RU2298203C2 - Mode of detection of noisy objects in the sea - Google Patents
Mode of detection of noisy objects in the sea Download PDFInfo
- Publication number
- RU2298203C2 RU2298203C2 RU2005113369/09A RU2005113369A RU2298203C2 RU 2298203 C2 RU2298203 C2 RU 2298203C2 RU 2005113369/09 A RU2005113369/09 A RU 2005113369/09A RU 2005113369 A RU2005113369 A RU 2005113369A RU 2298203 C2 RU2298203 C2 RU 2298203C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- noise
- vertical
- signal
- calculated
- reception
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в системах шумопеленгования.The invention relates to the field of hydroacoustics and can be used in noise direction finding systems.
Известен способ обнаружения точечного источника с помощью коррелятора сигналов антенной решетки с расщепленной характеристикой направленности. При такой обработке преобразователи антенной решетки разделяются на две группы, каждой из которых вводится фазовый сдвиг и линейное взвешивание выходных сигналов преобразователей. Выходные сигналы двух групп коррелируют и результаты суммируют в отводах линии задержки, квадрируют и регистрируют в координатах пеленг - время. Одним из главных недостатков этого способа является то, что при небольших отношениях сигнал-шум на выходах обеих решеток операция умножения при вычислении корреляции изменяет некоторые пороговые характеристики системы. Операция умножения может также вызвать появление ложных боковых лепестков, которые по существу являются пространственными аналогами результатов модуляции сигналов (Применение цифровой обработки сигналов, пер. с англ. под ред. Э.Опенгейма, М., Мир, 1980 г., стр.447, 448, 451).A known method for detecting a point source using a correlator of antenna array signals with a split directivity. With this treatment, the transducers of the antenna array are divided into two groups, each of which introduces a phase shift and linear weighting of the output signals of the transducers. The output signals of the two groups are correlated and the results are summarized in the taps of the delay line, squared and recorded in the coordinates of the bearing - time. One of the main disadvantages of this method is that for small signal-to-noise ratios at the outputs of both gratings, the multiplication operation in calculating the correlation changes some threshold characteristics of the system. The operation of multiplication can also cause the appearance of false side lobes, which are essentially spatial analogues of the results of signal modulation (Application of digital signal processing, trans. From English under the editorship of E. Openheim, M., Mir, 1980, p. 447, 448, 451).
Этот способ обнаружения можно улучшить при использовании согласованной с распределением на апертуре антенны и изменением во времени волновой картины наблюдаемого сигнала (Подводная акустика и обработка сигналов, пер. с англ. под ред. М.Бьерне. М., Мир, 1985 г., стр.325-328 и 415-418). В этом способе обнаружение шумящих объектов определяется кривизной волнового фронта и ограничивается его искажениями. Способ сложный, требует применения сложной дорогостоящей аппаратуры для введения управляемого амплитудно-фазового распределения.This detection method can be improved by using an antenna that is consistent with the distribution on the aperture and time-varying wave pattern of the observed signal (Underwater Acoustics and Signal Processing, trans. From English, edited by M. Bjorne. M., Mir, 1985, p. .325-328 and 415-418). In this method, the detection of noisy objects is determined by the curvature of the wavefront and is limited by its distortions. The method is complex, requires the use of complex expensive equipment for the introduction of controlled amplitude-phase distribution.
Известен способ обнаружения шумящих объектов по патенту РФ 2110810 от 26.07.95 г., в котором шумы принимают двумя половинами антенны, разнесенной в пространстве по горизонту. Однако этот способ работоспособен при обнаружении объектов не одинакового типа, при их нахождении в ближней зоне акустической освещенности и мало достоверен при нахождении их в дальней зоне акустической освещенности из-за влияния явления вертикальной рефракции звука.A known method of detecting noisy objects according to the patent of the Russian Federation 2110810 from 07.26.95, in which the noise is received by two halves of the antenna, spaced horizontally in space. However, this method is workable when detecting objects of not the same type, when they are in the near zone of acoustic illumination and little reliable when they are in the far zone of acoustic illumination due to the influence of the phenomenon of vertical sound refraction.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ обнаружения, изложенный в монографии Л.Кампа. Подводная акустика, пер. с англ. М., Мир, 1972 г., стр.262...263, в соответствии с которым с помощью антенны и энергетического приемника сигнала можно обнаружить цель в пассивном режиме путем сравнения отношения сигнал-помеха в зоне акустической освещенности с пороговым значением.Closest to the technical nature of the proposed method is the detection method described in the monograph of L. Camp. Underwater acoustics, per. from English Moscow, Mir, 1972, pp. 262 ... 263, according to which, using an antenna and an energy receiver of a signal, it is possible to detect a target in the passive mode by comparing the signal-to-noise ratio in the acoustic illumination zone with a threshold value.
