Способ определения пеленга и дальности до источника сигналов

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является уменьшение погрешности использования его на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения и увеличение помехоустойчивости при наличии мешающих сигналов, приходящих во время прохождения инфразвуком расстояния от источника сигнала до пункта наблюдения. Технический результат достигается тем, что в способе определения пеленга и дальности до источника сигналов, заключающемся в том, что регистрируют время прихода электромагнитного излучения (ЭМИ) на однопозиционный пункт наблюдения с двумя точками регистрации инфразвука, а также время прихода инфразвука на две точки регистрации и определяют для каждой точки регистрации разность времени прихода ЭМИ и инфразвука, дополнительно, до прихода инфразвука на две точки регистрации, регистрируют магнитные компоненты сигнала ЭМИ двумя взаимно перпендикулярными в горизонтальной плоскости магнитными антеннами, ориентированными максимумами диаграмм направленности, соответственно, на Север-Юг и Запад-Восток, определяют по соотношению сигналов магнитных антенн азимут и определяют приближенную дальность до источника сигналов по изменению спектра сигнала ЭМИ в зависимости от пройденного ЭМИ расстояния, для чего определяют суммарный спектр сигналов двух магнитных антенн, определяют верхнюю и нижнюю частоты спектра и амплитуды сигналов на этих частотах, определяют отношение верхней частоты к нижней частоте спектра и отношение амплитуды нижней частоты к амплитуде верхней частоты спектра, по полученным отношениям, нижней частоте спектра, скорости света и азимуту определяют приближенные дальность до источника электромагнитного излучения и его местоположение, определяют по приближенному местоположению для каждой точки регистрации угол прихода сигнала между направлением на источник сигнала и прямой, соединяющей точки регистрации, определяют приближенное расстояние до источника сигнала и по заданной скорости инфразвука определяют ожидаемый интервал времени прихода инфразвука для каждой точки регистрации с учетом погрешности заданной скорости инфразвука и определения приближенной дальности и прекращают анализ сигналов до наступления ожидаемых интервалов времени прихода инфразвука, а в течение ожидаемых интервалов времени после прихода инфразвука и определения разности времени прихода ЭМИ и инфразвука для каждой точки регистрации, по углам прихода сигналов, известному расстоянию между точками регистрации и разностям времени прихода ЭМИ и инфразвука для каждой точки регистрации уточняют скорость инфразвука во время прохождения сигналов, по разностям времени прихода ЭМИ и инфразвука для каждой точки регистрации и уточненной скорости инфразвука во время прохождения сигналов уточняют значение дальности до источника сигналов, а по азимуту и уточненному значению дальности уточняют местоположение источника сигналов. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике, к пеленгаторам, и предназначается для определения пеленга и дальности до источников сигналов электромагнитного излучения (ЭМИ) и инфразвука искусственного и естественного происхождения (например, молниевых разрядов) и может быть использовано в метеорологии, в службе наблюдения за грозовой деятельностью, в морском транспорте и авиации.

Оценка местоположения или пеленга и дальности до источника сигналов при установке одного устройства на однопозиционном пункте наблюдения возможна с помощью способов, анализирующих соотношение параметров ЭМИ (амплитуд сигналов на приемниках ЭМИ с дипольными диаграммами направленности, взаимно перпендикулярными в горизонтальной плоскости) и изменение параметров принимаемого сигнала ЭМИ (длительность переднего фронта, длительность пика, отношение амплитуд частотных составляющих и др.) в зависимости от расстояния, пройденного сигналом. Для уменьшения погрешности оценки дальности устанавливают два устройства на расстоянии друг от друга (измерительная база) и применяют триангуляционный метод определения дальности. Способ заключается в том, что из двух пунктов наблюдения, расстояние между которыми известно, определяют углы прихода ЭМИ относительно линии, соединяющей пункты наблюдения, и решают геометрическую задачу нахождения сторон треугольника по известной стороне и двум измеренным углам [1]. Однако при малых углах относительно линии, соединяющей пункты наблюдения, применение способа дает большую погрешность [2].

