RU2694270C1 - Device for determining displacement of a surface ship during its noise direction-finding - Google Patents

Device for determining displacement of a surface ship during its noise direction-finding Download PDF

Info

Publication number
RU2694270C1
RU2694270C1 RU2018122882A RU2018122882A RU2694270C1 RU 2694270 C1 RU2694270 C1 RU 2694270C1 RU 2018122882 A RU2018122882 A RU 2018122882A RU 2018122882 A RU2018122882 A RU 2018122882A RU 2694270 C1 RU2694270 C1 RU 2694270C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
noise
displacement
low
computing device
Prior art date
Application number
RU2018122882A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анна Александровна Волкова
Александр Давидович Консон
Original Assignee
Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор"
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 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" filed Critical Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор"
Priority to RU2018122882A priority Critical patent/RU2694270C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2694270C1 publication Critical patent/RU2694270C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: hydroacoustics.
SUBSTANCE: invention relates to the field of hydroacoustics and is intended for recognition of sea ships of different displacement by their noise emission. A device comprising a branch of series-connected units between the output of the acoustic receiving antenna for noise direction-finding and the input of the computing device: a band-pass filter, an amplitude detector, a low-pass filter, a spectrum analyzer, characterized in that between the output of the acoustic receiving antenna for noise direction-finding and the input of the computing device, at least two new branches of series-connected units are inserted in parallel: a band-pass filter, an amplitude detector, a low-pass filter, a spectrum analyzer, wherein the parallel branches of the same-type units differ in the band-pass filtering frequency range, and the computing device comprises a series-connected multi-channel fluctuation period selection unit and a ship displacement determining unit.
EFFECT: high noise-immunity and possibility of determining the displacement of a surface ship at any unknown frequency range of the noise signal, in which low-frequency fluctuations are observed, which are caused by rolling at sea surface disturbance.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для распознавания морских судов разного водоизмещения по их шумоизлучению.The invention relates to the field of hydro-acoustics and is intended for the recognition of marine vessels of different displacement due to their noise emission.

Известно [1, 2], что качка корабля при динамическом воздействии на него ветрового волнения имеет две основные координатные составляющие: бортовую и килевую. В общем случае, процесс качки является случайным процессом со спектром, описываемым кривой Релея с выраженным максимумом. Этот максимум соответствует основному периоду качки корабля, который зависит от его водоизмещения [3].It is known [1, 2] that the rolling of a ship when it is dynamically influenced by wind waves has two main coordinate components: the side and keel. In general, the rolling process is a random process with a spectrum described by the Rayleigh curve with a pronounced maximum. This maximum corresponds to the main period of the ship’s motion, which depends on its displacement [3].

Качка надводных кораблей приводит к образованию низкочастотных флуктуаций шумового сигнала, принимаемого гидроакустическими средствами [4]. Характер этих флуктуаций в простых моделях считается квазигармоническим, подобным спектру качки. Поэтому среднее значение периода флуктуаций сигнала шумоизлучения будет соответствовать основному периоду качки корабля, который, в свою очередь, обусловлен его водоизмещением. На этом явлении основаны способы и устройства определения водоизмещения надводных кораблей при их шумопеленговании.The rolling of surface ships leads to the formation of low-frequency fluctuations of the noise signal received by hydroacoustic means [4]. The nature of these fluctuations in simple models is considered quasi-harmonic, similar to the spectrum of pitching. Therefore, the average value of the period of fluctuations of the noise emission signal will correspond to the basic period of the ship’s motion, which, in turn, is due to its displacement. On this phenomenon are based methods and devices for determining the displacement of surface ships during their noise-finding.

Известен способ [5], в котором измеряют низкочастотные колебания сигнала шумоизлучения корабля и вычисляют период низкочастотных флуктуаций сигнала как промежуток времени между двумя соседними максимумами амплитуды. У этого способа можно выделить два недостатка. Во-первых, принятый гидроакустический шум содержит смесь полезного сигнала и помехи, что искажает вычисленный период флуктуаций сигнала. И во-вторых, как следствие первого недостатка, процедура определения периода не может быть автоматизирована.The known method [5], in which the low-frequency oscillations of the noise signal of the ship are measured and the period of the low-frequency fluctuations of the signal is calculated as the time interval between two adjacent amplitude maxima. There are two drawbacks to this method. Firstly, the received sonar noise contains a mixture of the useful signal and interference, which distorts the calculated period of signal fluctuations. And secondly, as a consequence of the first drawback, the procedure for determining the period cannot be automated.

