Устройство обнаружения объектов в водной среде



Устройство обнаружения объектов в водной среде
Устройство обнаружения объектов в водной среде
Устройство обнаружения объектов в водной среде
Устройство обнаружения объектов в водной среде
Устройство обнаружения объектов в водной среде
Устройство обнаружения объектов в водной среде
Устройство обнаружения объектов в водной среде

Владельцы патента RU 2585401:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) (RU)

Использование: изобретение представляет собой электронное устройство и относится к области гидроакустики и гидролокации. Устройство предназначено для поиска и обнаружения искусственных подводных объектов, таких как затонувшие корабли, техника, подводные аппараты, трубопроводы и другие искусственные подводные сооружения. Сущность: устройство содержит блок приемоизлучателей (гидроакустическую антенну) (1), блок усилителей и полосовых фильтров (2), блок аналого-цифровых преобразователей (АЦП) (3), блок согласованных фильтров (4), генератор сигнала посылки (5), усилитель мощности (6), измерительное устройство (7), вычислитель (8) и детектор (9). Функцией блока согласованных фильтров является осуществление оптимального приема отраженного эхо-сигнала на фоне помех. Функцией измерительного устройства является измерение параметра формы распределения и характеристической частоты эхо-сигнала на выходе согласованного фильтра. Функцией вычислителя является вычисление отношения параметра формы и характеристической частоты эхо-сигнала. Функцией детектора является сравнение полученного числа на выходе вычислителя с пороговым значением и принятие решения: обнаружен искомый объект локации или нет. Технический результат: уменьшение случайной погрешности и увеличение достоверности обнаружения объекта в присутствии шумов и помех. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

 

Изобретение относится к области гидроакустики и гидролокации и предназначено для поиска и обнаружения искусственных подводных объектов, таких как затонувшие корабли, техника, подводные аппараты, трубопроводы и другие искусственные подводные сооружения.

Из анализа уровня техники известен «Гидролокатор обнаружения и классификации подводных и надводных целей для надводных кораблей» [Патент РФ 20389, G01S 15/02, опубликовано 27.10.2001 г.], содержащий многоэлементную акустическую антенну, многоканальные тракты излучения и приема, подключенные к акустической антенне, цифровой вычислительный комплекс, содержащий задающий генератор, подключенный к тракту излучения, устройство цифровой обработки эхо-сигналов, подключенное к выходу приемного тракта, и пульт индикации и управления, отличающийся тем, что в состав устройства цифровой обработки сигналов дополнительно включены устройство формирования классификационного зондирующего сигнала, подключенное ко входу тракта излучения параллельно задающему генератору, и устройство цифровой обработки и классификации эхо-сигнала классификационного зондирующего сигнала, вход которого соединен с выходом устройства пространственно-временной обработки устройства цифровой обработки эхо-сигналов.

Известен также «Способ обнаружения эхосигнала гидролокатора» [Патент РФ 2293358, G01S 15/04, опубликовано 10.02.2007 г.], который содержит излучение зондирующего сигнала, прием в смеси с шумовой помехой эхо-сигнала гидроакустической антенной, дискретизацию электрического сигнала на выходе гидроакустической антенны, набор дискретизированных отсчетов электрического сигнала длительностью Т, получение последовательно, через равные промежутки времени за все время обнаружения наборов дискретизированных отсчетов электрического сигнала и быстрое преобразование Фурье полученных наборов дискретизированных отсчетов, при этом по каждому набору дискретизированных отсчетов электрического сигнала определяют комплексный спектр, сдвиг наборов осуществляют на время 1/8Т<Т<1/2Т, запоминают каждый предыдущий и каждый последующий комплексный спектры, определяют взаимный спектр между каждым предыдущим и каждым последующим наборами, выбирают набор с максимальным энергетическим спектром, по которому принимают решение об обнаружении сигнала.

