RU2319984C2 - System for definition of the vibrations of water surface - Google Patents
System for definition of the vibrations of water surface Download PDFInfo
- Publication number
- RU2319984C2 RU2319984C2 RU2006101199/28A RU2006101199A RU2319984C2 RU 2319984 C2 RU2319984 C2 RU 2319984C2 RU 2006101199/28 A RU2006101199/28 A RU 2006101199/28A RU 2006101199 A RU2006101199 A RU 2006101199A RU 2319984 C2 RU2319984 C2 RU 2319984C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- microbarographs
- comparison circuit
- extreme
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемая система относится к сейсмической и акустической разведке районов, покрытых водой, а именно к системам предупреждения о волнах цунами, возникающих вследствие подъема или опускания значительных водных масс океана.The proposed system relates to seismic and acoustic exploration of areas covered by water, and in particular to warning systems about tsunami waves arising from the rise or lowering of significant ocean water masses.
Известны способы и системы для определения возникновения волн цунами (авт. свид. СССР №№568.922, 769.455, 1.070.497, 1.584.585, 1.676.651, 1.721.563; патенты РФ №№2.030.789, 2.034.312, 2.041.476, 2.068.185, 2.093.861, 2.097.792, 2.168.747, 2.201.599, 2.240.570; патенты США №№3.943.514, 4.126.203, 5.124.651, 5.696.514; Бреховских Л.М. О цунами и наблюдениях над сверхдальним распространением звука в океане. - Бюлл. Совета по сейсмологии АН СССР, 1956, №2, с.8-11; Дыхан Б.Д. и др. Первая регистрация цунами в океане (цунами 23.02.80 у Южных Курильских островов). Доклады АН, т.257, №5, 1981, с.1088-1092 и другие).Known methods and systems for determining the occurrence of tsunami waves (ed. Certificate of the USSR No. 568.922, 769.455, 1.070.497, 1.584.585, 1.676.651, 1.721.563; RF patents No. 2.030.789, 2.034.312, 2.041 .476, 2.068.185, 2.093.861, 2.097.792, 2.168.747, 2.201.599, 2.240.570; US patents Nos. 3,943.514, 4.126.203, 5.124.651, 5.696.514; L. Brekhovsky M. On tsunamis and observations on the ultra-long-range sound propagation in the ocean - Bull. Of the Council on Seismology of the Academy of Sciences of the USSR, 1956, No. 2, pp. 8-11; Dykhan BD et al. First registration of tsunamis in the ocean (tsunami 23.02. 80 at the South Kuril Islands), Reports of the Academy of Sciences, vol. 257, No. 5, 1981, pp. 1088-1092 and others).
Из известных систем наиболее близкой к предлагаемой является система, реализующая «Способ определения колебаний водной поверхности определения колебаний водной поверхности» (Авт. свид. СССР №1.070.497, G01V 1/38, 1982), которая и выбрана в качестве прототипа.Of the known systems closest to the proposed one is a system that implements the "Method for determining the fluctuations of the water surface to determine the fluctuations of the water surface" (Auth. Certificate. USSR No. 1.070.497,
Указанная система обеспечивает прогноз распространения волн цунами за счет получения информации о начальном смещении поверхности океана, но не позволяет достоверно определять колебания водной поверхности.This system provides a forecast of the propagation of tsunami waves by obtaining information about the initial displacement of the ocean surface, but does not allow to reliably determine the fluctuations of the water surface.
Технической задачей изобретения является повышение достоверности определения колебаний водной поверхности путем определения эпицентра цунами и использования сложных сигналов с фазовой манипуляцией для передачи тревожного сообщения на пункт контроля.An object of the invention is to increase the reliability of determining fluctuations in the water surface by determining the tsunami epicenter and using complex signals with phase shift keying to transmit an alarm message to a control point.