Известен патент [6] на «Способ определения водоизмещения надводного корабля при его шумопеленговании», в котором описано устройство, позволяющее определять водоизмещение надводного корабля при заранее неизвестной ширине полосы частот низкочастотных флуктуаций его сигнала.Known patent [6] on "Method for determining the displacement of a surface ship when it is sounding", which describes a device for determining the displacement of a surface ship with a previously unknown bandwidth of low-frequency fluctuations of its signal.

Наиболее близким аналогом по составу блоков и решаемым задачам к предлагаемому изобретению является устройство [7], которое принято за прототип.The closest analogue in terms of the composition of the blocks and the tasks to be solved for the invention is the device [7], which is taken as a prototype.

Устройство-прототип содержит следующие последовательно соединенные блоки:The device prototype contains the following series-connected blocks:

акустическую приемную антенну;acoustic receiving antenna;

полосовой фильтр;bandpass filter;

амплитудный детектор;amplitude detector;

фильтр низкой частоты;low frequency filter;

спектроанализатор;spectrum analyzer;

вычислительное устройство.computing device.

Устройство осуществляет фильтрацию шумового сигнала в общей полосе частот приемного тракта, производит амплитудное детектирование и фильтрацию в низкой полосе частот, характерной для частот качки корабля с целью обнаружения низкочастотных флуктуаций шумового сигнала. Затем производится вычисление спектра низкочастотных флуктуаций и его анализ с целью определения периода флуктуаций. В вычислительном устройстве на основании периода флуктуаций определяется водоизмещение надводного корабля.The device filters the noise signal in the common frequency band of the receiving path, performs amplitude detection and filtering in the low frequency band characteristic of the ship’s pitching frequencies in order to detect low-frequency fluctuations of the noise signal. Then, the spectrum of low-frequency fluctuations is calculated and analyzed to determine the period of fluctuations. On the basis of the fluctuation period, the displacement of the surface ship is determined in the computing device.

Устройства [6] и [7] имеют общий недостаток, связанный с малой изученностью процесса образования низкочастотных флуктуаций сигнала. Согласно работе [7], в которой проведен теоретический анализ отношения сигнал/помеха на выходе полосового фильтра, в качестве полосы частот шумового сигнала, в которой в дальнейшем производится обнаружение низкочастотных флуктуаций, следует использовать всю полосу частот премного тракта. Однако более поздние натурные исследования показали [8], что низкочастотные флуктуации не всегда присущи всей полосе частот принимаемого сигнала, а могут проявляться только в некоторой ограниченной области частот шумового сигнала. При этом выделение флуктуаций с использованием всей полосы частот приводит к ослаблению эффекта флуктуации сигнала, и в пределе к невозможности определить период флуктуаций и, следовательно, водоизмещение корабля.The devices [6] and [7] have a common drawback associated with the low level of knowledge of the process of the formation of low-frequency signal fluctuations. According to [7], in which the theoretical analysis of the signal-to-noise ratio at the output of the bandpass filter was carried out, the entire frequency band of the main path should be used as the frequency band of the noise signal, which further detects low-frequency fluctuations. However, more recent field studies have shown [8] that low-frequency fluctuations are not always inherent in the entire frequency band of the received signal, but can occur only in a certain limited frequency range of the noise signal. In this case, the selection of fluctuations using the entire frequency band leads to a weakening of the effect of signal fluctuations, and in the limit to the impossibility to determine the period of fluctuations and, consequently, the displacement of the ship.

Задачей заявляемого устройства является определение водоизмещения надводных кораблей при любой заранее неизвестной области частот шумового сигнала, в которой проявляются низкочастотные флуктуации, обусловленные качкой на волнении поверхности моря.The task of the claimed device is to determine the displacement of surface ships at any previously unknown frequency range of the noise signal, in which low-frequency fluctuations occur due to rolling on the waves of the sea surface.

