RU2694796C1 - Method of detecting and determining distance using an explosive signal in a hydroacoustic local network communication system - Google Patents

Method of detecting and determining distance using an explosive signal in a hydroacoustic local network communication system Download PDF

Info

Publication number
RU2694796C1
RU2694796C1 RU2018113390A RU2018113390A RU2694796C1 RU 2694796 C1 RU2694796 C1 RU 2694796C1 RU 2018113390 A RU2018113390 A RU 2018113390A RU 2018113390 A RU2018113390 A RU 2018113390A RU 2694796 C1 RU2694796 C1 RU 2694796C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
explosive
source
echo
determining
Prior art date
Application number
RU2018113390A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Григорьевич Тимошенков
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг)
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг)
Priority to RU2018113390A priority Critical patent/RU2694796C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2694796C1 publication Critical patent/RU2694796C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06—Systems determining the position data of a target

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (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: hydro acoustics.
SUBSTANCE: invention relates to hydroacoustics and can be used to construct systems for detecting an echo signal from an object, measuring parameters of a detected object and classifying it using explosive signals in a hydroacoustic local network communication system. Distance measurement method comprises emitting an explosive signal with an explosive signal source, receiving an echo signal from the object by the main detector, filtering the echo signal, detecting, integrating, threshold analysis, determining distance D by formula
Figure 00000008
, outputting information to an indicator, explosive source is made reusable, installed in self-contained housing with independent receiving and radiation equipment, at known time Tkn emitting a coded communication signal by the main detector, receiving an encoded communication signal by the explosive source equipment, decoding the received communication signal with a frequency filter sequence, emitting a short-duration response tone from the blasting source, which confirms the release of the source of the explosive signal, determines the time of reception of the explosive signal of direct propagation Tdir main detector, measuring sound velocity Cs, determining direction to source of explosion signal α0, determining time of explosive signal emission by formula Trad.es = Tkn + (Tkn – Tdir)/2, receiving the blast source echo signals reflected from the object and determining the reception time of the echo signal Techo, determining time Tp.e propagation of explosive signal Tp.e = (Techo – Trad.es), determining Rc propagation distance from the blasting source to the reflector and to the main detector Rc = Tpe Cs, determining direction to echo signal from object β0, then determining distance to detected object.
EFFECT: explosive sources, having high power and good resolution, make it possible to provide illumination of underwater situation at the right time and in the right place.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем обнаружения эхо-сигнала от объекта, измерения параметров обнаруженного объекта и его классификации при использовании взрывных сигналов в гидроакустической локальной сетевой системе связи. Взрывные источники, обладая большой мощностью и хорошей разрешающей способностью позволяет обеспечить освещение подводной обстановки в нужное время и в нужном месте.The invention relates to the field of underwater acoustics and can be used to build systems for detecting an echo signal from an object, measuring the parameters of a detected object and classifying it when using explosive signals in a hydroacoustic local network communication system. Explosive sources, possessing large capacity and good resolution, allow to provide coverage of the underwater situation at the right time and in the right place.

Известен способ измерения дистанции по патенту РФ №2541699. Способ содержит излучение взрывного сигнала, прием отраженного сигнала широкополосным приемником, многоканальный частотный анализ и отображение на индикаторе. В соответствии с известным способом измеряют зависимость скорости звука от глубины, измеряют уровень помехи в полосе приема, определяют порог, принимают сигнал прямого распространения, который превысил выбранный порог, определяют время приема сигнала прямого распространения от излучателя до приемника Тпрям, измеряют спектр сигнала прямого распространения, превысившего порог, определяют ширину спектра сигнала прямого распространения в полосе приемного устройства Фпрям, принимают сигнал, отраженный от объекта, определяют время приема эхо-сигнала Тэхо, измеряют спектр эхо-сигнала, определяют полосу спектральных составляющих превысивших порог Фэхо, определяют дистанция по формуле Дизм = К (Фпрям - Фэхо), где К - коэффициент, определяющий частотное затухание спектра при распространении.A known method of measuring the distance according to the patent of the Russian Federation No. 2541699. The method includes the radiation of an explosive signal, the reception of the reflected signal by a broadband receiver, multichannel frequency analysis and display on the indicator. In accordance with the known method of measuring the dependence of the sound velocity of depth, measured level of interference in the reception band determined threshold, taking feedforward signal that exceeds a selected threshold is determined while taking a direct path signal from the transmitter to the receiver, T is straight, measured spectrum feedforward signal which exceed the threshold, determine the width of the spectrum of the forward propagation signal in the receiving device band F, directly , receive the signal reflected from the object, determine the reception time MA echo T echo , measure the echo spectrum, determine the band of spectral components exceeding the threshold F echo , determine the distance by the formula D meas = K (F direct - F echo ), where K is the coefficient determining the frequency attenuation of the spectrum during propagation.

