RU2458357C1 - Система гидролокации гидроакустической станции - Google Patents
Система гидролокации гидроакустической станции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458357C1 RU2458357C1 RU2011100387/28A RU2011100387A RU2458357C1 RU 2458357 C1 RU2458357 C1 RU 2458357C1 RU 2011100387/28 A RU2011100387/28 A RU 2011100387/28A RU 2011100387 A RU2011100387 A RU 2011100387A RU 2458357 C1 RU2458357 C1 RU 2458357C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bearing
- target
- input
- output
- unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Система гидролокации гидроакустической станции может быть использована в системах обнаружения подводных объектов и измерения их координат и других параметров движения. Основу предлагаемой системы составляют две ее части: тракт активной гидролокации и тракт шумопеленгования. Тракт активной гидролокации содержит последовательно включенные устройство 1 формирования зондирующего сигнала, генераторное устройство 2 и передающую антенну 3, последовательно включенные приемные антенное устройство 4, устройство 5 обработки эхо-сигналов цели и устройство 6 измерения радиальной составляющей скорости цели, устройство 7 измерения дальности до цели, блок 8 определения скорости изменения пеленга и блок 9 уточнения пеленга и управления положением антенн тракта. Тракт шумопеленгования содержит последовательно включенные приемное антенное устройство 10, устройство 11 обработки сигналов шумопеленгования и устройство 12 измерения пеленга. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения параметров движения цели. 2 ил.
Description
Изобретение относится к гидроакустической технике, а именно к системам гидролокации, и может быть использовано в системах обнаружения подводных объектов и измерения их координат и других параметров движения.
Известен гидроакустический комплекс, реализующий способ автоматического сопровождения маневрирующей цели, защищенный патентом РФ №2260197, кл. G01S 13/66, 2003 г. Он содержит устройство формирования зондирующего сигнала, передающую антенну, устройство обработки эхо-сигнала, устройство измерения пеленга на цель, устройство измерения радиальной составляющей скорости цели, измеритель пеленга цели в режиме шумопеленгования и измеритель скорости изменения пеленга.
Все перечисленные устройства этого аналога входят и в состав заявляемой системы.
Причиной, препятствующей достижению в этом комплексе технического результата, достигаемого в заявляемой системе, являются большие затраты времени (большое число циклов излучения-приема активного гидролокатора) для определения параметров движения цели с приемлемой точностью.
Известна также система гидролокации гидроакустической станции, содержащая устройство формирования зондирующего сигнала, генераторное устройство, приемную и передающую антенны, устройство обработки эхо-сигналов, тракт шумопеленгования, блок связи системы гидролокации с системами корабля [Евтюгов А.П., Колесников А.Е., Корепин Е.А. и др. Справочник по гидроакустике. 2-е изд. - Л.: Судостроение. - 1988, с.18-25, 27-29].
Все перечисленные элементы этой системы гидролокации входят и в состав заявляемой системы.
Причиной, препятствующей достижению в этой системе технического результата, достигаемого в заявляемой системе, являются достаточно ограниченные функциональные возможности системы. В частности, система не позволяет определять скорость и курс цели, необходимые для ее квалификации.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой (прототипом) является система гидролокации, защищенная патентом РФ №2393503, кл. G01S 15/00, 2009 г., содержащая передающую антенну тракта активной гидролокации (АГЛ), приемные антенные устройства трактов АГЛ и шумопеленгования, генераторное устройство, устройство формирования зондирующего сигнала, устройство обработки эхо-сигналов цели, устройство обработки сигналов тракта шумопеленгования, устройство измерения пеленга тракта шумопеленгования, блок определения скорости изменения пеленга, устройство измерения дистанции до цели, устройство измерения радиальной составляющей скорости цели, вычислитель и блок связи с системами корабля-носителя.
Работа этой системы основана на измерении пеленга на цель с помощью тракта шумоподавления, последующем включении на излучение в направлении измеренного пеленга тракта АГЛ, измерении методом АГЛ дистанции до цели, определении скорости изменения пеленга и пересчета измеренных параметров в скорость и курс цели.
Признаками, общими с признаками заявляемой системы, являются все перечисленные признаки системы-прототипа.
Причиной, препятствующей достижению в системе-прототипе технического результата, достигаемого в заявляемой системе, является относительно низкая точность определения параметров движения цели. Она обусловлена тем, что определение параметров движения цели в этой системе основано на измерении пеленга цели с помощью тракта шумопеленгования, а это измерение осуществляется достаточно грубо.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение точности определения параметров движения цели.
