.

Прием гидроакустических сигналов антенной, развитой в вертикальной плоскости, позволяет сформировать статический многоярусный вертикальный веер ХН (ВВХН), в котором часть ПК будет сориентирована в сторону поверхности, а часть в сторону дна. ХН узкие и избирательны по углам приема, что обеспечивает высокую помехоустойчивость (много сигнала и мало помехи) и, следовательно, большую дальность обнаружения. Кроме того ориентация ПК в пространстве на углы приема в диапазоне от - 20° до + 20° относительно горизонта позволяет перекрыть практически весь сектор приема донных и поверхностных лучей практически во всех типах гидроакустических условий (ГАУ) и осуществить оптимальный прием, с точки зрения помехоустойчивости, каждой группы лучей.

Но определение координат шумящего в море объекта описанным способом требует очень точного измерения углов прихода лучей (точность 5-10 минут), что может быть обеспечено при использовании вертикальной антенны высотой порядка 20 - 25 метров, что тактически невозможно. Погрешность измерения углов прихода лучей приводит к ошибкам в расчете лучевых траекторий и определении точек их пересечения, что приводит к ошибкам определения координат шумящего в море объекта.

Наиболее близким аналогом по количеству общих признаков и решаемым задачам к предлагаемому изобретению является способ пассивного определения координат шумящего в море объекта [Зеленкова И.Д., Корецкая А.С.Патент РФ №2764386 от 05.04.2021. Способ пассивного определения координат шумящего в море объекта. СПК G01S 3/80], которое принято за прототип.

Способ по патенту №2764386 включает:

- обнаружение широкополосного сигнала шумящего в море объекта на выходе приемного тракта ШПС статическим многоярусным (N - количество ярусов) веером ХН, сформированным в вертикальной плоскости;

- определение двух углов (ярусов) приема сигнала с максимальным отношением сигнал/помеха (УН1 и УН2);

- измерение набора ВКФ сигнала каждого яруса ВВХН относительно УН1 (ВКФУН1[N]) и относительно УН2 (ВКФУН2[N]) на интервале анализа;

- обнаружение в каждой из измеренных ВКФ КМ, измерение их абсцисс, представляющих собой задержки по времени хода всех пар лучей, формирующих принятый сигнал (далее - задержки КМ);

- объединение задержек КМ, обнаруженных во всех измеренных ВКФУН1[N] и ВКФУН2[N] на интервале анализа, соответственно в два массива задержек КМ принятого сигнала;

- измерение скорости звука в воде в зависимости от глубины и волнения поверхности моря;

- по измеренным данным и известным характеристикам дна расчет сигнала шумящего объекта, решение уравнения гидроакустики для шумящего в море объекта;

- определение области возможного местоположения шумящего в море объекта в пространстве «дистанция-глубина»;

- вычисление для каждой точки этой области с учетом текущих ГАУ лучевой структуры сигнала на входе антенны ШПС;

- вычисление для каждой точки этой области задержек по времени хода всех пар лучей вычисленной лучевой структуры и их объединение в массив задержек расчетных КМ;

- вычисление для каждой точки области суммарного коэффициента корреляции между сформированными для нее массивами задержек КМ принятого сигнала и массивом задержек расчетных КМ;

- принятие в качестве координат шумящего в море объекта координат той точки его возможного местоположения в пространстве «дистанция-глубина», для которой получено наибольшее значение суммарного коэффициента корреляции.

