Способ обработки эхосигнала гидролокатора


 


Владельцы патента RU 2528556:

Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" (RU)

Использование: гидроакустика. Сущность: способ содержит излучение зондирующего сигнала, прием эхосигнала веером статических характеристик, набор временной реализации последовательно по всем пространственным каналам, обработку последовательно по всем пространственным каналам, определение уровня помехи, как результат суммирования всех отсчетов по первому циклу приема по всем пространственным каналам, вычисляют порог обнаружения по среднему значению всех отсчетов Аср, производят выбор минимального значения в каждом наборе временных отсчетов огибающей последовательно по всем пространственным каналам по правилу 0≤Амин<Аср, запоминают номера пространственных каналов, в которых обнаружены минимальные значения огибающих, производят выбор максимального отсчета Амакс в каждом наборе отсчетов огибающей по всем пространственным каналам, проводят прореживания с оставлением минимального отсчета по правилу п последовательных отсчетов выбирают наименьший, и максимального отсчета по правилу из n последовательных отсчетов выбирают максимальный, в каждом наборе временных отсчетов огибающей по всем пространственным каналам, производят автоматическое обнаружения превышения эхосигналами выбранного порога обнаружения Амакс>Апорог=кАср последовательно по всем пространственным каналам статического веера характеристик направленности, измеряют и запоминают амплитуды и номера отсчетов сигналов, превысивших порог обнаружения, измеряют и запоминают номера пространственных каналов, в которых произошло обнаружение сигнала, измеряют угловую протяженность УПмак объекта по количеству пространственных каналов, превысивших порог обнаружения, определяют номера отсчетов и пространственных каналов, в которых не произошло превышение выбранного порога и уровень сигнала в которых близок к 0, определяют угловую протяженность УПмин области минимальных отсчетов по числу пространственных каналов, в которых 0≤Амин<Аср, и при совпадении угловых протяженностей принимают решения о наличии тени объекта. Технический результат: повышение информативность входной информации за счет выделения тенеграфических особенностей эхосигнала от объекта.1 ил.

 

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем обнаружения и классификации эхосигналов от объектов, обнаруженных на дне. В практике построения систем обнаружения обычно рассматривается задача обнаружения эхосигнала на фоне нормальной стационарной помехи. Относительно мощности нормальной стационарной помехи выбирается порог и в соответствии с выбранными критериями и происходит обнаружение эхосигнала. Однако в реальных условиях возникает ситуации, которые требуют использовать для классификации информацию об отсутствии сигнала. Такая информация возникает в том случае если обнаруженная цель или объект имеет возвышение над поверхностью дна, что ограничивает распространение зондирующего сигнала непосредственно за объект, где формируется тень. Методы, основанные на анализе особенностей формы тени, давно используются в современной гидроакустике. Эффективность этих методов определяются ракурсом объекта и его положением относительно углов облучения. (А.А. Корякин, С.А. Смирнов, Г.Я. Яковлев Корабельная гидроакустическая техника СПб «Наука» 2004 г. стр.35-40). Трудности и возможности обнаружения теневого параметра неоднократно обсуждались в научной литературе («О путях увеличения вероятности теневого изображения протяженных объектов» Я.В Моисеенко в Трудах 8 международной конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики» СПб. 2006 г. стр.161-165). Оценка возможности использования тенеграфического изображения для решения задач классификации рассмотрена применительно к отображению в координатах курс дальность в работе А.Н. Яковлев, Г.П. Каблов «Гидролокаторы ближнего действия» Судостроение 1983 г. Л. стр.122-128.). Тенеграфические методы обнаружения и классификации были приняты при использовании аналоговой аппаратуры, которая отображала информацию во всем динамическом диапазоне принятого эхосигнала, включая и диапазон нулевой видимости, который характерен для тени. Пришедшая на смену аналоговой обработки цифровая обработка эхосигнала при всех достоинствах имела один недостаток, который исключал из рассмотрения сигналы, имеющие нулевой уровень. Это относится к специфике цифровой обработки, когда используется квантование входного сигнала и выбор порогового обнаружителя с использованием процедуры нормирования и центрирования, которая уничтожает все нулевые сигналы, принадлежащие тени. В этих ситуациях необходимо было разработать нестандартные процедуры обработки эхосигналов от целей различных классов при наличии нулевых значений в эхосигнале.

Известен способ автоматической классификации по патенту РФ 2461020, который позволяет классифицировать малоразмерную и крупноразмерную цель, даже находящуюся на дне, однако он не позволяет обнаруживать тень от объекта, который находится на дне.

