Способ обработки гидролокационной информации


 


Владельцы патента RU 2529441:

Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" (RU)

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 гидроакустики и может быть использовано для построения навигационных гидроакустических комплексов освещения ближней обстановки.

Методы обработки гидролокационной информации известны из литературы, в которой приведены гидролокаторы, предназначенные для обнаружения целей различного класса. (А.Н.Яковлев, Г.П.Каблов. «Гидролокаторы ближнего действия». Судостроение. 1983 г., Ю.А.Корякин, С.А.Смирнов, Г.В.Яковлев «Корабельная гидроакустическая техника», Спб., «Наука», 2004 г.), где рассмотрены их структурные схемы и способы обработки гидролокационной информации.

Способы обработки гидролокационной информации состоят в том, что антенна гидролокатора в режиме обзора излучает акустические зондирующие сигналы в горизонтальной плоскости. В режиме приема осуществляется электронное сканирование диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, прием сигнала, обработка сигнала и вывод информации на индикатор для принятия решения оператором.

Недостатком этих способов является то, что классификация осуществляется оператором по информации, выводимой на индикатор. Задача классификации начинает решаться только после того, как обнаружена цель оператором, после чего излучаются дополнительные сигналы для измерения классификационных признаков.

Известна система автоматической классификации гидролокатора ближнего действия по патенту РФ №2465618, который содержит антенну, коммутатор приема-передачи и задающий генератор, индикатор, процессор цифровой многоканальной обработки и обнаружения сигналов, блок управления задачами классификации, процессор классификации, блок формирования табло результатов, блок формирования индикаторных картин по объекту классификации. Автоматический классификатор начинает работать после обнаружения цели оператором и выдаче команды блоком управления на решение задачи классификации по выбранной цели и по информации, полученной при последующих зондирующих сигналов.

Недостатком такого способа обработки гидролокационной информации является то, что для задач обнаружения используются свои критерии при обработке гидролокационной информации, которые должны обеспечивать обнаружения эхосигнала с заданными вероятностями правильного обнаружения и вероятностями ложной тревоги. Для задач классификации нужно обнаруживать необходимые классификационные признаки в своей системе обработки. Как правило, при решении задач обнаружения эти классификационные признаки нельзя выделить, поскольку сама процедура обработки гидролокационной информации при обнаружении цели отличается от процедуры обработки гидролокационной информации при классификации цели, и совместная классификационная информация часто бывает несопоставимой и неоднозначной.

Известна навигационная гидроакустическая станция освещения ближней обстановки по патенту РФ №2225991. Станция содержит: приемо-передающую антенну, генератор, блок управления, коммутатор приема передачи с трактом предварительной обработки, первую цифровую вычислительную машину, соединенную с выходом тракта предварительной обработки интерфейсами, последовательно соединенную с первой вторую цифровую вычислительную машину совместно с монитором, тракт измерения скорости звука, цифроаналоговый тракт прослушивания и систему классификации целей. Классификация при работе этой станции осуществляется оператором по отображаемой на индикаторе информации. Наиболее подробно способ обработки гидролокационной информации при обнаружении эхосигнала по патенту РФ №2225991 также представлен в Трудах 8 международной конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». СПб, «Наука», 2006 г., стр.460-465 в статье А.А.Войтова, Б.М.Казакова, Ю.А.Корнеева «Реализация алгоритмов автоматической обработки информации в гидролокаторах освещения ближней обстановки». Этот способ является наиболее близким к предлагаемому способу по количеству общих признаков и выбран в качестве прототипа.

Способ-прототип содержит излучение зондирующего сигнала, прием эхосигнала статическим веером характеристик направленности, многоканальную цифровую обработку, последовательную по времени когерентную обработку, последовательное прореживание временных отсчетов с выбором максимумов, оценку среднего значения набора цифровых отсчетов, оценку дисперсии, центрирование набранного массива отсчетов и нормирование набранного массива отсчетов, адаптивное формирование порогов, обнаружение эхосигналов и отображение гидролокационной информации, классификацию выбранной цели по последующим посылкам, управление и предоставление информации на индикатор.

Недостатком такой процедуры является то, что классификация проводится только после того, как цель будет обнаружена оператором, для чего используется дополнительное излучение зондирующих сигналов. Это обусловлено несопоставимостью результатов измерений при обнаружении эхосигналов от цели и результатов измерений при классификации эхосигналов от цели за счет разной процедуры обработки.

Задачей настоящего изобретения является совмещение процедур обнаружения и классификации путем введения единой последовательности обработки входной информации гидролокатора, которая позволит одновременно обнаруживать цель и классифицировать обнаруженную цель.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности навигационной гидроакустической станции освещения ближней обстановки путем сокращения времени на автоматическое обнаружение цели и автоматическую классификацию автоматически обнаруженной цели по первой посылке.