Использование массивов значений задержек КМ, измеренных с высокой точностью за счет высокой разрешающей способности вычисления ВКФ, позволяет существенно повысить точность определения координат шумящего в море объекта. Но в ряде случаев информации о задержках КМ, измеренных в ВКФ принятого сигнала, оказывается недостаточно для устранения неоднозначности оценки местоположения шумящего в море объекта, связанной с циклическим ходом лучей при дальнем распространении звука в условиях глубокого моря и наличием нескольких точек пересечения лучевых траекторий, которым соответствуют одинаковые значения задержек КМ [Какалов В.А. О реализации согласованной со средой фильтрации гидроакустического сигнала от источника // Гидроакустика. 2021, Вып. 45(1) С. 22 - 30]. Если в измеренных ВКФ сигнала обнаруживается малое количество КМ (1-3 КМ), что характерно для условий глубокого моря, то, как правило, среди точек области возможного местоположения шумящего объекта существует несколько точек, для которых значения суммарного коэффициента корреляции отличаются от максимального на десятые или даже сотые доли процента. В этом случае принятие в качестве координат шумящего в море объекта координат той точки, для которой получено наибольшее значение суммарного коэффициента корреляции, может привести к ошибке. Флюктуации среды распространения акустического сигнала приводят к ошибкам измерения задержек КМ, что приводит к ошибкам вычисления коэффициентов корреляции. Однозначная оценка координат шумящего в море объекта способом-прототипом может быть выполнена только в том случае, когда значение суммарного коэффициента корреляции в выбранной точке превышает значения суммарных коэффициентов корреляции в остальных точках области хотя бы на несколько единиц процентов.

Таким образом, недостаток способа-прототипа заключается в том, что в ситуациях, когда в принятых ВКФ сигнала обнаруживается малое количество КМ, и однозначно определить координаты шумящего в море объекта с использованием только значений задержек КМ не представляется возможным, способ-прототип выбирает среди близких значений суммарного коэффициента корреляции единственное решение, которое в ряде случаев оказывается ошибочным, в то время как для устранения неоднозначности может быть использована информация об энергетической структуре сигнала.

Задачей изобретения является - повышение эксплуатационных характеристик шумопеленгаторной станции.

Техническим результатом предложенного изобретения является повышение точности определения координат шумящего в море объекта.

Для достижения данного технического результата в способ пассивного определения координат шумящего в море объекта, включающий прием гидроакустических сигналов пространственно развитой в вертикальной и горизонтальной плоскостях антенной, усиление, фильтрацию в полосе частот, оцифровку и пространственно-временную обработку принятых сигналов, формирование статического многоярусного веера характеристик направленности в вертикальной плоскости, определение двух углов (ярусов) приема сигнала с максимальным отношением сигнал/помеха (УН1 и УН2), измерение набора ВКФ сигнала каждого яруса ВВХН относительно УН1 и относительно УН2 на интервале анализа, обнаружение в каждой из измеренных ВКФ КМ и измерение значений их абсцисс, представляющих собой задержки по времени хода пар лучей (далее - задержки КМ), измерение скорости звука в воде в зависимости от глубины и волнения поверхности моря, по измеренным данным и известным характеристикам дна расчет сигнала шумящего объекта, решение уравнения гидроакустики в пассивном режиме для шумящего в море объекта, определение области возможного местоположения шумящего в море объекта в пространстве «дистанция-глубина», вычисление для каждой точки этой области с учетом текущих гидроакустических условий лучевой структуры сигнала на входе антенны, вычисление для каждой точки этой области задержек по времени хода всех пар лучей вычисленной лучевой структуры и их объединение в массив задержек расчетных КМ введены новые признаки, а именно: измерение значений интенсивностей всех КМ, обнаруженных в каждой из измеренных ВКФ, формирование для каждого яруса ВВХН относительно УН1 и относительно УН2 массива задержек и массива интенсивностей КМ принятого сигнала путем объединения задержек и интенсивностей КМ, обнаруженных на интервале анализа для соответствующей пары ярусов, вычисление для каждой точки области возможного местоположения шумящего объекта энергетической структуры сигнала на выходе пространственных каналов ярусов ВВХН ШПС, вычисление для каждой точки этой области и для каждой пары лучей вычисленной лучевой структуры интенсивности каждого расчетного КМ для всех возможных сочетаний пар ярусов ВВХН ШПС, а после определения ярусов приема сигнала с максимальным отношением сигнал/помеха выбор интенсивностей КМ, вычисленных для пар ярусов, когда первым в этой паре является УН1 или УН2 и объединение их в массивы интенсивностей расчетных КМ для соответствующих пар ярусов, вычисление для каждой точки области суммарного коэффициента корреляции между сформированными для нее массивами задержек и интенсивностей расчетных КМ и массивами задержек и интенсивностей КМ принятого сигнала, определение координат шумящего в море объекта путем выбора координат той точки его возможного местоположения в пространстве «дистанция-глубина», для которой получено наибольшее значение суммарного коэффициента корреляции.

Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что при вычислении суммарного коэффициента корреляции используется дополнительная информация, а именно учитываются интенсивности сопоставляемых КМ, которые, с одной стороны, измеряются в ВКФ принятого сигнала для каждого яруса ВВХН относительно ярусов приема с максимальным ОСП - УН1 и УН2, а, с другой стороны, рассчитываются с использованием вычисленной энергетической структуры сигнала для соответствующих пар ярусов ВВХН ШПС.

В связи с циклическим ходом лучей и наличием нескольких точек пересечения лучевых траекторий при дальнем распространении звука задержки КМ, обнаруженные в ВКФ принятого сигнала, могут быть одинаковыми для различных положений шумящего в море объекта по дистанции и глубине. Поэтому информации о задержках КМ может быть недостаточно для получения однозначного решения задачи определения его координат. В свою очередь, интенсивность лучей, образующих КМ, убывает с ростом расстояния в связи с частотно зависимым пространственным затуханием и поглощением в морской среде при распространении, а так же вследствие отражений от дна и поверхности. Поэтому интенсивности КМ не могут быть одинаковыми для различных положений шумящего в море объекта.

Вычислительные эксперименты для различных ГАУ показали [Корецкая А.С., Мельканович B.C. Определение координат источника гидроакустического сигнала с использованием технологии индексного поиска // Гидроакустика. 2015. Вып. 21 (1). С. 68-75], что использование при вычислении коэффициента корреляции интенсивностей КМ, в дополнение к задержкам КМ, в большинстве случаев позволяет устранить неоднозначность оценки местоположения шумящего в море объекта, а следовательно, повышает точность определения его координат.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, где приведена блок - схема обработки сигналов в соответствии с предлагаемым способом.

При реализации способа (фиг. 1) обработка ведется на первоначальном этапе двумя параллельными ветвями.

Первая ветвь включает в себя последовательно выполняемые операции: обнаружение широкополосного сигнала шумящего в море объекта на выходе приемного тракта ВВХН ШПС (блок 1.1); определение двух углов (ярусов) приема сигнала с максимальным отношением сигнал/помеха (УН1 и УН2) (блок 1.2); измерение набора ВКФ сигнала каждого яруса ВВХН относительно УН1 и относительно УН2 на интервале анализа (блок 1.3); обнаружение в каждой из измеренных ВКФ КМ, измерение их абсцисс (далее - задержек КМ) и интенсивностей (блок 1.4); формирование для каждого яруса ВВХН относительно УН1 и относительно УН2 массива задержек и массива интенсивностей КМ принятого сигнала путем объединения задержек и интенсивностей КМ, обнаруженных на интервале анализа для соответствующей пары ярусов (блок 1.5).

Выполнение перечисленных операций обеспечивает формирование массивов задержек и интенсивностей КМ принятого сигнала, используемых для сопоставления с аналогичными массивами, полученными на основе расчетных данных, формируемых блоками второй ветви.

Вторая ветвь включает в себя операции: измерение скорости звука в воде в зависимости от глубины и волнения поверхности моря (блок 2.1); по измеренным данным и известным характеристикам дна расчет сигнала шумящего объекта, решение уравнения гидроакустики для шумящего в море объекта (блок 2.2); определение области возможного местоположения шумящего в море объекта в пространстве «дистанция-глубина» (блок 2.3); вычисление для каждой точки этой области с учетом текущих ГАУ лучевой и энергетической структуры сигнала на выходе пространственных каналов ярусов ВВХН ШПС (блок 2.4); вычисление для каждой точки этой области задержек по времени хода всех пар лучей вычисленной лучевой структуры и их объединение в массив задержек расчетных КМ (блок 2.5); вычисление для каждой точки этой области и для каждой пары лучей вычисленной лучевой структуры интенсивностей каждого расчетного КМ для всех возможных сочетаний пар ярусов ВВХН (блок 2.6); выбор интенсивностей КМ, вычисленных для пар ярусов, когда первым в этой паре является УН1 или УН2 и объединение их в массивы интенсивностей расчетных КМ для соответствующих пар ярусов (блок 2.7).

