RU2724962C1 - Method of determining coordinates of a marine noisy target - Google Patents
Method of determining coordinates of a marine noisy target Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724962C1 RU2724962C1 RU2019138479A RU2019138479A RU2724962C1 RU 2724962 C1 RU2724962 C1 RU 2724962C1 RU 2019138479 A RU2019138479 A RU 2019138479A RU 2019138479 A RU2019138479 A RU 2019138479A RU 2724962 C1 RU2724962 C1 RU 2724962C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- target
- distance
- signal
- depth
- acf
- Prior art date
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
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к способам и устройствам обнаружения морских целей по их шумоизлучению.The invention relates to the field of hydroacoustics, and in particular to methods and devices for detecting marine targets by their sound emission.
Одной из актуальных практических задач гидроакустики является определение координат морской шумящей цели (далее - цели) по данным шумопеленгаторной станции (далее - ШПС). Для решения этой задачи известно большое число способов, обзор которых приведен в [1].One of the urgent practical tasks of hydroacoustics is to determine the coordinates of a sea noisy target (hereinafter referred to as the target) according to the data of the direction finding station (hereinafter referred to as ShPS). To solve this problem, a large number of methods are known, an overview of which is given in [1].
Один из способов базируется на использовании измеренной автокорреляционной функции (АКФ) широкополосного акустического сигнала (далее -сигнала) для определения координат (дистанции и глубины) его источника [1-6]. Информация о координатах источника сигнала (цели) в измеренной АКФ заключена в расположении на оси абсцисс (времени) узкополосных интерференционных максимумов (далее - ИМ), обусловленных интерференцией коррелированных сигналов источника, пришедших на вход приемной гидроакустической антенны (далее - антенны) ШПС по различным лучам. Каждой паре лучей в АКФ (при достаточном отношении сигнал/помеха (далее - ОСП) [7, 8]) соответствует один ИМ с шириной, равной обратной величине эффективной полосы частот сигнала на входе антенны, и положением на оси абсцисс, равным абсолютной величине разности времен распространения сигнала по интерферирующим лучам. На фиг. 1 в качестве иллюстрации приведена АКФ сигнала источника, пришедшего на антенну по четырем акустическим лучам.One of the methods is based on the use of the measured autocorrelation function (ACF) of a broadband acoustic signal (hereinafter referred to as the signal) to determine the coordinates (distance and depth) of its source [1-6]. Information on the coordinates of the signal source (target) in the measured ACF is contained in the location on the abscissa (time) axis of narrow-band interference maxima (hereinafter referred to as MI) due to interference of the correlated source signals arriving at the input of the receiving sonar antenna (hereinafter referred to as antennas) of the NPS on different beams . Each pair of beams in the ACF (with a sufficient signal / noise ratio (hereinafter referred to as SIR) [7, 8]) corresponds to one IM with a width equal to the reciprocal of the effective frequency band of the signal at the antenna input and a position on the abscissa equal to the absolute value of the difference signal propagation times through interfering rays. In FIG. Figure 1 shows, by way of illustration, the ACF of the source signal arriving at the antenna through four acoustic beams.
Определение координат источника сигнала рассматриваемым способом состоит в поиске такого положения источника сигнала по дистанции и глубине, для которого расчет параметров акустических лучей с использованием программы акустических расчетов [9] показывает наличие в АКФ на выходе антенны ИМ, количество которых и расположение на оси абсцисс максимально близко количеству и расположению ИМ в измеренной АКФ.The determination of the coordinates of the signal source by the considered method consists in searching for the position of the signal source by distance and depth, for which the calculation of the parameters of the acoustic rays using the acoustic calculation program [9] shows the presence in the ACF of the antenna output MI, the number of which and the location on the abscissa axis are as close as possible the number and location of MI in the measured ACF.
Моделирование и экспериментальная апробация данного способа показала, что ему объективно присуща неоднозначность определения местоположения источника сигнала в ряде гидроакустических условий. При этом неоднозначность проявляется тем реже, чем компактнее область пространства по дистанции и глубине в окрестности фактических координат источника, в которой осуществляется поиск положения источника сигнала.Modeling and experimental testing of this method showed that it is objectively inherent in the ambiguity in determining the location of the signal source in a number of hydroacoustic conditions. In this case, the ambiguity manifests itself less often, the more compact the region of space in distance and depth in the vicinity of the actual coordinates of the source, in which the search for the position of the signal source is performed.