Большинство регистрируемых явлений (грозовые разряды и др.) сопровождается сигналами, распространяющимися с низкой скоростью (например, инфразвук), но пеленгация с использованием этих сигналов не дает лучших результатов из-за зависимости скорости распространения этих сигналов от состояния среды распространения, т.е. из-за незнания точного значения скорости распространения в данный момент в данном месте, а также из-за мешающих сигналов других источников, возникающих за время прохождения инфразвука.

Однако использование обоих видов сигналов (например, электромагнитного излучения и инфразвука) на двухпозиционном пункте наблюдения дает новое качество, так как позволяет одновременно с пеленгом определить значение скорости распространения инфразвука в данный момент и, соответственно, более точно определить дальность до источника сигнала при известном расстоянии между точками регистрации. С другой стороны, использование разности времени прихода инфразвука на точки регистрации позволяет уменьшить размеры измерительной базы до однопозиционной за счет более низкой скорости распространения инфразвука по сравнению с ЭМИ.

Аналогично могут быть использованы акустические, сейсмические и ультразвуковые волны, сопровождающие регистрируемое явление.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ, раскрытый в статье [3] (комбинированная система грозоопределения, состоящая из инфразвукового комплекса и электрической антенны), где пеленг и дальность до источника сигнала определяются после события по результатам дальнейшей обработки оператором записанных сигналов. Для определения азимута используются разности времени прихода инфразвуковых сигналов на не менее чем на три микробарометра, разнесенные друг от друга более чем на 90 метров (трехпозиционная система регистрации), а для определения дальности до источника сигнала используется разность времени прихода сигналов на электростатический флюксметр и инфразвуковой микрофон (или микробарометры).

При появлении двух или более инфразвуковых сигналов от аналогичных событий на рассмотренном пункте наблюдения во время прохождения инфразвуком расстояния от источника сигналов до микробарометра определить, какому источнику принадлежат сигналы, практически невозможно в рамках указанного способа.

Недостатками прототипа являются большая погрешность использования его на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения, а также малая помехоустойчивость при наличии мешающих сигналов, приходящих во время прохождения инфразвуком расстояния от источника сигнала до пункта наблюдения.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является уменьшение погрешности использования его на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения и увеличение помехоустойчивости при наличии мешающих сигналов, приходящих во время прохождения инфразвуком расстояния от источника сигнала до пункта наблюдения.

Технический результат достигается тем, что в способе определения пеленга и дальности до источника сигналов, заключающемся в том, что регистрируют время прихода электромагнитного излучения (ЭМИ) на однопозиционный пункт наблюдения с двумя точками регистрации инфразвука, а также время прихода инфразвука на две точки регистрации и определяют для каждой точки регистрации разность времени прихода ЭМИ и инфразвука, дополнительно, до прихода инфразвука на две точки регистрации, регистрируют магнитные компоненты сигнала ЭМИ двумя взаимно перпендикулярными в горизонтальной плоскости магнитными антеннами, ориентированными максимумами диаграмм направленности, соответственно, на Север-Юг и Запад-Восток, определяют по соотношению сигналов магнитных антенн азимут и определяют приближенную дальность до источника сигналов по изменению спектра сигнала ЭМИ в зависимости от пройденного ЭМИ расстояния, для чего определяют суммарный спектр сигналов двух магнитных антенн, определяют верхнюю и нижнюю частоты спектра и амплитуды сигналов на этих частотах, определяют отношение верхней частоты к нижней частоте спектра и отношение амплитуды нижней частоты к амплитуде верхней частоты спектра, по полученным отношениям, нижней частоте спектра, скорости света и азимуту определяют приближенные дальность до источника электромагнитного излучения и его местоположение, определяют по приближенному местоположению для каждой точки регистрации угол прихода сигнала между направлением на источник сигнала и прямой, соединяющей точки регистрации, определяют приближенное расстояние до источника сигнала и по заданной скорости инфразвука определяют ожидаемый интервал времени прихода инфразвука для каждой точки регистрации, с учетом погрешности заданной скорости инфразвука и определения приближенной дальности, и прекращают анализ сигналов до наступления ожидаемых интервалов времени прихода инфразвука, а в течение ожидаемых интервалов времени после прихода инфразвука и определения разности времени прихода ЭМИ и инфразвука для каждой точки регистрации, по углам прихода сигналов, известному расстоянию между точками регистрации и разностям времени прихода ЭМИ и инфразвука для каждой точки регистрации уточняют скорость инфразвука во время прохождения сигналов, по разностям времени прихода ЭМИ и инфразвука для каждой точки регистрации и уточненной скорости инфразвука во время прохождения сигналов уточняют значение дальности до источника сигналов, а по азимуту и уточненному значению дальности уточняют местоположение источника сигналов.

