Способ цветового кодирования информации гидроакустического шумопеленгования



Способ цветового кодирования информации гидроакустического шумопеленгования
Способ цветового кодирования информации гидроакустического шумопеленгования

Владельцы патента RU 2593621:

Акционерное общество "Концерн "Океанприбор" (RU)

Изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для определения расстояния до всех объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре шумопеленгования, путем анализа цвета их трасс. Производят прием гидроакустического шумового сигнала многоэлементной антенной, формируют совокупность пространственных каналов в секторе обзора (горизонтального веера характеристик направленности) и осуществляют частотно-временную обработку сигнала в каждом пространственном канале независимо с формированием не менее двух частотных диапазонов и определением отношения сигнал/помеха в каждом из сформированных частотных диапазонов. Для разделения совокупности наблюдаемых объектов по расстоянию определяют в каждом пространственном канале максимальное значение отношения сигнал/помеха и коэффициенты значимости частотных диапазонов как соотношение между отношением сигнал/помеха в рассматриваемом частотном диапазоне и максимальным значением отношения сигнал/помеха. Задают интенсивность цветовой компоненты каждого частотного диапазона в соответствии со значением его коэффициента значимости, смешивают цветовые компоненты частотных диапазонов в каждом пространственном канале. Определяют переменный коэффициент усиления каждого пространственного канала на основе анализа максимального значения отношения сигнал/помеха, формируют цвет каждого пространственного канала путем умножения смеси цветовых компонент на коэффициент усиления. Индицируют полученную цветовую информацию в каждом пространственном канале в зависимости от времени с образованием цветовых трасс объектов во всем секторе обзора. Определяют расстояние до всех наблюдаемых объектов по цвету их трасс. Техническим результатом изобретения является возможность разделения по расстоянию всех шумящих объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре, при любом динамическом диапазоне сигналов шумопеленгования. 1 ил.

 

Изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для определения параметров объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре шумопеленгования.

Задача одновременного секторного обзора пространства всегда ставилась разработчиками аппаратуры гидроакустического шумопеленгования [1]. При этом важно не только обнаруживать шумящие объекты и оценивать направление на них, но и определять другие параметры одновременно для всех наблюдаемых объектов, которые характеризовали бы их положение в пространстве. Наиболее ценным является разделение совокупности наблюдаемых шумящих объектов по расстоянию до них.

Известны способы обнаружения шумящих в море объектов [2, 3], в которых осуществляется одновременный секторный обзор шумового пространства в горизонтальной плоскости. Способы позволяют уверенно обнаруживать шумящие объекты и определять направление на них, но не позволяют определять другие координатные параметры.

Известны способы определения расстояния до шумящих объектов [4, 5], в которых используется явление частотного затухания сигнала при его распространении в среде. Способы не позволяют одновременно оценивать расстояние до всех наблюдаемых объектов.

Наиболее близким аналогом по решаемым задачам и используемым физическим закономерностям к предлагаемому изобретению является способ получения информации о шумящем в море объекте с помощью цветового кодирования [6], который принят за прототип.

В способе-прототипе выполняются следующие операции: прием гидроакустического шумового сигнала многоэлементной антенной,

формирование совокупности пространственных каналов в секторе обзора (горизонтального веера характеристик направленности),

частотно-временная обработка сигнала в каждом пространственном канале с формированием трех частотных диапазонов и определением отношения сигнал/помеха в каждом из сформированных частотных диапазонов,

кодировка интенсивностей цветовых компонент каждого из трех частотных диапазонов R (red), G (green), В (blue) в соответствии со значениями отношений сигнал/помеха в каждом из частотных диапазонов,

формирование цвета каждого пространственного канала путем смешения интенсивности цветовых компонент,

индикация полученной цветовой информации в каждом пространственном канале в зависимости от времени с образованием цветовых трасс,

прогнозный расчет акустического поля по расстоянию для заданных частотных диапазонов,

формирование на индикаторе эталонных цветовых шкал по расстоянию для объектов двух альтернативных классов путем решения уравнения гидроакустики для двух уровней шумоизлучения объектов и кодирования результатов цветом по правилу, общему с кодированием принятого сигнала,

определение расстояния до шумящего объекта и класса шумности объекта оператором на основании сравнения цвета трассы принятого сигнала с цветом эталонных цветовых шкал для двух классов.

Рассмотрим недостатки способа-прототипа.

В способе-прототипе используют систему из трех частотных фильтров, настроенных на прием сигнала с условно принятых близкого, среднего и дальнего расстояний таким образом, что каждый фильтр имеет параметры, обеспечивающие максимальное превышение сигнала над помехой для объекта строго на определенном расстоянии [7]. Для любого объекта на выходе системы будем иметь три значения отношения сигнал/помеха, которые будут определенным образом соотнесены между собой в зависимости от текущего расстояния до объекта. Далее в способе-прототипе производится кодировка значений отношения сигнал/помеха в каждом из трех частотных диапазонов интенсивностью своей цветовой компоненты R (red), G (green), В (blue), а на экране индикатора производится смешение цветовых компонент в единой точке пространственного канала.

В описании способа-прототипа заявлено, что результирующий цвет пространственного канала при соединении цветовых компонент будет определяться соотношением между отношениями сигнал/помеха в частотных диапазонах. Это действительно должно позволить оператору определить расстояние до шумящего объекта путем визуального анализа цвета трассы сигнала. В грубом приближении должно происходить изменение цвета трассы объекта, движущегося на удаление, от красного к желтому, зеленому, голубому и синему цветам, и в другой последовательности при сближении.