Этот факт проиллюстрирован примером на фиг. 2, на которой маркерами изображены результаты определения рассматриваемым способом координат источника сигнала на 14-ти последовательных интервалах времени в условиях дальних зон акустической освещенности (ДЗАО). Маркер демонстрирует фактическое положение источника сигнала в 1-й ДЗАО на дистанции 47 м и на глубине 198 м. Соответствующее этим условиям вертикальное распределение скорости звука (ВРСЗ), используемое программой гидроакустических расчетов, изображено на фиг. 3. Ввиду отсутствия априорной информации о классе цели, поиск ее координат осуществлялся в широкой области: по дистанции в 1-й (40-55 км) и 2-й (80-110 км) ДЗАО, по глубине в интервале 5-300 м.This fact is illustrated by the example in FIG. 2 on which markers The results of determining the coordinates of the signal source in 14 consecutive time intervals in the conditions of far zones of acoustic illumination (DZAO) are shown. Marker demonstrates the actual position of the signal source in the 1st DZAO at a distance of 47 m and at a depth of 198 m. The vertical distribution of sound velocity (ARSS) used by the hydroacoustic calculation program corresponding to these conditions is shown in FIG. 3. Due to the lack of a priori information about the target class, its coordinates were searched for in a wide area: by distance in the 1st (40-55 km) and 2nd (80-110 km) DZAO, in depth in the interval 5-300 m .
Из рассмотрения фиг. 2 следует:From consideration of FIG. 2 follows:
- в 10 случаях вычисленное место источника сигнала лежит близко к его фактическому месту (отмеченному маркером ), а в 4-х случаях оно оказалось вместо 1-й ДЗАО во 2-й ДЗАО и на значительно меньших глубинах по сравнению с фактической глубиной источника сигнала;- in 10 cases, the calculated location of the signal source lies close to its actual location (marked with a marker ), and in 4 cases it turned out to be instead of the 1st DZAO in the 2nd DZAO and at much shallower depths compared to the actual depth of the signal source;
- если бы местоположение источника сигнала искалось только в 1-й ДЗАО (т.е. в интервале дистанций 45-55 км), больших ошибок удалось бы избежать.- if the location of the signal source was searched only in the 1st DZAO (i.e., in the range of distances of 45-55 km), large errors could be avoided.
В качестве способа-прототипа выберем изобретение [10]. На фиг. 4 приведена его блок-схема. Обработка поступающей информации ведется по двум параллельным ветвям. Первая (левая) ветвь включает в себя последовательно выполняемые операции обнаружения широкополосного сигнала цели на выходе антенны (блок 1.1); измерения набора АКФ обнаруженного широкополосного сигнала цели на интервалах времени, составляющих интервал анализа (блок 1.2); обнаружения в каждой измеренной АКФ узкополосных ИМ и измерения их абсцисс (блок 1.3); объединения абсцисс ИМ, обнаруженных во всех измеренных АКФ интервала анализа, в единый массив (блок 1.4). Выполнение перечисленных операций обеспечивает формирование массива всех ИМ, измеренных на интервале анализа и готовых к сопоставлению с расчетными данными, формируемыми блоками второй ветви.As a prototype method, we select the invention [10]. In FIG. 4 shows its block diagram. Processing of incoming information is carried out along two parallel branches. The first (left) branch includes sequentially performed operations of detecting the broadband signal of the target at the output of the antenna (block 1.1); measuring the ACF set of the detected broadband target signal at time intervals that make up the analysis interval (block 1.2); detection of narrowband MI in each measured ACF and measuring their abscissas (block 1.3); combining the abscissas of MI found in all measured ACF of the analysis interval into a single array (block 1.4). Performing the above operations ensures the formation of an array of all MIs measured on the analysis interval and ready for comparison with the calculated data generated by the blocks of the second branch.
Вторая ветвь (правая) включает в себя операции определения области возможного местоположения цели в пространстве «дистанция - глубина» (блок 2.1); вычисления для каждой точки этой области с учетом текущих гидроакустических условий лучевой структуры сигнала на входе антенны ШПС, (блок 2.2); вычисления для каждой точки этой области и для каждой пары лучей вычисленной лучевой структуры значений абсциссы и отношения сигнал/помеха (ОСП) ИМ, порождаемых этой парой лучей (расчетных ИМ) (блок 2.3) и операцию формирования для каждой точки области массива расчетных ИМ, для которых вычисленные ОСП превышают заданное пороговое значение для их обнаружения в АКФ (блок 2.4). Операции второй ветви могут быть выполнены однократно для текущего состояния гидрологических условий, определяющего лучевую структуру сигналов на входе антенны. Выполнение операций второй ветви обеспечивает формирование массива расчетных данных, готовых к сопоставлению с результатами измерений, сформированными первой ветвью.The second branch (right) includes the operations of determining the area of the possible location of the target in the space "distance - depth" (block 2.1); calculations for each point of this region, taking into account the current hydroacoustic conditions of the beam structure of the signal at the input of the ShPS antenna, (block 2.2); computing for each point of this region and for each pair of rays of the calculated radiation structure the values of the abscissa and signal-to-noise ratio (SIR) of the MI generated by this pair of rays (calculated MI) (block 2.3) and the operation of generating for each point of the region an array of calculated MI which calculated OSBs exceed a predetermined threshold value for their detection in the ACF (block 2.4). The operations of the second branch can be performed once for the current state of hydrological conditions, which determines the beam structure of the signals at the input of the antenna. Performing operations of the second branch ensures the formation of an array of calculated data ready for comparison with the measurement results generated by the first branch.