Блоки 2.1 - 2.6 второй ветви могут быть выполнены однократно для текущего состояния гидроакустических условий, определяющего лучевую структуру сигналов. Для выполнения операции 2.7 необходимо получить из блока 1.2. первой ветви номера ярусов приема сигнала с максимальным отношением сигнал/помеха (УН1 и УН2). Выполнение операций второй ветви обеспечивает формирование для каждой точки возможного местоположения шумящего объекта массива задержек и массивов интенсивностей расчетных КМ которые используются для сопоставления с соответствующими массивами КМ принятого сигнала, сформированным первой ветвью.

Сопоставление выполняется последовательно расположенными блоками 3 и 4, выполняющими операции вычисления для каждой точки области суммарного коэффициента корреляции между сформированными для нее массивами задержек и интенсивностей расчетных КМ и массивами задержек и интенсивностей КМ принятого сигнала (блок 3) и, наконец, операцию определения координат шумящего в море объекта путем выбора координат той точки его возможного местоположения в пространстве «дистанция-глубина», для которой получено наибольшее значение суммарного коэффициента корреляции (блок 4).

Предложенный способ может быть реализован посредством известной в гидроакустике аппаратуры, например гидроакустическая антенна ШПС известна из [Литвиненко С.Л. Патент РФ №2515133 от 13.11.2012. Сферическая гидроакустическая антенна. МПК G01S 15/00], а формирование статического многоярусного веера характеристик направленности в вертикальной плоскости может быть выполнено согласно [Баскин В.В., Гришман Г.Д., Казаков М.Н., Криницкий A.M., Леоненок Б.И., Смарышев М.Д. Патент РФ №2293449 от 03.05.2005. Способ формирования частотно независимой характеристики направленности рабочим сектором многоэлементной гидроакустической приемной круговой антенны. МПК H04R 1/44, G01S 15/02].

Гидроакустические измерители скорости звука в воде являются известными устройствами, они серийно выпускаются и устанавливаются совместно с гидроакустической аппаратурой [Комляков В.А. Корабельные средства измерения скорости звука и моделирование акустических полей в океане. - СПб.: Наука, 2003 г., с. 169-227].

Определение области возможного местоположения шумящего в море объекта в пространстве «дистанция-глубина» выполняется с использованием значений ОСП, рассчитанных для всех возможных положений объекта путем решения уравнения гидроакустики. Возможность обнаружения объекта в конкретной точке в текущих ГАУ определяется путем сопоставления значения ОСП, рассчитанного для этой точки, с пороговым значением ОСП.

Вычисление лучевой и энергетической структуры сигнала на выходе пространственных каналов ярусов ВВХН ШПС и вычисление задержек и интенсивностей расчетных КМ может быть выполнено согласно [Авилов К.В., Добряков Н.А., Попов О.Е. Комплекс программных средств для вычисления звуковых полей в морской среде, неоднородной по глубине и трассе распространения //Акустика океана. Доклады X школы-семинара акад. Л.М. Бреховских. М.: ГЕОС, 2004. С. 27].