Указанный технический результат достигается тем, что в известную систему гидролокации гидроакустической станции введен блок уточнения пеленга и управления положением антенн, при этом антенны тракта АГЛ выполнены с возможностью управления положением в плоскости пеленгования, приемное антенное устройство тракта АГЛ выполнено на основе двух парциальных антенн, акустические оси которых развернуты в плоскости пеленгования на угол, примерно равный ширине основного лепестка характеристики направленности, второй выход приемного антенного устройства тракта АГЛ соединен с первым входом блока уточнения пеленга и управления положением антенн, третий выход - со входом блока определения скорости изменения пеленга и шестым входом вычислителя, а управляющий вход - со вторым управляющим выходом блока уточнения пеленга и управления положением антенн, второй вход которого подключен к выходу устройства измерения пеленга, а первый управляющий выход - к управляющему входу передающей антенны.
Для достижения технического результата в систему гидролокации гидроакустической станции, содержащей последовательно включенные устройство формирования зондирующего сигнала, генераторное устройство и передающую антенну, тракт шумопеленгования, содержащий последовательно включенные антенное устройство, устройство обработки сигналов шумопеленгования и устройство измерения пеленга, подключенное своим выходом ко второму входу генераторного устройства, последовательно включенные приемное антенное устройство тракта активной гидролокации, устройство обработки эхо-сигнала и устройство измерения радиальной составляющей скорости цели, блок определения скорости изменения пеленга, устройство измерения дистанции до цели, первый и второй входы которого подключены ко вторым выходам устройства обработки эхо-сигналов и устройства формирования зондирующего сигнала соответственно, блок связи с системами корабля-носителя и вычислитель, первый и второй входы которого подключены к выходам блока определения скорости изменения пеленга и устройства измерения дистанции до цели соответственно, третий вход - к выходу устройства измерения радиальной составляющей скорости цели, а четвертый и пятый входы - соответственно к первому и второму выходам блока связи с системами корабля-носителя, введен блок уточнения пеленга и управления положением антенн, при этом антенны тракта активной гидролокации выполнены с возможностью управления положением в плоскости пеленгования, приемное антенное устройство тракта активной гидролокации выполнено на основе двух парциальных антенн, акустические оси которых развернуты в плоскости пеленгования на угол, примерно равный ширине основного лепестка характеристики направленности, второй выход приемного антенного устройства тракта активной гидролокации соединен с первым входом блока уточнения пеленга и управления положением антенн, третий выход - со входом блока определения скорости изменения пеленга и шестым входом вычислителя, а управляющий вход - со вторым управляющим выходом блока уточнения пеленга и управления положением антенн, второй вход которого подключен к выходу устройства измерения пеленга, а первый управляющий выход - к управляющему входу передающей антенны.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведены:
- на фиг.1 - структурная схема заявляемой системы;
- на фиг.2 - характеристики направленности приемного антенного устройства тракта АГЛ.
Основу предлагаемой системы составляют две ее части: тракт АГЛ и тракт шумопеленгования.
Тракт АГЛ содержит последовательно включенные устройство 1 формирования зондирующего сигнала, генераторное устройство 2 и передающую антенну 3, последовательно включенные приемные антенное устройство 4, устройство 5 обработки эхо-сигналов цели и устройство 6 измерения радиальной составляющей скорости цели, устройство 7 измерения дистанции до цели, первый и второй входы которого соединены со вторыми выходами устройств 5 и 1 соответственно, блок 8 определения скорости изменения пеленга, вход которого соединен с третьим выходом устройства 4, и блок 9 уточнения пеленга и управления положением антенн тракта, первый вход которого соединен со вторым выходом устройства 4, а первый и второй управляющие выходы - с управляющими входами антенны 3 и устройства 4 соответственно.
Тракт шумопеленгования содержит последовательно включенные приемное антенное устройство 10, устройство 11 обработки сигналов шумопеленгования и устройство 12 измерения пеленга, выход которого соединен со вторыми входами блока 9 и устройства 2 тракта АГЛ.
Кроме того, в состав системы входят блок 13 связи с системами корабля-носителя и вычислитель 14, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом блока 8, выходом устройства 7 и выходом устройства 6, четвертый и пятый входы - соответственно с первым и вторым выходами блока 13, а шестой вход - с третьим выходом устройства 4.
Работа системы заключается в следующем.