Известен способ обнаружения локального объекта на фоне распределенной помехи по патенту РФ №2460088, который использует корреляционные свойства отражателей в соседних пространственных каналах и обнаруживает локальные отражатели, но не может обнаруживать тень от них на дне.

Наиболее близким аналогом является навигационная гидроакустическая станция освещения ближней обстановки по патенту РФ №2225991, которая предназначена для обнаружения подводных объектов и измерения их параметров. В станции используются современные цифровые методы обработки входной информации, обнаружение эхосигналов от объектов и представления на индикатор. Недостатком этой станции, как и всех остальных, является невозможность обнаружения тени, по которой можно измерить классификационные параметры объекта, находящегося на дне. Способ обработки информации по этому патенту достаточно подробно изложен в работе А.А. Войтова, Б.М. Казакова, Ю.А. Корнеева «Реализация алгоритмов автоматической обработки информации в гидролокаторах освещения ближней обстановки», опубликованной в Трудах 8 международной конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики» Спб. 2006 г. стр.460-465. Способ содержит излучение зондирующего сигнала, прием отраженных эхосигналов веером статических характеристик направленности, оптимальную когерентную обработку информации, прореживание временных отсчетов с выбором максимумов, оценку среднего значения, оценку дисперсии, центрирование массива и нормирование массива, адаптивное формирование порогов, обнаружение эхосигналов и отображение гидролокационной информации.

Этому способу присущ тот же недостаток, он не может обнаруживать тень от объекта, обнаруженного на дне.

Указанный недостаток устраняется тем, что в способ, содержащий излучение зондирующего сигнала, прием эхосигнала веером статических характеристик, набор временных реализации последовательно по всем пространственным каналам, когерентную обработку последовательно по всем пространственным каналам, введены дополнительные признаки, а именно после оптимальной обработки производят определение уровня помехи, как результат суммирования всех отсчетов по первому циклу приема по всем пространственным каналам, вычисляют порог обнаружения по среднему значению всех отсчетов Аср, измеренных в первом цикле приема по всем пространственным каналам, производят выбор минимального значения в каждом наборе временных отсчетов последовательно по всем пространственным каналам по правилу 0≤Амин<Аср, запоминают номера пространственных каналов, в которых обнаружены минимальные значения отсчетов, производят выбор максимального отсчета Амакс в каждом наборе отсчетов по всем пространственным каналам, проводят прореживания с оставлением минимального отсчета по правилу из n последовательных отсчетов выбирают наименьший, и максимального отсчета по правилу из n последовательных отсчетов выбирают максимальный, в каждом наборе временных отсчетов по всем пространственным каналам, производят обнаружение превышения эхосигналами выбранного порога обнаружения Амакс>Апорог=кАср последовательно по всем пространственным каналам статического веера характеристик направленности, измеряют и запоминают амплитуды и номера отсчетов сигналов, превысивших порог обнаружения, измеряют и запоминают номера пространственных каналов, в которых произошло обнаружение сигнала, измеряют угловую протяженность УПмакс объекта по количеству пространственных каналов, превысивших порог обнаружения, определяют номера отсчетов и пространственных каналов, в которых не произошло превышение выбранного порога и уровень сигнала в которых, близок к 0, определяют угловую протяженность УПмин области минимальных отсчетов по числу пространственных каналов, в которых 0≤Амин<Аср, и при совпадении угловой протяженности зоны наличия сигнала и угловой протяженности зоны наличия минимального сигнала принимают решения о наличии тени объекта.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Основной задачей, которая стоит перед всеми гидролокаторами, является задача обнаружения объекта, что определяется уровнем эхосигнала, который превысил порог. Как правило, порог должен удовлетворять требованиям заданной вероятности правильного обнаружения и заданной вероятности ложной тревоги. Оба этих условия предполагают наличия сигнала больше нулевого уровня, который больше помехи, что исключает обнаружение тени в любых ситуациях. Эхосигнал от локального объект формируется на основе отражения энергии падающего зондирующего сигнала на объект по нормали относительно направления прихода зондирующего сигнала гидролокатора. Это приводит к тому, что при отражении формируется регулярный фронт волны, характеристика которой стабильна на некотором пространственном интервале. (Е.А. Штагер, Е.В. Чаевский Рассеяние волн на телах сложной формы. М. Сов. радио 1974 г). При этом гидролокатор принимает отраженный эхосигнал веером статических характеристик направленности. Поскольку локальный отражатель находится в дальнем поле и имеет ограниченные размеры, то эхосигнал от такого отражателя представляет плоскую, мало искаженную волну и будет приниматься несколькими характеристиками направленности одновременно. Форма огибающей эхосигнала будет определяться тем, насколько отдельные отражающие элементы объекта будут освещены или насколько они будут затенены. Это, прежде всего, относится к отражению от самого объекта. Однако сам объект целиком экранирует донную поверхность и зондирующий сигнал к ней не приходит и от нее не отражается. В этом случае после отраженного эхосигнала интенсивность резко уменьшается, даже по сравнению с сигналом донной реверберации и на вход приемного устройства будет поступать сигнал только интенсивностью объемной реверберации и шума, а сигнал от донного участка будет экранироваться корпусом лежащего на дне объекта. Следовательно, на участке после эхосигнала от объекта на реализации входного процесса образуется своеобразный провал, уровень которого существенно меньше, чем эхосигнал от объекта и меньше, чем уровень донной реверберации, и равен уровню объемной реверберации, действующей на момент прихода эхосигнала после отражения от объектов. Фактически это уровень объемной реверберации будет соответствовать уровню шума на входе приемного устройства. (А.Н. Яковлев, Г.П. Каблов «Гидролокаторы ближнего действия». Судостроение. 1983 г. Л. стр.50). При этом будет отображаться тенеграфический портрет затонувшего объекта, что обработкой, принятой в прототипе, не наблюдалось.