Недостатком данного способа является то, что может иметь место большая ошибка измерения дистанции, связанная с коэффициентом частотного затухания в конкретном районе использования, значение которого не известно в точке приема.The disadvantage of this method is that there may be a large measurement error of the distance associated with the coefficient of frequency attenuation in a particular area of use, the value of which is not known at the point of reception.

Наиболее близким по количеству общих признаков к предлагаемому способу является гидроакустический способ измерения дистанции с использованием взрывного сигнала по патенту РФ №2546852. Способ содержит следующие операции: сигнал взрывного источника излучают на удалении от точки приема на фиксированной глубине и в фиксированное время Тиз, прием сигналов взрывного источника осуществляют статическим веером характеристик направленности, измеряют уровень помехи по всем пространственным каналам, выбирают порог обнаружения, принимают сигнал прямого распространения от источника взрывного сигнала до точки приема, определяют направление прихода сигнала прямого распространения α0, определяют время прихода сигнала прямого распространения Тпр, рассчитывают дистанцию от точки приема до источника взрывного сигнала d = (Тпр - Тиз)С, где С - скорость звука в воде, принимают эхо-сигнал, отраженный от объекта, определяют направление β0 прихода эхо-сигнала, определяют время прихода эхо-сигнала Тэс, определяют время распространения взрывного сигнала от источника до приемника tc = (Тэс - Тиз), определяют дистанцию распространения сигнала от источника до приемника и от цели до точки приема Rc = C*tc, определяют разность углов (α0 - β0) между направлением «приемник - источник излучения» и направлением «приемник - цель», а дистанцию Д до цели определяют по формуле:The closest in terms of the number of common features to the proposed method is a sonar method for measuring distance using an explosive signal according to the patent of the Russian Federation No. 2546852. The method includes the following operations: the signal of the explosive source is emitted at a distance from the reception point at a fixed depth and at a fixed time T out , the reception of the signals of the explosive source is carried out with a static fan of the directional characteristics, the level of interference is measured over all spatial channels, the detection threshold is selected, a forward propagation signal is received from the source of the explosive signal to the point of reception, determine the direction of arrival of the direct propagation signal α 0 , determine the time of arrival of the direct signal propagation T pr , calculate the distance from the point of reception to the source of an explosive signal d = (T av - T out ) C, where C is the speed of sound in water, receive an echo signal reflected from the object, determine the direction β 0 of arrival of the echo signal, determine the time of arrival of the echo signal T es , determine the propagation time of the explosive signal from the source to the receiver t c = (T es - T out ), determine the distance of the signal from the source to the receiver and from the target to the point of reception R c = C * t c , determine the difference of angles (α 0 - β 0 ) between the direction "receiver - source nickname radiation "and the direction of" receiver - goal ", and the distance D to the target is determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

Этот способ позволяет получить оценку дистанции с погрешностью существенно меньше, чем предыдущий способ.This method allows to obtain an estimate of the distance with an error significantly less than the previous method.

Недостатком этих способов является установка взрывных источников в морскую среду с установкой фиксированного времени применения, что не всегда может быть использовано для решения конкретных задач. При этом всегда необходимо связывать время установки и использования.The disadvantage of these methods is the installation of explosive sources in the marine environment with the installation of a fixed time of use, which can not always be used to solve specific problems. At the same time it is always necessary to link the time of installation and use.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей взрывных источник с использованием локальной сетевой линии гидроакустической связи.The objective of the proposed technical solution is to expand the functionality of an explosive source using a local network hydroacoustic communication line.

Техническим результатом является обеспечение освещения подводной обстановки в нужное время и в нужном месте.The technical result is to provide coverage of the underwater situation at the right time and place.

Для обеспечения указанного технического результата в способ обнаружения и определения дистанции с помощью взрывного сигнала, содержащий излучение взрывного сигнала взрывным источником сигналов, прием основным обнаружителем эхо-сигнала от объекта, измерение уровня помехи по всем пространственным каналам, выбор порога обнаружения, фильтрацию эхо-сигнала, детектирование, интегрирование, пороговый анализ, определение направления α0 на источник взрывного сигнала, определение направления β0 эхо-сигнала на объект, расчет дистанции d от основного обнаружителя до источника взрывного сигнала, расчет дистанции Д от основного обнаружителя до объекта по формуле