На самом деле, при реализации способа-прототипа для «сильных» сигналов результирующий цвет трассы оказывается отличным от ожидаемого. Это связано с тем, что в способе-прототипе нарушается соотношение между отношениями сигнал/помеха в частотных диапазонах, когда на индикаторе секторного обзора с ограниченным динамическим диапазоном необходимо одновременно наблюдать объекты с различным уровнем шумоизлучения. При этом интенсивность каждой цветовой компоненты (R, G, В) кодируется значением отношения сигнал/помеха в соответствующем частотном диапазоне независимо от других частотных диапазонов. Тогда, в случае, когда значение отношения сигнал/помеха в каком-либо частотном диапазоне превышает динамический диапазон интенсивности цветовой компоненты, для нее возникает «эффект переусиления», при котором принятый сигнал кодируется максимальным уровнем интенсивности своей цветовой компоненты. Это приводит к тому, что результирующий цвет при соединении компонент в цветное представление при индикации не будет соответствовать исходному соотношению между отношениями сигнал/помеха в частотных диапазонах. Наблюдателем при анализе цвета трассы сигнала будет допущена ошибка в определении расстояния до шумящего объекта. В крайне неблагоприятном случае, когда все три значения отношения сигнал/помеха превысят динамический диапазон интенсивности цветовых компонент, принятый сигнал во всех трех частотных диапазонах будет закодирован максимальным уровнем интенсивности своих цветовых компонент. При соединении компонент в цветное представление будет получен белый цвет трассы, полностью исключающий возможность определения расстояния.

На практике такая ситуация возникает довольно часто. Это связано с сильным отличием (более 10 раз) значений динамического диапазона интенсивности цветовых компонент и динамического диапазона сигналов, принимаемых при шумопеленговании.

Для устранения этого недостатка в способ-прототип введены прогнозный расчет акустического поля и индикация эталонных цветовых шкал для объектов двух классов, отличающихся уровнем шумности сигнала в точке излучения. Однако это может позволить верно оценить расстояние только в том случае, когда выполняются два условия. Во-первых, шумность сигнала в точке излучения задана верно, то есть угадана. Во-вторых, все объекты разного уровня шума наблюдаются одновременно на предельных расстояниях, близких для пороговой чувствительности шумопеленгатора. В других случаях ошибка не только не устраняется, но усугубляется в связи с доверием оператора к заведомо ложным результатам.

Таким образом, способ-прототип, корректно обрабатывая «слабые» сигналы, не может безошибочно обрабатывать «сильные» сигналы шумовых объектов.

Задачей заявляемого способа является получение возможности цветового разделения по расстоянию всех шумящих объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре, вне зависимости от динамического диапазона их сигналов.

Для решения поставленной задачи в способ цветового кодирования информации гидроакустического шумопеленгования, включающий прием гидроакустического шумового сигнала многоэлементной антенной, формирование совокупности пространственных каналов в секторе обзора в горизонтальной плоскости, частотно-временную обработку сигнала в каждом пространственном канале с формированием не менее двух частотных диапазонов и определением отношения сигнал/помеха в каждом из частотных диапазонов, формирование цвета каждого пространственного канала из цветовых компонент, назначенных для информации каждого частотного диапазона, индикацию цвета в зависимости от времени с образованием трасс объектов, определение расстояния до всех наблюдаемых объектов с использованием информации о цвете трасс,

введены новые признаки, а именно:

для формирования цвета каждого пространственного канала находят в каждом пространственном канале максимальное значение отношения сигнал/помеха,

определяют коэффициент значимости каждого частотного диапазона в каждом пространственном канале как соотношение между отношением сигнал/помеха в рассматриваемом частотном диапазоне и максимальным значением отношения сигнал/помеха в своем пространственном канале,

задают интенсивность цветовой компоненты каждого частотного диапазона в соответствии со значением его коэффициента значимости,

смешивают цветовые компоненты частотных диапазонов в каждом пространственном канале,

определяют коэффициент усиления каждого пространственного канала как равный максимальному значению отношения сигнал/помеха в этом пространственном канале в случаях, когда максимальное значение отношения сигнал/помеха не превышает максимального значения динамического диапазона интенсивности цветовых компонент, и равный максимальному значению динамического диапазона интенсивности цветовых компонент в других случаях,

формируют цвет каждого пространственного канала путем умножения смеси цветовых компонент на коэффициент усиления,

а определение расстояния до всех наблюдаемых объектов производят по цвету их трасс, полученных с учетом коэффициентов значимости частотных диапазонов.

Техническим результатом изобретения является возможность разделения по расстоянию всех шумящих объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре, при любом динамическом диапазоне сигналов шумопеленгования. При этом достигается уменьшение общего количества и сложности арифметических операций.

Покажем возможность достижения указанного технического результата предложенным способом.

Основное различие между способом-прототипом и предлагаемым способом видно из следующих аналитических записей алгоритмов смешения цветовых компонент:

Алгоритм способа-прототипа:

Z1=B(Q1)+G(Q2)+R(Q3),

где Q1, Q2, Q3 - отношения сигнал/помеха в трех частотных диапазонах, B, G, R - интенсивность цветовых компонент, Z1 - результирующий цвет.

Алгоритм заявляемого способа (для случая трех частотных диапазонов):

Z2=k(Qmax)·[B(Q1/Qmax)+G(Q2/2max)+R(Q3/Qmax)],

где Qmax - максимальное значение отношения сигнал/помеха в пространственном канале, Z2 - результирующий цвет, k - коэффициент усиления пространственного канала, определяемый согласно правилу:

где Jmax - максимальное значение динамического диапазона интенсивности цветовых компонент.