Сигналы шумоизлучения цели принимаются устройством 10 и проходят обработку в устройстве 11. При обнаружении шумоизлучения цели устройством 12 осуществляется измерение грубого значения пеленга ПГ на обнаруженную цель. Измеренное значение ПГ с выхода устройства 12 поступает на вторые входы устройств 2 и 9.
Тракт АГЛ включается в работу на излучение в направлении обнаруженной трактом шумопеленгования цели. Устройство 2 воспроизводит сформированный устройством 1 зондирующий сигнал с большим уровнем мощности. Этот сигнал с выхода устройства 2 поступает на вход антенны 3 и с ее помощью излучается в направлении обнаруженной цели.
Блок 9 устанавливает антенну 3 в такое положение, что излучение осуществляется в направлении на цель. Это направление задается сигналом, соответствующим значению ПГ, поступившему на второй вход блока 9 с выхода устройства 12. Синхронно с антенной 3 блок 9 устанавливает положение устройства 4 таким образом, чтобы оно принимало сигналы с того же направления, в котором излучается сигнал антенной 3.
Отраженные от цели сигналы принимаются устройством 4 и с его первого выхода поступают на вход устройства 5.
Уточнение грубого значения ПГ пеленга осуществляется с помощью блока 9 и устройства 4.
Устройство 4 содержит две узконаправленные парциальные антенны. Их акустические оси сдвинуты одна относительно другой в плоскости пеленгования примерно на ширину главного лепестка характеристики направленности. В устройстве 4 сформированы суммарная и разностная характеристики направленности парциальных антенн. На фиг.2 приведены типовые парциальные, суммарная и разностная характеристики направленности антенн устройства 4.
На фиг.2а приведены характеристики F1 и F2 направленности парциальных антенн, на фиг.2б - суммарная характеристика F1+F2 направленности, а на фиг.2в - разностная характеристика F1-F2 направленности. По оси абсцисс при этом откладывается угол φ - угол отклонения направления прихода сигнала от равносигнального направления устройства 4 (направления, с которого уровни сигналов, поступающих по парциальным антеннам с характеристиками направленности F1 и F2, одинаковы).
Суммарная характеристика F1+F2 направленности используется для формирования суммарного сигнала, то есть суммы сигналов, поступивших по парциальным антеннам. Этот сигнал с первого выхода устройства 4 поступает на вход устройства 5 для дальнейшей обработки.
Разностная характеристика F1-F2 направленности имеет форму типовой дискриминационной (пеленгационной) характеристики. Она используется для формирования разностного сигнала, равного разности сигналов, поступающих по парциальным антеннам. Нетрудно видеть, что результат вычитания пропорционален амплитуде, а знак соответствует знаку отклонения направления прихода сигнала от равносигнального направления устройства 4. Сигнал, соответствующий этому результату, то есть разностной характеристике F1-F2 направленности, со второго выхода устройства 4 поступает на первый вход блока 9. Блок 9 под действием этого сигнала вырабатывает управляющие сигналы, под действием которых антенна 3 и устройство 4 изменяют свое положение в плоскости пеленгования таким образом, что отклонение равносигнального направления устройства 4 от направления на цель уменьшается. Изменение положения антенны 3 изменяется синхронно с изменением положения устройства 4, ее акустическая ось автоматически устанавливается совпадающей с равносигнальным направлением устройства 4. В итоге равносигнальное направление устройства 4 и акустическая ось антенны 3 устанавливаются совпадающими с направлением на цель, то есть в полном соответствии с точным значением ПТ пеленга цели.
Устройство 4 снабжено внутренним датчиком, сигнализирующем о положении равносигнального направления устройства 4. В установившемся режиме, когда сигнал на втором выходе устройства 4 равен нулю или близок к нему, равносигнальное направление устройства 4 совпадает с направлением на цель. Внутренний датчик при этом формирует сигнал, соответствующий точному значению ПТ пеленга цели. Это значение поступает с третьего выхода устройства 4 на вход блока 8 и шестой вход вычислителя 14.
Поступивший на вход устройства 5 эхо-сигнал проходит в нем предварительную обработку. Результаты этой обработки с первого выхода устройства 5 поступают на вход устройства 6, а со второго - на первый вход устройства 7, на второй вход которого поступает синхроимпульс со второго выхода устройства 1.
В устройстве 6 производится измерение радиальной составляющей VP скорости цели, а результат измерения поступает с его выхода на третий вход вычислителя 14.
В устройстве 7 измеряется дистанция D до цели, а результат измерения поступает с его выхода на второй вход вычислителя 14.