Сопоставление выполняется последовательно расположенными блоками 3 и 4, выполняющими операции определения в массивах расчетных ИМ, сформированных для каждой точки пространства, количества ИМ, абсциссы которых с учетом точности их измерения равны абсциссам ИМ в объединенном массиве ИМ, обнаруженных во всем наборе АКФ, измеренных на интервале анализа (блок 3) и, наконец, операцию определения координат цели путем выбора координат той точки возможного местоположения цели в пространстве «дистанция - глубина», которой соответствует наибольшее количество расчетных ИМ, абсциссы которых равны абсциссам ИМ в объединенном массиве ИМ, обнаруженных во всем наборе измеренных АКФ (блок 4).The comparison is performed by sequentially placed
Недостатком способа-прототипа является возможность появления аномально больших ошибок определения координат цели вследствие произвольного выбора области в пространстве «дистанция - глубина», в котором определяются координаты цели.The disadvantage of the prototype method is the possibility of abnormally large errors in determining the coordinates of the target due to the arbitrary selection of the area in the space "distance - depth", in which the coordinates of the target are determined.
Решаемая техническая проблема - повышение эксплуатационных характеристик шумопеленгаторной станции.The technical problem to be solved is an increase in the operational characteristics of the noise-detecting station.
Технический результат, обеспечиваемый изобретением - повышение точности определения координат морской шумящей цели.The technical result provided by the invention is to increase the accuracy of determining the coordinates of a sea noisy target.
Указанный технический результат достигается путем определения максимально компактной области возможного местоположения цели в пространстве «дистанция - глубина», в которой в дальнейшем определяются координаты источника согласно способу-прототипу. Для определения этой области используется один из известных способов определения координат источника сигнала, дающих менее точный (по сравнению с рассматриваемым способом), но однозначный результат.The specified technical result is achieved by determining the most compact area of the possible location of the target in the space "distance - depth", in which the coordinates of the source are further determined according to the prototype method. To determine this area, one of the known methods for determining the coordinates of the signal source is used, which give a less accurate (compared to the considered method), but unambiguous result.
В качестве такого способа выберем способ, описываемый следующей последовательностью действий [1].As such a method, we choose a method described by the following sequence of actions [1].
1) Измеряется давление сигнала обнаруженной цели на входе антенны в рабочей полосе частот Δƒ = ƒв - ƒн, где ƒв, ƒн - соответственно верхняя и нижняя граничные частоты рабочей полосы частот.1) Pressure is measured the signal of the detected target at the antenna input in the working frequency band Δƒ = ƒ in - ƒ n , where ƒ in , ƒ n are the upper and lower boundary frequencies of the working frequency band, respectively.
2) Одним из известных способов [11-18] определяется класс K цели (например, подводная лодка, надводный корабль).2) One of the known methods [11-18] defines the class K of the target (for example, a submarine, surface ship).
3) Определяется интервал [Hmin,Hmax] возможных глубин погружения цели класса К. Это достигается путем решения относительно Hmin и Hmax уравнения3) The interval [H min , H max ] of possible immersion depths of the class K target is determined. This is achieved by solving the equation for H min and H max
при условииgiven that
гдеWhere
gH (h) - плотность распределения вероятностей (ПРВ) глубины цели, соответствующая классу K;g H (h) is the probability distribution density (PRD) of the target depth corresponding to class K;
PH - заданная вероятность попадания фактической глубины цели в интервал [Hmin,Hmax].P H is the given probability of the actual depth of the target falling into the interval [H min , H max ].
Формулы (1) и (2) означают, что границы по глубине должны быть такими, чтобы вероятность нахождения в них фактической глубины источника сигнала была равна заданной вероятности PH и при этом интервал глубин был бы минимально возможным.Formulas (1) and (2) mean that the depth boundaries should be such that the probability of finding the actual depth of the signal source in them is equal to the given probability P H and the depth interval would be the minimum possible.
4) Определяется интервал [Rmin,Rmax] возможных дистанций до цели путем решения относительно Rmm и Rmax уравнения4) The interval [R min , R max ] of possible distances to the target is determined by solving the equation for R mm and R max
при условииgiven that
гдеWhere
PR - заданная вероятность попадания фактической дистанции R до морской шумящей цели в интервал [Rmin,Rmax];P R - the given probability of getting the actual distance R to the sea noisy target in the interval [R min , R max ];
- условная (в зависимости от измеренного давления сигнала цели в рабочей полосе частот на входе антенны) ПРВ фактической дистанции R до морской шумящей цели, вычисляемая по формуле [19] - conditional (depending on the measured pressure target signal in the working frequency band at the antenna input) PRV of the actual distance R to the sea noisy target, calculated by the formula [19]
r, r' - неслучайные аргументы ПРВ ;r, r '- nonrandom arguments ;
- ПРВ давления шума цели класса K в рабочем диапазоне частот антенны Δƒ, приведенного к расстоянию 1 м от цели; - PRV of the noise pressure of a class K target in the operating frequency range of the antenna Δƒ, reduced to a distance of 1 m from the target;
W (г) - зависимость спада давления сигнала от дистанции в рабочем диапазоне частот антенны, вычисленная для текущих гидроакустических условий;W (g) is the dependence of the signal pressure drop on the distance in the working frequency range of the antenna, calculated for current sonar conditions;
gΔP (x) - ПРВ ошибки ΔР измерения давления сигнала цели .g ΔP (x) - PRV errors ΔP measure the signal pressure of the target .