Все известные выше решения и другие известные существующие обнаружители эхо-сигнала в гидролокаторе сравнивают уровень совокупности шума и сигнала с уровнем шума, и при превышении заданного порога принимается решение, что искомый объект обнаружен [Евтютов А.П., Митько В.Б. Инженерные расчеты в гидроакустике - Л.: Судостроение, 1988. - стр. 34]. Для увеличения дальности обнаружения используется согласованный прием, позволяющий получить на выходе согласованного фильтра более высокое отношение сигнал-помеха (ОСП).

Недостатком такого подхода является тот факт, что существует теоретический предел ОСП, при котором возможно подобное детектирование с заданной вероятностью ложной тревоги. Это приводит к ограничению предельной дальности действия обнаружителя при заданной вероятности ложной тревоги.

Наиболее близким к предлагаемому является «Устройство обнаружения подводных объектов по оценке меры случайности эхо-сигнала гидролокатора» [Патент РФ 83344, G01S 15/04, опубликовано 27.05.2009 г.], содержащее блок приемоизлучателей (гидроакустическую антенну), функцией которого является посылка локационного сигнала и прием эхо-сигнала, блок аналого-цифровых преобразователей (АЦП), блок усилителей и полосовых фильтров, функцией которого является усиление сигнала на выходе гидроакустической антенны до уровней, необходимых для работы АЦП, блок согласованных фильтров, функцией которых является осуществление оптимального приема отраженного эхо-сигнала на фоне помех, генератор сигнала посылки, усилитель мощности, измеритель фрактальной размерности, выполненный с возможностью осуществлять оценку меры случайности амплитуд эхо-сигнала на выходе согласованного фильтра и выражать эту меру в виде числа (фрактальной размерности), детектор, функцией которого является сравнение полученного числа с порогом энергии сигнала и помехи и принятие решения: обнаружен искомый объект локации или нет.

Недостатком данного устройства является то, что измерение фрактальной размерности различных объектов (естественных и искусственных) является неоднозначно решаемой задачей, поскольку нет точного определения самого понятия фрактальной размерности [Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы. - М.: Институт компьютерных исследований, 2002. - Стр. 31; Федер Е. Фракталы: Пер. с англ. - М.: Мир, 1991. - Стр. 19] и, как правило, отсутствует необходимое количество данных. Поэтому фрактальную размерность какого-либо образования измеряют косвенно - по наклону зависимости измеряемого значения от масштаба, что приводит к появлению случайной погрешности при неоднозначности аппроксимации и, как следствие, к размыванию границы порога и возникновению неоднозначности обнаружения.

Техническим результатом применения предлагаемого устройства является уменьшение случайной погрешности и, следовательно, увеличение достоверности обнаружения объекта в присутствии шумов и помех.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве обнаружения подводных объектов, содержащем блок приемоизлучателей, блок усилителей и полосовых фильтров, блок аналого-цифровых преобразователей, блок согласованных фильтров, соединенный с измерительным устройством, генератор сигнала посылки, усилитель мощности и детектор, согласно заявляемому изобретению, измерительное устройство выполнено с возможностью измерения параметра формы распределения и характеристической частоты эхо-сигнала на выходе согласованного фильтра и соединено с вычислителем отношения параметра формы распределения и характеристической частоты эхо-сигнала, при этом выход вычислителя соединен со входом детектора.

