Способ адаптивной обработки сигнала шумоизлучения


 


Владельцы патента RU 2561010:

Открытое Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" (RU)

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в процессе проектирования гидроакустической аппаратуры специального назначения. Использование изобретения может повысить эффективность использования гидроакустической аппаратуры. Способ адаптивной обработки сигнала шумоизлучения содержит прием сигнала шумоизлучения объекта, формирование статического вертикального веера характеристик направленности, широкополосную частотную фильтрацию сигнала, измерение уровня помехи и выбор порога, обнаружение сигнала в каждом пространственном канале, измерение амплитуды сигнала в каналах, где обнаружен сигнал шумоизлучения объекта, и принятие решения об угле прихода сигнала по тому пространственному каналу, где сигнал максимален, фильтрация сигнала производится в нескольких частотных диапазонах, в этих же диапазонах формируется статический веер характеристик направленности, производится идентификация обнаруженных сигналов между характеристиками направленности всех частотных диапазонов, выбирают характеристику направленности, в которой обнаружен максимальный сигнал, измеряется угол между горизонтальным направлением движения и положением характеристики направленности с максимальной амплитудой принятого сигнала Q, измеряется скорость движения носителя V, повторяют измерения через фиксированный интервал времени Т и определяют необходимую величину изменения глубины погружения антенны приемной системы за время Т по формуле Н=VTtgQ, при этом направление изменения глубины погружения определяется по положению угла Q, если характеристика направленности, определяющая угол Q, направлена вверх, глубину нужно уменьшить, если характеристика направленности, определяющая угол Q, направлена вниз, то глубину нужно увеличить, и если характеристика направленности совпадает с направлением движения и Q=0°, то глубину менять не нужно. 1 ил.

 

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано при создании современных гидроакустических комплексов.

В современной гидроакустике большое распространение получила адаптивная обработка сигналов, которая означает способность системы изменять свои параметры в зависимости от изменения окружающей среды с целью поддержать свою эффективность по приему сигала к изменяющимся условиям работы. Существующие методы адаптации направлены на снижение дестабилизирующего влияния таких факторов, как пространственно-временная изменчивость гидрофизических характеристик океана. Структура звукового поля в условиях переменных гидрофизических характеристик океана существенно зависит от глубины положения источника шумоизлучения, глубины положения приемника сигналов шумоизлучения.

Как вид адаптивной обработки известен способ сопровождения по углу с помощью широкополосных пассивных систем, который изложен в работе B.C. Бурдик. «Анализ гидроакустических систем». Л.: Судостроение, 1988 г., стр 372. Приведена структурная схема широкополосного коррелятора с расщепленной апертурой для определения направления на источник шумоизлучения и выработки сигнала ошибки. Используются две половины антенны, на выходе каждой из которых стоит широкополосный коррелятор, преобразователь Гильберта, перемножитель, интегратор и схема выработки сигнала ошибки по направлению. Разность фаз на выходе системы обработки пропорциональна отклонению положения цели относительно оси характеристики направленности. Недостатком этой системы является необходимость большого отношения сигнал/помеха на входе. Кроме того, в условиях многолучевого приема имеет место интерференция между лучами, которая искажает оценку разности фаз.

Известен способ адаптивной обработки (Ю.А. Корякин, С.А. Смирнов, Г.В. Яковлев. «Корабельная гидроакустическая техника». СПб.: Наука, 2004 г., стр. 265), который содержит прием сигнала шумоизлучения объекта одиночной характеристикой направленности, изменение положения характеристики направленности в вертикальной плоскости, определение положения характеристики направленности и поиск положения характеристики направленности, обеспечивающего максимальное отношение сигнал/помеха. Недостатком этого способа является необходимость ручного наведения характеристики направленности и работа только при малой скорости движения носителя станции шумопеленгования.

Известен способ адаптивной обработки с использованием разностно-дальномерного метода определения пространственного положения объекта шумоизлучения (Ю.А. Корякин, С.А. Смирнов, Г.В. Яковлев. «Корабельная гидроакустическая техника». СПб.: Наука, 2004 г., стр. 81), по которому определяются временные задержки между сигналами при многолучевом распространении в вертикальной плоскости, рассчитывается структура поля по измеренной скорости звука и определяется положение объекта шумоизлучения по измеренным временным задержкам, принятым в вертикальной плоскости сигнала. Эта система может формировать вертикальный веер статических характеристик направленности и принимать сигнал шумоизлучения в вертикальной плоскости. Этот способ является наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения и может быть принят в качестве прототипа.