Формулы (3) и (4) означают, что границы по дистанции должны быть такими, чтобы вероятность нахождения в них фактической дистанции до источника была равна заданной вероятности PR и при этом интервал дистанцийFormulas (3) and (4) mean that the distance boundaries must be such that the probability of finding the actual distance to the source in them is equal to the given probability P R and the distance interval
был минимально возможным.was the least possible.
5) В результате перебор точек возможного местоположения цели выполняется в интервале [Hmin,Hmax] по глубине и в интервале [Rmin,Rmax] по дистанции.5) As a result, enumeration of points of a possible target location is performed in the interval [H min , H max ] in depth and in the interval [R min , R max ] in distance.
Блок-схема функционирования предлагаемого способа приведена на фиг. 5. Обработка поступающей информации ведется по двум параллельным ветвям. Первая (левая) ветвь включает в себя последовательно выполняемые операции обнаружения широкополосного сигнала цели на выходе антенны (блок 1.1); измерения набора АКФ обнаруженного широкополосного сигнала цели на интервалах времени, составляющих интервал анализа (блок 1.2); обнаружения в каждой измеренной АКФ узкополосных ИМ и измерения их абсцисс (блок 1.3); объединения абсцисс ИМ, обнаруженных во всех измеренных АКФ интервала анализа, в единый массив (блок 1.4). Выполнение перечисленных операций обеспечивает формирование массива всех ИМ, измеренных на интервале анализа и готовых к сопоставлению с расчетными данными, формируемыми блоками второй ветви.A block diagram of the functioning of the proposed method is shown in FIG. 5. Processing of incoming information is carried out along two parallel branches. The first (left) branch includes sequentially performed operations of detecting the broadband signal of the target at the output of the antenna (block 1.1); measuring the ACF set of the detected broadband target signal at time intervals that make up the analysis interval (block 1.2); detection of narrowband MI in each measured ACF and measuring their abscissas (block 1.3); combining the abscissas of MI found in all measured ACF of the analysis interval into a single array (block 1.4). Performing the above operations ensures the formation of an array of all MIs measured on the analysis interval and ready for comparison with the calculated data generated by the blocks of the second branch.
Вторая ветвь (правая) начинается с определения класса обнаруженной цели (блок 2.1). Способы определения класса обнаруженной цели описаны в работах [11-18]. В блоке 2.2 осуществляется измерение давления сигнала цели в рабочем диапазоне частот приемной антенны согласно алгоритму, описанному в работе [20]. В блоке 2.3 с использованием формул (1)…(5) определяются границы областей по глубине и дистанции, в которой будет осуществляться определение координат цели. Для каждой точки этой области с учетом текущих гидроакустических условий вычисляется лучевая структура сигнала на входе антенны ШПС (блок 2.4). Далее для каждой точки этой области и для каждой пары лучей вычисленной лучевой структуры вычисляется значение абсциссы и ОСП ИМ, порождаемого этой парой лучей (расчетных ИМ) (блок 2.5). Затем для каждой точки области формируется массив расчетных ИМ, для которых вычисленные ОСП превышают заданное пороговое значение для их обнаружения в АКФ (блок 2.6). Операции второй ветви могут быть выполнены однократно для текущего состояния гидрологических условий, определяющего лучевую структуру сигналов на входе антенны. Выполнение операций второй ветви обеспечивает формирование массива расчетных данных, готовых к сопоставлению с результатами измерений, сформированными первой ветвью.The second branch (right) begins with the definition of the class of the detected target (block 2.1). Methods for determining the class of the detected target are described in [11-18]. In block 2.2, the pressure of the target signal is measured in the operating frequency range of the receiving antenna according to the algorithm described in [20]. In block 2.3, using the formulas (1) ... (5), the boundaries of the regions are determined by depth and distance in which the coordinates of the target will be determined. For each point in this region, taking into account the current hydroacoustic conditions, the beam structure of the signal at the input of the antenna is calculated (block 2.4). Further, for each point of this region and for each pair of rays of the calculated ray structure, the abscissa and the SIR of the MI generated by this pair of rays (calculated MI) are calculated (block 2.5). Then, for each point of the region, an array of calculated MIs is formed, for which the calculated SIRs exceed the specified threshold value for their detection in the ACF (block 2.6). The operations of the second branch can be performed once for the current state of hydrological conditions, which determines the beam structure of the signals at the input of the antenna. Performing operations of the second branch ensures the formation of an array of calculated data ready for comparison with the measurement results generated by the first branch.