Звуковой сигнал принимают (фактически имеется в виду прием смеси сигнала шумоизлучения и помехи) антенной, которая предполагается слабо направленной в вертикальной плоскости и не различает углы прихода сигнала в вертикальной плоскости. Широкополосный сигнал с выхода веера горизонтальных пространственных каналов приемной антенны подается на энергетический приемник с заданным временем усреднения и панорамный индикатор с самопишущим прибором или с электронно-лучевой трубкой, причем используется модуляция яркости луча. Здесь и далее использованный термин "веер пространственных каналов" является обобщающим по отношению к классическому термину "многолучевой диаграммой направленности" (см. Применение цифровой обработки сигналов, пер. с англ. под ред. Э.Опенгейма, М., Мир, 1980 г., стр.467, 468), когда совокупность характеристик направленности смежных пространственных каналов расположены веером с дискретным по углу шагом.The sound signal is received (in fact, it means the reception of a mixture of the noise signal and interference) by an antenna, which is assumed to be weakly directed in the vertical plane and does not distinguish between the angles of arrival of the signal in the vertical plane. The broadband signal from the fan output of the horizontal spatial channels of the receiving antenna is fed to the energy receiver with a given averaging time and a panoramic indicator with a recording device or with a cathode ray tube, and beam brightness modulation is used. Hereinafter, the term “fan of spatial channels” used is generalizing with respect to the classical term “multi-beam radiation pattern” (see Application of Digital Signal Processing, trans. From English under the editorship of E. Openheim, M., Mir, 1980. , p. 467, 468), when the set of directivity characteristics of adjacent spatial channels are fan-shaped with a step-discrete in angle.
Каждая развертка выходов веера на одном цикле обзора воспроизводится на индикаторе как линия, модулированная по яркости. Последующие развертки на циклах обзора смещаются вниз по отношению к предыдущим. Разрешающая ячейка, регистрирующая цель в пространственном канале веера, связана с отметкой, появляющейся на одинаковом расстоянии от края индикатора для каждой развертки. При этом типе развертки, если гидроакустик ждет появления на экране, например 20 всплесков яркости в каждом цикле обзора, он может наблюдать присутствие сигналов цели в виде вертикальных линий на индикаторе при пороге, когда половина разрешающих ячеек по времени дает на индикаторе отметки шума, а отметка "сигнал плюс шум" появляется в той ячейке пространственного канала, к которой он принадлежит приблизительно три четверти общего времени всех циклов обзора (Л. Камп «Подводная акустика», пер. с англ. М., Мир, 1972 г., стр.265...266).Each scan of the fan outputs on one review cycle is reproduced on the indicator as a line modulated in brightness. Subsequent sweeps in the review cycles shift downward relative to the previous ones. The resolution cell that registers the target in the spatial channel of the fan is associated with a mark that appears at the same distance from the edge of the indicator for each sweep. With this type of scan, if the hydroacoustic is waiting for the screen to appear, for example, 20 bursts of brightness in each review cycle, it can observe the presence of target signals in the form of vertical lines on the indicator at the threshold when half of the resolution cells in time give noise marks on the indicator, and the mark “signal plus noise” appears in that cell of the spatial channel to which it belongs to approximately three quarters of the total time of all review cycles (L. Kamp “Underwater Acoustics”, transl. from English M., Mir, 1972, p. 265 ... 266).
Этот способ обнаружения содержит следующие операции:This detection method contains the following operations:
- прием гидроакустического шумового сигнала с помощью приемной антенны с развитой апертурой в горизонтальной плоскости, причем антенна не обеспечивает разрешения по углу прихода в вертикальной плоскости траекторий лучей,- receiving hydroacoustic noise signal using a receiving antenna with a developed aperture in the horizontal plane, and the antenna does not provide resolution of the angle of arrival in the vertical plane of the ray paths,
- частотно-временную обработку принятых шумовых сигналов для каждого пространственного канала наблюдения в горизонтальной плоскости,- time-frequency processing of received noise signals for each spatial observation channel in the horizontal plane,
- измерение уровня на выходе пространственного канала веера, включая накопление во времени, центрирование и нормирование в единицах отношения сигнал - помеха,- measurement of the level at the output of the spatial channel of the fan, including the accumulation in time, centering and normalization in units of the signal-to-noise ratio,
- развертывание на последовательных циклах обзора принятых сигналов пространственных каналов веера в горизонтальной плоскости на панорамном индикаторе в координатах угол - время.- deployment on successive review cycles of the received signals of the spatial channels of the fan in the horizontal plane on a panoramic indicator in the coordinates of the angle - time.
В каждое данное мгновение указанные операции обеспечивают наблюдение только в определенном секторе углов, обнаружение осуществляется сравнением уровней шума по соседним направлениям по существу при однолучевом приеме многолучевого сигнала.At each given instant, the indicated operations provide observation only in a certain sector of angles; the detection is carried out by comparing the noise levels in neighboring directions essentially with single-beam reception of a multipath signal.