Измерительное устройство содержит блок ранжирования эхо-сигнала по возрастанию, блок вычисления объема выборки эхо-сигнала, первый и второй блоки вычисления отношения средневыпрямленного значения эхо-сигнала к средневыпрямленному значению приращения эхо-сигнала, блок, задающий масштабирующий коэффициент, первый и второй блоки умножения и блок деления, причем измерительное устройство выполнено с возможностью параллельной подачи эхо-сигнала на вход блока вычисления объема выборки эхо-сигнала, вход первого блока вычисления отношения средневыпрямленного значения эхо-сигнала к средневыпрямленному значению приращения эхо-сигнала и вход блока ранжирования эхо-сигнала по возрастанию, к выходу которого подключен второй блок вычисления отношения средневыпрямленного значения эхо-сигнала к средневыпрямленному значению приращения эхо-сигнала, ко входам первого блока умножения подключены выход блока, задающего масштабирующий коэффициент, и выход второго блока вычисления отношения средневыпрямленного значения эхо-сигнала к средневыпрямленному значению приращения эхо-сигнала, выход блока вычисления объема выборки эхо-сигнала и выход первого блока умножения связаны с соответствующими входами второго блока умножения, на выходе которого формируется значение параметра формы распределения эхо-сигнала, при этом выход первого блока вычисления отношения средневыпрямленного значения эхо-сигнала к средневыпрямленному значению приращения эхо-сигнала и выход первого блока умножения связаны с соответствующими входами блока деления, на выходе которого формируется значение характеристической частоты эхо-сигнала. Сущность технического решения поясняется чертежами, где

- на Фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства обнаружения подводных объектов;

- на Фиг. 2 представлена блок-схема измерительного устройства;

- на Фиг. 3 и Фиг. 4 представлены характерные формы эхо-сигналов и их характеристики на входе измерительного устройства для случая, когда объект не обнаружен (фиг. 3) и обнаружен (фиг. 4).

Устройство обнаружения объектов в водной среде содержит блок приемоизлучателей (гидроакустическую антенну) 1, блок усилителей и полосовых фильтров 2, блок аналого-цифровых преобразователей 3, блок согласованных фильтров 4, генератор сигнала посылки 5, усилитель мощности 6, измерительное устройство 7, вычислитель 8 и детектор 9.

Устройство обнаружения объектов в водной среде может быть выполнено в виде отдельной печатной платы с внешней приемо-передающей антенной, в виде нескольких плат либо в составе гидролокационного комплекса.

Гидроакустическая антенна 1 расположена отдельно от остальных блоков устройства для обеспечения непосредственного контакта с водной средой. В качестве антенны может выступать любая гидроакустическая антенна как пьезоакустическая, так и индукционная, антенная решетка или единый приемоизлучающий элемент.

Блок усилителей и полосовых фильтров 2 и усилитель мощности 6 являются аналоговыми и должны располагаться как можно ближе к антенне для уменьшения электрических шумов в устройстве обнаружения объектов в водной среде.

Усилитель и полосовой фильтр 2 могут быть реализованы на операционных усилителях, состоять из одного или более каскадов, и основное требование к данному блоку состоит в получении на входе блока аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 3 эхо-сигнала в заданной полосе частот и с заданным коэффициентом усиления.

Блок аналого-цифровых преобразователей 3 является интерфейсным между аналоговой и цифровой частями платы, и конструктивно располагается на цифровой части. Блок АЦП использует стандартные микросхемы аналогово-цифрового преобразования с требуемой разрядностью, частотой дискретизации и интерфейсом.

Блоки генератора 5, согласованного фильтра 4, измерительного устройства 7, вычислителя 8 и детектора 9 относятся к цифровой части платы и могут быть выполнены в виде процессора или микроконтроллера.

Согласованный фильтр 4 рассчитывается для обнаружения сигнала заранее известной формы, сгенерированной блоком генератора, выходной сигнал фильтра при этом не совпадает по форме ни со входным, ни с сигналом, для обнаружения которого фильтр предназначен. Сигнал, с которым фильтр согласован, однако, при наличии его во входном сигнале с шумом, позволяет получить максимальную амплитуду выходного сигнала фильтра, то есть данный фильтр максимизирует отношение сигнал/помеха для известного сигнала.

Генератор 5 является цифровым, расположенным внутри процессора, и выполняет функцию генерации в заданные моменты времени зондирующего сигнала. Для надежной работы детектора такими сигналами могут быть как простые короткие сигналы, так и сложные сигналы большой длительности.

Усилитель мощности 6 необходим для обеспечения максимальной дистанции обнаружения путем обеспечения максимальной энергии сигнала посылки.

