RU2484492C1 - Hydroacoustic system for measuring coordinates of sound source in shallow sea - Google Patents

Hydroacoustic system for measuring coordinates of sound source in shallow sea Download PDF

Info

Publication number
RU2484492C1
RU2484492C1 RU2011146044/28A RU2011146044A RU2484492C1 RU 2484492 C1 RU2484492 C1 RU 2484492C1 RU 2011146044/28 A RU2011146044/28 A RU 2011146044/28A RU 2011146044 A RU2011146044 A RU 2011146044A RU 2484492 C1 RU2484492 C1 RU 2484492C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
calculating
input
output
intensity vector
Prior art date
Application number
RU2011146044/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011146044A (en
Inventor
Борис Анатольевич Касаткин
Сергей Борисович Касаткин
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН (ИПМТ ДВО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Учреждение Российской академии наук Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН (ИПМТ ДВО РАН) filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН (ИПМТ ДВО РАН)
Priority to RU2011146044/28A priority Critical patent/RU2484492C1/en
Publication of RU2011146044A publication Critical patent/RU2011146044A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2484492C1 publication Critical patent/RU2484492C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: hydroacoustic measurement system has N composite acoustic receivers, a telemetering unit having voltage dividers, an analogue-to-digital converting circuit, a single electronic multiplexing circuit, a modulator and an optical emitter, a system for collecting, processing and transmitting information and a device for accessing digital data networks. An orthogonal bottom base is formed in the hydroacoustic measurement system by three composite acoustic receivers P1, P2 and P3. Additional composite acoustic receivers and the receiver P1 form a bottom vertically oriented equidistant antenna. The system for collecting, processing and displaying information further includes an (N+1)-channel unit for calculating the vertical component of the intensity vector, a unit for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector, an (N+3)-channel unit for calculating horizontal components of the intensity vector, an (N+1)-channel unit for calculating the azimuthal angle, a unit for calculating the averaged azimuthal angle, a unit for calculating the azimuthal angle for composite acoustic receivers P2 and P3 and a unit for determining coordinates of the sound source.
EFFECT: longer range of the hydroacoustic system and reduced error in measuring coordinates of a sound source by increasing the aperture of its measurement system.
3 dwg

Description

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для измерения координат источника звуковых волн в мелком море в пассивном режиме с помощью акустических приемников, установленных на морском дне, координаты которых и угловое положение считаются известными.The invention relates to hydroacoustics and can be used to measure the coordinates of the source of sound waves in the shallow sea in passive mode using acoustic receivers mounted on the seabed, the coordinates of which and the angular position are considered known.

Известно устройство [Щуров В.А. Векторная акустика океана. Владивосток: Дальнаука, 2003. С.31.] для измерения азимутального угла на источник звука в пассивном режиме, содержащее установленные на дне приемник звукового давления и трехкомпонентный приемник вектора колебательной скорости, которые в совокупности образуют акустический комбинированный приемник, а также датчики углового положения локальной системы координат, связанной с акустическим приемником, относительно географической системы координат. В этом устройстве измеряются компоненты вектора интенсивности Ix, Iy в локальной ортогональной системе координат, связанной с акустическим комбинированным приемником, а направление на источник звука определяется по формулеA device is known [Schurov V.A. Vector ocean acoustics. Vladivostok: Dalnauka, 2003. P.31.] For measuring the azimuthal angle to a sound source in passive mode, containing a sound pressure receiver installed at the bottom and a three-component receiver of the vibrational velocity vector, which together form an acoustic combined receiver, as well as local angular position sensors coordinate systems associated with the acoustic receiver relative to the geographical coordinate system. In this device, the components of the intensity vector I x , I y are measured in a local orthogonal coordinate system associated with an acoustic combined receiver, and the direction to the sound source is determined by the formula

ϕ = a r c t g ( I y I x ) ( 1 )

Figure 00000001
ϕ = a r c t g ( I y I x ) ( one )
Figure 00000001

где φ - азимутальный угол в горизонтальной плоскости, отсчитываемый от оси X локальной системы координат, связанной с акустическим комбинированным приемником. При необходимости результаты измерений углового положения источника звука в локальной системе координат пересчитываются в пеленг.where φ is the azimuthal angle in the horizontal plane, measured from the X axis of the local coordinate system associated with the acoustic combined receiver. If necessary, the results of measurements of the angular position of the sound source in the local coordinate system are recalculated into the bearing.

Аналогичным образом можно определить угол места, если акустический комбинированный приемник расположен в ближней зоне источника звукаSimilarly, you can determine the elevation angle if the acoustic combined receiver is located in the near zone of the sound source

θ = a r c t g ( I z I r ) , I r = I x 2 + I y 2 ( 2 )

Figure 00000002
θ = a r c t g ( I z I r ) , I r = I x 2 + I y 2 ( 2 )
Figure 00000002

Недостатком данного измерительного устройства является большая погрешность измерения азимутального угла и пеленга, связанная с недостаточной направленностью акустического комбинированного приемника, которая является дипольной, и малая дальность действия, связанная с недостаточной помехоустойчивостью одиночного акустического комбинированного приемника. Кроме того, если комбинированный приемник находится в дальней зоне источника или в случае если измерительная система работает в мелком море, то формула (2) дает большую погрешность и не может быть использована для измерения угла места источника звука.The disadvantage of this measuring device is the large measurement error of the azimuthal angle and bearing, due to the insufficient directivity of the acoustic combined receiver, which is dipole, and the short range associated with the insufficient noise immunity of a single acoustic combined receiver. In addition, if the combined receiver is located in the far zone of the source or if the measuring system operates in a shallow sea, then formula (2) gives a large error and cannot be used to measure the elevation angle of the sound source.

Известно устройство [Патент РФ на полезную модель 82972, МПК, H04B 10/00], в котором для устранения этих недостатков используется многоканальный цифровой комбинированный гидроакустический комплекс, содержащий N акустических комбинированных приемников, каждый из которых состоит из гидрофона, трехкомпонентного векторного приемника и соединенных с ними усилителей, телеметрический блок, вход которого соединен с выходом акустических комбинированных приемников, включающий делители напряжения, аналого-цифровую преобразующую схему, единую схему электронного мультиплексирования, модулятор и оптический излучатель, связанный оптической линией связи с оптическим ресивером, а также систему сбора, обработки и отображения информации, содержащую блок сбора обработки и отображения информации, вход которого соединен с выходом оптического ресивера, устройство доступа к цифровым сетям передачи данных, вход которого соединен с выходом блока сбора обработки и отображения информации, и формирователь диаграммы направленности, вход и выход которого соединены со входом и выходом блока сбора обработки и отображения информации. В этом устройстве N акустических комбинированных приемников и программный модуль для формирования диаграммы направленности в режиме реального времени образуют гидроакустическую антенну, которая обладает повышенной помехоустойчивостью и малой погрешностью измерения азимутального угла и пеленга на источник звука по сравнению с аналогом [1]. Данное устройство является наиболее близким к заявленному изобретению.A device is known [RF Patent for Utility Model 82972, IPC, H04B 10/00], in which a multichannel digital combined hydroacoustic complex containing N acoustic combined receivers, each of which consists of a hydrophone, a three-component vector receiver and connected to amplifiers, a telemetric unit, the input of which is connected to the output of the acoustic combined receivers, including voltage dividers, analog-to-digital conversion circuit, a single circuit electronic multiplexing, a modulator and an optical emitter connected by an optical line of communication with an optical receiver, as well as a system for collecting, processing and displaying information, containing a collection unit for processing and displaying information, the input of which is connected to the output of the optical receiver, an access device to digital data transmission networks, the input of which is connected to the output of the information processing and display unit, and the radiation shaper, the input and output of which are connected to the input and output of the collection unit processing and displaying information. In this device, N acoustic combined receivers and a program module for forming the radiation pattern in real time form a hydroacoustic antenna, which has increased noise immunity and low measurement error of the azimuthal angle and bearing to the sound source compared to the analogue [1]. This device is the closest to the claimed invention.

