RU2323449C1 - Method for determination of sound source bearing - Google Patents

Method for determination of sound source bearing Download PDF

Info

Publication number
RU2323449C1
RU2323449C1 RU2006138753/09A RU2006138753A RU2323449C1 RU 2323449 C1 RU2323449 C1 RU 2323449C1 RU 2006138753/09 A RU2006138753/09 A RU 2006138753/09A RU 2006138753 A RU2006138753 A RU 2006138753A RU 2323449 C1 RU2323449 C1 RU 2323449C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sound
angle
bearing
sound receivers
receivers
Prior art date
Application number
RU2006138753/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Владимирович Шмелев (RU)
Виктор Владимирович Шмелев
Николай Степанович Акиншин (RU)
Николай Степанович Акиншин
Иван Иванович Кортюков (RU)
Иван Иванович Кортюков
Сергей Викторович Шмелев (RU)
Сергей Викторович Шмелев
Егор Сергеевич Козлов (RU)
Егор Сергеевич Козлов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ)
Priority to RU2006138753/09A priority Critical patent/RU2323449C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2323449C1 publication Critical patent/RU2323449C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: acoustic direction finders (base points of perspective automatic sound-ranging complexes, applicable for determining the bearing of the sound source and topographic co-ordinates of this sound source.
SUBSTANCE: the basic wind parameters in the ground surface layer of the atmosphere and the air temperature in this layer are measured, the parameters, standard characteristics of the directivity of the sound detector line groups are computed, the sound detectors are disposed in a definite manner so as to receive the acoustic signals, which then are transformed to electric signals, processed in a special manner, the maximum amplitudes of voltages of these signals at outputs 1 and 2 of the signal processing channels are automatically measured, the difference of the maximum voltage amplitude at output 1 of the signal processing channels and the maximum voltage amplitude at output 2 of the signal processing channels is calculated, the sum of these amplitudes, relation of this difference to their sum are calculated, and the bearing of the sound source is automatically determined.
EFFECT: enhanced accuracy of direction finding of the sound source and reduced time of bearing finding.
21 dwg, 4 supplements

Description

Изобретение относится к акустическим пеленгаторам (базным пунктам) автоматизированных звукометрических комплексов (АЗК), находящихся на вооружении Сухопутных войск, и может быть использовано для определения пеленга источника звука (ИЗ) (угла между известным направлением и направлением на ИЗ) и топографических координат этого ИЗ. Известным направлением может быть перпендикуляр, восстановленный из средины акустической базы (расстояния между проекциями на горизонтальную плоскость двух звукоприемников (ЗП)) [1...6]. В этих акустических пеленгаторах (АП) для определения пеленга (исправленного звукометрического угла) используется «принцип разности времен», а он определяется таким аналитическим выражением (АВ):The invention relates to acoustic direction finders (base points) of automated sound metering complexes (AZK), which are in service with the Ground Forces, and can be used to determine the bearing of a sound source (IZ) (the angle between the known direction and the direction to IZ) and the topographic coordinates of this IZ. A known direction may be a perpendicular restored from the middle of the acoustic base (the distance between the projections onto the horizontal plane of two sound receivers (RF)) [1 ... 6]. In these acoustic direction finders (APs), the “time difference principle” is used to determine the bearing (corrected sound angle), and it is determined by the following analytical expression (AB):

Figure 00000001
Figure 00000001

где α=arcsin(C τ/1) - звукометрический угол (см. АВ (3) на стр.57 работы [1]);where α = arcsin (C τ / 1) is the sonometric angle (see AB (3) on page 57 of [1]);

С≈331 (1+t/273)0,5 - скорость звука в приземном слое атмосферы при (1) неблагоприятных условиях слышимости (эти условия см. на стр.49 работы [1])и отсутствии ветра, см. АВ (8) на стр.21 работы [1];С≈331 (1 + t / 273) 0.5 is the speed of sound in the surface layer of the atmosphere under (1) adverse hearing conditions (for these conditions, see page 49 of [1]) and in the absence of wind, see AB (8 ) on page 21 of [1];

t - температура воздуха в приземном слое атмосферы;t is the air temperature in the surface layer of the atmosphere;

τ=t2-t1 - разность времен прихода акустического сигнала (АС), образованного, например, выстрелом артиллерийского орудия, к ЗП (см. АВ (1) на стр.55 работы [1]);τ = t 2 -t 1 is the difference in the arrival times of an acoustic signal (AS), formed, for example, by a shot of an artillery gun, to the RF (see AB (1) on page 55 of [1]);

t1, t2 - время прихода звука к первому (правому относительно директрисы) и второму (левому относительно директрисы) ЗП соответственно;t 1 , t 2 - time of sound arrival to the first (right relative to the directrix) and second (left relative to the directrix) ZP, respectively;

1 - акустическая база (АБ), расстояние между ЗП;1 - acoustic base (AB), the distance between the RFP;

Figure 00000002
Figure 00000002

Δαη - поправка в звукометрический угол на удаление ИЗ от средины АБ, рассчитываемая с использованием АВ (16) или (21) (см. стр.66, 67 работы [1]);Δα η is the correction to the sonometric angle for the removal of the FROM from the middle of the battery, calculated using AB (16) or (21) (see pages 66, 67 of [1]);

ΔαW - поправка в звукометрический угол на скорость и направление ветра (общая поправка на ветер), рассчитываемая с использованием АВ (40) (см. стр.74 работы [1]); (но наиболее точно можно определять скорость и направление ветра при любых условиях слышимости, используя работу [7]);Δα W is the correction to the sonometric angle for wind speed and direction (general correction for wind) calculated using AB (40) (see p. 74 of [1]); (but it is most accurately possible to determine the speed and direction of the wind under any conditions of audibility using the work [7]);

Δαh - поправка в звукометрический угол на превышение (понижение) ИЗ, определяемая по методике, приведенной на стр. 88...93 работы [1]).Δα h is the correction to the sonometric angle for exceeding (lowering) the FM, determined by the methodology described on pages 88 ... 93 of [1]).

Но пеленг ИЗ в вышеуказанном способе не может быть определен при большой частоте прихода сигналов от этих ИЗ к АП, т.к. эти сигналы поступают из большого сектора и с большой частотой, например, при артиллерийской подготовке атаки и огневой поддержке наступающих войск. Кроме того, пеленг ИЗ в них может быть определен, если звук излучается этим ИЗ кратковременно, например, при выстреле артиллерийского орудия, залпе нескольких орудий, разрыве снаряда и т.п. А способ измерения пеленга, используемый в патенте США №3042897 [6], обладает малой точностью, см. стр.5 описания изобретения к патенту РФ №2138059 [10], и обладает вышеуказанным недостатком.But the FR bearing in the above method cannot be determined at a high frequency of arrival of signals from these FRs to the AP, because these signals come from a large sector and with great frequency, for example, during artillery preparation of the attack and fire support of the advancing troops. In addition, the IZ bearing in them can be determined if the sound is emitted by this IZ for a short time, for example, when firing an artillery gun, a volley of several guns, a shell burst, etc. And the method of measuring the bearing used in US patent No. 3042897 [6] has low accuracy, see page 5 of the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2138059 [10], and has the above disadvantage.

Более совершенным способом измерения пеленга ИЗ по сравнению с рассмотренным выше является способ, описанный в [8], но недостатком способа пеленгования в нем является «ухудшение точности пеленгации при увеличении времени компенсации за счет увеличения ширины диаграммы направленности групп акустических преобразователей», см. стр.5 описания изобретения к патенту РФ №2138059 [10].A more perfect way to measure the FR bearing compared to the one discussed above is the method described in [8], but the disadvantage of the direction finding method in it is “deterioration of direction finding accuracy with increasing compensation time due to the increase in the beam width of the groups of acoustic transducers”, see page 5 of the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2118059 [10].

Еще более совершенным способом измерения пеленга ИЗ по сравнению со способом, используемом в [8], является равносигнальный [9], который осуществляется двумя группами акустических преобразователей, см. стр.5 описания изобретения к патенту РФ №2138059 [10], но и он обладает недостаточной точностью пеленгования, см. стр.6 описания изобретения к патенту РФ №2138059 [10].An even more perfect way to measure the FR bearing compared to the method used in [8] is the equal-signal [9], which is carried out by two groups of acoustic transducers, see page 5 of the description of the invention to RF patent No. 2138059 [10], but he possesses insufficient direction finding accuracy, see page 6 of the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2138059 [10].

Этот же способ определения пеленга используется и в [10], где измерение пеленга ИЗ с непрерывным излучением (например, при пеленговании подводной лодки, см. стр.3, 7, абзац 3 [10]) производится на нескольких несущих частотах путем определения разности напряжений на выходах двух каналов обработки сигналов (см, стр. 8, абзац 2 [10]), что обеспечивает высокую точность пеленгования (см, стр.8, абзац 4 [10]). Недостатками способа в данном АП являются следующие: большое время, необходимое для получения точного пеленга ИЗ и особенно ИЗ, излучающего кратковременный сигнал, т.к. его измерение производится на нескольких частотах; большая сложность технической реализации данного способа измерения пеленга ИЗ, т.к. имеется несколько каналов обработки, см. фиг.1 [10], а следовательно, низкая надежность в работе и высокая стоимость этого АП.The same method for determining the bearing is also used in [10], where the measurement of the FRM bearing with continuous radiation (for example, when direction finding a submarine, see pages 3, 7, paragraph 3 [10]) is performed at several carrier frequencies by determining the voltage difference at the outputs of two signal processing channels (see page 8, paragraph 2 [10]), which ensures high direction finding accuracy (see page 8, paragraph 4 [10]). The disadvantages of the method in this AP are: the long time required to obtain an accurate bearing FROM and especially FROM emitting a short-term signal, because its measurement is made at several frequencies; the great complexity of the technical implementation of this method of measuring the bearing FROM, because there are several processing channels, see figure 1 [10], and therefore, low reliability and high cost of this AP.

В патенте РФ №2048678 [11] предлагается фазовый способ определения пеленга ИЗ с корреляционной обработкой сигнала, обеспечивающий высокую точность пеленгования, см. стр.34 абзац 3 работы [12], но он имеет следующие недостатки: «требует абсолютной идентичности амплитудных и частотных характеристик обоих каналов, что на практике достигается с большим трудом», см. стр.34 абзац 2 работы [12]; обладает низкой помехозащищенностью, т.к. при одновременном приеме сигналов даже от 2 ИЗ фаза суммарного сигнала будет другой по сравнению с приемом сигнала от одного ИЗ, что очевидно.RF patent No. 2048678 [11] proposes a phase method for determining an IZ bearing with correlation signal processing, providing high direction finding accuracy, see page 34, paragraph 3 of [12], but it has the following disadvantages: “it requires absolute identity of the amplitude and frequency characteristics both channels, which in practice is achieved with great difficulty ”, see p. 34 paragraph 2 of [12]; has low noise immunity, as while receiving signals even from 2 FROMs, the phase of the total signal will be different compared to receiving a signal from one FROM, which is obvious.

В патентах РФ №2274873 [13] и №2276383 [14] используется равносигнальный способ измерения пеленга ИЗ, когда пеленг вычисляется по отношению амплитуды напряжения, принятого 1 каналом обработки сигнала (КОС), к амплитуде напряжения, принятого 2 КОС. Назовем его классическим. Он обеспечивает достаточно высокую точность определения пеленга за счет оптимального выбора параметров основных устройств АП и использовании большого числа ЗП, и хорошую помехозащищенность. В качестве прототипа способа определения пеленга ИЗ будем использовать способ, приведенный в [14]. Исследования показали, что точность пеленгования ИЗ можно повысить, а также сократить время определения этого пеленга.In RF patents No. 2274873 [13] and No. 2276383 [14], the iso-signal method of measuring the IZ bearing is used, when the bearing is calculated by the ratio of the voltage amplitude received by the 1 signal processing channel (CBS) to the voltage amplitude received by 2 CBS. Let's call it classic. It provides a sufficiently high accuracy of bearing detection due to the optimal choice of parameters of the main AP devices and the use of a large number of RFPs, and good noise immunity. As a prototype of the method for determining the bearing FROM we will use the method described in [14]. Studies have shown that the accuracy of direction finding FROM can be improved, as well as reduce the time to determine this bearing.

Поэтому задачами изобретения является увеличение точности измерения пеленга ИЗ за счет снижения доли случайных ошибок и сокращение времени для его получения.Therefore, the objectives of the invention is to increase the accuracy of measuring the bearing FROM by reducing the proportion of random errors and reducing the time to obtain it.

Для достижения указанного результата необходимо сделать следующее:To achieve the specified result, you must do the following:

1. Измерить температуру воздуха в приземном слое атмосферы t с помощью термометра (пусть она равна 5°С);1. Measure the air temperature in the atmospheric surface layer t with a thermometer (let it be 5 ° C);

2. Рассчитать скорость звука в этом слое атмосферы при отсутствии ветра, используя АВ (1); (для рассматриваемого примера скорость звука будет равна 334,0173824 м/с);2. Calculate the speed of sound in this layer of the atmosphere in the absence of wind using AB (1); (for the considered example, the speed of sound will be equal to 334.0173824 m / s);

3. Измерить скорость и дирекционный угол (ДУ) ветра (W и αW) в приземном слое атмосферы (на высоте 2 м от поверхности земли), (при неблагоприятных условиях слышимости эти параметры ветра в этом слое атмосферы можно измерить, например, десантным метеорологическим комплектом ДМК 2, пусть скорость ветра равна 5 м/с, а ДУ ветра - 270° или 3/2 π, т.е. западный ветер).3. Measure the speed and directional angle (DU) of the wind (W and α W ) in the surface layer of the atmosphere (at a height of 2 m from the surface of the earth), (under unfavorable conditions of audibility these wind parameters in this layer of the atmosphere can be measured, for example, by the landing meteorological set DMK 2, let the wind speed be 5 m / s, and the wind remote control - 270 ° or 3/2 π, i.e. west wind).

(Температуру воздуха в приземном слое атмосферы, равную 5°С, скорость и ДУ ветра в указанном слое атмосферы, равные 5 м/с и 270° соответственно, а также ДУ направления: точка пересечения 1 и 2 ЛГ ЗП - примерный центр района особого внимания (РОВ), район, где предполагается наличие, например, огневых позиций артиллерийских и минометных батарей противника, равный 270°, назовем основным вариантом (ОВ) исходных данных (ИД));(Air temperature in the atmospheric surface layer equal to 5 ° С, wind speed and remote control in the specified atmospheric layer equal to 5 m / s and 270 °, respectively, and also remote control direction: the intersection point of 1 and 2 LG ZP is an approximate center of the area of special attention (DOM), the area where it is assumed, for example, the firing positions of the artillery and mortar batteries of the enemy, equal to 270 °, will be called the main version (S) of the source data (ID));

4. Выбрать на местности ровную площадку длиной и шириной около 300 м (в прототипе это действие отсутствует);4. Choose a flat area on the ground with a length and width of about 300 m (in the prototype this action is absent);

5. От примерного центра этой площадки на линии, перпендикулярной двум сторонам этого квадрата и направленной на примерный центр РОВ, на расстоянии около 155 м установить перископическую артиллерийскую буссоль ПАБ 2А (углоизмерительныи оптико-механический прибор) над предполагаемой точкой пересечения линейных групп (ЛГ) ЗП и измерить ей ДУ с этой точки на этот центр РОВ αЛГИЗ (в прототипе это действие отсутствует), (пусть этот угол равен также 270°, такой же ДУ должен быть и у равносигнального направления αРСН);5. From the approximate center of this site, on a line perpendicular to the two sides of this square and directed to the approximate center of the DOM, at a distance of about 155 m, install the PAB 2A periscope artillery gun (angle-measuring optical-mechanical device) above the supposed point of intersection of linear groups (LG) and measure her the remote control from this point to this center of the DOM α LGIS (this action is absent in the prototype) (let this angle also be 270 °, the same remote control should have the same-signal direction α RSN );

6. Найти разность между ДУ ветра и направления: точка пересечения ЛГ ЗП - примерный центр РОВ, т.е.6. Find the difference between the remote control of the wind and the direction: the point of intersection of the LG ZP is the approximate center of the DOM, ie

Figure 00000003
, см. стр.25, АВ (16) работы [1];
Figure 00000003
, see page 25, AB (16) of [1];

(в прототипе это действие отсутствует), в рассматриваемом примере φ=0;(this action is absent in the prototype), in the considered example φ = 0;

7. Рассчитать скорость звука с учетом влияния ветра.7. Calculate the speed of sound taking into account the influence of wind.

При неблагоприятных условиях слышимости она рассчитывается по формулеUnder adverse hearing conditions, it is calculated by the formula

Figure 00000004
, (см. стр.24, АВ (14) работы [1], это АВ является более общим по сравнению с АВ, приведенным на стр.5 прототипа [14], в прототипе угол φ определить затруднительно),
Figure 00000004
, (see page 24, AB (14) of [1], this AB is more general than the AB shown on page 5 of the prototype [14], it is difficult to determine the angle φ in the prototype),

(в рассматриваемом примере скорость звука с учетом влияния ветра будет равна 339,0173824 м/с);(in this example, the speed of sound, taking into account the influence of wind, will be equal to 339.0173824 m / s);

8. Выбрать частоту с наибольшей амплитудой из амплитудного спектра акустического сигнала (например, при определении пеленга артиллерийского орудия, которое произвело выстрел, см. стр.51 работы [3], из этого спектра можно взять гармонику частотой f0=20 Гц), которую назовем рабочей частотой АП, в прототипе эта частота обозначена через f, см. стр.5 [14]), (в прототипе это действие опущено, что также затрудняет определение пеленга ИЗ);8. Choose the frequency with the largest amplitude from the amplitude spectrum of the acoustic signal (for example, when determining the bearing of the artillery gun that fired, see page 51 of [3], from this spectrum we can take the harmonic with frequency f 0 = 20 Hz), which let's call the operating frequency of the AP, in the prototype this frequency is indicated by f, see page 5 [14]), (in the prototype this action is omitted, which also makes it difficult to determine the bearing FROM);

9. Рассчитать длину звуковой волны, принимаемой ЗП АП по формуле9. To calculate the length of the sound wave received ZP AP according to the formula

Figure 00000005
(см. стр.5 [14]).
Figure 00000005
(see page 5 [14]).