Поставленная задача решается тем, что система для определения колебаний водной поверхности, содержащая микробарографы, расположенные в виде разветвленной системы вдоль береговой линии и подключенные через схему сравнения к системе оповещения, снабжена блоком памяти, пунктом контроля и двумя корреляторами, каждый из которых состоит из последовательно подключенных к одному из крайних микробарографов перемножителя, второй вход которого через регулируемую линию задержки соединен с выходом другого крайнего микробарографа, фильтра нижних частот, экстремального регулятора и регулируемой линии задержки, второй выход которого является выходом коррелятора, система оповещения выполнена в виде последовательно подключенных к выходу схемы сравнения первого ключа, второй вход которого через первый преобразователь аналог-код соединен с выходом первого коррелятора, формирователя модулирующего кода, третий вход которого соединен с выходом схемы сравнения, фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, усилителя мощности и передающей антенной, последовательно подключенных к выходу второго коррелятора второго преобразователя аналог-код и второго ключа, второй вход которого соединен с выходом схемы сравнения, а выход подключен к второму входу формирователя модулирующего кода, пункт контроля выполнен в виде последовательно включенных приемной антенны, усилителя высокой частоты, смесителя, второй вход которого соединен с выходом гетеродина, усилителя промежуточной частоты, первого переменожителя, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот, узкополосного фильтра, второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, фильтра нижних частот и блока регистрации и анализа, второй вход схемы сравнения соединен с выходом блока памяти, микробарографы разнесены на фиксированное расстояние d, две пары крайних микробарографов разнесены на фиксированное расстояние nd, где n - количество микробарографов.The problem is solved in that the system for determining the fluctuations of the water surface, containing microbarographs located in the form of a branched system along the coastline and connected through a comparison circuit to the warning system, is equipped with a memory unit, a control point and two correlators, each of which consists of series-connected to one of the extreme microbarographs of the multiplier, the second input of which is connected via an adjustable delay line to the output of the other extreme microbarograph, the lower filter x frequencies, an extreme controller and an adjustable delay line, the second output of which is the output of the correlator, the warning system is made in the form of a series-connected to the output of the comparison circuit of the first key, the second input of which through the first converter, the analog code is connected to the output of the first correlator, generator of the modulating code, the third input of which is connected to the output of the comparison circuit, the phase manipulator, the second input of which is connected to the output of the master oscillator, power amplifier and transmitting ant connected to the output of the second correlator of the second analog-code converter and the second key, the second input of which is connected to the output of the comparison circuit, and the output is connected to the second input of the modulating code generator, the control point is made in the form of a series-connected receiving antenna, high-frequency amplifier, a mixer, the second input of which is connected to the output of the local oscillator, an intermediate frequency amplifier, the first switch, the second input of which is connected to the output of the low-pass filter, narrowband filter, the second multiplier, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency amplifier, the low-pass filter and the recording and analysis unit, the second input of the comparison circuit is connected to the output of the memory unit, the microbarographs are spaced a fixed distance d, two pairs of extreme microbarographs are spaced a fixed distance nd, where n is the number of microbarographs.
Структурная схема системы для определения колебаний водной поверхности представлена на фиг.1. Временные диаграммы, поясняющие работу системы, изображены на фиг.2.The structural diagram of the system for determining the fluctuations of the water surface is presented in figure 1. Timing diagrams explaining the operation of the system are depicted in figure 2.