Недостатком этого устройства является невозможность значительного увеличения числа акустических комбинированных приемников и апертуры антенны из-за значительных дисперсионных искажений акустического сигнала при его распространении в мелком море. Вследствие таких искажений алгоритмы фазирования сигналов, принятых отдельными элементами антенны, которые положены в основу функционирования формирователя диаграммы направленности, и сам алгоритм определения азимутального угла на источник звука по формуле (1) становятся неэффективными. В результате дальность действия измерительной антенны не увеличивается, а погрешность измерения пеленга не уменьшается при увеличении апертуры антенны. Кроме того, при работе измерительного комплекса в мелком море погрешности определения угла места и координат источника звука становятся недопустимо большими.The disadvantage of this device is the impossibility of a significant increase in the number of combined acoustic receivers and antenna aperture due to significant dispersion distortion of the acoustic signal during its propagation in the shallow sea. Due to such distortions, the phasing algorithms of the signals received by individual antenna elements, which form the basis for the functioning of the beam former, and the algorithm for determining the azimuthal angle to the sound source by formula (1) become ineffective. As a result, the range of the measuring antenna does not increase, and the measurement error of the bearing does not decrease with increasing aperture of the antenna. In addition, when the measuring complex operates in the shallow sea, the errors in determining the elevation angle and coordinates of the sound source become unacceptably large.

В основу настоящего изобретения поставлена задача увеличения дальности действия комплекса и уменьшения погрешности измерения азимутального угла, угла места и координат источника звука путем увеличения апертуры его измерительной системы. Для достижения поставленной цели предлагается использовать корреляционные свойства звукового поля по отношению к вертикальной компоненте вектора интенсивности. В соответствии с результатами работы [Щуров В.А., Кулешов В.П., Ткаченко Е.С. Вихри акустической интенсивности в мелком море // Техническая акустика. 2010. №12. http://www.ejta.org] вертикальная компонента вектора интенсивности обладает явно выраженной периодической структурой в звуковом поле, создаваемом источником звука в мелком море на расстояниях, существенно превышающих размер ближней зоны rб=H2/λ (H - глубина моря, λ - длина волны на средней частоте рабочего диапазона частот). Это означает высокую коррелированность звуковых полей по отношению к вертикальной компоненте вектора интенсивности, измеренной в различных точках, разнесенных в пространстве на расстояния, существенно превышающие размер ближней зоны. Кроме того, максимальная амплитуда вертикальной компоненты вектора интенсивности точно соответствует горизонту источника.The present invention is based on the task of increasing the range of the complex and reducing the measurement error of the azimuthal angle, elevation angle and coordinates of the sound source by increasing the aperture of its measuring system. To achieve this goal, it is proposed to use the correlation properties of the sound field with respect to the vertical component of the intensity vector. In accordance with the results of the work [Schurov V.A., Kuleshov V.P., Tkachenko E.S. Vortices of acoustic intensity in the shallow sea // Technical Acoustics. 2010. No. 12. http://www.ejta.org ] the vertical component of the intensity vector has a pronounced periodic structure in the sound field created by the sound source in the shallow sea at distances significantly exceeding the size of the near zone r b = H 2 / λ (H is the depth of the sea, λ is the wavelength at the middle frequency of the operating frequency range). This means that the sound fields are highly correlated with respect to the vertical component of the intensity vector measured at various points spaced in space over distances significantly exceeding the size of the near zone. In addition, the maximum amplitude of the vertical component of the intensity vector exactly corresponds to the source horizon.

Для реализации поставленной задачи в гидроакустическом измерительном комплексе, содержащем N акустических комбинированных приемников, каждый из которых состоит из гидрофона, трехкомпонентного векторного приемника и соединенных с ними усилителей, телеметрический блок, вход которого соединен с выходом акустических комбинированных приемников, включающий делители напряжения, аналого-цифровую преобразующую схему, единую схему электронного мультиплексирования и оптический излучатель, связанный оптической линией связи с оптическим ресивером, систему сбора, обработки и отображения информации, содержащую блок сбора, обработки и отображения информации, вход которого соединен с выходом оптического ресивера, и устройство доступа к цифровым сетям передачи данных, вход которого соединен с выходом блока сбора, обработки и передачи информации, посредством трех акустических комбинированных приемников П1, П2, П3, образуется донная ортогональная база, в которой базовое расстояние Lx между приемниками П1, П2 ориентировано вдоль оси X, базовое расстояние Ly равно проекции расстояния между приемниками П1, П3 на ось Y локальной ортогональной системы координат, базовые расстояния выбираются из условия Lx≥H2/λ, Ly≥H2/λ, a акустический комбинированный приемник П1 дополняется N акустическими комбинированными приемниками, образующими вертикально ориентированную (N+1)-элементную эквидистантную антенну, в которой расстояние между акустическими комбинированными приемниками равно заданной погрешности определения вертикальной координаты источника звука Δz, а число акустических комбинированных приемников равно N=H/Δz.To accomplish this task in a sonar measuring complex containing N acoustic combined receivers, each of which consists of a hydrophone, a three-component vector receiver and amplifiers connected to them, a telemetry unit, the input of which is connected to the output of the acoustic combined receivers, including voltage dividers, analog-digital a conversion circuit, a single electronic multiplexing circuit, and an optical emitter connected by an optical communication line to an optical res by faith, a system for collecting, processing and displaying information containing a unit for collecting, processing and displaying information, the input of which is connected to the output of the optical receiver, and a device for accessing digital data networks, the input of which is connected to the output of the block for collecting, processing and transmission of information, by combined three acoustic receivers P1, P2, P3, the bottom formed orthogonal to the base, wherein the base distance L x between detectors P1, P2 is oriented along the x axis, the base distance L y is equal to the projection distance m waiting receivers P1, P3 on the Y-axis of the local orthogonal coordinate system, the basic distances are chosen from the condition L x ≥H 2 / λ, L y ≥H 2 / λ, a combined acoustic receiver P1 supplemented N acoustic receivers combined, forming a vertically oriented (N +1) -element equidistant antenna, in which the distance between the acoustic combined receivers is equal to the specified error in determining the vertical coordinate of the sound source Δz, and the number of acoustic combined receivers is N = H / Δz.