(Так, при вышеуказанных условиях она равна 16,9508691 м);(So, under the above conditions, it is 16.9508691 m);

10. Задавшись числом ЗП в ЛГ(например, n=10), рассчитать нормированные характеристики направленности (НХН) ЛГ ЗП по формуле10. Given the number of RFPs in LG (for example, n = 10), calculate the normalized directivity characteristics of the LG LPP using the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

(см. стр.5 [14] или [15, стр.214, АВ (VI. 49) и стр.198 АВ (VI. 50)] и построить их графики (например с помощью ЭВМ с использованием пакета прикладной программы "Mathcad 2001i", см. Фиг.1...Фиг.9, из-за простоты эта программа не приводится),(see p.5 [14] or [15, p.214, AB (VI. 49) and p.198 AB (VI. 50)] and plot their graphs (for example, using a computer using the application package "Mathcad 2001i ", see Figure 1 ... Figure 9, because of the simplicity of this program is not given),

где k=πZ; Z=d/λ;where k = πZ; Z = d / λ;

RЗП - НХН каждого из ЗП, входящих в ЛГ (при ненаправленных ЗП)R CP - NBW each RFP belonging to N (with omnidirectional PO)

RЗП=1, см. стр.5 [14], или стр.97, 98 [15];R RFP = 1, see p. 5 [14], or p. 97, 98 [15];

d - расстояние между рабочими осями соседних ЗП в ЛГ;d is the distance between the working axes of the adjacent RF in the LG;

Θ - угол в горизонтальной плоскости между направлением точка пересечения 1 и 2 ЛГ ЗП - ИЗ и произвольным направлением;Θ - the angle in the horizontal plane between the direction of the point of intersection of 1 and 2 LG ZP - FROM and an arbitrary direction;

11. Варьируя отношением Z, можно получить НХН с наиболее узкой шириной на уровне 0,5 и с боковыми лепестками, не превышающими уровня 0,2 (оптимальную НХН); с увеличением этого отношения ширина НХН уменьшается (что повышает точность пеленгования), но увеличивается уровень боковых лепестков, (так при числе ЗП, равном 20, и значении Z, равном 0,921, можно получить НХН, приведенные на фиг.1, 2, 3 и 4, из которых видно, что уровень основного бокового лепестка не превосходит 0,2; при числе ЗП, равном 10, и значении Z, равном 0,84, можно получить НХН, приведенные на фиг.5, 6, 7 и 8, из которых видно, что уровень основного бокового лепестка также не превосходит 0, 2;11. Varying the ratio Z, it is possible to obtain NXN with the narrowest width at the level of 0.5 and with side lobes not exceeding the level of 0.2 (optimal NXN); with an increase in this ratio, the width of the NHC decreases (which increases the accuracy of direction finding), but the level of the side lobes increases (so with the number of RFPs equal to 20 and the Z value equal to 0.921, you can get the NPNs shown in Figs. 1, 2, 3 and 4, from which it can be seen that the level of the main side lobe does not exceed 0.2; with the number of RFPs equal to 10 and the value of Z equal to 0.84, one can obtain the NXN shown in FIGS. 5, 6, 7 and 8 from which shows that the level of the main side lobe also does not exceed 0, 2;

(в прототипе эти действия отсутствуют, что увеличивает время получения пеленга, см. стр.5 [14]);(in the prototype, these actions are absent, which increases the time to obtain the bearing, see page 5 [14]);

12. Из графика оптимальной НХН приближенно определяется значение угла Θ, при котором ее значение равно 0,5; (приближенные значения этих углов, полученные из фиг.2 и 6, например, при n=20 и n=10 соответственно равны 0,032 и 0,072 рад); (в прототипе эти действия отсутствуют, что увеличивает время получения пеленга, см. стр.5 [14]);12. The value of the angle Θ, at which its value is equal to 0.5, is approximately determined from the graph of optimal NXN; (the approximate values of these angles obtained from FIGS. 2 and 6, for example, for n = 20 and n = 10, are respectively equal to 0.032 and 0.072 rad); (in the prototype, these actions are absent, which increases the time to obtain the bearing, see page 5 [14]);

13. По полученному в пункте 12 приближенному значению угла рассчитать точное значение угла Θn+1, используя программу автоматического расчета его, приведенную в приложении 1, при котором значение НХН точно равно 0,5, используя, например, модифицированный метод Ньютона для решения трансцендентных уравнений [17, см. стр.86, 87]13. Based on the approximate value of the angle obtained in paragraph 12, calculate the exact value of the angle Θ n + 1 using the program for its automatic calculation, given in Appendix 1, at which the value of NXN is exactly 0.5, using, for example, the modified Newton's method for solving transcendental equations [17, see p. 86, 87]

Figure 00000007
Figure 00000007

(наличие приложения 1 обеспечивает более быстрое получение ширины НХН на уровне 0,5 и в конечном счете угла смещения рабочих осей НХН 1 и 2 ЛГ ЗП относительно равносигнального направления, по сравнению с прототипом, см. стр.5 и 6 прототипа [14]),(the presence of Appendix 1 provides a faster obtaining of the width of the NHN at the level of 0.5 and, ultimately, the displacement angle of the working axes of the NHN 1 and 2 LG ZP relative to the equal-signal direction, compared with the prototype, see pages 5 and 6 of the prototype [14]) ,

где Θn - значение угла Θ при n-ом приближении (при n=1 это значение, взятое из графика, см. пункт 12);where Θ n is the value of the angle Θ at the nth approximation (for n = 1 this value is taken from the graph, see paragraph 12);

ΔΘ - шаг дискретизации угла (например, ΔΘ=0,0000001 рад);ΔΘ is the angle discretization step (for example, ΔΘ = 0.0000001 rad);

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Расчет этого угла заканчивается, когда будет выполняться условиеThe calculation of this angle ends when the condition

Figure 00000011
Figure 00000011

то полученное значение угла Θn+1 будет точным. (Так, применительно к рассматриваемым 2 примерам точные значения модулей этих углов соответственно равны 0,0327913 рад при числе ЗП, равном 20; и 0,0721545 рад при числе ЗП, равном 10); (в прототипе эти действия отсутствуют, что увеличивает время получения пеленга, см. стр.5 [14]);then the obtained value of the angle Θ n + 1 will be accurate. (So, in relation to the considered 2 examples, the exact values of the moduli of these angles are respectively equal to 0.0327913 rad with the number of RFPs equal to 20; and 0.0721545 rad with the number of RFPs equal to 10); (in the prototype, these actions are absent, which increases the time to obtain the bearing, see page 5 [14]);

14. Рассчитать требуемое расстояние между рабочими осями соседних ЗП по формуле14. Calculate the required distance between the working axes of adjacent RFP according to the formula

Figure 00000012
Figure 00000012

что очевидно. (Так, для рассматриваемых примеров эти расстояния равны 15,62 м при 20 ЗП в ЛГ и 14,24 м при 10 ЗП в ЛГ);which is obvious. (So, for the considered examples, these distances are 15.62 m at 20 RFP in LG and 14.24 m at 10 RF in LG);

15. Рассчитать ширину НХН на уровне 0,5 по формуле15. Calculate the width of the NHN at the level of 0.5 according to the formula

Figure 00000013
Figure 00000013

что очевидно (для рассматриваемых 2 примеров эти величины равны 0,0655825 рад при 20 ЗП в ЛГ и 0,1443089 рад при 10 ЗП в ЛГ, которые можно получить, используя тексты программ, приведенные в приложении 1);which is obvious (for the considered 2 examples, these values are equal to 0.0655825 rad at 20 RFP in LG and 0.1443089 rad at 10 RF in LG, which can be obtained using the program texts given in Appendix 1);

16. Рассчитать угол смещения рабочих осей НХН 1 и 2 ЛГ ЗП относительно равносигнального направления по формуле16. To calculate the angle of displacement of the working axes NHN 1 and 2 LG ZP relative to the equal-signal direction according to the formula

Figure 00000014
, [14, с.5] или [16, с.46]
Figure 00000014
, [14, p. 5] or [16, p. 46]

(для рассматриваемых 2 примеров эти величины равны 0,0196748 рад при 20 ЗП в ЛГ и 0,0432927 рад при 10 ЗП в ЛГ, которые можно получить, используя тексты программ, приведенные в приложении 1);(for the considered 2 examples, these values are 0.0196748 rad at 20 RFP in LG and 0.0432927 rad at 10 RF in LG, which can be obtained using the program texts given in Appendix 1);

17. Рассчитать длину ЛГ по формуле17. Calculate the length of the LG by the formula

Figure 00000015
Figure 00000015

что очевидно (для рассматриваемых 2 примеров эти величины равны 296,78 м при 20 ЗП в ЛГ и 128,16 м при 10 ЗП в ЛГ);which is obvious (for the considered 2 examples, these values are 296.78 m at 20 RFP in LG and 128.16 m at 10 RF in LG);

18. Рассчитать разность углов по формуле18. Calculate the difference in angles by the formula

Figure 00000016
Figure 00000016

19. Определить на местности 1 линию, где будут располагаться ЗП 1 ЛГ (для чего оптическую ось (OO) углоизмерительного прибора, установленного над вышеназванной точкой, которым измерялся ДУ с этой точки на примерный центр РОВ, отвести влево от этого направления на угол β и установить 1 веху на этом направлении на расстоянии L ГР/2), это расстояние измерить мерной лентой, повернуть ОО этого прибора вправо на угол 180° и поставить 2 веху на этом направлении на расстоянии L ГР/2, между этими вехами натянуть веревку), (в прототипе эти действия отсутствуют);19. Determine on the terrain 1 line where the ZP 1 LG will be located (for which the optical axis (OO) of the angle measuring device installed above the above point, which measured the remote control from this point to the approximate center of the DOM, take to the left of this direction at an angle β and set 1 milestone in this direction at a distance of L ГР / 2), measure this distance with a measuring tape, turn ОО of this device to the right by an angle of 180 ° and put 2 milestones in this direction at a distance of L ГР / 2, pull a rope between these milestones), (in the prototype these actions are absent);

20. Определить на местности 2 линию, где будут располагаться ЗП 2ЛГ (для чего ОО этого прибора повернуть влево на угол 2ΘС и на этом направлении на расстоянии L ГР/2 поставить 3 веху, а затем повернуть ОО прибора влево на угол 180° и на этом направлении на расстоянии L ГР/2 поставить 4 веху, между этими вехами натянуть веревку), (в прототипе эти действия отсутствуют);20. Determine on the terrain 2 the line where the ZP 2LG will be located (for which the OO of this device turn left at an angle of 2Θ С and in this direction at a distance L ГР / 2 put a 3 milestone, and then turn the OO of the device to the left by an angle of 180 ° and in this direction at a distance L ГР / 2 put 4 milestones, pull a rope between these milestones), (in the prototype these actions are absent);

21. Разместить ЗП на первой прямой (для чего установить 1 ЗП так, чтобы его центр располагался над точкой, где была 1 веха, и рабочая ось его была вертикальна, потом так установить остальные ЗП на расстояниях d между их центрами вдоль веревки, центр последнего ЗП должен располагаться над точкой, где была 2 веха), (в прототипе эти действия отсутствуют);21. Place the RFP on the first straight line (why install 1 RFP so that its center is located above the point where there was 1 milestone and its working axis is vertical, then set the remaining RFPs at distances d between their centers along the rope, the center of the last RFP should be located above the point where there were 2 milestones), (in the prototype these actions are absent);

22. Разместить ЗП на второй прямой (для чего установить ЗП так, чтобы его центр располагался над точкой, где была 3 веха, и рабочая ось его была вертикальна, потом так установить остальные ЗП на расстояниях d между их центрами вдоль веревки, центр последнего ЗП должен располагаться над точкой, где была 4 веха), (в прототипе эти действия отсутствуют);22. Place the RFP on the second straight line (why install the RFP so that its center is located above the point where there were 3 milestones and its working axis is vertical, then set the remaining RFPs at distances d between their centers along the rope, the center of the last RFP should be located above the point where there were 4 milestones) (in the prototype these actions are absent);

23. Разместить ЗП, принимающий сигналы с фронта (ЗПФ), и ЗП, принимающий сигналы с тыла (ЗПТ), на местности (ОО прибора навести на примерный центр РОВ и повернуть ее вправо или влево на угол 180° и на этом направлении на расстоянии около 150 м установить ЗП так, чтобы его рабочая ось была примерно параллельна плоскости горизонта и совпадала с направлением на этот центр, а затем на этом направлении на расстоянии также около 150 м установить также ЗП, но его рабочая ось должна быть повернута в противоположное направление относительно оси ЗПФ);23. Place the RFP receiving signals from the front (RFP), and the RFP receiving signals from the rear (RFP), on the ground (point the device to the approximate center of the DOM and turn it to the right or left by an angle of 180 ° and in this direction at a distance about 150 m to install the RFP so that its working axis is approximately parallel to the horizon plane and coincides with the direction to this center, and then in this direction at a distance of about 150 m also install the RFP, but its working axis should be turned in the opposite direction relative to ZPF axis);

НХН ЗПФ и ЗПТ описываются такими АВ:NHN ZPF and ZPT are described by such AB:

Figure 00000017
Figure 00000017

где М=0,5; γ=0,5 [20, стр.97, 98], см. фиг.10, что обеспечивает прием АС ЗП 41, в основном, только с фронта, а ЗП 42 - с тыла, см. фиг.11, что не обеспечивается в прототипе, см. фиг.13 на стр.22 [14].where M = 0.5; γ = 0.5 [20, p. 97, 98], see Fig. 10, which provides reception of the AC ZP 41, mainly only from the front, and ZP 42 - from the rear, see Fig. 11, which is not provided in the prototype, see Fig.13 on page 22 [14].

Схему размещения ЗП см. на фиг.11, а схему пеленгования - см. фиг.12;The layout of the RFP, see figure 11, and the direction finding scheme - see figure 12;

24. Принять акустические сигналы (АС) и помехи, преобразовать их в электрические сигналы и помехи, просуммировать их, выделить из этих электрических сигналов и помех электрический сигнал, пришедший только из рабочего сектора ХН ЛГ и ослабленные фильтрами по амплитуде напряжения помехи, выделить часть амплитудного спектра сигнала и помех с центральной частотой f0, см. фиг.13;24. Accept acoustic signals (AC) and interference, convert them into electrical signals and interference, add them up, isolate from these electrical signals and interference an electrical signal that came only from the operating sector of the XH LG and is attenuated by filters by the amplitude of the interference voltage, select a part of the amplitude signal spectrum and interference with a center frequency f 0 , see Fig.13;

25. Измерить в один и тот же момент времени амплитуды напряжений на выходах 1 и 2 каналов, см. фиг.13.25. Measure the voltage amplitudes at the outputs of channels 1 and 2 at the same time, see Fig. 13.

Амплитуды напряжений на выходах 1 и 2 каналов описываются такими АВ:The voltage amplitudes at the outputs of channels 1 and 2 are described by such AB:

Figure 00000018
, [16, стр.44...47],
Figure 00000018
, [16, p. 44 ... 47],

где КУ - коэффициенты передачи (усиления) по напряжению сигнала частотой f0 1 и 2 каналов, которые определяется экспериментально, и должны быть одинаковыми в этих каналах;where K U are the transmission (gain) coefficients for the signal voltage with a frequency of f 0 1 and 2 channels, which are determined experimentally, and must be the same in these channels;

U0 - амплитуда напряжения на выходе АД 1 и 2 каналов при приеме АС на частоте f0 при нахождении ИЗ на рабочих осях НХН 1 и 2 ЛГ ЗП, если бы коэффициенты усиления (передачи) вышеназванных каналов были равны 1;U 0 - the amplitude of the voltage at the output of the HELL of 1 and 2 channels when receiving speakers at a frequency of f 0 when the FROM are on the working axes of the NHN 1 and 2 LG ZP, if the gain (transmission) of the above channels were equal to 1;

Figure 00000019
[16, С.44...47];
Figure 00000019
[16, p. 44 ... 47];

Figure 00000020
Figure 00000020

Figure 00000021
, при |α|<ΘС.
Figure 00000021
When | α | <Θ C.

