Сейсмический пеленгатор объектов
Владельцы патента RU 2442190:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский пограничный институт Федеральной службы безопасности Российской Федерации" (RU)
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения азимута на обнаруживаемые объекты на охраняемом рубеже, подсчета количества объектов в групповой цели и классификации обнаруженных объектов. Сейсмический пеленгатор объектов для реализации функции пеленгования использует способ разнесенной пассивной локации с дополнительным сейсмоприемником. Основным информационным признаком для определения направления на объект является функция взаимной корреляции сигналов в двух каналах обработки сигналов. По величине задержки сигнала принимается решение о величине азимута на объект, а с помощью дополнительного сейсмоприемника азимут уточняется. Пеленгатор содержит три сейсмоприемника, первый канал обработки сейсмических сигналов с линией задержки, второй канал обработки с набором линий задержки и корреляторов, блок уточнения азимута. Выходы корреляторов соединены с входами решающего устройства и с входом селектора максимального сигнала, выход которого соединен со входом классификатора. Вход блока уточнения азимута соединен с выходом третьего сейсмоприемника, а выход - со входом решающего устройства. Технический результат: повышение точности определения и классифицирования объектов. 2 ил.
Изобретение относится к техническим средствам охраны и может быть использовано для определения азимута на обнаруженный объект и его классификации при охране протяженных участков местности, территорий и подступов к объектам.
Известны способы разнесенной акустической пассивной локации для определения азимута на обнаруживаемые объекты, реализованные в корреляторе [1]. В них основным информационным признаком для определения направления на объект является функция взаимной корреляции двух сигналов, а также устройства для классификации обнаруживаемых объектов, которые реализованы в устройстве распознавания сейсмических сигналов [2] и сейсмическом устройстве обнаружения и классификации объектов [3].
Наиболее близким к предлагаемому является сейсмический корреляционный пеленгатор объектов (фиг.1) [4]. Для реализации функции пеленгования в нем используется способ разнесенной пассивной локации. Основным информационным признаком для определения направления на объект является функция взаимной корреляции сигналов в двух каналах обработки сигналов. По величине задержки сигнала принимается решение о величине азимута на объект. Изменение величины задержки сигнала эквивалентно управлению диаграммой направленности сейсмической антенной системы, что позволяет раздельно классифицировать обнаруженные объекты.
Сейсмические волны принимаются двумя разнесенными в пространстве на некоторое расстояние L сейсмоприемниками с усилителями, где L - сейсмическая база приема сейсмоколебаний. Сейсмоприемники и усилители идентичны.
Расстояния, пройденные сейсмоволнами от источников сейсмоколебаний до сейсмоприемников, не одинаковы, а следовательно, различаются фазой принимаемого сигнала. Запаздывание одного из сигналов зависит от положения источника сейсмоволн относительно сейсмоприемников и расстояния L (сейсмической базы).
В случае появления объекта в зоне обнаружения на выходах корреляторов сигналы будут не одинаковы. По критерию максимума взаимной корреляционной функции на выходах корреляторов решающее устройство принимает решение об азимуте на обнаруженный объект, определяет коррелятор с максимальным выходным сигналом и формирует команду для селектора максимального сигнала о подключении выхода перемножителя этого коррелятора к классификатору. Классификатор принимает решение о предполагаемом классе обнаруженного объекта. Переключение выходов корреляторов селектором максимального сигнала означает управление диаграммой направленности пеленгатора. В случае наличия нескольких объектов на охраняемом рубеже могут наблюдаются максимумы на выходах нескольких корреляторов. Поочередная коммутация селектором максимального сигнала выходов корреляторов к классификатору позволяет последовательно классифицировать обнаруженные объекты. Возможен подсчет числа объектов на охраняемом рубеже в том случае, если объекты находятся друг от друга на таком расстоянии, которое позволяет их фиксировать раздельно, т.е. в случае узкой диаграммы направленности, при которой система сейсмоприемников обладает разрешением по азимуту.
Основным недостатком устройства является неоднозначность определения азимута на объект, обусловленная диаграммой направленности корреляционного пеленгатора с двумя сейсмоприемниками, которая представляет собой «восьмерку».
Целью изобретения является повышение точности определения азимута на объект обнаружения.
Для достижения поставленной цели решается задача - создание сейсмического пеленгатора объектов.
Для повышения точности определения азимута и устранения возникающей неопределенности предлагается дополнить существующее устройство третьим сейсмоприемником и блоком уточнения азимута.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на:
- фиг.1 представлена структурная схема сейсмического корреляционного пеленгатора объектов [4];
- фиг.2 - структурная схема предлагаемого сейсмического корреляционного пеленгатора объектов.
Предлагаемое устройство состоит из трех сейсмоприемников, первой линии 1 задержки, второй линии 2 задержки, коррелятора 3 первого канала, перемножителя 4, интегратора 5, коррелятора 6 второго канала, коррелятора 7 n-го канала, решающего устройства 8, селектора 9 максимального сигнала, классификатора 10, блока 11 уточнения азимута.