Кроме того, в систему сбора, обработки и отображения информации дополнительно введены (N+1)-канальный блок вычисления вертикальной компоненты вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом блока сбора, обработки и отображения информации, блок определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом (N+1)-канального блока вычисления вертикальной компоненты вектора интенсивности, (N+3)-канальный блок вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом блока сбора, обработки и отображения информации, (N+1)-канальный блок вычисления азимутального угла для первого акустического комбинированного приемника П1, вход которого соединен с первым выходом (N+3)-канального блока вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, блок вычисления усредненного азимутального угла для первого акустического комбинированного приемника П1, первый вход которого соединен с выходом (N+1)-канального блока вычисления азимутального угла для первого акустического комбинированного приемника П1, а второй вход соединен со вторым выходом (N+3)-канального блока вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, причем усредненный азимутальный угол <φ1> определяется формулойIn addition, an (N + 1) -channel unit for calculating the vertical component of the intensity vector, the input of which is connected to the output of the unit for collecting, processing and displaying information, a unit for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector, whose input connected to the output of the (N + 1) -channel unit for calculating the vertical components of the intensity vector, (N + 3) -channel unit for calculating the horizontal components of the intensity vector, the input of which is connected to the unit of information collection, processing and display, (N + 1) -channel calculating the azimuthal angle for the first acoustic combined receiver P1, the input of which is connected to the first output of the (N + 3) -channel calculating horizontal components of the intensity vector, the calculation unit averaged azimuthal angle for the first acoustic combined receiver P1, the first input of which is connected to the output of the (N + 1) -channel azimuthal angle calculation unit for the first acoustic combined receiver P1, and w The second input is connected to the second output of the (N + 3) -channel unit for calculating the horizontal components of the intensity vector, and the average azimuthal angle <φ 1 > is determined by the formula

ϕ 1 = n = 1 N + 1 ϕ n I x n 2 + I y n 2 I 2 , I 2 = n = 1 N + 1 ( I x n 2 + I y n 2 ) ( 3 )

Figure 00000003
ϕ one = n = one N + one ϕ n I x n 2 + I y n 2 I 2 , I 2 = n = one N + one ( I x n 2 + I y n 2 ) ( 3 )
Figure 00000003

где φn, Ixn, Iyn - азимутальный угол и компоненты вектора интенсивности, относящиеся к n-му акустическому комбинированному приемнику вертикальной (N+1)-элементной антенны, а за горизонт источника принимается горизонт акустического комбинированного приемника, которому соответствует максимум вертикальной компоненты вектора интенсивности, определяемый в блоке определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности. Информация с выхода блока вычисления усредненного азимутального угла и блока определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности поступает на первый вход блока определения координат источника звука.where φ n , I xn , I yn is the azimuthal angle and intensity vector components related to the n-th acoustic combined receiver of a vertical (N + 1) -element antenna, and the horizon of the acoustic combined receiver corresponding to the maximum of the vertical component is taken as the source horizon intensity vector, determined in the block for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector. Information from the output of the unit for calculating the average azimuthal angle and the unit for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector is fed to the first input of the unit for determining the coordinates of the sound source.

Кроме того, в систему сбора, обработки и передачи информации включены дополнительно блок вычисления азимутального угла для акустических комбинированных приемников П2 и П3, вход которого соединен с третьим выходом (N+3)-канального блока вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, блок определения координат источника звука, первый вход которого соединен с выходом блока определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности, второй вход соединен с выходом блока вычисления усредненного азимутального угла для первого акустического комбинированного приемника П1, третий вход соединен с выходом блока вычисления азимутальных углов для акустических комбинированных приемников П2 и П3, за горизонт источника принимается горизонт акустического комбинированного приемника, которому соответствует максимум вертикальной компоненты вектора интенсивности, определяемый в блоке определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности, а за горизонтальные координаты источника звука принимаются координаты центра тяжести треугольника, образованного пересечением трех линий положения <φ1>=const, φ2=const, φ3=const, соответствующих трем азимутальным углам <φ1>, φ2, φ3. Такой треугольник называется треугольником невязки, а его размер характеризует погрешность определения координат источника звука. Эта погрешность минимизируется, если за истинные координаты источника звука принимается центр тяжести треугольника невязки. Общеизвестно, что центром тяжести треугольника является точка пересечения его медиан, т.е. центр тяжести определен однозначно для любого треугольника.In addition, the azimuthal angle calculation unit for acoustic combined receivers P2 and P3 is included in the information collection, processing and transmission system, the input of which is connected to the third output of the (N + 3) -channel unit for calculating the horizontal components of the intensity vector, the unit for determining the coordinates of the sound source the first input of which is connected to the output of the unit for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector, the second input is connected to the output of the unit for calculating the average azimuthal angle for n of the first acoustic combined receiver P1, the third input is connected to the output of the azimuthal angle calculation unit for acoustic combined receivers P2 and P3, the horizon of the acoustic combined receiver, which corresponds to the maximum of the vertical component of the intensity vector, determined in the block for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector, is taken as the source horizon, and the horizontal coordinates of the sound source are the coordinates of the center of gravity of the triangle, images nnogo intersection of three lines of position <φ 1> = const, φ 2 = const, φ 3 = const, corresponding to the three azimuthal angles <φ 1>, φ 2, φ 3. Such a triangle is called a residual triangle, and its size characterizes the error in determining the coordinates of the sound source. This error is minimized if the center of gravity of the residual triangle is taken as the true coordinates of the sound source. It is well known that the center of gravity of a triangle is the intersection point of its medians, i.e. the center of gravity is uniquely defined for any triangle.

В предлагаемом комплексе существенными признаками общими с прототипом являются:In the proposed complex, the essential features common with the prototype are:

- N акустических комбинированных приемников, каждый из которых состоит из гидрофона, трехкомпонентного векторного приемника и соединенных с ними усилителей;- N acoustic combined receivers, each of which consists of a hydrophone, a three-component vector receiver and amplifiers connected to them;

- телеметрический блок, включающий делители напряжения, аналого-цифровую преобразующую схему, единую схему электронного мультиплексирования, модулятор и оптический излучатель, связанный оптической линией связи с оптическим ресивером;- a telemetry unit including voltage dividers, an analog-to-digital conversion circuit, a single electronic multiplexing circuit, a modulator and an optical emitter connected by an optical communication line to an optical receiver;

- система сбора, обработки и передачи информации, содержащая блок сбора, обработки и передачи информации, и устройство доступа к цифровым сетям передачи данных.- a system for collecting, processing and transmitting information, comprising a unit for collecting, processing and transmitting information, and a device for accessing digital data networks.

