RU2541699C1 - Hydroacoustic method of distance measurement with help of explosive source - Google Patents
Hydroacoustic method of distance measurement with help of explosive source Download PDFInfo
- Publication number
- RU2541699C1 RU2541699C1 RU2013143442/28A RU2013143442A RU2541699C1 RU 2541699 C1 RU2541699 C1 RU 2541699C1 RU 2013143442/28 A RU2013143442/28 A RU 2013143442/28A RU 2013143442 A RU2013143442 A RU 2013143442A RU 2541699 C1 RU2541699 C1 RU 2541699C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- explosive
- spectrum
- echo
- straight
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем обнаружения сигнала от объекта и измерения дистанции до него.The invention relates to the field of hydroacoustics and can be used to build systems for detecting a signal from an object and measuring the distance to it.
Известны способы обнаружения объектов под водой с использованием излучения зондирующего сигнала, которые содержат прием эхосигнала, преобразование акустического сигнала в электрический гидроакустической антенной, определении энергетического спектра электрического процесса, представляющего собой смесь электрического сигнала и нормальной стационарной шумовой помехи, измерение дистанции по времени задержки излученного сигнала и принятого эхосигнала. Евтютова Е.С. и Митько В.Б. ″Примеры инженерных расчетов в гидроакустике″, Судостроение, 1981 г., с.77.Known methods for detecting objects under water using the sound of a probe signal that contain an echo signal, converting an acoustic signal into an electric hydroacoustic antenna, determining the energy spectrum of an electrical process, which is a mixture of an electric signal and normal stationary noise interference, measuring the distance from the delay time of the emitted signal and received echo. Evtyutova E.S. and Mitko V.B. ″ Examples of engineering calculations in hydroacoustics ″, Shipbuilding, 1981, p.77.
Аналогичный способ обнаружения эхосигнала и измерения дистанции изложен в книге B.C. Бурдика ″Анализ гидроакустических систем″. Судостроение, 1988 г., стр.347 и содержит многоканальную по частоте фильтрацию, детектирование, выделение огибающей и сравнение с порогом. По каналу с максимальной амплитудой сигнала по частоте определяется смещение спектра, которое пропорционально радиальной скорости цели, а по моменту превышения выбранного порога определяется задержка эхосигнала и дистанция до цели.A similar method for echo detection and distance measurement is outlined in B.C. Burdika ″ Analysis of hydroacoustic systems ″. Shipbuilding, 1988, p. 347 and contains multichannel-frequency filtering, detection, envelope selection and comparison with a threshold. The channel with the maximum signal amplitude in frequency determines the spectrum shift, which is proportional to the radial speed of the target, and when the selected threshold is exceeded, the echo delay and the distance to the target are determined.
Недостатком этих способов обнаружения цели является отсутствие скрытности носителя источника излучения. Кроме того, детерминированные сигналы как тональные, так и сложные имеют большие флюктуации амплитуды, которые возникают при интерференции, что затрудняет качество обработки.The disadvantage of these methods of target detection is the lack of secrecy of the carrier of the radiation source. In addition, deterministic signals, both tonal and complex, have large amplitude fluctuations that occur during interference, which complicates the quality of processing.
Известны гидроакустические методы измерения с использованием взрывных источников. Обработка сигналов взрывных источников не требует вспомогательного оборудования и не имеет ограничения по глубине, что позволяет их использовать практически всегда при любом разрезе скорости звука (Д. Вестон. Взрывные источники звука. ″Подводная акустика″. М.: МИР. 1965 г., стр.63). Известные взрывные источники применялись в основном при измерении распространения сигналов на большие расстояния. ″Физические основы подводной акустики″ Сов.Радио. М.: 1955 г., стр.258-345.Hydroacoustic measurement methods using explosive sources are known. Signal processing of explosive sources does not require auxiliary equipment and does not have a depth limit, which allows them to be used almost always for any cut of sound speed (D. Weston. Explosive sound sources. ″ Underwater acoustics ″. M .: MIR. 1965, p. .63). Known explosive sources were mainly used in measuring the propagation of signals over long distances. ″ Physical Basics of Underwater Acoustics ″ Sov.Radio. M .: 1955, pp. 258-345.