Способ хорошо работает в однородной среде и в условиях, когда можно пренебречь вкладом сигналов лучей, приходящих с других направлений в вертикальной плоскости после преломления в слоисто-неоднородной среде и отражений от границ. При этом наибольшей эффективности обнаружения достигают, уменьшая ширину и изменяя угловое положение максимума характеристики направленности в вертикальной плоскости.The method works well in a homogeneous medium and under conditions where the contribution of the signals of the rays coming from other directions in the vertical plane after refraction in a layered inhomogeneous medium and reflections from the boundaries can be neglected. Moreover, the greatest detection efficiency is achieved by reducing the width and changing the angular position of the maximum directivity in the vertical plane.
В реальном море в акустическом поле, неоднородном и анизотропном, алгоритм показал неудовлетварительную работу, то есть давал большое количество ложных трасс отметок шума и неустойчиво обнаруживал слабые полезные сигналы.In a real sea, in an acoustic field, inhomogeneous and anisotropic, the algorithm showed unsatisfactory operation, that is, it gave a large number of false traces of noise marks and unstable detected weak useful signals.
Способ не учитывает влияния вертикальной рефракции звука и чрезвычайно сильно зависит от гидроакустических условий наблюдения шумящих объектов в слоисто-неоднородной среде; так, в летнее время дальность действия шумопеленгатора может иногда составлять всего 1000 м. Для отстройки от шумовых помех моря ширину характеристики направленности вертикальной плоскости выбирают так, чтобы сигналы, распространяющиеся по траекториям лучей других направлений, все же попали в пределы ширины характеристики направленности вертикальной плоскости. Однако перераспределение энергии между сигналами других направлений приводит к тому, что прием сигналов осуществляют, вводя "наклон", сдвиг, поворот оси характеристики направленности в вертикальной плоскости на возможные углы прихода полезного сигнала. На практике, если разрешающая способность приемной антенной системы в вертикальной плоскости равна ±δ, то время наблюдения, соответствующее лучу, середина которого расположена под углом места θ, должно удовлетворять требованиям на нижней границе ширины луча при угле θ-δ и на верхней границе при угле θ+δ.The method does not take into account the influence of vertical sound refraction and is extremely dependent on the hydroacoustic conditions for observing noisy objects in a layered inhomogeneous medium; for example, in the summer, the range of the noise finder can sometimes be as little as 1000 m.For detuning from the noise of the sea, the width of the directivity of the vertical plane is chosen so that the signals propagating along the paths of rays of other directions still fall within the width of the directivity of the vertical plane. However, the redistribution of energy between signals of other directions leads to the fact that the reception of signals is carried out by introducing a "tilt", shift, rotation of the axis of the directivity in the vertical plane to the possible angles of arrival of the useful signal. In practice, if the resolution of the receiving antenna system in the vertical plane is ± δ, then the observation time corresponding to the beam, the middle of which is located at an elevation angle θ, must satisfy the requirements at the lower boundary of the beam width at an angle θ-δ and at the upper boundary at an angle θ + δ.
Можно ориентировать ось характеристики направленности антенны каждый раз при помощи компенсатора на вертикальный угол "наклона" θ, равный ширине характеристики направленности в вертикальной плоскости. Такое решение приводит к успеху в период установления акустического контакта при обнаружении сигнала и на этапе наведения канала автосопровождения. В дальнейшем использование регулируемого угла "наклона" проблематично при замираниях на короткое время или при пропадании сигнала на длительное время и восстановлении слежения при появлении сигнала вновь.It is possible to orient the axis of the directivity characteristics of the antenna each time with the help of a compensator to the vertical angle of inclination θ equal to the width of the directivity characteristics in the vertical plane. This solution leads to success in the period of establishing an acoustic contact when a signal is detected and at the stage of guidance of the auto tracking channel. In the future, the use of an adjustable "tilt" angle is problematic for fading for a short time or when the signal disappears for a long time and tracking is restored when the signal appears again.
Таким образом, желательно иметь способ обнаружения шумящих объектов, который одновременно позволил бы с большей достоверностью, чем в способе прототипа, определить наличие сигнала цели и длительно поддерживать акустический контакт с целью, уменьшив время пропадания сигнала и время потери акустического контакта.Thus, it is desirable to have a method for detecting noisy objects, which at the same time would allow, with greater reliability than in the prototype method, to determine the presence of the target signal and to maintain acoustic contact with the target for a long time, reducing the signal fading time and the acoustic contact loss time.
Задачей заявляемого способа является повышение достоверности обнаружения и длительного поддержания контакта с целью путем учета гидроакустических условий наблюдения шумящих объектов и более полного накопления многолучевого сигнала по углу в вертикальной плоскости.The objective of the proposed method is to increase the reliability of detection and long-term contact maintenance with the aim of taking into account the hydroacoustic conditions for observing noisy objects and more complete accumulation of a multipath signal in an angle in the vertical plane.