Способ содержит прием сигнала шумоизлучения объекта, формирование статического веера вертикальных характеристик направленности, широкополосную фильтрацию сигнала, измерение уровня помехи и выбор порога, обнаружение сигнала в каждом пространственном канале, измерение амплитуды сигнала в каналах, где обнаружен сигнал шумоизлучения объекта, и принятие решения о наличии сигнала по тому пространственному каналу, где сигнал максимален. Недостатком такой системы является необходимость получения разрезов скорости звука по трассе, отсутствие которых практически снижает достоверность полученной оценки положения объекта шумоизлучения.

Задачей изобретения является определение положения сигнала шумоизлучения и адаптациия системы приема сигнала к движению приемника в существующих гидрологических условиях работы.

Техническим результатом использования предлагаемого изобретения является автоматическое обеспечение возможности приема максимального сигнала шумоизлучения от объекта, расположенного в дальней зоне, при движении носителя антенны в условиях многолучевого распространения.

Для достижения указанного технического результата в способ адаптивной обработки сигнала шумоизлучения, содержащий прием сигнала шумоизлучения объекта, формирование статического вертикального веера характеристик направленности приемной антенны, широкополосную частотную фильтрацию сигнала, измерение уровня помехи и выбор порога, обнаружение сигнала в каждом пространственном канале, измерение амплитуды сигнала в каналах, где обнаружен сигнал шумоизлучения объекта, и принятие решения об угле прихода сигнала по тому пространственному каналу, где сигнал максимален, введены новые признаки, а именно: фильтрацию сигнала производят в нескольких частотных диапазонах, статический вертикальный веер характеристик направленности приемной антенны формируют в этих же диапазонах, производят идентификацию обнаруженных сигналов между характеристиками направленности во всех частотных диапазонах, выбирают характеристику направленности, в которой обнаружен максимальный сигнал, измеряют угол Q между горизонтальным направлением движения носителя приемной антенны и положением характеристики направленности с максимальной амплитудой принятого сигнала, измеряют скорость движения носителя V, повторяют измерения через фиксированный интервал времени Т и определяют необходимую величину изменения глубины Н погружения приемной антенны по формуле Н=VTtgQ, при этом направление изменения глубины погружения определяют по положению угла Q, если характеристика направленности, определяющая угол Q, направлена вверх, глубину Н уменьшают, если характеристика направленности, определяющая угол Q, направлена вниз, то глубину Н увеличивают, и если характеристика направленности совпадает с направлением движения и Q=0°, то глубину Н оставляют без изменения. Поясним достижение положительного результата.