Способ иллюстрируется схемой, приведенной на чертеже.

Из схемы следует:

D=Δt1*V*cosγ+Δt2*V*cosβ;

где a, b - расстояния до источника сигналов,

γ, β - углы между направлением на источник сигналов и линией, соединяющей обе точки регистрации (точку 1 и точку 2),

V - скорость инфразвука,

Δt1 - разность времени между приходом ЭМИ и приходом инфразвука в точку 1,

Δt2 - разность времени между приходом ЭМИ и приходом инфразвука в точку 2,

D - известное расстояние между точками регистрации (база).

На практике достаточно определить направление на источник сигнала из любой одной точки регистрации на пункте наблюдения, определить угол между направлением на источник сигнала и базой и приближенную дальность от точки регистрации до источника сигнала по изменению параметров принимаемого сигнала ЭМИ и построить треугольник направлений с последующим уточнением дальности после прихода инфразвука.

Такой способ работоспособен и при малых углах, и при нулевых углах, когда источник сигнала расположен на линии, проходящей через точки регистрации.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Принимают сигналы ЭМИ на однопозиционном пункте наблюдения с двумя точками регистрации и размещенным на каждой точке микробарометром, а на одной из двух точек регистрации (например, на первой точке) с размещенными двумя взаимно перпендикулярными в горизонтальной плоскости магнитными антеннами, ориентированными максимумами диаграммы направленности, соответственно, на Север-Юг (ось X) и на Восток-Запад (ось Y), подключенными через усилители и аналого-цифровые преобразователи к вычислителю.

В случае превышения сигналом от любой из магнитных антенн заданного уровня начинают цикл обработки сигналов и отсчет времени задержки инфразвука для каждой из двух точек регистрации.

Определяют направление на источник сигнала, вычисляя отношение амплитуд сигналов двух взаимно перпендикулярных в горизонтальной плоскости антенн (X и Y) [4],

tgα=Ay/Ax,

где α - азимут;

Аx, Аy - амплитуды сигналов магнитных антенн, ориентированных максимумами диаграмм направленности, соответственно, на Север-Юг (ось X) и на Восток-Запад (ось Y).

Полученное направление соответствует углу γ прихода сигнала для первой точки регистрации.

Определяют суммарный спектр сигналов двух магнитных антенн, верхнюю и нижнюю частоты спектра и амплитуды сигнала на верхней и нижней частотах спектра.

Вычисляют отношение верхней частоты к нижней частоте спектра и отношение амплитуды нижней частоты к амплитуде верхней частоты спектра, по полученным отношениям, нижней частоте спектра и скорости света определяют приближенную дальность до источника электромагнитного излучения.

Приближенная оценка дальности проводится по формуле, учитывающей изменение спектра сигнала ЭМИ в зависимости от пройденного расстояния [5]:

,

где R - приближенное расстояние до источника сигналов, С - скорость света,

ω1, ω2 - соответственно верхняя и нижняя частоты спектра сигнала ЭМИ,

H1, Н2 - соответственно амплитуды сигналов нижней и верхней частоты спектра.

Принимают за приближенное местонахождение источника сигнала точку на расстоянии R в направлении на источник сигнала из первой точки регистрации и определяют приближенные угол прихода сигнала β1 и расстояние b1 до второй точки регистрации по известному расстоянию D между точками регистрации, приближенному расстоянию R и углу прихода сигнала γ на первую точку.

Для первой и второй точек регистрации определяют ожидаемый интервал времени прихода инфразвука по расстояниям R и b1 и заданной скорости инфразвука с началом интервала времени, вычисленным при максимальной скорости инфразвука и минимальных значениях R и b1.