Figure 00000002
, где Rc - дистанция распространения взрывного сигнала от взрывного источника до объекта и далее до основного обнаружителя, и вывод информации на индикатор, введены новые признаки, а именно взрывной источник выполняют многоразовым, установленным в автономном корпусе с автономной аппаратурой приема и излучения, в известное время Тиз, излучают основным обнаружителем кодированный сигнал связи, принимают приемной аппаратурой взрывного источника кодированный сигнал связи, декодируют принятый сигнал связи последовательностью частотных фильтров, и, если коды совпадают, излучают ответный тональный сигнал короткой длительности автономной аппаратурой излучения взрывного источника, и запускает выпуск источника взрывного сигнала; основным обнаружителем определяют время приема взрывного сигнала прямого распространения Тпр, направление на источник взрывного сигнала α0 определяют после прихода ответного тонального сигнала, определяют время излучения взрывного сигнала по формуле Тиз.вс = Тиз + (Тиз - Тпр)/2, дистанцию d от основного обнаружителя до источника взрывного сигнала рассчитывают по формуле d = С (Тиз - Тиз.вс), принимают эхо-сигнал взрывного источника, отраженный от объекта и определяют время Тэхо его приема основным обнаружителем, определяют время Тр.э распространения взрывного сигнала от взрывного источника до объекта и далее до основного обнаружителя Тр.э = (Тэхо - Тиз.вс), определяют Rс = Тр.эСзв, после чего определяют дистанцию до обнаруженного объекта.To provide this technical result in the method of detecting and determining the distance using an explosive signal, containing the radiation of an explosive signal by an explosive source of signals, receiving the main detector of an echo signal from an object, measuring the level of interference on all spatial channels, selecting a detection threshold, filtering an echo signal, detection, integration, threshold analysis, determining the direction α 0 towards the source of the explosive signal, determining the direction β 0 of the echo signal to the object, calculating the distance d from the base ovic detector to the source of an explosive signal, the calculation of the distance D from the main detector to the object by the formula
Figure 00000002
, where R c is the propagation distance of an explosive signal from an explosive source to an object and further to the main detector, and outputting information to the indicator, new signs are introduced, namely the explosive source is reusable, installed in an autonomous case with an autonomous reception and emission equipment, into the known from time T, the primary detector emit a coded signal, the receiving apparatus receiving an explosive source coded signal is decoded by the received signal frequency fi sequence trov, and if the codes coincide, emit answer tone short duration battery explosive radiation source apparatus, and triggers the release of the explosive source signal; principal detector determine when the explosive signal receiving feedforward T pr, the direction of the source signal explosive α 0 determined after arrival answer tone, determined burst signal emission time according to the formula T = T from iz.vs + (T out - T ave) / 2 , the distance d from the main detector to the source of an explosive signal is calculated using the formula d = C (T out - T out of air ) , the echo signal of the explosive source reflected from the object is received and the time T echo of its reception by the main detector is determined, the time T p is determined . e explosive spread signal from the source to the explosive object and further to the main detector r.e T = (T Echo - iz.vs T) is determined from R = T C r.e ulcers, after which the distance to the detected object.

Источник взрывного сигнала содержит несколько автономных зарядов, заключенных в оболочку, каждый из которых автономно приводится в действие при совпадении принятой кодовой посылки с установленным кодом.The source of an explosive signal contains several autonomous charges enclosed in a shell, each of which is autonomously activated if the received code message matches the set code.

Каждую кодовую посылку при каждом очередном излучении изменяют в новой последовательности, зафиксированной при очередном приеме и при излучении кодированного излучения.For each successive emission, each code message is changed in a new sequence, fixed at the next reception and at the radiation of the coded radiation.

Техническим результатом от использования предлагаемого технического решения является обеспечение освещения подводной обстановки в нужное время, в нужном месте и увеличение срока службы установленного взрывного устройства за счет многоразового использования.The technical result from the use of the proposed technical solution is to provide coverage of the underwater situation at the right time, in the right place and increase the service life of the installed explosive device due to reusable use.

Сущность предлагаемого решения заключается в следующем.The essence of the proposed solution is as follows.