Существующие системы обнаружения имеют своей целью определения наличия эхосигнала от объекта по величине превышения амплитуды эхосигнала от объекта выбранного порога, который выбирается исходя из отношения сигнал помеха. Таким образом, критерием является превышение измеренного уровня эхосигнала над измеренным уровнем помехи. При обнаружения тени возникает противоположная задача, а именно, процедура сравнения амплитуды принятой реализации с порогом, который характеризует отсутствие отражения от объекта с одной стороны, а с другой стороны наличия минимального уровня, который отличается от всех уровней, поступающих на вход приемного устройства. В цифровых системах обработки производится прореживание входной информации, чтобы ограничить объемы передаваемых массивов для отображения и специальная обработка, связанная с нормированием и центрированием, с обеспечением единообразных форматов представления цифровой информации. Как правило, нормирование и центрирование искажает исходную входную информацию и пагубно сказывается на качестве и достоверности тенеграфического отображения. Поэтому нет необходимости использования центрирования и нормирования в интересах представления тенеграфической информации.

Блок схема устройства, реализующая рассматриваемый способ представлена на рисунке 1.

Антенна 1 через коммутатор 2 приема передачи, через систему 5 формирования характеристик направленности (СФХН), через первый вход системы 6 многоканальной обработки, спецпроцессор 7, содержащий последовательно соединенные блок 8 определения среднего значения помехи и порогового значения, блок 9 определения минимальных и и максимальных значений, блок 10 прореживания, блок 11 определения угловой протяженности УПмакс отсчетов, превысивших порог, блок 12 определения угловой протяженности УПмин отсчетов, не превысивших порог, блок 13 принятия решения, управления и отображения соединена со вторым входом системы 6 многоканальной обработки. Второй выход блока 13 принятия решения, управления и отображения через задающий генератор 4, через усилитель мощности 3 соединен со вторым входом коммутатора 2.

Система работает следующим образом.

В блоке 13 принятия решения, управления и отображения формируется сигнал управления, передается на задающий генератора 4 и, излучаемый зондирующий сигнала через усилитель мощности 3, поступает на коммутатор приема передачи 2, передается на антенну 1 и излучается в водную среду. Задающий генератор, усилитель мощности и коммутатор приема передачи могут быть выполнены, например, по схеме стр.39-41 Колчеданцев А.С. Гидроакустические станции Л. Судостроение 1982 г., они же используются в патенте РФ №2225991. Отраженный эхосигнал принимается антенной 1, через коммутатор 2 и через систему 5 формирования характеристики направленности (СФХН) поступает на вход многоканальной системы обработки 6. Антенна и система формирования характеристик направленности являются известными устройствами, рассмотренные, например, в Л.В. Орлов, А.А. Шабров Гидроакустическая аппаратура рыбопромыслового флота. Л. Судостроение 1987 г. Стр.116 или Смарышев М.Д. Добровольский Ю.Ю. Гидроакустические антенны Л. Судостроение 1984 г. С выхода каждого канала СФХН сигнал поступает на вход многоканальной системы обработки 6, где происходит оптимальная обработка принятых эхосигналов. Многоканальная система обработки является известным устройством, приведенным, например, в B.C. Бурдик «Анализ гидроакустических систем» Л. Судостроение 1988 г. стр 365.