Прекращают обработку сигналов до наступления ожидаемых интервалов времени прихода инфразвука на точки регистрации, а с наступлением указанных интервалов времени регистрируют время прихода инфразвука для первой и второй точек регистрации и вычисляют разности Δt1 и Δt2 времени прихода ЭМИ и инфразвука для двух точек регистрации.

По измеренным разностям времени прихода ЭМИ и инфразвука Δt1 и Δt2, по углам прихода сигналов β1 и γ на точки регистрации и по известному расстоянию D между точками регистрации определяют уточненное значение скорости инфразвука (1) во время прохождения сигналов и уточненную дальность (2) до источника сигналов.

По азимуту и уточненной дальности уточняют местоположение источника сигналов.

При необходимости, более точное местоположение источника сигналов определяют итерациями путем определения по уточненному местоположению источника сигналов новых значений β1, скорости инфразвука и дальности до источника сигналов.

Таким образом, за счет использования сигналов магнитных антенн с более низким уровнем шумов, а также за счет удаления помех, приходящих во время прохождения инфразвука до точек регистрации, повышена помехоустойчивость способа.

Используемые действия способа реализуются в реальном масштабе времени для инфразвука, сейсмических колебаний и других сопутствующих ЭМИ явлений, позволяют уменьшить погрешность использования его на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения и увеличить помехоустойчивость при наличии мешающих сигналов, приходящих во время прохождения инфразвуком расстояния от источника сигнала до пункта наблюдения.

Источники информации

1. Караваев В.В., Сазонов В.В. Статистическая теория пассивной локации. - М.: Радио и связь, 1987, стр. 150.

2. Результаты моделирования триангуляционного способа определения дальности с применением двух и трех станций, Коровин Е.С. 2012 г. ОАО «Центральное конструкторское бюро автоматики», г. Омск, радиосеминар, доклад, стр. 1-33, http://radioseminar.omsu.ru/files/simulation/the%20simulation

%20results%20triangulation%20method%20of%20range%20with

%20the%20use%20of%20two%20or%20three%20stations.pdf

3. Электромагнитная акустическая система обнаружения грозовых разрядов, К.В. Вознесенская, А.В. Соловьев, И.С. Гибанов, Д.С. Провоторов, М.В. Чепчугов, А.А. Бочаров, Вестник науки Сибири. 2012. №5 (6), http://sjs.tpu.ru/journal/article/view/510/420, УДК 534.321.8.

4. Широкополосное двухкомпонентное приемное антенное устройство (патент РФ №2474014 C1, H01Q 7/04, 2011 г., опубл. 27.01.2013).

5. Способ и устройство штормового предупреждения (патент США №4672305, G01N 31/02, 1984 г., опубл. 09.07.1987 г.).

Способ определения пеленга и дальности до источника сигналов, заключающийся в том, что регистрируют время прихода электромагнитного излучения (ЭМИ) на однопозиционный пункт наблюдения с двумя точками регистрации инфразвука, а также время прихода инфразвука на две точки регистрации и определяют для каждой точки регистрации разность времени прихода ЭМИ и инфразвука, отличающийся тем, что дополнительно, до прихода инфразвука на две точки регистрации, регистрируют магнитные компоненты сигнала ЭМИ двумя взаимно перпендикулярными в горизонтальной плоскости магнитными антеннами, ориентированными максимумами диаграмм направленности, соответственно, на Север-Юг и Запад-Восток, определяют по соотношению сигналов магнитных антенн азимут и определяют приближенную дальность до источника сигналов по изменению спектра сигнала ЭМИ в зависимости от пройденного ЭМИ расстояния, для чего определяют суммарный спектр сигналов двух магнитных антенн, определяют верхнюю и нижнюю частоты спектра и амплитуды сигналов на этих частотах, определяют отношение верхней частоты к нижней частоте спектра и отношение амплитуды нижней частоты к амплитуде верхней частоты спектра, по полученным отношениям, нижней частоте спектра, скорости света и азимуту определяют приближенные дальность до источника электромагнитного излучения и его местоположение, определяют по приближенному местоположению для каждой точки регистрации угол прихода сигнала между направлением на источник сигнала и прямой, соединяющей точки регистрации, определяют приближенное расстояние до источника сигнала и по заданной скорости инфразвука определяют ожидаемый интервал времени прихода инфразвука для каждой точки регистрации, с учетом погрешности заданной скорости инфразвука и определения приближенной дальности, и прекращают анализ сигналов до наступления ожидаемых интервалов времени прихода инфразвука, а в течение ожидаемых интервалов времени после прихода инфразвука и определения разности времени прихода ЭМИ и инфразвука для каждой точки регистрации, по углам прихода сигналов, известному расстоянию между точками регистрации и разностям времени прихода ЭМИ и инфразвука для каждой точки регистрации уточняют скорость инфразвука во время прохождения сигналов, по разностям времени прихода ЭМИ и инфразвука для каждой точки регистрации и уточненной скорости инфразвука во время прохождения сигналов уточняют значение дальности до источника сигналов, а по азимуту и уточненному значению дальности уточняют местоположение источника сигналов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для определения составляющих суммарной помехи, воздействующей на гидроакустическую станцию (ГАС) с целью выяснения вклада каждой из составляющих и возможного их уменьшения.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Технический результат: уменьшение погрешности использования его на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения.

Изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для определения местоположения объектов, шумящих в море. Принимают шумовой сигнал многоэлементной антенной.

Способ пассивного определения координат движущегося источника излучения основан на использовании разности времен прихода сигнала со сферическим или цилиндрическим волновым фронтом от источника излучения к нескольким приемникам.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

Изобретение относится к метрологии. Синхронно принимают сигнал на две антенны, оцифровывают и запоминают массивы информации. Разбивают сигнал на интервалы, осуществляют идентификацию по максимумам в амплитудном спектре. Затем осуществляют сканирование характеристики направленности приемной антенны, для каждого n-го временного интервала по суммарному сигналу с выхода каждой из двух приемных антенн, строят веерные диаграммы, определяют наличие транспорта по присутствию перепадов в веерных диаграммах, затем определяют азимутальное направление относительно центра антенны как средневзвешенное значение углов максимальных пиков в веерной диаграмме, по знаку разности значений углов принимают решение о направлении движения, вычисляют текущую координату, используя координаты для соседних интервалов определяют скорость движения. Во втором варианте реализации определяют направление движения и местоположение по знаку наклона зависимости времени задержки корреляционного максимума свертки массивов и по динамике ее наклона, вычисляют автокорреляционную функцию суммарного массива данных с последующим суммированием и определяют скорость транспортного средства как отношение расстояния между центрами антенн к времени между максимумами в автокорреляционной функции. Технический результат – обеспечение возможности одновременной идентификации, вычисления скорости и направления движения. 2 н.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Изобретение относится к пеленгаторам и может быть использовано для определения направления и дальности до источника сигналов. Сущность: устройство содержит ПЭВМ (1), блок (5) системы единого времени, блок (6) связи с абонентами, первый блок (7) схем ИЛИ, а также первый и второй идентичные каналы, каждый из которых включает антенный блок (2), первый усилитель (3), первый фильтр (4), блок (8) датчиков света, первый блок (9) усилителей, первый блок (10) фильтров, второй блок (11) усилителей, первый пороговый блок (12), второй блок (13) схем ИЛИ, третий блок (14) усилителей, второй блок (15) фильтров, четвертый блок (16) усилителей, второй пороговый блок (17), третий блок (18) схем ИЛИ, первый блок (19) ЦАП, первый блок (20) калибраторов, второй блок (21) ЦАП, второй блок (22) калибраторов, первый ЦАП (23), первый калибратор (24), сейсмометр (25), второй усилитель (26), второй фильтр (27), первый пороговый элемент (28), первая схема (29) И, первый таймер (30), вторая схема (31) И, первый счетчик (32), второй ЦАП (33), второй калибратор (34), микробарометр (35), третий усилитель (36), третий фильтр (37), четвертый усилитель (38), четвертый фильтр (39), второй пороговый элемент (40), третья схема (41) И, второй таймер (42), четвертая схема (43) И, второй счетчик (44), первый АЦП (45), второй АЦП (46), первый блок (47) АЦП, второй блок (48) АЦП, третий таймер (49), четвертый таймер (50), тактовый генератор (51). Причем антенный блок (2) выполнен в виде трех взаимно перпендикулярных антенн. Блок (8) датчиков света выполнен в виде трех взаимно перпендикулярных оппозитных пар датчиков света. Технический результат: возможность пеленга нескольких типов источников сигналов, уменьшение погрешности при использовании устройства на ближних расстояниях, повышение помехоустойчивости устройства. 1 ил.