Установка взрывного источника обнаружения может производиться различными способами. При этом для нормального его использования необходимо точное знание координат установки источника, либо точное время излучения. В прототипе используется точное время излучения, что характерно для одноразового использования взрывного сигнала. Точное знание координат источника можно получить в том случае, если установка источника производится с поверхности, когда координаты установки могут быть точно определены. Однако, и в этом случае за счет свободного падения на большую глубину положение взрывного источника будет иметь случайную ошибку. Поэтому предлагается сформировать взрывной источник многоразового использования, который в своем составе содержит контейнер с одноразовыми зарядами связанный с гидроакустическим буем. Гидроакустический буй состоит из приемного устройства с дешифратором входного сигнала и исполнительного механизма, который связан с контейнером взрывного источника многоразового использования (КВИМИ). Такие гидроакустические буи с маяком ответчиком являются известными устройствами, которые находят свое применение в современных навигационных средствах. (В.И. Бородин, Г.Е. Смирнов, Н.А. Толстякова, Г.В. Яковлев «Гидроакустические навигационные средства» Судостроение Л. 1983 г. стр. 71). Гидроакустический буй с КВИМИ может быть предварительно установлен в любое удобное время либо с надводного корабля, либо с подводной лодки. Для обзора пространства на больших дистанциях и во всех направлениях необходимо привести в действие КВИМИ, для чего используется одноразовая кодовая посылка, излучаемая с основного обнаружителя, установленного на надводном корабле или на подводной лодке в известное время Тиз. Необходимость одноразовой кодовой посылки обусловлена тем, что необходимо исключить срабатывание КВИМИ от случайных или преднамеренных простых сигналов. Кодовая посылка представляет собой набор нескольких сигналов высокой частоты, следующих в определенной последовательности. Высокая частота и малая мощность обеспечивает необходимую дальности прямого распространения для обнаружения кодового сигнала в известном районе установки. Для каждого КВИМИ закреплена своя последовательность изменения кодового сигнала. При получении кодового сигнала запроса КВИМИ включается излучение короткого сигнала ответа и одновременно включается механизма освобождения взрывного сигнала из контейнера. Излучение короткого сигнала необходимо для определения координаты положения и включения системы приема и обработки взрывного сигнала. Приемное устройство основного обнаружителя содержит антенну со статическим веером характеристик направленности, который позволяет принимать ответный сигнал КВИМИ, определять время приема сигнала Тпр и направление принятого сигнала α0, что обеспечит высокую точность определения положения координат КВИМИ и время выпуска источника взрывного сигнала из контейнера Тиз.вс = Тиз + (Тиз - Тпр)/2. После чего, по известной процедуре, изложенной в прототипе, производится обнаружения эхо-сигнала от объектов и измерение дистанции и направления до обнаруженных объектов.The installation of an explosive detection source can be done in various ways. Moreover, for its normal use, it is necessary to know the exact coordinates of the source installation, or the exact time of radiation. The prototype uses the exact time of radiation, which is typical for a single use of an explosive signal. An accurate knowledge of the source coordinates can be obtained if the source is installed from the surface, when the installation coordinates can be accurately determined. However, in this case, due to the free fall to a greater depth, the position of the explosive source will have a random error. Therefore, it is proposed to form an explosive reusable source, which in its composition contains a container with one-time charges associated with a hydroacoustic buoy. A hydroacoustic buoy consists of a receiver with an input signal decoder and an actuator that is connected to a container of an explosive reusable source (KVMI). Such sonar buoys with a beacon responder are known devices that find their use in modern navigation aids. (V.I. Borodin, G.E. Smirnov, N.A. Tolstyakova, G.V. Yakovlev “Hydroacoustic navigational aids” Shipbuilding L. 1983, p. 71). Hydroacoustic buoy with KVMI may be pre-installed at any convenient time, either from a surface ship or from a submarine. To view the space at large distances and in all directions, it is necessary to activate KVMI, for which a one-time code parcel is used, radiated from the main detector mounted on a surface ship or a submarine at a known time T out . The need for a one-time code parcel is due to the fact that it is necessary to exclude the triggering of KVMI from accidental or intentional simple signals. A code parcel is a set of several high-frequency signals that follow in a certain sequence. High frequency and low power provides the necessary range of direct propagation to detect the code signal in a known area of the installation. For each KVIMI, its own sequence of changing the code signal is fixed. Upon receipt of a KVMI request code, the radiation of a short response signal is turned on and at the same time the mechanism for releasing an explosive signal from the container is activated. The emission of a short signal is necessary to determine the position coordinates and activate the system for receiving and processing an explosive signal. The receiving device of the main detector contains an antenna with a static fan of the directivity characteristics, which allows you to receive a response signal KVMI, determine the time of reception of the signal T Pr and the direction of the received signal α 0 , which will ensure high accuracy of determining the position of coordinates KVMI and the release of the source of the explosive signal from the container T of .vs from T = + (T out - T ave) / 2. After that, according to the well-known procedure outlined in the prototype, the echo signal is detected from the objects and the distance and direction to the detected objects are measured.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, на которой приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.The invention is illustrated FIG. 1, which shows the block diagram of the device that implements the proposed method.

Гидроакустический автономный буй (ГАБ) 1, в состав которого входят последовательно соединенные антенна 2, блок 3 приемник с дешифратором, блок определения кода 4, блок ответного сигнала 5, исполнительный механизм 7, контейнер взрывного источника многоразового использования (КВИМИ) 6. Второй выход блока 4 через блок 5 ответного сигнала соединен с входом антенны 2.Hydroacoustic autonomous buoy (HAB) 1, which consists of serially connected antenna 2, unit 3 receiver with decoder, code definition unit 4, response signal unit 5, actuator 7, explosive source explosive source container (KVMI) 6. Second output of the unit 4 through the block 5 of the response signal is connected to the input of the antenna 2.