Система содержит приемники 1.i (i=1, 2,..., n) колебаний атмосферного давления (микробарографы), расположенные в виде разветвленной системы вдоль береговой линии и подключенные через схему 2 сравнения к системе 3 оповещения, пункт контроля 7, два коррелятора 5 и 6, каждый из которых состоит из последовательно подключенных к одному из крайних микробарографов 1.1 (1.n) перемножителя 5.1 (6.1), второй вход которого через регулируемую линию задержки 5.4 (6.4) соединен с выходом другого крайнего микробарографа 1.2 (1.n-1), фильтра нижних частот 5.2 (6.2) экстремального регулятора 5.3 (6.3) и регулируемой линии задержки 5.4 (6.4), второй выход которого является выходом коррелятора 5 (6).The system contains receivers 1.i (i = 1, 2, ..., n) of atmospheric pressure fluctuations (microbarographs) located in the form of a branched system along the coastline and connected through the comparison circuit 2 to the warning system 3, control point 7, two
Система 3 оповещения выполнена в виде последовательно подключенных к выходу схемы 2 сравнения первого ключа 3.3, второй вход которого через первый преобразователь 3.1 аналог-код соединен с выходом первого коррелятора 5, формирователь 3.5 модулирующего кода, третий вход которого соединен с выходом схемы 2 сравнения, фазового манипулятора 3.7, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 3.6, усилителя 3.8 мощности и передающей антенны 3.9, последовательно подключенных к выходу второго коррелятора 6 преобразователя 3.2 аналог-код и второго ключа 3.4, второй вход которого соединен с выходом схемы 2 сравнения, а выход подключен к второму входу формирователя 3.5 модулирующего кода.The notification system 3 is made in the form of a first key 3.3, connected in series to the output of the comparison circuit 2, the second input of which through the first converter 3.1, the analog code is connected to the output of the first correlator 5, the modulator code generator 3.5, the third input of which is connected to the output of the comparison circuit 2, phase the manipulator 3.7, the second input of which is connected to the output of the master oscillator 3.6, power amplifier 3.8 and transmitting antenna 3.9, connected in series to the output of the
Пункт 7 контроля выполнен в виде последовательно включенных приемной антенны 7.1, усилителя 7.2 высокой частоты, смесителя 7.4, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 7.3, усилителя 7.5 промежуточной частоты, первого перемножителя 7.6, второй выход которого соединен с выходом фильтра 7.9 нижних частот, узкополосного фильтра 7.8. второго перемножителя 7.7, второй вход которого соединен с выходом усилителя 7.5 промежуточной частоты, фильтра 7.9 нижних частот и блока 7.10 регистрации и анализа.The control point 7 is made in the form of a series-connected receiving antenna 7.1, a high-frequency amplifier 7.2, a mixer 7.4, the second input of which is connected to the output of the local oscillator 7.3, the intermediate-frequency amplifier 7.5, the first multiplier 7.6, the second output of which is connected to the output of the low-pass filter 7.9, narrow-band filter 7.8. the second multiplier 7.7, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency amplifier 7.5, a low-pass filter 7.9 and a registration and analysis unit 7.10.
Второй вход схемы 2 сравнения соединен с выходом блока 4 памяти, микробарографы разнесены на фиксированные расстояния d (измерительная база), две пары крайних микробарографов 1.1 и 1.2, 1.n и 1.n-1 разнесены на фиксированное расстояние nd, где n - количество микробарографов.The second input of the comparison circuit 2 is connected to the output of the memory unit 4, the microbarographs are spaced a fixed distance d (measuring base), two pairs of extreme microbarographs 1.1 and 1.2, 1.n and 1.n-1 are spaced a fixed distance nd, where n is the number microbarographs.
Предлагаемая система работает следующим образом.The proposed system works as follows.
Принцип определения колебаний водной поверхности заключается в следующем.The principle of determining the fluctuations of the water surface is as follows.
Период волн цунами заключен в интервале от 2 до 200 мин, длина волны составляет нескольких десятков до 300-400 км при высоте волн 1-2 м. Начальное возвышение поверхности океана в очаге зарождения волн цунами не превышает нескольких метров и зарегистрировать их распространение практически невозможно.The period of tsunami waves is in the range from 2 to 200 minutes, the wavelength is several tens to 300-400 km at a wave height of 1-2 m.The initial elevation of the ocean surface in the center of the generation of tsunami waves does not exceed several meters and it is practically impossible to detect their propagation.
Однако в момент зарождения цунами область акватории радиуса R поднимается на высоту h над поверхностью океана - с частотами 0,001-0,5 Гц, что вызывает изменение атмосферного давления, которое можно зарегистрировать на расстоянии от очага цунами не менее 5 длин волн цунами, что определяется отношением последнего к шуму.However, at the time of the emergence of a tsunami, the area of the water area of radius R rises to a height h above the ocean surface - with frequencies of 0.001-0.5 Hz, which causes a change in atmospheric pressure, which can be recorded at a distance from the tsunami focus of at least 5 tsunami wavelengths, which is determined by the ratio last to noise.