Figure 00000022
, [16, стр.44...47],
Figure 00000022
, [16, p. 44 ... 47],

Figure 00000023
; [16, С.44...47];
Figure 00000023
; [16, p. 44 ... 47];

Figure 00000024
Figure 00000024

Figure 00000025
Figure 00000025

В прототипе определяется отношениеThe prototype determines the ratio

Figure 00000026
Figure 00000026

это уравнение является трансцендентным относительно пеленга α, которое решается методом Ньютона или модифицированным методом Ньютона [17, см. стр.86, 87]this equation is transcendental with respect to the bearing α, which is solved by the Newton method or the modified Newton method [17, see p. 86, 87]

26. Из амплитуды напряжения, измеренной на выходе 1 канала, вычесть амплитуду напряжения, измеренную на выходе 2 канала, т.е.26. From the voltage amplitude measured at the output of channel 1, subtract the voltage amplitude measured at the output of channel 2, ie

Figure 00000027
Figure 00000027

27. Сложить амплитуду напряжения, измеренную на выходе 1 канала, с амплитудой напряжения, измеренной на выходе 2 канала, т.е.;27. Add the voltage amplitude measured at the output of channel 1 with the voltage amplitude measured at the output of channel 2, ie;

Figure 00000028
Figure 00000028

в прототипе это действие отсутствует;in the prototype this action is absent;

28. Рассчитать отношения этой разности и суммы амплитуд напряжений по формуле28. Calculate the relationship of this difference and the sum of the amplitudes of the stresses according to the formula

Figure 00000029
Figure 00000029

в прототипе это действие отсутствует;in the prototype this action is absent;

29. Вычислить пеленг источника звука, используя, например, модифицированный метод Ньютона (см. стр.87 работы [17]) по итерационной формуле29. Calculate the bearing of the sound source using, for example, the modified Newton method (see p. 87 of [17]) using the iterative formula

Figure 00000030
Figure 00000030

при |αJ+1J|=α≤ε и Δα=ε,for | α J + 1J | = α≤ε and Δα = ε,

где j=1, 2, ...J номера (итераций) приближений;where j = 1, 2, ... J are the numbers (iterations) of the approximations;

αj - значение пеленга ИЗ при j-ом приближении;α j - the value of the bearing FROM the j-th approximation;

αj+1 - значение пеленга ИЗ при (j+1)-ом приближении;α j + 1 - the value of the bearing FROM the (j + 1) -th approximation;

ε - погрешность результата вычислений, например, ε=10-7 рад;ε is the error of the calculation result, for example, ε = 10 -7 rad;

Δα - шаг итерации;Δα is the iteration step;

Figure 00000031
Figure 00000031

ηCP - значение отношения разности и суммы амплитуд напряжений, полученное в пункте 28;η CP is the value of the ratio of the difference and the sum of the stress amplitudes obtained in paragraph 28;

Figure 00000032
Figure 00000033
Figure 00000032
Figure 00000033

Figure 00000034
Figure 00000034

Figure 00000035
Figure 00000035

Figure 00000036
Figure 00000036

Figure 00000037
Figure 00000037

Figure 00000038
Figure 00000038

Figure 00000039
Figure 00000039

Figure 00000040
Figure 00000040

Figure 00000041
Figure 00000041

Figure 00000042
Figure 00000042

Figure 00000043
Figure 00000043

Figure 00000044
Figure 00000044

при |αj|≤|ΘC|, |αj+Δα|≤|ΘC| и при следующих условиях (см. фиг.11 и 13): α<|Θc|; T14; Т23; T1≤Т2; Т1≥Т2; T13; T24; Т3≤Т4; Т3≥Т4, при приходе АС с одного из направлений внутри рабочего сектора АП;for | α j | ≤ | Θ C |, | α j + Δα | ≤ | Θ C | and under the following conditions (see Figs. 11 and 13): α <| Θ c |; T 1 <T 4 ; T 2 <T 3 ; T 1 ≤T 2 ; T 1 ≥T 2 ; T 1 <T 3 ; T 2 <T 4 ; T 3 ≤T 4 ; T 3 ≥T 4 , when the AC comes from one of the directions within the working sector of the AP;

Т2<T1; T23; Т24; T14; Т34; Т3<T1, при приходе АС с правой границы рабочего сектора АП;T 2 <T 1 ; T 2 <T 3 ; T 2 <T 4 ; T 1 <T 4 ; T 3 <T 4 ; T 3 <T 1 , upon arrival of the speakers from the right border of the working sector of the AP;

T14; T12; T13; Т42; Т43; Т23, при приходе АС с левой границы рабочего сектора АП,T 1 <T 4 ; T 1 <T 2 ; T 1 <T 3 ; T 4 <T 2 ; T 4 <T 3 ; T 2 <T 3 , upon arrival of the AS from the left border of the working sector of the AP,

где T1, T2, Т3, Т4 - времена прихода АС к ЗП 1, 21, 20 и 40 соответственно.where T 1 , T 2 , T 3 , T 4 are the arrival times of the speakers to the RFP 1, 21, 20, and 40, respectively.

При невыполнении вышеназванных условий расчет пеленга ИЗ не производится.If the above conditions are not met, the calculation of the bearing of the FM is not performed.

Решая уравнение (2) относительно α, не превышающем 0,1 рад, и одинаковых коэффициентах усиления 1 и 2 каналов, что выполняется в АП, реализующих этот способ определения пеленга, можно получить следующую формулу для расчета пеленга при j=1:Solving equation (2) with respect to α, not exceeding 0.1 rad, and the same gain factors of 1 and 2 channels, which is performed in APs that implement this method for determining the bearing, we can obtain the following formula for calculating the bearing for j = 1:

Figure 00000045
, [18, стр.138], (4)
Figure 00000045
, [18, p. 138], (4)

где

Figure 00000046
Where
Figure 00000046

Figure 00000047
Figure 00000047

Figure 00000048
Figure 00000048

Итак, используя АВ (3) с учетом входящих в него формул, с помощью ЭВМ можно быстро рассчитать искомый пеленг. Текст программы расчета пеленга ИЗ и результаты вычислений этого пеленга для 5 значений ηСР,So, using AB (3) taking into account the formulas included in it, using a computer you can quickly calculate the desired bearing. The text of the bearing calculation program FROM and the calculation results of this bearing for 5 values of η CP ,

а также пеленгационная характеристика приведены в приложении 2.as well as direction finding characteristics are given in Appendix 2.

Заявляемый способ иллюстрируется следующими графическими материалами:The inventive method is illustrated by the following graphic materials:

Фиг.1 НХН ЛГ, содержащих по 20 ЗП, при отношении расстояния между рабочими осями соседних ЗП к длине волны гармоники частотой 20 Гц, равном 0,921, и основном варианте исходных данных в декартовой системе координат.Figure 1 NHN LG containing 20 RF, with the ratio of the distance between the working axes of the adjacent RF to the harmonic wavelength of 20 Hz, equal to 0.921, and the main version of the source data in the Cartesian coordinate system.

Фиг.2 Часть НХН ЛГ, содержащих по 20 ЗП, при отношении расстояния между рабочими осями соседних ЗП к длине волны гармоники частотой 20 Гц, равном 0,921, при основном варианте исходных данных в декартовой системе координат.Figure 2 Part of the NHN LG containing 20 RFP, with the ratio of the distance between the working axes of the adjacent RFP to the harmonic wavelength of 20 Hz, equal to 0.921, with the main version of the source data in the Cartesian coordinate system.

Фиг.3 НХН ЛГ, содержащих по 20 ЗП, при отношении расстояния между рабочими осями соседних ЗП к длине волны гармоники частотой 20 Гц, равном 0,921, при основном варианте исходных данных в полярной системе координат.Figure 3 NHN LG containing 20 RF, with the ratio of the distance between the working axes of adjacent RF to the harmonic wavelength of 20 Hz, equal to 0.921, with the main version of the source data in the polar coordinate system.

Фиг.4 Часть НХН ЛГ, содержащих по 20 ЗП, с основным боковым лепестком при отношении расстояния между рабочими осями соседних ЗП к длине волны гармоники частотой 20 Гц, равном 0,921, при основном варианте исходных данных в декартовой системе координат.Figure 4 Part of the NHN LG containing 20 RF, with the main side lobe when the ratio of the distance between the working axes of the adjacent RF to the harmonic wavelength of 20 Hz, equal to 0.921, with the main version of the source data in the Cartesian coordinate system.

Фиг.5 НХН ЛГ, содержащих по 10 ЗП, при отношении расстояния между рабочими осями соседних ЗП к длине волны гармоники частотой 20 Гц, равном 0,84, при основном варианте исходных данных в декартовой системе координат.Figure 5 NHN LG containing 10 RF, with the ratio of the distance between the working axes of the adjacent RF to the harmonic wavelength of 20 Hz, equal to 0.84, with the main version of the source data in the Cartesian coordinate system.

Фиг.6 Часть НХН ЛГ, содержащих по 10 ЗП, с половиной основного лепестка при отношении расстояния между рабочими осями соседних ЗП к длине волны гармоники частотой 20 Гц, равном 0,84, при основном варианте исходных данных в декартовой системе координат.Fig.6 Part of the NHN LG containing 10 RF, with half the main lobe with the ratio of the distance between the working axes of the adjacent RF to the harmonic wavelength of 20 Hz, equal to 0.84, with the main version of the source data in the Cartesian coordinate system.

Фиг.7 НХН ЛГ, содержащих по 10 ЗП, при отношении расстояния между рабочими осями соседних ЗП к длине волны гармоники частотой 20 Гц, равном 0,84, при основном варианте исходных данных в полярной системе координат.Fig.7 NHN LG containing 10 RF, with the ratio of the distance between the working axes of the adjacent RF to the harmonic wavelength of 20 Hz, equal to 0.84, with the main version of the source data in the polar coordinate system.

Фиг.8 Часть НХН ЛГ, содержащих по 10 ЗП, с основным боковым лепестком при отношении расстояния между рабочими осями соседних ЗП к длине волны гармоники частотой 20 Гц, равном 0,84, при основном варианте исходных данных в декартовой системе координат.Fig. 8 A part of the NNH LG containing 10 RFs with the main side lobe with the ratio of the distance between the working axes of adjacent RFs to the harmonic wavelength of 20 Hz, equal to 0.84, with the basic version of the source data in the Cartesian coordinate system.

Фиг.9 Нормированные характеристики направленности 1 и 2 линейных групп звукоприемников, рабочие оси которых смещены на угол ΘС относительно равносигнального направления.Fig. 9 Normalized directivity characteristics of 1 and 2 linear groups of sound receivers, the working axes of which are offset by an angle Θ C relative to the equal-signal direction.

Фиг.10 Нормированные характеристики направленности фронтального и тылового звукоприемников в полярной системе координат.Figure 10 Normalized directivity characteristics of the front and rear sound receivers in the polar coordinate system.

Фиг.11 Схема расположения звукоприемников на поверхности земли.11 The arrangement of sound receivers on the surface of the earth.

Фиг.12 Схема расположения звукоприемников 1 и 2 линейных групп на поверхности земли, проекции их характеристик направленности на горизонтальную плоскость и основные параметры. НХН 1 ЛГ описывается таким АВ: R1*=R(ΘС-α); НХН 2 ЛГ описывается таким АВ: R2*=R(ΘС+α).Fig. The layout of the receivers 1 and 2 of linear groups on the surface of the earth, the projection of their directivity characteristics on the horizontal plane and the main parameters. NHN 1 LH is described as follows AB: R 1 * = R (Θ С -α); NHN 2 LG is described as follows AB: R 2 * = R (Θ С + α).

Фиг.13 Акустический пеленгатор, реализующий заявляемый способ определения пеленга источника звука. Схема электрическая структурная.13 Acoustic direction finder that implements the inventive method for determining the bearing of a sound source. Structural electrical circuit.

Фиг.14 Зависимость статистической оценки среднеквадратической ошибки пеленга выстрела самоходной гаубицы калибра 155 мм от его истинного значения, изменяющегося в диапазоне -0,0196...0,018 рад, при классическом способе определения пеленга, 20 звукоприемниках в каждой линейной группе, измерении дирекционных углов этих групп перископической артиллерийской буссолью ПАБ 2А и различных удалениях этого орудия от пеленгатора. Кривая 1 рассчитана при удалении на 20 км; кривая 2-15 км; кривая 3-10 км и кривая 4-5 км.Fig. 14 The dependence of the statistical estimate of the root-mean-square error of the bearing of the 155 mm self-propelled howitzer shot from its true value, varying in the range of -0.0196 ... 0.018 rad, with the classical method for determining the bearing, 20 sound receivers in each linear group, measuring the directional angles of these groups of the periscopic artillery compass of PAB 2A and various distances of this gun from the direction finder. Curve 1 is calculated at a distance of 20 km; curve 2-15 km; curve 3-10 km and curve 4-5 km.

Фиг.15 Зависимость статистической оценки среднеквадратической ошибки пеленга выстрела СГ калибра 155 мм от его истинного значения, изменяющегося в диапазоне 0,018...0,0196 рад, при классическом способе определения пеленга, 20 звукоприемниках в каждой линейной группе, измерении дирекционных углов этих групп перископической артиллерийской буссолью ПАБ 2А и удалениях этого орудия от пеленгатора на 20 км (кривая 1) и на 15 км (кривая 2).Fig. 15 The dependence of the statistical estimate of the root-mean-square error of the bearing of the SG shot of a caliber of 155 mm from its true value, varying in the range of 0.018 ... 0.0196 rad, with the classical method of determining the bearing, 20 sound receivers in each linear group, measuring the directional angles of these periscopic groups PAB 2A artillery compass and at a distance of 20 km from the direction finder (curve 1) and 15 km (curve 2).

Фиг.16 Зависимость статистической оценки среднеквадратической ошибки пеленга выстрела самоходной гаубицы калибра 155 мм от его истинного значения, изменяющегося в диапазоне 0,018...0,0196 рад, при классическом способе определения пеленга, 20 звукоприемниках в каждой линейной группе, измерении дирекционных углов этих групп перископической артиллерийской буссолью ПАБ 2А и удалениях этого орудия от пеленгатора на 5 км (кривая 1 ) и на 10 км (кривая 2).Fig. 16 The dependence of the statistical estimate of the standard error of the bearing of a 155 mm caliber self-propelled howitzer shot on its true value, varying in the range of 0.018 ... 0.0196 rad, with the classical method of bearing detection, 20 sound receivers in each linear group, measuring directional angles of these groups periscope artillery compass PAB 2A and at a distance of this gun from the direction finder at 5 km (curve 1) and 10 km (curve 2).

Фиг.17 Зависимость статистической оценки среднеквадратической ошибки пеленга выстрела СГ калибра 155 мм от его истинного значения, изменяющегося в диапазоне -0,04...0,038 рад, при классическом способе определения пеленга, 10 звукоприемниках в каждой линейной группе, измерении дирекционных углов этих групп перископической артиллерийской буссолью ПАБ 2А и различных удалениях этого орудия от пеленгатора. Кривая 1 рассчитана при удалении на 20 км; кривая 2-15 км; кривая 3-10 км и кривая 4-5 км.Fig. 17 The dependence of the statistical estimate of the root mean square error of the bearing of the 155-mm SG shot from its true value, varying in the range of -0.04 ... 0.038 rad, with the classical method of determining the bearing, 10 sound receivers in each linear group, measuring the directional angles of these groups periscope artillery compass of PAB 2A and various distances of this gun from the direction finder. Curve 1 is calculated at a distance of 20 km; curve 2-15 km; curve 3-10 km and curve 4-5 km.

Фиг.18 Зависимость статистической оценки среднеквадратической ошибки пеленга выстрела самоходной гаубицы калибра 155 мм от его истинного значения, изменяющегося в диапазоне 0,038...0,04 рад, при классическом способе определения пеленга, 10 звукоприемниках в каждой линейной группе, измерении дирекционных углов этих групп перископической артиллерийской буссолью ПАБ 2А и различных удалениях этого орудия от пеленгатора. Кривая 1 рассчитана при удалении на 15 км; кривые 2 и 3 - 10 и 5 км.Fig. 18. The dependence of the statistical estimate of the root-mean-square error of the bearing of a 155 mm self-propelled howitzer shot from its true value, varying in the range of 0.038 ... 0.04 rad, with the classical method of determining bearings, 10 sound receivers in each linear group, measuring directional angles of these groups periscope artillery compass of PAB 2A and various distances of this gun from the direction finder. Curve 1 is calculated at a distance of 15 km; curves 2 and 3 - 10 and 5 km.

Фиг.19 Зависимость статистической оценки среднеквадратической ошибки пеленга выстрела самоходной гаубицы калибра 155 мм от его истинного значения, изменяющегося в диапазоне 0,038...0,04 рад, при классическом способе определения пеленга, 10 звукоприемниках в каждой линейной группе, измерении дирекционных углов этих групп перископической артиллерийской буссолью ПАБ 2А и удалении этого орудия от пеленгатора на 20 км.Fig. 19. The dependence of the statistical estimate of the root-mean-square error of a bearing of a 155 mm self-propelled howitzer shot from its true value, varying in the range of 0.038 ... 0.04 rad, with the classical method of bearing detection, 10 sound receivers in each linear group, measuring directional angles of these groups periscope artillery compass PAB 2A and the removal of this gun from the direction finder for 20 km.

Фиг.20 Зависимость статистической оценки среднеквадратической ошибки пеленга выстрела самоходной гаубицы калибра 155 мм от его истинного значения, изменяющегося в диапазоне -0,0196...0,0196 рад, при суммарно-разностном (предлагаемом) способе определения пеленга, 20 звукоприемниках в каждой линейной группе, измерении дирекционных углов этих групп перископической артиллерийской буссолью ПАБ 2А и различных удалениях этого орудия от пеленгатора. Кривая 1 рассчитана при удалении на 20 км; кривая 2-15 км; кривая 3-10 км и кривая 4-5 км.Fig. 20 The dependence of the statistical estimate of the standard error of the bearing of a shot of a 155 mm self-propelled howitzer on its true value, varying in the range of -0.0196 ... 0.0196 rad, with a total-difference (proposed) method for determining the bearing, 20 sound receivers in each linear group, measuring the directional angles of these groups with the PAB 2A periscopic artillery compass and various distances from this gun to the direction finder. Curve 1 is calculated at a distance of 20 km; curve 2-15 km; curve 3-10 km and curve 4-5 km.

