RU2323449C1 - Method for determination of sound source bearing - Google Patents
Method for determination of sound source bearing Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
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):
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
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;
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
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
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
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
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,
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
(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
, см. стр.25, АВ (16) работы [1]; , 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
, (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), , (see page 24, AB (14) of [1], this AB is more general than the AB shown on
(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
(см. стр.5 [14]). (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
(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
(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
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);
Расчет этого угла заканчивается, когда будет выполняться условиеThe calculation of this angle ends when the condition
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
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
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
, [14, с.5] или [16, с.46] , [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
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
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
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
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:
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
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
Амплитуды напряжений на выходах 1 и 2 каналов описываются такими АВ:The voltage amplitudes at the outputs of
, [16, стр.44...47], , [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
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
[16, С.44...47]; [16, p. 44 ... 47];
, при |α|<ΘС. When | α | <Θ C.
, [16, стр.44...47], , [16, p. 44 ... 47],
; [16, С.44...47]; ; [16, p. 44 ... 47];
В прототипе определяется отношениеThe prototype determines the ratio
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
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
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
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
при |αJ+1-αJ|=α≤ε и Δα=ε,for | α J + 1 -α J | = 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;
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;
при |αj|≤|ΘC|, |αj+Δα|≤|ΘC| и при следующих условиях (см. фиг.11 и 13): α<|Θc|; T1<Т4; Т2<Т3; T1≤Т2; Т1≥Т2; T1<Т3; T2<Т4; 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; T2<Т3; Т2<Т4; T1<Т4; Т3<Т4; 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;
T1<Т4; T1<Т2; T1<Т3; Т4<Т2; Т4<Т3; Т2<Т3, 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
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:
, [18, стр.138], (4) , [18, p. 138], (4)
где Where
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
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
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.
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.
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.
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.
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.
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)].
где -Where -
СО математического ожидания (МО) пеленга ИЗ;SB mathematical expectation (MO) bearing FROM;
N - максимальное число испытаний;N is the maximum number of tests;
(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);
αи - истинный пеленг ИЗ;α and - true bearing FROM;
, при |αи|<Θci; , 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
i - текущий номер испытаний;i is the current test number;
, при |αi|<ΘC. , 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]:
где mX и σX - MO и СКО СВ Х соответственно;where m X and σ X are MO and RMSE CB X, respectively;
- -
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
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.
где ;Where ;
(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);
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:
, при q=1, 6...1.7. , 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
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
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= =mUш=0; σUш1=σUш2=σUш= =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 Uш = = 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]:
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
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)]:
где - CO дисперсии пеленга выстрела СГ калибра 155 мм.Where - 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. . 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, . 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).
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.
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
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
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 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
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
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
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
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
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
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,
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
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 поступит в ЭВМ, где в соответствии с представленным выше алгоритмом будут рассчитаны вышеназванные величины.When the AS arrives at the front-
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
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
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.
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].
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
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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= рад - угол смещения рабочих осей ХН ЛГ ЗП относительно РСН.Θ s : = 0.3 · Θ 0.5 Θ c = 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;
Текст программы расчетаCalculation program text
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)= , рад.Θ (-0.072) = , 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= рад - ширина ХН ЛГ ЗП на уровне 0,5.Θ0.5 = 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= рад - угол смещения рабочей оси ХН ЛГ ЗП относительно РСН.Θ c = 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".
Вариант 1. Исходные данные для расчета
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
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.
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)
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".
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
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
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
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
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
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 -
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
Формирование случайных чисел с нормальным законом распределения на интервале 0...1The formation of random numbers with the normal distribution law on the
Текст программыProgram text
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
Удаление составляет 15 кмRemoval is 15 km
Удаление составляет 10 кмRemoval is 10 km
Удаление составляет 5 кмRemoval is 5 km
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
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".
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
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
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
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
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
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 -
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
Формирование случайных чисел с нормальным законом распределения на интервале 0...1The formation of random numbers with the normal distribution law on the
Текст программыProgram text
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
Удаление составляет 15 кмRemoval is 15 km
Удаление составляет 10 кмRemoval is 10 km
Удаление составляет 5 кмRemoval is 5 km
Claims (1)
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)
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 |
-
2006
- 2006-11-02 RU RU2006138753/09A patent/RU2323449C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
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 |