Отличительными существенными признаками являются:Distinctive essential features are:

- посредством трех акустических комбинированных приемников П1, П2, П3 образуется донная ортогональная база, в которой базовое расстояние Lx между приемниками П1, П2 ориентировано вдоль оси X, базовое расстояние Ly равно проекции расстояния между приемниками П1, П3 на ось Y локальной ортогональной системы координат, а базовые расстояния выбираются из условия L x H 2 λ , L y H 2 λ

Figure 00000004
,- through three acoustic combined receivers P1, P2, P3, a bottom orthogonal base is formed in which the base distance L x between the receivers P1, P2 is oriented along the X axis, the base distance L y is equal to the projection of the distance between the receivers P1, P3 on the Y axis of the local orthogonal system coordinates, and the base distances are selected from the condition L x H 2 λ , L y H 2 λ
Figure 00000004
,

- N дополнительных акустических комбинированных приемников и приемник П1 образуют донную вертикально ориентированную эквидистантную антенну, в которой расстояние между акустическими комбинированными приемниками равно заданной погрешности определения вертикальной координаты (горизонта) источника звука Δz, a число приемников N=H/Δz,- N additional acoustic combined receivers and receiver P1 form a bottom vertically oriented equidistant antenna, in which the distance between the acoustic combined receivers is equal to the specified error in determining the vertical coordinate (horizon) of the sound source Δz, and the number of receivers is N = H / Δz,

- (N+1)-канальный блок вычисления вертикальной компоненты вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом блока сбора, обработки и отображения информации;- (N + 1) -channel unit for calculating the vertical component of the intensity vector, the input of which is connected to the output of the unit for collecting, processing and displaying information;

- блок определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом (N+1)-канального блока вычисления вертикальной компоненты вектора интенсивности;- a unit for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector, the input of which is connected to the output of the (N + 1) -channel unit for calculating the vertical component of the intensity vector;

- N+3-канальный блок вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом блока сбора, обработки и отображения информации;- N + 3-channel unit for calculating the horizontal components of the intensity vector, the input of which is connected to the output of the unit for collecting, processing and displaying information;

- (N+1)-канальный блок вычисления азимутального угла, вход которого соединен с первым выходом (N+3)-канального блока вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности;- (N + 1) -channel block for calculating the azimuthal angle, the input of which is connected to the first output of the (N + 3) -channel block for calculating the horizontal components of the intensity vector;

- блок вычисления усредненного азимутального угла, первый вход которого соединен с выходом (N+1)-канального блока вычисления азимутального угла, а второй вход соединен со вторым выходом (N+3)-канального блока вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности;- a unit for calculating the average azimuthal angle, the first input of which is connected to the output of the (N + 1) -channel unit for calculating the azimuthal angle, and the second input is connected to the second output of the (N + 3) -channel unit for calculating the horizontal components of the intensity vector;

- усредненный азимутальный угол определяется формулой (3)- the average azimuthal angle is determined by the formula (3)

ϕ 1 = n = 1 N + 1 ϕ n I x n 2 + I y n 2 I 2 , I 2 = n = 1 N + 1 ( I x n 2 + I y n 2 )

Figure 00000005
, ϕ one = n = one N + one ϕ n I x n 2 + I y n 2 I 2 , I 2 = n = one N + one ( I x n 2 + I y n 2 )
Figure 00000005
,

где φn, Ixn, Iyn - азимутальный угол и компоненты вектора интенсивности, относящиеся к n-му акустическому комбинированному приемнику,where φ n , I xn , I yn is the azimuthal angle and the components of the intensity vector related to the nth acoustic combined receiver,

- за горизонт источника звука (за вертикальную координату) принимается горизонт акустического комбинированного приемника, которому соответствует максимум вертикальной компоненты вектора интенсивности, определяемый в блоке определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности;- the horizon of the sound source (for the vertical coordinate) is the horizon of the acoustic combined receiver, which corresponds to the maximum of the vertical component of the intensity vector, which is determined in the unit for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector;

- за горизонтальные координаты источника звука принимаются координаты центра тяжести треугольника, образованного пересечением трех линий положения <φ1>=const, φ2=const, φ3=const, соответствующих трем азимутальным углам <φ1>, φ2, φ3.- the horizontal coordinates of the sound source are the coordinates of the center of gravity of the triangle formed by the intersection of three position lines <φ 1 > = const, φ 2 = const, φ 3 = const, corresponding to the three azimuthal angles <φ 1 >, φ 2 , φ 3 .

Таким образом, именно такая совокупность существенных признаков заявленного устройства позволяет создать гидроакустический измерительный комплекс для измерения координат источника звука, уменьшить погрешность измерения и увеличить дальность действия самого комплекса при работе в мелком море.Thus, it is this combination of essential features of the claimed device that allows you to create a sonar measuring complex for measuring the coordinates of the sound source, reduce the measurement error and increase the range of the complex itself when working in the shallow sea.

Новизна предлагаемого устройства заключается в том, что в нем в качестве измерительного комплекса используется донная вертикально ориентированная эквидистантная антенна, в которой расстояние между акустическими комбинированными приемниками равно заданной погрешности определения вертикальной координаты (горизонта) источника звука Δz, а в качестве рабочего сигнала используется вертикальная компонента вектора интенсивности. Именно эта характеристика обладает наибольшей пространственной коррелированностью в звуковом поле в мелком море, в наименьшей степени подвержена влиянию помех и имеет причинно-следственную связь с горизонтом источника.The novelty of the proposed device lies in the fact that it uses a bottom vertically oriented equidistant antenna as a measuring complex, in which the distance between the acoustic combined receivers is equal to the specified error in determining the vertical coordinate (horizon) of the sound source Δz, and the vertical component of the vector is used as the working signal intensity. It is this characteristic that has the greatest spatial correlation in the sound field in the shallow sea, is least affected by interference, and has a causal relationship with the source horizon.

Кроме того, для определения горизонтальных координат источника звука используется донная ортогональная база, образованная тремя акустическими комбинированными приемниками П1, П2, П3, и избыточная информация об угловом положении источника звука, позволяющая минимизировать погрешность их определения. Именно эта особенность позволяет существенно уменьшить погрешность измерения и увеличить дальность действия всего устройства.In addition, to determine the horizontal coordinates of the sound source, an orthogonal bottom base is used, formed by three combined acoustic receivers P1, P2, P3, and redundant information about the angular position of the sound source, which minimizes the error in their determination. It is this feature that can significantly reduce the measurement error and increase the range of the entire device.