На больших по сравнению с радиусом R расстояниях эта система эквивалентна движению помещенной в жесткий экран мембраны, приводящему на расстоянии l>>R к изменению атмосферного давленияAt large distances compared with the radius R, this system is equivalent to the movement of a membrane placed in a rigid screen, leading to a change in atmospheric pressure at a distance l >> R
где V0 - скорость подъема водной массы;where V 0 - the ascent rate of the water mass;
α - угол между вектором точки наблюдения и вертикалью (азимут);α is the angle between the vector of the observation point and the vertical (azimuth);
ρ - удельное давление;ρ is the specific pressure;
С - скорость звука в атмосфере;C is the speed of sound in the atmosphere;
λ и k - соответственно длина волны и вектор излучения волны;λ and k are the wavelength and the radiation vector of the wave, respectively;
I1 - функция Бесселя первого порядка.I 1 - Bessel function of first order.
Собственные частоты колебаний системы лежат в пределах 0,001-0,5 Гц. Подставляя в формулу (1) ρ≈1,29*10-3·г/см3, С=330 м/с, ω=0,1 Гц, l=1000 км, , πR2≈500 км2, получим для изменения давления ≈10-3÷10-4 бар.The natural frequencies of the system are in the range of 0.001-0.5 Hz. Substituting in the formula (1) ρ≈1.29 * 10 -3 · g / cm 3 , C = 330 m / s, ω = 0.1 Hz, l = 1000 km, , πR 2 ≈500 km 2 , we obtain for pressure changes ≈10 -3 ÷ 10 -4 bar.
Чувствительность современных микробарографов значительно превосходит указанный интервал давлений, а частотный диапазон их позволяет регистрировать изменение давления с частотами собственных колебаний очага цунами.The sensitivity of modern microbarographs significantly exceeds the indicated pressure range, and their frequency range allows you to record the pressure change with the frequencies of the natural oscillations of the tsunami source.
Скорость распространения колебаний давления в атмосфере в среднем в два раза превышает скорость волн цунами. Поэтому на расстояниях порядка 1000 км разность времени прихода звукового импульса и гидродинамической волны составляет примерно 30 мин и может быть использована для предупреждения о возникновении дальних цунами.The velocity of propagation of pressure fluctuations in the atmosphere is on average twice the speed of tsunami waves. Therefore, at distances of the order of 1000 km, the difference in the arrival time of a sound pulse and a hydrodynamic wave is approximately 30 minutes and can be used to warn of the occurrence of distant tsunamis.
Колебания атмосферного давления от эпицентра ЭЦ цунами принимаются двумя парами микробарографов 1.i (i=1, 2,..., n). Причем микробарографы разнесены на фиксированное расстояние d (измерительная база). Две пары крайних микробарографов разнесены на фиксированное расстояние nd, где n - количество микробарографов.Fluctuations in atmospheric pressure from the epicenter of the tsunami EC are received by two pairs of microbarographs 1.i (i = 1, 2, ..., n). Moreover, the microbarographs are spaced a fixed distance d (measuring base). Two pairs of extreme microbarographs are spaced a fixed distance nd, where n is the number of microbarographs.
Колебания атмосферного давления (звуковые сигналы) с выходов крайних микробарографов поступают на два коррелятора 5 (6), каждый из которых состоит из перемножителя 5.1 (6.1), фильтра 5.2 (6.2) нижних частот, экстремального регулятора 5.3 (6.3) и регулируемой линии задержки 5.4 (6.4). Получаемая на выходе коррелятора 5 (6) взаимно-корреляционная функция R(τ1)[R(τ2)] имеет максимум при значении введенного регулируемого запаздыванияOscillations of atmospheric pressure (sound signals) from the outputs of extreme microbarographs are supplied to two correlators 5 (6), each of which consists of a multiplier 5.1 (6.1), a low-pass filter 5.2 (6.2), an extreme regulator 5.3 (6.3) and an adjustable delay line 5.4 (6.4). The cross-correlation function R (τ 1 ) [R (τ 2 )] obtained at the output of correlator 5 (6) has a maximum for the value of the introduced controlled delay
τ1=t1-t2, τ2=t3-t4,τ 1 = t 1 -t 2 , τ 2 = t 3 -t 4 ,
где t1 и t2 - время прохождения звуковым сигналом расстояний от эпицентра цунами ЭЦ до первого 1.1 и второго 1.2 крайних микробарографов;where t 1 and t 2 - the time the sound signal travels the distances from the epicenter of the EC tsunami to the first 1.1 and second 1.2 extreme microbarographs;
t3 и t4 - время прохождения звуковым сигналом расстояний от эпицентра цунами ЭЦ до второй пары крайних микробарографов соответственно.t 3 and t 4 - the time the sound signal travels the distances from the epicenter of the EC tsunami to the second pair of extreme microbarographs, respectively.