Принципиальным отличием предлагаемого устройства является использование в нем измерительного устройства, измеряющего два параметра - параметр формы распределения эхо-сигнала и его характеристическую частоту, а также вычислителя отношения результатов этих измерений.

Измерительное устройство 7 предназначено для измерения двух параметров эхо-сигнала - параметра формы распределения и характеристической частоты. Эти параметры были впервые использованы в работе [Горшенков А.А, Кликушин Ю.Н. Представление моделей сигналов в системе идентификационных параметров [Электронный ресурс] // Журнал радиоэлектроники. - 2010. - №9. - Режим доступа: http://jre.cplire.ru], для количественной оценки множества отсчетов, из которых состоит любой квантованный и дискретизированный сигнал.

Физический смысл параметра формы А состоит в том, что он численно характеризует форму распределения эхо-сигнала.

Физический смысл параметра F, названного характеристической частотой, состоит в том, что он определяет количество локальных одноименных экстремумов эхо-сигнала за единицу времени. Характеристическая частота для периодических сигналов численно равна их собственной частоте.

Эмпирическим путем авторы работы [Горшенков А.А, Кликушин Ю.Н. Представление моделей сигналов в системе идентификационных параметров [Электронный ресурс] // Журнал радиоэлектроники. - 2010. - №9. - Режим доступа: http://jre.cplire.ru] установили, что параметр формы и характеристическая частота на логическом уровне совместно задают вид распределения случайных сигналов в соответствии с данными таблицы 1.

Таблица 1 называется идентификационной шкалой распределений (ИШ) и связывает параметр формы и характеристическую частоту на выходе измерительного устройства с именами случайных сигналов с двумодальным (2МОД), арксинусным (АРКС), равномерным (РАВН), трапецеидальным (ТРАП), треугольным (СИМП), нормальным (НОРМ), двусторонним экспоненциальным (ЛАПЛ) и Коши (КОШИ) законами распределения. Усреднения проводились по количеству реализаций L=100, объем выборки N=10000, время наблюдения сигнала tн=1 с.

Фундаментальный характер идентификационной шкалы (Таблица 1) состоит в том, что она охватывает полный диапазон всех возможных форм распределений.

Блок-схема измерительного устройства 7 содержит блок ранжирования эхо-сигнала по возрастанию 10, блок вычисления объема выборки эхо-сигнала 11; первый и второй блоки вычисления отношения средневыпрямленного значения эхо-сигнала к средневыпрямленному значению приращения эхо-сигнала, соответственно K1 и K2; блок, задающий масштабирующий коэффициент - «m»; первый и второй блоки умножения «X1» и «X2»; блок деления «/».

Устройство работает следующим образом.

Генератор сигнала посылки 5 посылает импульсный сигнал через усилитель мощности 6 и блок приемоизлучателей 1 (гидроакустическую антенну) в морскую среду. Копия сигнала посылки попадает на блок согласованных фильтров 4, чтобы обеспечить максимальное отношение сигнал-помеха (ОСП) на выходе фильтра. Отраженный от объекта локации эхо-сигнал попадает на гидроакустическую антенну 1, проходит через блок усилителей и полосовых фильтров 2 для уменьшения уровня помех, попадает на блок АЦП 3 и затем - на блок согласованных фильтров 4.

Измерительное устройство 7 измеряет параметр формы А распределения и характеристическую частоту F эхо-сигнала на выходе блока согласованных фильтров 4. Вычислитель 8 вычисляет отношение параметра формы и характеристической частоты. Детектор сравнивает полученное число на выходе вычислителя с порогом и выдает сигнал об обнаружении искомого объекта локации.

Работа измерительного устройства заключается в следующем.

Эхо-сигнал, поступающий с выхода блока согласованных фильтров 4 в измерительное устройство 7 поступает параллельно на вход блока вычисления объема выборки эхо-сигнала 11, вход первого блока вычисления отношения средневыпрямленного значения эхо-сигнала к средневыпрямленному значению приращения эхо-сигнала K1 и вход блока ранжирования эхо-сигнала по возрастанию 10.