Для решения поставленной задачи в известный способ обнаружения шумящих в море объектов в фиксированном частотном диапазоне, включающий прием шумового сигнала в горизонтальной плоскости под различными фиксированными углами в вертикальной плоскости, в котором осуществляют частотно-временную обработку принятых шумовых сигналов лучей в каждом пространственном канале наблюдения в горизонтальной плоскости, квадрируют, усредняют по времени, центрируют и нормируют шумовые сигналы к помехе, осуществляют накопление на последовательных циклах обзора отметок принятых, нормированных шумовых сигналов и принимают решение об его обнаружении путем сравнения с пороговым значением отношения сигнал-помеха при наличии коррелирующих отметок в смежных циклах, введены новые операции, а именно:To solve this problem, in a known method for detecting objects that are noisy at sea in a fixed frequency range, including receiving a noise signal in the horizontal plane at various fixed angles in the vertical plane, in which the time-frequency processing of the received noise signals of rays in each spatial observation channel in horizontal planes, quadrate, average over time, center and normalize noise signals to interference, accumulate on consecutive cycles ah viewing marks adopted normalized noise signal and make a decision about its detection by comparing with a threshold signal-to-noise ratio in the presence of correlated markers in adjacent cycles, introduced new operations, namely:
- прием шумовых сигналов статическим вертикальным веером одновременно в нескольких направлениях вертикальной плоскости каждого пространственного канала наблюдения в составе веера горизонтальной плоскости, тем более что современная вычислительная техника позволяет это сделать,- receiving noise signals with a static vertical fan simultaneously in several directions of the vertical plane of each spatial observation channel as part of a horizontal fan, especially since modern computer technology allows this,
- оптимизацию приема для каждого горизонтального пространственного канала в наклоненных по вертикали веерах путем выбора наиболее вероятных углов приема в существующих гидроакустических условиях подводного наблюдения, для чего осуществляют:- optimization of reception for each horizontal spatial channel in vertically inclined fans by selecting the most likely reception angles in the existing hydroacoustic conditions for underwater observation, for which they carry out:
- измерение скорости звука в воде в зависимости от глубины,- measurement of the speed of sound in water depending on depth,
- измерение волнения поверхности моря,- measurement of sea surface waves,
- вычисление в каждом вертикально наклоненном пространственном канале уровня шумового сигнала на различных расстояниях и глубинах от точки приема по измеренным данным и по известным характеристикам дна, решая уравнение гидроакустики (Справочник по гидроакустике, Л., Судостроение, 1988 г., стр.525) в пассивном режиме для шумящего объекта с заданным уровнем шумоизлучения с учетом характеристик приемной системы,- calculation in each vertically inclined spatial channel of the noise signal level at various distances and depths from the receiving point using the measured data and the known characteristics of the bottom, solving the hydroacoustic equation (Handbook of hydroacoustic, L., Shipbuilding, 1988, p.525) passive mode for a noisy object with a given level of noise emission taking into account the characteristics of the receiving system,
- вычисление уровня шумов моря в каждом вертикальном пространственном канале с учетом характеристик приемной системы по измеренным данным и известным характеристикам дна,- calculation of the noise level of the sea in each vertical spatial channel, taking into account the characteristics of the receiving system according to the measured data and the known characteristics of the bottom,
- нормирование относительно расчетных шумов моря соответствующих вертикальных пространственных каналов расчетных уровней шумовых сигналов в каждом пространственном канале, полученных для заданных расстояний до шумящего объекта и глубин, вычисление для каждого расстояния и глубины шумящего объекта в вертикальных пространственных каналах отношения сигнал-помеха,- normalization relative to the design noise of the sea of the corresponding vertical spatial channels of the estimated levels of noise signals in each spatial channel obtained for given distances to the noisy object and depths, calculation for each distance and depth of the noisy object in the vertical spatial channels of the signal-to-noise ratio,
- обработку принимаемых шумовых сигналов с весами, пропорциональными расчетному отношению сигнал-помеха в вертикальных каналах, до межциклового накопления,- processing the received noise signals with weights proportional to the calculated signal-to-noise ratio in the vertical channels, to inter-cycle accumulation,
- суммирование с расчетными весами принятых нормированных к помехе шумовых сигналов вертикальных пространственных каналов.- summation with the calculated weights of the noise signals of vertical spatial channels normalized to interference.
Известно, что при измерениях в море гипотеза о сферическом законе расширения фронта волны с учетом фокусировки и поглощения энергии обеспечивает приемлемое соответствие полученным данным для самых разных условий. Существующие гидроакустические условия учитываются с точностью до аномалии распространения относительно однородной безграничной среды со сферическим законом распространения с учетом поглощения.It is known that when measuring in the sea, the hypothesis of a spherical law of expansion of the wave front, taking into account focusing and energy absorption, provides an acceptable agreement with the data obtained for a wide variety of conditions. Existing hydroacoustic conditions are taken into account up to anomalies of propagation of a relatively homogeneous infinite medium with a spherical distribution law taking into account absorption.