Видно, что заявляемый способ, в отличие от способа-прототипа, содержит более сложный алгоритм смешения цветовых компонент. Сначала определяют коэффициенты значимости каждого частотного диапазона как соотношение между отношением сигнал/помеха в частотном диапазоне и максимальным значением отношения сигнал/помеха. Понятно, что полученные коэффициенты значимости не могут принимать значения больше единицы. Следовательно, даже для «сильных» сигналов не будет наблюдаться «эффект переусиления», и кодировка интенсивностей цветовых компонент будет произведена безошибочно, в соответствии с соотношением между отношениями сигнал/помеха в частотных диапазонах. Это позволяет при дальнейшем формировании результирующего цвета получать цветовую кодировку «сильных» сигналов такой, что она соответствует исходному соотношению между отношениями сигнал/помеха для объекта на текущем расстоянии. Только после этого осуществляется смешение цветовых компонент.

Далее производится формирование результирующего цвета. При этом алгоритм автоматически разделяет «слабые» и «сильные» сигналы с помощью переменного коэффициента усиления. Для «слабых» сигналов, для которых максимальное значение отношения сигнал/помеха не превышает максимального значения динамического диапазона интенсивности цветовых компонент, результирующий цвет формируется на уровне максимального значения отношения сигнал/помеха. Для «сильных» сигналов, для которых максимальное значение отношения сигнал/помеха превышает максимальное значение динамического диапазона интенсивности цветовых компонент, результирующий цвет формируется на уровне максимального значения динамического диапазона интенсивности цветовых компонент. Это позволяет способу корректно обрабатывать как «сильные», так и «слабые» сигналы шумопеленгования, одновременно наблюдаемые в секторном обзоре.

Таким образом, заявляемый способ, оперирующий в каждом пространственном канале одновременно двумя параметрами (абсолютным значением максимального отношения сигнал/помеха и относительными значениями коэффициентов значимости частотных диапазонов), позволяет получать истинную цветовую кодировку для разделения по расстоянию всех шумящих объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре, при любом динамическом диапазоне сигналов шумопеленгования.

Заявляемый способ позволяет определять расстояние до всех наблюдаемых объектов без сложных арифметических операций расчета акустического поля и формирования эталонных цветовых шкал, выполняемых в динамике работы способа. Цветовая палитра по расстоянию может быть сформирована при проектировании способа на основании анализа частотных диапазонов и выбранных для них цветовых компонент. Наиболее удачным представляется выбор трех смежных частотных диапазонов. Это позволит, с одной стороны, разделить полный диапазон широкополосного шумопеленгования на полосы октавной ширины, для которых обеспечивается хорошая помехоустойчивость. С другой стороны - использовать стандартные цветовые компоненты B, G, R, применяемые в индикаторах с электронно-лучевыми трубками. В этом случае цветовая палитра трассы объекта любого уровня шумности будет состоять в плавном переходе цвета от красного к желтому, зеленому, голубому и синему при изменении расстояния от минимального до максимального по всей шкале шумопеленгатора.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, на которой изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ разделения по расстоянию совокупности наблюдаемых шумящих объектов.

Предлагаемый способ технически реализуется аппаратно-программными средствами по структурной схеме, приведенной на фиг. 1, на основе обобщенной структурной схемы типовой гидроакустической системы шумопеленгования [1]. Структурная схема включает последовательно соединенные блоки: антенна 1, блок 2 формирования диаграммы направленности, трехполосовой диапазонный фильтр 3, детектор 4, накопитель 5, блок 6 цветового кодирования, индикатор 7.

С помощью аппаратуры (фиг. 1) заявленный способ реализуется следующим образом: шумовой сигнал объекта, принятый антенной 1, поступает в систему частотно-временной обработки, содержащую формирователь диаграммы направленности 2, полосовой диапазонный фильтр, формирующий как минимум два частотных диапазона, детектор 4 и накопитель 5, производящий определение отношения сигнал/помеха в каждом частотном диапазоне. Далее отношения сигнал/помеха в сформированных частотных диапазонах поступают в блок 6 для цветового кодирования информации. Из блока 6 в индикатор 7 поступает значение результирующего цвета.

В блоке 6 осуществляется формирование цвета с учетом как соотношения между отношениями сигнал/помеха в частотных диапазонах, так и максимального значения отношения сигнал/помеха. Принципиальным моментом является то, что в блок цветового кодирования поступают несколько (не менее двух) независимых значений отношения сигнал/помеха в частотных диапазонах, а из блока цветового кодирования в индикатор поступает уже одно значение результирующего цвета. Это обеспечивает корректировку «эффекта переусиления», и, как следствие, истинную кодировку трассы цели в зависимости от расстояния при любом соотношении между динамическим диапазоном интенсивности цветовых компонент и динамическим диапазоном сигналов объектов в тракте шумопеленгования.

Процедуры, реализуемые в блоках 2-6, выполняются параллельно для всех пространственных каналов сектора обзора. В индикаторе 7 осуществляется отображение цвета совокупности пространственных каналов в зависимости от времени с образованием трасс объектов. Это позволяет оператору определять расстояние до всех одновременно наблюдаемых объектов.

Все изложенное позволяет считать задачу изобретения решенной. Предложен способ цветового кодирования информации гидроакустического шумопеленгования, который может быть использован для судовых гидроакустических средств подводного наблюдения с целью разделения по расстоянию совокупности одновременно наблюдаемых в секторном обзоре шумящих объектов вне зависимости от динамического диапазона их сигналов.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника: состояние и актуальные проблемы. СПб.: Наука, 2004.

2. Антипов В.А., Величкин С.М., Обчинец О.Г., Пастор А.Ю., Подгайский Ю.П., Янпольская А.А. Патент РФ №2353946 от 27.04.2009. Способ получения информации о шумящих в море объектах. МПК G01S 3/80.