При объединении задержек и интенсивностей КМ, обнаруженных в наборах ВКФ, измеренных на интервале анализа для каждой пары ярусов (блок 1.5), учитывается точность измерения задержек КМ. При обнаружении в разных ВКФ КМ с близкими значениями задержек (десятые доли мс) считается, что это один и тот же КМ, и вычисляется среднее значение его задержки и среднее значение интенсивности, которые заносятся в массивы задержек и интенсивностей КМ принятого сигнала. Если количество ярусов приема сигнала равно N, то в результате выполнения операций блока 1.5. будет сформировано 2*N массива задержек КМ и столько же массивов интенсивностей КМ, причем для каждого КМ обеспечивается соответствие индексов в массиве задержек и в массиве интенсивностей. В свою очередь, в блоках 2.5 и 2.7 формируется единственный массив задержек КМ и 2*N массивов интенсивностей КМ, так как интенсивности КМ, в отличие от задержек по времени хода, зависят от направления приема сигнала.

Вычисление коэффициента корреляции может быть выполнено по формуле, приведенной в [Деза Е.И., Деза М.М. Энциклопедический словарь расстояний. Пер. с англ. М.: Наука, 2008].

Все изложенное позволяет считать задачу изобретения решенной.

Похожие патенты RU2797780C1

название год авторы номер документа
Способ определения координат шумящих объектов с использованием вертикально развитых бортовых антенн гидроакустических комплексов 2023
  • Корецкая Алла Сергеевна
  • Зеленкова Ирина Дмитриевна
  • Спирин Игорь Валерьевич
RU2820807C1
Способ пассивного определения координат шумящего в море объекта 2021
  • Зеленкова Ирина Дмитриевна
  • Корецкая Алла Сергеевна
RU2764386C1
Способ определения координат морской шумящей цели 2020
  • Зеленкова Ирина Дмитриевна
  • Афанасьев Александр Николаевич
  • Корецкая Алла Сергеевна
RU2740169C1
Способ определения координат морской шумящей цели 2021
  • Зеленкова Ирина Дмитриевна
  • Корецкая Алла Сергеевна
RU2782843C1
Способ локализации в пространстве шумящего в море объекта 2023
  • Волкова Анна Александровна
  • Консон Александр Давидович
RU2816480C1
Способы определения координат морской шумящей цели 2022
  • Гриненков Алексей Владимирович
  • Машошин Андрей Иванович
RU2797161C1
Способ определения координат морской шумящей цели 2019
  • Гриненков Алексей Владимирович
  • Машошин Андрей Иванович
  • Мельканович Виктор Сергеевич
RU2724962C1
Способы определения координат морской шумящей цели 2023
  • Машошин Андрей Иванович
  • Гриненков Алексей Владимирович
RU2812119C1
Способ определения координат морской шумящей цели 2018
  • Машошин Андрей Иванович
  • Мельканович Виктор Сергеевич
RU2690223C1
СПОСОБ ПАССИВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ШУМЯЩЕГО В МОРЕ ОБЪЕКТА 2015
  • Баронкин Владимир Максимович
  • Галкин Олег Павлович
  • Гладилин Алексей Викторович
  • Микрюков Андрей Васильевич
  • Попов Олег Евгеньевич
RU2602732C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 797 780 C1

Реферат патента 2023 года Способ пассивного определения координат шумящего в море объекта

Использование: изобретение относится к области гидроакустической техники и может быть использовано для решения задач пассивного определения координат шумящего в море объекта, а именно: дистанции и глубины при распространении гидроакустических сигналов в море. Сущность: в способе путем использования при вычислении коэффициента корреляции интенсивностей корреляционных максимумов, которые, с одной стороны, измеряются во взаимно корреляционных функциях принятого сигнала, вычисленных для каждого яруса веера характеристик направленности в вертикальной плоскости относительно двух ярусов приема сигнала с максимальным отношением сигнал/помеха, а, с другой стороны, рассчитываются для каждой точки области возможного местоположения шумящего в море объекта в пространстве «дистанция-глубина» с использованием вычисленной энергетической структуры сигнала для соответствующих пар ярусов, что в большинстве случаев позволяет устранить неоднозначность оценки местоположения шумящего в море объекта, возникающей при использовании задержек корреляционных максимумов, а следовательно, повышает точность определения его координат. Технический результат: повышение точности определения координат шумящего в море объекта. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 797 780 C1