Для определения расчетного уровня сигнала шумящего объекта в пассивном режиме в зависимости от дистанции решают уравнение гидроакустики. Оно связывает технические характеристики гидроакустической аппаратуры шумопеленгаторной станции, параметры шумящего объекта взаимодействия, характер его расположения относительно приемной антенны и границ среды и особенности распространения сигналов и шумов в океане.To determine the calculated signal level of a noisy object in the passive mode, the hydroacoustic equation is solved depending on the distance. It relates the technical characteristics of the hydroacoustic equipment of the noise-detecting station, the parameters of the noisy interaction object, the nature of its location relative to the receiving antenna and the boundaries of the environment, and the characteristics of the propagation of signals and noise in the ocean.
УИ-ПР=УШ-ПН+ПО=УП+ПО,UI-PR = USH-PN + PO = UP + PO,
где УИ - уровень источника - интенсивность шумоизлучения на акустической оси в 1 м от источника,where UI - source level - the intensity of noise on the acoustic axis 1 m from the source,
ПР - потери распространения - величина ослабления сигнала при распространении в морской среде между точкой, находящейся в 1 м от источника, и удаленной точкой, в которой расположен фазовый центр приемной антенны,PR - propagation loss - the amount of signal attenuation during propagation in the marine environment between a point located 1 m from the source and a remote point at which the phase center of the receiving antenna is located,
УП - уровень помех - интенсивность помех на выходе приемника, равная разности интенсивности шумов моря (УШ) и показателя направленности (ПН),UP - the level of interference - the intensity of the interference at the output of the receiver, equal to the difference in the intensity of the noise of the sea (US) and the directivity index (PN),
ПО - порог обнаружения - отношение мощности сигнала определенной формы к мощности помехи. Упомянутые расчеты могут быть проведены по алгоритмам, приведенным, например, в книге Матвиенко В.Н., Тарасюка Ю.Ф. Дальность действия гидроакустических средств, Л., Судостроение, 1981 г., стр.212-214.ON - detection threshold - the ratio of the signal power of a certain shape to the interference power. The mentioned calculations can be carried out according to the algorithms given, for example, in the book by Matvienko V.N., Tarasyuk Yu.F. Range of action of hydroacoustic means, L., Shipbuilding, 1981, pp. 212-214.
По результатам вычисления уровня осуществляют оптимизацию приема путем выбора в вертикальных статических веерах пространственных каналов ярусов для каждого расстояния и глубины шумящего объекта совокупности номеров, составляющих, например, от одного до девяти вертикальных пространственных каналов с расчетным отношением сигнал-помеха в каждом выше заданной величины, например, более 0.3...0.5 порога обнаружения. Выполняют перед обнаружителем на каждом цикле обзора весовое накопление по пространству путем весового суммирования с расчетными весами принятых нормированных к помехе шумовых сигналов лучей совокупности вертикальных пространственных каналов с выбранными номерами.According to the results of the level calculation, reception optimization is performed by selecting in the vertical static fans of the spatial channels of the tiers for each distance and depth of the noisy object, a set of numbers comprising, for example, from one to nine vertical spatial channels with a calculated signal-to-noise ratio in each higher than a given value, for example , more than 0.3 ... 0.5 detection threshold. Before each detector, the detector performs weight accumulation over space by weight summation with the calculated weights of the accepted noise-normalized noise signals of the rays of a set of vertical spatial channels with selected numbers.
Регистрируется картина совокупности принимаемых сигналов на выходе приемной системы, для которых выполнены указанные выше процедуры.The picture of the set of received signals at the output of the receiving system is recorded, for which the above procedures are performed.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется графическими изображениями, на которых показаны: на фиг.1 блок-схема способа обнаружения как последовательность операций, на фиг.2 блок-схема устройства, реализующего заявляемый способ.The present invention is illustrated by graphical images, which show: in Fig.1 a block diagram of a detection method as a sequence of operations, in Fig.2 a block diagram of a device that implements the inventive method.
На фиг.1 приведена блок-схема заявляемого способа как последовательность операций. Операция 1 предусматривает формирование вертикального Q и горизонтального Р статических вееров характеристик направленности и одновременный прием смеси сигнала шумоизлучения и помехи каждым из PQ пространственных каналов. Операция 2 предусматривает частотную обработку принятого сигнала каждого из PQ пространственных каналов.Figure 1 shows a block diagram of the proposed method as a sequence of operations. Operation 1 provides for the formation of vertical Q and horizontal P static fans of directivity characteristics and the simultaneous reception of a mixture of noise signal and interference by each of the PQ spatial channels.
Смысл операций 3, 4, 9 и 10 определяется их названиями.The meaning of
Операция 5 предусматривает измерение волнения поверхности моря.