Основной обнаружитель 8, в состав которого входят последовательно соединенные антенна 9, блок 10 приемник с системой формирования характеристик направленности (СФХН), спецпроцессор 11, блок 16 управления, отображения и формирования кодовой посылки, блок 17 блок излучения ответа на запроса, выход которого соединен со входом антенны 9. Спецпроцессор 11 содержит последовательно соединенные блок 12 измерения времени прихода сигналов Тиз, Твз.с, Тэхо, блок 13 измерения углов прихода α0, β0, блок 14 определения координаты ГАБ, блок 15 определения дистанции, при этом вход спецпроцессора 11 является входом блока 12, а его выход, выходом блока 15. Спецпроцессор является известным устройством, который предназначен для обработки информации в цифровом виде и содержит последовательное решение задач, связанных с поступающей информацией. В настоящее время практически вся гидроакустическая аппаратура выполняется на спецпроцессорах, которые преобразуют акустический сигнал в цифровой вид и производят в цифровом виде формирование характеристик направленности, многоканальную по частоте обработку и обнаружение сигнала, а также измерение амплитуд эхо-сигналов и временных отсчетов, и принятие решения о цели. Эти вопросы достаточно подробно рассмотрены в литературе. (Ю.А. Корякин, С.А. Смирнов, Г.В. Яковлев «Корабельная гидроакустическая техника» Санкт - Петербург. « Наука.» 2004 г. Стр. 95-99, стр. 237-255). Использование цифровой техники позволяет оперативно обрабатывать информацию любой сложности на основе разработанных алгоритмов. Эти вопросы достаточно подробно рассмотрены в книге «Применение цифровой обработки сигналов» п/р Оппенгейма М. Мир. 1980 г. В качестве обнаружителя может быть использован любой гидроакустический комплекс, который применяется для повседневного использования на подводных лодках и надводных кораблях. Примеры, реализованных гидроакустических цифровые вычислительные комплексов и систем для подводных лодок и надводных кораблей, приведены на стр. 236-346 Ю.А. Корякин, С.А. Смирнов, Г.В. Яковлев «Корабельная гидроакустическая техника» Санкт - Петербург.« Наука.» 2004 г. В качестве гидроакустического автономного буя ГАБ могут быть использованы гидроакустические маяки ответчики, которые имеют возможности принимать сигнал запроса и формировать сигнал ответа. В этих же корпусах могут быть расположены КВИМИ контейнеры взрывных источников многоразового использования с исполнительным механизмом см. там же стр. 335, а также В.И. Бородин, Г.Е. Смирнов, Н.А Толстякова, Г.В. Яковлев «Гидроакустические навигационные средства» Судостроение, Л., 1983 г., стр. 71.The main detector 8, which consists of a serially connected antenna 9, a receiver unit 10 with a radiation pattern forming system (SFHN), a special processor 11, a control unit 16 for displaying and generating a code parcel, a unit 17 for responding to radiation, the output of which is connected to 9. The antenna input special processor 11 includes series-connected unit 12 measuring the time of arrival of the signals T, T vz.s T echo angle measurement unit 13 joining α 0, β 0, the coordinate determination unit 14 GAB, determination unit 15 Dist ntsii, wherein the input is a special processor 11, the input unit 12, and its output, the output unit 15. The special processor is a known device that is designed for processing information in digital form and comprises a sequential decision problems associated with the incoming information. Currently, almost all sonar equipment is performed on special processors that convert the acoustic signal into a digital form and digitally form the directivity characteristics, multichannel frequency processing and detection of the signal, as well as measuring the amplitudes of the echo signals and time samples, and deciding goals These issues are discussed in sufficient detail in the literature. (Yu.A. Koryakin, S.A. Smirnov, G.V. Yakovlev “Shipborne sonar equipment” St. Petersburg. “Science.” 2004, pp. 95-99, pp. 237-255). The use of digital technology allows you to quickly process information of any complexity based on the developed algorithms. These issues are discussed in sufficient detail in the book “The Application of Digital Signal Processing” by M. Oppenheim. 1980. As a detector, any sonar complex that is used for everyday use on submarines and surface ships can be used. Examples of hydroacoustic digital computing systems and systems for submarines and surface ships are given on pp. 236-346. Koryakin, S.A. Smirnov, G.V. Yakovlev "Ship sonar technology" St. Petersburg. "Science." 2004 As a sonar autonomous buoy GAB can be used sonar beacons of the transponders who have the ability to receive the request signal and generate a response signal. In these same buildings, KVMI containers of explosive reusable sources with an actuator can be located; see ibid, p. 335, as well as VI. Borodin, G.E. Smirnov, N.A. Tolstiakova, G.V. Yakovlev, “Hydroacoustic navigation aids” Shipbuilding, L., 1983, p. 71.