Преимущества взрывных источников перед другими заключаются в том, что с их помощью можно получить информацию об объекте, отражающем взрывной сигнал, в широком диапазоне частот. Эти источники обладают большой мощностью, не требуют сложной аппаратуры при излучении и при обработке. Один из способов обработки изложен на стр.202 ″Акустика Океана″, Наука, М.: 1974 г.The advantages of explosive sources over others are that they can be used to obtain information about an object that reflects an explosive signal in a wide frequency range. These sources have high power, do not require sophisticated equipment for radiation and processing. One of the processing methods is described on p.202 ″ Acoustics of the Ocean ″, Science, M .: 1974
Способ использования взрывных источников состоит в том, что одно судно производит взрыв, удаляется полным ходом от приемного судна, сбрасывая через определенные промежутки времени взрывные источники, а аппаратура приемного судна принимает сигналы антенной, усиливает и пропускается через фильтры, детектирует и фиксирует на индикаторе в широкой полосе принятый сигнал. Таким образом определяются условия распространения акустического сигнала в океанической среде.The method of using explosive sources consists in the fact that one vessel makes an explosion, moves away at full speed from the receiving vessel, dropping explosive sources at regular intervals, and the equipment of the receiving vessel receives signals from the antenna, amplifies and passes through the filters, detects and fixes it on the indicator in a wide band received signal. In this way, the propagation conditions of the acoustic signal in the ocean environment are determined.
На стр.454 книги ″Акустика Океана″, Наука, М.: 1974 г. приведен метод исследования отражательной способности дна океана с использование взрывных источников. Метод содержит сброс взрывного источника на безопасную дистанцию, прием отраженного от дна эхосигнала широкополосным приемником, многоканальный частотный анализ, детектирование и отображение на многоканальном индикаторе огибающих с выхода каждого частотного канала. Это наиболее близкий аналог, который целесообразно выбрать за прототип.On page 454 of the book “Acoustics of the Ocean”, Science, Moscow: 1974, a method for studying the reflectivity of the ocean floor using explosive sources is given. The method includes resetting an explosive source to a safe distance, receiving a broadband receiver reflected from the bottom of the echo signal, multi-channel frequency analysis, detecting and displaying envelopes from the output of each frequency channel on the multi-channel indicator. This is the closest analogue, which is advisable to choose for the prototype.
Если известно время излучения взрывного сигнала и место излучения совмещено с местом приема эхосигнала, то задача измерения дистанции решается также как и в обычном гидролокаторе. Ситуация существенно усложняется, если не известно место излучения взрывного источника и не неизвестно время излучения, например если взрывные источники находятся в автономной работе. Поэтому недостатком рассматриваемых методов является невозможность определения дистанции до объекта отражения при неизвестном времени излучения и местоположении взрывного источника.If the time of radiation of the explosive signal is known and the place of radiation is combined with the place of reception of the echo signal, then the task of measuring the distance is solved as in a conventional sonar. The situation becomes much more complicated if the location of the radiation from the explosive source is not known and the radiation time is not known, for example, if the explosive sources are in stand-alone operation. Therefore, the disadvantage of the considered methods is the impossibility of determining the distance to the reflection object with an unknown radiation time and the location of the explosive source.
Техническим результатом является обеспечение измерения дистанции до отражающего объекта при неизвестном положении источника излучения и не известном времени производства взрывов.The technical result is the provision of measuring the distance to the reflecting object with an unknown position of the radiation source and the unknown time of the production of explosions.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в способе, содержащем излучение взрывного сигнала в морской среде, прием отраженного сигнала широкополосным приемником, многоканальный частотный анализ отраженного сигнала и отображение на индикаторе спектров с выхода каналов, введены новые операции, а именно производят автономную установку и подрыв источника взрывного сигнала, измеряют зависимость скорости звука от глубины, измеряют уровень помехи в полосе приема, определяют порог обнаружения, принимают сигнал прямого распространения взрывного сигнала, который превысил выбранный порог обнаружения, определяют время приема сигнала прямого распространения от взрывного источника до приемника Тпрям, измеряют спектр сигнала прямого распространения, превысившего порог обнаружения, определяют ширину спектра сигнала прямого распространения в полосе приемного устройства Фпрям, принимают сигнал, отраженный от объекта, определяют время приема отраженного сигнала Тэхо, измеряют спектр отраженного сигнала, определяют полосу спектральных составляющих отраженного сигнала, превысивших