Совокупность операций 6 (6.1...6.А) реализуется путем предварительного расчета и запоминания уровней сигнала шумоизлучения в точке приема на выходах каналов вертикального веера дальностях, например, Ri=i ΔR (где ΔR - заранее выбранный шаг по дистанции, составляющий на практике 0,005...0,1 Rmax, где Rmax - максимально возможная дальность до источника шумоизлучения, i=1...N - целые числа, причем N ΔR=Rmax) и при заданных параметрах наклона спектра сигнала шумоизлучения (приведенного к расстоянию 1 м от источника) Vj, j=1...M. Рассчитываются уровни для всех сочетаний индексов i=1...N, j=1...M, чем обеспечивается выполнение операций 7 (7.1...7.А), при этом общее число уровней сигнала составляет А=N. М. Рассчитанные значения уровней (на частоте fk, где fk=k Δf, Δf - заранее выбран шаг по частоте; на практике может составлять от 50 до 100 Гц; целые числа находятся в диапазоне от kн до kв, при этом рабочий диапазон частот расположен в интервале от fkн до fkв) заносятся в долговременную (постоянную) память запоминающего устройства.The set of operations 6 (6.1 ... 6.A) is implemented by preliminary calculation and storing of the noise signal levels at the receiving point at the outputs of the channels of the vertical fan ranges, for example, R i = i ΔR (where ΔR is the pre-selected distance step, which is practice, 0.005 ... 0.1 R max , where R max is the maximum possible range to the noise source, i = 1 ... N are integers, with N ΔR = R max ) and for the given parameters of the slope of the noise signal spectrum (reduced to a distance of 1 m from the source) V j , j = 1 ... M. The levels are calculated for all combinations of indices i = 1 ... N, j = 1 ... M, which ensures the execution of operations 7 (7.1 ... 7.A), while the total number of signal levels is A = N. M. The calculated values of the levels (at a frequency f k , where f k = k Δf, Δf - a frequency step is preselected; in practice, it can be from 50 to 100 Hz; integers range from k n to k in , while the operating frequency range is in the range from f kn to f kv ) are recorded in the long-term (permanent) memory of the storage device.
Совокупность операций 7 (7.1...7.А) реализуется путем предварительного расчета нормированных уровней сигнала шумоизлучения в точке приема на выходах каналов вертикального веера Wqk и запоминания номеров каналов ярусов, у которых отношение сигнал-помеха 
Операции 8 (8.1...8.А) для уровней принятого сигнала с индексами i и j предусматривает вычисления по формуле в матричном виде 
Операция 11 предусматривает измерение скорости звука в воде в зависимости от глубины. Операции 5 и 11 проводятся независимо от остальных операций и обеспечивают получение данных для вычислительных операций 6 и 7.
Способ обнаружения реализуется устройством - шумопеленгаторной станцией с системой пространственной обработки сигналов - УФХН (см. Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника: состояние и актуальные проблемы. - СПб.: Наука, стр.53, рис.2.4) и устройствами измерения вертикального распределения скорости звука в воде (Справочник по гидроакустике, Л., Судостроение, 1988 г., стр.54...56), измерения волнения поверхности моря (Простаков А.Л. Электронный ключ к океану, Л., Судостроение, 1986, с.69) и хранения районированного банка характеристик дна.The detection method is implemented by a device - a noise-finding station with a spatial signal processing system - UFN (see Koryakin Yu.A., Smirnov S.A., Yakovlev G.V. Shipborne sonar equipment: state and current problems. - St. Petersburg: Science, p. .53, Fig. 2.4) and devices for measuring the vertical distribution of the speed of sound in water (Handbook of hydroacoustics, L., Shipbuilding, 1988, p. 54 ... 56), measuring sea surface waves (Prostakov A.L. Electronic key to the ocean, L., Shipbuilding, 1986, p.69) and storage of the zoned bank ha bottom characteristics.
Блок-схема устройства показана на фиг.2. Устройство обнаружения шумящих в море объектов фиг.2 состоит из многоэлементной, например, цилиндрической антенны 1, элементы которой соединены с системой предварительной обработки и системой пространственной обработки 2, в которую входят блоки формирования статического горизонтального 3 и статического вертикального 4 веера характеристик направленности, системой первичной обработки информации 5, в которую входят блоки 6 диапазонных фильтров, детектирования и накопления (осреднения), блоки 7 обработки сигналов с расчетными весами, пропорциональными расчетному отношению сигнал-помеха в вертикальных каналах, в которые поступают из блока 14 расчетные значения сигналов, и пороговое устройство 8, и системой вторичной обработки информации 9, в которую входит индикаторное устройство 10. В вычислительном устройстве 14 рассчитывается акустическое поле сигналов и решается уравнение гидроакустики по данным, поступающим от банка районированных характеристик дна 11, от измерителя волнения поверхности моря 12, от устройства измерения скорости звука в зависимости от глубины 13. В качестве устройства измерения скорости звука в зависимости от глубины 13 может быть применен, например, измеритель XSV ВМС США (Тарасюк Ю.Ф. Измеритель скорости звука XSV для ВМС США, Судостроение за рубежом, 1979, 4, с.90-93), измеритель волнения поверхности моря 12 (Простаков А.Л. Электронный ключ к океану, Л., Судостроение, 1986, с.69), банк районированных характеристик дна 11 (Океанографические таблицы, Л., Гидрометеоиздат, 1975 г.).The block diagram of the device is shown in figure 2. The device for detecting noisy objects in the sea of Fig. 2 consists of a multi-element, for example, a cylindrical antenna 1, the elements of which are connected to a pre-processing system and a
На индикаторном устройстве 10 регистрируется панорама совокупности принимаемых сигналов на выходе приемной системы, для которых выполнены указанные выше процедуры.On the indicator device 10, a panorama of the set of received signals at the output of the receiving system, for which the above procedures are performed, is recorded.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005113369/09A RU2298203C2 (en) | 2005-05-03 | 2005-05-03 | Mode of detection of noisy objects in the sea |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005113369/09A RU2298203C2 (en) | 2005-05-03 | 2005-05-03 | Mode of detection of noisy objects in the sea |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005113369A RU2005113369A (en) | 2006-11-10 |