3. Антипов В.А., Величкин С.М., Подгайский Ю.П. Патент РФ №2339050. Способ обнаружения шумящих в море объектов. МПК G01S 3/80, G01S 15/04.

4. Демиденко В.А. Частотный метод оценки расстояния и его эффективность при работе ГАС в пассивном режиме // Гидроакустика. 1993. Вып. 1. С. 3-16.

5. Голубев А.Г., Мисюченко И.Л. Патент РФ №2128848 от 10.04.1999. Способ измерения дальности до источника шумоизлучения. МПК G01S.

6. Величкин С.М., Миронов Д.Д., Антипов В.А., Зеленкова И.Д., Перельмутер Ю.С Патент РФ №2156984 от 27.09.2000. Способ получения информации о шумящем в море объекте и способ получения цветовых шкал для него. МПК G01S 3/84.

7. Волкова А.А., Консон А.Д. Потенциальные возможности двухчастотного метода оценки расстояния // Гидроакустика. 2009. Вып. 9. С. 43-51.

8. Смарышев М.Д. Направленность гидроакустических антенн. Л.: Судостроение. 1973.

Способ цветового кодирования информации гидроакустического шумопеленгования, включающий прием гидроакустического шумового сигнала многоэлементной антенной, формирование совокупности пространственных каналов в секторе обзора в горизонтальной плоскости, частотно-временную обработку сигнала в каждом пространственном канале с формированием не менее двух частотных диапазонов и определением отношения сигнал/помеха в каждом из частотных диапазонов, формирование цвета каждого пространственного канала из цветовых компонент, назначенных для информации каждого частотного диапазона, индикацию цвета в зависимости от времени с образованием трасс объектов, определение расстояния до всех наблюдаемых объектов с использованием информации о цвете трасс, отличающийся тем, что для формирования цвета каждого пространственного канала находят в каждом пространственном канале максимальное значение отношения сигнал/помеха, определяют коэффициент значимости каждого частотного диапазона в каждом пространственном канале как соотношение между отношением сигнал/помеха в рассматриваемом частотном диапазоне и максимальным значением отношения сигнал/помеха в своем пространственном канале, задают интенсивность цветовой компоненты каждого частотного диапазона в соответствии со значением его коэффициента значимости, смешивают цветовые компоненты частотных диапазонов в каждом пространственном канале, определяют коэффициент усиления каждого пространственного канала как равный максимальному значению отношения сигнал/помеха в этом пространственном канале в случаях, когда максимальное значение отношения сигнал/помеха не превышает максимального значения динамического диапазона интенсивности цветовых компонент, и равный максимальному значению динамического диапазона интенсивности цветовых компонент в других случаях, формируют цвет каждого пространственного канала путем умножения смеси цветовых компонент на коэффициент усиления, а определение расстояния до всех наблюдаемых объектов производят по цвету их трасс, полученных с учетом коэффициентов значимости частотных диапазонов.



 

Похожие патенты:

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для определения параметров объектов, шумящих в море. Сущность: устройство, содержащее многоэлементную акустическую приемную антенну шумопеленгования, блок формирования веера характеристик направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях, блок полосовой фильтрации, детектор, накопитель, блок расчета отношения сигнал/помеха, блок обнаружения объекта с определением направления на него, дополнено новыми блоками, а именно блоком формирования матрицы замера, блоком измерения вертикального разреза скорости звука, блоком расчета поля, блоком формирования матрицы прогноза по сетке дистанция-глубина, блоком формирования двумерной функции меры сходства, блоком совместного определения дистанции и глубины, блоком определения шумности объекта.

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам акустического обнаружения и идентификации летательных аппаратов. Устройство содержит многоканальный приемник звука, содержащий микрофоны, усилители, АЦП, датчик скорости ветра, цифровой обнаружитель, выполненный на перепрограммируемых логических микросхемах, устройство распознавания, индикатор, радиомодем.

Изобретение относится к гидроакустике. Устройство содержит разъемный маслозаполненный подводный цилиндрический корпус с размещенными в нем электродвигателем и механическим драйвером.

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.

