Способ поиска и обнаружения подводных лодок

Авторы патента:

G01V3/165 - с использованием магнитных или электрических полей, создаваемых или изменяемых объектом или детектирующим устройством (с использованием электромагнитных волн G01V 3/17)

Владельцы патента RU 2472183:

Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радар ммс" (RU)

Изобретение относится к области магниторазведки и может быть использовано при поиске и обнаружении подводных лодок (ПЛ) при помощи установленных на подвижном носителе бортовых средств магнитных измерений, в частности скалярных магнитометров. Заявлен способ поиска и обнаружения подводных лодок, согласно которому в районах поиска, где угол J магнитного наклонения вектора индукции геомагнитного поля удовлетворяет условию |J|<20°, обследование назначенного района поиска производится галсами, соответствующими магнитным курсам w=90° и 270°, а в районах поиска, где |J|>20°, обследование производится галсами, соответствующими магнитным курсам w=0° и 180°. Технический результат: повышение вероятности правильного обнаружения и соответствующее уменьшение вероятности пропуска цели за счет выбора таких курсов движения носителя, которые позволяют максимизировать статистику магнитометрического обнаружения в назначенном районе поиска ПЛ. 2 ил.

В существующих авиационных поисковых магнитометрических системах применяются алгоритмы обнаружения ПЛ, основанные на том положении, что в поисковом режиме магнитометр совершает прямолинейное движение [Семевский Р.Б., Аверкиев В.В., Яроцкий В.А. Специальная магнитометрия. СПб.: «Наука», 2002, гл.3].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ поиска и обнаружения ПЛ при помощи бортовых магнитометрических средств, установленных на авиационном носителе [Яроцкий В.А. Методы обнаружения и определения местоположения объектов по их постоянному магнитному полю // Зарубежная радиоэлектроника, №3, стр.48, 1984], принятый в качестве прототипа. Этот способ включает обследование назначенного района поиска ПЛ прямолинейными параллельными галсами при помощи скалярного магнитометра, установленного на подвижном носителе. При этом никакой увязки курса движения носителя с районом поиска ПЛ не предусматривается. Понятие «обследование назначенного района поиска прямолинейными галсами при помощи СМ, установленного на подвижном носителе» означает:

- движение носителя прямолинейными параллельными галсами до полного покрытия района поиска;

- обработку текущих показаний СМ по вышеупомянутым алгоритмам с целью обнаружения в них составляющей, индуцированной ПЛ.

Недостатком указанного способа является уменьшение вероятности правильного обнаружения и соответствующее увеличение вероятности пропуска цели при поиске ПЛ в высоких широтах, если курсы движения носителя не согласованы с физическими параметрами, которыми характеризуется район поиска.

Задачей настоящего изобретения является повышение вероятности правильного обнаружения ПЛ и соответствующее уменьшение вероятности пропуска цели за счет выбора таких курсов движения носителя, которые позволяют максимизировать статистику магнитометрического обнаружения в назначенном районе поиска ПЛ.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе поиска и обнаружения ПЛ, включающем обследование назначенного района поиска параллельными прямолинейными галсами при помощи скалярного магнитометра, установленного на подвижном носителе, в отличие от прототипа, в тех районах поиска, где угол J магнитного наклонения вектора индукции геомагнитного поля удовлетворяет условию |J|<20°, обследование назначенного района поиска производится галсами, соответствующими магнитным курсам w=90° и 270°, а в районах поиска, где |J|>20°, обследование производится галсами, соответствующими магнитным курсам w=0° и 180°.

Представим обоснование предлагаемого способа поиска и обнаружения ПЛ. Оно основано на нахождении и анализе зависимости статистики магнитометрического обнаружения от физических параметров, характеризующих район поиска и схему движения носителя.

Район поиска ПЛ характеризуем углом магнитного наклонения вектора индукции геомагнитного поля J, в качестве параметра движения носителя принят его магнитный курс w. В качестве достаточной статистики магнитометрического обнаружения принята энергия Е составляющей магнитометрического сигнала, которую индуцирует в скалярном магнитометре магнитное поле ПЛ [Семевский Р.Б., Аверкиев В.В., Яроцкий В.А. Специальная магнитометрия. СПб.: «Наука», 2002, стр.92-93].

Для преодоления априорной неопределенности статистики относительно курса ПЛ в качестве оценки последней принята энергия , усредненная по этому параметру:

где µ₀ - магнитная постоянная, М - величина магнитного момента ПЛ, D - величина наклонной траверзной дальности до ПЛ, V - скорость движения носителя (скалярного магнитометра), - безразмерная энергия, отражающая статистическую зависимость энергии от магнитного наклонения района поиска J и магнитного курса носителя w. Угловыми скобками обозначена процедура усреднения.