Максимальные значения R(τ1) и R(τ2) поддерживаются с помощью экстремальных регуляторов 5.3 и 6.3, воздействующих на блоки 5.4 и 6.4 регулируемой задержки соответственно. Шкала блоков 5.4 и 6.4 регулируемой задержки градуируются непосредственно в значениях угловых координат эпицентра цунами ЭЦThe maximum values of R (τ 1 ) and R (τ 2 ) are supported with the help of extreme regulators 5.3 and 6.3, acting on blocks 5.4 and 6.4 of adjustable delay, respectively. The scale of blocks 5.4 and 6.4 of adjustable delay are graded directly in the values of the angular coordinates of the epicenter of the EC tsunami
где τ1 и τ2 - введенные в соответствующие каналы задержки звуковых сигналов, соответствующие максимуму корреляционных функций.where τ 1 and τ 2 are introduced into the corresponding channels of the delay of sound signals corresponding to the maximum of correlation functions.
Выходные сигналы корреляторов 5 и 6 максимальны, когда плоскости, в которых лежат микробарографы 1.1 и 1.2, 1.n-1 и 1.n, расположены перпендикулярно направлениям на эпицентр цунами ЭЦ (фиг.1).The output signals of the
Измеренные значения α1 и α2 в преобразователях 3.1 и 3.2 преобразуются в цифровые коды.The measured values of α 1 and α 2 in the converters 3.1 and 3.2 are converted into digital codes.
Осредненные зарегистрированные колебания атмосферного давления по группе приемников (микробарографов) определяют момент прихода первого экстремума выделенного сигнала, сравниваются в схеме 2 сравнения с эталонным сигналом, поступающим из блока 4 памяти. По результатам сравнения формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющие входы ключей 3.3 и 3.4, открывая их. В исходном состоянии ключи 3.3 и 3.4 всегда закрыты.The averaged recorded atmospheric pressure fluctuations over a group of receivers (microbarographs) determine the moment of arrival of the first extremum of the extracted signal, are compared in comparison circuit 2 with a reference signal coming from memory unit 4. Based on the comparison results, a constant voltage is generated, which is supplied to the control inputs of the keys 3.3 and 3.4, opening them. In the initial state, keys 3.3 and 3.4 are always closed.
Значения азимутов α1 и α2 в цифровой форме с выходов преобразователей 3.1 и 3.2 аналог-код через открытые ключи 3.3 и 3.4 соответственно поступают на входы формирователя 3.5 модулирующего кода, где формируется модулирующий код M(t) (цифровое сообщение) (фиг.2.а), который поступает на первый вход фазового манипулятора 3.7, на второй вход которого подается высокочастотное колебание с выхода задающего генератора 3.6 (фиг.2, б)The azimuth values α 1 and α 2 in digital form from the outputs of the transducers 3.1 and 3.2 analog code through public keys 3.3 and 3.4 respectively are fed to the inputs of the generator 3.5 modulating code, where the modulating code M (t) (digital message) is generated (figure 2 .a), which is fed to the first input of the phase manipulator 3.7, to the second input of which a high-frequency oscillation is supplied from the output of the master oscillator 3.6 (Fig. 2, b)
Uc(t)=Vccos(ωct+φc), 0≤t≤Tc,U c (t) = V c cos (ω c t + φ c ), 0≤t≤T c ,
где Vc, ωc, φc, Tc - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность высокочастотного колебания.where V c , ω c , φ c , T c - amplitude, carrier frequency, initial phase and duration of high-frequency oscillations.