Настоящее изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано при решении задач обработки сигнала шумоизлучения объекта в гидроакустических системах и определения параметров движения обнаруженного объекта. Используя последовательную корреляционную обработку спектров можно автоматически оценить степень стационарности входного процесса и принять решение о проведении источником шумоизлучения маневра по скорости или по направлению движения. 1 ил.

Изобретение относится к акустике, в частности к способу пеленга направления на источник звука. Способ локализации предполагает прием звуковых сигналов от источника с помощью набора из трех микрофонов, выбор трех пар микрофонов и для каждой из пар расчет обобщенной взаимной корреляции звуковых сигналов. Расчет осуществляют для множества значений межслуховых разниц во времени, на основании обобщенных взаимных корреляций рассчитывают направленную мощность отклика, определяют вектор межслуховых разниц во времени, который соответствует максимуму направленной мощности отклика, оценивают направление локализации источника звука в зависимости от вектора межслуховых разниц во времени. При расчетах используется множество векторов задержек, формирующих два набора векторов. Первый набор для сигналов, принимаемых от единственного источника звука, на бесконечном удалении от микрофонов и второй набор для векторов, не совместимых со звуковыми сигналами, происходящими от единственного источника. Каждый вектор первого поднабора связан с направлением локализации единственного источника звука, и каждый вектор второго поднабора связан с направлением локализации, связанным с вектором указанного первого поднабора, который к нему наиболее близок согласно евклидовой метрике. Технический результат – повышение точности локализации, упрощение вычислений 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.

Изобретение относится к акустике, в частности к способу пеленга направления на источник звука. Способ локализации предполагает прием звуковых сигналов от источника с помощью набора из трех микрофонов, выбор трех пар микрофонов и для каждой из пар расчет обобщенной взаимной корреляции звуковых сигналов. Расчет осуществляют для множества значений межслуховых разниц во времени, на основании обобщенных взаимных корреляций рассчитывают направленную мощность отклика, определяют вектор межслуховых разниц во времени, который соответствует максимуму направленной мощности отклика, оценивают направление локализации источника звука в зависимости от вектора межслуховых разниц во времени. При расчетах используется множество векторов задержек, формирующих два набора векторов. Первый набор для сигналов, принимаемых от единственного источника звука, на бесконечном удалении от микрофонов и второй набор для векторов, не совместимых со звуковыми сигналами, происходящими от единственного источника. Каждый вектор первого поднабора связан с направлением локализации единственного источника звука, и каждый вектор второго поднабора связан с направлением локализации, связанным с вектором указанного первого поднабора, который к нему наиболее близок согласно евклидовой метрике. Технический результат – повышение точности локализации, упрощение вычислений 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.