В блоке 11 вычисления объема выборки эхо-сигнала, представленного в виде реализации выборочных значений, определяется объем выборки N, который поступает на вход блока умножения «X2».

В блоке «K1» осуществляется вычисление отношения средневыпрямленного значения эхо-сигнала к средневыпрямленному значению приращения эхо-сигнала, значение которого поступает на вход блока деления «/».

В блоке 10 эхо-сигнал ранжируется по возрастанию и поступает на вход второго блока вычисления отношения средневыпрямленного значения эхо-сигнала к средневыпрямленному значению приращения эхо-сигнала K2, которое затем перемножается на масштабирующий коэффициент m в блоке «X1» и поступает на другой вход блока умножения «Х2» и параллельно - на вход блока деления «/».

Блок «m» задает значение масштабирующего коэффициента для согласования значения характеристической частоты F периодических сигналов с их собственной частотой. Экспериментальным путем было найдено значение масштабирующего коэффициента m=2.

Отношение средневыпрямленного значения эхо-сигнала к средневыпрямленному значению приращения эхо-сигнала в блоках «K1» и «K2» определяется аналогичным образом. Рассмотрим работу этих блоков на примере блока «K1».

Пусть на входе блока «K1» имеется дискретный эхо-сигнал X в виде ряда наблюдений {x1, x2, …, xN} объема N. Определяется средневыпрямленное значение эхо-сигнала и средневыпрямленное значение приращения эхо-сигнала по формулам:

Затем, вычисляется параметр K:

Параметр формы A распределения эхо-сигнала вычисляется путем перемножения объема наблюдений N на mK2 в блоке «Х2», а характеристическая частота эхо-сигнала F находится путем деления K1 на mK2 в блоке «/».

Вычислитель 8 реализует операцию отношения параметра формы А распределения и характеристической частоты F эхо-сигнала:

Детектор 9 реализует сравнение входных данных с пороговым значением:

Где z=0 - объект не обнаружен, z=1 - объект обнаружен, y - входные данные, y0 - пороговое значение обнаружения устанавливается на стадии предварительной калибровки.

На фиг. 3 и фиг. 4 представлены примеры эхо-сигналов, действующих на входе измерительного устройства объема выборки N=30 для случая, когда объект не обнаружен (фиг. 3) и обнаружен (фиг. 4), а также приведены соответствующие им значения параметра формы A, характеристической частоты F и их отношения A/F.

Использование двух параметров, характеризующих один объект, дает уменьшение случайной погрешности в раз [Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат, 1991. - Стр. 141], что, как следствие, приводит к увеличению достоверности обнаружения объекта в присутствии шумов и помех.

1. Устройство обнаружения подводных объектов, содержащее блок приемоизлучателей, блок усилителей и полосовых фильтров, блок аналого-цифровых преобразователей, блок согласованных фильтров, соединенный с измерительным устройством, генератор сигнала посылки, усилитель мощности и детектор, отличающееся тем, что измерительное устройство выполнено с возможностью измерения параметра формы распределения и характеристической частоты эхо-сигнала на выходе согласованного фильтра и соединено с вычислителем отношения параметра формы распределения и характеристической частоты эхо-сигнала, при этом выход вычислителя соединен со входом детектора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что измерительное устройство содержит блок ранжирования эхо-сигнала по возрастанию, блок вычисления объема выборки эхо-сигнала, первый и второй блоки вычисления отношения средневыпрямленного значения эхо-сигнала к средневыпрямленному значению приращения эхо-сигнала, блок, задающий масштабирующий коэффициент, первый и второй блоки умножения и блок деления, причем измерительное устройство выполнено с возможностью параллельной подачи эхо-сигнала на вход блока вычисления объема выборки эхо-сигнала, вход первого блока вычисления отношения средневыпрямленного значения эхо-сигнала к средневыпрямленному значению приращения эхо-сигнала и вход блока ранжирования эхо-сигнала по возрастанию, к выходу которого подключен второй блок вычисления отношения средневыпрямленного значения эхо-сигнала к средневыпрямленному значению приращения эхо-сигнала, ко входам первого блока умножения подключены выход блока, задающего масштабирующий коэффициент, и выход второго блока вычисления отношения средневыпрямленного значения эхо-сигнала к средневыпрямленному значению приращения эхо-сигнала, выход блока вычисления объема выборки эхо-сигнала и выход первого блока умножения связаны с соответствующими входами второго блока умножения, на выходе которого формируется значение параметра формы распределения эхо-сигнала, при этом выход первого блока вычисления отношения средневыпрямленного значения эхо-сигнала к средневыпрямленному значению приращения эхо-сигнала и выход первого блока умножения связаны с соответствующими входами блока деления, на выходе которого формируется значение характеристической частоты эхо-сигнала.