| RU2298203C2 true RU2298203C2 (en) | 2007-04-27 |
Family
ID=37500552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005113369/09A RU2298203C2 (en) | 2005-05-03 | 2005-05-03 | Mode of detection of noisy objects in the sea |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2298203C2 (en) |
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2480781C2 (en) * | 2011-07-01 | 2013-04-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ | Method of measuring levels and horizontal directivity of noise of off-shore oil and gas facilities |
| RU2549207C2 (en) * | 2013-06-03 | 2015-04-20 | Айтпек Безембаевич Смагулов | Device for detecting hydroacoustic noise signals based on quadrature receiver |
| RU2555194C1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-07-10 | ОАО "Концерн "Океанприбор" | Processing of hydroacoustic signal from noise-emitting object |
| RU2559310C2 (en) * | 2013-10-18 | 2015-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | Method of estimating distance to noisy object at sea |
| RU2561010C1 (en) * | 2014-06-02 | 2015-08-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Method for adaptive processing of noise emission signal |
| RU2572792C1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-01-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Method of integrating noisy sea object detection systems |
| RU2581719C2 (en) * | 2013-10-14 | 2016-04-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | Method of estimating number of propeller blades of noisy object at sea |
| RU2590933C1 (en) * | 2015-04-27 | 2016-07-10 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Device for obtaining information on noisy object in sea |
| RU2602732C1 (en) * | 2015-06-25 | 2016-11-20 | Акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" | Method for passive determination of coordinates of noisy object in the sea |
| RU2650830C1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-04-17 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Device for obtaining information on noisy object in sea |
| RU2653189C1 (en) * | 2017-06-07 | 2018-05-07 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Method of detecting noisy objects in shallow and deep sea |
| RU2653585C1 (en) * | 2017-09-08 | 2018-05-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИМПТ ДВО РАН) | Method of detecting the noise-producing, moving in the sea objects |
| RU2653587C1 (en) * | 2017-06-07 | 2018-05-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Hydroacoustic system for detection of moving sound source, measurement of azimuth angle of source and horizon of sound source in shallow sea |
| RU2654335C1 (en) * | 2017-06-07 | 2018-05-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Method of detecting noisy objects in sea with combined receiver |
| RU2654365C1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-05-17 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Device for obtaining information on noisy object in sea |
| RU2680860C1 (en) * | 2017-12-07 | 2019-02-28 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of passive determination of coordinate of sources of sonar radiation |
| RU2689968C1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-05-29 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of classification of marine objects in a typical sound locating station |
| RU2694270C1 (en) * | 2018-06-22 | 2019-07-11 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Device for determining displacement of a surface ship during its noise direction-finding |
| RU2694782C1 (en) * | 2018-06-22 | 2019-07-16 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of detecting noisy objects in sea |
| RU2700797C1 (en) * | 2019-02-27 | 2019-09-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Method to detect noisy objects in shallow sea |
| RU2703804C1 (en) * | 2018-10-22 | 2019-10-22 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of classifying marine objects with passive hydroacoustic means |
| RU2715431C1 (en) * | 2019-07-03 | 2020-02-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Method for detection of underwater source of broadband noise |
| RU2739478C1 (en) * | 2020-05-25 | 2020-12-24 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method for processing a pseudo-noise signal in sonar |
| RU2754200C1 (en) * | 2020-11-19 | 2021-08-30 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method for panoramic detection of objects making noise in the sea |
| RU2764386C1 (en) * | 2021-04-05 | 2022-01-17 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method for passive determination of the coordinates of a noise-emitting marine object |
-
2005
- 2005-05-03 RU RU2005113369/09A patent/RU2298203C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КАМП Л. Подводная акустика. - М.: Мир, 1972, с.262-263, 265-266. * |
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2480781C2 (en) * | 2011-07-01 | 2013-04-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли РФ | Method of measuring levels and horizontal directivity of noise of off-shore oil and gas facilities |
| RU2549207C2 (en) * | 2013-06-03 | 2015-04-20 | Айтпек Безембаевич Смагулов | Device for detecting hydroacoustic noise signals based on quadrature receiver |
| RU2581719C2 (en) * | 2013-10-14 | 2016-04-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | Method of estimating number of propeller blades of noisy object at sea |
| RU2559310C2 (en) * | 2013-10-18 | 2015-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | Method of estimating distance to noisy object at sea |
| RU2555194C1 (en) * | 2014-03-31 | 2015-07-10 | ОАО "Концерн "Океанприбор" | Processing of hydroacoustic signal from noise-emitting object |