Изобретение относится к акустике, в частности к способам приема звука с помощью остронаправленного микрофона. Способ корректировки направления оси отражательного приемника звуковых волн включает в себя операцию приема звука параболическим отражателем, в фокусе которого помещают направленный микрофон. К ободу отражателя диаметром Dотр жестко крепят штангу, на которой устанавливают симметрично два дополнительных микрофона, расстояние между которыми изменяют в соответствии с неравенством L1<Dотр<L2, выходные сигналы с этих микрофонов подключают к входам суммирующего усилителя через резонансные фильтры, резонансные частоты которых соответствуют неравенству F1>Fрез>F2. Выходной сигнал суммирующего усилителя через пороговое устройство подают на регистратор, на котором фиксируют максимальное значение сигнала, включают на прием звука микрофон, размещенный в фокусе отражателя, а выходной сигнал с этого микрофона подключают через фильтр с полосой пропускания 60 Гц к усилителю, выходной сигнал которого подают на приемник. Диаграмма направленности дополнительных микрофонов имеет максимум в прямом направлении отражателя, а микрофона в фокусе - в обратном направлении. Технический результат - повышение уровня приема микрофона минимум на 6 дБ. 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для распознавания морских судов по их шумоизлучению. Для реализации способа осуществляют прием шумового сигнала гидроакустической антенной, аналого-цифровое преобразование, детектирование, низкочастотную фильтрацию, вычисление спектра сигнала в диапазоне частот флюктуаций, обусловленных качкой надводного корабля. Затем определяют тренд спектра, формируют центрированный спектр, определяют среднеквадратическое отклонение для центрированного спектра, формируют нормированный спектр. Формируют k частотных окон разной ширины со средними значениями на частоте каждой гармоники спектра n, формируют массив k×n значений средней мощности флюктуаций процесса в каждом из k×n частотных окон, выбирают наибольшее значение из массива k×n значений средней мощности флюктуаций процесса, запоминают его частоту по размерности n. Сравнивают наибольшее значение с порогом обнаружения и принимают решение о наличии/отсутствии низкочастотных флюктуаций, обусловленных качкой. Определяют водоизмещение надводного корабля по табличной зависимости водоизмещения от запомненной частоты n низкочастотной флюктуации сигнала. Техническим результатом изобретения является повышение помехоустойчивости способа и обеспечение возможности определения водоизмещения надводного корабля при любой заранее не известной ширине полосы низкочастотных флюктуаций его сигнала, обусловленных качкой на морском волнении. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является уменьшение погрешности использования его на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения и увеличение помехоустойчивости при наличии мешающих сигналов, приходящих во время прохождения инфразвуком расстояния от источника сигнала до пункта наблюдения. Технический результат достигается тем, что в способе определения пеленга и дальности до источника сигналов, заключающемся в том, что регистрируют время прихода электромагнитного излучения на однопозиционный пункт наблюдения с двумя точками регистрации инфразвука, а также время прихода инфразвука на две точки регистрации и определяют для каждой точки регистрации разность времени прихода ЭМИ и инфразвука, дополнительно, до прихода инфразвука на две точки регистрации, регистрируют магнитные компоненты сигнала ЭМИ двумя взаимно перпендикулярными в горизонтальной плоскости магнитными антеннами, ориентированными максимумами диаграмм направленности, соответственно, на Север-Юг и Запад-Восток, определяют по соотношению сигналов магнитных антенн азимут и определяют приближенную дальность до источника сигналов по изменению спектра сигнала ЭМИ в зависимости от пройденного ЭМИ расстояния, для чего определяют суммарный спектр сигналов двух магнитных антенн, определяют верхнюю и нижнюю частоты спектра и амплитуды сигналов на этих частотах, определяют отношение верхней частоты к нижней частоте спектра и отношение амплитуды нижней частоты к амплитуде верхней частоты спектра, по полученным отношениям, нижней частоте спектра, скорости света и азимуту определяют приближенные дальность до источника электромагнитного излучения и его местоположение, определяют по приближенному местоположению для каждой точки регистрации угол прихода сигнала между направлением на источник сигнала и прямой, соединяющей точки регистрации, определяют приближенное расстояние до источника сигнала и по заданной скорости инфразвука определяют ожидаемый интервал времени прихода инфразвука для каждой точки регистрации с учетом погрешности заданной скорости инфразвука и определения приближенной дальности и прекращают анализ сигналов до наступления ожидаемых интервалов времени прихода инфразвука, а в течение ожидаемых интервалов времени после прихода инфразвука и определения разности времени прихода ЭМИ и инфразвука для каждой точки регистрации, по углам прихода сигналов, известному расстоянию между точками регистрации и разностям времени прихода ЭМИ и инфразвука для каждой точки регистрации уточняют скорость инфразвука во время прохождения сигналов, по разностям времени прихода ЭМИ и инфразвука для каждой точки регистрации и уточненной скорости инфразвука во время прохождения сигналов уточняют значение дальности до источника сигналов, а по азимуту и уточненному значению дальности уточняют местоположение источника сигналов. 1 ил.

Наверх