(57) Изобретение относится к акустическим локационным системам, использующим параметрические излучающие системы, формирующие узконаправленные пучки низкочастотных акустических сигналов.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для распознавания морских судов по их шумоизлучению. Сущность: исследуют спектр шумового сигнала морского судна.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к техническим средствам обнаружения человека, определения его местоположения в контролируемой зоне по создаваемым им сейсмическим колебаниям. Технический результат заключается в том, что предлагаемое устройство позволяет с вероятностью 0,97 при доверительной вероятности 0,8 обнаружить объект и с вероятностью 0,85 классифицировать нарушителя в контролируемой зоне радиусом 25 м. Экспериментальные исследования показали, что заявляемое устройство позволяет определять местоположение человека с точностью до 1 метра по дальности и до 3 градусов по направлению, а также определить направление его движения. Новым является введение Q сейсмоприемников 1, J обнаружителей 2 нарушителя, пульта 3 контроля, блока 8 классификации, устройства 9 контроля сейсмоприемника, вычислителя 10 задержек, памяти 12 данных устройства вычисления места положения, устройства 13 вычисления местоположения, первого приемопередатчика 14, устройства 15 управления обнаружителем нарушителя, второго приемопередатчика 16, органов управления 19 пульта контроля, решающего устройства 26 с соответствующими связями. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области гидроакустической техники и может быть использовано для решения задач пассивного определения координат шумящего в море объекта, а именно, дистанции, глубины и пеленга при распространении гидроакустических сигналов в море. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения координат шумящего объекта за счет устранения неопределенности при вычислении задержек сигналов, а также проведение измерений отношений энергий сигналов, распространяющихся по отдельным лучевым траекториям в вертикальной плоскости с одного пеленга. Технический результат достигается за счет того, что в способе пассивного определения координат шумящего в море объекта, по которому принимают гидроакустические сигналы поля шумящего в море объекта, проводят частотно-временную обработку принятых гидроакустических сигналов, приходящих под различными углами из-за вертикальной рефракции звука, измеряют скорость звука в воде в зависимости от глубины и волнение поверхности моря, по измеренным данным и известным характеристикам дна рассчитывают сигнал шумящего объекта, решают уравнение гидроакустики в пассивном режиме для шумящего в море объекта, прием гидроакустических сигналов осуществляют пространственно развитой в вертикальной и горизонтальной плоскостях антенной, эти сигналы предварительно усиливают и фильтруют в полосе частот, после чего сигналы оцифровывают, проводят пространственно-временную обработку сигналов, проводят взаимнокорреляционную обработку не менее одной пары сигналов в вертикальной плоскости, выделяют пары сигналов с высокими значениями максимума взаимнокорреляционной функции, проводят измерения углов прихода этих сигналов, распространяющихся по отдельным лучевым траекториям в вертикальной плоскости, измеряют разность времен распространения по положению максимума взаимнокорреляционной функции на временной оси, а также измеряют отношение усредненных значений энергий для каждой пары сигналов, после чего от точки расположения приемной антенны рассчитывают лучевые траектории для измеренных углов прихода сигналов в вертикальной плоскости для пар сигналов с высокими значениями максимума взаимнокорреляционной функции и находят дистанции и глубины точек пересечения траекторий, затем в каждой точке пересечения траекторий для всех пар сигналов, распространяющихся по этим лучевым траекториям, рассчитывают разности времен распространения и отношение энергий, сравнивают измеренные и рассчитанные разности времен распространения и отношений усредненных значений энергий для всех пар сигналов, а координаты шумящего в море объекта определяют по точке пересечения лучевых траекторий, для которой оказываются наиболее близкими измеренные и рассчитанные значения отношений энергий и разностей времен распространения для всех пар сигналов, распространяющихся по отдельным лучевым траекториям. 1 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в задачах определения класса объекта при разработке гидроакустических систем. Технический результат изобретения заключается в обеспечении достоверного определения спектральных классификационных признаков сигналов шумоизлучения. Результат достигается тем, что в предложенном способе при обнаружении и классификации морского объекта обеспечивается устранение влияния спектра собственной помехи корабля-носителя, непосредственно воздействующей на антенны гидроакустических средств, размещенных на объекте, и таким образом обеспечивается правильное определение классификационных спектральных признаков. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению местоположения стрелка на местности с использованием звуковых волн. .Достигаемый технический результат – повышение точности определения координат стрелка. Указанный результат достигается за счет расположения трех датчиков, включая базовый, на одной прямой линии в горизонтальной плоскости на известных расстояниях одного от другого и одного датчика на вертикали от базового датчика также на определенном, известном расстоянии, при этом измерение промежутков времени рассогласования прихода звуковой волны до базового датчика и всех остальных датчиков позволяет сформировать три линейных уравнения и рассчитать координаты точки местонахождения стрелка по звуку выстрела за счет решения этой системы уравнений. 3 ил..