| RU2561010C1 (en) * | 2014-06-02 | 2015-08-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Method for adaptive processing of noise emission signal |
| RU2572792C1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-01-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" | Method of integrating noisy sea object detection systems |
| RU2590933C1 (en) * | 2015-04-27 | 2016-07-10 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Device for obtaining information on noisy object in sea |
| RU2602732C1 (en) * | 2015-06-25 | 2016-11-20 | Акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" | Method for passive determination of coordinates of noisy object in the sea |
| RU2650830C1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-04-17 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Device for obtaining information on noisy object in sea |
| RU2654365C1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-05-17 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Device for obtaining information on noisy object in sea |
| RU2653587C1 (en) * | 2017-06-07 | 2018-05-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Hydroacoustic system for detection of moving sound source, measurement of azimuth angle of source and horizon of sound source in shallow sea |
| RU2654335C1 (en) * | 2017-06-07 | 2018-05-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Method of detecting noisy objects in sea with combined receiver |
| RU2653189C1 (en) * | 2017-06-07 | 2018-05-07 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Method of detecting noisy objects in shallow and deep sea |
| RU2653585C1 (en) * | 2017-09-08 | 2018-05-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИМПТ ДВО РАН) | Method of detecting the noise-producing, moving in the sea objects |
| RU2680860C1 (en) * | 2017-12-07 | 2019-02-28 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of passive determination of coordinate of sources of sonar radiation |
| RU2689968C1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-05-29 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of classification of marine objects in a typical sound locating station |
| RU2694782C1 (en) * | 2018-06-22 | 2019-07-16 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of detecting noisy objects in sea |
| RU2694270C1 (en) * | 2018-06-22 | 2019-07-11 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Device for determining displacement of a surface ship during its noise direction-finding |
| RU2703804C1 (en) * | 2018-10-22 | 2019-10-22 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of classifying marine objects with passive hydroacoustic means |
| RU2700797C1 (en) * | 2019-02-27 | 2019-09-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Method to detect noisy objects in shallow sea |
| RU2715431C1 (en) * | 2019-07-03 | 2020-02-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Method for detection of underwater source of broadband noise |
| RU2739478C1 (en) * | 2020-05-25 | 2020-12-24 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method for processing a pseudo-noise signal in sonar |
| RU2754200C1 (en) * | 2020-11-19 | 2021-08-30 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method for panoramic detection of objects making noise in the sea |
| RU2764386C1 (en) * | 2021-04-05 | 2022-01-17 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method for passive determination of the coordinates of a noise-emitting marine object |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005113369A (en) | 2006-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2298203C2 (en) | Mode of detection of noisy objects in the sea | |
| RU2300118C1 (en) | Mode of detection noisy objects in the sea | |
| RU2339050C1 (en) | Method of sea noisy objects detection | |
| ES2386907T3 (en) | Methods and systems for passive location of reach and depth | |
| US5822276A (en) | Broadband sonar method and apparatus for use with conventional sonar sensor arrays | |
| US20070058488A1 (en) | Sonar system and process | |
| WO2009114578A1 (en) | Autonomous sonar system and method | |
| RU2602732C1 (en) | Method for passive determination of coordinates of noisy object in the sea | |
| US20220171056A1 (en) | Techniques for sonar data processing | |
| RU2156984C1 (en) | Process of generation of information on noisy object at sea and process of obtainment of color scales for it | |
| Ellis et al. | A normal mode reverberation and target echo model to interpret towed array data in the target and reverberation experiments | |
| CN109655834A (en) | Multibeam sonar sounding method and system based on CFAR detection | |
| CN109765521A (en) | A kind of Beam Domain imaging method based on Subarray partition | |
| Booth et al. | Detectability of low-level broad-band signals using adaptive matched-field processing with vertical aperture arrays | |
| RU2271551C2 (en) | Method for detecting underwater objects and device for realization of said method | |
| US8400875B2 (en) | Active sonar system and active sonar method using a pulse sorting transform | |
| US20090112092A1 (en) | Apparatus and method of estimating and compensating a motion in forming a synthetic image | |
| KR20090009726A (en) | Method for passively determining at least distance to and the position of a sound-emitting traget and sonar system | |
| Fillinger et al. | Towards a passive acoustic underwater system for protecting harbours against intruders | |
| RU2208811C2 (en) | Procedure to obtain information on noisy objects in sea | |
| CN113109824A (en) | Underwater target identification method based on split beam | |
| RU2460088C1 (en) | Method of detecting local object on background of distributed interference | |
| RU2703804C1 (en) | Method of classifying marine objects with passive hydroacoustic means | |
| Bennaceur et al. | Target localization in depth and range from passive sonar | |
| Kerstens et al. | An optimized planar MIMO array approach to in-air synthetic aperture sonar |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090504 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110520 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180504 |