На фиг.1 представлены графики зависимости безразмерной энергии от угла магнитного наклонения J на магнитных курсах носителя w=0, 90°. Усреднение выполнено по априорно неизвестному курсу ПЛ в предположении равномерного распределения последнего в диапазоне 0÷360°.

Для величины наклонной траверзной дальности принято значение D=700 м, вертикальное расстояние до ПЛ составляет D_z=200 м, боковое уклонение составляет .

Для уяснения сущности предлагаемого технического решения рассмотрим, как соотносятся значения безразмерной энергии на ортогональных магнитных курсах w=0, 90° в разных районах поиска ПЛ.

Из графиков, представленных на фиг.1, следует, что в районах поиска ПЛ, где 0<J<20°, поиск ПЛ на курсе w=90° статистически более эффективен, чем на курсе w=0, поскольку обеспечивает более высокое значение достаточной статистики магнитометра.

В районах поиска ПЛ, где 20°<J<90°, ситуация существенно иная:

- при пролете носителя справа от ПЛ (D_y<0) значение энергии на курсе w=90° больше, чем на курсе w=0;

- при пролете носителя слева от ПЛ (D_y>0) значение энергии на курсе w=90° меньше, чем на курсе w=0. В частности, при J=70° имеет место экстремально малое отношение этих энергий:

Это приводит к тому, что в половине случаев первичного контакта с ПЛ (конкретно в тех случаях, которые соответствуют пролету носителя справа от ПЛ: D_y>0) поиск ПЛ на курсе w=0 статистически более эффективен, чем на курсе w=90°, поскольку обеспечивает более высокое значение достаточной статистики магнитометра.

Покажем это на примере поиска ПЛ в районе поиска, который характеризуется углом магнитного наклонения J=70°. Пусть безразмерный порог обнаружения выбран равным h=0.5. Из фиг.1 имеем следующие неравенства:

Это означает, что при поиске ПЛ на курсе w=0 каждый пролет носителя магнитометра в окрестности ПЛ на дальности D обеспечит превышение статистикой магнитометра порога h, т.е. будет зафиксирован факт обнаружения.

При поиске ПЛ на курсе w=90° факт обнаружения ПЛ на дальности D будет зафиксирован только при пролете носителя справа от нее; при пролете носителя слева от ПЛ будет иметь место пропуск цели. А поскольку вероятности пролета справа и слева одинаковы, то первичный контакт с каждой второй ПЛ (в среднем) будет сопровождаться пропуском цели.

Представленный анализ выполнен для случая поиска ПЛ в северном полушарии (0<J<90°). Легко показать, что аналогичные выводы имеют место при поиске ПЛ в южном полушарии. Также очевидно, что статистические характеристики обнаружения на курсе w=270° тождественны тем, что имеют место на курсе w=90°.

Для проверки представленных результатов было выполнено имитационное статистическое моделирование процесса поиска и обнаружения ПЛ при помощи авиационной поисковой магнитометрической системы, основным измерителем которой является скалярный магнитометр. Результаты моделирования представлены на фиг.2. Они полностью подтвердили представленные выводы.

Таким образом, предлагаемый способ поиска и обнаружения ПЛ, заключающийся в выборе определенных курсов движения носителя (скалярного магнитометра), увязанных с районом поиска ПЛ, обеспечивает, в отличие от прототипа, повышение вероятности обнаружения и соответствующее уменьшение вероятности пропуска цели.

Способ поиска и обнаружения подводных лодок, включающий обследование назначенного района поиска параллельными прямолинейными галсами при помощи скалярного магнитометра, установленного на подвижном носителе, отличающийся тем, что в тех районах поиска, где угол J магнитного наклонения вектора индукции геомагнитного поля удовлетворяет условию |J|<20°, обследование назначенного района поиска производится галсами, соответствующими магнитным курсам w=90° и 270°, а в районах поиска, где |J|>20°, обследование производится галсами, соответствующими магнитным курсам w=0° и 180°.

Система аэроэлектромагнитной съемки во временной области, включающая буксируемое устройство для аэроэлектромагнитной съемки // 2454684

Изобретение относится к области аэрогеологического картографирования, в частности к устройствам для проведения геологической съемки с использованием электромагнитного метода во временной области.

Способ морской электроразведки и устройство для морской электроразведки в движении судна // 2425399

Изобретение относится к морской электроразведке. .

Способ обнаружения локальной магнитной аномалии // 2411550

Изобретение относится к области магниторазведки и предназначено для обнаружения, локализации и классификации локальных магнитных аномалий (ЛМА) при помощи установленных на подвижном носителе бортовых средств магнитных измерений, в частности магнитометров.