порог обнаружения Фэхо, определяют дистанцию до объекта по формуле Дизм=К(Фпрям-Фэхо), где К - коэффициент, определяющий частотное затухание спектра сигнала при распространении, при этом Дизм>(Тэхо-Тпрям)С, где С - скорость звука.The specified technical result is ensured by the fact that in the method containing the radiation of the explosive signal in the marine environment, the reception of the reflected signal by a broadband receiver, multichannel frequency analysis of the reflected signal and the display of spectra from the output of the channels, new operations are introduced, namely, an autonomous installation and undermining of the source are performed explosive signal, measure the dependence of the speed of sound on depth, measure the level of interference in the reception band, determine the detection threshold, receive the direct signal the transmission of the explosive signal that exceeded the selected detection threshold, determine the time of reception of the direct propagation signal from the explosive source to the receiver T direct , measure the spectrum of the direct propagation signal that exceeded the detection threshold, determine the spectrum width of the direct propagation signal in the band of the receiving device F direct , receive the signal, reflected from the object, determine the time of reception of the reflected signal T echo , measure the spectrum of the reflected signal, determine the band of spectral components of the reflected about the signal that exceeded the detection threshold f echo , determine the distance to the object by the formula D ISM = K (F direct -F echo ), where K is a coefficient that determines the frequency attenuation of the spectrum of the signal during propagation, while D ISM > (T echo -T straight ) C, where C is the speed of sound.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Взрывные источники сигналов, работающие в автономном режиме, могут быть установлены различным способом с помощью сбрасыванием с надводного корабля, сбрасыванием с самолета или вертолета. Либо может быть использован самоходный необитаемый подводный аппарат. Спектр, излучаемый взрывным источником, достаточно широкий и занимает полосу от десятков Гц до десятков кГц (стр.63, Д.Вестон. Взрывные источники звука. ″Подводная акустика″. М.: МИР, 1965 г.). Как правило, максимум спектральной плотности расположен на частоте порядка одного 1 кГц, и снижается практически линейно.The essence of the invention is as follows. Explosive signal sources operating in standalone mode can be installed in various ways by dropping from a surface ship, dropping from an airplane or helicopter. Or a self-propelled uninhabited underwater vehicle can be used. The spectrum emitted by an explosive source is wide enough and occupies a band from tens of Hz to tens of kHz (p. 63, D. Weston. Explosive sound sources. “Underwater acoustics.” M .: MIR, 1965). As a rule, the maximum spectral density is located at a frequency of the order of 1 kHz, and decreases almost linearly.
Известны методы оценки дистанции до цели по величине пространственного затухания высокочастотной составляющей спектра шумоизлучения шумящего объекта. (Демиденко В.А., Перельмутер Ю.С.″ Спектральный метод оценки дистанции Научно-технический сборник ″ Гидроакустика″. вып.6, СПб., 2006 г., стр.51-59).Known methods for assessing the distance to the target according to the spatial attenuation of the high-frequency component of the noise spectrum of a noisy object. (Demidenko V.A., Perelmuter Yu.S. ″ Spectral method of distance estimation Scientific and technical collection ″ Hydroacoustics ″. Issue 6, St. Petersburg, 2006, pp. 51-59).
Аналогичная ситуация может быть рассмотрена и при излучении спектра с использованием источника взрывного сигнала. Спектр сигнала уменьшается как при распространении до объекта отражения, так и при отражении при распространении до приемника. При этом можно получить две оценки спектра, один спектр будет соответствовать спектру прямого сигнала распространения от источника взрывного сигнала до приемника, который придет непосредственно без отражений и с малым затуханием высокочастотной части спектра. Но, поскольку принимается сигнал прямого распространения большой мощности, то принятый спектр будет мало отличаться от спектра исходного сигнала, образованного источником взрывного сигнала, и его можно будет принять за спектр источника взрывного сигнала. Аналогично спектр сигнала, который распространяется от источника взрывного сигнала до объекта отражения, имеет большую исходную мощность и так же практически не изменяется. Мощность отраженного сигнала существенно меньше мощности прямого сигнала и именно на отраженном сигнале проявляется эффект изменения спектра. Выбор полосы обработки определяется используемой антенной и характеристиками приемника. Если это низкочастотная антенна, то принимается и обрабатывается низкочастотная часть спектра излучения от десятков Гц до 1 кГц. Если это высокочастотная антенна, то выбирается ее диапазон обработки от 1 кГц до 10 кГц. Зная исходную полосу спектра излучения и исходную закономерность спада спектра, можно определить величину затухания высокочастотной составляющей спектра, которая исчезла при отражении от объекта и при распространении от источника взрывного сигнала до объекта отражения и от объекта отражения до приемника. В качестве приемника может быть использован широкополосный тракт практически любой современной системы шумопеленгования. Как правило, такой тракт системы шумопеленгования имеет процедуру измерения спектра во всей полосе частот. Поэтому имеется возможность провести спектральный анализ излученного сигнала взрывным источником, измерить его спектр по сигналу прямого распространения, определить полосу излученного сигнала Фпрям, измерить спектр по сигналу отраженного от объекта, определить полосу отраженного сигнала Фэхо, найти разность измеренных полос и определить дистанцию до объекта отражения по формуле Дизм=К(Фпрям.