На выходе фазового манипулятора 3.7 образуется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн) (фиг.2, в)At the output of the phase manipulator 3.7, a complex signal with phase shift keying (QPSK) is generated (Fig. 2, c)
U1(t)=V1cos[ωct+φk(t)+φc], 0≤t≤Tc,U 1 (t) = V 1 cos [ω c t + φ k (t) + φ c], 0≤t≤T c,
где φk(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t) (фиг.2, а), причем φk(t)=const при kτэ<t<(k+1)τэ и может изменяться скачком при t=kτэ, т.е. на границе между элементарными посылками (К=1, 2,..., N-1);where φ k (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the phase manipulation law in accordance with the modulating code M (t) (Fig. 2, a), and φ k (t) = const for kτ e < t <(k + 1) τ e and can change abruptly at t = kτ e , i.e. on the border between elementary premises (K = 1, 2, ..., N-1);
τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тc(Тc=τэN),τ e , N - the duration and number of chips that make up the signal of duration T c (T c = τ e N),
который после усиления в усилителе 3.8 мощности излучается передающей антенной 3.9 в эфир, улавливается приемной антенной 7.1 пункта 7 контроля и через усилитель 7.2 высокой частоты поступает на первый вход смесителя 7.4. На второй вход смесителя 7.4 подается напряжение гетеродина 7.3which, after amplification in the power amplifier 3.8, is radiated by the transmitting antenna 3.9 into the ether, it is captured by the receiving antenna 7.1 of control point 7 and through the high-frequency amplifier 7.2 is fed to the first input of the mixer 7.4. The oscillator 7.3 voltage is applied to the second input of the mixer 7.4
UГ(t)=VГcos(wГt+φГ).U T (t) = V T cos (w? T + φ r).
На выходе смесителя 7.4 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 7.5 выделяется напряжение промежуточной частоты (фиг.2, г)At the output of the mixer 7.4, voltages of combination frequencies are generated. The amplifier 7.5 allocated voltage of the intermediate frequency (figure 2, g)
UПР(t)=VПРcos[ωПРt+φk(t)+φПР], 0≤t≤Tc,U PR (t) = V PR cos [ω PR t + φ k (t) + φ PR ], 0≤t≤T c ,
где Where
K1 - коэффициент передачи смесителя;K 1 - gear ratio of the mixer;
ωПР=ωc-ωГ - промежуточная частота;ω PR = ω c -ω G - intermediate frequency;
φПР=φс-φГ,φ PR = φ s -φ G ,
которое поступает на первые входы перемножителя 7.6 и 7.7. На второй вход перемножителя 7.7 подается опорное напряжение (фиг.2, д)which goes to the first inputs of the multiplier 7.6 and 7.7. The second input of the multiplier 7.7 is supplied with a reference voltage (figure 2, d)
U0(t)=V0cos(ωПРt+φПР)U 0 (t) = V 0 cos (ω PR t + φ PR )
с выхода узкополосного фильтра 7.8. На выходе перемножителя 7.7 образуется низкочастотное напряжение (фиг.2, е)from the output of the narrowband filter 7.8. The output of the multiplier 7.7 is formed of a low-frequency voltage (Fig.2, e)
UН(t)=VНcosφк(t),U Н (t) = V Н cosφ к (t),
где Where
К2 - коэффициент передачи перемножителя, пропорциональное модулирующему коду M(t) (фиг.2, а), которое выделяется фильтром 7.9 нижних частот и подается на второй вход перемножителя 7.6. На выходе последнего образуется гармоническое колебаниеTo 2 is the transmission coefficient of the multiplier, proportional to the modulating code M (t) (Fig.2, a), which is allocated by the low-pass filter 7.9 and fed to the second input of the multiplier 7.6. At the output of the latter, a harmonic oscillation is formed
U0(t)=V2cos(ωПРt+φПР)+V2cos[ωПРt+2φk(t)+φПР)=V0cos(ωПРt+φПР),U 0 (t) = V 2 cos (ω PR t + φ PR ) + V 2 cos [ω PR t + 2φ k (t) + φ PR ) = V 0 cos (ω PR t + φ PR ),
где V0=2V2, where V 0 = 2V 2 ,
которое используется в качестве опорного напряжения, выделяется узкополосным фильтром 7.8 и подается на второй вход перемножителя 7.7.which is used as the reference voltage, is allocated by a narrow-band filter 7.8 and fed to the second input of the multiplier 7.7.