На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом.Based on the foregoing, we can conclude that the set of essential features of the claimed invention has a causal relationship with the achieved technical result.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена донная вертикально ориентированная эквидистантная антенна и тройка акустических комбинированных приемников П1, П2, П3, образующих донную ортогональную базу, т.е. геометрия расположения акустических приемников и источника звука относительно локальной системы координат, на фиг.2 - тройка акустических приемников П1, П2, П3 в горизонтальной плоскости; на фиг.3 - блок-схема гидроакустического измерительного комплекса.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a bottom vertically oriented equidistant antenna and a triple of acoustic combined receivers P1, P2, P3, forming a bottom orthogonal base, i.e. the location geometry of the acoustic receivers and the sound source relative to the local coordinate system, figure 2 - three acoustic receivers P1, P2, P3 in the horizontal plane; figure 3 is a block diagram of a sonar measuring complex.

Заявленный гидроакустический комплекс для измерения координат источника звука в мелком море содержит (N+3)-элементную донную антенну I, телеметрический блок II и систему III сбора, обработки и передачи информации.The claimed sonar system for measuring the coordinates of a sound source in a shallow sea contains an (N + 3) -element bottom antenna I, a telemetry unit II and a system III for collecting, processing and transmitting information.

Донная антенна I содержит тройку акустических комбинированных приемников П1, П2, П3, образующих донную ортогональную базу, и вертикально ориентированную эквидистантную антенну, образованную посредством N акустических комбинированных приемников и приемника П1, каждый из которых состоит из гидрофона, трехкомпонентного векторного приемника и соединенных с ними усилителей (на чертеже не показаны). Геометрия расположения акустических приемников и источника звука относительно локальной системы координат поясняется фиг.1 и фиг.2.The bottom antenna I contains three acoustic combined receivers P1, P2, P3, forming a bottom orthogonal base, and a vertically oriented equidistant antenna formed by N acoustic combined receivers and a receiver P1, each of which consists of a hydrophone, a three-component vector receiver and amplifiers connected to them (not shown in the drawing). The location geometry of the acoustic receivers and the sound source relative to the local coordinate system is illustrated in figure 1 and figure 2.

Телеметрический блок включает: делители напряжения 1, аналого-цифровую преобразующую схему 2, единую схему 3 электронного мультиплексирования, модулятор 4 и оптический излучатель 5, связанный оптической линией 6 связи с оптическим ресивером 7.The telemetry unit includes: voltage dividers 1, analog-to-digital conversion circuit 2, a single electronic multiplexing circuit 3, a modulator 4 and an optical emitter 5 connected by an optical communication line 6 to an optical receiver 7.

Система III сбора, обработки и передачи информации содержит: блок 8 сбора, обработки и передачи информации, (N+1)-канальный блок 9 вычисления вертикальной компоненты вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом блока 8, блок 10 определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом (N+1)-канального блока 9 вычисления вертикальной компоненты вектора интенсивности, (N+3)-канальный блок 11 вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом блока 8 сбора, обработки и отображения информации, (N+1)-канальный блок 12 вычисления азимутального угла, вход которого соединен с первым выходом (N+3)-канального блока 11 вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, блок 13 вычисления усредненного азимутального угла, первый вход которого соединен с выходом (N+1)-канального блока 12 вычисления азимутального угла, а второй вход соединен со вторым выходом (N+3)-канального блока 11 вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности.The system III for collecting, processing and transmitting information contains: block 8 for collecting, processing and transmitting information, (N + 1) -channel block 9 for calculating the vertical component of the intensity vector, the input of which is connected to the output of block 8, block 10 for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector the input of which is connected to the output of the (N + 1) -channel block 9 for calculating the vertical components of the intensity vector, the (N + 3) -channel block 11 for calculating the horizontal components of the intensity vector, the input of which is connected to the output of block 8 , processing and displaying information, (N + 1) -channel block 12 calculating the azimuthal angle, the input of which is connected to the first output of the (N + 3) -channel block 11 calculating the horizontal components of the intensity vector, block 13 calculating the averaged azimuthal angle, the first input of which connected to the output of the (N + 1) -channel block 12 calculating the azimuthal angle, and the second input is connected to the second output of the (N + 3) -channel block 11 calculating the horizontal components of the intensity vector.

Кроме того, в систему сбора, обработки и передачи информации включены дополнительно блок 14 вычисления азимутального угла для акустических комбинированных приемников П2 и П3, вход которого соединен с третьим выходом (N+3)-канального блока 11 вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, блок 15 определения координат источника звука, первый вход которого соединен с выходом блока 10 определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности, второй вход соединен с выходом блока 13 вычисления усредненного азимутального угла для первого акустического комбинированного приемника П1, третий вход соединен с выходом блока 14 вычисления азимутальных углов для акустических комбинированных приемников П2 и П3, за горизонт источника принимается горизонт акустического комбинированного приемника, которому соответствует максимум вертикальной компоненты вектора интенсивности, определяемый в блоке 10 определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности, а за горизонтальные координаты источника звука принимаются координаты центра тяжести треугольника, образованного пересечением трех линий положения <φ1>=const, φ2=const, φ3=const, соответствующих трем азимутальным углам <φ1>, φ2, φ3. Информация о вычисленных координатах источника звука с выхода блока 15 поступает на вход блока 16 устройства доступа к цифровым сетям передачи данных.In addition, the azimuthal angle calculation unit 14 for acoustic combined receivers P2 and P3, the input of which is connected to the third output of the (N + 3) -channel block 11 for calculating the horizontal components of the intensity vector, determination unit 15 is additionally included in the information collection, processing and transmission system the coordinates of the sound source, the first input of which is connected to the output of block 10 for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector, the second input is connected to the output of block 13 for calculating the average azimuthal for the first acoustic combined receiver P1, the third input is connected to the output of the azimuthal angle calculation unit 14 for the acoustic combined receivers P2 and P3, the horizon of the acoustic combined receiver, which corresponds to the maximum vertical component of the intensity vector, determined in block 10 for determining the maximum vertical components of the intensity vector, and the horizontal coordinates of the sound source are the coordinates of the center of gravity triangles formed by the intersection of three position lines <φ 1 > = const, φ 2 = const, φ 3 = const, corresponding to the three azimuthal angles <φ 1 >, φ 2 , φ 3 . Information about the calculated coordinates of the sound source from the output of block 15 is fed to the input of block 16 of the access device to digital data networks.

Гидроакустический комплекс работает следующим образом. Hydroacoustic complex works as follows.