Фиг.21 Зависимость статистической оценки среднеквадратической ошибки пеленга выстрела самоходной гаубицы калибра 155 мм от его истинного значения, изменяющегося в диапазоне -0,04...0,04 рад, при суммарно-разностном (предлагаемом) способе определения пеленга, 10 звукоприемниках в каждой линейной группе, измерении дирекционных углов этих групп перископической артиллерийской буссолью ПАБ 2А и различных удалениях этого орудия от пеленгатора. Кривая 1 рассчитана при удалении на 20 км; кривая 2-15 км; кривая 3-10 км и кривая 4-5 км.Fig. 21 The dependence of the statistical estimate of the standard error of the bearing of the shot of a 155 mm self-propelled howitzer on its true value, varying in the range of -0.04 ... 0.04 rad, with the total-difference (proposed) method for determining the bearing, 10 sound receivers in each linear group, measuring the directional angles of these groups with the PAB 2A periscopic artillery compass and various distances from this gun to the direction finder. Curve 1 is calculated at a distance of 20 km; curve 2-15 km; curve 3-10 km and curve 4-5 km.

При сравнении точности рассматриваемых способов определения пеленга ИЗ в качестве количественного критерия ее возьмем статистическую оценку (СО) среднеквадратической ошибки (СКО) измерения пеленга, как наиболее распространенную в теории измерений. Учитывая сложность АВ для определения пеленга ИЗ рассматриваемых способов, используем метод статистических испытаний для расчета СО СКО измерения этого пеленга. СО СКО измерения пеленга ИЗ в прототипе с учетом помех, создаваемых ветром, действующим на входе микрофонов ЗП, и тепловыми шумами электронных устройств АП, определяется таким АВ [19 АВ (11.6.14)].When comparing the accuracy of the considered methods for determining the FR bearing as a quantitative criterion, we take it the statistical estimate (SD) of the standard error (RMS) of the bearing measurement, as the most common in measurement theory. Given the complexity of AB for determining the bearing FROM the considered methods, we use the statistical test method to calculate the SD of the measurement of this bearing. SO RMS measurement of the FROM bearing in the prototype, taking into account the interference caused by the wind acting at the input of the RF microphones and the thermal noise of the electronic AP devices, is determined by this AB [19 AB (11.6.14)].

Figure 00000049
Figure 00000049

где

Figure 00000050
-Where
Figure 00000050
-

СО математического ожидания (МО) пеленга ИЗ;SB mathematical expectation (MO) bearing FROM;

N - максимальное число испытаний;N is the maximum number of tests;

Figure 00000051
Figure 00000051

(это AB получено решением уравнения вида ηК=(U1+UШ1)/(U2+UШ2) относительно α [18, стр.138], а приближенное AB его получено на основе [18, стр.119, 7-я формула сверху);(this AB was obtained by solving an equation of the form η К = (U 1 + U Ш1 ) / (U 2 + U Ш2 ) with respect to α [18, p. 138], and approximate AB it was obtained on the basis of [18, p. 119, 7 th formula above);

Figure 00000052
Figure 00000052

Figure 00000053
Figure 00000053

Figure 00000055
Figure 00000056
Figure 00000055
Figure 00000056

αи - истинный пеленг ИЗ;α and - true bearing FROM;

Figure 00000057
Figure 00000058
Figure 00000057
Figure 00000058

Figure 00000059
, при |αи|<Θci;
Figure 00000059
, for | α and | <Θ ci ;

UШ1i, UШ2i - амплитуды напряжений на выходах 1 и 2 каналов, обусловленные влияниями вышеуказанных помех;U Ш1i , U Ш2i - voltage amplitudes at the outputs of channels 1 and 2, due to the effects of the above interference;

i - текущий номер испытаний;i is the current test number;

Figure 00000060
Figure 00000060

Figure 00000061
Figure 00000061

Figure 00000062
Figure 00000063
Figure 00000062
Figure 00000063

Figure 00000064
Figure 00000065
Figure 00000064
Figure 00000065

Figure 00000066
, при |αi|<ΘC.
Figure 00000066
, for | α i | <Θ C.

Случайные величины (СВ) U0i, di, f0i., ti, Wi, UШ1i, UШ2i и φi, входящие в эти АВ, и которые обозначим через Xi, наиболее вероятно распределены по нормальному закону [19, стр.168...171] (хотя для сравнения этих 2 способов определения пеленга ИЗ вид законов распределения не имеет значения, а лишь бы был одинаковый закон в одном и другом случаях, что очевидно) и определяются таким общим АВ [17 стр.137]:Random variables (CB) U 0i , d i , f 0i. , t i , W i , U Ш1i , U Ш2i and φ i included in these ABs, and which we denote by Xi, are most likely distributed according to the normal law [19, pp. 168 ... 171] (although to compare these 2 the form of the distribution laws does not matter, but only there would be the same law in one and the other cases, which is obvious) and are determined by such a general AB [17 p.137]:

Figure 00000067
Figure 00000067

где mX и σX - MO и СКО СВ Х соответственно;where m X and σ X are MO and RMSE CB X, respectively;

Figure 00000068
-
Figure 00000068
-

случайные числа (СЧ) с нормальным законом распределения;random numbers (MF) with the normal distribution law;

RXi - СЧ, равномерно распределенные на интервале 0...1;R Xi - midrange uniformly distributed over the interval 0 ... 1;

RX(i-1)=0, при i=1.R X (i-1) = 0, for i = 1.

В предлагаемом способе измерения пеленга СО его СКО будет также определяться АВ, аналогичным АВ (5), т.е.In the proposed method for measuring the bearing of CO, its RMS will also be determined by AB, similar to AB (5), i.e.

Figure 00000069
Figure 00000069

где

Figure 00000070
;Where
Figure 00000070
;

Figure 00000071
Figure 00000071

(это АВ получено решением уравнения вида ηК=[(U1+UШ1)-(U2+UШ2)]:[(U1+UШ1)+(U2+UШ2)] относительно α [18, стр.138], а приближенное АВ его получено на основе [18, стр.119, 7-я формула сверху);(this AB is obtained by solving an equation of the form η К = [(U 1 + U Ш1 ) - (U 2 + U Ш2 )]: [(U 1 + U Ш1 ) + (U 2 + U Ш2 )] with respect to α [18, p. 138], and the approximate AB it was obtained on the basis of [18, p. 119, the 7th formula from above);

Figure 00000072
Figure 00000072

Figure 00000073
Figure 00000073

Figure 00000074
Figure 00000074

Figure 00000075
Figure 00000075

Figure 00000076
Figure 00000076

В качестве примера ИЗ возьмем выстрел из самоходной гаубицы (СГ) калибра 155 мм. По данным работы [3. см. стр.45, 47 и 48] амплитуда звукового давления в непосредственной близости от СГ калибра 152 мм составляет РИm=127·104 Па. Используя график на рис. 16 работы [3, см. стр.48] можно показать, что при выстреле из СГ калибра 155 мм это давление будет около 1,3 МПа.As an example, let’s take a shot from a 155 mm self-propelled howitzer (SG). According to the work [3. see pages 45, 47 and 48] the amplitude of sound pressure in the immediate vicinity of the SG of 152 mm caliber is P Иm = 127 · 10 4 Pa. Using the graph in fig. 16 of [3, see p. 48], it can be shown that when fired from an SG of 155 mm caliber, this pressure will be about 1.3 MPa.

По данным работы [3. см. АВ (2.7) на стр.45] амплитуда звукового давления в точке, удаленной на S метров от ИЗ, эта амплитуда будет определяться таким АВ:According to the work [3. see AB (2.7) on page 45] the amplitude of sound pressure at a point remote S meters from the IZ, this amplitude will be determined by this AB:

Figure 00000077
, при q=1, 6...1.7.
Figure 00000077
, for q = 1, 6 ... 1.7.

Тогда при q=1,65 и S=5, 10, 15 и 20 км РИ=1,025; 0,327; 0,167 и 0,104 Па соответственно.Then, at q = 1.65 and S = 5, 10, 15 and 20 km, P И = 1,025; 0.327; 0.167 and 0.104 Pa, respectively.

Эксперименты, проведенные в Тульском ОКБ " Октава", показали, что ЛГ из 4 микрофонов типа МКЭ - 389 обладает чувствительностью ηм=50 мВ/Па, тогда можно предположить, что ЛГ из 20 ЗП с микрофонами подобного типа будет обладать чувствительностью ηЛГ=250 мВ/Па. Тогда очевидно, что амплитуды напряжений можно рассчитать по формулеThe experiments conducted in the Tula OKB "Octave" showed that LG from 4 microphones of the type FEM - 389 has a sensitivity of η m = 50 mV / Pa, then it can be assumed that LG from 20 RF with microphones of this type will have a sensitivity of η LG = 250 mV / Pa. Then it is obvious that the stress amplitudes can be calculated by the formula

Figure 00000078
Figure 00000078

Тогда в рассматриваемом примере U0 для рассматриваемых удалений будут равны 0,256; 0,082; 0,042 и 0,026 В соответственно, которые примем за МО этих амплитуд.Then, in the considered example, U 0 for the considered removals will be equal to 0.256; 0.082; 0.042 and 0.026 V, respectively, which we take as MO of these amplitudes.

Для расчета СО СКО измерения пеленга возьмем следующие недостающие исходные данные: N=100000 число испытаний; mfo=20 Гц; σfo=0,1 mfo Гц, т.е. СКО частоты гармоники АС составляет 10 % от ее МО; md=15,62 м, см. пункт 11; σd=0,05 м, что обеспечит мерная лента; mw=5 м/с, что часто наблюдается в приземном (на высоте 2 м от поверхности земли) слое атмосферы; σw=1 м/с, что обеспечивают современные метеорологические приборы; mφ=0, т.е. направление ветра западное и линия, соединяющая точку пересечения 1 и 2 ЛГ ЗП с примерным центром РОВ, направлена строго на запад; σφ=0,01 рад, что также обеспечивают современные метеорологические приборы; mt=5°С; σt=1°С, что обеспечивают современные термометры; n=20;To calculate the CO RMS of the bearing measurement, we take the following missing initial data: N = 100000 number of tests; m fo = 20 Hz; σ fo = 0.1 m fo Hz, i.e. The standard deviation of the harmonic frequency of a speaker is 10% of its MO; m d = 15.62 m, see paragraph 11; σ d = 0.05 m, which will provide a measuring tape; m w = 5 m / s, which is often observed in the surface layer (at a height of 2 m from the surface of the earth) of the atmosphere; σ w = 1 m / s, which is provided by modern meteorological instruments; m φ = 0, i.e. the wind direction is west and the line connecting the intersection point 1 and 2 of LG ZP with the approximate center of the DOM is directed strictly west; σ φ = 0.01 rad, which also provide modern meteorological instruments; m t = 5 ° C; σ t = 1 ° С, which is provided by modern thermometers; n is 20;

σU0=0,1 mU0, т.е. СКО амплитуды напряжения, вызванного воздействием ИЗ, составляет - 10% от его МО; mΘc=0,01967 рад, что показано в пункте 16; Kу1=Kу2=10; mUш1=mUш2= =m=0; σUш1Uш2= =0,01 В. Покажем, что СКО определения угла смещения рабочих осей НХН ЛГ ЗП относительно РСН σΘс=0,001553 рад. При измерении ДУ направления: точка пересечения 1 и 2 ЛГ ЗП - на выбранный ориентир, находящийся примерно в центре РОВ, наблюдается срединная ошибка Е, равная 1 малому делению угломера [21] (одна шести тысячная доля окружности). Тогда Е=0,0010472 рад. Но срединная (вероятная) ошибка измерения связана со СКО σ следующей зависимостью [18, стр.567]:σ U0 = 0.1 m U0 , i.e. The standard deviation of the amplitude of the voltage caused by the influence of the magnetic field is - 10% of its MO; m Θc = 0.01967 glad, as shown in paragraph 16; K y1 = K y2 = 10; m Ush1 = m Ush2 = = m Ush = 0; σ Uш1 = σ Uш2 = σ = = 0.01 V. Let us show that the standard deviation of determining the angle of displacement of the working axes of the NHS LH ZP relative to the RSN σ Θс = 0.001553 rad. When measuring the DU of the direction: the intersection point of 1 and 2 LG ZP - on the selected landmark located approximately in the center of the DOM, there is a median error E equal to 1 small division of the goniometer [21] (one six thousandth of a circle). Then E = 0.0010472 rad. But the median (probable) measurement error is associated with the standard deviation σ with the following dependence [18, p. 567]:

Figure 00000079
Figure 00000079

где ρ=0,4769. Тогда σ=0,001553 рад. Нахождение же положений ЛГ ЗП на местности производится уже поворотом OO прибора на указанные в пунктах 16 и 17 углы относительно измеренного направления на выбранный ориентир. При поворотах OO прибора и соблюдении требований, изложенных в [21], ошибки установки можно свести к нулю.where ρ = 0.4769. Then σ = 0.001553 rad. Finding the provisions of the LG ZP on the ground is already done by turning the OO of the device at the angles indicated in paragraphs 16 and 17 relative to the measured direction to the selected landmark. When turning the OO device and observing the requirements set forth in [21], the installation errors can be reduced to zero.

Поэтому СКО определения угла смещения рабочих осей НХН ЛГ ЗП относительно РСН можно принять равной 0,001553 рад.Therefore, the standard deviation of determining the angle of displacement of the working axes of the NHN LH ZP relative to the RSN can be taken equal to 0.001553 rad.

Текст программы расчета СО СКО при определении пеленга классическим способом, что используется в прототипе, и числе ЗП в ЛГ по 20 приведен в приложении 3, а результаты расчетов этих СО приведены ниже на графиках фиг.14...16, а при 10 ЗП в ЛГ - фиг.17...19. Текст программы расчета СО СКО при определении пеленга суммарно-разностным способом (предлагаемом) и числе ЗП в ЛГ по 20 приведен в приложении 4, а результаты расчетов этих СО приведены ниже на графиках фиг.20, а при 10 ЗП в ЛГ - фиг.21.The text of the software for calculating the standard deviation of the standard deviation when determining the bearing in the classical way, which is used in the prototype, and the number of RFPs in LGs of 20 are given in Appendix 3, and the calculation results of these RMs are shown below in the graphs of Figs. 14 ... 16, and at 10 RFPs in LH - Fig. 17 ... 19. The text of the program for calculating the SD of the standard deviation when determining the bearing by the total-difference method (proposed) and the number of RFPs in the LG by 20 is given in Appendix 4, and the calculation results of these RMs are shown below in the graphs of Fig. 20, and at 10 RFPs in the LG - Fig.21 .

Оценим точность полученных СО СКО пеленга этого выстрела. В качестве количественного критерия точности при нормальном или неизвестном законе распределения этого пеленга используется СКО СО дисперсии, определяемой следующей формулой [19, стр.461, АВ (11.7.9)]:Let us evaluate the accuracy of the obtained SB CO of the bearing of this shot. As a quantitative criterion of accuracy with a normal or unknown distribution law of this bearing, the standard deviation of the dispersion is used, which is determined by the following formula [19, p. 461, AB (11.7.9)]:

Figure 00000080
Figure 00000080

где

Figure 00000081
- CO дисперсии пеленга выстрела СГ калибра 155 мм.Where
Figure 00000081
- CO dispersion bearing bearing shot SG caliber 155 mm.

Очевидно, что СКО СО дисперсии пеленга этого ИЗ составляет 0,447% от СО дисперсии, т.к.

Figure 00000082
. Т.е. полученные СО СКО пеленга при числе испытаний, равном 100000, можно считать СКО этого пеленга.Obviously, the standard deviation of CO of the dispersion of the bearing of this IZ is 0.447% of the dispersion of CO,
Figure 00000082
. Those. received CO RMS of the bearing with the number of tests equal to 100,000, can be considered the RMS of this bearing.

Из графиков, представленных на указанных фигурах, видно следующее:From the graphs presented in these figures, the following can be seen:

1. При расположении этого ИЗ на левом крае рабочего сектора АП эти способы определения пеленга практически равноточные, но при нахождении этого ИЗ в правой части рабочего сектора АП СО СКО пеленга ИЗ у предлагаемого способа существенно меньше; 2. При расположении этого ИЗ на равносигнальном направлении эти ошибки практически равны нулю в обоих способах определения пеленга; 3. При большем числе ЗП в ЛГ рассматриваемые ошибки уменьшаются.1. When this IZ is located on the left edge of the AP working sector, these methods for determining the bearing are almost equally accurate, but when this IZ is located on the right side of the AP working sector, the SB of the IZ bearing of the proposed method is significantly less; 2. When this IZ is located on the equal-signal direction, these errors are practically zero in both methods for determining the bearing; 3. With a larger number of RFPs in LG, the errors considered are reduced.