В современных гидроакустических комплексах СФХН и системы многоканальной оптимальной обработки реализуются с использованием цифровой вычислительной техники на спецпроцессорах, как это реализовано в прототипе по патенту РФ №2225991.

С выхода системы 6 многоканальной оптимальной обработки цифровые отсчеты последовательно по каждому каналу поступают в спецпроцессор 7, основная задача которого является не только обнаружения эхосигнала от объекта, но и выявление тени от обнаруженного объекта, отображение ее, и измерение параметров эхосигнала и тени. Сигналы, преобразованные в цифровой вид, обрабатываются специальными цифровыми процессорами на основе разработанных алгоритмов, (см. Ю.А. Корякин С.А. Смирнов Г.В. Яковлев «Корабельная гидроакустическая техника» СПб Наука 2004 г. стр.164-176, стр.278-295). В процессоре реализуются все блоки предлагаемого устройства. В блоке 8 определяется среднее значение всех отсчетов принятых по первому циклу обработки всеми характеристиками направленности, которое является средним значением помехи Аср и, по которому вырабатывается порог обнаружения. На основании среднего значения помехи определяется минимальное пороговое значение эхосигналов, которые находятся в диапазоне значений 0≤Амин<Аср в блоке 9. Запоминаются их значения, временное положение и пространственное положение. Таким образом, в блоке 9 определяется зона наличия области тенеграфической информации, которая определяется минимальным значением сигнала, которое меньше Аср помехи. Значение Амин, равное 0, не является определяющим поскольку из-за дифракции возможна некоторая подсветка зоны тени. Одновременно в блоке 9 производится обнаружение максимальное значение эхосигнала Амак>Апорог=кАср, что характеризует отражательные свойства объекта. Эта величина отличается от стандартного значения порога, который выбирается из условий обеспечения вероятности ложной тревоги и вероятности правильного обнаружения. Критерием является наличие сигнала и отсутствие сигнала, которая характерна для принятой системы обработки и выбранного типа гидролокатора. Эта градация определяется значением коэффициента к, который определяется при проведении настроечных и калибровочных работ и динамическим диапазоном отображения эхосигналов на индикаторе обнаружения. Наличие минимального сигнала и максимального сигнала позволяют повести прореживание с сохранением всего динамического диапазона эхосигнала в блоке 10. Прореживание имеет целью сократить объем передаваемой информации и в то же время сохранить амплитудные соотношения необходимые для выделения классификационных признаков. После определения предполагаемой зоны тени производится прореживания избыточной информации, которая меньше максимального значения эхосигнала. Для этого определяется минимальный отсчет в каждом наборе, и проводят прореживание с оставлением минимального отсчета по правилу из n последовательных отсчетов выбирается наименьший отсчет. Для максимального отсчета так же существует правило, по которому из n последовательных отсчетов выбирается максимальный отсчет. Происходит отсев средних значений, которые не являются определяющими для характеристик объекта. Каждый оставшийся отсчет имеет значение амплитуды, значение временного положения, номер характеристики направленности, которой принадлежат амплитуда и временной отсчет. Поскольку область тени жестко связана с областью наличия эхосигнала, то единственной общей характеристикой является угловая протяженность зоны эхосигнала и зоны тени. Отдельно определяется угловая протяженность зоны сигнала УПмакс в блоке 11 измерения угловой протяженности сигналов по условию Амак>Апорог=кАср. и для тени в блоке 12 определяется угловая протяженность отсчетов тени УПмин, для которых выполняется условие 0≤Амин<Аср. Измеренные значения УПмин и УПмакс поступают в блок 13 для принятия решения о наличии тени, сюда же поступают амплитуды отсчетов тени. Блок 13 принятия решения, управления и отображения регулирует работу гидролокатора и определяет вид излучаемого сигнала и задает ее в блоке 4 и процедуру оптимальной многоканальной обработки в блоке 6. В настоящее время практически вся гидроакустическая аппаратура выполняется на спецпроцессорах, которые производят в цифровом виде формирование характеристик направленности, многоканальную обработку и обнаружение сигнала, а также измерение параметров эхосигнала и тени и принятие решения о цели. Эти вопросы достаточно подробно рассмотрены в книге «Применение цифровой обработки сигналов» п\р Оппенгейма М. Мир 1980 г. и в отечественной аппаратуре. Ю.А. Корякин С.А. Смирнов Г.В. Яковлев «Корабельная гидроакустическая техника» СПб Наука 2004 г. стр.164-176, стр.278-295.