Звуковая волна, излучаемая источником звука, принимается акустическими комбинированными приемниками, образующими антенну I, в которой приемники П1, П2, П3 образуют донную ортогональную базу, а приемник П1 дополнен вертикально ориентированной эквидистантной антенной. Все сигналы с выходов акустических приемников поступают на вход телеметрического блока II, а после прохождения через делители напряжения 1, аналого-цифровую преобразующую схему 2 и единую схему 3 электронного мультиплексирования преобразуются в поток цифровой информации, поступающий через модулятор 4, оптический излучатель 5 и оптическую линию 6 связи на оптический ресивер 7. С выхода оптического ресивера 7 информация поступает в цифровом виде на вход блока 8 сбора, обработки и отображения информации, находящегося в системе III сбора, обработки и отображения информации. В блоке 8 сбора, обработки и отображения информации сигналы вновь разделяются по отдельным каналам звукового давления и компонент вектора колебательной скорости и поступают в (N+1)-канальный блок 9 вычисления спектральной плотности Si(ω, ri)=ρ(ω, ri)Vz*(ω, ri) - вертикального потока мощности. В соответствии с результатами работы [Щуров В.А., Кулешов В.П., Ткаченко Е.С. Вихри акустической интенсивности в мелком море // Техническая акустика. 2010. №12. http://www.ejta.org.] именно эти величины обладают наибольшей пространственной коррелированностью, в наименьшей степени подвержены влиянию помех и связаны наиболее простой связью с горизонтом источника звука в звуковом поле, формируемом в мелком море. Эти свойства поля спектральной плотности вертикального потока мощности используются при дальнейшей обработке акустической информации. Эта обработка сводится к вычислению вертикальной компоненты вектора интенсивности Iz(ω, ri)=ReSi(ω, ri) в блоке 9 для каждого из N+1 акустических комбинированных приемников с последующим нахождением максимального из этих значений в блоке 10. За горизонт источника звука принимается горизонт акустического комбинированного приемника, которому соответствует максимальное значение вертикальной компоненты вектора интенсивности, а соответствующая информация поступает на первый вход блока 15 определения координат источника звука. Та же сигнальная информация с выхода блока 8 сбора, обработки и отображения информации поступает на вход (N+3)-канального блока 11 вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, с первого выхода которого численные значения горизонтальных компонент вектора интенсивности Ix(ω, ri), Iy(ω, ri) поступают на вход (N+1)-канального блока 12 вычисления азимутального угла. Численные оценки азимутального угла на источник звука, вычисленные по формуле (1) для каждого из (N+1) акустических комбинированных приемников, усредняются в блоке 13 по формуле (3), а усредненные значения азимутального угла передаются на второй вход блока 15 определения координат источника звука. Сама процедура усреднения отдельных значений азимутального угла позволяет уменьшить случайную составляющую погрешности измерения этой величины.The sound wave emitted by the sound source is received by acoustic combined receivers forming antenna I, in which the receivers P1, P2, P3 form the bottom orthogonal base, and the receiver P1 is supplemented by a vertically oriented equidistant antenna. All signals from the outputs of the acoustic receivers are fed to the input of the telemetry unit II, and after passing through the voltage dividers 1, the analog-to-digital conversion circuit 2 and the single electronic multiplexing circuit 3 are converted into a digital information stream coming through modulator 4, an optical emitter 5, and an optical line 6 communications to the optical receiver 7. From the output of the optical receiver 7, the information is received in digital form to the input of the unit 8 for collecting, processing and displaying information in the collection system III, processed and and display information. In block 8 for collecting, processing and displaying information, the signals are again separated by separate channels of sound pressure and components of the vibrational velocity vector and enter the (N + 1) -channel unit 9 for calculating the spectral density S i (ω, r i ) = ρ (ω, r i ) V z * (ω, r i ) is the vertical power flow. In accordance with the results of the work [Schurov V.A., Kuleshov V.P., Tkachenko E.S. Vortices of acoustic intensity in the shallow sea // Technical Acoustics. 2010. No. 12. http://www.ejta.org. ] it is these quantities that have the greatest spatial correlation, are least affected by interference, and are connected by the simplest connection with the horizon of a sound source in a sound field formed in a shallow sea. These properties of the spectral density field of the vertical power flow are used in further processing of acoustic information. This processing is reduced to calculating the vertical component of the intensity vector I z (ω, r i ) = ReS i (ω, r i ) in block 9 for each of the N + 1 acoustic combined receivers and then finding the maximum of these values in block 10. For the horizon of the sound source is the horizon of the acoustic combined receiver, which corresponds to the maximum value of the vertical component of the intensity vector, and the corresponding information is fed to the first input of the block 15 for determining the coordinates of the sound source. The same signaling information from the output of information collection, processing, and display unit 8 is fed to the input of the (N + 3) -channel unit 11 for calculating the horizontal components of the intensity vector, from the first output of which the numerical values of the horizontal components of the intensity vector I x (ω, r i ) , I y (ω, r i ) are fed to the input of the (N + 1) -channel block 12 for calculating the azimuthal angle. Numerical estimates of the azimuthal angle to the sound source, calculated by formula (1) for each of the (N + 1) acoustic combined receivers, are averaged in block 13 by formula (3), and the averaged values of the azimuthal angle are transmitted to the second input of the source coordinate determination unit 15 sound. The very procedure of averaging individual values of the azimuthal angle allows us to reduce the random component of the measurement error of this quantity.

Кроме того, в систему сбора, обработки и передачи информации включены дополнительно блок 14 вычисления азимутального угла для акустических комбинированных приемников П2 и П3, вход которого соединен с третьим выходом (N+3)-канального блока 11 вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, блок 15 определения координат источника звука, первый вход которого соединен с выходом блока 10 определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности, второй вход соединен с выходом блока 13 вычисления усредненного азимутального угла для первого акустического комбинированного приемника П1, третий вход соединен с выходом блока 14 вычисления азимутальных углов для акустических комбинированных приемников П2 и П3, за горизонт источника принимается горизонт акустического комбинированного приемника, которому соответствует максимум вертикальной компоненты вектора интенсивности, определяемый в блоке 10 определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности, а за горизонтальные координаты источника звука принимаются координаты центра тяжести треугольника, образованного пересечением трех линий положения <φ1>=const, φ2=const, φ3=const, соответствующих трем азимутальным углам <φ1>, ω2, φ3. Информация о вычисленных координатах источника звука с выхода блока 15 поступает на вход блока 16 устройства доступа к цифровым сетям передачи данных.In addition, the azimuthal angle calculation unit 14 for acoustic combined receivers P2 and P3, the input of which is connected to the third output of the (N + 3) -channel block 11 for calculating the horizontal components of the intensity vector, determination unit 15 is additionally included in the information collection, processing and transmission system the coordinates of the sound source, the first input of which is connected to the output of block 10 for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector, the second input is connected to the output of block 13 for calculating the average azimuthal for the first acoustic combined receiver P1, the third input is connected to the output of the azimuthal angle calculation unit 14 for the acoustic combined receivers P2 and P3, the horizon of the acoustic combined receiver, which corresponds to the maximum vertical component of the intensity vector, determined in block 10 for determining the maximum vertical components of the intensity vector, and the horizontal coordinates of the sound source are the coordinates of the center of gravity triangles formed by the intersection of three position lines <φ 1 > = const, φ 2 = const, φ 3 = const, corresponding to the three azimuthal angles <φ 1 >, ω 2 , φ 3 . Information about the calculated coordinates of the sound source from the output of block 15 is fed to the input of block 16 of the access device to digital data networks.