Электрическая структурная схема АП, реализующего предлагаемый способ измерения пеленга при использовании 20 ЗП в ЛГ (в этом случае, как показано выше, обеспечивается высокая точность пеленгования ИЗ), приведена на фиг.13, что соответствует фиг.4, приведенной на стр.17 прототипа [14]. Состав и назначение устройств, входящих в эту схему, следующее: звукоприемники (ЗП) 1...42, каждый из которых включает в себя электретный микрофон, предварительный усилитель микрофонного сигнала, фильтр нижних частот (ФНЧ) и источник постоянного тока, помещенные в куполообразный ветрозащитный корпус, в верхней части которого вмонтирован шаровой уровень, позволяющий устанавливать рабочие оси микрофонов вертикально (это обеспечивает круговую НХН их в горизонтальной плоскости). ЗП 1...40 решают следующие задачи: принимают акустические сигналы и помехи из окружающего пространства; преобразуют их в электрические сигналы и помехи; выделяют эти сигналы из указанной смеси сигналов и помех; ослабляют влияние ветровых помех, предотвращают попадание влаги к их устройствам и передают сигналы, а также помехи, амплитудный спектр которых одинаков с амплитудно-частотной характеристикой ФНЧ, в резонансные усилители (РУ). Звукоприемники фронтальный 41 и тыловой 42 по своему составу аналогичны остальным, но корпус у них одинаков с корпусом ЗП, например, звукометрической стации СЧЗ - 6 [3, см. стр.83] или СЧЗ - 6М. ЗП 41 и 42 располагаются относительно ЛГ так, как показано на фиг.11. Рабочие оси этих ЗП располагаются горизонтально, а рабочий лепесток (больший лепесток) НХН ЗП 41 располагается в направлении РОВ ( в сторону фронта), а - ЗП 42 - в сторону своих войск (в тыл). НХН этих ЗП представлена фиг.10. Это обеспечивает прием АС, попавших в рабочий сектор с фронта, и не допущение в КОС акустических помех, образующихся при залпах артиллерийских батарей наших войск, поступающих с тыла. Особенность их назначения перед другими ЗП состоит в том, что ЗП 41 передает сигнал на триггер Шмитта 61, а ЗП 42 - на триггер Шмитта 63. ЗП 1,ЗП 20, ЗП 21 и ЗП 40 подают свои сигналы и на РУ 45. ЗП 1...ЗП 20 и ЗП 21...ЗП 40 образуют 1 и 2 ЛГ соответственно, что обеспечивает узкие НХН и, следовательно, высокую помехозащищенность пеленгатора за счет пространственной селекции ИЗ (целей), см. фиг.9.The electrical structural diagram of the AP that implements the proposed method of measuring the bearing using 20 RFPs in LG (in this case, as shown above, ensures high accuracy of direction finding FROM), is shown in Fig.13, which corresponds to Fig.4, shown on page 17 of the prototype [fourteen]. The composition and purpose of the devices included in this circuit are as follows: sound receivers (RF) 1 ... 42, each of which includes an electret microphone, a microphone pre-amplifier, a low-pass filter (LPF) and a direct current source placed in a domed a windproof housing, in the upper part of which a spherical level is mounted, which allows you to set the working axes of the microphones vertically (this ensures their circular HX in the horizontal plane). ZP 1 ... 40 solve the following problems: receive acoustic signals and interference from the surrounding space; convert them to electrical signals and interference; extracting these signals from said mixture of signals and interference; weaken the influence of wind noise, prevent moisture from entering their devices and transmit signals, as well as interference, the amplitude spectrum of which is the same as the amplitude-frequency characteristic of the low-pass filter, to resonant amplifiers (RU). The front 41 and rear 42 sound receivers are similar in composition to the others, but their case is the same as the RF case, for example, the sound meter station СЧЗ - 6 [3, see page 83] or СЧЗ - 6М. RFP 41 and 42 are located relative to the LG as shown in Fig.11. The working axes of these ZP are located horizontally, and the working lobe (larger lobe) of the NKhN ZP 41 is located in the direction of the DOM (towards the front), and - ZP 42 - towards its troops (to the rear). The NHN of these RFPs is presented in FIG. 10. This ensures the reception of nuclear power plants that have fallen into the working sector from the front, and preventing the CBS from acoustic interference arising from volleys of artillery batteries of our troops coming from the rear. The peculiarity of their assignment to other RFPs is that RFP 41 transmits a signal to Schmitt trigger 61, and RFP 42 to a Schmitt trigger 63. RFP 1, RFP 20, RFP 21, and RFP 40 send their signals to RU 45. RFP 1 ... RFP 20 and RFP 21 ... RFP 40 form 1 and 2 LG, respectively, which provides narrow NXN and, therefore, high noise immunity of the direction finder due to spatial selection of FM (targets), see Fig. 9.

РУ 43, 44, 46 (их по 20 штук в каждом блоке), каждый из которых включают в себя коммутатор на 2 входа и 1 выход, который подключен к одному из входов РУ, и сам РУ (избирательный усилитель (ИУ), с центральной частотой полосы пропускания f0, равной например 20 Гц; в РУ 43 эта частота равна f1. РУ 45 содержит только 4 ИУ, которые не имеют коммутатора на входе; их центральная частота полосы пропускания также равна f0. ИУ РУ 1 и 2 каналов 44 и 46 предназначены для выделения гармоники с частотой f0 из амплитудного спектра электрических сигналов и помех, поступающих с ЗП 1...20 1 ЛГ и с ЗП 21...40 2 ЛГ, после прихода импульса положительной полярности с одновибратора 62 (селекторного импульса) и подачи ее на соответствующие сумматоры напряжений 48, 49. РУ 43 предназначен для выделения гармоники с частотой f1 из амплитудного спектра электрических сигналов и помех, поступающих с ЗП 1...20 1 ЛГ, и подачи ее на сумматор напряжений канала частоты f1 47 после прихода импульса положительной полярности с одновибратора 62. Канал частоты f1 совместно с двумя остальными каналами обеспечивает определение дальности до ИЗ. Назначение его устройств и работа подробно рассмотрены в [13] и поэтому подробности здесь не рассматриваются.RU 43, 44, 46 (there are 20 of them in each block), each of which includes a switch for 2 inputs and 1 output, which is connected to one of the inputs of the RU, and the RU itself (selective amplifier (IU), with a central frequency bandwidth f 0 equal to, for example, 20 Hz; in RU 43 this frequency is f 1. RU 45 contains only 4 DUTs that do not have an input switch; their center frequency of the passband is also equal to f 0. IU RU 1 and 2 channels 44 and 46 are designed to isolate harmonics with a frequency f 0 from the amplitude spectrum of electrical signals and interference from the RF 1 ... 20 1 LG and with RF 21 ... 40 2 LG, after the arrival of a positive polarity pulse from a single-shot 62 (selector pulse) and applying it to the corresponding voltage combiners 48, 49. RU 43 is designed to isolate harmonics with a frequency f 1 from the amplitude spectrum of electrical signals and interference coming from the RF 1 ... 20 1 LG and supplying it to the voltage combiner of the frequency channel f 1 47 after the pulse of positive polarity arrives from the single-shot 62. The frequency channel f 1 together with the other two channels provides determination of the range to FM. The purpose of its devices and the work are considered in detail in [13] and, therefore, the details are not considered here.

Резонансные усилители 45 предназначены для выделения основной гармоники с частотой f0 из амплитудного спектра электрических сигналов и помех, поступающих с ЗП 1, 20, 21, 40, и подачи ее на устройства формирования импульсов 59 после прихода АС к соответствующему ЗП.Resonance amplifiers 45 are designed to isolate the fundamental harmonic with a frequency f 0 from the amplitude spectrum of electrical signals and noise coming from the RF 1, 20, 21, 40, and supply it to the pulse shaping devices 59 after the speaker arrives at the corresponding RF.

Сумматоры напряжений канала частоты f1 47, 1 канала 48, 2 канала 49 имеют по 20 входов и 1 выходу. Они предназначены для суммирования соответствующих напряжений и подачи их на амплитудные детекторы (АД) в период действия селекторного импульса.The voltage adders of the frequency channel f 1 47, 1 channel 48, 2 channel 49 have 20 inputs and 1 output. They are designed to summarize the corresponding voltages and supply them to amplitude detectors (AM) during the duration of the selector pulse.

Амплитудные детекторы 50...52 определяют наибольшие амплитуды напряжений суммарных сигналов в своих каналах обработки, преобразуют их в постоянные напряжения и подают их на соответствующие 8-разрядные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 53...55 своих каналов.Amplitude detectors 50 ... 52 determine the largest voltage amplitudes of the total signals in their processing channels, convert them to constant voltage and feed them to the corresponding 8-bit analog-to-digital converters (ADCs) 53 ... 55 of their channels.

Последние преобразуют постоянные напряжения, несущие информацию о вышеуказанных амплитудах напряжений в цифровой код и передают ее в соответствующие регистры.The latter convert constant voltages that carry information about the above voltage amplitudes into a digital code and transmit it to the respective registers.

Регистры канала частоты f1 56, 1 канала 57, 2 канала 58 построены на основе триггеров, имеют один вход и 8 выходов. Регистр канала частоты f1 56 служит для регистрации величины напряжения

Figure 00000083
и ввода ее в ЭВМ 60. Регистр 1 канала 57 служит для регистрации величины напряжения U1 и ввода ее в ЭВМ 60. Регистр 2 канала 58 служит для регистрации величины напряжения U2 и ввода ее в ЭВМ 60.The frequency channel registers f 1 56, 1 channel 57, 2 channel 58 are built on the basis of triggers, have one input and 8 outputs. The frequency channel register f 1 56 is used to register the voltage
Figure 00000083
and entering it into the computer 60. The register 1 of the channel 57 serves to register the voltage U 1 and entering it into the computer 60. The register 2 of the channel 58 serves to register the voltage U 2 and entering it into the computer 60.

Устройства формирования импульсов 59 включают в себя 4 канала обработки АС. Каналы обработки АС включают в себя: триггеры Шмитта 65...68; одновибраторы 69...72.The pulse shaping devices 59 include 4 speaker processing channels. Processing channels for speakers include: Schmitt triggers 65 ... 68; single vibrators 69 ... 72.

Триггеры Шмитта предназначены для формирования остроконечных треугольных импульсов из соответствующих гармонических и квазигармонических электрических сигналов.Schmitt triggers are designed to form pointed triangular impulses from the corresponding harmonic and quasi-harmonic electrical signals.

Одновибраторы 62, 64 представляют из себя заторможенные мультивибраторы. Одновибратор 62 предназначен для формирования прямоугольных импульсов положительной полярности длительностью 0,5 с и подачи его на 1 основной и 1 управляющий входы коммутаторов РУ 43, 44 и 46.Single vibrators 62, 64 are inhibited multivibrators. The one-shot 62 is intended for the formation of rectangular pulses of positive polarity lasting 0.5 s and feeding it to 1 main and 1 control inputs of the switchboards RU 43, 44 and 46.

Одновибратор 64 предназначен для формирования прямоугольных импульсов положительной и отрицательной полярности длительностью 2 с. Причем импульс положительной полярности подается на 2 управляющий входы коммутаторов РУ 43, 44 и 46, а импульс отрицательной полярности подается на 2 основной входы коммутаторов РУ 43, 44 и 46.The one-shot 64 is designed for the formation of rectangular pulses of positive and negative polarity lasting 2 seconds. Moreover, a pulse of positive polarity is fed to the 2 control inputs of the switches RU 43, 44 and 46, and a pulse of negative polarity is fed to the 2 main inputs of the switches RU 43, 44 and 46.

Одновибраторы 69...72 представляют из себя заторможенные мультивибраторы и предназначены для формирования прямоугольных импульсов положительной полярности длительностью 1 с, подаваемых в ЭВМ 60.Single vibrators 69 ... 72 are inhibited multivibrators and are designed to form rectangular pulses of positive polarity of 1 s duration supplied to the computer 60.

ЭВМ 60 (см. фиг.13) решает следующие задачи: рассчитывает пеленги ИЗ, используя алгоритм их расчета, представленный выше, и текст программы, представленный в приложении 2; рассчитывает удаления источника АС от пеленгатора, используя алгоритм их расчета и текст программы, представленные в приложении 2 работы [14]; определяет времена прихода сигналов (T1, Т2, Т3, Т4), определяющие принадлежность источника АС рабочему сектору акустической антенны; вырабатывает тактовые импульсы, импульсы "Чтение" и "Сброс", обеспечивающие работу регистров канала частоты f1 56, 1 и 2 каналов; присваивает номер цели (источнику АС), фиксирует астрономическое время проявления этой цели, рассчитывает ее прямоугольные топографические координаты хц, уц, используя алгоритм их расчета, представленный выше, и текст программы, представленный в приложении 2 работы [14]; передает эти данные на командный пункт артиллерийского дивизиона.A computer 60 (see Fig. 13) solves the following problems: calculates bearings FROM using the algorithm for calculating them, presented above, and the text of the program, presented in Appendix 2; calculates the removal of the speaker source from the direction finder using the algorithm for their calculation and the program text presented in Appendix 2 of [14]; determines the arrival times of the signals (T 1 , T 2 , T 3 , T 4 ), which determine the belonging of the AC source to the working sector of the acoustic antenna; generates clock pulses, pulses "Read" and "Reset", ensuring the operation of the channel frequency registers f 1 56, 1 and 2 channels; assigns the target number (to the source of the speaker), fixes the astronomical time of manifestation of this target, calculates its rectangular topographic coordinates x c , y c , using the algorithm for calculating them, presented above, and the program text presented in Appendix 2 of [14]; transfers this data to the command post of the artillery division.

Триггеры Шмитта 61 и 63 предназначены для формирования остроконечных треугольных импульсов из соответствующих гармонических и квазигармонических электрических сигналов, поступающих с ЗП фронтального 41 и ЗП тылового 42 соответственно, и подачи их на одновибраторы 62 и 64.Schmitt triggers 61 and 63 are intended for the formation of pointed triangular pulses from the corresponding harmonic and quasi-harmonic electrical signals coming from the front end 41 and rear rear end 42, respectively, and feeding them to single vibrators 62 and 64.

Одновибраторы 62 и 64 представляют из себя также заторможенные мультивибраторы. Одновибратор 62 вырабатывает селективный импульс, поступающий на первый и управляющий входы коммутатора длительностью 0,5 с. Одновибратор 64 вырабатывает прямоугольный импульс отрицательной полярности, поступающий на второй вход коммутатора длительностью 2 с, а также на вход инвертора.Single vibrators 62 and 64 are also braked multivibrators. The single vibrator 62 generates a selective pulse supplied to the first and control inputs of the switch for a duration of 0.5 s. The single-shot 64 produces a rectangular pulse of negative polarity, which is supplied to the second input of the switch for a duration of 2 s, as well as to the input of the inverter.

Предлагаемое устройство работает следующим образом: при приеме АС из рабочего сектора пеленгатора звуковая волна достигает, например, ЗП 1, последний преобразует этот АС в электрический сигнал (ЭС) и подает его на 1 ИУ блока РУ 45, с выхода этого усилителя сигнал поступает на триггер Шмитта 65, последний сформирует из этого ЭС импульсы треугольной формы, поступающие на одновибратор 69. Первый из этих импульсов вызовет формирование этим одновибратором прямоугольного импульса положительной полярности длительностью 1 с, который поступит в ЭВМ. Последняя зафиксирует время Т1. При поступлении АС к ЗП 2, ЗП 3 и т.д. последние преобразуют этот АС в ЭС и подают их на 1 входы соответствующих коммутаторов, но далее эти ЭС не пройдут, т.к. в это время на коммутаторы не поступает селекторный импульс. С приходом АС к ЗП 21 преобразует его в ЭС и подает его на 1 ИУ блока РУ 46, с выхода этого усилителя сигнал поступает на триггер Шмитта 67, последний сформирует из этого ЭС импульсы треугольной формы, поступающие на одновибратор 71. Первый из этих импульсов вызовет формирование этим одновибратором прямоугольного импульса положительной полярности длительностью 1 с, который поступит в ЭВМ. Последняя зафиксирует время Т2.The proposed device works as follows: when receiving speakers from the working sector of the direction finder, the sound wave reaches, for example, RF 1, the latter converts this speaker into an electrical signal (ES) and feeds it to 1 DC of the RU 45 unit, from the output of this amplifier the signal goes to the trigger Schmitt 65, the latter will form from this ES pulses of a triangular shape arriving at a single-shot 69. The first of these pulses will cause this single-shot to generate a rectangular pulse of positive polarity lasting 1 second, which will enter the computer. The latter will fix the time T 1 . Upon receipt of the AU to ZP 2, ZP 3, etc. the latter transform this AS into ES and feed them to 1 inputs of the corresponding switches, but then these ES will not pass, because at this time, the selector pulse does not arrive at the switches. With the arrival of the AU to the ZP 21, it converts it to an ES and feeds it to 1 IU of the RU 46 unit, from the output of this amplifier the signal goes to a Schmitt trigger 67, the latter will form triangular pulses from this ES, which are fed to a single-shot 71. The first of these pulses will cause the formation by this one-shot of a rectangular pulse of positive polarity lasting 1 s, which will enter the computer. The latter will fix the time T 2 .

Аналогичные процессы произойдут в пеленгаторе при приеме АС ЗП 20 и 40. В результате произойдет фиксирование ЭВМ времен Т3 и Т4.Similar processes will occur in the direction finder when receiving AC ZP 20 and 40. As a result, the computer will fix the computer times T 3 and T 4 .