Способ пассивного определения координат шумящего в море объекта, включающий прием гидроакустических сигналов пространственно развитой в вертикальной и горизонтальной плоскостях антенной, усиление, фильтрацию в полосе частот, оцифровку и пространственно-временную обработку принятых сигналов, формирование статического многоярусного веера характеристик направленности в вертикальной плоскости (ВВХН), определение двух углов (ярусов) приема сигнала с максимальным отношением сигнал/помеха (УН1 и УН2), измерение набора взаимно корреляционных функций (ВКФ) сигнала каждого яруса ВВХН относительно УН1 и относительно УН2 на интервале анализа, обнаружение в каждой из измеренных ВКФ корреляционных максимумов (КМ) и измерение значений их абсцисс, представляющих собой задержки по времени хода пар лучей (далее - задержки КМ), измерение скорости звука в воде в зависимости от глубины и волнения поверхности моря, по измеренным данным и известным характеристикам дна расчет сигнала шумящего объекта, решение уравнения гидроакустики в пассивном режиме для шумящего в море объекта, определение области возможного местоположения шумящего в море объекта в пространстве «дистанция-глубина», вычисление для каждой точки этой области с учетом текущих гидроакустических условий лучевой структуры сигнала на входе антенны, вычисление для каждой точки этой области задержек по времени хода всех пар лучей вычисленной лучевой структуры и их объединение в массив задержек расчетных КМ, отличающийся тем, что: измеряют значения интенсивностей всех КМ, обнаруженных в каждой из измеренных ВКФ, формируют для каждого яруса ВВХН относительно УН1 и относительно УН2 массив задержек и массив интенсивностей КМ принятого сигнала путем объединения задержек и интенсивностей КМ, обнаруженных на интервале анализа для соответствующей пары ярусов, вычисляют для каждой точки области возможного местоположения шумящего объекта энергетическую структуру сигнала на выходе пространственных каналов ярусов ВВХН шумопеленгаторной станции (ШПС), вычисляют для каждой точки этой области и для каждой пары лучей вычисленной лучевой структуры интенсивности каждого расчетного КМ для всех возможных сочетаний пар ярусов ВВХН ШПС, а после определения ярусов приема сигнала с максимальным отношением сигнал/помеха выбирают интенсивности КМ, вычисленные для пар ярусов, когда первым в этой паре является УН1 или УН2, и объединяют их в массивы интенсивностей расчетных КМ для соответствующих пар ярусов, вычисляют для каждой точки области суммарный коэффициент корреляции между сформированными для нее массивами задержек и интенсивностей расчетных КМ и массивами задержек и интенсивностей КМ принятого сигнала, а координаты шумящего в море объекта определяют путем выбора координат той точки его возможного местоположения в пространстве «дистанция-глубина», для которой получено наибольшее значение суммарного коэффициента корреляции.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2797780C1

СПОСОБ ПАССИВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ШУМЯЩЕГО В МОРЕ ОБЪЕКТА 2015
  • Баронкин Владимир Максимович
  • Галкин Олег Павлович
  • Гладилин Алексей Викторович
  • Микрюков Андрей Васильевич
  • Попов Олег Евгеньевич
RU2602732C1
Способ пассивного определения координат шумящего в море объекта 2021
  • Зеленкова Ирина Дмитриевна
  • Корецкая Алла Сергеевна
RU2764386C1
Гидроакустический комплекс для обнаружения движущегося подводного источника звука, измерения пеленга на источник звука и горизонта источника звука в мелком море 2020
  • Касаткин Борис Анатольевич
  • Касаткин Сергей Борисович
RU2739000C1
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ЛОКАЛЬНОГО ОБЪЕКТА НА ФОНЕ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ПОМЕХИ 2016
  • Тимошенков Валерий Григорьевич
RU2634787C1
US 5805525 A1, 08.09.1998.

RU 2 797 780 C1

Авторы

Корецкая Алла Сергеевна

Зеленкова Ирина Дмитриевна

Даты

2023-06-08Публикация

2022-10-04Подача