Механизм сканирования поисковой головкой // 2393508

Изобретение относится к средствам обнаружения скрытых объектов с использованием электромагнитного поля и может использоваться в металлоискателях, в трассоискателях, работающих по принципу сканирования поисковой головкой.

Система аэроэлектромагнитной съемки во временной области, метод и программное обеспечение для получения данных // 2383905

Изобретение относится к области аэрогеологического картографирования. .

Автоматический беспилотный диагностический комплекс // 2362981

Изобретение относится к области диагностической техники и может быть использовано для систематического дистанционного контроля состояния магистральных газопроводов и хранилищ.

Вертолетная система электромагнитной разведки // 2358294

Изобретение относится к аэроэлектромагнитной разведке. .

Способ определения трассы и глубины прокладки подводного кабеля // 2330310

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения трассы и глубины прокладки подводного кабеля в дно водоема в процессе его эксплуатации, а также трассы и глубины прокладки труб и других протяженных подводных коммуникаций.

Устройство сигнализации прохождения по трубопроводу магнитонесущего инспекционного снаряда // 2321027

Изобретение относится к области электромагнитной дефектоскопии, в частности для установления факта прохождения магнитонесущим внутритрубным объектом реперной точки на газовых трубопроводах.

Автоматический беспилотный диагностический комплекс // 2480728

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для дистанционного контроля состояния магистральных газопроводов и хранилищ с помощью диагностической аппаратуры, установленной на носитель - дистанционно-пилотируемый летательный аппарат (ДПЛА)

Бортовая электромагнитная система петли передатчика // 2494420

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для аэроэлектроразведочных работ. Заявлен буксирный узел для бортовой электромагнитной системы аэросъемки, включающий полужесткую раму петли передатчика, поддерживающую петлю передатчика, и узел подвески для буксировки рамы петли передатчика за летательным аппаратом. Рама петли передатчика сформирована из некоторого количества последовательно соединенных секций рамы, образующих петлю. Рама петли передатчика имеет шарнирные соединения в некотором количестве мест на ее окружности, позволяющие раме петли передатчика по меньшей мере частично изгибаться в шарнирных соединениях. Узел подвески включает некоторое количество тросов и прикреплен к окружности рамы петли передатчика в разнесенных местах. Технический результат - минимизация напряжений в конструкции опорной рамы петли передатчика. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 11 ил.

Способ индуктивной аэроэлектроразведки на шельфе по вариациям геомагнитного поля // 2497156

Изобретение относится к геофизике. Сущность: способ включает выполнение аэромагнитной съемки по сети рядовых (РМ) и секущих (СМ) маршрутов и прямые измерения вариаций на базисной магнитовариационной станции (МВС). Вариации геомагнитного поля оценивают раздельно по невязкам наблюденного поля в точках пересечения РМ и CM - косвенные поправки и по МВС - прямые поправки. По разности между прямыми и косвенными поправками вычисляют аномалии вариаций. Увязывают эти аномалии по РМ и СМ и строят карту аномальных вариаций. По аномалиям вариаций выделяют участки пород с аномальной электрической проводимостью. Технический результат: картирование осадочного чехла на шельфе по электропроводности попутно с аэромагнитной съемкой с целью повышения надежности оценки геологических неоднородностей.

Геофизическая разведка с использованием вращательно инвариантных параметров природных электромагнитных полей // 2511703

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения удельной электропроводности грунтов, скальных пород и других тел на и под поверхностью земли. Заявлен способ и система для геофизической разведки, которые включают измерение по нескольким осям в нескольких местах в области разведки компонент магнитного поля низкой частоты, исходящего от встречающихся в природе электромагнитных источников, с использованием первой системы датчиков, измерение по нескольким осям компонент магнитного поля низкой частоты, исходящего от встречающихся в природе электромагнитных источников, с использованием второй системы датчиков и прием информации относительно компонент магнитного поля, измеренных первой системой датчиков и второй системой датчиков. Вычисление параметров из полученной информации, которые не зависят от вращения первой системы датчиков или второй системы датчиков относительно любой ее оси. Технический результат: повышение точности разведочных данных. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 22 ил.

Система нескольких катушек приемников для геофизической разведки // 2523106

Изобретение относится к геофизической разведке. Сущность: буксируемый узел катушек приемников включает несколько катушек приемников. Каждая катушка приемника размещена в соответственной секции трубчатой наружной рамы, которая определяет непрерывный проход, в котором проходит катушка приемника. Секции трубчатой наружной рамы соединены между собой для создания каркасной рамы, поддерживающей катушки приемников в постоянном положении относительно друг друга. С каркасной рамой соединен буксирный трос. 2 н. и 20 з. п. ф-лы, 16 ил.