При поступлении АС к ЗП фронтальному 41 на его выходе сформируется ЭС, который поступит на триггер Шмитта, последний сформирует последовательность импульсов треугольной формы, первый из которых вызовет срабатывание одновибратора 62. Он сформирует селекторный импульс, который поступит на 1 и управляющий входы всех коммутаторов РУ 43, 44 и 46, в результате чего все ИУ этих блоков РУ выделят на время 0,5 с и усилят ЭС, которые поступят на соответствующие сумматоры напряжений 47...49. Последние сформируют соответствующие суммарные ЭС, которые поступят на свои АД. Они преобразуют наибольшие амплитуды суммарных ЭС в постоянные напряжения, которые поступят на свои АЦП 53...55. Последние преобразуют их в двоичный код и передадут эту информацию в соответствующие регистры 56...58, а затем в ЭВМ. Таким образом, информация об амплитудах U1, U2 и

Figure 00000084
поступит в ЭВМ, где в соответствии с представленным выше алгоритмом будут рассчитаны вышеназванные величины.When the AS arrives at the front-end ZP 41, an ES will be formed at its output, which will go to the Schmitt trigger, the latter will form a sequence of triangular pulses, the first of which will trigger a single-shot 62. It will generate a selector pulse that will go to 1 and the control inputs of all RU 43 switches , 44 and 46, as a result of which all the DUTs of these switchgear units will be allocated for a period of 0.5 s and amplified ES, which will go to the corresponding voltage combiners 47 ... 49. The latter will form the corresponding total ES, which will go to their blood pressure. They convert the largest amplitudes of the total ES to constant voltage, which will be supplied to their ADCs 53 ... 55. The latter will convert them into binary code and transmit this information to the corresponding registers 56 ... 58, and then to the computer. Thus, information on the amplitudes U 1 , U 2 and
Figure 00000084
will go to the computer, where, in accordance with the above algorithm, the above values will be calculated.

При поступлении АС к ЗП тыловому 42 на его выходе сформируется ЭС, который поступит на триггер Шмитта, последний сформирует последовательность импульсов треугольной формы, первый из которых вызовет срабатывание одновибратора 64. Он сформирует 2 импульса, отрицательной и положительной полярности длительностью 2 с. Импульс положительной полярности поступит на 2 управляющий вход всех коммутаторов РУ 43, 44 и 46, а отрицательной полярности - на 2 основной вход всех этих коммутаторов. В результате чего все ИУ этих блоков РУ будут закрыты на время 2 с, поэтому на сумматоры напряжений сигналы поступать не будут.When the AS arrives at the rear of the rear 42, an ES will be formed at its output, which will go to the Schmitt trigger, the latter will form a sequence of triangular pulses, the first of which will trigger a single-shot 64. It will generate 2 pulses of negative and positive polarity lasting 2 seconds. A pulse of positive polarity will go to the 2 control input of all switches 43, 44 and 46, and a negative polarity will go to the 2 main input of all of these switches. As a result, all the DUTs of these switchgear units will be closed for 2 s, therefore, no signals will be sent to the voltage adders.

При отсутствии АС на входах ЗП все ИУ РУ 43, 44 и 46 закрыты, т.к. коммутаторы их отключают от своих входов.In the absence of AS at the inputs of the RFP all IU RU 43, 44 and 46 are closed, because the switches disconnect them from their inputs.

При поступлении АС с тыла он достигает сначала ЗП тылового 42, который обеспечивает формирование 2 вышеуказанных импульсов, что в конечном счете закрывает ИУ всех РУ на время 2 с. Поэтому при прохождении этого сигнала через ЗП ЛГ их сигналы не поступают в ИУ РУ.Upon receipt of the AS from the rear, it first reaches the rear end of the rear 42, which ensures the formation of 2 of the above impulses, which ultimately closes the DUT of all RU for 2 s. Therefore, when this signal passes through the VL LG, their signals do not enter the IU RU.

При поступлении АС из направлений вне сектора разведки обработка сигнала будет производится по всем 3 каналам, но определение пеленгов источников АС, дальностей до них и их топографических координат производится не будет, т.к. не будут выполняться условия, описанные в АВ (3).When the speakers arrive from directions outside the reconnaissance sector, the signal will be processed through all 3 channels, but bearings of the sources of the speakers, their ranges and their topographic coordinates will not be determined, because the conditions described in AB (3) will not be fulfilled.

Техническая реализация вышеназванного способа возможна, что покажем ниже.Technical implementation of the above method is possible, which we will show below.

ЗП 1...40 при пеленговании стреляющих артиллерийских орудий, минометов, разрывов снарядов, боевых частей ракет и мин могут представлять собой звукоприемники (приборы Пр-2), используемые в автоматизированных звукометрических комплексах АЗК-5 [22], но с микрофонами МКЭ - 389.ZP 1 ... 40 during direction finding of shooting artillery guns, mortars, shell explosions, warheads of missiles and mines can be sound receivers (Pr-2 devices) used in automated sound metering complexes AZK-5 [22], but with FEM microphones - 389.

ЗП 41, 42 по своему составу аналогичны ЗП 1...40, но микрофоны у них типа МКЕ 802 [20, с.126], КМКЭ-1 [20, с.130] или КМС-19-03 (ветрозащитный) [20, с.130].ZP 41, 42 are similar in composition to ZP 1 ... 40, but their microphones are of the type MKE 802 [20, p.126], KMKE-1 [20, p.130] or KMS-19-03 (windproof) [ 20, p. 130].

В качестве коммутаторов, имеющихся в РУ 43, 44, 46, можно использовать четырехканальные коммутаторы, например, К190КТ2, описанные в [23, с.105, 106].As the switches available in RU 43, 44, 46, four-channel switches can be used, for example, K190KT2 described in [23, p.105, 106].

В качестве ИУ, имеющихся в РУ 43-46, можно использовать, например, ИУ на операционном усилителе (ОУ) с двойным Т-образным мостом. [24, с.167, 168]As the DUTs available in RU 43-46, you can use, for example, DUTs on an operational amplifier (DU) with a double T-shaped bridge. [24, p.167, 168]

В качестве сумматоров напряжений 47-49 можно использовать устройства на основе операционного усилителя [25, с.213, 214].As voltage adders 47-49, devices based on an operational amplifier can be used [25, p. 213, 214].

В качестве амплитудных детекторов можно применить, например, простой детектор видеоимпульсов [26, с.253, 254].As amplitude detectors, for example, a simple detector of video pulses can be used [26, p. 253, 254].

В качестве АЦП можно использовать К572ПВЗ или К572ПВ4 [23, с.110].As an ADC, you can use K572PVZ or K572PV4 [23, p.110].

В качестве регистров можно использовать, например, 8-разрядный сдвигающий регистр К555ИР8 [23, с.117].As registers, you can use, for example, an 8-bit shift register K555IR8 [23, p. 117].

В качестве ЭВМ 60 целесообразно использовать Pentium IV 1700 MHz/512 Mb DDR/60 Gb HDD 7200 rpm.As a computer 60, it is advisable to use the Pentium IV 1700 MHz / 512 Mb DDR / 60 Gb HDD 7200 rpm.

В качестве триггеров Шмитта 61, 63, 65-68 можно использовать, например, интегральные микросхемы К118ТЛ1А и ее модификации [27, с.39] или устройства на основе ОУ, описанные в [24, с.186].As Schmitt triggers 61, 63, 65-68, for example, K118TL1A integrated circuits and its modifications [27, p.39] or devices based on op-amps described in [24, p.186] can be used.

В качестве одновибраторов 62, 64, 69-72 целесообразно использовать, например, интегральные микросхемы К224АГ2 [24, с.192-194] или К155АГ3 [24, с.116].As single vibrators 62, 64, 69-72, it is advisable to use, for example, K224AG2 integrated circuits [24, p.192-194] or K155AG3 [24, p.116].

Таким образом, вышеуказанные устройства пеленгатора технически реализуемы.Thus, the above direction finding devices are technically feasible.

Источники информацииInformation sources

1. Таланов А.В. Звуковая разведка артиллерии, - М.: Воениздат министерства вооруженных сил Союза ССР, 1948. - 400 с.1. Talanov A.V. Sound reconnaissance of artillery, - M.: Military Publishing House of the Ministry of Armed Forces of the USSR, 1948. - 400 p.

2. Таланов А.В. Артиллеристская звуковая разведка. - М.: Воениздат, 1957. - 350 с.2. Talanov A.V. Artillery sound reconnaissance. - M .: Military Publishing, 1957. - 350 p.

3. Сергеев В.В. Основания устройства и элементы проектирования звукометрической аппаратуры. - Пенза: ПВАИУ, 1964. - 143 с.3. Sergeev V.V. The bases of the device and design elements of sound measuring equipment. - Penza: PVAIU, 1964 .-- 143 p.

4. Автоматизированный звукометрический комплекс АЗК - 5. (Изделие 1Б17) Техническое описание. БМ, 1977.4. Automated sound-measuring complex AZK - 5. (Product 1B17) Technical description. BM, 1977.

5. Автоматизированный звукометрический комплекс АЗК - 7. Техническое описание. БМ, 1987.5. Automated sound-measuring complex AZK - 7. Technical description. BM, 1987.

6. Патент США №3042897, кл.340 - 6. Гидроакустический пеленгатор. Опубликован в 1962 г. Бюллетень №20, 1962.6. US patent No. 3042897, cl. 340 - 6. Hydroacoustic direction finder. Published in 1962. Bulletin No. 20, 1962.

7. Авторское свидетельство на изобретение №245909. Способ измерения скорости и направления ветра. /Теплухин В.А., Шмелев В.В./. Приоритет изобретения 18.12.85 г.7. Copyright certificate for the invention No. 245909. A method of measuring wind speed and direction. / Teplukhin V.A., Shmelev V.V. /. Priority invention 18.12.85,

8. Патент ФРГ №1807535, кл. G01S. Акустический пеленгатор. Опубликован в 1970 г. Бюллетень №24.8. The patent of Germany No. 1807535, class. G01S. Acoustic direction finder. Published in 1970. Bulletin No. 24.

9. Патент ФРГ №2027940, кл. G01S 3/80. Акустический пеленгатор. Опубликован в 1977 г. Бюллетень №7.9. The Federal Republic of Germany patent No. 2027940, cl. G01S 3/80. Acoustic direction finder. Published in 1977 Bulletin No. 7.

10. Патент РФ №2138059, кл. G01S 3/00, 3/80, 15/08. Акустический пеленгатор /Волощенко В.Ю./ Опубликован 20.09.1999 г. Бюллетень №26.10. RF patent No. 2138059, class. G01S 3/00, 3/80, 15/08. Acoustic direction finder / Voloshchenko V.Yu. / Published on September 20, 1999; Bulletin No. 26.

11. Патент РФ №2048678, кл. G01S 3/80. Пеленгатор источников акустических излучений. /Хохлов В.К. и др./. Опубликован 20.11.1995 г.11. RF patent No. 2048678, cl. G01S 3/80. Direction finder of sources of acoustic radiation. / Khokhlov V.K. and etc./. Published November 20, 1995

12. Митько В.Б., Евтютов А.П., Гущин С.Е. Гидроакустические средства связи и наблюдения. - Л.: Судостроение, 1982. - 200 с.12. Mitko VB, Evtyutov AP, Gushchin S.E. Hydroacoustic communications and surveillance. - L .: Shipbuilding, 1982. - 200 p.

13. Патент РФ №2274873, кл. G01S 3/00. Акустический пеленгатор /Шмелев В.В., Шмелев С.В., Акиншин Н.С., Патриков О.А./. Приоритет изобретения 9.02.2004 г.13. RF patent No. 2274873, cl. G01S 3/00. Acoustic direction finder / Shmelev V.V., Shmelev S.V., Akinshin N.S., Patrikov O.A. /. Priority of the invention February 9, 2004

14. Патент РФ №2276383, кл. G01S 3/00. Способ измерения дальности до источника звука /Шмелев В.В., Шмелев С.В., Акиншин Н.С., Патриков О.А. Приоритет изобретения 9.02.2004 г. Прототип.14. RF patent No. 2276383, cl. G01S 3/00. A method of measuring the distance to a sound source / Shmelev V.V., Shmelev S.V., Akinshin N.S., Patrikov O.A. Priority of the invention February 9, 2004. Prototype.

15. Вахитов Я.Ш. Теоретические основы электроакустики и электроакустическая аппаратура. - М.: Искусство, 1982. - 600 с.15. Vakhitov Ya.Sh. Theoretical foundations of electroacoustics and electroacoustic equipment. - M .: Art, 1982. - 600 p.

16. Справочник по основам радиолокационной техники. Под ред. В.В.Дружинина. - М.: Воениздат, 1967. - 768 с.16. A guide to the basics of radar technology. Ed. V.V.Druzhinina. - M .: Military Publishing House, 1967 .-- 768 p.

17. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке бейсик для персональных ЭВМ. - М.: Наука, 1987. - 240 с.17. Dyakonov V.P. Reference on algorithms and programs in basic language for personal computers. - M .: Nauka, 1987 .-- 240 p.

18. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. - М.: Наука, 1964. - 608 с.18. Bronstein I.N., Semendyaev K.A. Math reference. - M .: Nauka, 1964 .-- 608 p.

19. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. М.: Наука, 1988. - 480 с.19. Ventzel E.S., Ovcharov L.A. Probability theory and its engineering applications. M .: Nauka, 1988 .-- 480 p.

20. Иофе В.К., Корольков В.Г., Сапожков М.А. Справочник по акустике. - М.: Связь, 1979. - 312 с.20. Iofe V.K., Korolkov V.G., Sapozhkov M.A. Reference Acoustics. - M.: Communication, 1979. - 312 p.

21. Перископическая артиллерийская буссоль ПАБ 2А. Руководство службы. - БМ, 1980. - 20 с.21. Periscope artillery compass PAB 2A. Service Guide. - BM, 1980 .-- 20 s.

22. Система С-1. Альбом электрических принципиальных схем. - БМ, 1980.22. The C-1 system. Album of electrical concepts. - BM, 1980.

23. Справочник разработчика и конструктора РЭА. Элементная база. Книга I. - М.: Итар-ТАСС, 1993. - 157 с.23. Reference developer and designer CEA. Elemental base. Book I. - M.: Itar-TASS, 1993 .-- 157 p.

24. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1992. - 496 с.24. Zabrodin Yu.S. Industrial Electronics: Textbook for universities. - M.: Higher School, 1992 .-- 496 p.

25. Павлов В.Н. Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств. - М.: Горячая линия Телеком, 2001. - 320 с.25. Pavlov V.N. Nogin V.N. Circuitry of analog electronic devices. - M .: Hotline Telecom, 2001 .-- 320 p.

26. Теория и расчет основных радиотехнических схем на транзисторах. - М.: Связь, 1964. - 456 с.26. Theory and calculation of the main radio circuits on transistors. - M .: Communication, 1964 .-- 456 p.

27. Булычев А.Л., Галкин В.И., Прохоренко В.А. Аналоговые интегральные схемы: Справочник. - Минск: Беларусь, 1993. - 382 с.27. Bulychev A.L., Galkin V.I., Prokhorenko V.A. Analog Integrated Circuits: A Guide. - Minsk: Belarus, 1993 .-- 382 p.

Приложение 1. Автоматический расчет ширины нормированной характеристики направленности линейной группы звукоприемников на уровне 0,5 и угла смещения ее рабочей оси относительно равносигнального направления модифицированным методом Ньютона.Appendix 1. Automatic calculation of the width of the normalized directivity of the linear group of sound receivers at the level of 0.5 and the angle of displacement of its working axis relative to the equal-signal direction using the modified Newton method.

Исходные данные для расчетаThe initial data for the calculation

Вариант 1 n:=20 - число звукоприемников (ЗП) в каждой линейной группе (ЛГ);Option 1 n: = 20 - the number of sound receivers (RF) in each linear group (LG);

х:=0.921 - отношение расстояния между рабочими осями соседних ЗП к длине волны акустического сигнала;x: = 0.921 - the ratio of the distance between the working axes of the adjacent RF to the wavelength of the acoustic signal;

ΔΘ:=0.0000001 рад - приращение угла в горизонтальной плоскости между направлением: точка пересечения 1 и 2 ЛГ ЗП - ИЗ и произвольным направлением за одну итерацию;ΔΘ: = 0.0000001 rad - the increment of the angle in the horizontal plane between the direction: the point of intersection of 1 and 2 LG ZP - FROM and an arbitrary direction in one iteration;

R:=0.5 - значение нормированной характеристики направленности (НХН) ЛГ ЗП, равное 0,5;R: = 0.5 - the value of the normalized directivity characteristic (NXN) of the LH RFP, equal to 0.5;

α:=0.01 рад - модуль начальной разницы углов Θ2 и Θ1;α: = 0.01 rad — modulus of the initial difference in the angles Θ 2 and Θ 1 ;

Θ1:=-0.032 рад - приближенное значение угла, снятое с графика НХН фиг.2.Θ 1 : = - 0.032 rad - the approximate value of the angle taken from the graph of the NHN of figure 2.

Текст программы расчетаCalculation program text

Figure 00000085
Figure 00000085

Рассчитанное окончательное значение угла Θ, при котором НХН ЛГ ЗП равна 0,5 Θ (-0.032)=-0.0327913 рад.The calculated final value of the angle Θ, at which the NHL LH RFP is equal to 0.5 Θ (-0.032) = - 0.0327913 rad.

Расчет ширины ХН ЛГ ЗП на уровне 0,5 Θ0.5:=2·|Θ(-0.032)|Calculation of the width of the LV LH ZP at the level of 0.5 Θ 0.5 : = 2 · | Θ (-0.032) |

Θ0.5=0,0655825 рад - ширина ХН ЛГ ЗП на уровне 0,5.Θ 0.5 = 0.0655825 rad - the width of the LV LH ZP at the level of 0.5.

Расчет угла смещения рабочих осей ХН ЛГ ЗП относительно равносигнального направления (РСН).Calculation of the angle of displacement of the working axes XN LH ZP relative to the equal signal direction (RSN).