Третий сейсмоприемник является дополнительным и служит для корректировки (уточнения) азимута на объект. Он устанавливается на некотором расстоянии (не превышающем ширину сейсмической базы) от сейсмической базы L, образованной двумя сейсмоприемниками, на равном от них расстоянии.
Устройство работает следующим образом (фиг.2). В исходном состоянии производится прием сейсмических сигналов двумя разнесенными в пространстве сейсмоприемниками. Сейсмосигналы поступают на два канала обработки. Первый канал, включающий каскады предварительной обработки и линию 1 задержки, условно принят опорным. Второй канал включает набор линий 2 задержки и столько же корреляторов, состоящих из перемножителя 4 и интегратора 5 каждый. Сигналы на выходах всех корреляторов сравниваются решающим устройством 8. Если сигналы, формируемые на выходах всех корреляторов, одинаковы или незначительно отличаются, то решение об азимуте на объект не принимается, а селектор 9 максимального сигнала и классификатор 10 в работе не участвуют. Это соответствует ситуации, когда в зоне обнаружения отсутствует объект или присутствует рассредоточенная в пространстве помеха.
В случае появления объекта в зоне обнаружения на выходах корреляторов сигналы будут неодинаковы. Решающее устройство 8 по критерию максимума взаимной корреляционной функции на выходах корреляторов принимает решение об азимуте на обнаруженный объект. Сигнал с третьего сейсмоприемника через блок уточнения азимута уточняет, с какой стороны сейсмической базы пришел сигнал. Решающее устройство 8 определяет коррелятор с максимальным выходным сигналом и формирует команду для селектора 9 максимального сигнала о подключении выхода перемножителя 4 этого коррелятора к классификатору 10. Классификатор 10 принимает решение о предполагаемом классе обнаруженного объекта. Переключение выходов корреляторов селектором 9 максимального сигнала означает управление диаграммой направленности пеленгатора. В случае наличия нескольких объектов на охраняемом рубеже могут наблюдаются максимумы на выходах нескольких корреляторов. Поочередная коммутация селектором 9 максимального сигнала выходов корреляторов к классификатору 8 позволяет последовательно классифицировать обнаруженные объекты. Возможен подсчет числа объектов на охраняемом рубеже в том случае, если объекты находятся друг от друга на таком расстоянии, которое позволяет их фиксировать раздельно, т.е. в случае узкой диаграммы направленности, при которой система сейсмодатчиков обладает разрешением по азимуту.
Таким образом, предлагаемый сейсмический пеленгатор объектов позволяет повысить эффективность сейсмических средств обнаружения за счет возможности более точного определения азимута на объекты, подсчета количества объектов и их раздельной классификации.
Источники информации
1. Радиоэлектронные системы: основы построения и теория. Справочник. / Я.Д.Ширман, Ю.И.Лосев, Н.Н.Минервин и др. // Под ред. Я.Д.Ширмана. - М.: ЗАО "МАКВИС", 1998. - 828 с.: ил., библ. 539 назв.
2. Пат. 1832954, МПК 7 G01V 1/28. Устройство распознавания сейсмических сигналов. / Е.Е.Шарамонов, И.В.Соколов, B.C.Матвеев, С.В.Лисицын. - №3196903/25; Заяв. 08.04.1988; Опубл. 27.01.2000; Приоритет 08.04.1988. - 6 с.: ил.
3. Пат. 2040807, МКИ 6 G08В 13/00. Сейсмическое устройство обнаружения и классификации объектов. / П.Ф.Хореев, В.А.Мащенко, К.Н.Сироткин, В.П.Щитов, Д.М.Лебедев (RU). - №93031182/23; Заяв. 16.06.93; Опубл. 25.07.95. Приоритет 16.06.93. - 6 с.: ил.
4. Пат. 2204849, МПК 7 G01V 1/16. Сейсмический корреляционный пеленгатор объектов. / И.Н.Крюков, В.А.Иванов, А.П.Дюгованец (RU). - №2001107046/09; Заяв. 19.03.2001; Опубл. 20.05.2003; Приоритет 19.03.2001. - 6 с.: ил.
Сейсмический пеленгатор объектов, состоящий из двух сейсмоприемников, первого канала обработки сейсмических сигналов с линией задержки, второго канала обработки с набором линий задержки и корреляторов, на первые входы которых поступает сигнал с выхода линии задержки первого канала, на вторые входы - сигналы с выходов линий задержки второго канала, выходы корреляторов соединены с входами решающего устройства и с входом селектора максимального сигнала, выход которого соединен со входом классификатора, выход решающего устройства также соединен с управляющим входом селектора максимального сигнала, отличающийся тем, что дополнительно введены третий сейсмоприемник и блок уточнения азимута, вход которого соединен с выходом третьего сейсмоприемника, а выход со входом решающего устройства.