Для обеспечения указанного технического результата в способ, содержащий излучение зондирующего сигнала, прием отраженного эхосигнала, формирования 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; введены новые признаки, а именно: вывод цифровых отсчетов на индикатор осуществляют по правилу А=Аотсч/(Г-К), где А - амплитуда отсчета, выводимая на индикатор, Аотсч - амплитуда измеренного исходного цифрового отсчета, Г - параметр, определяемый операторам как глубина регулировки усиления, К - номер цикла обработки, выбирают порог автоматического обнаружения из условия минимума пропуска эхосигнала от цели, формируют общий цифровой массив данных с выхода тракта когерентной обработки по всем пространственным каналам от момента излучения до момента достижения зондирующим сигналом установленной шкалы дистанции, определяют отсчеты, превысившие порог и временные положения отсчета Т, первым превысившего порог, определяют номер пространственного канала М, формируют строб из общего цифрового массива по И пространственным каналам, средний канал из которых есть измеренный канал М, и во временном окне, равном Н циклам набора временной реализации по каждому выбранному пространственному каналу, автоматически определяют классификационные признаки и автоматически принимают решение о классе цели в выбранном стробе, выводят результат классификации на индикатор с указанием номера цели, измеренных координат по М и Т, классификационных признаков и класса обнаруженной цели, при очередном обнаружении превышения порога процедуру повторяют в стробе по вновь выбранным координатам до окончания шкалы дистанции и по совокупности всех обнаруженных целей формируют банк классификации, где по координате М, автоматически определяют пеленг на цель, а по координате Т автоматически определяют дистанцию до цели, а размеры строба во временном окне Н и в пространственном окне И устанавливаются оператором в зависимости от шкалы дистанции и числа обнаруженных целей.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Процедуры обработки гидролокационной информации в существующих системах обнаружения определяют наличие эхосигнала от объекта по величине превышения выбранного порога амплитудой эхосигнала от объекта, который выбирается исходя из отношения сигнал/помеха. Таким образом, критерием является превышение измеренного уровня эхосигнала над измеренным уровнем помехи. Задача классификации решается путем выделения всех классификационных признаков, которые характеризуют цель своим наличием или отсутствием. В цифровых системах обработки необходимо прореживание входной информации, чтобы ограничить объемы передаваемых массивов для отображения, и применяется специальная обработка, связанная с нормированием и центрированием для обеспечения единообразных форматов представления цифровой информации. Как правило, нормирование и центрирование, проводимое последовательно по каждому набору цифровых отсчетов, пагубно сказывается на сохранении исходного соотношения между минимальными и максимальными амплитудами эхосигналов от отдельных отражателей на всей длительности эхосигнала от цели, искажается исходная входная информация, что ухудшает достоверность классификации при выборе порогов. Поэтому нельзя использовать центрирование и нормирование в последовательных наборах цифровых отсчетов в задачах одновременного обнаружения и классификации. Необходимо сохранить исходное соотношения между отдельными составляющими сигнала во всем динамическом диапазоне за время всего цикла излучения-приема по всей шкале дистанции. Однако после излучения имеет место большой уровень объемной реверберации, амплитуда сигнала которой будет воздействовать на индикатор и создавать яркую засветку экрана, что затрудняет работу оператора и не несет дополнительной информации. Для устранения этого вводится цифровая регулировка усиления, которая уменьшает амплитуду входных отсчетов сразу после излучения. Глубину регулировки усиления выбирают в зависимости от мощности излучения, длительности зондирующего сигнала, что связано с требуемой дальностью обнаружения и особенностями района работы, в частности глубиной и строением грунта. Поэтому вводится правило вывода цифровых отсчетов на индикатор после начала приема входной информация. Амплитуда выводимого отсчета А=Аотсч/(Г-К), где А амплитуда отсчета, выводимая на индикатор, Аотсч - амплитуда измеренного исходного цифрового отсчета, Г - параметр, определяемый оператором как глубина регулировки усиления, К - номер цикла обработки. Таким образом, с каждым циклом обработки, т.е. с увеличением дистанции, глубина регулировки усиления уменьшается. Максимальное уменьшение амплитуды сигнала происходит сразу после излучения. Как правило, это не оказывает существенного влияния на дальнейшую процедуру обработки. Величины Г и К можно сделать регулируемыми параметрами и устанавливать в зависимости от условий работы. Величину порога выбирают из условия обеспечения минимального значения вероятности пропуска эхосигнала (А.Н.Яковлев, Г.П.Каблов «Гидролокаторы ближнего действия». Судостроение, Л., 1983 г., стр.100-120). Это повышает вероятность ложной тревоги, которая в дальнейшем снижается за счет решения задачи классификации. По выбранному превышению определяют пространственный канал М, в котором произошло превышение амплитуды над порогом, амплитуду отсчета и время отсчета Т, по которым и формируется строб по времени И и по пространству Н для решения задачи классификации отсчета, превысившего порог. Для классификации выбирают из имеющегося всего массива тот массив, который заключен в выбранном стробе по конкретному измеренному значению М и Т. Выбранный массив в стробе передают для решения задачи классификации. После решения задачи классификации по выбранному массиву подключают решение задачи классификации по следующему превышению порога в другом выделенном стробе во всем динамическом диапазоне возможного существовании сигнала. Размеры строба оператор может изменить в зависимости от числа обнаруженных целей. Если число эхосигналов большое, а возможности для обработки ограничены, то размеры строба И и Н могут быть уменьшены. Если обнаруженная цель представляет особый интерес, то размер строба может быть увеличен для длительного слежения за целью и получения информации в процессе длительного слежения. По результатам классификации каждой цели измеряют классификационные признаки, которые заносят в табло результатов и формируют пространственное и временное отображение классифицируемой цели. Все это передается в банк классификации, а оператору отображают наиболее опасные цели.