Низкочастотное напряжение UН(t) поступает на вход блока 7.10 регистрации и анализа, где определяется эпицентр цунами.The low-frequency voltage U Н (t) is fed to the input of the registration and analysis block 7.10, where the tsunami epicenter is determined.
Перемножители 7.6 и 7.7, узкополосный фильтр 7.8 и фильтр 7.9 нижних частот образуют демодулятор ФМн-сигналов, который свободен от явления «обратной работы», что повышает достоверность выделения модулирующего кода M(t) из принимаемого ФМн-сигнала.Multipliers 7.6 and 7.7, a narrow-band filter 7.8 and a low-pass filter 7.9 form a QPSK demodulator that is free from the “reverse operation” phenomenon, which increases the reliability of extracting the modulating code M (t) from the received QPSK signal.
Следует отметить, что известным схемам Пистолькорса А.А., Сидорова В.И., Травина Г.А., Костаса Д.Ф., которые также выделяют опорное напряжение, необходимое для синхронного детектирования ФМн-сигналов, непосредственно из самого принимаемого ФМн-сигнала, присуще явление «обратной работы», которое ограничивает возможности этих устройств.It should be noted that the well-known schemes of Pistolkors A.A., Sidorov V.I., Travina G.A., Kostas D.F., which also emit the reference voltage necessary for synchronous detection of PSK signals directly from the received PSK signal, inherent phenomenon of "reverse work", which limits the capabilities of these devices.
Эффективность предлагаемой системы можно оценить, сравнив резерв времени между цунамигенным процессом и приходом разрушительной волны к побережью. Так, на расстояниях порядка 1000 км от эпицентра время движения волны цунами порядка 100 мин, сейсмического возмущения ~5 мин, звукового возмущения по подводному каналу ~10 мин и по атмосферному каналу ~50 мин, что достаточно для обеспечения мер по безопасности живой силы и техники.The effectiveness of the proposed system can be estimated by comparing the time reserve between the tsunamigenic process and the arrival of a destructive wave to the coast. So, at distances of the order of 1000 km from the epicenter, the tsunami wave travels for about 100 minutes, seismic disturbance ~ 5 minutes, sound disturbance along the underwater channel ~ 10 minutes and the atmospheric channel ~ 50 minutes, which is enough to ensure safety measures for manpower and equipment .
Система позволяет также повысить достоверность прогноза за счет получения информации о начальном смещении поверхности океана.The system also allows to increase the reliability of the forecast by obtaining information about the initial displacement of the ocean surface.
Таким образом, предлагаемая система по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение достоверности определения колебаний водной поверхности. Это достигается за счет определения эпицентра цунами и использования сложных сигналов с фазовой манипуляцией для передачи тревожной информации на пункт контроля.Thus, the proposed system in comparison with the prototype and other technical solutions for a similar purpose provides an increase in the reliability of determining fluctuations in the water surface. This is achieved by determining the tsunami epicenter and using complex signals with phase shift keying to transmit alarm information to the control point.
Сложные сигналы с фазовой манипуляцией открывают новые возможности в технике передачи тревожных дискретных сообщений от микробарографов, расположенных в виде разветвленной системы вдоль береговой линии, на пункт контроля. Указанные сигналы позволяют применять новый вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность разделять сложные ФМн-сигналы, действующие в одной и той же полосе частот и в одни и те же промежутки времени.Complex signals with phase shift keying open up new possibilities in the technique of transmitting discrete alarm messages from microbarographs located in the form of an extensive system along the coastline to a control point. These signals allow the use of a new type of selection - structural selection. This means that there is a new opportunity to separate complex QPSK signals operating in the same frequency band and at the same time intervals.
С точки зрения обнаружения сложные ФМн-сигналы обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.From the point of view of detection, complex QPSK signals have high energy and structural secrecy.