Известно, что в зависимости от распределения скорости звука по глубине изменяется распространение сигнала шумоизлучения (B.C. Бурдик. «Анализ гидроакустических систем». Л.: Судостроение, 1988 г., стр. 103-133). Если рассматривать типовой гидроакустический канал, где в верхнем слое имеется отрицательный градиент зависимости скорости звука от глубины, а в нижнем - положительный, то при нем в верхнем слое все лучи изгибаются вниз, в нижнем - вверх. При распространении в канале имеется такая пара лучей с предельными углами, при которых сигнал шумоизлучения отражается от поверхности и от дна. При приеме направление распространения основной энергии оказывается расположенным внутри сектора, ограниченного этими лучами, а максимальный сигнал будет приходиться на луч с минимальным углом прихода, т.е. ближе к горизонту. В пространстве направление движения основной энергии изменяется циклически. Подобная картина распространения известна как зональная структура поля, в которой наблюдаются зоны освещенности и зоны тени. Если носитель с приемной антенной движется на фиксированной глубине с фиксированной скоростью, то он будет принимать сигнал шумоизлучения в зоне освещенности и терять сигнал в зоне тени, где находится область с нулевой акустической интенсивностью. В глубоком море в зоне тени интенсивность сигнала может уменьшаться от -10 до -60 дБ. Ширина зоны освещенности бывает существенно меньше зоны тени, что может привести к полной потере обнаруженного объекта шумоизлучения. Положение может быть улучшено, если следовать по направлению распространения сигнала с максимальной акустической интенсивностью, то есть по направлению траектории распространения акустической энергии сигнала шумоизлучения. Это можно сделать, изменяя глубину погружения приемника сигналов шумоизлучения. Для этого необходимо определить направление прихода максимального сигнала шумоизлучения относительно направления собственного движения, используя статический веер характеристик направленности в вертикальной плоскости. Положение характеристики направленности, в которой обнаружен максимальный сигнал, относительно направления собственного движения будет определять направление траектории распространения интенсивности акустической энергии шумоизлучения. Таким образом, если принимается сигнал верхними характеристиками направленности, то для поддержания контакта необходимо уменьшить глубину собственного положения приемника сигнала шумоизлучения. Если принимается сигнал нижними характеристиками направленности, то для поддержания контакта необходимо увеличить глубину собственного положения приемника сигнала. Для определения величины изменения глубины погружения воспользуемся следующими оценками. Пусть скорость движения приемника сигналов шумоизлучения составляет 5 м/с, положение характеристики направленности с максимальным сигналом 10°. Тогда за время, равное 10 с, глубина погружения приемника сигналов шумоизлучения должна измениться на 8,7 м для того, чтобы снова принимать максимальный сигнал шумоизлучения. Если максимальный сигнал приходит под нулевым углом, то приемник сигнала движется без изменения глубины.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, реализующая предлагаемый способ. Устройство (фиг. 1) содержит последовательно соединенные антенну 1, систему 2 формирования характеристик направленности (СФХН) в вертикальной плоскости, многоканальное приемное устройство 3 в частотных диапазонах, блок 4 быстрого преобразования Фурье (БПФ) и многоканальный обнаружитель, блок 5 измерения угла наклона характеристики направленности (ХН), блок 8 корректировки глубины погружения и блок 7 исполнения команды. Второй выход блока 4 соединен со входом индикатора 6, выход которого соединен с блоком 5, а второй вход блока 8 соединен с выходом блока 9 измерения собственной скорости. СФХН в вертикальной плоскости является известным устройством, которое реализовано в разностно-дальномерном методе определения пространственного положения объекта шумоизлучения (Ю.А. Корякин, С.А. Смирнов, Г.В. Яковлев. «Корабельная гидроакустическая техника». СПб.: Наука, 2004 г., стр.81), по которому определяются временные задержки между сигналами при многолучевом распространении сигнала шумоизлучения в вертикальной плоскости. В зависимости от частотного диапазона принимаемого сигнала шумоизлучения ширина характеристики направленности может изменяться. При использовании цифровой техники в качестве спектрального анализа и частотной фильтрации применяют процедуры быстрого преобразования Фурье (БПФ), которые обеспечивают выделение и измерение энергетического спектра шумового электрического процесса по всем пространственным каналам вертикального статического веера характеристик направленности ("Применение цифровой обработки сигналов". Под ред. Оппенгейма. М.: Мир, 1980 г., стр. 296). Там же на стр. 389-436 рассмотрены принципы цифрового преобразования и обработки. Блок 5 измерения угла наклона характеристики направленности представляет собой известное устройство сравнения. Блок 7 является известным устройством, которое функционирует на любом подводном носителе и обеспечивает его погружение и всплытие. В настоящее время практически вся гидроакустическая аппаратура выполняется на спецпроцессорах, которые преобразуют акустический сигнал в цифровой вид и производят в цифровом виде формирование характеристик направленности, многоканальную обработку и обнаружение сигнала, а также измерение спектров сигнала шумоизлучения, автокорреляционную обработку и процедуры анализа спектров. Вопросы реализации спецпроцессоров достаточно подробно рассмотрены в книге Ю.А. Корякин, С.А. Смирнов, Г.В. Яковлев. «Корабельная гидроакустическая техника» СПб.: Наука, 2004 г., стр. 281.