Θс:=0.3·Θ0.5 Θc=

Figure 00000086
рад - угол смещения рабочих осей ХН ЛГ ЗП относительно РСН.Θ s : = 0.3 · Θ 0.5 Θ c =
Figure 00000086
rad - the angle of displacement of the working axes XN LH ZP relative to the RSN.

Вариант 2. Измененные исходные данные для расчета n:=10 х:=0.84 Θ1:=-0.072 рад - приближенное значение угла, снятое с графика НХН фиг.6;Option 2. The modified initial data for the calculation of n: = 10 x: = 0.84 Θ 1 : = - 0.072 rad - the approximate value of the angle taken from the graph of the NHN of Fig.6;

Текст программы расчетаCalculation program text

Figure 00000087
Figure 00000087

Рассчитанное окончательное значение угла Θ, при котором НХН ЛГЗП равна 0,5.The calculated final value of the angle Θ, at which the NHL LGZP is equal to 0.5.

Θ(-0.072)=

Figure 00000086
, рад.Θ (-0.072) =
Figure 00000086
, glad.

Расчет ширины ХН ЛГ ЗП на уровне 0,5Calculation of width ХН ЛГ ЗП at level 0.5

Θ0.5:=2·|Θ(-0.72)|Θ0.5: = 2 · | Θ (-0.72) |

Θ0.5=

Figure 00000086
рад - ширина ХН ЛГ ЗП на уровне 0,5.Θ0.5 =
Figure 00000086
rad - width HH LH ZP at the level of 0.5.

Расчет угла смешения рабочих осейCalculation of the angle of mixing of the working axes

Θс:=0.3·Θ0.5 Θ s : = 0.3 · Θ 0.5

Θc=

Figure 00000086
рад - угол смещения рабочей оси ХН ЛГ ЗП относительно РСН.Θ c =
Figure 00000086
rad - the angle of displacement of the working axis XN LH ZP relative to the RSN.

Приложение 2. Автоматический расчет пеленга источника звука модифицированным методом Ньютона с использованием прикладной программы " Mathcad 2001i Professional".Appendix 2. Automatic calculation of the bearing of a sound source using the modified Newton method using the application program "Mathcad 2001i Professional".

Вариант 1. Исходные данные для расчетаOption 1. Initial data for the calculation

Θс:=0.01967 рад - угол смещения рабочих осей характеристик направленности линейных групп (ЛГ) звукоприемников (ЗП) относительно равносигнального направления;Θ s : = 0.01967 rad - the angle of displacement of the working axes of the directivity characteristics of linear groups (LG) of sound receivers (RF) relative to the equal-signal direction;

f0:=20 Гц - рабочая частота пеленгатора;f 0 : = 20 Hz - operating frequency of the direction finder;

n:=20 - число ЗП в каждой ЛГ;n: = 20 - the number of RFPs in each LG;

t:=5 Градус Цельсия - температура воздуха в приземном слое атмосферы;t: = 5 Degree Celsius - air temperature in the surface layer of the atmosphere;

d:=15.62 м - расстояние между рабочими осями соседних ЗП ЛГ;d: = 15.62 m - the distance between the working axes of the adjacent ZP LG;

W:=5 м/с - скорость ветра в приземном слое атмосферы;W: = 5 m / s - wind speed in the surface layer of the atmosphere;

φ:=0 рад - разность между дирекционными углами ветра и направлением точка пересечения ЛГ ЗП - источник звука (ИЗ);φ: = 0 rad - the difference between the directional angles of the wind and the direction of the point of intersection of the LG ZP is the sound source (FROM);

Δα:=0.0000001 рад - приращение пеленга ИЗ;Δα: = 0.0000001 rad - bearing increment FROM;

Текст программы расчетаCalculation program text

Figure 00000088
Figure 00000089
Figure 00000090
Figure 00000088
Figure 00000089
Figure 00000090

Figure 00000091
Figure 00000091

Figure 00000092
Figure 00000092

Figure 00000093
Figure 00000093

Figure 00000094
Figure 00000094

Figure 00000095
Figure 00000095

Figure 00000096
Figure 00000096

Figure 00000097
Figure 00000097

Figure 00000098
Figure 00000098

Figure 00000099
Figure 00000099

Figure 00000100
Figure 00000100

Figure 00000101
Figure 00000101

Figure 00000102
Figure 00000102

Figure 00000103
Figure 00000103

Figure 00000104
Figure 00000105
Figure 00000104
Figure 00000105

Figure 00000106
Figure 00000106

Результаты расчета пеленгов ИЗ при ряде значений ηср следующие:The results of the calculation of bearings FROM for a number of η cf are as follows:

α2(-0.50597)=-0.02019 рад;α 2 (-0.50597) = - 0.02019 rad;

α2(-0.24311)=-0.01 рад;α 2 (-0.24311) = - 0.01 rad;

α2(0)=0 рад;α 2 (0) = 0 rad;

α2(0.24311)=0.01 рад;α 2 (0.24311) = 0.01 rad;

α2(0.50597)=0.02019 рад.α 2 (0.50597) = 0.02019 rad.

Вариант 2. Измененные исходные данные для расчета, т.к.число ЗП в каждой ЛГ по 10 штук.Option 2. Changed initial data for the calculation, since the number of salaries in each LG is 10 pieces.

Θс:=0.0432927 рад - угол смещения рабочих осей характеристик направленности ЛГ ЗП относительно равносигнального направления;Θ s : = 0.0432927 rad - the angle of displacement of the working axes of the directivity characteristics of the LG ZP relative to the equal-signal direction;

n:=10 - число ЗП в каждой ЛГ;n: = 10 - the number of RFPs in each LG;

d:=14.24 м - расстояние между рабочими осями соседних ЗП ЛГ.d: = 14.24 m - the distance between the working axes of the adjacent ZP LG.

Текст программы расчета (аналогичен вышеуказанному)The text of the calculation program (similar to the above)

Figure 00000107
Figure 00000107

Результаты расчета пеленгов ИЗ в радианах при ряде значений ηср следующие:The results of the calculation of bearings FROM in radians for a number of values η cf are as follows:

α2(-0.6)=-0.05204; α2(-0.5)=-0.04394; α2(-0.4)=-0.03561; α2(-0.3)=-0.02703; α2(-0.2)=-0.01819; α2(-0.1)=-9.15412×10-3; α2(0)=0; α2(0.1)=9.15412×10-3; α2(0.2)=0.01819; α2(0.3)=0.02703; α2(0.4)=0.03561; α2(0.5)=0.04394; α2(0.6)=0.05204.α 2 (-0.6) = - 0.05204; α 2 (-0.5) = - 0.04394; α 2 (-0.4) = - 0.03561; α 2 (-0.3) = - 0.02703; α 2 (-0.2) = - 0.01819; α 2 (-0.1) = - 9.15412 × 10 -3 ; α 2 (0) = 0; α 2 (0.1) = 9.15412 × 10 -3 ; α 2 (0.2) = 0.01819; α 2 (0.3) = 0.02703; α 2 (0.4) = 0.03561; α 2 (0.5) = 0.04394; α 2 (0.6) = 0.05204.

Приложение 3. Расчет зависимости статистической оценки среднеквадратической ошибки пеленга выстрела самоходной гаубицы калибра 152 мм от его истинного пеленга методом статистических испытаний при классическом способе определения этого пеленга и 20 звукоприемниках в каждой линейной группе с использованием прикладной программы "Mathcad 2001i Professional".Appendix 3. Calculation of the dependence of the statistical estimate of the root-mean-square error of the bearing of a self-propelled howitzer shot of a caliber of 152 mm on its true bearing by the method of statistical tests with the classical method for determining this bearing and 20 sound receivers in each linear group using the Mathcad 2001i Professional application program.

Исходные данные для расчетаThe initial data for the calculation

N:=100000 - число испытаний;N: = 100000 - number of tests;

mf0:=20 Гц - МО рабочей частоты пеленгатора;m f0 : = 20 Hz - MO of the operating frequency of the direction finder;

σf0:=0.1·mf0 Гц - СКО рабочей частоты пеленгатора;σ f0 : = 0.1 · m f0 Hz - standard deviation of the operating frequency of the direction finder;

mW:=5 м/с - МО скорости ветра в приземном слое атмосферы;m W : = 5 m / s - MO of wind speed in the surface layer of the atmosphere;

σW:=1 м/с - СКО скорости ветра в приземном слое атмосферы;σ W : = 1 m / s - standard deviation of wind speed in the surface layer of the atmosphere;

mφ:=0 рад - МО разности между дирекционными углами ветра и направлением: точка пересечения ЛГ ЗП-ИЗ;m φ : = 0 rad — MO of the difference between the directional wind angles and direction: the point of intersection of LG ZP-IZ;

σφ:=0.01 рад - СКО разности между дирекционными углами ветра и направлением: точка пересечения ЛГ ЗП - ИЗ;σ φ : = 0.01 rad - the standard deviation of the difference between the directional angles of the wind and the direction: the intersection point of the LG ZP - IZ;

mt:=5°С - МО температуры воздуха в приземном слое атмосферы;m t : = 5 ° С - MO of air temperature in the surface layer of the atmosphere;

σt:=1°С - СКО температуры воздуха в приземном слое атмосферы;σ t : = 1 ° С - standard deviation of air temperature in the atmospheric surface layer;

mU0:=0.256 В - МО амплитуды напряжения на выходе АД 1 и 2 каналов при приеме АС на частоте f0 при нахождении ИЗ на рабочих осях НХН 1 и 2 ЛГ ЗП, если бы коэффициенты усиления (передачи) вышеназванных каналов были равны 1;m U0 : = 0.256 V — MO of the voltage amplitude at the output of the HELL of 1 and 2 channels when receiving speakers at a frequency of f0 when the FROM are on the working axes of the NHI 1 and 2 LG ZP, if the gain (transmission) of the above channels were equal to 1;

σU0:=0.1·mU0 В - СКО амплитуды напряжения на выходе АД 1 и 2 каналов при приеме АС на частоте f0 при нахождении ИЗ на рабочих осях НХН 1 и 2 ЛГ ЗП, если бы коэффициенты усиления (передачи) вышеназванных каналов были равны 1;σ U0 : = 0.1 · m U0 V - standard deviation of the voltage amplitude at the output of the HELL of 1 and 2 channels when receiving the speakers at a frequency f0 when the FROM are located on the working axes of the HHN 1 and 2 LG ZP, if the gain (transmission) of the above channels were equal one;

mΘ.c:=0.01967 рад - МО угла смещения рабочих осей НХН 1 и 2 ЛГ ЗП относительно равносигнального направления;m Θ.c : = 0.01967 rad — MO of the angle of displacement of the working axes of the NHN 1 and 2 LG ZP relative to the equal-signal direction;

σΘ.с:=0.001553 рад - СКО угла смещения рабочих осей НХН 1 и 2 ЛГ ЗП относительно равносигнального направления;σ Θ.s :: = 0.001553 rad - standard deviation of the angle of displacement of the working axes of the NHN 1 and 2 LG ZP relative to the equal-signal direction;

kу1:=10; kу2:=10 - коэффициенты передачи (усиления) по напряжению сигнала частотой f0 1 и 2 каналов;k y1 : = 10; k y2 : = 10 - transmission (gain) coefficients for the signal voltage with a frequency of f0 1 and 2 channels;

αИ:=0 рад - истинный пеленг ИЗ;α AND : = 0 rad - true bearing FROM;

mUш1:=0 В ; mUш2:=0 В - МО напряжения шума 1 и 2 каналов обработки сигнала;m Ush1 : = 0 V; m Ush2 : = 0 V - MO noise voltage 1 and 2 signal processing channels;

σUш1:=0.01 В; σUш2:=0.01 В-СКО напряжения шума 1 и 2 каналов обработки сигнала;σ Uш1 : = 0.01 V; σ Uш2 : = 0.01 V- standard deviation of noise voltage of 1 and 2 signal processing channels;

n:= 0 - число ЗП в каждой ЛГ ЗП;n: = 0 - the number of RFP in each LG RFP;

md:=15.618 м - МО расстояния между рабочими осями соседних ЗП в ЛГ;m d : = 15.618 m — MO of the distance between the working axes of neighboring RFs in LG;

σd:=0.05 м - СКО измерения расстояний между рабочими осями соседних ЗП в ЛГ;σ d : = 0.05 m - standard deviation for measuring the distances between the working axes of the adjacent RF in the LG;

Формирование случайных чисел с равномерным законом распределения на интервале 0...1The formation of random numbers with a uniform distribution law on the interval 0 ... 1

Figure 00000108
Figure 00000108

Figure 00000109
Figure 00000110
Figure 00000111
Figure 00000112
Figure 00000113
Figure 00000109
Figure 00000110
Figure 00000111
Figure 00000112
Figure 00000113

Figure 00000114
Figure 00000115
Figure 00000116
Figure 00000117
Figure 00000118
Figure 00000114
Figure 00000115
Figure 00000116
Figure 00000117
Figure 00000118

Формирование случайных чисел с нормальным законом распределения на интервале 0...1The formation of random numbers with the normal distribution law on the interval 0 ... 1

Figure 00000119
Figure 00000119

Figure 00000120
Figure 00000121
Figure 00000120
Figure 00000121

Figure 00000122
Figure 00000123
Figure 00000122
Figure 00000123

Figure 00000124
Figure 00000125
Figure 00000124
Figure 00000125

Figure 00000126
Figure 00000127
Figure 00000126
Figure 00000127

Figure 00000128
Figure 00000128

Текст программыProgram text

Figure 00000129
Figure 00000129

Figure 00000130
Figure 00000130

Расчет зависимости статистической оценки среднеквадратической ошибки определения пеленга источника звука при различных удалениях его от пеленгатора.Calculation of the dependence of the statistical estimate of the root mean square error of determining the bearing of the sound source at various distances from the direction finder.

Удаление составляет 20 кмRemoval is 20 km

Figure 00000131
Figure 00000131

Удаление составляет 15 кмRemoval is 15 km

Figure 00000132
Figure 00000132

Удаление составляет 10 кмRemoval is 10 km

Figure 00000133
Figure 00000133

Удаление составляет 5 кмRemoval is 5 km

Figure 00000134
Figure 00000134

Построение графиков зависимости статистической оценки СКО пеленга выстрела самоходной гаубицы калибра 155 мм от его истинного пеленга при различных удалениях ее от пеленгатораPlotting the dependence of the statistical estimation of the standard deviation of the bearing of the shot of a 155 mm self-propelled howitzer from its true bearing at various distances from the direction finder

αи:=-0.0196,-0.0196+0.001...0.018 радα and : = - 0.0196, -0.0196 + 0.001 ... 0.018 rad

Figure 00000135
Figure 00000135

Приложение 4. Расчет зависимости статистической оценки среднеквадратической ошибки пеленга выстрела самоходной гаубицы калибра 152 мм от его истинного пеленга методом статистических испытаний при суммарно-разностном способе определения этого пеленга и 20 звукоприемниках в каждой линейной группе с использованием прикладной программы "Mathcad 2001i Professional".Appendix 4. Calculation of the dependence of the statistical estimate of the root-mean-square error of the bearing of a self-propelled howitzer shot of a 152 mm caliber from its true bearing by the method of statistical tests with a total-difference method for determining this bearing and 20 sound receivers in each linear group using the Mathcad 2001i Professional application program.