-Фэхо), где коэффициент К определяет величину затухания высокочастотной части спектра при распространении от источника взрывного сигнала до объекта и от объекта до приемника. Коэффициент К можно рассчитать, используя программы расчета поля, которые определяют затухание частоты сигнала при распространении (В.Н. Матвиенко, Ю.Ф. Тарасюк ″Дальность действия гидроакустических средств″. Судостроение. Л.: 1981 г., стр.130-201). Расчет поля является известной операцией, которая используется во всех гидроакустических комплексах. Для этого необходимо знать зависимость скорости звука от глубины, которая измеряется специальным прибором и широко используется на практике глубину излучения, глубину приема и глубину положения отражателя. Последние параметры влияют на уровень принимаемого сигнала, но не влияют на величину спектра. (В.А. Комляков. ″Корабельные средства измерения скорости звука и моделирование акустических полей в океане″. Наука. СПб. 2003 г.). Величина изменения ширины спектра зависит в основном от дистанции.A similar situation can be considered when spectrum is emitted using an explosive signal source. The signal spectrum decreases both when propagating to the reflection object, and when reflecting when propagating to the receiver. In this case, two spectrum estimates can be obtained, one spectrum will correspond to the spectrum of the direct propagation signal from the source of the explosive signal to the receiver, which will come directly without reflections and with a small attenuation of the high-frequency part of the spectrum. But, since a direct power signal of high power is received, the received spectrum will not differ much from the spectrum of the original signal formed by the source of the explosive signal, and it can be taken as the spectrum of the source of the explosive signal. Similarly, the spectrum of the signal, which propagates from the source of the explosive signal to the reflection object, has a large initial power and also remains almost unchanged. The power of the reflected signal is significantly less than the power of the direct signal, and it is on the reflected signal that the effect of the change in the spectrum is manifested. The selection of the processing band is determined by the antenna used and the characteristics of the receiver. If it is a low-frequency antenna, then the low-frequency part of the radiation spectrum from tens of Hz to 1 kHz is received and processed. If it is a high-frequency antenna, then its processing range from 1 kHz to 10 kHz is selected. Knowing the initial band of the radiation spectrum and the initial regularity of the decay of the spectrum, we can determine the attenuation of the high-frequency component of the spectrum, which disappeared upon reflection from the object and upon propagation from the source of the explosive signal to the reflection object and from the reflection object to the receiver. As a receiver, a broadband path of almost any modern noise-detecting system can be used. As a rule, such a path of the noise detection system has a procedure for measuring the spectrum in the entire frequency band. Therefore, it is possible to carry out a spectral analysis of the emitted signal by an explosive source, measure its spectrum by the direct propagation signal, determine the band of the emitted signal Ф straight , measure the spectrum by the signal reflected from the object, determine the reflected signal band Ф echo , find the difference of the measured bands and determine the distance to the object reflection by the formula D = K MOD (F straight. echo-F), where the coefficient K determines the amount of attenuation at the high frequency part of the spectrum spreading signal from the source of the explosive of the object and from the object to the receiver. The coefficient K can be calculated using field calculation programs that determine the attenuation of the signal frequency during propagation (V.N. Matvienko, Yu.F. Tarasyuk ″ Range of action of hydroacoustic means ″. Shipbuilding. L .: 1981, pp. 130-201 ) Field calculation is a well-known operation that is used in all sonar complexes. For this, it is necessary to know the dependence of the speed of sound on the depth, which is measured by a special device and is widely used in practice, the depth of radiation, the depth of reception and the depth of the position of the reflector. The last parameters affect the level of the received signal, but do not affect the magnitude of the spectrum. (V.A. Komlyakov. ″ Shipborne instruments for measuring the speed of sound and modeling of acoustic fields in the ocean. ″ Science. St. Petersburg 2003). The magnitude of the change in the width of the spectrum depends mainly on the distance.