Claims (1)

Гидроакустический измерительный комплекс, содержащий N акустических комбинированных приемников, каждый из которых состоит из гидрофона, трехкомпонентного векторного приемника и соединенных с ними усилителей, телеметрический блок, вход которого соединен с выходом акустических комбинированных приемников, включающий делители напряжения, аналого-цифровую преобразующую схему, единую схему электронного мультиплексирования, модулятор и оптический излучатель, связанный оптической линией связи с оптическим ресивером, систему сбора, обработки и передачи информации, содержащую блок сбора, обработки и передачи информации, вход которого соединен с выходом оптического ресивера, и устройство доступа к цифровым сетям передачи данных, отличающийся тем, что в измерительном комплексе посредством трех акустических комбинированных приемников П1, П2, П3 образуется донная ортогональная база, в которой базовое расстояние Lx между приемниками П1, П2 ориентировано вдоль оси X, базовое расстояние Ly равно проекции расстояния между приемниками П1, П3 на ось Y локальной ортогональной системы координат, а базовые расстояния выбираются из условия L x H 2 λ , L y H 2 λ ,
Figure 00000006

N дополнительных акустических комбинированных приемников и приемник П1 образуют донную вертикально ориентированную эквидистантную антенну, в которой расстояние между акустическими комбинированными приемниками равно заданной погрешности определения вертикальной координаты (горизонта) источника звука Δz, а число приемников N=H/Δz, в систему сбора, обработки и отображения информации дополнительно введены (N+1)-канальный блок вычисления вертикальной компоненты вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом блока сбора, обработки и отображения информации, блок определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом (N+1)-канального блока вычисления вертикальной компоненты вектора интенсивности, (N+3)-канальный блок вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, вход которого соединен с выходом блока сбора, обработки и отображения информации, (N+1)-канальный блок вычисления азимутального угла, вход которого соединен с первым выходом (N+3)-канального блока вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, блок вычисления усредненного азимутального угла, первый вход которого соединен с выходом (N+3)-канального блока вычисления азимутального угла, второй вход соединен со вторым выходом (N+3)-канального блока вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, блок вычисления азимутального угла для акустических комбинированных приемников П2 и П3, вход которого соединен с третьим выходом (N+3)-канального блока вычисления горизонтальных компонент вектора интенсивности, блок определения координат источника звука, первый вход которого соединен с выходом блока определения максимума вертикальной компоненты вектора интенсивности, второй вход соединен с выходом блока вычисления усредненного азимутального угла для первого акустического комбинированного приемника П1, третий вход соединен с выходом блока вычисления азимутальных углов для акустических комбинированных приемников П2 и П3, а выход соединен со входом устройства доступа к цифровым сетям передачи данных, причем усредненный азимутальный угол определяется формулой
φ 1 = n = 1 N + 1 φ n I x n 2 + I y n 2 I 2 , I 2 = n = 1 N + 1 ( I x n 2 + I y n 2 ) ,
Figure 00000007

где φn, Ixn, Iyn - азимутальный угол и горизонтальные компоненты вектора интенсивности, относящиеся к n-y акустическому комбинированному приемнику, за горизонт источника звука принимается горизонт акустического комбинированного приемника, которому соответствует максимум вертикальной компоненты вектора интенсивности, а за горизонтальные координаты источника звука принимаются координаты центра тяжести треугольника, образованного пересечением трех линий положения <φ1>=const, φ2=const, φ3=const для трех азимутальных углов <φ1>, φ2, φ3 соответственно.
A hydro-acoustic measuring complex containing N acoustic combined receivers, each of which consists of a hydrophone, a three-component vector receiver and amplifiers connected to them, a telemetry unit, the input of which is connected to the output of the acoustic combined receivers, including voltage dividers, an analog-to-digital conversion circuit, a single circuit electronic multiplexing, modulator and optical emitter, connected by an optical line of communication with an optical receiver, a collection system, processing information and data transmission, comprising a unit for collecting, processing and transmitting information, the input of which is connected to the output of the optical receiver, and a device for accessing digital data networks, characterized in that in the measuring complex through three acoustic combined receivers P1, P2, P3 is formed bottom orthogonal base, wherein the base distance L x between detectors P1, P2 is oriented along the x axis, the base distance L y is equal to the distance between the projection receivers P1, P3 on the y-axis orthogonal system local to rdinat and base distances are chosen from the condition L x H 2 λ , L y H 2 λ ,
Figure 00000006

N additional acoustic combined receivers and receiver P1 form a bottom vertically oriented equidistant antenna, in which the distance between the acoustic combined receivers is equal to the specified error in determining the vertical coordinate (horizon) of the sound source Δz, and the number of receivers N = H / Δz, in the collection, processing and Information display additionally introduced (N + 1) -channel unit for calculating the vertical components of the intensity vector, the input of which is connected to the output of the collection unit, processing information display, a unit for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector, the input of which is connected to the output of the (N + 1) -channel unit for calculating the vertical components of the intensity vector, (N + 3) -channel unit for calculating the horizontal components of the intensity vector, the input of which is connected to the output of the unit collection, processing and display of information, (N + 1) -channel block for calculating the azimuthal angle, the input of which is connected to the first output of the (N + 3) -channel block for calculating the horizontal components of the vector , the unit for calculating the averaged azimuthal angle, the first input of which is connected to the output of the (N + 3) -channel unit for calculating the azimuthal angle, the second input is connected to the second output of the (N + 3) -channel unit for calculating the horizontal components of the intensity vector, the azimuthal angle calculating unit for acoustic combined receivers P2 and P3, the input of which is connected to the third output of the (N + 3) -channel unit for calculating the horizontal components of the intensity vector, the unit for determining the coordinates of the sound source, the first input of which connected to the output of the unit for determining the maximum of the vertical component of the intensity vector, the second input is connected to the output of the unit for calculating the average azimuthal angle for the first acoustic combined receiver P1, the third input is connected to the output of the unit for calculating the azimuthal angles for acoustic combined receivers P2 and P3, and the output is connected to the input access devices to digital data networks, and the average azimuthal angle is determined by the formula
φ one = n = one N + one φ n I x n 2 + I y n 2 I 2 , I 2 = n = one N + one ( I x n 2 + I y n 2 ) ,
Figure 00000007

where φ n , I xn , I yn is the azimuthal angle and the horizontal components of the intensity vector related to the ny acoustic combined receiver, the horizon of the sound source is the horizon of the acoustic combined receiver, which corresponds to the maximum of the vertical component of the intensity vector, and the horizontal coordinates of the sound source are taken the coordinates of the center of gravity of the triangle formed by the intersection of three lines of position <φ 1> = const, φ 2 = const, φ 3 = const for three azimuthal angles <φ 1>, φ 2, φ 3 corresponds permanently.
RU2011146044/28A 2011-11-11 2011-11-11 Hydroacoustic system for measuring coordinates of sound source in shallow sea RU2484492C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011146044/28A RU2484492C1 (en) 2011-11-11 2011-11-11 Hydroacoustic system for measuring coordinates of sound source in shallow sea