Таким образом, предлагаемая процедура обработки входной информации гидролокатора позволяет сохранить весь динамический диапазон входных сигналов и обеспечит выделения не только эхосигналов превысивших порог, но и выделения тенеграфической информации, по виду которой можно повысить вероятность правильной классификации обнаруженного объекта.

Способ обработки эхосигналов гидролокатора, содержащий излучение зондирующего сигнала, прием эхосигнала веером статических характеристик направленности, набор временной реализации последовательно по всем пространственным каналам, оптимальную когерентную обработку по всем пространственным каналам, отличающийся тем, что после оптимальной обработки производят определение уровня помехи, как результат суммирования всех отсчетов по первому циклу приема по всем пространственным каналам, вычисляют порог обнаружения по среднему значению всех отсчетов Аср, измеренных в первом цикле приема по всем пространственным каналам, производят выбор минимального значения в каждом наборе временных отсчетов огибающей последовательно по всем пространственным каналам по правилу 0≤Амин<Аср, запоминают номера пространственных каналов, в которых обнаружены минимальные значения огибающих, производят выбор максимального отсчета Амакс в каждом наборе отсчетов огибающей по всем пространственным каналам, проводят прореживания с оставлением минимального отсчета по правилу из n последовательных отсчетов выбирают наименьший, и максимального отсчета по правилу из n последовательных отсчетов выбирают максимальный, в каждом наборе временных отсчетов огибающей по всем пространственным каналам, производят обнаружение превышения эхосигналами выбранного порога обнаружения Амакс>Апорог=кАср последовательно по всем пространственным каналам статического веера характеристик направленности, измеряют и запоминают амплитуды и номера отсчетов сигналов, превысивших порог обнаружения, измеряют и запоминают номера пространственных каналов, в которых произошло обнаружение сигнала, измеряют угловую протяженность УПмакс объекта по количеству пространственных каналов, превысивших порог обнаружения, определяют номера отсчетов и пространственных каналов, в которых не произошло превышение выбранного порога и уровень сигнала в которых близок к нулю, определяют угловую протяженность УПмин области минимальных отсчетов по числу пространственных каналов, в которых 0≤Амин<Аср, и при совпадении угловой протяженности зоны наличия сигнала и угловой протяженности зоны наличия минимального сигнала принимают решения о наличии тени объекта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидроакустической технике, конкретнее к области активной гидролокации, в том числе к активным гидролокаторам, предназначенным для обнаружения объектов, измерения координат и параметров движения обнаруженных объектов, классификации обнаруженных объектов.

Использование: гидроакустическая техника, а именно область активной гидролокации, включая активные гидролокаторы, предназначенные для обнаружения объектов, измерения координат и параметров движения обнаруженных объектов, классификации обнаруженных объектов.

Изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения газовой пелены и определения глубины местоположения начала утечек газа трубопроводов гидроакустическими средствами.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам бортового оборудования вертолетов. Система обнаружения помех для посадки и взлета вертолета включает ультразвуковые устройства сканирования (1), каждое из которых состоит, по меньшей мере, из средств для передачи ультразвукового сигнала в направлении вниз и получения отраженного ультразвукового сигнала.

Использование: гидроакустика, а именно в гидроакустических системах определения глубины, и может быть применен для автоматического адаптивного обнаружения эхо-сигналов от дна и автоматического измерения глубины в условиях, когда требуется механическая защита излучающей поверхности электроакустического преобразователя.

Изобретение относится к морской технике, в частности к морскому подводному оружию. Устройство содержит захват и элемент сигнализации о местоположении мины, выполненный в виде гидроакустического маяка.

Использование: изобретение относится к вооружению подводных лодок, а именно к защите подводных лодок от торпед или мин, преимущественно от широкополосных мин-торпед.

Использование: в гидроакустике. Сущность: способ предназначен для определения ошибки оценки дистанции гидролокатором, установленным на подводном подвижном носителе относительно неподвижного отражателя.

Использование: изобретение относится к гидроакустической технике. Сущность: антенна содержит тонкостенную полую сферическую оболочку, пьезоэлектрические преобразователи, опору для крепления антенны к носителю.