Представлено устройство для обнаружения сигналов и определения направления на их источник. Технический результат изобретения заключается в создании нового устройства для обнаружения сигналов и определения направления на их источник (источники) с числом нелинейных операций в тракте обработки, равным 2. В этом устройстве отклик обнаружителя формируется в результате обработки гарантированно идентичных выходных процессов электроакустических преобразователей ДАР без влияния на него среднего значения пространственного отклика обнаружителя на помеху с учетом возможности перемещения в пространстве элементов дискретной антенной решетки под воздействием внешних сил. Для этого обнаружитель содержит выполненную определенным образом дискретную антенную решетку (ДАР), включающую N ненаправленных пассивных и M активно-пассивных электроакустических преобразователей (ЭАП), соответствующих им I каналов передачи информации, блок вычисления относительных координат элементов ДАР, блок управления характеристиками направленности, пороговое устройство, вычислитель порога принятия решения, индикатор, блок управления активно-пассивными элементами ДАР, пульт оператора, а также формирователь характеристик направленности с временной задержкой сигналов. Принципиальным отличием заявленного устройства от прототипа является то, что обнаружитель дополнительно содержит блок адаптивной компенсации неидентичности каналов передачи выходных процессов электроакустических преобразователей ДАР, позволяющий получить идентичные параметры всех выходных процессов электроакустических преобразователей ДАР, что является обязательным условием для увеличения вероятности первичного обнаружения сигналов и уменьшения вероятности пропуска «слабых» сигналов. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Предложено устройство для определения пеленга и дальности до источника сигнала, содержащее первую антенну, первый и второй микробарометры, а также пять аналого-цифровых преобразователей (АЦП), подключенных к персональной электронно-вычислительной машине (ПЭВМ), дополнительно содержит блок системы единого времени и блок связи с абонентами, подключенные к ПЭВМ, последовательно соединенные первый усилитель, первый фильтр, второй усилитель, первый пороговый блок и схему ИЛИ, последовательно соединенные вторую антенну, третий усилитель, второй фильтр, четвертый усилитель и второй пороговый блок, последовательно соединенные третью антенну, пятый усилитель, третий фильтр, шестой усилитель и третий пороговый блок, последовательно соединенные седьмой усилитель, четвертый фильтр, восьмой усилитель, пятый фильтр, четвертый пороговый блок и первую схему И, последовательно соединенные первый цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и первый калибратор, последовательно соединенные второй ЦАП и второй калибратор, последовательно соединенные третий ЦАП и третий калибратор, последовательно соединенные четвертый ЦАП и четвертый калибратор, последовательно соединенные пятый ЦАП и первый формирователь, последовательно соединенные шестой ЦАП и второй формирователь, последовательно соединенные первый таймер, вторую схему И и первый счетчик, последовательно соединенные девятый усилитель, шестой фильтр, десятый усилитель, седьмой фильтр, пятый пороговый блок и третью схему И, последовательно соединенные седьмой ЦАП и пятый калибратор, последовательно соединенные восьмой ЦАП и третий формирователь, последовательно соединенные второй таймер, четвертую схему И и второй счетчик, а также первый тактовый генератор, подключенный ко вторым входам второй и четвертой схем И, третий и четвертый таймеры, последовательно соединенные аналоговые первый квадратор, сумматор и первый делитель, последовательно соединенные шестой пороговый блок и пятую схему И, последовательно соединенные пятый таймер, шестую схему И и третий счетчик, а также шестой АЦП, второй тактовый генератор, подключенный ко второму входу шестой схемы И, и аналоговые второй и третий квадраторы, подключенные входами соответственно ко второму и третьему фильтрам, а выходами подключенные соответственно ко второму входу сумматора и ко второму входу первого делителя, последовательно соединенные второй делитель, корректор нелинейности, первый блок вычисления модуля, первый блок вычитания, второй блок вычисления модуля, седьмой пороговый блок и инверсный вход седьмой схемы И, последовательно соединенные первый ключ, первое запоминающее устройство и третий блок вычисления модуля, подключенный ко второму входу первого блока вычитания, последовательно соединенные восьмую схему И и первый одновибратор, подключенный к управляющему входу первого ключа, а также седьмой АЦП и блок сравнения знаков, подключенный входами к корректору нелинейности и к первому запоминающему устройству, а выходом подключенный ко второму входу седьмой схемы И, последовательно соединенные второй ключ, второе запоминающее устройство, второй блок вычитания и четвертый блок вычисления модуля, а также второй одновибратор, подключенный входом к восьмой схеме И, а выходом подключенный к управляющему входу второго ключа, причем первая, вторая и третья антенны выполнены магнитными и размещены взаимно перпендикулярно друг к другу, первый, второй и третий формирователи выполнены в виде сглаживающего звена с усилителем мощности, корректор нелинейности выполнен в виде усилителя с автоматической регулировкой усиления, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой пороговые блоки выполнены с управлением по порогу, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой фильтры выполнены с управлением по полосе пропускания, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый усилители выполнены с управлением по фазе и чувствительности, первый, второй, третий, четвертый и пятый таймеры выполнены с управлением по длительности выходного сигнала, первый, второй, третий и четвертый блоки вычисления модуля выполнены в виде инверсных усилителей с диодами для преобразования сигналов любой полярности в сигналы положительной полярности, первая схема И подключена вторым входом к первому таймеру, третьим входом подключена к третьему таймеру, а выходом подключена ко входу останова первого счетчика, третья схема И подключена вторым входом ко второму таймеру, третьим входом подключена к четвертому таймеру, а выходом подключена ко входу останова второго счетчика, пятая схема И подключена вторым входом к пятому таймеру, а выходом подключена ко входу останова третьего счетчика, шестой АЦП подключен входом к выходу первого делителя, а выходом подключен к ПЭВМ, седьмой АЦП подключен входом к выходу корректора нелинейности, а выходом подключен к ПЭВМ, схема ИЛИ подключена вторым и третьим входами соответственно ко второму и третьему пороговым блокам, а выходом подключена к ПЭВМ и к первому, второму и пятому таймерам, первый квадратор подключен к выходу первого фильтра, первая антенна подключена к первому усилителю, первый микробарометр подключен выходом к седьмому усилителю, а входом акустически связан с четвертым калибратором, второй микробарометр подключен выходом к девятому усилителю, а входом акустически связан с пятым калибратором, первый формирователь подключен к управляющим входам первого, второго и третьего фильтров, второй формирователь подключен к управляющим входам четвертого и пятого фильтров, третий формирователь подключен к управляющим входам шестого и седьмого фильтров, входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого АЦП подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому и шестому фильтрам, выходы первого, второго и третьего калибраторов подключены соответственно к первой, второй и третьей антеннам, восьмая схема И подключена первым входом к схеме ИЛИ, а инверсным входом подключена к пятому таймеру, второй делитель подключен входами к первому и второму фильтрам, вход первого ключа подключен к корректору нелинейности, выход седьмой схемы И подключен к третьему входу пятой схемы И, вход второго ключа и второй вход второго блока вычитания подключены к первому делителю, выход четвертого блока вычисления модуля подключен к шестому пороговому блоку, а входы всех ЦАП, управляющие входы всех усилителей, управляющие входы всех пороговых блоков, выходы первого, второго и третьего счетчиков, выходы и управляющие входы первого, второго и пятого таймеров, а также входы запуска и управляющие входы третьего и четвертого таймеров подключены к ПЭВМ. Технический результат - уменьшение погрешности при использовании на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения и увеличение помехоустойчивости устройства при наличии мешающих сигналов, поступающих с других азимутов. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Предложено устройство для определения пеленга и дальности до источника сигнала, содержащее первую антенну, первый и второй микробарометры, а также пять аналого-цифровых преобразователей (АЦП), подключенных к персональной электронно-вычислительной машине (ПЭВМ), дополнительно содержащее блок системы единого времени и блок связи с абонентами, подключенные к ПЭВМ, последовательно соединенные первый усилитель, первый фильтр, второй усилитель, первый пороговый блок и схему ИЛИ, последовательно соединенные вторую антенну, третий усилитель, второй фильтр, четвертый усилитель и второй пороговый блок, последовательно соединенные третью антенну, пятый усилитель, третий фильтр, шестой усилитель и третий пороговый блок, последовательно соединенные седьмой усилитель, четвертый фильтр, восьмой усилитель, пятый фильтр, четвертый пороговый блок и первую схему И, последовательно соединенные первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и первый калибратор, последовательно соединенные второй ЦАП и второй калибратор, последовательно соединенные третий ЦАП и третий калибратор, последовательно соединенные четвертый ЦАП и четвертый калибратор, последовательно соединенные пятый ЦАП и первый формирователь, последовательно соединенные шестой ЦАП и второй формирователь, последовательно соединенные первый таймер, вторую схему И и первый счетчик, последовательно соединенные девятый усилитель, шестой фильтр, десятый усилитель, седьмой фильтр, пятый пороговый блок и третью схему И, последовательно соединенные седьмой ЦАП и пятый калибратор, последовательно соединенные восьмой ЦАП и третий формирователь, последовательно соединенные второй таймер, четвертую схему И и второй счетчик, а также первый тактовый генератор, подключенный ко вторым входам второй и четвертой схем И, третий и четвертый таймеры, последовательно соединенные аналоговые первый квадратор, сумматор, первый делитель, шестой пороговый блок и пятую схему И, последовательно соединенные пятый таймер, шестую схему И и третий счетчик, а также шестой АЦП, второй тактовый генератор, подключенный ко второму входу шестой схемы И, и аналоговые второй и третий квадраторы, подключенные входами, соответственно, ко второму и третьему фильтрам, а выходами подключенные, соответственно, ко второму входу сумматора и ко второму входу первого делителя, последовательно соединенные второй делитель, корректор нелинейности, первый блок вычисления модуля, блок вычитания, второй блок вычисления модуля, седьмой пороговый блок и инверсный вход седьмой схемы И, последовательно соединенные ключ, запоминающее устройство и третий блок вычисления модуля, подключенный ко второму входу блока вычитания, последовательно соединенные восьмую схему И и одновибратор, подключенный к управляющему входу ключа, а также седьмой АЦП и блок сравнения знаков, подключенный входами к корректору нелинейности и к запоминающему устройству, а выходом подключенный ко второму входу седьмой схемы И. Причем первая, вторая и третья антенны выполнены магнитными и размещены взаимно перпендикулярно друг к другу, первый, второй и третий формирователи выполнены в виде сглаживающего звена с усилителем мощности, корректор нелинейности выполнен в виде усилителя с автоматической регулировкой усиления, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой пороговые блоки выполнены с управлением по порогу, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой фильтры выполнены с управлением по полосе пропускания, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый усилители выполнены с управлением по фазе и чувствительности, первый, второй, третий, четвертый и пятый таймеры выполнены с управлением по длительности выходного сигнала, первый, второй и третий блоки вычисления модуля выполнены в виде инверсных усилителей с диодами для преобразования сигналов любой полярности в сигналы положительной полярности, первая схема И подключена вторым входом к первому таймеру, третьим входом подключена к третьему таймеру, а выходом подключена ко входу останова первого счетчика, третья схема И подключена вторым входом ко второму таймеру, третьим входом подключена к четвертому таймеру, а выходом подключена ко входу останова второго счетчика, пятая схема И подключена вторым входом к пятому таймеру, а выходом подключена ко входу останова третьего счетчика, шестой АЦП подключен входом к выходу первого делителя, а выходом подключен к ПЭВМ, седьмой АЦП подключен входом к выходу корректора нелинейности, а выходом подключен к ПЭВМ, схема ИЛИ подключена вторым и третьим входами, соответственно, ко второму и третьему пороговым блокам, а выходом подключена к ПЭВМ и к первому, второму и пятому таймерам, первый квадратор подключен к выходу первого фильтра, первая антенна подключена к первому усилителю, первый микробарометр подключен выходом к седьмому усилителю, а входом акустически связан с четвертым калибратором, второй микробарометр подключен выходом к девятому усилителю, а входом акустически связан с пятым калибратором, первый формирователь подключен к управляющим входам первого, второго и третьего фильтров, второй формирователь подключен к управляющим входам четвертого и пятого фильтров, третий формирователь подключен к управляющим входам шестого и седьмого фильтров, входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого АЦП подключены, соответственно, к первому, второму, третьему, четвертому и шестому фильтрам, выходы первого, второго и третьего калибраторов подключены, соответственно, к первой, второй и третьей антеннам, восьмая схема И подключена первым входом к схеме ИЛИ, а инверсным входом подключена к пятому таймеру, второй делитель подключен входами к первому и второму фильтрам, вход ключа подключен к корректору нелинейности, выход седьмой схемы И подключен к третьему входу пятой схемы И, а входы всех ЦАП, управляющие входы всех усилителей, управляющие входы всех пороговых блоков, выходы первого, второго и третьего счетчиков, выходы и управляющие входы первого, второго и пятого таймеров, а также входы запуска и управляющие входы третьего и четвертого таймеров подключены к ПЭВМ. Технический результат - уменьшение погрешности при использовании на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения и увеличение помехоустойчивости устройства при наличии мешающих сигналов, поступающих с других азимутов. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Заявлено устройство для определения направления и дальности до источника сигналов, содержащее первую антенну, первый и второй микробарометры, а также пять аналого-цифровых преобразователей (АЦП), подключенных к персональной электронно-вычислительной машине (ПЭВМ). Устройство дополнительно содержит блок системы единого времени и блок связи с абонентами, подключенные к ПЭВМ, последовательно соединенные первый усилитель, первый фильтр, второй усилитель, первый пороговый блок и схему ИЛИ, последовательно соединенные вторую антенну, третий усилитель, второй фильтр, четвертый усилитель и второй пороговый блок, последовательно соединенные третью антенну, пятый усилитель, третий фильтр, шестой усилитель и третий пороговый блок, последовательно соединенные седьмой усилитель, четвертый фильтр, восьмой усилитель, пятый фильтр, четвертый пороговый блок и первую схему И, последовательно соединенные первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и первый калибратор, последовательно соединенные второй ЦАП и второй калибратор, последовательно соединенные третий ЦАП и третий калибратор, последовательно соединенные четвертый ЦАП и четвертый калибратор, последовательно соединенные пятый ЦАП и первый формирователь, последовательно соединенные шестой ЦАП и второй формирователь, последовательно соединенные первый таймер, вторую схему И и первый счетчик, последовательно соединенные девятый усилитель, шестой фильтр, десятый усилитель, седьмой фильтр, пятый пороговый блок и третью схему И, последовательно соединенные седьмой ЦАП и пятый калибратор, последовательно соединенные восьмой ЦАП и третий формирователь, последовательно соединенные второй таймер, четвертую схему И и второй счетчик, а также тактовый генератор, подключенный ко вторым входам второй и четвертой схем И, третий и четвертый таймеры. Причем первая, вторая и третья антенны выполнены магнитными и размещены взаимно перпендикулярно друг к другу, первый, второй и третий формирователи выполнены в виде сглаживающего звена с усилителем мощности, первый, второй, третий, четвертый и пятый пороговые блоки выполнены с управлением по порогу, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой фильтры выполнены с управлением по полосе пропускания, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый усилители выполнены с управлением по фазе и чувствительности, первый, второй, третий и четвертый таймеры выполнены с управлением по длительности выходного сигнала. Первая схема И подключена вторым входом к первому таймеру, третьим входом подключена к третьему таймеру, а выходом подключена ко входу останова первого счетчика, а третья схема И подключена вторым входом ко второму таймеру, третьим входом подключена к четвертому таймеру, а выходом подключена ко входу останова второго счетчика. Схема ИЛИ подключена вторым и третьим входами соответственно ко второму и третьему пороговым блокам, а выходом подключена к ПЭВМ и к первому и второму таймерам, первая антенна подключена к первому усилителю, первый микробарометр подключен выходом к седьмому усилителю, а входом акустически связан с четвертым калибратором, второй микробарометр подключен выходом к девятому усилителю, а входом акустически связан с пятым калибратором, первый формирователь подключен к управляющим входам первого, второго и третьего фильтров, второй формирователь подключен к управляющим входам четвертого и пятого фильтров, третий формирователь подключен к управляющим входам шестого и седьмого фильтров, входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого АЦП подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому и шестому фильтрам, выходы первого, второго и третьего калибраторов подключены соответственно к первой, второй и третьей антеннам, а входы всех ЦАП, управляющие входы всех усилителей, управляющие входы всех пороговых блоков, выходы первого и второго счетчиков, выходы и управляющие входы первого и второго таймеров, а также входы запуска и управляющие входы третьего и четвертого таймеров подключены к ПЭВМ. Технический результат - уменьшение погрешности при использовании на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения и увеличение помехоустойчивости устройства при наличии мешающих сигналов, поступающих от других источников сигналов. 1 ил.