Реализацию способа целесообразно продемонстрировать на примере работы устройства (фиг. 1). Основной обнаружитель приходит в район работы, где установлен ГАБ с КВИМИ. Оператору известны ориентировочные координаты постановки ГАБ и характеристики сигнала кодового запроса. Антенна 9 основного обнаружителя излучает кодовый сигнал, сформированный блоком 17 в известное время Тиз, который распространяется и принимается антенной 2 ГАБ 1, усиливается приемником с дешифратором 3 и поступает на блок 4, который определяет правильность последовательности поступившего кодового сигнала. При совпадении кодового сигнала со структурой дешифратора с выхода блока 4 сигнал поступает на исполнительный механизм 7 КВИМИ, освобождающий источник взрывного сигнала, который поднимается к поверхности. Одновременно поступает сигнал в блок 5, где формируется ответный сигнал на запрос основного обнаружителя, который сигнализирует о пространственном положении ГАБ 1 и выпущенном источнике взрывного сигнала. Ответный сигнал принимается основным обнаружителем, определяется время прихода ответного сигнала и направление прихода прямого сигнала. По этим данным рассчитывается время выпуска источника взрывного сигнала КВИМИ по формуле Тиз.вс = Тиз + (Тиз - Тпр)/2. Источник взрывного сигнала поднимается к поверхности и на определенной глубине производится взрыв, который образует акустический сигнал большой мощности, распространяющийся равномерно по всем направлениям. После приема взрывного сигнала аппаратура основного обнаружителя переходит в режим приема и обработки эхо-сигналов от объектов, которые обнаружены при распространении взрывного сигнала. Отраженные эхо-сигналы принимаются антенной обнаружителя 9, обрабатываются приемником 10 с системой формирования характеристик направленности СФХН и передаются на спецпроцессор 11 обнаружителя, где производится цифровая обработка принятых эхо-сигналов Тиз, Тпр и Тэхо в блоке 12 спецпроцессора. В блоке 13 производится измерение углов прихода и определения направления прихода эхо-сигналов α0, β0. На основании этих данных в блоке 14 определяются точные координаты положения ГАБ 1. В блоке 15 спецпроцессора на основании произведенных измерений и промежуточных вычислений определяют дистанцию распространения сигнала от источника до объекта и от объекта до точки приема основным обнаружителем Rc=Tp.э Сзв, определяется разность углов (α0-β0) между направлением «приемник-источник излучения» и направлением «приемник-объект», определяется дистанция Д до объекта по формуле:The implementation of the method is advisable to demonstrate the example of the operation of the device (Fig. 1). The main detector comes to the work area where the GAB with KVIMI is installed. The operator knows the approximate coordinates of the formulation of the HAB and the signal characteristics of the code query. Antenna 9 of the main detector emits a code signal generated by block 17 at a known time T out , which is propagated and received by antenna 2 of GAB 1, amplified by a receiver with decoder 3 and fed to block 4, which determines the correctness of the received signal sequence. When the code signal coincides with the structure of the decoder from the output of block 4, the signal is fed to the actuator 7 KVMI, releasing the source of an explosive signal, which rises to the surface. At the same time, a signal arrives at block 5, where a response signal is generated to the request of the main detector, which signals the spatial position of GAB 1 and the released source of an explosive signal. The response signal is received by the main detector, the time of arrival of the response signal and the direction of arrival of the direct signal are determined. From these data it is calculated time of manufacture of the explosive source signal Quim iz.vs by the formula T = T + from (T out - T ave) / 2. The source of the blast signal rises to the surface and at a certain depth an explosion is produced, which forms an acoustic signal of high power, propagating uniformly in all directions. After receiving an explosive signal, the equipment of the main detector goes into the mode of receiving and processing echo signals from objects that were detected during the propagation of an explosive signal. Reflected echo signals are received by the antenna detector 9, processed by the receiver 10 with the SFXN directional characteristics system and transmitted to the special processor 11 of the detector, where digital processing of the received echoes T from , T av and T echoes in block 12 of the special processor is performed. In block 13, the angles of arrival are measured and the direction of arrival of the echo signals α 0 , β 0 is determined. On the basis of these data, in block 14 the exact coordinates of the position of HAB 1 are determined. In block 15 of the special processor, on the basis of the measurements made and intermediate calculations, the distance of the signal from the source to the object and from the object to the reception point is determined by the main detector Rc = Tp.e Sv, the difference is determined angles (α 0 -β 0 ) between the direction of the receiver-radiation source and the direction of the receiver-object, is determined by the distance D to the object by the formula:

Figure 00000003
и их пространственные положения относительно положения обнаружителя по углам α0 и β0. Полученные параметры отображаются в блоке 16 основного обнаружителя.
Figure 00000003
and their spatial positions relative to the position of the detector at angles α 0 and β 0 . The obtained parameters are displayed in block 16 of the main detector.