Для решения поставленной задачи в устройство определения водоизмещения надводного корабля при его шумопеленговании, содержащее между выходом акустической приемной антенны и входом вычислительного устройства первую ветку блоков в виде последовательно соединенных полосового фильтра, амплитудного детектора, фильтра низкой частоты и спектроанализатора, введены новые признаки, а именно между выходом акустической приемной антенны и входом вычислительного устройства параллельно первой ветке блоков подключены по крайней мере две новые ветки блоков, содержащие каждая последовательно соединенные полосовой фильтр, амплитудный детектор, фильтр низкой частоты и спектроанализатор, при этом полосовые фильтры всех параллельных веток блоков, включая первую, имеют различные диапазоны частот полосовой фильтрации, а вычислительное устройство содержит последовательно соединенные многоканальный блок выбора периода флуктуаций, вход которого является входом вычислительного устройства, и блок определения водоизмещения корабля.To solve this task, the first branch of the blocks in the form of serially connected bandpass filter, amplitude detector, low frequency filter and spectrum analyzer is introduced into the device for determining the displacement of a surface ship during its direction finding noise, which contains new signs, namely between the output of the acoustic receiving antenna and the input of the computing device parallel to the first branch of the blocks are connected at least two new ones in block meshes containing each serially connected bandpass filter, amplitude detector, low frequency filter and spectrum analyzer, while the bandpass filters of all parallel branches of the blocks, including the first one, have different bandwidth filtering frequency ranges, and the computing device contains serially connected multi-channel fluctuation period selection block, the input of which is the input of the computing device, and the unit for determining the displacement of the ship.

Наилучший результат достигается, если нижняя частота полосового фильтра первой ветки равна начальной частоте приемного тракта, а верхняя частота полосового фильтра последней ветки равна конечной частоте приемного тракта.The best result is achieved if the lower frequency of the bandpass filter of the first branch is equal to the initial frequency of the receiving path, and the upper frequency of the bandpass filter of the last branch is equal to the final frequency of the receive path.

Техническим результатом изобретения является повышение помехоустойчивости и обеспечение возможности определения водоизмещения надводного корабля при любой заранее неизвестной области частот шумового сигнала, в которой проявляются низкочастотные флуктуации, обусловленные качкой на волнении поверхности моря.The technical result of the invention is to improve noise immunity and ensure the possibility of determining the displacement of a surface ship at any previously unknown frequency range of the noise signal, in which low-frequency fluctuations due to rolling on the waves of the sea surface occur.

Покажем возможность достижения указанного технического результата.We show the possibility of achieving the specified technical result.

Экспериментальные исследования, проведенные в работе [8] показали, что в разных гидролого-акустических условиях наблюдения низкочастотные флуктуации могут проявляться в разных ограниченных областях частот шумового сигнала, зависимость расположения которых на оси частот пока не выяснена. При этом использование для обнаружения флуктуаций всей полосы частот приемного тракта приводит к уменьшению мощности флуктуаций, регистрируемых на выходе спектроанализатора. И, наоборот, использование ограниченной области частот шумового сигнала, в которой именно проявляются флуктуации, приводит к увеличению их мощности на выходе спектроанализатора [8].Experimental studies conducted in [8] showed that in different hydrologic-acoustic conditions of observation low-frequency fluctuations can occur in different limited frequency ranges of the noise signal, the dependence of their location on the frequency axis has not yet been clarified. In this case, the use of detection of fluctuations of the entire frequency band of the receiving path leads to a decrease in the power of fluctuations recorded at the output of the spectrum analyzer. And, on the contrary, the use of a limited frequency range of the noise signal, in which fluctuations appear, leads to an increase in their power at the output of the spectrum analyzer [8].

Заявленное устройство отличается от устройства-прототипа тем, что в нем присутствует не одна, а несколько однотипных параллельных веток обработки сигнала, начинающихся полосовым фильтром и заканчивающихся спектроанализатором. При этом параллельные ветки однотипных блоков различаются диапазоном частот полосовой фильтрации. Это позволит использовать для выделения низкочастотных флуктуаций не всю полосу частот приемного тракта, а совокупность ограниченных областей. Для той из веток обработки, для которой диапазон полосового фильтра окажется близким к ограниченной области частот шумового сигнала, в которой в данных условиях проявляются флуктуации, на выходе спектроанализатора будет зафиксирована максимальная из возможных мощность низкочастотных флуктуаций. При этом наличие нескольких параллельных веток обработки, различающихся диапазоном частот полосовой фильтрации, позволит одновременно проанализировать всю полосу частот приемного тракта на наличие низкочастотных флуктуаций в какой-либо, заранее неизвестной, из ее областей.The claimed device differs from the prototype device in that it contains not one but several of the same type of parallel signal processing branches, starting with a bandpass filter and ending with a spectrum analyzer. In this case, parallel branches of the same type of blocks differ in the frequency range of bandpass filtering. This will allow to use for selection of low-frequency fluctuations not the entire frequency band of the receiving path, but a set of limited areas. For that of the processing branches, for which the bandpass filter range is close to the limited frequency range of the noise signal, in which fluctuations occur under these conditions, the maximum possible low-frequency fluctuation power will be recorded at the output of the spectrum analyzer. At the same time, the presence of several parallel processing branches, differing in the frequency range of bandpass filtering, will allow simultaneously analyzing the entire frequency band of the receiving path for the presence of low-frequency fluctuations in any of the previously unknown regions of it.