 

Похожие патенты:

Использование: гидроакустика. Изобретение может быть использовано для контроля внешней обстановки вокруг охраняемых объектов, например, буровых платформ, гидротехнических сооружений, судов, а также для обнаружения и сопровождения подводных объектов, вторгающихся в контролируемую акваторию натурного водоема.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики, а именно к способу регистрации шумоизлучения малошумного морского объекта. Сущность: способ регистрации малошумного морского объекта заключается в том, что сначала регистрируют в приемных устройствах «опорную» амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) шумового поля водного пространства для последующей обработки в блоке первичной обработки сигналов с целью определения пары приемных устройств в блоке расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения блока вторичной обработки сигналов, затем «опорную» АЧХ подают на соответствующие входы адаптивного фильтра блока вторичной обработки сигналов, где вырабатывают «нормированную» АЧХ шумового поля охраняемого водного пространства.

Изобретение относится к лазерно-акустической системе обнаружения подводных объектов. Указанная система содержит расположенный над поверхностью водоема источник акустических сигналов в виде лазера, гидрофон и установленный над водной поверхностью вычислительный блок, соединенный с выходом приемного гидрофона.

Изобретение относится к области акустики и может быть использовано для защиты водозаборных сооружений потенциально опасных объектов, в рыбной промышленности - для защиты водозаборных сооружений от проникновения биологических объектов к предприятиям энергетического, химико-технологического.

Управление состоянием устройства осуществляется путем обнаружения (403) присутствия пользователя; изменения состояния устройства на первое состояние (405), если присутствие пользователя обнаружено в пределах первой заданной зоны; изменения состояния устройства на второе состояние (407), если присутствие пользователя обнаружено за пределами второй заданной зоны, причем первая заданная зона меньше второй заданной зоны и полностью содержится во второй заданной зоне; и поддержания (407) текущего состояния устройства, если присутствие пользователя обнаружено за пределами первой заданной зоны и в пределах второй заданной зоны.

Предлагаемое изобретение относится к технике обнаружения цели под водой, а именно к устройствам активной физической защиты периметров объектов и может быть использовано для охраны периметров подводной части акваторий от несанкционированного проникновения на охраняемый объект движущихся подводных объектов.

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 для построения систем классификации объектов, обнаруженных гидролокаторами ближнего действия.

Способ заключается в сужении прилегающей ко всем водоподводящим каналам части водоема-охладителя 4 путем перегораживания его части искусственной дамбой. Способ включает создание первого 28 рубежа безопасности и первой физической защиты 36 от проникновения биологических подводных объектов (БПО) и средств их доставки, первой очистки оборотной технической воды 37 от механических (МПР) и биологических (БПР) примесей, первой защиты рыб, в том числе ее молоди, первого охлаждения оборотной технической воды.