Эти расчеты производятся для известного закона спада спектра и известной мощности излучения, что не всегда можно учесть при использовании взрывного источника.These calculations are made for the well-known law of decay of the spectrum and the known radiation power, which can not always be taken into account when using an explosive source.
Более достоверно можно получить значение коэффициента К экспериментально при проверке работоспособности метода в реальных условиях при использовании конкретного источника взрывного сигнала и известной дистанции между приемником и отражателем. Для этого определяется ширина спектра взрывного источника, ширина спектра отраженного сигнала от объекта при известной дистанции принятого приемником, после чего можно определить величину К, которая характеризует величину ширину полосы затухания сигнала от взрывного источника на единицу дистанции и имеет размерность км/Гц.More reliably, it is possible to obtain the value of the coefficient K experimentally when checking the operability of the method in real conditions when using a specific source of an explosive signal and a known distance between the receiver and the reflector. For this, the spectral width of the explosive source, the spectrum width of the reflected signal from the object at a known distance received by the receiver, are determined, and then the K value can be determined, which characterizes the magnitude of the attenuation bandwidth of the signal from the explosive source per unit distance and has a dimension of km / Hz.
Сущность изобретения поясняется фиг.1, на которой представлена блок схема устройства, которое может быть использовано для определения дистанции с применением источника взрывного сигнала.The invention is illustrated in figure 1, which presents a block diagram of a device that can be used to determine the distance using an explosive signal source.
Устройство (фиг.1) содержит источник 1 взрывного сигнала, последовательно соединенные антенну 2, приемник 3, процессор 4 обработки, в состав которого входит анализатор 5 спектра, измеритель 8 полосы сигнала, блок 9 измерения времени приема прямого сигнала, блок 11 измерения ширина спектра прямого сигнала, блок 13 определения дистанции. Второй выход анализатора 5 спектра соединен через блок 6 измерения помехи и блок 7 выбора порога со вторым входом измерителя 8 полосы сигнала. Второй выход измерителя 8 полосы сигнала через блок 10 измерения времени прихода эхосигнала и блок 12 измерения полосы эхосигнала соединен со вторым входом блока определения 13 дистанции. Второй вход процессора обработки соединен с выходом блока 14 исходных данных.The device (Fig. 1) contains an explosive signal source 1, a antenna 2 connected in series, a receiver 3, a processing processor 4, which includes a spectrum analyzer 5, a signal strip meter 8, a direct signal reception time measuring unit 9, a spectrum width measuring unit 11 direct signal, block 13 determine the distance. The second output of the spectrum analyzer 5 is connected through an interference measurement unit 6 and a threshold selection unit 7 to a second input of the signal strip meter 8. The second output of the signal strip meter 8 through the echo signal arrival time measuring unit 10 and the echo signal measuring unit 12 is connected to the second input of the distance determining unit 13. The second input of the processing processor is connected to the output of the block 14 of the source data.
С использованием предлагаемого устройства измерение дистанции производится следующим образом. Установка взрывного источника 1 производится сбрасыванием с любого корабля, с самолета или с использованием самоходного необитаемого подводного аппарата. В некоторое время и при достижении установленной глубины происходит подрыв источника 1 взрывного сигнала. Излученный сигнал распространяется во все стороны и принимается антенной 2, усиливается приемником 3 в выбранной полосе частот и подается на спецпроцессор обработки 4. Спецпроцессоры обработки являются известными устройствами, которые широко используются в гидроакустической аппаратуре при обработке гидроакустических сигналов (Ю.А. Корякин, С.А. Смирнов, Г.В.Яковлев. Корабельная гидроакустическая техника СПб., Наука, 2004 г., стр. 278-297). С выхода приемника 3 сигнал поступает на вход блока 5 анализатора спектра, который может быть выполнен на основе известной процедуры быстрого преобразования Фурье (БПФ), которые обеспечивают выделение и измерение энергетического спектра сигнала (″Применение цифровой обработки сигналов″, изд. Мир, М.: 1990 г., стр.296). С выхода блока 5 измеренный энергетический спектр поступает на измеритель 8 полосы сигнала, а второй выход блока 5 соединен с блоком 6 измерения помехи, который определяет среднее значение спектра помехи в отсутствии сигналов и передает на блок 7 выбора порога. Задача блока 7 состоит в выборе порога для сигнала прямого распространения и для эхосигнала. В качестве критерия оценки ширины спектра используется стандартная процедура определения превышения уровнем принятого сигнала выбранного порога. Измерение помехи производится в отсутствии принятого сигнала прямого распространения, поскольку в противном случае может происходить наложение сигналов реверберации от поверхностных и донных отражений. Уровень помехи определяется как среднее значение амплитуды спектра в отсутствии сигнала, усредненное за несколько накоплений. Для сигнала прямого распространения принятый спектр не будет отличаться от излученного источником взрывного сигнала, поскольку мощность сигнала достаточно большая. Так же существенно не изменится спектр сигнала прямого распространения, который придет к объекту отражения. Поэтому можно считать ширину спектра источника взрывного сигнала известной величиной. В блоках 9 и 10 происходит определение момента времени прямого сигнала Тпрям от источника взрывного сигнала и до приемника, и времени приема эхосигнала от источника