К вычислительному устройству заявленного устройства подсоединены все параллельные ветки обработки сигнала, а в само вычислительное устройство добавлен блок выбора периода флуктуаций по совокупности веток, что подразумевает выбор наилучшего результата. Это позволит производить анализ результата обработки сигнала по совокупности веток, выбирая результат, полученный при максимальной мощности низкочастотных флуктуаций. Таким образом, помехоустойчивость устройства будет повышена в любом случае, в какой бы области частот шумового сигнала не проявились низкочастотные флуктуации.All parallel signal processing branches are connected to the computing device of the claimed device, and a block for selecting the period of fluctuations on the set of branches is added to the computing device itself, which means choosing the best result. This will allow analyzing the result of signal processing on a set of branches, choosing the result obtained at the maximum power of low-frequency fluctuations. Thus, the noise immunity of the device will be increased in any case, in whatever frequency range of the noise signal the low-frequency fluctuations appear.

Сущность изобретения поясняется Фиг. 1, на которой приведена блок-схема устройства определения водоизмещения надводного корабля при его шумопеленговании.The invention is illustrated FIG. 1, which shows a block diagram of a device for determining the displacement of a surface ship when it is sounding.

Заявленное устройство (фиг. 1) содержит между антенной шумопеленгования 1 и вычислительным устройством 6 не менее трех параллельно соединенных веток, в каждой из которых последовательно соединены однотипные блоки: полосовой фильтр (блоки 2.1, 2.2, … 2.n), амплитудный детектор (блоки 3.1, 3.2, … 3.n), фильтр низкой частоты (блоки 4.1, 4.2, … 4.n), спектроанализатор (блоки 5.1, 5.2, … 5.n). Вычислительное устройство 6 содержит два последовательно соединенных блока: блок выбора периода флуктуаций 6.1 и блок определения водоизмещения корабля 6.1. При этом блок 6.1 обладает n входами, каждый из которых подсоединен к выходам спектроанализаторов 5.1, 5.2, … 5.n.The claimed device (Fig. 1) contains between the noise-finding antenna 1 and the computing device 6 at least three parallel-connected branches, in which one-type blocks are sequentially connected: a band-pass filter (blocks 2.1, 2.2, ... 2.n), an amplitude detector (blocks 3.1, 3.2, ... 3.n), low-frequency filter (blocks 4.1, 4.2, ... 4.n), spectrum analyzer (blocks 5.1, 5.2, ... 5.n). Computing device 6 contains two series-connected blocks: a block for selecting the period of fluctuations 6.1 and a block for determining the displacement of a ship 6.1. At the same time, block 6.1 has n inputs, each of which is connected to the outputs of spectrum analyzers 5.1, 5.2, ... 5.n.

Антенна шумопеленгования известна из [9], при этом антенные модули могут быть выполнены согласно [10] со встроенными устройствами аналого-цифрового преобразования. Тогда задачи, решаемые в остальных блоках, могут быть реализованы в модулях программируемых процессоров сигналов и в модулях универсальной части цифрового вычислительного комплекса [11]. Количество параллельно соединенных веток однотипных блоков определяется полной шириной полосы частот приемного тракта шумопеленгования. Известно [12], что для обеспечения приемлемой помехоустойчивости в каждом отдельном канале обработки сигнала необходимо использовать ширину полосы частот не менее одной октавы. Тогда при стандартной полосе частот приемного тракта шумопеленгования 3-4 октавы необходимо в заявленном устройстве формировать 3-4 параллельные ветки однотипных блоков с различными диапазонами частот полосовой фильтрации. Относительная ширина полосы частот всех полосовых фильтров одинакова и равна одной октаве. Нижняя частота полосового фильтра первой ветки равна начальной частоте приемного тракта. Верхняя частота полосового фильтра последней ветки равна конечной частоте приемного тракта. Средние частоты полосовых фильтров всех веток распределены равномерно в диапазоне частот приемного тракта. При более широкой полосе частот приемного тракта количество веток однотипных блоков может быть увеличено без изменения результирующего эффекта устройства.Antenna noise-finding is known from [9], while the antenna modules can be performed according to [10] with integrated analog-to-digital conversion devices. Then the tasks solved in the remaining blocks can be implemented in modules of programmable signal processors and in modules of the universal part of the digital computing complex [11]. The number of parallel-connected branches of the same type is determined by the total bandwidth of the receiving path of the direction finding system. It is known [12] that to ensure acceptable noise immunity in each individual signal processing channel, it is necessary to use a bandwidth of at least one octave. Then, with the standard frequency band of the receiving path of the direction finding noise of 3-4 octaves, it is necessary in the claimed device to form 3-4 parallel branches of the same type blocks with different frequency bands of bandpass filtering. The relative bandwidth of all bandpass filters is the same and equals one octave. The lower frequency of the bandpass filter of the first branch is equal to the initial frequency of the receiving path. The upper frequency of the bandpass filter of the last branch is equal to the final frequency of the receiving path. The average frequencies of the bandpass filters of all branches are evenly distributed in the frequency range of the receiving path. With a wider frequency band of the receiving path, the number of branches of the same type blocks can be increased without changing the resulting effect of the device.