Буксируемый узел для воздушного судна с неподвижным крылом для геофизической съемки // 2529584

Изобретение относится к системам и способам электромагнитной съемки местности. Система бортовой геофизической электромагнитной съемки включает воздушное судно с неподвижным крылом, узел катушки приемника, систему лебедки, имеющую буксирный трос, прикрепленный к узлу катушки приемника для перевода узла катушки приемника в положение для съемки и систему защелок для установки на нижнюю сторону воздушного судна, имеющую раскрываемые запорные элементы для зацепления узла катушки приемника, когда узел катушки приемника находится во втянутом положении. Узел катушки приемника состоит из трубчатой рамы, формирующей непрерывный внутренний канал, который проходит вокруг центральной открытой области, при этом катушка приемника расположена во внутреннем канале. Система геофизической съемки также включает оборудование для обработки сигналов от катушки приемника, представляющих электромагнитные поля, созданные местностью, на которой ведется съемка, как реакция на электрические события, встречающиеся в естественных условиях. Повышается эффективность геофизической электромагнитной съемки местности с самолета. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил.

Система и устройство приемной катушки с двойной подвеской // 2529822

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой устройство приемной катушки для системы электромагнитной съемки. Устройство включает систему двойной подвески, состоящую из трубчатой наружной рамы, жесткого внутреннего элемента, подвешенного с использованием упругих элементов к раме, и приемной катушки, подвешенной с использованием упругих элементов к жесткому внутреннему элементу. Также устройство включает узел крепления к летательному аппарату и систему буксировки. Техническим результатом является снижение механических шумов в результате уменьшения относительного перемещения катушки и повышение соотношения «сигнал-шум». 5 н. и 19 з.п. ф-лы, 13 ил.

Излучающий электрод для морской геоэлектроразведки // 2531125

Изобретение относится к области разведочной геофизики и может быть использовано при зондировании морского дна в шельфовой зоне в движении судна для прогнозирования залежей углеводородов. Заявлен излучающий электрод для морской геоэлектроразведки, выполненный из двух продольных полуцилиндрических секций для обхвата генераторного кабеля косы. Обе секции содержат радиально расположенные радиаторы и соединены крепежными элементами. На одной из секций между радиаторами расположен коммутатор в виде печатной платы с коммутирующими элементами. Указанные радиаторы герметично закрыты. Технический результат - повышение достоверности разведочных данных за счет обеспечения возможности переключения излучающего электрода на различные режимы работы. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Узел катушек приемника для бортовой геофизической съемки с подавлением шума // 2552587

Изобретение относится к бортовой геофизической съемке. Сущность: узел катушек приемника включает полужесткую наружную оболочку, имеющую вертикальную протяженность, которая меньше, чем ее горизонтальная протяженность. Наружная оболочка вмещает многовитковую катушку приемника с воздушной центральной частью и по меньшей мере одну соленоидную катушку приемника. Каждая катушка приемника отслеживает изменения в отдельном компоненте магнитного поля и имеет ось под известным углом к оси другой катушки приемника. Многовитковая катушка приемника с воздушной центральной частью имеет вертикальную ось. Соленоидная катушка приемника включает многовитковую обмотку соленоида с ферромагнитным сердечником и имеет горизонтальную ось. Во втором варианте выполнения узел катушек содержит две соленоидных катушек приемника. При этом многовитковая катушка приемника с воздушной центральной частью проходит вокруг трубчатой наружной части оболочки. Первая и вторая соленоидные катушки приемника поддерживаются в известных положениях относительно катушки приемника с воздушной центральной частью. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Устройство и способ аэрофизической разведки // 2557354

Группа изобретений относится к области геофизики и может быть использовано при дистанционных поисковых мероприятиях, осуществляемых с помощью летательных аппаратов. Заявленная группа изобретений включает устройство и способ для аэрогеофизической разведки. Сущность технического решения заключается в использовании приемной антенны, которая, за счет ее конфигурации и определенной установки относительно генераторной антенны, обеспечивает компенсацию поля, наводимого остаточными токами, протекающими в генераторной антенне. Устройство дополнительно содержит приемную антенну, для которой за счет нежесткого крепления ее к тросовой подвеске зонда достигается снижение влияния электромагнитной помехи, обусловленной вибрациями зонда в движении. Устройство включает также антенну, расположенную концентрично с генераторной антенной. Каждая из указанных антенн имеет заданную рабочую полосу частот, вследствие чего обеспечивается улучшение условий приема ответного сигнала во временных интервалах, соответствующих рабочим частотам каждой антенны. Технический результат - снижение влияния на принимаемый ответный электромагнитный сигнал помех, обусловленных вибрациями приемной антенны и остаточными токами в генераторной антенне, протекающими после выключения возбуждающего тока, а также повышение жесткости конструкции. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 12 ил.