Энергетическая скрытность данных сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени и по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМн-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМн-сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, чтобы в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.The energy secrecy of these signals is due to their high compressibility in time and spectrum with optimal processing, which reduces the instantaneous radiated power. As a result, a complex QPSK signal at the receiving point may be masked by noise and interference. Moreover, the energy of a complex QPSK signal is by no means small; it is simply distributed over the time-frequency domain so that at each point of this region the signal power is less than the power of noise and interference.
Структурная скрытность ФМн-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМн-сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемника.The structural secrecy of the QPSK signals is caused by a wide variety of their forms and significant ranges of parameter changes, which makes it difficult to optimize or at least quasi-optimal processing of complex QPSK signals of an a priori unknown structure in order to increase the sensitivity of the receiver.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006101199/28A RU2319984C2 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | System for definition of the vibrations of water surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006101199/28A RU2319984C2 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | System for definition of the vibrations of water surface |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006101199A RU2006101199A (en) | 2007-07-27 |
RU2319984C2 true RU2319984C2 (en) | 2008-03-20 |
Family
ID=38431445
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006101199/28A RU2319984C2 (en) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | System for definition of the vibrations of water surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2319984C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451955C1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-05-27 | Открытое акционерное общество "Авангард" | System for determining water surface oscillations |
RU2503980C2 (en) * | 2011-09-21 | 2014-01-10 | Вячеслав Адамович Заренков | System for determining water surface vibrations |
-
2006
- 2006-01-10 RU RU2006101199/28A patent/RU2319984C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2451955C1 (en) * | 2011-02-17 | 2012-05-27 | Открытое акционерное общество "Авангард" | System for determining water surface oscillations |
RU2503980C2 (en) * | 2011-09-21 | 2014-01-10 | Вячеслав Адамович Заренков | System for determining water surface vibrations |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006101199A (en) | 2007-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2474793C1 (en) | Method for parametric reception of waves of different physical nature in marine environment | |
JP2721486B2 (en) | Tsunami / sea condition monitoring and prediction device | |
RU2593625C2 (en) | Method of transmitting information waves from sea medium into atmosphere and back | |
RU2536836C1 (en) | System for parametric reception of hydrophysical and geophysical waves in marine environment | |
RU2452041C1 (en) | Method for parametric reception of waves of different physical nature in marine environment | |
RU2602763C2 (en) | Method for parametric reception of waves of different physical nature of sources, processes and phenomena of atmosphere, ocean and earth's crust in marine environment | |
RU115929U1 (en) | HYDROACOUSTIC COMPLEX FOR REMOTE MONITORING OF HYDROPHYSICAL PARAMETERS IN SHALLOW WATER AQUATORIES | |
RU2453930C1 (en) | Method of parametric reception of waves of different physical origin in sea medium | |
RU2452040C1 (en) | Method for parametric reception of waves of different physical nature in marine environment | |
RU2349939C1 (en) | Earthquake and tsunami warning system | |
RU2319984C2 (en) | System for definition of the vibrations of water surface | |
RU2405176C2 (en) | Drift buoy hydroacoustic station to reveal signs of large earthquake and tsunami | |
RU2424538C1 (en) | Method of searching for mineral deposits using submarine geophysical vessel | |
RU2624607C1 (en) | Method of acoustic tomography system fields in the atmosphere, the oceans and crust of different physical nature in the marine environment | |
Naughton et al. | Ambient noise correlations on a mobile, deformable array | |
RU2503980C2 (en) | System for determining water surface vibrations | |
RU2410725C2 (en) | Bouy hydroacoustic station for detecting signs of strong earthquakes and tsunamis | |
RU2300787C2 (en) | Method for predicting possible appearance of tsunami and method for determining epicenter of tsunami | |
Vassallo et al. | A comparison of sea-floor and on-land seismic ambient noise in the Campi Flegrei caldera, southern Italy | |
RU2451955C1 (en) | System for determining water surface oscillations | |
Plaisant | Long range acoustic communications | |
RU2602770C1 (en) | Method of hydrophysical and geophysical fields acoustic tomography in marine environment | |
RU2340919C1 (en) | Tsunami hazard evaluation method and device to this end | |
RU2602993C1 (en) | System of acoustic tomography of hydrophysical and geophysical fields in marine environment | |
RU2488844C2 (en) | Passive method and system for detecting objects moving in water |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080111 |