В динамике работы устройства шумовой сигнал корабля, принятый антенной 1 и переведенный в цифровой код, одновременно поступает во все n параллельные ветки обработки.In the dynamics of the device operation, the noise signal of the ship, received by antenna 1 and translated into a digital code, simultaneously enters all n parallel processing branches.

В блоках 2.1-2.n осуществляется полосовая фильтрация сигнала [13] фильтрами с шириной полосы одна октава. Наличие совокупности фильтров 2.1-2.n позволяет с одной стороны перекрыть всю полосу частот приемного тракта шумопеленгования, а с другой стороны производить дальнейшее выделение низкочастотных флуктуаций сигнала независимо в разных областях полной полосы. Далее отфильтрованные сигналы в каждой ветке независимо поступают каждый в свой амплитудный детектор 3.1-3.n. Все блоки 3.1-3.n абсолютно идентичны. В них может осуществляться либо квадратичное, либо линейное детектирование для выделения флуктуаций сигнала по амплитуде. Согласно [7] тип детектирования не является принципиальным. Далее сигналы в каждой ветке независимо поступают каждый в свой фильтр низкой частоты 4.1-4.n, реализованный согласно [13], задача которого подавлять частоты, превышающие верхнюю полезную частоту флуктуаций сигнала в диапазоне качки корабля на взволнованной поверхности. Далее сигналы в каждой ветке независимо поступают каждый в свой спектроанализатор 5.1-5.n. В спектроанализаторах осуществляется вычисление энергетического спектра в диапазоне флуктуаций сигнала, обнаружение наличия флуктуаций сигнала, обусловленных качкой, и определение их периода. Вычисление спектра реализуется согласно [13] методом быстрого преобразования Фурье. Для обнаружения наличия флуктуаций сигнала и определения их периода могут использоваться процедуры способа [6], позволяющие дополнительно определить отношение сигнала к помехе и увеличить помехоустойчивость обнаружения флуктуаций при любой заранее неизвестной ширине спектра флуктуаций. Затем периоды флуктуаций и соответствующие им отношения сигнал/помеха, полученные каждый для своей октавной полосы частот шумового сигнала, одновременно поступают в вычислительное устройство 6.In blocks 2.1-2.n, bandpass filtering of the signal [13] is performed with filters with a bandwidth of one octave. The presence of a set of 2.1-2.n filters allows, on the one hand, to cover the entire frequency band of the receiving path of the noise-finding and, on the other hand, to further isolate low-frequency signal fluctuations independently in different regions of the full band. Further, the filtered signals in each branch independently arrive each in its amplitude detector 3.1-3.n. All blocks 3.1-3.n are absolutely identical. They can be either quadratic or linear detection to highlight the fluctuations of the signal in amplitude. According to [7], the type of detection is not critical. Further, the signals in each branch independently arrive each into its low-pass filter 4.1-4.n, implemented according to [13], whose task is to suppress frequencies exceeding the upper useful frequency of signal fluctuations in the ship’s rolling range on an agitated surface. Further, the signals in each branch independently arrive each into its spectrum analyzer 5.1-5.n. Spectrum analyzers calculate the energy spectrum in the range of signal fluctuations, detect the presence of signal fluctuations due to rolling, and determine their period. Spectrum calculation is implemented according to [13] by the method of fast Fourier transform. The procedures of the method [6] can be used to detect the presence of signal fluctuations and determine their period, allowing to additionally determine the signal-to-noise ratio and increase the noise immunity of detecting fluctuations at any previously unknown width of the fluctuation spectrum. Then the periods of fluctuations and the corresponding signal-to-noise ratio, each obtained for its octave noise signal frequency band, simultaneously arrive at the computing device 6.