Сопоставление выполняется последовательно расположенными блоками 3 и 4, выполняющими операции определения в массивах расчетных ИМ, сформированных для каждой точки пространства, количества ИМ, абсциссы которых с учетом точности их измерения равны абсциссам ИМ в объединенном массиве ИМ, обнаруженных во всем наборе АКФ, измеренных на интервале анализа (блок 3) и, наконец, операцию определения координат цели путем выбора координат той точки возможного местоположения цели в пространстве «дистанция - глубина», которой соответствует наибольшее количество расчетных ИМ, абсциссы которых равны абсциссам ИМ в объединенном массиве ИМ, обнаруженных во всем наборе измеренных АКФ (блок 4).The comparison is performed by sequentially placed
Проверим эффективность заявляемого способа для условий рассмотренного выше примера (фиг. 2 и 3).Check the effectiveness of the proposed method for the conditions of the above example (Fig. 2 and 3).
В качестве источника сигнала в этом примере рассматривалась подводная лодка (ПЛ), находящаяся в 1-й ДЗАО на расстоянии от приемной антенны 47 км и на глубине 198 м. Давления шума ПЛ в полосе частот 2-4 кГц, приведенное к расстоянию 1 м от цели, составляет 58,5 дБ.In this example, a submarine (PL) located in the 1st DZAO at a distance of 47 km from the receiving antenna and at a depth of 198 m was considered as the signal source. The noise pressure of the submarine in the frequency band 2-4 kHz, reduced to a distance of 1 m from target is 58.5 dB.
ШПС, антенна которой расположена на глубине 116 м, обнаруживает шумовой сигнал цели и измеряет его давление на входе антенны в полосе частот Δƒ 2-4 кГц. Пусть это давление составило 1,6 дБ.ШПС, the antenna of which is located at a depth of 116 m, detects the noise signal of the target and measures its pressure at the antenna input in the frequency band Δƒ 2-4 kHz. Let this pressure be 1.6 dB.
В условиях ДЗАО классификация на классы "ПЛ - надводный корабль" наиболее эффективно осуществляется по углу в вертикальной плоскости прихода на приемную антенну максимума сигнала цели: сигнал ПЛ в зависимости от ее глубины приходит на антенну в диапазоне вертикальных углов от -5° до +5°; сигнал надводного корабля приходит сверху либо снизу под углом более 5° [21]. Данный факт для рассматриваемых гидроакустических условий проиллюстрирован на фиг. 6, на которой для условий ДЗАО приведены зависимости углов прихода сигнала источника на приемную антенну. Из рассмотрения фиг. 6 следует, что на всех дистанциях, в том числе в районах ДЗАО, в непосредственной окрестности угла 0° по вертикали может приходить только сигнал глубоко погруженного объекта, т.е. ПЛ. В нашем случае измерение угла прихода на антенну максимума сигнала дает +1°, что свидетельствует о том, что обнаруженная цель - ПЛ.Under the conditions of the DZAO, the classification into the classes “submarine - surface ship” is most effectively carried out according to the angle in the vertical plane of the maximum signal arrival to the receiving antenna of the target: the submarine signal, depending on its depth, arrives at the antenna in the range of vertical angles from -5 ° to + 5 ° ; the surface ship signal comes from above or below at an angle of more than 5 ° [21]. This fact for the hydroacoustic conditions under consideration is illustrated in FIG. 6, which shows the dependences of the angles of arrival of the source signal at the receiving antenna for the conditions of the DZAO. From consideration of FIG. 6 it follows that at all distances, including in the regions of the Far Eastern Administrative District, in the immediate vicinity of the vertical angle of 0 °, only the signal of a deeply immersed object can come, i.e. Sub. In our case, measuring the angle of arrival of the maximum signal at the antenna gives + 1 °, which indicates that the detected target is a submarine.
ПРВ gH (h) глубины ПЛ в глубоком море описывается ограниченным нормальным законом с параметрами: минимальная глубина 50 м, максимальная глубина 300 м, математическое ожидание (МО) глубины 150 м, средне-квадратическое отклонение (СКО) глубины 70 м. Подставляя эту ПРВ в формулу (1), с учетом условия (2) при заданной вероятности PH=0,9, получим: Hmin=58 м, Hmax=280 м.The PRV g H (h) of the depth of the submarine in the deep sea is described by a limited normal law with the following parameters: minimum depth 50 m, maximum depth 300 m, mathematical expectation (MO) of a depth of 150 m, standard deviation (RMS) of a depth of 70 m. Substituting this The PRV in the formula (1), taking into account condition (2) for a given probability P H = 0.9, we obtain: H min = 58 m, H max = 280 m.