Антенна 1, расположенная на подвижном носителе, принимает сигнал шумоизлучения объекта и совместно с блоком 2 системы формирования характеристик направленности в вертикальной плоскости СФХН производит пространственную фильтрацию принимаемого сигнала в вертикальной плоскости. С выхода каждой характеристики направленности сигналы передаются в блок 3 многоканального приемного устройства в принятых частотных диапазонах. Далее сигнал поступает в блок 4 БПФ и многоканальный обнаружитель, где производится спектральная обработка принятых сигналов в каждом пространственном канале, определяется наличие максимального сигнала из совокупности сигналов, выработанных многоканальным обнаружителем. Выбранный максимальный сигнал определяет характеристику направленности из вертикального статического веера, положение которой строго фиксировано в вертикальной плоскости, и передает в блок 5 измерения угла наклона ХН. Выбранное значение пространственной характеристики передается в блок 8 корректировки глубины погружения, на второй вход которого из блока 9 измерителя собственной скорости предается оценка скорости движения носителя. Измерение максимального сигнала и определение угла наклона характеристики направленности производится по мере движения носителя. Через определенный интервал времени определяется изменение характеристики направленности и величина требуемого значения изменения глубины погружения носителя приемника сигнала шумоизлучения. Таким образом, вырабатывается команда на изменение пространственного положения приемника, которая передается в блок 7 исполнения команды. Ошибка измерения собственной скорости в блоке 9 составляет порядка 0,03 узла или 0,015 м/с и обеспечивается современными измерительными приборами (ЛАГами), установленными на плавающих носителях гидроакустических средств, которые проходят метрологическую аттестацию. (Ю.А. Корякин, С.А. Смирнов, Г.В. Яковлев. «Корабельная гидроакустическая техника». СПб.: Наука, 2004 г., с 334). Измерение собственной скорости носителя производится постоянно и на любой глубине.

Параллельно с автоматической выработкой параметров корректировки глубины погружения эта процедура может быть проведена оператором по виду информации, выводимой на индикатор. С выхода блока 4 массив данных многоканального обнаружителя поступает на индикатор 6, где отображается в координатах пространственная характеристика и амплитуда обнаруженного сигнала. Оператор оценивает распределение амплитуд максимумов в пространстве и во времени и определяет пространственные каналы, имеющие максимальную амплитуду. После чего эти данные передаются в блок 5 измерения угла наклона ХН и далее на корректировку глубины погружения в блок 8.

Таким образом, используя измерение пространственного положения максимального значения сигнала шумоизлучения, можно обеспечить автоматическое адаптивное сопровождения объекта шумоизлучения в условиях многолучевого распространения в сложной гидрофизической ситуации при зональной структуре акустического поля.

Способ адаптивной обработки сигнала шумоизлучения, содержащий прием сигнала шумоизлучения объекта, формирование статического вертикального веера характеристик направленности приемной антенны, широкополосную частотную фильтрацию сигнала, измерение уровня помехи и выбор порога, обнаружение сигнала в каждом пространственном канале, измерение амплитуды сигнала в каналах, где обнаружен сигнал шумоизлучения объекта, и принятие решения об угле прихода сигнала по тому пространственному каналу, где сигнал максимален, отличающийся тем, что фильтрацию сигнала производят в нескольких частотных диапазонах, статический вертикальный веер характеристик направленности приемной антенны формируют в этих же диапазонах, производят идентификацию обнаруженных сигналов между характеристиками направленности во всех частотных диапазонах, выбирают характеристику направленности, в которой обнаружен максимальный сигнал, измеряют угол Q между горизонтальным направлением движения носителя приемной антенны и положением характеристики направленности с максимальной амплитудой принятого сигнала, измеряют скорость движения носителя V, повторяют измерения через фиксированный интервал времени Т и определяют необходимую величину изменения глубины Н погружения приемной антенны по формуле Н=VTtgQ, при этом направление изменения глубины погружения определяют по положению угла Q, если характеристика направленности, определяющая угол Q, направлена вверх, глубину Н уменьшают, если характеристика направленности, определяющая угол Q, направлена вниз, то глубину Н увеличивают, и если характеристика направленности совпадает с направлением движения и Q=0°, то глубину Н оставляют без изменения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области способов акустической пеленгации и может быть использовано в геоакустике, геофизике, неразрушающем контроле прочности объектов, гидроакустике.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для определения дистанции до шумящего объекта. Сущность: прием гидроакустического шумового сигнала производят половинами гидроакустической антенны, измеряют взаимный спектр между гидроакустическими шумовыми сигналами, принятыми половинами гидроакустической антенны; измеряют автокорреляционную функцию этого взаимного спектра (АКФ); определяют наличие перегибов автокорреляционной функции, и при отсутствии таковых измеряют ΔТизм - ширину основного максимума АКФ на уровне 0,1, определяют калибровочный коэффициент М=Дизв./ΔТд.изв.