Известно, что низкий порог обнаружения снижает вероятность пропуска цели, но увеличивает вероятность ложной тревоги, а система классификации своей работой снижает вероятность ложной тревоги, выделяет необходимые классификационные признаки, которые характеризуют и объект и помеху и принимает решение по обнаруженному превышению порога.

Таким образом, обеспечивается задача автоматического обнаружения эхосигнала от цели, которая минимизирует вероятность пропуска эхосигнала, и задача автоматической классификации автоматически обнаруженных эхосигналов практически по одной посылке для определенной группы классов.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, на которой приведена блок-схема устройства, реализующая рассматриваемый способ.

Антенна 1 через коммутатор 2 приема-передачи, систему 5 формирования характеристик направленности (СФХН) и систему 6 многоканальной обработки соединена со спецпроцессором 7. Спецпроцессор 7 содержит последовательно соединенные: блок 8 формирования временной регулировки усиления по входным отсчетам и вывод на индикатор, блок 9 формирования всего массива отсчетов, блок 10 выбора порога и обнаружения по превышению порога, блок 11 формирования строба классификации по всем обнаруженным объектам, систему 12 классификации, принятия решения и определения координат, блок 13 формирования банка классификации, отображения и управления. Блок 13 соединен с первым входом индикатора 14, на второй вход которого поступает сигнал от оператора из блока 15 принятия решения оператором. Второй выход блока 8 соединен с третьим входом индикатора 14. Второй выход блока 13 соединен через задающий генератор 4, усилитель мощности 3 со вторым входом коммутатора приема-передачи 2.

Предложенный способ с помощью устройства фиг.1 реализуется следующим образом.

С выхода блока 13 формирования банка классификации, принятия решения и управления поступает сигнал на задающий генератор 4. Сформированный зондирующий сигнала от задающего генератора 4 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 являются известными устройствами, которые используются в патенте РФ №2225991 от 24.12.2001 г. и могут быть выполнены, например, по схеме, стр.39-41, Колчеданцев А.С. «Гидроакустические станции», Л., Судостроение, 1982 г.

Отраженный эхосигнал принимается антенной 1 через коммутатор 2 и через систему 5 формирования характеристики направленности (СФХН) поступает на вход системы 6 многоканальной обработки. Антенна и система формирования характеристик направленности являются известными устройствами, рассмотренными, 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. и используются в патенте РФ №2225991 от 24.12.2001 г.

С выхода каждого канала СФХН сигнал поступает на вход системы 6 многоканальной обработки, где происходит оптимальная обработка принятых эхосигналов. Система многоканальной обработки является известным устройством, приведенным, например, в В.С.Бурдик. «Анализ гидроакустических систем», Л., Судостроение, 1988 г., стр.365.

В современных гидроакустических комплексах СФХН и системы многоканальной обработки реализуются с использованием цифровой вычислительной техники на спецпроцессорах, как это реализовано в патенте РФ №2225991 от 24.12.2001 г.