Изобретение относится к области судостроения и судовождения. Способ обеспечения безаварийного движения надводного или подводного судна при наличии подводных и надводных потенциально опасных объектов включает постоянный прием спутниковых навигационных данных, данных от радиолокационной станции, автоматической идентификационной системы, определение местоположения судна, вычисление скорости судна, глубины под килем.

Использование: гидроакустика и может быть использовано для построения навигационных гидроакустических станций освещения ближней обстановки. Сущность: способ содержит излучение зондирующего сигнала, прием отраженного эхосигнала, формирование статического веера характеристик направленности, формирование цифрового массива данных с выхода тракта когерентной обработки по каждому пространственному каналу, последовательный вывод цифровых отсчетов на индикатор, определение порога автоматического обнаружения по среднему значению амплитуд цифровых отсчетов первого и второго циклов обработки по всем пространственным каналам, вывод цифровых отсчетов на индикатор осуществляется по правилу А=Аотсч/ (Г-К), где А амплитуда отсчета, выводимая на индикатор, Аотсч - амплитуда исходного цифрового отсчета, Г - параметр, определяемый оператором как глубина регулировки усиления, К - номер цикла обработки, порог автоматического обнаружения выбирается из условия минимума пропуска эхосигнала от цели, формирование общего цифрового массива данных с выхода тракта когерентной обработки по всем пространственным каналам от момента излучения до момента достижения зондирующим сигналом установленной шкалы работы, определение отсчетов, превысивших порог, определение номера пространственного канала М, определение временного положения отсчета Т, проведение классификации по цифровым отсчетам обнаруженной цели из общего цифрового массива по М пространственным каналам, средний канал из которых равен измеренному каналу, и во временном окне, равном Н циклам набора временной реализации, автоматическое определение классификационных признаков и автоматическое принятие решения о классе цели, вывод результата обработки по обнаруженной цели на индикатор с указанием номера цели, измеренных координат М и Т, классификационных признаков и класса обнаруженной цели, при очередном обнаружении превышения порога процедура повторяется до окончания шкалы дистанции и по совокупности всех обнаруженных целей формируется банк классификации. Технический результат: обеспечение обнаружения и классификации обнаруженных целей. 1 ил.

Изобретение относится к области использования навигационных и промерных эхолотов и может быть применено для их тарировки. Техническим результатом изобретения является повышение точности тарирования эхолотов и снижение трудозатрат на ее проведение. Технический результат достигается тем, что для тарировки эхолота предлагается использовать лазерное тарирующее устройство, работающее в сине-зеленом диапазоне частотного спектра излучения. Лазерный импульс в этом диапазоне способен проникать сквозь водную среду и, отразившись от дна, приниматься фотоприемным устройством. Зная скорость прохождения лазерного излучения через воду и время прохождения прямого и отраженного сигнала, представляется возможным определить глубину места под судном с более высокой точностью, чем навигационным эхолотом. 1 ил.

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для обнаружения движущегося заглубленного источника звука, измерения координат источника звуковых волн в мелком море в пассивном режиме с помощью акустических приемников, установленных на морском дне, координаты которых и угловое положение считаются известными. Технический результат - уменьшить погрешность измерения и увеличить дальность действия при работе измерительного комплекса в мелком море. Гидроакустический измерительный комплекс содержит N акустических комбинированных приемников, каждый из которых состоит из гидрофона, трехкомпонентного векторного приемника и соединенных с ними усилителей, телеметрический блок, включающий делители напряжения, аналого-цифровую преобразующую схему, единую схему электронного мультиплексирования, модулятор и оптический излучатель, связанный оптической линией связи с оптическим ресивером, систему сбора, обработки и передачи информации, содержащую блок сбора, обработки и передачи информации и устройство доступа к цифровым сетям передачи данных. Посредством акустических комбинированных приемников образуются две донные вертикально ориентированные эквидистантные антенны, в каждой из которых число элементов равно N/2, а локальные координатные системы всех акустических комбинированных приемников совмещены. При этом расстояние между вертикальными антеннами 1>λн, где λн - длина волны на нижней частоте рабочего диапазона шумоизлучения источника звука, расстояние между акустическими комбинированными приемниками равно заданной погрешности определения вертикальной координаты (горизонта) источника звука Δz, а число приемников в каждой антенне N/2=h12/Δz, h12=z1-z2, z1, z2 нижний и верхний горизонты вероятного нахождения источника звука, образующие коридор обнаружения. Кроме того, в систему сбора, обработки и отображения информации дополнительно введены N-канальный блок вычисления вертикальной компоненты вектора интенсивности, блок определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности, N-канальный блок вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, N-канальный блок вычисления азимутальных углов φ1n, φ2n, блок вычисления усредненных азимутальных углов, блок вычисления горизонтальных координат источника звука. Информация с выхода блока вычисления горизонтальных координат источника звука и блока определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности поступает на первый и второй входы устройства доступа к цифровым сетям передачи данных. Для увеличения дальности обнаружения движущегося источника звука и поддержания с ним акустического контакта в систему сбора, обработки и отображения информации дополнительно введены N/2-канальный вычислитель взаимного спектра сигналов для пар акустических комбинированных приемников, расположенных на одном горизонте и принадлежащих двум донным вертикально ориентированным эквидистантным антеннам, N/2-канальный вычислитель взаимной корреляционной функции, сумматор, блок измерения максимума взаимной корреляционной функции, блок нормирования взаимной корреляционной функции, блок вычисления ширины основного лепестка нормированной взаимной корреляционной функции, вычислитель отношения предыдущего измерения к последующему на каждом шаге, компаратор, блок задания расчетных значений отношений предыдущего измерения к последующему, блок принятия решения об обнаружении источников звука и их числе. 2 ил.