Выше описана работа с использованием одного гидроакустического буя. Количество используемых для работы буев, может быть увеличено и они могут быть объединены единой локальной системой связи, что определяется конкретными задачами и районом их использования.The above described operation using a single hydroacoustic buoy. The number of buoys used for operation can be increased and they can be combined by a single local communication system, which is determined by specific tasks and the area of their use.

Таким образом, используя стандартные гидроакустические комплексы и контейнеры взрывных источников многоразового использования, а также гидроакустическую локальную сетевую систему связи с гидроакустическими буями, можно обеспечивать скрытное освещение подводной обстановки в нужное время и в нужном месте.Thus, using standard sonar complexes and containers of explosive reusable sources, as well as hydro-acoustic local network communication system with hydroacoustic buoys, it is possible to provide covert lighting of the underwater situation at the right time and place.

Claims (3)

1. Способ обнаружения и определения дистанции с помощью взрывного сигнала, содержащий излучение взрывного сигнала взрывным источником сигналов, прием основным обнаружителем эхо-сигнала от объекта, измерение уровня помехи по всем пространственным каналам, выбор порога обнаружения, фильтрацию эхо-сигнала, детектирование, интегрирование, пороговый анализ, определение направления α0 на источник взрывного сигнала, определение направления β0 эхо-сигнала на объект, расчет дистанции d от основного обнаружителя до источника взрывного сигнала, расчет дистанции Д от основного обнаружителя до объекта по формуле
Figure 00000004
где Rc – дистанция распространения взрывного сигнала от взрывного источника до объекта и далее до основного обнаружителя, и вывод информации на индикатор, отличающийся тем, что взрывной источник выполняют многоразовым, установленным в автономном корпусе с автономной аппаратурой приема и излучения, в известное время Тиз излучают основным обнаружителем кодированный сигнал связи, принимают приемной аппаратурой взрывного источника кодированный сигнал связи, декодируют принятый сигнал связи последовательностью частотных фильтров, и, если коды совпадают, излучают ответный тональный сигнал короткой длительности автономной аппаратурой излучения взрывного источника, и запускают выпуск источника взрывного сигнала, основным обнаружителем определяют время приема взрывного сигнала прямого распространения Тпр, направление на источник взрывного сигнала α0 определяют после прихода ответного тонального сигнала, определяют время излучения взрывного сигнала по формуле Тиз.вс=Тиз+(Тиз - Тпр)/2, дистанцию d от основного обнаружителя до источника взрывного сигнала рассчитывают по формуле d=С(Тиз - Тиз.вс), принимают эхо-сигнал взрывного источника, отраженный от объекта, и определяют время Тэхо его приема основным обнаружителем, определяют время Тр.э распространения взрывного сигнала от взрывного источника до объекта и далее до основного обнаружителя Тр.э=(Тэхо - Тиз.вс), определяют Rc=Tр.э Сзв, после чего определяют дистанцию до обнаруженного объекта.1. The method of detecting and determining the distance using an explosive signal, containing the radiation of an explosive signal by an explosive source of signals, receiving the main detector of an echo signal from an object, measuring the level of interference across all spatial channels, selecting a detection threshold, filtering an echo signal, detecting, integrating, threshold analysis, determining the direction α 0 to the source of the blasting signal, determining the direction β 0 of the echo signal to the object, calculating the distance d from the main detector to the source of the blasting signal, calculation of the distance D from the main detector to the object by the formula
Figure 00000004
where R c is the propagation distance of an explosive signal from an explosive source to an object and further to the main detector, and outputting information to an indicator, characterized in that the explosive source is reusable, installed in an autonomous case with an autonomous reception and emission equipment, at a known time T of the main detector emit a coded communication signal, receive the coded communication signal by the receiving equipment of the explosive source, decode the received communication signal by a sequence of frequency filters, and, and the codes coincide, emit answer tone short duration battery explosive radiation source apparatus, and trigger the release of the source of the explosive signal, the main detector determine when the explosive signal receiving feedforward T pr, the direction of the source of the explosive signal α 0 determined after arrival answer tone, determined while explosive emission signal according to the formula T = T from iz.vs + (T out - T ave) / 2, the distance d from the primary detector to expect an explosive source t according to the formula d = C (T out - T out . sun ), take the echo signal of the explosive source, reflected from the object, and determine the time T echo of its reception by the main detector, determine the time T p . e propagation of an explosive signal from the explosive source to the object and further to the main detector T p . e = (T echo - T of . vs ), determine R c = T p . e ulcers C, after which the distance to the detected object. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что источник взрывного сигнала содержит несколько автономных зарядов, заключенных в оболочку, каждый из которых автономно приводится в действие при совпадении принятой кодовой посылки с установленным кодом.2. The method according to p. 1, characterized in that the source of the explosive signal contains several autonomous charges enclosed in a shell, each of which is autonomously actuated when the received code message matches the set code. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каждую кодовую посылку при каждом очередном излучении изменяют в новой последовательности, зафиксированной при очередном приеме и при излучении кодированного излучения.3. The method according to p. 1, characterized in that each code message with each successive radiation change in the new sequence, fixed at the next reception and with the radiation of the coded radiation.
RU2018113390A 2018-04-12 2018-04-12 Method of detecting and determining distance using an explosive signal in a hydroacoustic local network communication system RU2694796C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018113390A RU2694796C1 (en) 2018-04-12 2018-04-12 Method of detecting and determining distance using an explosive signal in a hydroacoustic local network communication system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018113390A RU2694796C1 (en) 2018-04-12 2018-04-12 Method of detecting and determining distance using an explosive signal in a hydroacoustic local network communication system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2694796C1 true RU2694796C1 (en) 2019-07-16