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011146044/28A RU2484492C1 (en) 2011-11-11 2011-11-11 Hydroacoustic system for measuring coordinates of sound source in shallow sea

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011146044A RU2011146044A (en) 2013-05-20
RU2484492C1 true RU2484492C1 (en) 2013-06-10

Family

ID=48785831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011146044/28A RU2484492C1 (en) 2011-11-11 2011-11-11 Hydroacoustic system for measuring coordinates of sound source in shallow sea

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2484492C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2535238C1 (en) * 2013-06-21 2014-12-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) Method of synchronising emission and reception functions in bistatic sonar
RU2537472C1 (en) * 2013-06-26 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Hydroacoustic system for detecting submerged moving sound source and measuring coordinates thereof in shallow sea
RU2653189C1 (en) * 2017-06-07 2018-05-07 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Method of detecting noisy objects in shallow and deep sea
RU2653585C1 (en) * 2017-09-08 2018-05-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИМПТ ДВО РАН) Method of detecting the noise-producing, moving in the sea objects
RU2654335C1 (en) * 2017-06-07 2018-05-17 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Method of detecting noisy objects in sea with combined receiver
RU2687886C1 (en) * 2018-09-14 2019-05-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Hydroacoustic system for detecting moving underwater sound source, measuring azimuth angle on sound source and sound source horizon in shallow sea
RU2712799C1 (en) * 2019-05-20 2020-01-31 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Hydroacoustic navigation device with four-element short-base receiving antenna

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2158430C2 (en) * 1998-12-30 2000-10-27 Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН Method determining bearing on radiation source and device for its realization
RU2179730C1 (en) * 2000-07-13 2002-02-20 Государственное учреждение Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН Direction finder of sonar navigation system with ultrashort base
US20090257312A1 (en) * 2008-03-12 2009-10-15 Novick Arnold W Autonomous Sonar System and Method
RU2383899C1 (en) * 2008-10-06 2010-03-10 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method and system for target acquisition in hydrolocation
US8054712B1 (en) * 2009-09-30 2011-11-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Autonomous hydrophone position locating and target tracking system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2158430C2 (en) * 1998-12-30 2000-10-27 Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН Method determining bearing on radiation source and device for its realization
RU2179730C1 (en) * 2000-07-13 2002-02-20 Государственное учреждение Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН Direction finder of sonar navigation system with ultrashort base
US20090257312A1 (en) * 2008-03-12 2009-10-15 Novick Arnold W Autonomous Sonar System and Method
RU2383899C1 (en) * 2008-10-06 2010-03-10 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method and system for target acquisition in hydrolocation
US8054712B1 (en) * 2009-09-30 2011-11-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Autonomous hydrophone position locating and target tracking system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2535238C1 (en) * 2013-06-21 2014-12-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) Method of synchronising emission and reception functions in bistatic sonar
RU2537472C1 (en) * 2013-06-26 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Hydroacoustic system for detecting submerged moving sound source and measuring coordinates thereof in shallow sea
RU2653189C1 (en) * 2017-06-07 2018-05-07 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Method of detecting noisy objects in shallow and deep sea
RU2654335C1 (en) * 2017-06-07 2018-05-17 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Method of detecting noisy objects in sea with combined receiver
RU2653585C1 (en) * 2017-09-08 2018-05-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИМПТ ДВО РАН) Method of detecting the noise-producing, moving in the sea objects
RU2687886C1 (en) * 2018-09-14 2019-05-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Hydroacoustic system for detecting moving underwater sound source, measuring azimuth angle on sound source and sound source horizon in shallow sea
RU2712799C1 (en) * 2019-05-20 2020-01-31 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" Hydroacoustic navigation device with four-element short-base receiving antenna

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011146044A (en) 2013-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2484492C1 (en) Hydroacoustic system for measuring coordinates of sound source in shallow sea
RU2488133C1 (en) Hydroacoustic complex to detect moving source of sound, to measure azimuthal angle to source and horizon of source of sound in shallow sea
RU2456634C1 (en) Method of navigating submarine object using hydroacoustic navigation system
RU2537472C1 (en) Hydroacoustic system for detecting submerged moving sound source and measuring coordinates thereof in shallow sea
RU2474836C1 (en) Hydroacoustic system for measuring azimuthal angle to sound source in shallow sea
RU2593673C2 (en) Radio-hydroacoustic system for parametric reception of waves of sources and phenomena of atmosphere, ocean and earth&#39;s crust in marine environment
TWI394975B (en) A method, use of said method and arrangements in an electronic support measures system
RU2653587C1 (en) Hydroacoustic system for detection of moving sound source, measurement of azimuth angle of source and horizon of sound source in shallow sea
RU2659100C1 (en) Large-scale radio-hydro acoustic system formation and application method for monitoring, recognizing and classifying the fields generated by the sources in marine environment
RU136899U1 (en) AQUATORIA BOTTOM SHOOTING DEVICE
RU2515179C1 (en) Method of determining direction of hydroacoustic transponder in multibeam navigation signal propagation conditions
RU2739000C1 (en) Hydroacoustic system for detecting a moving underwater sound source, measurement of bearing on sound source and horizon of sound source in shallow sea
RU2156984C1 (en) Process of generation of information on noisy object at sea and process of obtainment of color scales for it
US20060098533A1 (en) Method and apparatus for echolocation
RU2649073C1 (en) Method for determining coordinates of the underwater object by the hydroacoustic system of underwater navigation with an alignment beacon
RU2476899C1 (en) Hydroacoustic complex to measure azimuthal angle and horizon of sound source in shallow sea
JP2012225667A (en) Ultrasonic transceiver, detection method for fixed quantity and detection method for fish amount
JP5664869B2 (en) Measuring apparatus, measuring system, measuring method, and program
JP2014035328A (en) Underwater positional relation information acquisition system and underwater positional relation information acquisition method
JP4266669B2 (en) Bistatic orientation detection system and detection method
KR100979286B1 (en) Apparatus and method for detecting distance and orientation between objects under water
RU2591030C1 (en) Hydroacoustic system for detection of moving sound source, measurement of azimuth angle of source and horizon of sound source in shallow sea
RU85001U1 (en) DOPPLER ACOUSTIC LOCATOR FOR MONITORING THE WIND FIELD AND TURBULENCE IN THE ATMOSPHERIC BOUNDARY LAYER
JPH11231039A (en) Multi-user underwater positioning device
RU2158431C1 (en) Sonar synchronous distance-measuring navigation system for hollow sea

Legal Events

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

Effective date: 20171112