Система для освещения подводной обстановки относится к специальной технике и может быть использована для обнаружения и опознания подводных объектов, а также для сигнализации и оповещения о появлении на акваториях морских объектов хозяйственной деятельности (акватории портов, морские терминалы по добыче и транспортировке углеводородов, гидротехнические сооружения и т.д.) неизвестных малогабаритных подвижных аппаратов (МПА) или подводных пловцов (ПП), а также для обнаружения и сопровождения айсбергов. Задачей изобретения является возможность оперативно определять место появления неизвестного подводного объекта, идентифицировать подводный объект и визуально отображать на мониторе диспетчерской станции морского объекта хозяйственной деятельности (МОХД) появление несанкционированного подводного объекта. Система для освещения подводной обстановки, состоящая из группы многолучевых эхолотов, гидроакустические приемопередатчики которых посредством приемопередающей антенны формируют n-лучей с возможностью секторного обзора на акватории расположения объекта морской хозяйственной деятельности, при этом приемопередатчики соединены с блоком обработки акустических сигналов, установленным на диспетчерском пункте морского объекта хозяйственной деятельности, который соединен с процессором с программным обеспечением автоматического обнаружения и сопровождения, который соединен с устройством отображения информации, при этом каждый приемопередатчик соединен при помощи оптоволоконного кабеля с блоком обработки акустических сигналов, установленным на диспетчерской станции морского объекта хозяйственной деятельности, излучающий и приемный каналы соединены с блоком обработки акустических сигналов, предназначенным для формирования излучающих сигналов, регистрации и обработки принятых сигналов соответственно, блок обработки акустических сигналов соединен с процессором с программным обеспечением автоматического обнаружения и сопровождения, соединенным с устройством отображения информации, отличающаяся тем, что каждый многолучевой эхолот содержит параметрический профилограф, причем антенны накачки параметрического профилографа размещают на дрейфующих или заякоренных буях на разных горизонтах по глубине акватории на расстояниях не более 8000 метров друг от друга. 2 ил.
Изобретение относится к области использования систем технического зрения для обнаружения объектов и скорости их движения на гидролокационных изображениях. Техническим результатом изобретения является высокая точность определения координат объектов, окружающих подвижную подводную платформу, и скорости их движения за счет использования совместной обработки последовательности гидролокационных изображений и данных инерциальной системы самой движущейся платформы.

Изобретение относится к гидроакустической технике, конкретнее к области активной гидролокации, в том числе к активным гидролокаторам, предназначенным для обнаружения объектов, измерения координат и параметров движения обнаруженных объектов. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения дистанции до цели. Это достигается за счет того, что определение дистанции до цели производится с использованием многоканального запоминающего устройства на выходе системы доплеровской фильтрации, на основе измерения времени задержки отклика на выходе согласованного фильтра для специально сформированного сложного сигнала, причем длительность этого отклика существенно (например, в десятки-сотни раз) меньше длительности сигнального отклика тонального сигнала. Сложный сигнал формируется с использованием сигнального отклика тонального эхо-сигнала на выходе того доплеровского канала, в котором этот эхо-сигнал был обнаружен, и модулирующей функции сложного сигнала. 2 ил.