Family

ID=67309386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018113390A RU2694796C1 (en) 2018-04-12 2018-04-12 Method of detecting and determining distance using an explosive signal in a hydroacoustic local network communication system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2694796C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6040898A (en) * 1995-06-20 2000-03-21 Mrosik; Jan Michael FMCW distance measurement process
US6836449B2 (en) * 2002-09-06 2004-12-28 Inesa East, Ltd. Acoustic method and device for distance measurement
RU2541699C1 (en) * 2013-09-25 2015-02-20 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Hydroacoustic method of distance measurement with help of explosive source
RU2546852C1 (en) * 2013-11-18 2015-04-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Hydroacoustic method of distance measurements using explosion signal
RU2612201C1 (en) * 2015-11-17 2017-03-03 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method of determining distance using sonar

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6040898A (en) * 1995-06-20 2000-03-21 Mrosik; Jan Michael FMCW distance measurement process
US6836449B2 (en) * 2002-09-06 2004-12-28 Inesa East, Ltd. Acoustic method and device for distance measurement
RU2541699C1 (en) * 2013-09-25 2015-02-20 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Hydroacoustic method of distance measurement with help of explosive source
RU2546852C1 (en) * 2013-11-18 2015-04-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Hydroacoustic method of distance measurements using explosion signal
RU2612201C1 (en) * 2015-11-17 2017-03-03 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method of determining distance using sonar

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Н.И. Сидняев, О.А. Шипилова. Воздействие подводного взрыва на гидродинамику и характер распространения возмущений. Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. Инженерный журнал: наука и инновации. Номер 11. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11119211B2 (en) Acoustic doppler system and method
US11846704B2 (en) Acoustic doppler system and method
RU2634787C1 (en) Method of detecting local object against background of distributed interference
RU2650835C1 (en) Method of the target parameters determining by the sonar
US5469403A (en) Digital sonar system
US7362655B1 (en) Time-synchronous acoustic signal ranging system and method
RU2692841C1 (en) Hydro acoustic method for determining purpose parameters when using an explosive signal with a wireless communication system
RU2700278C1 (en) Method of determining location of underwater object
RU2602759C1 (en) Method of object in aqueous medium automatic detection and classification
RU2626295C1 (en) Automatic detection and classification system of short-range sonar
RU2546852C1 (en) Hydroacoustic method of distance measurements using explosion signal
RU2650419C1 (en) Sonar method of classification of underwater objects in a controlled area
RU2694796C1 (en) Method of detecting and determining distance using an explosive signal in a hydroacoustic local network communication system
RU2624826C1 (en) Method of classification of objects adapted to hydroacoustic conditions
US20060083110A1 (en) Ambient bistatic echo ranging system and method
RU2727331C1 (en) Method for hydroacoustic search for an autonomous underwater bottom object
US4060790A (en) Method of detecting the presence of an enemy submarine
RU2625041C1 (en) Method for measuring object immersion depth
RU2694084C1 (en) Device for determining corrections to depths, measured by echo sounder when recording topography of bottom of water area
RU2697937C1 (en) Sonar method of detecting an object and measuring its parameters
RU2674552C1 (en) Sonar method of object detection and measurement of parameters thereof
RU2793779C1 (en) Method for determining parameters of maneuvering of the source of probing signals
RU2516602C1 (en) Method to determine depth of object submersion
RU2791163C1 (en) Method for detecting probing signals
RU2553726C1 (en) Method for automatic classification

Legal Events

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

Effective date: 20210413