Вычислительное устройство содержит два последовательно соединенных блока: многоканальный блок выбора периода флуктуаций и блок определения водоизмещения корабля.The computing device contains two series-connected blocks: a multichannel block for selecting the period of fluctuations and a block for determining the displacement of a ship.

Выбор периода флуктуаций осуществляется на основании сравнения между собой отношений сигнала к помехе, которые соответствуют периодам, полученным в параллельных ветках обработки сигнала 2.1-5.1 - 2.n-5.n. Выбирается тот период, который соответствует максимальному значению отношения сигнала к помехе.The choice of the period of fluctuations is carried out on the basis of a comparison between the signal-to-noise ratio, which correspond to the periods obtained in parallel signal processing branches 2.1-5.1 - 2.n-5.n. Select the period that corresponds to the maximum value of the signal-to-interference ratio.

В последнем блоке устройства определяется водоизмещение надводного корабля по табличной зависимости водоизмещения от периода флуктуаций сигнала, обусловленных качкой [3].In the last block of the device, the displacement of the surface ship is determined from the tabular dependence of the displacement on the period of signal fluctuations caused by the roll [3].

Все изложенное позволяет считать задачу изобретения решенной. Предложено устройство определения водоизмещения надводного корабля при его шумопеленговании, обладающее повышенной помехоустойчивостью, которое может быть использовано в составе судовых гидроакустических средств наблюдения для распознавания морских судов разного водоизмещения по их шумоизлучению.All of the above allows us to consider the problem of the invention solved. A device for determining the displacement of a surface ship when it is sounding is proposed, which has increased noise immunity, which can be used as part of shipborne sonar observation devices for detecting sea vessels of different displacements by their noise emission.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Бородай И.К. и др. Прикладные задачи динамики судов на волнении. П.: Судостроение, 19891. Boroday I.K. and others. Applied problems of the dynamics of ships in the waves. P .: Shipbuilding, 1989

2. Бородай И.К., Нецветаев Ю.А. Мореходность судов. П.: Судостроение, 19822. Boroday I.K., Netsvetaev Yu.A. Seaworthiness of vessels. P .: Shipbuilding, 1982

3. Сизов В.Г. Теория корабля: Учебн. пособ. / Одесск. национальн. морская акад. - Одесса: ФЕНЖС, 2003. 284 с.3. Sizov V.G. Theory of the ship: Training. benefit / Odessa. national Marine Acad. - Odessa: FENZHS, 2003. 284 p.

4. Кудрявцев А.А., Лугинец К.П., МашошинА.И. Об амплитудной модуляции подводного шумоизлучения гражданских судов // Акустический журнал. 2003. Том 49. №2 С. 224-2284. Kudryavtsev, A.A., Luginets, K.P., Mashoshin, A.I. On the amplitude modulation of underwater noise emission of civilian courts // Acoustic Journal. 2003. Vol. 49. No. 2 P. 224-228

5. Бирюкова Е.С, Шенгелия М.В. Применение критерия Фишера проверки статистических гипотез в одной из задач классификации объектов // Материалы НТК МС ОАО «Концерн «Океанприбор». 2009. С. 163-1645. Biryukova E.S., Shengelia M.V. Application of the Fisher criterion for testing statistical hypotheses in one of the tasks of the classification of objects // Proceedings of the NTK MS OAO Concern Okepribor. 2009. p. 163-164

6. Консон А.Д., Волкова А.А. Патент РФ №2645013 от 15.02.2018. Способ определения водоизмещения надводного корабля при его шумопеленговании. МПК G01S 3/806. Konson A.D., Volkova A.A. The patent of the Russian Federation №2645013 from 02.15.2018. The method for determining the displacement of a surface ship when it is sounding. IPC G01S 3/80

7. Машошин А.И. Оптимизация устройства обнаружения и измерения параметров амплитудной модуляции подводного шумоизлучения морских судов // Акустический журнал. 2013. том 59. №3. С. 347-3537. Mashoshin A.I. Optimization of the device for detecting and measuring the parameters of the amplitude modulation of the underwater noise emission of sea vessels. Acoustic Journal. 2013. volume 59. №3. Pp. 347-353