взрывного сигнала и отраженного от объекта до приемника Тэхо, а в блоках 11 и 10 измерение полосы принятых сигналов Фпрям и Фэхо. Практически задачи измерения разнесены во времени и поэтому могут выполняться одними и теми же блоками. Измерение времени приема сигналов является известной операцией, которая используется во всех гидролокаторах и определяет момент времени, когда произошло превышения выбранного порога амплитудой отраженного от объекта сигналом. Определение полосы принятого сигнала является так же известной операцией, которая определяет крайние значения частот, амплитуды которых превысили порог. Измеренные значения времени и полосы сигналов прямого распространения от источника взрывного сигнала до приемника и от излучателя взрывного сигнала до отражателя и эхосигнала до приемника с выхода блоков 11 и 12 передаются в блок 13 определения дистанции, где по формуле Дизм=К(Фпрям-Фэхо) определяется дистанция до объекта. На второй вход спецпроцессора 4 поступает исходная информация из блока 14 исходных данных о параметрах, необходимых для определения коэффициента К, или само значение коэффициента К, измеренное экспериментально. Поскольку дальность действия взрывного сигнала не известна, а распространение его направлено во все стороны, то на вход приемника может приходить большое число отражений от дна и от поверхности. Для ограничения вероятности ложной тревоги целесообразно использовать ограничение по дистанции, которое предполагает появление эхосигнала только после выполнение указанных ограничений по дистанции Дизм>(Тэхо-Тпрям)С.Using the proposed device, the distance measurement is as follows. The installation of an explosive source 1 is carried out by dropping from any ship, from an airplane or using a self-propelled uninhabited underwater vehicle. At some time and when the set depth is reached, the source 1 of the explosive signal is undermined. The emitted signal propagates in all directions and is received by antenna 2, amplified by receiver 3 in a selected frequency band and fed to a special processing processor 4. Special processing processors are known devices that are widely used in sonar equipment for processing sonar signals (Yu.A. Koryakin, S. A. Smirnov, G.V. Yakovlev, Shipborne sonar equipment St. Petersburg, Nauka, 2004, pp. 278-297). From the output of the receiver 3, the signal is fed to the input of the spectrum analyzer unit 5, which can be performed on the basis of the well-known fast Fourier transform (FFT) procedure, which provide the separation and measurement of the energy spectrum of the signal (″ Application of digital signal processing ″, ed. Mir, M. : 1990, p. 296). From the output of block 5, the measured energy spectrum is fed to the signal strip meter 8, and the second output of block 5 is connected to the block 6 for measuring interference, which determines the average value of the interference spectrum in the absence of signals and transmits to the threshold selection block 7. The task of block 7 is to select a threshold for the direct propagation signal and for the echo signal. As a criterion for estimating the width of the spectrum, a standard procedure is used to determine if the level of the received signal exceeds the selected threshold. The interference is measured in the absence of a direct forward signal, since otherwise reverb signals from surface and bottom reflections may overlap. The interference level is defined as the average value of the amplitude of the spectrum in the absence of a signal, averaged over several accumulations. For the direct propagation signal, the received spectrum will not differ from that emitted by the explosive signal source, since the signal power is sufficiently large. Also, the spectrum of the direct propagation signal that will come to the object of reflection will not change significantly. Therefore, the width of the spectrum of the source of the explosive signal can be considered a known quantity. In blocks 9 and 10, the time instant of the direct signal T is straight from the source of the explosive signal to the receiver, and the time of reception of the echo signal from the source of the explosive signal and reflected from the object to the receiver T echo is determined, and in blocks 11 and 10 the measurement of the band of received signals Ф is direct and f echo . In practice, measurement tasks are separated in time and therefore can be performed by the same blocks. Measuring the time of reception of signals is a well-known operation that is used in all sonars and determines the point in time when the selected threshold is exceeded by the amplitude of the signal reflected from the object. Determining the band of the received signal is also a well-known operation that determines the extreme values of frequencies whose amplitudes have exceeded the threshold. The measured values of the time and band of the signals of direct propagation from the source of the explosive signal to the receiver and from the emitter of the explosive signal to the reflector and the echo signal to the receiver from the output of blocks 11 and 12 are transmitted to the distance determination unit 13, where according to the formula D ISM = K (Ф direct -F echo ) the distance to the object is determined. The second input of the special processor 4 receives the initial information from block 14 of the initial data on the parameters necessary for determining the coefficient K, or the value of the coefficient K itself, measured experimentally. Since the range of the explosive signal is not known, and its distribution is directed in all directions, a large number of reflections from the bottom and from the surface can come to the input of the receiver. To limit the likelihood of a false alarm, it is advisable to use a distance limit, which assumes the appearance of an echo signal only after the specified distance limits are met Dm > (T echo -T straight ) C.