Исходные данные для расчетаThe initial data for the calculation

N:=100000 - число испытаний;N: = 100000 - number of tests;

Mf0:=20 Гц - МО рабочей частоты пеленгатора;M f0 : = 20 Hz - MO of the operating frequency of the direction finder;

σf0:=0.1·mf0 Гц - СКО рабочей частоты пеленгатора;σ f0 : = 0.1 · m f0 Hz - standard deviation of the operating frequency of the direction finder;

mW:=5 м/с - МО скорости ветра в приземном слое атмосферы;m W : = 5 m / s - MO of wind speed in the surface layer of the atmosphere;

σW:=1 м/с - СКО скорости ветра в приземном слое атмосферы;σ W : = 1 m / s - standard deviation of wind speed in the surface layer of the atmosphere;

mφ:=0 рад - МО разности между дирекционными углами ветра и направлением: точка пересечения ЛГ ЗП-ИЗ;m φ : = 0 rad — MO of the difference between the directional wind angles and direction: the point of intersection of LG ZP-IZ;

σφ:=0.01 рад - СКО разности между дирекционными углами ветра и направлением: точка пересечения ЛГ ЗП-ИЗ;σ φ : = 0.01 rad - standard deviation of the difference between the directional angles of the wind and the direction: the point of intersection of the LG ZP-IZ;

mt:=5°С - МО температуры воздуха в приземном слое атмосферы;m t : = 5 ° С - MO of air temperature in the surface layer of the atmosphere;

σt:=1°С - СКО температуры воздуха в приземном слое атмосферы;σ t : = 1 ° С - standard deviation of air temperature in the atmospheric surface layer;

mU0:=0.256 В - МО амплитуды напряжения на выходе АД 1 и 2 каналов при приеме АС на частоте f0 при нахождении ИЗ на рабочих осях НХН 1 и 2 ЛГ ЗП, если бы коэффициенты усиления (передачи) вышеназванных каналов были равны 1;m U0 : = 0.256 V — MO of the voltage amplitude at the output of the HELL of 1 and 2 channels when receiving speakers at a frequency of f0 when the FROM are on the working axes of the NHI 1 and 2 LG ZP, if the gain (transmission) of the above channels were equal to 1;

σU0:=0.1·mU0 В - СКО амплитуды напряжения на выходе АД 1 и 2 каналов при приеме АС на частоте f0 при нахождении ИЗ на рабочих осях НХН 1 и 2 ЛГ ЗП, если бы коэффициенты усиления (передачи) вышеназванных каналов были равны 1;σ U0 : = 0.1 · m U0 V - standard deviation of the voltage amplitude at the output of the HELL of 1 and 2 channels when receiving the speakers at a frequency f0 when the FROM are located on the working axes of the HHN 1 and 2 LG ZP, if the gain (transmission) of the above channels were equal one;

mΘ.с:=0.01967 рад - МО угла смещения рабочих осей НХН 1 и 2 ЛГ ЗП относительно равносигнального направления;m Θ.s :: = 0.01967 rad — MO of the angle of displacement of the working axes of the NHN 1 and 2 LG ZP relative to the equal-signal direction;

σΘ.c:=0.001553 рад - СКО угла смещения рабочих осей НХН 1 и 2 ЛГ ЗП относительно равносигнального направления;σ Θ.c : = 0.001553 rad - standard deviation of the angle of displacement of the working axes of the NHN 1 and 2 LG ZP relative to the equal-signal direction;

kу1:=10; kу2:=10 - коэффициенты передачи (усиления) по напряжению сигнала частотой f0 1 и 2 каналов;k y1 : = 10; k y2 : = 10 - transmission (gain) coefficients for the signal voltage with a frequency of f0 1 and 2 channels;

αи:= 0 рад" истинный пеленг ИЗ;α and : = 0 rad "true bearing FROM;

mUш1:=0 В; mUш2:=0 В - МО напряжения шума 1 и 2 каналов обработки сигнала;m Ush1 : = 0 V; m Ush2 : = 0 V - MO noise voltage 1 and 2 signal processing channels;

σUш1:=0.01 В; σUш2:=0.01 В - СКО напряжения шума 1 и 2 каналов обработки сигнала;σ Uш1 : = 0.01 V; σ Uш2 : = 0.01 V - standard deviation of noise voltage of 1 and 2 signal processing channels;

n:=20 - число ЗП в каждой ЛГ ЗП;n: = 20 - the number of RFP in each LG RFP;

md:=15.618 м - МО расстояния между рабочими осями соседних ЗП в ЛГ;m d : = 15.618 m — MO of the distance between the working axes of neighboring RFs in LG;

σd:=0.05 м - СКО измерения расстояний между рабочими осями соседних ЗП в ЛГ;σ d : = 0.05 m - standard deviation for measuring the distances between the working axes of the adjacent RF in the LG;

Формирование случайных чисел с равномерным законом распределения на интервале 0...1The formation of random numbers with a uniform distribution law on the interval 0 ... 1

Figure 00000108
Figure 00000108

Figure 00000109
Figure 00000110
Figure 00000111
Figure 00000112
Figure 00000113
Figure 00000109
Figure 00000110
Figure 00000111
Figure 00000112
Figure 00000113

Figure 00000114
Figure 00000115
Figure 00000116
Figure 00000117
Figure 00000118
Figure 00000114
Figure 00000115
Figure 00000116
Figure 00000117
Figure 00000118

Формирование случайных чисел с нормальным законом распределения на интервале 0...1The formation of random numbers with the normal distribution law on the interval 0 ... 1

Figure 00000119
Figure 00000119

Figure 00000136
Figure 00000121
Figure 00000136
Figure 00000121

Figure 00000122
Figure 00000123
Figure 00000122
Figure 00000123

Figure 00000124
Figure 00000125
Figure 00000124
Figure 00000125

Figure 00000126
Figure 00000127
Figure 00000126
Figure 00000127

Figure 00000128
Figure 00000128

Текст программыProgram text

Figure 00000137
Figure 00000137

Figure 00000138
Figure 00000138

Расчет зависимости статистической оценки среднеквадратической ошибки определения пеленга источника звука при различных удалениях его от пеленгатора.Calculation of the dependence of the statistical estimate of the root mean square error of determining the bearing of the sound source at various distances from the direction finder.

Удаление составляет 20 кмRemoval is 20 km

Figure 00000131
Figure 00000131

Удаление составляет 15 кмRemoval is 15 km

Figure 00000132
Figure 00000132

Удаление составляет 10 кмRemoval is 10 km

Figure 00000133
Figure 00000133

Удаление составляет 5 кмRemoval is 5 km

Figure 00000134
Figure 00000134

Figure 00000139
Figure 00000139

Claims (1)

Способ определения пеленга источника звука, заключающийся в том, что измеряют температуру воздуха в приземном слое атмосферы, рассчитывают скорость распространения акустического сигнала в этом слое атмосферы при отсутствии ветра, измеряют скорость и дирекционный угол ветра в приземном слое атмосферы, выбирают на местности ровную площадку длиной и шириной около трехсот метров, устанавливают от примерного центра этой площадки на линии, перпендикулярной двум сторонам этого квадрата и направленной на примерный центр района особого внимания, на расстоянии около ста пятидесяти пяти метров углоизмерительный оптико-механический прибор над предполагаемой точкой пересечения линейных групп звукоприемников, измеряют им дирекционный угол направления с этой точки на примерный центр района особого внимания, находят разность между дирекционными углами ветра и указанного направления, рассчитывают скорость звука с учетом влияния ветра, рассчитывают длину звуковой волны, принимаемую звукоприемниками акустического пеленгатора, строят графики нормированных характеристик направленности линейных групп звукоприемников при различных отношениях расстояний между рабочими осями характеристик направленности звукоприемников к принимаемой ими длине волны, находят по этим графикам оптимальную характеристику направленности линейных групп звукоприемников, определяют по ней ширину ее на уровне половины и угол смещения рабочих осей данных характеристик относительно равносигнального направления, рассчитывают требуемое расстояние между рабочими осями соседних звукоприемников и длину их линейных групп, принимают акустические сигналы и помехи звукоприемниками, преобразуют их в электрические сигналы и помехи, суммируют их, выделяют из смеси электрических сигналов и помех электрический сигнал и ослабленные фильтрами помехи частотой f0, пришедшие только из рабочего сектора акустического пеленгатора, измеряют в один и тот же момент времени максимальные амплитуды напряжений на выходах первого и второго каналов обработки сигналов, отличающийся тем, что выбирают частоту акустического сигнала f0 из его амплитудного спектра, строят автоматически графики нормированных характеристик направленности линейных групп звукоприемников при отношениях расстояния между рабочими осями соседних звукоприемников к длине принимаемой ими звуковой волны, равных единице и менее, находят оптимальную характеристику направленности линейных групп звукоприемников, исходя из заданного числа звукоприемников в линейных группах, определяют по ней приближенное значение половины ширины нормированной характеристики направленности линейных групп звукоприемников, определяют автоматически точное значение ширины нормированной характеристики направленности линейных групп звукоприемников на уровне ее половины и угол смещения рабочих осей нормированных характеристик направленности линейных групп звукоприемников относительно равносигнального направления, рассчитывают разность углов между девяносто градусами и углом смещения рабочих осей нормированных характеристик направленности линейных групп звукоприемников относительно равносигнального направления, поворачивают оптическую ось углоизмерительного прибора, установленного над вышеназванной точкой, влево от направления на примерный центр района особого внимания угол, равный разности углов между девяносто градусами и углом смещения рабочих осей нормированных характеристик направленности линейных групп звукоприемников, поворачивают оптическую ось углоизмерительного прибора от направления на вторую веху влево на удвоенный угол смещения рабочих осей нормированных характеристик направленности линейных групп звукоприемников относительно равносигнального направления, устанавливают на направлении оптической оси на удалении половины длины линейной группы от точки пересечения линейных групп звукоприемников третью веху, поворачивают от направления на третью веху оптическую ось углоизмерительного прибора влево на угол сто восемьдесят градусов, устанавливают на направлении оптической оси этого прибора на удалении половины длины линейной группы от точки пересечения линейных групп звукоприемников четвертую веху, натягивают между этими вехами веревку, устанавливают первый звукоприемник с круговой нормированной характеристикой направленности в горизонтальной плоскости первой линейной группы над точкой, где была первая веха, и рабочая ось его была бы вертикальна, устанавливают потом аналогично остальные звукоприемники с круговой нормированной характеристикой направленности в горизонтальной плоскости на рассчитанных расстояниях между их центрами вдоль веревки, устанавливают первый звукоприемник второй линейной группы звукоприемников над точкой, где была третья веха, и рабочая ось его была бы вертикальна, устанавливают также остальные звукоприемники на рассчитанных расстояниях между их центрами вдоль веревки, поворачивают оптическую ось углоизмерительного прибора на примерный центр района особого внимания, поворачивают ее вправо или влево на угол сто восемьдесят градусов, размещают на этом направлении на расстоянии около ста пятидесяти пяти метров от этого прибора звукоприемник с нормированной характеристикой направленности в горизонтальной плоскости, описываемой кардиоидой, чтобы его рабочая ось была примерно параллельна плоскости горизонта и приблизительно совпадала с направлением на примерный центр района особого внимания, размещают на этом же направлении на удалении около ста пятидесяти метров от установленного звукоприемника звукоприемник с нормированной характеристикой направленности в горизонтальной плоскости, описываемой кардиоидой, чтобы его рабочая ось была примерно параллельна плоскости горизонта и противоположна направлению на примерный центр района особого внимания, вычитают из максимальной амплитуды напряжения на выходе первого канала обработки максимальную амплитуду напряжения на выходе второго канала обработки, складывают эти максимальные амплитуды напряжений, получают отношение их разности к их сумме и определяют по этому отношению автоматически пеленг источника звука.A method for determining the bearing of a sound source, which consists in measuring the temperature of the air in the surface layer of the atmosphere, calculating the propagation speed of the acoustic signal in this layer of the atmosphere in the absence of wind, measuring the speed and directional angle of the wind in the surface layer of the atmosphere, and choosing an even area with a length of about three hundred meters wide, set from the approximate center of this site on a line perpendicular to the two sides of this square and directed to the approximate center of the area of special attention At a distance of about one hundred and fifty-five meters, an angle-measuring optical-mechanical device above the assumed intersection point of the linear groups of sound receivers, they measure the directional angle of direction from this point to the approximate center of the area of special attention, find the difference between the directional angles of the wind and the specified direction, calculate the speed of sound taking into account the influence of wind, calculate the sound wavelength received by the sound receivers of the acoustic direction finder, build graphs of the normalized characteristics of the direction the linearities of the linear groups of sound receivers at different ratios of the distances between the working axes of the directivity characteristics of the sound receivers to the wavelength they receive, find the optimal directivity characteristics of the linear groups of sound receivers from these graphs, determine its width at half level and the offset angle of the working axes of these characteristics relative to the equal signal direction, calculate the required distance between the working axes of adjacent sound receivers and the length of their linear groups, take aka cal signals and interference sound receivers, convert them into electrical signals and noise, summing them, isolated from a mixture of electrical signals and interference electric signal and the attenuated noise filter frequency f 0 which have come only from the working sector acoustic finder, measured at the same time maximum voltage amplitudes at the outputs of the first and second signal processing channels, characterized in that they select the frequency of the acoustic signal f 0 from its amplitude spectrum, automatically plot n based on the directivity characteristics of the linear groups of sound receivers with the ratio of the distance between the working axes of adjacent sound receivers to the length of the sound wave they receive equal to one or less, the optimal directivity characteristics of the linear groups of sound receivers are found based on the given number of sound receivers in the linear groups, the approximate value of half the width is determined from it normalized directivity characteristics of linear groups of sound receivers, automatically determine the exact value of the width s of the normalized directivity characteristics of the linear groups of sound receivers at half level and the displacement angle of the working axes of the normalized directivity characteristics of the linear groups of sound receivers relative to the equal-signal direction, calculate the difference in angles between ninety degrees and the angle of displacement of the working axes of the normalized directivity of the linear groups of sound-receivers relative to the equal-signal direction, rotate the optical axis angle measuring device installed above called point, to the left of the direction to the approximate center of the area of special attention, an angle equal to the difference of angles between ninety degrees and the angle of displacement of the working axes of the normalized directivity of the linear groups of sound receivers, turn the optical axis of the angle measuring device from the direction to the second pole to the left twice the angle of the working axes of the normalized directivity characteristics of linear groups of sound receivers with respect to the equal-signal direction, set on the direction of the optical axis n and at a distance of half the length of the linear group from the intersection of the linear groups of sound receivers the third milestone, turn from the direction of the third milestone the optical axis of the angle meter to the left by an angle of one hundred eighty degrees, set on the direction of the optical axis of this device at a distance of half the length of the linear group from the intersection of the linear groups the fourth milestone, pull a rope between these milestones, install the first sound receiver with a circular normalized directivity in g the horizontal plane of the first linear group above the point where the first pole was, and its working axis would be vertical, then, similarly, the remaining sound receivers with a circular normalized directivity in the horizontal plane at the calculated distances between their centers along the rope are installed, the first sound receiver of the second linear group of sound receivers is installed above the point where the third milestone was, and its working axis would be vertical, other sound receivers are also installed at calculated distances between their centers along the rope, turn the optical axis of the angle measuring device to the approximate center of the area of special attention, turn it right or left at an angle of one hundred and eighty degrees, place in this direction at a distance of about one hundred fifty-five meters from this device a sound receiver with a normalized directivity horizontal plane described by the cardioid, so that its working axis is approximately parallel to the horizon plane and approximately coincides with the direction of the approximate price p of the area of special attention, place in the same direction at a distance of about one hundred and fifty meters from the installed sound receiver a sound receiver with a normalized directivity in the horizontal plane described by the cardioid, so that its working axis is approximately parallel to the horizon and opposite to the direction to the approximate center of the special attention area, subtract from the maximum voltage amplitude at the output of the first processing channel the maximum voltage amplitude at the output of the second channel They add up these maximum voltage amplitudes, obtain the ratio of their difference to their sum and automatically determine the bearing of the sound source from this ratio.
RU2006138753/09A 2006-11-02 2006-11-02 Method for determination of sound source bearing RU2323449C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006138753/09A RU2323449C1 (en) 2006-11-02 2006-11-02 Method for determination of sound source bearing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006138753/09A RU2323449C1 (en) 2006-11-02 2006-11-02 Method for determination of sound source bearing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2323449C1 true RU2323449C1 (en) 2008-04-27

Family

ID=39453183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006138753/09A RU2323449C1 (en) 2006-11-02 2006-11-02 Method for determination of sound source bearing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2323449C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549919C1 (en) * 2014-01-28 2015-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Method for determining bearing of sound source at arrangement of acoustic antenna of acoustic radar in inclined sections of ground surface
RU2676830C2 (en) * 2017-03-20 2019-01-11 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Method for determining coordinates of firing artillery systems and ruptures of projectiles by sound recorder
CN115856765A (en) * 2022-11-28 2023-03-28 中国电子科技集团公司第十研究所 Direction finding correction method and device for improving direction finding precision
CN115856765B (en) * 2022-11-28 2024-05-10 中国电子科技集团公司第十研究所 Direction finding correction method and device for improving direction finding precision

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549919C1 (en) * 2014-01-28 2015-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Method for determining bearing of sound source at arrangement of acoustic antenna of acoustic radar in inclined sections of ground surface
RU2676830C2 (en) * 2017-03-20 2019-01-11 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Method for determining coordinates of firing artillery systems and ruptures of projectiles by sound recorder
CN115856765A (en) * 2022-11-28 2023-03-28 中国电子科技集团公司第十研究所 Direction finding correction method and device for improving direction finding precision
CN115856765B (en) * 2022-11-28 2024-05-10 中国电子科技集团公司第十研究所 Direction finding correction method and device for improving direction finding precision

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3254133A1 (en) Direction finding using signal power
CN110187303B (en) Single-pulse amplitude-ratio-correlation joint direction finding method
CN110703259B (en) Underwater acoustic array channel phase consistency calibration method based on moving sound source
US3286224A (en) Acoustic direction finding system
Cui et al. Direction finding for transient acoustic source based on biased TDOA measurement
CN109633575A (en) A kind of three axis calibration systems and method of satellite-borne microwave optics composite radar
CN115061156A (en) Array antenna satellite navigation deception resisting method and system based on integrated navigation
CN107861096A (en) Least square direction-finding method based on voice signal reaching time-difference
Cui et al. Evolutionary TDOA-based direction finding methods with 3-D acoustic array
Cheng et al. Adaptive monopulse approach with joint linear constraints for planar array at subarray level
US3947803A (en) Direction finding system
Sun et al. Array geometry calibration for underwater compact arrays
RU2323449C1 (en) Method for determination of sound source bearing
RU2444747C1 (en) Method of determining bearing of noisy object
KR101852297B1 (en) Apparatus and method for detecting position
US3130408A (en) Signal direction finder system
Li et al. Calibration of multibeam echo sounder transducer array based on focused beamforming
RU2276383C2 (en) Method for determining distance to sound source
RU2549919C1 (en) Method for determining bearing of sound source at arrangement of acoustic antenna of acoustic radar in inclined sections of ground surface
RU2405166C2 (en) Method for determining location of transmitter with portable position finder
RU2686113C1 (en) Method of amplitude two-dimensional direction-finding
RU2274873C2 (en) Acoustic direction finder
RU2815608C1 (en) Ultrashort measuring base hydroacoustic navigation system
Urzaiz et al. Digital beamforming on receive array calibration: Application to a persistent X-band surface surveillance radar
RU2529827C1 (en) Acoustic sounder of pulsed sound sources

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081103