RU2730100C1 - Method of estimating distance to a noisy object in sea - Google Patents

Method of estimating distance to a noisy object in sea Download PDF

Info

Publication number
RU2730100C1
RU2730100C1 RU2019140315A RU2019140315A RU2730100C1 RU 2730100 C1 RU2730100 C1 RU 2730100C1 RU 2019140315 A RU2019140315 A RU 2019140315A RU 2019140315 A RU2019140315 A RU 2019140315A RU 2730100 C1 RU2730100 C1 RU 2730100C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
distance
signal
correlation coefficient
hypotheses
main
Prior art date
Application number
RU2019140315A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анна Александровна Волкова
Александр Давидович Консон
Original Assignee
Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" filed Critical Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор"
Priority to RU2019140315A priority Critical patent/RU2730100C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2730100C1 publication Critical patent/RU2730100C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/80Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves

Landscapes

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

Abstract

FIELD: hydro acoustics.
SUBSTANCE: invention relates to the field of hydroacoustics and is intended for determining the distance to an object noisy in the sea. Noise hydroacoustic signal of marine object is investigated, comparing it with forecast signal generated for set of assumed distances to object by determination of correlation coefficient. Analyzing the main and several local maxima of the dependence of the correlation coefficient on the assumed distance, several hypotheses are formed on the distance. Simultaneously several successive directions are measured on the object. For each distance hypothesis, the estimated tangential velocity component of the object is determined. As an estimate of the distance to the object, the hypothesis on the distance is selected, for which the value of the tangential velocity component does not exceed the maximum possible speed of movement of the real object.
EFFECT: exclusion of displacement error when determining distance to object in conditions of zonal structure of acoustic field.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для определения дистанции до шумящего в море объекта.The invention relates to the field of hydroacoustics and is intended to determine the distance to an object noisy in the sea.

Известны способы [1, 2, 3] оценки дистанции до шумящего в море объекта, использующие факт частотно-зависимого затухания сигнала при его распространении в морской среде. Способ [1] основан на использовании двух широкополосных частотных диапазонов, способ [2] основан на использовании совокупности узкополосных частотных диапазонов. Способ [3] основан на использовании совокупности узкополосных частотных диапазонов и позволяет компенсировать априорное незнание показателя степенной зависимости от частоты спектральной плотности мощности сигнала в точке излучения.Known methods [1, 2, 3] for estimating the distance to an object noisy in the sea, using the fact of frequency-dependent signal attenuation during its propagation in the marine environment. Method [1] is based on the use of two broadband frequency bands, method [2] is based on the use of a set of narrowband frequency bands. Method [3] is based on the use of a set of narrow-band frequency ranges and makes it possible to compensate for the a priori ignorance of the exponent of the power-law dependence on the frequency of the spectral density of the signal power at the point of emission.

Недостатком этих способов является отсутствие учета аномалии распространения, вызванной явлением рефракции сигнала в морской среде. В связи с этим погрешность оценки дистанции этими способами непредсказуема и может быть большой.The disadvantage of these methods is that they do not take into account the propagation anomaly caused by the phenomenon of signal refraction in the marine environment. In this regard, the error in estimating the distance by these methods is unpredictable and can be large.

Наиболее близким аналогом по решаемым задачам и используемым физическим закономерностям к предлагаемому изобретению является способ совместной оценки дистанции до шумящего в море объекта и его шумности [4], который принят за прототип.The closest analogue of the problems being solved and the physical laws used to the proposed invention is a method for jointly assessing the distance to an object noisy in the sea and its noise [4], which is taken as a prototype.

В способе-прототипе выполняются следующие операции:The prototype method performs the following operations:

прием шумового сигнала объекта,reception of a noise signal from an object,

частотно-временная обработка сигнала с формированием не менее трех частотных диапазонов и определением мощности принятого сигнала в каждом из сформированных частотных диапазонов,time-frequency processing of the signal with the formation of at least three frequency ranges and the determination of the received signal power in each of the formed frequency ranges,

прогнозный расчет в сформированных частотных диапазонах акустического поля сигнала, содержащего прогнозные мощности сигнала для набора точек по дистанции,predictive calculation in the generated frequency ranges of the acoustic field of the signal containing the predicted signal strength for a set of points along the distance,

расчет и формирование функции двумерной зависимости коэффициента корреляции от аргументов прогнозная шумность объекта и прогнозная дистанция до объекта между мощностью принятого сигнала и прогнозной мощностью сигнала,calculation and formation of the function of the two-dimensional dependence of the correlation coefficient on the arguments predicted noise level of the object and the predicted distance to the object between the received signal power and the predicted signal power,

определение дистанции до объекта и шумности объекта как аргументов максимума функции коэффициента корреляции.determination of the distance to the object and the noise level of the object as arguments of the maximum of the correlation coefficient function.