Использование: измерительная техника, в частности пеленгаторы. Сущность: устройство для определения направления и дальности до источника сигнала содержит магнитные первую и вторую антенны, размещенные взаимно перпендикулярно, последовательно соединенные первый усилитель, первый фильтр, первый квадратор и сумматор, последовательно соединенные второй усилитель, второй фильтр и второй квадратор, подключенный ко второму входу сумматора, последовательно соединенные третью антенну, третий усилитель, третий фильтр и третий квадратор, ключ, связанный управляющим входом с одновибратором, а также блок вычитания, первый и второй пороговые блоки.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Устройство состоит из следующих элементов: 1 - первая антенна, 2 - микробарометр, 3 - первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), 4 - второй АЦП, 5 - третий АЦП, 6 - четвертый АЦП, 7 - пятый АЦП, 8 - персональная электронно-вычислительная машина (ПЭВМ или микропроцессор), 9 - блок системы единого времени (GPS или Глонасс), 10 - блок связи с абонентами, 11 - первый усилитель, 12 - первый фильтр, 13 - второй усилитель, 14 - первый пороговый блок, 15 - схема ИЛИ, 16 - вторая антенна, 17 - третий усилитель, 18 - второй фильтр, 19 - четвертый усилитель, 20 - второй пороговый блок, 21 - третья антенна, 22 - пятый усилитель, 23 - третий фильтр, 24 - шестой усилитель, 25 - третий пороговый блок, 26 - седьмой усилитель, 27 - четвертый фильтр, 28 - восьмой усилитель, 29 - пятый фильтр, 30 - четвертый пороговый блок, 31 - первая схема И, 32 - первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), 33 - первый калибратор, 34 - второй ЦАП, 35 - второй калибратор, 36 - третий ЦАП, 37 - третий калибратор, 38 - четвертый ЦАП, 39 - четвертый калибратор, 40 - пятый ЦАП, 41 - первый формирователь, 42 - шестой ЦАП, 43 - второй формирователь, 44 - первый таймер, 45 - вторая схема И, 46 - первый счетчик, 47 - тактовый генератор, 48 - второй таймер, 49 - первый квадратор, 50 - сумматор, 51 - первый делитель, 52 - пятый пороговый блок, 53 - третья схема И, 54 - третий таймер, 55 - четвертая схема И, 56 - второй счетчик, 57 - второй квадратор, 58 - третий квадратор, 59 - второй делитель, 60 - корректор, 61 - первый блок модуля, 62 - первый блок вычитания, 63 - второй блок модуля, 64 - шестой пороговый блок, 65 - пятая схема И, 66 - первый ключ, 67 - первое запоминающее устройство, 68 - третий блок модуля, 69 - шестая схема И, 70 - первый одновибратор, 71 - второй ключ, 72 -второе запоминающее устройство, 73 - второй блок вычитания, 74 - четвертый блок модуля, 75 - седьмая схема И, 76 - второй одновибратор, 77 - блок сравнения знаков.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Устройство состоит из следующих элементов: 1 - первая антенна, 2 - вторая антенна, 3 - первый усилитель, 4 - первый фильтр, 5 - первый квадратор, 6 - сумматор, 7 - второй усилитель, 8 - второй фильтр, 9 - второй квадратор, 10 - третья антенна, 11 - третий усилитель, 12 - третий фильтр, 13 - третий квадратор, 14 - первый пороговый блок, 15 - второй пороговый блок, 16 - персональная электронно-вычислительная машина (ПЭВМ или микропроцессор), 17 - блок системы единого времени (GPS или Глонасс), 18 - блок связи с абонентами, 19 - четвертый усилитель, 20 - третий пороговый блок, 21 - схема ИЛИ, 22 - таймер, 23 - первая схема И, 24 - счетчик, 25 - первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), 26 - первый калибратор, 27 - второй ЦАП, 28 - второй калибратор, 29 - третий ЦАП, 30 - третий калибратор, 31 - четвертый ЦАП, 32 - формирователь, 33 - тактовый генератор, 34 - первый АЦП, 35 - второй АЦП, 36 - третий АЦП, 37 - четвертый АЦП, 38 - пятый усилитель, 39 - шестой усилитель, 40 - делитель, 41 - четвертый пороговый блок, 42 - вторая схема И.
Устройство (100) для разрешения неоднозначности из оценки (105) DOA ( φ ^ amb) содержит анализатор (110) оценки DOA для анализирования оценки (105) DOA ( φ ^ amb) для получения множества (115) неоднозначных параметров анализа ( φ ˜ I... φ ˜ N; f( φ ˜ I)...f( φ ˜ N); fenh,I( φ ^ amb)...fenh,N( φ ^ amb); gP( φ ˜ I)...gp( φ ˜ N); D( φ ˜ I)...D( φ ˜ N)) посредством использования информации (101) смещения, причем информация (101) смещения представляет отношение ( φ ^ ↔φ) между смещенной ( φ ^ ) и несмещенной оценкой DOA (φ), и блок (120) разрешения неоднозначности для разрешения неоднозначности в множестве (115) неоднозначных параметров анализа ( φ ˜ I... φ ˜ N; f( φ ˜ I)...f( φ ˜ N); fenh,I( φ ^ amb)...fenh,N( φ ^ amb); gP( φ ˜ I)...gp( φ ˜ N); D( φ ˜ I)...D( φ ˜ N)) для получения однозначного разрешенного параметра ( φ ˜ res; fres, 125).