ПРВ приведенной шумности ПЛ на малошумной скорости хода аппроксимируется ограниченным нормальным законом с параметрами: минимальная шумность максимальная шумность МО СКО В результате ПРВ давления ее шумоизлучения в полосе частот 2-4 кГц будет распределена также по ограниченному нормальному закону в интервале 78-93 дБ с МО 85 дБ и СКО 3 дБ. ПРВ gΔP (х) ошибки ΔР измерения давления сигнала цели на входе антенны аппроксимируется нормальным законом с нулевым МО и СКО 3 дБ. Вычислим для заданных гидроакустических условий передаточную характеристику канала распространения сигнала W (r).The PRV of reduced submarine noise at a low noise speed is approximated by a limited normal law with the parameters: minimum noise maximum noise MO SKO As a result of PRV the pressure of its noise emission in the frequency range 2-4 kHz will also be distributed according to the limited normal law in the range of 78-93 dB with MO 85 dB and
Подставляя полученные зависимости в формулы (5) и (3), с учетом условия (4) при заданной вероятности PH=0,9, получим: Rmin=42 км, Rmax=54 км.Substituting the obtained dependences into formulas (5) and (3), taking into account condition (4) for a given probability P H = 0.9, we obtain: R min = 42 km, R max = 54 km.
Выполняя перебор точек возможного местоположения цели в интервале [58; 280] м по глубине и в интервале [42; 54] км по дистанции, убедимся (фиг. 7), что при выборе области поиска координат шумящего объекта предложенным способом все 14 оценок координат источника шума расположились кучно вокруг фактического местоположения источника.Performing enumeration of points of a possible target location in the interval [58; 280] m in depth and in the interval [42; 54] km over the distance, we will be convinced (Fig. 7) that when choosing the search area for the coordinates of a noisy object using the proposed method, all 14 estimates of the coordinates of the noise source are located closely around the actual location of the source.
Таким образом, заявленный технический результат - повышение точности определения координат шумящей цели на основе информации, содержащейся в АКФ ее сигнала, - можно считать достигнутым.Thus, the claimed technical result - improving the accuracy of determining the coordinates of a noisy target based on the information contained in the ACF of its signal - can be considered achieved.
Источники информации:Sources of information:
1. Машошин А.И. Синтез оптимального алгоритма пассивного определения дистанции до цели // Морская радиоэлектроника. 2012. №2 (40). С. 30-34.1. Mashoshin A.I. Synthesis of the optimal algorithm for the passive determination of the distance to the target // Marine Radioelectronics. 2012. No2 (40). S. 30-34.
2. Hassab I. С.Contact Localization and Motion Analysis in the Ocean Environment: a Perspective // IEEE Journal of Oceanic Engineering. 1983. Vol. OE-8, №3. P. 136-147.2. Hassab I. C. Contact Localization and Motion Analysis in the Ocean Environment: a Perspective // IEEE Journal of Oceanic Engineering. 1983. Vol. OE-8, No. 3. P. 136-147.
3. Quazi A.H., Lerro D.T. Passive localization using time-delay estimates with sensor positional errors // JASA. 1985. Vol. 78, №5. P. 1664-1670.3. Quazi A.H., Lerro D.T. Passive localization using time-delay estimates with sensor positional errors // JASA. 1985. Vol. 78, No. 5. P. 1664-1670.
4. Worthmann B.M., Song H.C., Dowling D.R. High frequency source localization in a shallow ocean sound channel using frequency difference matched field processing // Journal Acoust. Soc. Am. 2015. Vol. 138. P. 3549.4. Worthmann B.M., Song H.C., Dowling D.R. High frequency source localization in a shallow ocean sound channel using frequency difference matched field processing // Journal Acoust. Soc. Am. 2015. Vol. 138. P. 3549.
5. Орлов Е.Ф., Фокин B.H., Шаронов Г.А. Исследование параметров интерференционной модуляции широкополосного звука в глубоком океане // Акустический журнал. 1988. Т. 34, вып. 5. С. 902-907.5. Orlov E.F., Fokin B.H., Sharonov G.A. The study of the parameters of interference modulation of broadband sound in the deep ocean // Acoustic journal. 1988.V. 34, no. 5, pp. 902-907.
6. Лазарев В.А., Орлов Е.Ф., Фокин В.Н., Шаронов Г.А. Частотная зависимость параметров интерференционной модуляции широкополосного звука в мелком море // Акустический журнал. 1989. Том 35, вып. 4. С. 685-688.6. Lazarev V.A., Orlov E.F., Fokin V.N., Sharonov G.A. Frequency dependence of the parameters of interference modulation of broadband sound in a shallow sea // Acoustic Journal. 1989. Volume 35, no. 4, p. 685-688.
7. Машошин А.И. Помехоустойчивость выделения максимумов в корреляционной функции широкополосного шумового сигнала морского объекта, обусловленных многолучевым распространением сигнала в водной среде // Акустический журнал. 2001. Том 47, №6. С. 823-829.7. Mashoshin A.I. Interference immunity of maximums in the correlation function of the broadband noise signal of a marine object due to multipath signal propagation in the aquatic environment // Acoustic Journal. 2001. Volume 47, No. 6. S. 823-829.