8. Консон А.Д., Волкова А.А. Спектральные свойства флуктуаций подводного шумоизлучения морских судов / Сб. докл. XIV всеросс. конф. «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». СПб.: СПбНЦ РАН. 20188. Konson A.D., Volkova A.A. Spectral properties of fluctuations of underwater noise emission of sea vessels / Sb. report XIV All Russian. conf. "Applied technologies of hydroacoustics and hydrophysics". SPb .: SPbNTS RAS. 2018

9. Литвиненко С.Л. Патент РФ №2515133 от 10.05.2014 Сферическая гидроакустическая антенна. МПК G01S 15/009. Litvinenko S.L. RF patent №2515133 dated 05/10/2014 Spherical sonar antenna. IPC G01S 15/00

10. Смарышев М.Д., Черняховский А.Е., Иванов A.M., Шатохин А.В., Селезнев И.А., Никандров В.А., Маляров К.В., Барсуков Ю.В. Патент РФ №2539819 от 27.01.2015. Антенный модуль с цифровым выходом. МПК H04R 1/4410. Smaryshev, MD, Chernyakhovsky, A.E., Ivanov, A.M., Shatokhin, A.V., Seleznev, I.A., Nikandrov, V.A., Malyarov, K.V., Barsukov, Yu.V. The patent of the Russian Federation №2539819 from 01/27/2015. Antenna module with digital output. IPC H04R 1/44

11. Бетелин В.Б., Капустин Г.И., Кокурин В.А., Корякин Ю.А., Лисс А.Р., Немытов А.И., Першин А.С., Рыжиков А.В., Челпанов А.В., Шалин С.А. Патент РФ №2207620 от 10.03.2003. Цифровой вычислительный комплекс для обработки сигналов в гидроакустических системах. МПК G06F 15/16, G01S 15/8811. Betelin V.B., Kapustin G.I., Kokurin V.A., Koryakin Yu.A., Liss A.R., Nemytov A.I., Pershin A.S., Ryzhikov A.V., Chelpanov A.V., Shalin S.A. The patent of the Russian Federation №2207620 from 10.03.2003. Digital computing system for processing signals in sonar systems. IPC G06F 15/16, G01S 15/88

12. Волкова А.А., Консон А.Д., Никулин М.Н. Оценка расстояния до источника шумового сигнала методом «оптимальных частот» с использованием полосовых фильтров // Гидроакустика. 2015. Вып. 22(2). С. 43-5212. Volkova A.A., Konson A.D., Nikulin M.N. Estimation of the distance to the source of the noise signal by the method of “optimal frequencies” using bandpass filters // Hydroacoustics. 2015. Vol. 22 (2). Pp. 43-52

13. Рабинер П., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. Пер. с англ. М.: Мир, 197813. Rabiner P., Gould B. Theory and application of digital signal processing. Per. from English M .: Mir, 1978

Claims (2)

1. Устройство определения водоизмещения надводного корабля при его шумопеленговании, в котором между выходом акустической приемной антенны и входом вычислительного устройства включена первая ветка блоков в виде последовательно соединенных полосового фильтра, амплитудного детектора, фильтра низкой частоты и спектроанализатора, отличающееся тем, что между выходом акустической приемной антенны и входом вычислительного устройства параллельно первой ветке блоков подключены по крайней мере две новые ветки блоков, содержащие каждая последовательно соединенные полосовой фильтр, амплитудный детектор, фильтр низкой частоты и спектроанализатор, при этом полосовые фильтры всех параллельных веток блоков, включая первую, имеют различные диапазоны частот полосовой фильтрации, а вычислительное устройство содержит последовательно соединенные многоканальный блок выбора периода флуктуаций, вход которого является входом вычислительного устройства, и блок определения водоизмещения корабля.1. A device for determining the displacement of a surface ship when it is sounding, in which between the output of the acoustic receiving antenna and the input of the computing device is included the first branch of the blocks in the form of serially connected bandpass filter, amplitude detector, low-frequency filter and spectrum analyzer, characterized in that between the output of the acoustic receiver The antenna and the input of the computing device parallel to the first branch of the blocks are connected to at least two new branches of the blocks, each containing connected bandpass filter, amplitude detector, low frequency filter and spectrum analyzer, while the bandpass filters of all parallel branches of the blocks, including the first, have different frequency bands of bandpass filtering, and the computing device contains series-connected multi-channel fluctuation period selection, the input of which is a computational device, and the unit determining the displacement of the ship. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижняя частота полосового фильтра первой ветки равна начальной частоте приемного тракта, а верхняя частота полосового фильтра последней ветки равна конечной частоте приемного тракта.2. The device according to claim 1, characterized in that the lower frequency of the bandpass filter of the first branch is equal to the initial frequency of the receiving path, and the upper frequency of the bandpass filter of the last branch is equal to the final frequency of the receive path.
RU2018122882A 2018-06-22 2018-06-22 Device for determining displacement of a surface ship during its noise direction-finding RU2694270C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122882A RU2694270C1 (en) 2018-06-22 2018-06-22 Device for determining displacement of a surface ship during its noise direction-finding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122882A RU2694270C1 (en) 2018-06-22 2018-06-22 Device for determining displacement of a surface ship during its noise direction-finding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2694270C1 true RU2694270C1 (en) 2019-07-11