Изобретения относятся к области гидроакустики и могут быть использованы для контроля уровня шумоизлучения подводного объекта в натурном водоеме. Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретений, является получение возможности измерений уровня шума подводного плавсредства непосредственно с самого плавсредства.

Предлагаемое изобретение относится к области гидроакустики, а именно к устройствам обнаружения шумовых гидроакустических сигналов в виде дискретных составляющих (ДС) на фоне аддитивной помехи.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано при разработке систем определения координат по данным тракта шумопеленгования гидроакустических комплексов.

Изобретение относится к акустическим пеленгаторам (АП), акустическим локаторам (АЛ) и может быть использовано для определения пеленга источника звука (ИЗ). Задачей изобретения является повышение точности пеленгования ИЗ при наклонных к плоскости горизонта поверхностях Земли, где размещается акустическая антенна, и сокращение времени на определение пеленга этого источника.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к способу обнаружения, определения координат и сопровождения воздушных объектов при воздействии их акустическим полем на сеть разнесенных в пространстве волоконно-оптических линий связи, использующих при функционировании оптическое излучение. Способ заключается в воздействии акустическим полем, создаваемым движущимся воздушным объектом, на датчик, выполненный в виде протяженного оптического кабеля. Вычисляют моменты начального и конечного времени превышения сигналом «Порога» tн и tк, момент времени tм, соответствующий минимальному уровню сигнала, и момент времени tд, при котором частота одной из характерных составляющих спектра сигнала имеет номинальное значение. На основании этих данных и измеренной частоты Доплера определяются координаты воздушных объектов, которые со всех датчиков передаются на выделенный вычислитель, где они объединяются, отождествляются и по ним строятся траектории. При известном направлении полета снижают величину «Порога» в следующем датчике по направлению движения воздушного объекта. Технический результат - упрощение процесса обнаружения, определения координат, построения траекторий движения и распознавания типа низколетящих воздушных объектов. 2 ил.