Таким образом, используя зависимость затухания спектра эхосигнала от частоты, можно получить оценку дистанции до объекта отражения при неизвестном моменте излучения и неизвестном местоположении излучателя.Thus, using the dependence of the attenuation of the spectrum of the echo signal on the frequency, it is possible to obtain an estimate of the distance to the reflection object with an unknown moment of radiation and an unknown location of the emitter.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013143442/28A RU2541699C1 (en) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | Hydroacoustic method of distance measurement with help of explosive source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013143442/28A RU2541699C1 (en) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | Hydroacoustic method of distance measurement with help of explosive source |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2541699C1 true RU2541699C1 (en) | 2015-02-20 |
Family
ID=53288753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013143442/28A RU2541699C1 (en) | 2013-09-25 | 2013-09-25 | Hydroacoustic method of distance measurement with help of explosive source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2541699C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2612201C1 (en) * | 2015-11-17 | 2017-03-03 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of determining distance using sonar |
| RU2690317C1 (en) * | 2018-02-07 | 2019-05-31 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Polyharmonic signal detection method |
| RU2692841C1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-06-28 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Hydro acoustic method for determining purpose parameters when using an explosive signal with a wireless communication system |
| RU2694796C1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-07-16 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | Method of detecting and determining distance using an explosive signal in a hydroacoustic local network communication system |
| CN110553696A (en) * | 2018-05-30 | 2019-12-10 | Vega格里沙贝两合公司 | Filling level measuring method |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4229809A (en) * | 1979-01-29 | 1980-10-21 | Sperry Corporation | Acoustic under sea position measurement system |
| RU92014750A (en) * | 1992-12-28 | 1995-01-27 | Научно-производственное объединение "Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | METHOD OF MEASURING THE LEVEL OF THE PRESSURE OF SOUND TREATMENT OF A MOVING OBJECT IN THE CONDITIONS OF MEASURING HYDRO-ACOUSTIC POLYGON |
| RU2125278C1 (en) * | 1997-09-30 | 1999-01-20 | Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН | Method measuring distance to controlled object ( its versions ) |
| RU2248586C1 (en) * | 2003-07-01 | 2005-03-20 | Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики | Method for determination of distance in hydroacoustic network |
| RU2010146050A (en) * | 2010-11-11 | 2012-05-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН (ИПМТ ДВО РАН) (RU) | METHOD FOR MEASURING THE DISTANCE TO THE MONITORED OBJECT |
| RU2452979C1 (en) * | 2010-11-01 | 2012-06-10 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН (ИПМТ ДВО РАН) | Method of measuring distance to monitored facility |
| RU2011116249A (en) * | 2011-04-26 | 2012-11-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU) | HYDROACOUSTIC SYNCHRONOUS LONG-DIMENSIONAL NAVIGATION SYSTEM FOR POSITIONING UNDERWATER OBJECTS IN THE NAVIGATION FIELD OF RANDOMLY SITUATED HYDROACOUSTIC RESPONSE BEACONS |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2063106C1 (en) * | 1992-12-28 | 1996-06-27 | Научно-производственное объединение "Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | Method for measuring noise-emission pressure level of moving object under sonar testing ground conditions with time-varying transfer function |
-
2013
- 2013-09-25 RU RU2013143442/28A patent/RU2541699C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4229809A (en) * | 1979-01-29 | 1980-10-21 | Sperry Corporation | Acoustic under sea position measurement system |
| RU92014750A (en) * | 1992-12-28 | 1995-01-27 | Научно-производственное объединение "Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений" | METHOD OF MEASURING THE LEVEL OF THE PRESSURE OF SOUND TREATMENT OF A MOVING OBJECT IN THE CONDITIONS OF MEASURING HYDRO-ACOUSTIC POLYGON |