Использование: относится к области пассивной локации, в частности гидролокации. Сущность: в способе определения местоположения объектов в пассивной системе мониторинга осуществляют приём сигналов аппаратурой разнесенных позиций, пространственную селекцию по принятым сигналам в каждой из приемных позиций, некогерентное накопление по времени каждого из результатов пространственной селекции, принятие решения об обнаружении отметок целей по результатам накопления по времени и формирование по результатам обнаружения пеленгационных линий положения в не менее чем двух позициях, определение расстояний между каждой из не менее чем двух приемных позиций системы и точками пересечения пеленгационных линий положения, сформированных в этих позициях, измерение уровней принимаемых этими позициями сигналов по тем результатам некогерентного накопления по времени, по которым обнаружены отметки, пересчет каждого из этих уровней к точкам пересечения пеленгационных линий положения, соответствующих указанным отметкам, формирование функций разности результатов пересчета уровней сигналов от каждой из указанных приемных позиций к одной и той же точке пересечения этих линий положения для этих точек и определение координат целей как координат тех точек пересечения пеленгационных линий положения, для которых функции разности результатов пересчета уровней сигналов будут больше порога.

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для обнаружения движущегося источника звука, измерения азимутального угла на источник и горизонта источника в мелком море в пассивном режиме с помощью акустических приемников, установленных на морском дне, координаты которых и угловое положение считаются известными. Технический результат - дополнительное увеличение помехоустойчивости элементарного комбинированного приемника и всего комплекса в целом, а также увеличение точности определения горизонта источника. Гидроакустический комплекс содержит N акустических комбинированных приемников, образующих две идентичные донные вертикально ориентированные эквидистантные антенны по M=N/2 комбинированных приемников в каждой, каждый из которых состоит из гидрофона, трехкомпонентного векторного приемника и соединенных с ними усилителей, телеметрический блок, вход которого соединен с выходом акустических комбинированных приемников, 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, 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 азимутального угла, блок вычисления усредненного азимутального угла, сумматор, анализатора спектра комплексной огибающей, вычислитель максимума спектра комплексной огибающей. В гидроакустический комплекс дополнительно введена подсистема определения горизонта источника с повышенной помехоустойчивостью. Эта подсистема содержит (М-1)-канальный блок дифференцирования горизонтальных компонент вектора интенсивности по вертикальной координате, (М)-канальный блок дифференцирования вертикальной компоненты вектора интенсивности по горизонтальным координатам, (М-1) канальный блок вычисления горизонтальных компонент ротора вектора интенсивности, (М-1)-канальный блок вычисления горизонтальных компонент ротора вектора интенсивности в повернутой системе координат, блок вычисления максимального значения горизонтальных компонент ротора вектора интенсивности в повернутой системе координат, блок определения горизонта источника, а за горизонт источника принимается среднее значение между оценкой горизонта максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности и оценкой горизонта расположения геометрического центра четверки акустических комбинированных приемников, которой соответствует максимум угловой компоненты ротора вектора интенсивности Нφ. 3 ил.