Использование: изобретение относится к области геофизической разведки, высокоточной навигации, в частности к области подводной навигации, и может быть использовано для определения географических координат глубоководных буксируемых объектов при проведении морских геолого-геофизических исследований. Сущность: гидроакустическая система для позиционирования, содержащая буксирующее судно, соединенные с ним кабель-тросом буксируемый подводный объект и буи с неподвижными рулями, предварительно установленными на заданный угол, расположенные на поверхности моря, в количестве не менее трех штук, и имеющие в своем составе последовательно соединенные антенну Global Positioning System (GPS), модуль GPS и контроллер, при этом буксируемый подводный объект выполнен в виде многоэлементной цифровой кабельной антенны, буксирующее судно снабжено блоком синхронизации и обработки данных, при этом каждый буй снабжен последовательно соединенными с первым выходом контроллера генератором, усилителем и гидроакустическим излучателем, а также блоком памяти, соединенным со вторым выходом контроллера, причем каждый буй соединен с буксирующим судном соответствующим тросом, причем блок синхронизации и обработки данных выполнен в виде последовательно соединенных антенны GPS, модуля GPS, контроллера, модуля сбора данных и компьютера, при этом первый вход модуля сбора данных соединен с выходом контроллера, а второй вход модуля сбора данных соединен через кабель-трос с выходом многоэлементной цифровой кабельной антенны. Технический результат: обеспечение возможности позиционирования многоэлементных буксируемых гидроакустических антенн. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для разработки систем классификации, использующих спектральные и корреляционные признаки. Технический результат заключается в повышении вероятности правильной классификации обнаруженных источников шумоизлучения. Способ классификации шумящих объектов содержит прием сигналов шумоизлучения, спектральный анализ принятых сигналов шумоизлучения, определение взаимного спектра, определение автокорреляционной функции, прием сигнала шумоизлучения производится одной антенной, осуществляется последовательный набор временных реализаций, осуществляется выделение взаимного спектра между последовательными наборами временных реализаций, производится накопление выделенных последовательных взаимных спектров, определяется автокорреляционная функция от накопленного взаимного спектра, определяется количество источников шумоизлучения по виду автокорреляционной функции и при наличии одного источника шумоизлучения производится классификация шумящего объекта по используемым классификационным признакам. 1 ил.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для интеграции систем получения информации о шумящих в море объектах. Сущность: в каждой системе независимо по своим критериям качества осуществляют частотно-временную обработку сигнала с формированием уникального веера характеристик направленности и уникального индикаторного массива информации. Для интеграции систем без потери потенциала по обнаружению выбирают базовую систему с наилучшими свойствами по разрешающей способности по угловому направлению в горизонтальной плоскости. Индикаторные массивы остальных систем приводят к размеру индикаторного массива базовой системы путем интерполяции данных между отсчетами. Отображают индикаторные массивы всех систем на общем индикаторе с общей осью углового направления в общем секторе обзора. Обнаруживают шумящий объект и получают информацию о свойствах его сигнала по наличию локальных максимумов на одном угловом направлении в совокупности систем. Интерполяцию индикаторных массивов между отсчетами, необходимую для работы с индикаторами с растровой графикой, осуществляют, например, путем низкочастотной фильтрации после преобразования Фурье по пространству. Технический результат: возможность интеграции любого числа систем обнаружения, обладающих различными статическими веерами характеристик направленности и различными потенциалами по обнаружению, то есть возможность интеграции систем, работающих с использованием разных антенн и осуществляющих независимую частотно-временную обработку информации. Для интегрированной системы обеспечивается возможность обнаружения сигнала на допороговом уровне и получение информации о частотных и временных свойствах сигнала шумящего в море объекта, которая может быть выявлена в совокупности интегрируемых систем. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для контроля подводной обстановки вокруг охраняемых объектов, например буровых платформ, гидротехнических сооружений, судов, а также для обнаружения и сопровождения подводных объектов, вторгающихся в контролируемую акваторию натурного водоема, например в зону гидроакустического полигона, буровых платформ, судов. Технический результат: повышение дальности обнаружения и точности определения координат цели на рубежах повышенной ответственности. Сущность: в гидроакустической станции контроля подводной обстановки, включающей приемно-излучающую антенну, генератор, коммутатор, через который генератор подключен к приемно-излучающей антенне, надводный блок обработки и визуализации и подводный кабель, коммутатор и генератор вместе с приемно-излучающей антенной размещены в едином подводном модуле, в который дополнительно введены блок аналого-цифровых преобразователей, подключенный к коммутатору, блок управления, подключенный к блоку аналого-цифровых преобразователей, и блок интерфейса, подключенный между выходом блока управления и надводным блоком обработки и визуализации через подводный кабель, при этом в состав гидроакустической станции введена донная протяженная антенна, состоящая из совокупности последовательно соединенных приемных модулей, шины данных, блока управления, интерфейса и подводного кабеля, подключенного к блоку обработки и визуализации. 1 ил.