Изобретение относится к гидроакустической технике, конкретнее к области активной гидролокации, в том числе к активным гидролокаторам, предназначенным для обнаружения объектов, измерения координат и параметров движения обнаруженных объектов. Техническим результатом изобретения является то, что обеспечивается повышение точности определения дистанции до цели. Это достигается за счет того, что определение дистанции до цели производится на основе измерения времени задержки отклика на выходе второго согласованного фильтра для специально сформированного (на основе отклика эхо-сигнала на выходе первого согласованного фильтра) вспомогательного сложного сигнала, причем длительность отклика на выходе второго согласованного фильтра существенно меньше длительности отклика эхо-сигнала на выходе первого согласованного фильтра. 2 ил.

Изобретение относится к гидроакустической технике, конкретнее к области активной гидролокации, в том числе к активным гидролокаторам, предназначенным для обнаружения объектов, измерения координат и параметров движения обнаруженных объектов. Техническим результатом изобретения является то, что обеспечивается повышение точности определения дистанции до цели. Это достигается за счет того, что определение дистанции до цели производится на основе измерения времени задержки отклика на выходе согласованного фильтра для специально сформированного (на основе отклика тонального сигнала) сложного сигнала, причем длительность этого отклика существенно меньше длительности сигнального отклика тонального сигнала. 2 ил.

Изобретение относится к автоматизированной регистрации в реальном времени морских млекопитающих. Техническим результатом является повышение точности регистрации в режиме реального времени морских млекопитающих. В способе на этапе предварительной обработки (FPP) изображений осуществляется коррекция изображения и невзвешенная полная сегментация (SEG) изображения на фрагменты, на этапе обнаружении (DET) используется алгоритм предельного значения на основе обнаруженного локального изменения контраста, на этапе классификации (CLA) выполняется контролируемое обучение с использованием метода опорных векторов (SVM) с гиперплоскостью (НЕ) для разделения на два класса, на этапе локализации (LOC) выполняется автоматическое вычисление расстояния до обнаруженной тепловой сигнатуры морского млекопитающего (TSMM) и его временных и пространственных изменений относительно судна (RV), на этапе верификации (VER) обеспечивается возможность мгновенной проверки решения оператором, и на этапе документировании (DOC) пользовательские данные (IRV) изображения обнаруженных тепловых сигнатур морских млекопитающих (TSMM) автоматически предоставляются в распоряжение. Для формирования данных используется система инфракрасной камеры (IRC) с регистрацией в пределах полного круга или части круга и с активной гироскопической стабилизацией относительно горизонта (HZ). 20 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к освоению подводных месторождений полезных ископаемых, преимущественно жидких и газообразных, а именно к сооружению технологических комплексов, предназначенных для обустройства морских глубоководных нефтегазовых месторождений и работающих в экстремальных условиях. Способ обустройства морских глубоководных нефтегазовых месторождений заключается в сооружении ряда морских стационарных платформ, подводных донных комплексов, подводных внутрипромысловых и магистральных трубопроводов, емкостей хранения продукции скважин и отгрузочных установок, при этом, по крайней мере, одну из платформ выполняют в подводном исполнении с закрепленным ко дну опорным блоком, верхний габарит которого располагают ниже уровня воды на величину наибольшего габарита прохождения подводной части айсберга. Кроме этого все платформы в подводном исполнении конструктивно и технологически соединены между собой электрическими кабелями и трубопроводами для конденсата и газа. Выполняют регулярное глубинное сейсмическое зондирование в районе терминалов по добыче подводных залежей углеводородов, путем пассивного зондирования морского дна и последующего анализа микросейсмических колебаний земной коры, блок-модуль энергетической платформы выполняют с газовой турбинной установкой, выполняют прогноз состояния моря вблизи морских буровых платформ путем размещения на акватории волномерных буев и запуска беспилотных летательных аппаратов, оснащенных измерительной аппаратурой, величину наибольшего габарита прохождения подводной части айсберга определяют путем зондирования подводной части айсберга гидроакустическими сигналами с подвижного подводного аппарата, оснащенного параметрическим гидролокатором и управляемым по гидроакустическому каналу связи посредством автоматизированной системы управления и контроля, блок-модули опорных блоков платформы в подводном исполнении, служащие для размещения персонала в подводных воздушных камерах, выполнены со стыковочными устройствами, обеспечивающими стыковку со спасательными подводными аппаратами, размещенными в специальном подводном ангаре. Техническим результатом является повышение надежности строительства и эксплуатации, снижение стоимости капитальных и эксплуатационных затрат при обустройстве морских глубоководных нефтегазовых месторождений. 2 ил.
Наверх