8. Машошин А.И. Исследование условий применимости корреляционной функции широкополосного многолучевого сигнала для оценки координат источника // Акустический журнал. 2017. Том 63, №3. С. 307-313.8. Mashoshin A.I. Investigation of the applicability conditions of the correlation function of a broadband multipath signal for estimating the source coordinates // Acoustic Journal. 2017. Volume 63, No. 3. S. 307-313.
9. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2008612137 от 29 апреля 2008 г. «LUNA».9. Certificate of state registration of computer programs No. 2008612137 dated April 29, 2008 "LUNA".
10. Патент РФ №2 690 223 с приоритетом от 28.08.2018 г. по заявке №2018131060. Способ определения координат морской шумящей цели.10. RF patent No. 2 690 223 with priority dated 08/28/2018 by application No. 2018131060. A method for determining the coordinates of a sea noisy target.
11. Телятников В.И. Методы и устройства классификации гидроакустических сигналов // Зарубежная радиоэлектроника, 1979, №9, с. 19-38.11. Telyatnikov V.I. Methods and devices for the classification of hydroacoustic signals // Foreign Radio Electronics, 1979, No. 9, p. 19-38.
12. Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника. Состояние и актуальные проблемы // СПб.: Наука, 2004.12. Koryakin Yu.A., Smirnov S.A., Yakovlev G.V. Ship sonar equipment. State and Actual Problems // St. Petersburg: Nauka, 2004.
13. Машошин А.И. Особенности синтеза алгоритмов классификации морских объектов по их гидроакустическому полю // Морская радиоэлектроника, 2009, №2 (28), с. 8-12.13. Mashoshin A.I. Features of the synthesis of algorithms for classifying marine objects by their sonar field // Marine Radioelectronics, 2009, No. 2 (28), p. 8-12.
14. Chen С.-Н., Lee J.-D., Lin М.-С.Classification of Underwater Signals Using Neural Networks // Tamkang Journal of Science and Engineering, 2000, vol. 3, No. 1, pp. 31-48.14. Chen S.-N., Lee J.-D., Lin M.-C. Classification of Underwater Signals Using Neural Networks // Tamkang Journal of Science and Engineering, 2000, vol. 3, No. 1, pp. 31-48.
15. Sutin A. etc. Stevens Passive Acoustic System for underwater surveillance // International Waterside Security Conference (WSS), 2010, Carrara.15. Sutin A. etc. Stevens Passive Acoustic System for underwater surveillance // International Waterside Security Conference (WSS), 2010, Carrara.
16. Патент РФ №2681526 с приоритетом от 22.02.2018 г. по заявке №2018106745. Способ определения класса шумящей цели и дистанции до нее.16. RF patent No. 2681526 with priority dated February 22, 2018 by application No. 2018106745. A method for determining the class of a noisy target and the distance to it.
17. Патент РФ №2681432 с приоритетом от 12.04.2018 г. по заявке №2018113387. Способ определения класса шумящей цели и дистанции до нее.17. RF patent No. 2681432 with priority dated April 12, 2018, according to application No. 2018113387. A method for determining the class of a noisy target and the distance to it.
18. Патент РФ №2685419 с приоритетом от 04.05.2018 г. по заявке №2018116820. Способ определения класса шумящей цели.18. RF patent No. 2685419 with priority dated 05/04/2018 by application No. 2018116820. A method for determining the class of a noisy target.
19. Кендал М., Стьюарт А. Статистические выводы и связи // М.: Наука, 1973.19. Kendal M., Stuart A. Statistical conclusions and relationships // M .: Nauka, 1973.
20. Машошин А.И., Шафранюк Ю.В. Результаты сравнения алгоритмов измерения отношения сигнал/помеха на выходе двухканального шумопеленгатора // Труды XI Всероссийской конференции "Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики", Санкт-Петербург, Наука, 2012, с. 366-368.20. Mashoshin A.I., Shafranyuk Yu.V. Comparison results of signal-to-noise ratio measurement algorithms at the output of a two-channel noise finder // Transactions of the XI All-Russian Conference "Applied Technologies of Hydroacoustic and Hydrophysics", St. Petersburg, Nauka, 2012, p. 366-368.
21. Акустика океана под ред. Л.М. Бреховских // М.: Наука, 1974.21. Acoustics of the ocean, ed. L.M. Brekhovskikh // Moscow: Nauka, 1974.