Изобретение относится к определению направления прихода сигнала от источника звука. Предложены способ предоставления информации направления на основании воспроизведенного аудиосигнала с внедренным водяным знаком и устройство для его осуществления, способ оценки пространственной позиции и устройство для его осуществления, машиночитаемый носитель, содержащий компьютерную программу для выполнения способов. Способ предоставления информации направления и способ оценки пространственной позиции включают этапы, на которых: принимают аудиосигналы с водяными знаками, причем каждый записанный аудиосигнал с водяными знаками содержит внедренный водяной знак, обрабатывают, по меньшей мере, два записанных аудиосигнала с водяными знаками, записанных, по меньшей мере, двумя аудиоприемниками в различных пространственных позициях, для определения информации фазы в качестве специфичной для приемника информации для каждого записанного аудиосигнала с водяными знаками, при этом специфичная для приемника информация зависит от внедренных водяных знаков, внедренных в записанные аудиосигналы с водяными знаками, и предоставляют информацию направления на основании специфичной для приемника информации для каждого записанного аудиосигнала с водяными знаками, при этом способ оценки пространственной позиции дополнительно содержит этап оценки позиции массива из, по меньшей мере, двух аудиоприемников, при этом позицию определяют на основании информации направления. Техническим результатом является обеспечение более точного определения направления прихода сигнала передачи и более точной оценки пространственной позиции. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам обнаружения источников звука. Устройство содержит микрофоны для приема звуковых сигналов, аналого-цифровые преобразователи, два средства вычисления автокорреляции между звуками, модуль вычисления взаимной корреляции, средство обнаружения источника звука, в частности, приближающегося транспортного средства, модуль определения неисправности. Средство вычисления автокорреляции вычисляет значение автокорреляции между сигналами, принимаемыми от первого и второго микрофонов, средство определения определяет больше ли значение автокорреляции первого модуля сбора звука, чем первое пороговое значение, и больше ли значение автокорреляции второго модуля сбора звука, чем второе пороговое значение, и определяет наличие приближающегося транспортного средства, когда значение автокорреляции первого модуля сбора звука больше, чем первое пороговое значение, а значение автокорреляции второго модуля сбора звука больше, чем второе пороговое значение. Средство определения неисправности функционирует посредством сравнения изменения значения автокорреляции первого модуля сбора звука с изменением значения автокорреляции второго модуля сбора звука. Технический результат - улучшение характеристик обнаружения источников звука. 11 ил.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для распознавания морских судов по их шумоизлучению. Сущность: исследуют спектр шумового сигнала морского судна. В исследуемом спектре сигнала находят частоту гармоники максимальной амплитуды и предполагают, что это - основная частота лопастного звукоряда. Формируют N эталонных спектров для N гипотез о количестве лопастей гребного винта. Вычисляют для каждого эталонного спектра его меру сходства со спектром исследуемого сигнала. Строят график в полярных координатах для функции, зависящей от гипотез о количестве лопастей и мер сходства для каждой гипотезы. Делают вывод о количестве лопастей винта в случае, если результирующая фигура подобна контуру винта с определенным количеством лопастей. Технический результат: выявление в спектре наблюдаемого сигнала информации, характеризующей количество лопастей винта и наглядное, интуитивно-понятное отображение этой информации инвариантно к скорости движения объекта. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

(57) Изобретение относится к акустическим локационным системам, использующим параметрические излучающие системы, формирующие узконаправленные пучки низкочастотных акустических сигналов. Преимущественная область использования - гидроакустика, а также ультразвуковая дефектоскопия, медицина, рыболокация, геолокация. Излучающий тракт параметрического гидролокатора содержит два или более генераторов высокочастотных сигналов, выход каждого из них соединен с сигнальным входом соответствующего импульсного модулятора, управляющие входы всех импульсных модуляторов соединены с выходом импульсного генератора, а выходы импульсных модуляторов через усилители мощности соединены с элементами акустической антенны, элементы акустической антенны каждой частоты расположены на отдельном входе акустического волновода, входы волновода акустически не связаны между собой и акустически соединены с выходом волновода, акустически связанным со средой лоцирования. 2 ил.

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для гидроакустического обеспечения противоторпедной защиты судов. Для гидроакустического обеспечения противоторпедной защиты корабля включают обнаружение и прием шумоизлучения торпеды гидроакустической станцией с буксируемой антенной переменной глубины, выработку прогноза движения торпеды, расчет данных стрельбы средствами самообороны и выработки маневра уклонения. Обнаруженный сигнал поступает в дисплейный пульт оператора, в котором вырабатывают сигнал торпедной опасности и осуществляют сброс дрейфующей акустической ловушки. Акустическая ловушка работает в режиме излучения имитированного шума судна. В качестве буксируемой антенны переменной глубины используют многоканальную антенну со статическим веером из N характеристик направленности. Фиксируют время приема сигналов системы самонаведения торпеды и время приема сигнала, излученного акустической ловушкой. Определяют временной интервал между моментом приема сигнала самонаведения торпеды и моментом приема имитирующего сигнала. Достигается упрощение системы противоторпедной защиты судов. 2 ил.
Наверх