В блоке 8 определяется скорость изменения (производная по времени) уточненного пеленга 
цели, а результат 
ее определения поступает с его выхода на первый вход вычислителя 14.
С первого выхода блока 13 на четвертый вход вычислителя 14 поступает курс КН, а со второго выхода блока 13 на пятый вход вычислителя поступает скорость VH корабля-носителя.
В вычислителе 14 определяются следующие параметры движения цели:
- общая тангенциальная составляющая 
скорости;
- тангенциальная составляющая скорости Vt цели;
- скорость V цели;
- курс К цели.
Общая тангенциальная составляющая 
скорости рассчитывается по
формуле:
где D и 
- дальность до цели и скорость изменения уточненного пеленга, поступающие соответственно на второй и первый входы вычислителя 14.
Тангенциальная составляющая скорости Vt цели рассчитывается по формуле:
где ПТ - уточненный пеленг цели, поступающий на шестой вход вычислителя 14;
VH и KH - скорость и курс корабля-носителя, поступающие соответственно на четвертый и пятый входы вычислителя 14.
Курс К и скорость V цели рассчитываются по формулам:
где VP - радиальная составляющая скорости цели, поступающая на третий вход вычислителя 14.
Параметры К и V поступают соответственно на первый и второй выходы вычислителя 14 и в дальнейшем могут быть использованы для классификации цели.
Из уравнений (1)÷(4) нетрудно видеть, что точность измерения параметров К и V движения цели в значительной степени определяется точностью измерения пеленга П цели. В системе-прототипе этот параметр определяется в режиме щумопеленгования, то есть точность его измерения определяется значением ПГ и далее никак не уточняется.
В предлагаемой системе гидролокации значение пеленга цели определяется в два этапа. На первом этапе, как и в системе-прототипе, определяется грубое значение ПГ пеленга. Однако в дальнейшем оно уточняется с помощью блока 9 и устройства 4. В результате в заявленной системе значение ПТ пеленга определяется с существенно большей точностью, чем в системе-прототипе. Следовательно, в заявленной системе и параметры К и V движения цели определяются с большей точностью, чем в системе-прототипе.
Claims (1)
- Система гидролокации гидроакустической станции, содержащая последовательно включенные устройство формирования зондирующего сигнала, генераторное устройство и передающую антенну, тракт шумопеленгования, содержащий последовательно включенные антенное устройство, устройство обработки сигналов шумопеленгования и устройство измерения пеленга, подключенное своим выходом ко второму входу генераторного устройства, последовательно включенные приемное антенное устройство тракта активной гидролокации, устройство обработки эхо-сигнала и устройство измерения радиальной составляющей скорости цели, блок определения скорости изменения пеленга, устройство измерения дистанции до цели, первый и второй входы которого подключены ко вторым выходам устройства обработки эхо-сигналов и устройства формирования зондирующего сигнала соответственно, блок связи с системами корабля-носителя и вычислитель, первый и второй входы которого подключены к выходам блока определения скорости изменения пеленга и устройства измерения дистанции до цели соответственно, третий вход - к выходу устройства измерения радиальной составляющей скорости цели, а четвертый и пятый входы - соответственно к первому и второму выходам блока связи с системами корабля-носителя, отличающаяся тем, что в нее введен блок уточнения пеленга и управления положением антенн, при этом антенны тракта активной гидролокации выполнены с возможностью управления положением в плоскости пеленгования, приемное антенное устройство тракта активной гидролокации выполнено на основе двух парциальных антенн, акустические оси которых развернуты в плоскости пеленгования на угол, примерно равный ширине основного лепестка характеристики направленности, второй выход приемного антенного устройства тракта активной гидролокации соединен с первым входом блока уточнения пеленга и управления положением антенн, третий выход - со входом блока определения скорости изменения пеленга и шестым входом вычислителя, а управляющий вход - со вторым управляющим выходом блока уточнения пеленга и управления положением антенн, второй вход которого подключен к выходу устройства измерения пеленга, а первый управляющий выход - к управляющему входу передающей антенны.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011100387/28A RU2458357C1 (ru) | 2011-01-11 | 2011-01-11 | Система гидролокации гидроакустической станции |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011100387/28A RU2458357C1 (ru) | 2011-01-11 | 2011-01-11 | Система гидролокации гидроакустической станции |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2458357C1 true RU2458357C1 (ru) | 2012-08-10 |