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019138479A RU2724962C1 (en) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | Method of determining coordinates of a marine noisy target |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019138479A RU2724962C1 (en) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | Method of determining coordinates of a marine noisy target |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2724962C1 true RU2724962C1 (en) | 2020-06-29 |
Family
ID=71509803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019138479A RU2724962C1 (en) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | Method of determining coordinates of a marine noisy target |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2724962C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2740169C1 (en) * | 2020-07-23 | 2021-01-12 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of determining coordinates of a marine noisy target |
RU2764386C1 (en) * | 2021-04-05 | 2022-01-17 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method for passive determination of the coordinates of a noise-emitting marine object |
RU2782843C1 (en) * | 2021-10-20 | 2022-11-03 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method for determining the coordinates of a noise-emitting sea target |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101852854A (en) * | 2010-06-07 | 2010-10-06 | 华南理工大学 | Underwater multi-beam sounding system and method |
RU2650830C1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-04-17 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Device for obtaining information on noisy object in sea |
RU2667330C1 (en) * | 2017-06-05 | 2018-09-18 | 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" | Method for determining the location of objects by a hydroacoustic passive system in conditions of multimode sound emission |
RU2680860C1 (en) * | 2017-12-07 | 2019-02-28 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of passive determination of coordinate of sources of sonar radiation |
RU2681432C1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-03-06 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Noisy target class and distance thereto determining method |
RU2681526C1 (en) * | 2018-02-22 | 2019-03-07 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Method for determining noisy target class and distance thereto |
RU2687994C1 (en) * | 2018-05-08 | 2019-05-17 | 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" | Method of classification of marine objects based on weight coefficients of their classification features |
RU2690223C1 (en) * | 2018-08-28 | 2019-05-31 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Method of determining coordinates of a marine noisy target |
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 |
-
2019
- 2019-11-27 RU RU2019138479A patent/RU2724962C1/en active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101852854A (en) * | 2010-06-07 | 2010-10-06 | 华南理工大学 | Underwater multi-beam sounding system and method |
RU2650830C1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-04-17 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Device for obtaining information on noisy object in sea |
RU2667330C1 (en) * | 2017-06-05 | 2018-09-18 | 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" | Method for determining the location of objects by a hydroacoustic passive system in conditions of multimode sound emission |
RU2680860C1 (en) * | 2017-12-07 | 2019-02-28 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of passive determination of coordinate of sources of sonar radiation |
RU2681526C1 (en) * | 2018-02-22 | 2019-03-07 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Method for determining noisy target class and distance thereto |
RU2681432C1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-03-06 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Noisy target class and distance thereto determining 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 |
RU2687994C1 (en) * | 2018-05-08 | 2019-05-17 | 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" | Method of classification of marine objects based on weight coefficients of their classification features |
RU2690223C1 (en) * | 2018-08-28 | 2019-05-31 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Method of determining coordinates of a marine noisy target |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2740169C1 (en) * | 2020-07-23 | 2021-01-12 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of determining coordinates of a marine noisy target |
RU2764386C1 (en) * | 2021-04-05 | 2022-01-17 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method for passive determination of the coordinates of a noise-emitting marine object |
RU2782843C1 (en) * | 2021-10-20 | 2022-11-03 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method for determining the coordinates of a noise-emitting sea target |
RU2797161C1 (en) * | 2022-09-27 | 2023-05-31 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Methods for determining coordinates of a sea target emitting noise |
RU2798416C1 (en) * | 2022-11-16 | 2023-06-22 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Methods for determining coordinates of a sea target emitting noise |
RU2812119C1 (en) * | 2023-05-16 | 2024-01-23 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Methods for determining coordinates of sea target emitting noise |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2263097B1 (en) | Autonomous sonar system and method | |
CN108226933B (en) | Deep sea broadband target depth estimation method based on fringe interference structure | |
US7106656B2 (en) | Sonar system and process | |
RU2590933C1 (en) | Device for obtaining information on noisy object in sea | |
RU2681526C1 (en) | Method for determining noisy target class and distance thereto | |
US6937539B2 (en) | Process for detecting mobiles objects by means of passive underwater buoys | |
RU2724962C1 (en) | Method of determining coordinates of a marine noisy target | |
Nosal et al. | Sperm whale three-dimensional track, swim orientation, beam pattern, and click levels observed on bottom-mounted hydrophones | |
CN114280541B (en) | Target passive positioning method based on deep-sea distributed vertical linear array | |
CN101907708B (en) | Method for measuring target echo bright spots | |
RU2654365C1 (en) | Device for obtaining information on noisy object in sea | |
RU2681432C1 (en) | Noisy target class and distance thereto determining method | |
RU2690223C1 (en) | Method of determining coordinates of a marine noisy target | |
US20110242939A1 (en) | Active sonar system and active sonar method using a pulse sorting transform | |
Dubrovinskaya et al. | Anchorless underwater acoustic localization | |
RU2208811C2 (en) | Procedure to obtain information on noisy objects in sea | |
Collin et al. | On spatial uncertainty in a surface long baseline positioning system | |
RU2703804C1 (en) | Method of classifying marine objects with passive hydroacoustic means | |
RU2768011C1 (en) | Method for single-step adaptive determination of coordinates of radio-frequency sources | |
RU2812119C1 (en) | Methods for determining coordinates of sea target emitting noise | |
RU2797161C1 (en) | Methods for determining coordinates of a sea target emitting noise | |
JP6922262B2 (en) | Sonar image processing device, sonar image processing method and sonar image processing program | |
RU2782619C1 (en) | Method for determining the distance to a surface ship in conditions of far zones of acoustic illumination | |
RU2740169C1 (en) | Method of determining coordinates of a marine noisy target | |
RU2782843C1 (en) | Method for determining the coordinates of a noise-emitting sea target |