Способ относится к измерениям, в частности к пеленгу. Техническим результатом является уменьшение погрешности использования его на однопозиционном пункте наблюдения и увеличение помехоустойчивости при наличии мешающих сигналов, приходящих во время прохождения инфразвуком расстояния от источника сигнала до пункта наблюдения. Технический результат достигается тем, что отмечают время прихода электромагнитного излучения (ЭМИ), инфразвука и разность времени сигналов. До прихода инфразвука по сигналам от двух антенн, направленных в стороны света, находят азимут, дальность до источника - по высоте отражения от ионосферы, времени задержки сигнала, по трем ортогональным антеннам - угол. Фиксируют азимут и этот угол. Находят времена сигналов от земли и ионосферы. В последующих сигналах сравнивают их азимут с фиксированным и при близких значениях сличают углы. Далее находят: дальность до источника, координаты, угол между вектором на источник и прямой между датчиками. По скорости инфразвука находят время его прихода и погрешность, по углам, расстоянию между точками и времени - скорость инфразвука, дальность - по разностям времен сигналов и скорости инфразвука, координаты - по азимуту и дальности. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для поисковых и спасательных мероприятий в водных акваториях. Предложена личная подводная спасательная и навигационная система, работающая в том числе и на стандартной частоте SOS (37.5 кГц), содержащая маяк - «пингер», корпус которого является пьезокерамическим цилиндрическим излучателем гидроакустических сигналов, выполнен с крышками и герметизирован покрытием из звукопрозрачного полиуретана, а также пеленгатор гидроакустических сигналов, который снабжен съемным компасом и защитным экраном гидроакустической антенны и содержит герметичный цилиндрический аппаратурный модуль, с ним механически соединена протяженная линейная гидроакустическая антенна из совокупности двух комплектов пьезоэлектрических элементов с активной поверхностью, перпендикулярной оси аппаратурного модуля, способных геометрически образовывать единый протяженный многоэлементный преобразователь, способна к разделению на две части, независимые друг от друга, с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскости, на тыльной стороне обеих частей акустической антенны закреплена полоса из «акустически мягкого» пористого материала, в аппаратурном модуле герметично установлен многоэлементный двухполосный светодиодный индикатор. Особенность предложенной системы заключается в простоте ее использования при высокой эффективности системы. 5 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-08-10 2016-08-10T11:10:15
Наверх