С выхода системы 6 многоканальной обработки цифровые отсчеты последовательно по каждому каналу поступают в спецпроцессор 7, основной задачей которого является обнаружение объектов, отображение, измерение параметров и классификацию. 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 формируется временная регулировка усиления по входным отсчетам и осуществляется вывод на индикатор последовательного входного цифрового массива. Весь массив отсчетов с выхода многоканальной системы обработки последовательно через блок 8 передается в блок 9, где запоминается от начала излучения до окончания приема. По цифровым отсчетам первого цикла по всем пространственным каналам определяется порог в блоке 10 и сравнивается последовательно со всеми цифровыми отсчетами массива блока 9. Определяются отсчеты, превысившие порог, определяется их амплитуда, время и номер пространственного канала, где произошло превышение порога, которые передаются в блок 11, где формируется строб по всем обнаруженным объектам. Из блока 9 выбираются массивы, принадлежащие обнаруженному объекту в выделенном стробе, и последовательно передаются в блок 12 на классификацию. В системе 12 происходит выделение классификационных признаков и принятие решения о классе обнаруженного объекта в выбранном стробе. В этой же системе происходит определение координат объекта. Со всеми измеренными признаками и выработанным решением полученные данные передаются в блок 13 формирования банка классификации, где присваиваются номера целям и формируется массив отображения результатов классификации на индикаторе.

Система классификации, принятия решения, определения координат может быть выполнена, например, по патенту РФ 2465618. В настоящее время практически вся гидроакустическая аппаратура выполняется на спецпроцессорах, где производят в цифровом виде формирование характеристик направленности, многоканальную обработку и обнаружение сигнала, а также классификацию и принятие решения о цели. Эти вопросы достаточно подробно рассмотрены в книге «Применение цифровой обработки сигналов» п/р Оппенгейма, М., Мир, 1980 г. и см. Ю.А.Корякин С.А.Смирнов Г.В.Яковлев. «Корабельная гидроакустическая техника», СПб., Наука, 2004 г., стр.164-176, стр.278-295.

Таким образом, используя последовательную процедуру обработки поступающих цифровых отсчетов можно обнаруживать эхосигналы, превысившие порог, который обеспечивает минимальную вероятность пропуска эхосигнала от цели и по первой же посылке автоматическую классификацию обнаруженных целей и автоматическое измерение координат, и предоставлять все эти данные на индикатор по мере обнаружения превышения порога.

Способ обработки гидролокационной информации, содержащий излучение зондирующего сигнала, прием отраженного эхосигнала, формирование статического веера характеристик направленности, формирование цифрового массива данных с выхода тракта многоканальной обработки по каждому пространственному каналу, последовательный вывод цифровых отсчетов на индикатор, определение порога автоматического обнаружения, отличающийся тем, что вывод цифровых отсчетов на индикатор осуществляют по правилу А=Аотсч/(Г-К), где А - амплитуда отсчета, выводимая на индикатор, Аотсч - амплитуда измеренного исходного цифрового отсчета, Г - параметр, определяемый оператором как глубина регулировки усиления, К - номер цикла обработки, выбирают порог автоматического обнаружения из условия минимума пропуска эхосигнала от цели, формируют общий цифровой массив данных с выхода тракта когерентной обработки по всем пространственным каналам от момента излучения до момента достижения зондирующим сигналом установленной шкалы дистанции, определяют отсчеты, превысившие порог, и временные положения отсчета Т, первым превысившего порог, определяют номер пространственного канала М, формируют строб из общего цифрового массива по И пространственным каналам, средний канал из которых есть измеренный канал М, и во временном окне, равном Н циклам набора временной реализации по каждому выбранному пространственному каналу, автоматически определяют классификационные признаки и автоматически принимают решение о классе цели в выбранном стробе, выводят результат классификации на индикатор с указанием номера цели, измеренных координат по М и Т, классификационных признаков и класса обнаруженной цели, при очередном обнаружении превышения порога процедуру повторяют в стробе по вновь выбранным координатам до окончания шкалы дистанции и по совокупности всех обнаруженных целей формируют банк классификации, где по координате М автоматически определяют пеленг на цель, а по координате Т автоматически определяют дистанцию до цели, а размеры строба во временном окне Н и в пространственном окне И устанавливаются оператором в зависимости от шкалы дистанции и числа обнаруженных целей.



 

Похожие патенты:

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.

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 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.

Изобретение относится к техническим средствам охраны объектов со стороны водной среды с прямой передачей информации в пункт приема об обнаруженных подводных целях через границу вода-воздух на основе эффекта параметрического взаимодействия электромагнитных и акустических колебаний, организованных на границе вода-воздух. Система охраны предназначена для использования в морских областях, озерах, в речных руслах и каналах. Использование в системе прямой передачи информации через границу вода-воздух позволяет оперативно развертывать систему охраны в зоне наблюдений, не прокладывать по дну кабели и не использовать радиобуи на водной поверхности, тем самым исключить возможность несанкционированных внешних воздействий на систему. Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение надежности и эффективности системы охраны, упрощение и удешевление передачи в пункт приема информации о подводной обстановке в сложных условиях проведения подводных наблюдений и охранных мероприятий в реальных акваториях. 2 ил.
Наверх