Family

ID=67309057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018122882A RU2694270C1 (en) 2018-06-22 2018-06-22 Device for determining displacement of a surface ship during its noise direction-finding

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2694270C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2718131C1 (en) * 2019-08-08 2020-03-30 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации Method for radar measurement of sea vehicle (ship) hull vibration
RU2805137C1 (en) * 2023-04-03 2023-10-11 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method of noise direction finding with determination of displacement of surface ship

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5886661A (en) * 1993-04-16 1999-03-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Submerged object detection and classification system
RU2262121C2 (en) * 2003-04-24 2005-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Method of classification of noisy objects
RU2298203C2 (en) * 2005-05-03 2007-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Mode of detection of noisy objects in the sea
RU2546851C1 (en) * 2013-12-11 2015-04-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Method of classification of hydroacoustic signals of sea object noise emission
RU2549207C2 (en) * 2013-06-03 2015-04-20 Айтпек Безембаевич Смагулов Device for detecting hydroacoustic noise signals based on quadrature receiver
RU2590933C1 (en) * 2015-04-27 2016-07-10 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Device for obtaining information on noisy object in sea

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5886661A (en) * 1993-04-16 1999-03-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Submerged object detection and classification system
RU2262121C2 (en) * 2003-04-24 2005-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Method of classification of noisy objects
RU2298203C2 (en) * 2005-05-03 2007-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Mode of detection of noisy objects in the sea
RU2549207C2 (en) * 2013-06-03 2015-04-20 Айтпек Безембаевич Смагулов Device for detecting hydroacoustic noise signals based on quadrature receiver
RU2546851C1 (en) * 2013-12-11 2015-04-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Method of classification of hydroacoustic signals of sea object noise emission
RU2590933C1 (en) * 2015-04-27 2016-07-10 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Device for obtaining information on noisy object in sea

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2718131C1 (en) * 2019-08-08 2020-03-30 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации Method for radar measurement of sea vehicle (ship) hull vibration
RU2805137C1 (en) * 2023-04-03 2023-10-11 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method of noise direction finding with determination of displacement of surface ship

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2838060C (en) Method and device for automatically detecting marine animals.
AU2009222991B2 (en) Autonomous sonar system and method
RU2590933C1 (en) Device for obtaining information on noisy object in sea
RU2461020C1 (en) Method for automatic classification
RU2718144C1 (en) Method of classification, determination of coordinates and parameters of movement of a noisy object in the infrasound frequency range
RU2711406C1 (en) Method of classification of hydro acoustic signals of marine objects noise emission
RU2694270C1 (en) Device for determining displacement of a surface ship during its noise direction-finding
RU2465618C1 (en) Automatic classification system of short-range hydrolocator
RU2225991C2 (en) Navigation sonar to illuminate near situation
US6654315B1 (en) Sonar display system and method
RU2689968C1 (en) Method of classification of marine objects in a typical sound locating station
RU2650419C1 (en) Sonar method of classification of underwater objects in a controlled area
RU2719626C1 (en) Method for determining noise-generating object maneuver
RU2694271C2 (en) Device for classifying noisy objects
RU2733938C1 (en) Hydroacoustic information displaying method
RU2110810C1 (en) Method of detection of noisy objects
US20040125700A1 (en) Sonar system especially for shallow water application such as in littoral environments
RU2645013C1 (en) Method of determining displacement of surface ship with its noise direction-finding
RU2006072C1 (en) Method of determination of band level of noise of source within summary noise
RU2805137C1 (en) Method of noise direction finding with determination of displacement of surface ship
RU2561010C1 (en) Method for adaptive processing of noise emission signal
RU2634786C1 (en) Method for determining noisy object maneuver
RU2064683C1 (en) Method of direction finding to hydrobionts and device for its implementation
CN117331125B (en) Split beam data processing method and device, electronic equipment and medium
RU2799118C1 (en) Noise emission signal processing method