| RU2125278C1 (en) * | 1997-09-30 | 1999-01-20 | Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН | Method measuring distance to controlled object ( its versions ) |
| RU2248586C1 (en) * | 2003-07-01 | 2005-03-20 | Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики | Method for determination of distance in hydroacoustic network |
| RU2452979C1 (en) * | 2010-11-01 | 2012-06-10 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН (ИПМТ ДВО РАН) | Method of measuring distance to monitored facility |
| RU2010146050A (en) * | 2010-11-11 | 2012-05-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН (ИПМТ ДВО РАН) (RU) | METHOD FOR MEASURING THE DISTANCE TO THE MONITORED OBJECT |
| RU2011116249A (en) * | 2011-04-26 | 2012-11-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU) | HYDROACOUSTIC SYNCHRONOUS LONG-DIMENSIONAL NAVIGATION SYSTEM FOR POSITIONING UNDERWATER OBJECTS IN THE NAVIGATION FIELD OF RANDOMLY SITUATED HYDROACOUSTIC RESPONSE BEACONS |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2612201C1 (en) * | 2015-11-17 | 2017-03-03 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of determining distance using sonar |
| RU2690317C1 (en) * | 2018-02-07 | 2019-05-31 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Polyharmonic signal detection method |
| RU2692841C1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-06-28 | Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Hydro acoustic method for determining purpose parameters when using an explosive signal with a wireless communication system |
| RU2694796C1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-07-16 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | Method of detecting and determining distance using an explosive signal in a hydroacoustic local network communication system |
| CN110553696A (en) * | 2018-05-30 | 2019-12-10 | Vega格里沙贝两合公司 | Filling level measuring method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7330399B2 (en) | Sonar system and process | |
| RU2541699C1 (en) | Hydroacoustic method of distance measurement with help of explosive source | |
| RU2650835C1 (en) | Method of the target parameters determining by the sonar | |
| RU2528556C1 (en) | Method of processing sonar echo signal | |
| RU2634787C1 (en) | Method of detecting local object against background of distributed interference | |
| RU2466419C1 (en) | Method of classifying sonar echo signal | |
| CN108680234A (en) | A kind of water-depth measurement method of quarice layer medium | |
| RU2550576C1 (en) | Method to measure distance to noisy object | |
| RU2156984C1 (en) | Process of generation of information on noisy object at sea and process of obtainment of color scales for it | |
| RU2692841C1 (en) | Hydro acoustic method for determining purpose parameters when using an explosive signal with a wireless communication system | |
| RU2465618C1 (en) | Automatic classification system of short-range hydrolocator | |
| RU2559159C1 (en) | Ice thickness measuring method | |
| RU2546852C1 (en) | Hydroacoustic method of distance measurements using explosion signal | |
| RU2460088C1 (en) | Method of detecting local object on background of distributed interference | |
| RU2624826C1 (en) | Method of classification of objects adapted to hydroacoustic conditions | |
| RU2474794C1 (en) | Method for parametric reception of waves of different physical nature in marine environment | |
| US8264909B2 (en) | System and method for depth determination of an impulse acoustic source by cepstral analysis | |
| RU2612201C1 (en) | Method of determining distance using sonar | |
| RU2660219C1 (en) | Method of classifying sonar echo | |
| RU2674552C1 (en) | Sonar method of object detection and measurement of parameters thereof | |
| RU2628672C1 (en) | Method for leak tightness control and determining leak point coordinate in product pipeline and device for its implementation | |
| US20060083110A1 (en) | Ambient bistatic echo ranging system and method | |
| RU2559310C2 (en) | Method of estimating distance to noisy object at sea | |
| RU2697937C1 (en) | Sonar method of detecting an object and measuring its parameters | |
| RU2571432C1 (en) | Method of measuring distance using sonar |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190926 |