Данная группа изобретений относится к способам и системам навигации подводных объектов, а именно к способам и системам, когда принимают посредством расположенных на гидроакустических буях приемников сигналы со спутников, определяют координаты гидроакустических буев посредством вычислительных модулей гидроакустических буев, передают данные о местоположении и идентификационные данные в виде гидроакустических сигналов, излучаемых передатчиками гидроакустических буев, принимают сигналы с помощью расположенного на подводном объекте приемника, определяют координаты подводного объекта по задержке времени приема гидроакустических сигналов от гидроакустических буев, местоположение которых известно. Данное решение может быть использовано при одновременном определении географического положения неограниченного числа подводных мобильных объектов, дистанционно управляемых подводных аппаратов, водолазов, морских животных и т.д. в процессе движения. Согласно изобретению кодируют сигналы с указанных гидроакустических буев в виде периодических сигналов, привязанных к часам GPS/ГЛОНАСС, располагают все передатчики гидроакустических сигналов на одной глубине, декодируют сигналы от гидроакустических буев при одновременном выделении прямых сигналов от гидроакустических буев от отраженных. Система реализует указанный способ. Достигаемый технический результат - повышение точности навигации подводных объектов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области активно-пассивной гидролокации. Предложен способ определения эффективности многопозиционной активно-пассивной гидроакустической системы, заключающийся в вычислении зон вероятности обнаружения сигнала в виде сечений зон в горизонтальной или вертикальной плоскости при заданной вероятности ложной тревоги, различных конфигураций системы излучающих и приемных антенн и для меняющихся гидрологических условий заданного региона. Излучающие и приемные антенны могут быть как стационарными, так и находящимися на мобильных носителях. Предполагается периодическое измерение меняющихся гидрологических условий (характеристик гидроакустического канала распространения сигналов, характеристик волнения моря и др.), уточнение координат приемных и излучающих антенн и проведение расчета вероятности правильного обнаружения при заданном уровне ложной тревоги. 5 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к способу регистрации шумоизлучения малошумного морского объекта. Техническим результатом изобретения является способ регистрации шумоизлучения малошумного морского объекта в широкой полосе частот с использованием медианной фильтрации, который может быть использован при измерении первичного гидроакустического поля малошумных морских объектов в условиях наличия импульсных помех, случайных выбросов в тракте обработки сигналов, повышенного уровня и нестационарности фоновых шумов (помех) в пределах времени регистрации прохода морского объекта, а также может быть использован в охранных устройствах для защиты морских акваторий, портовых и других сооружений. Согласно изобретению способ регистрации малошумного морского объекта с использованием медианной фильтрации заключается в том, что сначала регистрируют в приемных устройствах «опорную» амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) шумового поля водного пространства. После этого выполняют ее фильтрацию и аналогово-цифровое преобразование в блоке первичной обработки сигналов. Далее «опорную» АЧХ используют с целью определения пары приемных устройств в блоке расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения блока вторичной обработки сигналов, а затем подают на соответствующие входы адаптивного фильтра блока вторичной обработки сигналов, где вырабатывают «нормированную» АЧХ шумового поля охраняемого водного пространства. При появлении малошумного морского объекта в охраняемом водном пространстве в области расположения приемных устройств формируют «рабочую» АЧХ водного пространства, которую через ранее выбранный первый приемный канал подают на первый вход блока расчета взаимно корреляционной функции и принятия решения и первый вход адаптивного фильтра блока расчета вторичной обработки сигналов. При превышении амплитуды «рабочей» АЧХ водного пространства над выработанным порогом нормированной АЧХ регистрируют АЧХ малошумного морского объекта. Принципиальным отличием заявленного изобретения является то, что в заявленном способе, реализованном в предложенном устройстве для регистрации малошумного морского объекта с использованием медианной фильтрации после выполнения аналого-цифрового преобразования в приемных каналах блока первичной обработки сигналов дополнительно осуществляют медианную фильтрацию посредством использования соответствующих идентичных медианных фильтров, в результате чего появляется возможность подавления импульсных помех и случайных выбросов в тракте обработки сигналов, что позволяет значительно повысить помехоустойчивость при регистрации малошумного морского объекта. 5 ил.
Изобретение относится к устройствам для видеоконтроля водных акваторий с обеспечением регистрации нештатных ситуаций, связанных с движением судов по несанкционированным курсам или их нахождением в запретных зонах. Заявленная видеосистема для регистрации нештатных ситуаций на судоходных реках содержит установленные, по меньшей мере, на одной опоре поворотные видеокамеры видимого диапазона с Ethernet-интерфейсом и ПЗС-матрицей, стандартные сетевые устройства для архивации и обработки видеоданных, обнаружения, идентификации и распознавания объектов оператором, а также малогабаритные лазерные источники света для создания светящихся реперных точек, образующих опорную сетку для определения координат наблюдаемых объектов. При этом на опоре дополнительно установлена лазерно-акустическая система для получения видеоданных подводной части наблюдаемого объекта относительно оси судового хода наблюдаемого объекта. Технический результат - расширение функциональных возможностей.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-05-27 2016-05-27T08:37:35
Наверх