Family
ID=46849712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011100387/28A RU2458357C1 (ru) | 2011-01-11 | 2011-01-11 | Система гидролокации гидроакустической станции |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2458357C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5168473A (en) * | 1990-07-02 | 1992-12-01 | Parra Jorge M | Integrated passive acoustic and active marine aquatic apparatus and method |
| US5909409A (en) * | 1969-01-08 | 1999-06-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for underwater acoustic detection and location of an object |
| RU20394U1 (ru) * | 2001-03-11 | 2001-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Гидроакустическая станция для надводных кораблей поиска и сопровождения торпед |
| RU2190237C2 (ru) * | 2000-11-24 | 2002-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Приемный тракт гидроакустической станции с линейной антенной, устраняющий неоднозначность определения направления прихода сигнала |
| RU2309872C1 (ru) * | 2006-05-10 | 2007-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие центральный научно-исследовательский институт "Гидроприбор" | Устройство гидроакустического наблюдения за подводной сигнально-помеховой обстановкой |
| RU2393503C1 (ru) * | 2009-05-12 | 2010-06-27 | ОАО "Концерн "Океанприбор" | Система активной гидролокации гидроакустической станции |
-
2011
- 2011-01-11 RU RU2011100387/28A patent/RU2458357C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5909409A (en) * | 1969-01-08 | 1999-06-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for underwater acoustic detection and location of an object |
| US5168473A (en) * | 1990-07-02 | 1992-12-01 | Parra Jorge M | Integrated passive acoustic and active marine aquatic apparatus and method |
| RU2190237C2 (ru) * | 2000-11-24 | 2002-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Приемный тракт гидроакустической станции с линейной антенной, устраняющий неоднозначность определения направления прихода сигнала |
| RU20394U1 (ru) * | 2001-03-11 | 2001-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" | Гидроакустическая станция для надводных кораблей поиска и сопровождения торпед |
| RU2309872C1 (ru) * | 2006-05-10 | 2007-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие центральный научно-исследовательский институт "Гидроприбор" | Устройство гидроакустического наблюдения за подводной сигнально-помеховой обстановкой |
| RU2393503C1 (ru) * | 2009-05-12 | 2010-06-27 | ОАО "Концерн "Океанприбор" | Система активной гидролокации гидроакустической станции |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9939522B2 (en) | Systems and methods for 4-dimensional radar tracking | |
| US20160103214A1 (en) | Use of Range-Rate Measurements in a Fusion Tracking System via Projections | |
| RU2393503C1 (ru) | Система активной гидролокации гидроакустической станции | |
| CN105004413B (zh) | 用于水下目标定位的声传播路径综合速度测定方法与装置 | |
| JP5853489B2 (ja) | 目標運動推測システム及び方法 | |
| JP2009145206A5 (ru) | ||
| CN105572673A (zh) | 超声波测距方法及装置 | |
| JP6469357B2 (ja) | 水中探知装置、水中探知方法、および水中探知プログラム | |
| RU2346295C1 (ru) | Активный гидролокатор | |
| RU86321U1 (ru) | Многочастотная навигационная система | |
| RU2225991C2 (ru) | Навигационная гидроакустическая станция освещения ближней обстановки | |
| RU114169U1 (ru) | Активный гидролокатор | |
| RU75061U1 (ru) | Активный гидролокатор | |
| RU2272303C1 (ru) | Способ определения глубин акватории и устройство для его осуществления | |
| RU90574U1 (ru) | Активный гидролокатор | |
| RU2458357C1 (ru) | Система гидролокации гидроакустической станции | |
| US10509094B2 (en) | Method for determining the direction of a source of waterborne sound, a computer program product, a computer or sonar, and a watercraft | |
| RU2545068C1 (ru) | Способ измерения изменения курсового угла движения источника зондирующих сигналов | |
| JP5277693B2 (ja) | レーダ装置 | |
| RU2260197C2 (ru) | Способ автоматического сопровождения маневрирующей цели в режиме активной локации гидроакустического или радиолокационного комплекса | |
| CN108629357B (zh) | 一种用于水下航行器的数据融合方法和系统 | |
| RU145002U1 (ru) | Комплекс гидролокации гидроакустической станции | |
| RU2612201C1 (ru) | Способ определения дистанции гидролокатором | |
| JP2002257921A (ja) | トランスポンダキャリブレーション方法 | |
| RU2402785C2 (ru) | Способ определения курсового угла на источник излучения с подвижного подводного объекта и устройство для его осуществления |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140112 |