Указанный способ обладает низкой помехоустойчивостью определения дистанции до объекта [5], которая выражается в пологом максимуме функции коэффициента корреляции по оси дистанций и наличии дополнительных локальных максимумов, близких по значению к основному. В условиях зональной структуры поля локальные максимумы расположены в разных зонах акустической освещенности, разнесенных на 50 км и более [6]. Это может приводить к неоднозначности оценки дистанции или даже к выбору локального максимума вместо основного, то есть к смещению оценки дистанции на более чем 50 км.This method has a low noise immunity of determining the distance to the object [5], which is expressed in a flat maximum of the correlation coefficient function along the distance axis and the presence of additional local maxima close in value to the main one. Under the conditions of the zonal structure of the field, local maxima are located in different zones of acoustic illumination, separated by 50 km or more [6]. This can lead to ambiguity in the distance estimate or even to the choice of a local maximum instead of the main one, that is, to a shift in the distance estimate by more than 50 km.

Задачей заявляемого способа является увеличение точности оценки дистанции до объекта путем привлечения дополнительной информации, доступной при шумопеленговании.The objective of the proposed method is to increase the accuracy of estimating the distance to the object by attracting additional information available for noise direction finding.

Для решения поставленной задачи в способ оценки дистанции до шумящего в море объекта включающий прием шумового сигнала объекта, частотно-временную обработку сигнала с формированием не менее трех частотных диапазонов и определением мощности принятого сигнала в каждом из сформированных частотных диапазонов, прогнозный расчет в сформированных частотных диапазонах акустического поля сигнала, содержащего прогнозные мощности сигнала для набора точек по дистанции, расчет и формирование функции коэффициента корреляции в зависимости от дистанции между мощностью принятого сигнала и прогнозной мощностью сигнала, определение основного максимума функции коэффициента корреляции, определение дистанции до объектаTo solve the set problem, a method for assessing the distance to an object noisy in the sea, including receiving a noise signal from an object, time-frequency processing of the signal with the formation of at least three frequency ranges and determining the power of the received signal in each of the formed frequency ranges, predictive calculation in the generated frequency ranges of the acoustic field of the signal containing the predicted signal powers for a set of points along the distance, calculating and forming the correlation coefficient function depending on the distance between the received signal power and the predicted signal power, determining the main maximum of the correlation coefficient function, determining the distance to the object

введены новые признаки, а именно:new features have been introduced, namely:

при приеме шумового сигнала объекта осуществляют автоматическое сопровождение сигнала по углу,when receiving a noise signal from an object, the signal is automatically tracked in angle,

последовательно измеряют не менее двух направлений Р1, Р2 на объект через заданный интервал времени Δt,sequentially measure at least two directions P1, P2 to the object at a given time interval Δt,

дополнительно определяют несколько локальных максимумов функции коэффициента корреляции, значения которых наиболее близки к основному,additionally, several local maxima of the correlation coefficient function are determined, the values of which are closest to the main one,

формируют гипотезы о дистанции D1, D2, … Di как аргументы основного D1 и наиболее близких к основному D2, … Di максимумов функции коэффициента корреляции,form hypotheses about the distance D 1 , D 2 , ... D i as arguments of the main D 1 and the closest to the main D 2 , ... D i maxima of the correlation coefficient function,

для каждой из гипотез о дистанции определяют предполагаемую тангенциальную составляющую скорости объекта как

Figure 00000001
for each of the hypotheses about the distance, the assumed tangential component of the object's velocity is determined as
Figure 00000001

в качестве оценки дистанции до объекта выбирают ту гипотезу о дистанции, для которой значение тангенциальной составляющей скорости не превышает максимально возможной скорости движения реального объекта,as an estimate of the distance to the object, the hypothesis of the distance is chosen for which the value of the tangential component of the velocity does not exceed the maximum possible speed of the real object,

а если таких гипотез несколько, то продолжают автоматическое сопровождение сигнала по углу и частотно-временную обработку сигнала до тех пор, пока не будет получено одно значение тангенциальной составляющей скорости цели, которое не превышает максимально возможной скорости движения объекта.and if there are several such hypotheses, then the automatic tracking of the signal along the angle and the time-frequency processing of the signal are continued until one value of the tangential component of the target velocity is obtained, which does not exceed the maximum possible speed of the object.

Техническим результатом изобретения является исключение ошибки смещения при определении дистанции до объекта в условиях зональной структуры акустического поля.The technical result of the invention is the elimination of offset errors in determining the distance to the object in the conditions of the zonal structure of the acoustic field.

Покажем возможность достижения указанного технического результата предложенным способом.Let us show the possibility of achieving the specified technical result by the proposed method.

Рассмотрим треугольник, вершинами которого являются положение приемника сигнала, положение объекта в первый момент времени и положение объекта во второй момент времени, отделенный от первого интервалом Δt. В этом треугольнике, согласно предлагаемому способу, измеренным является угол при вершине, в которой находится приемник сигнала. Это угол равен разности между направлениями на объект в первый и второй моменты времени |Р1-Р2|.Consider a triangle, the vertices of which are the position of the signal receiver, the position of the object at the first moment in time, and the position of the object at the second moment in time, separated from the first by an interval Δt. In this triangle, according to the proposed method, the measured is the angle at the vertex where the signal receiver is located. This angle is equal to the difference between the directions to the object at the first and second moments of time | P1-P2 |.

Если предположить, что дистанция до объекта D известна, то есть известны стороны треугольника, прилегающие к вершине в которой находится приемник сигнала, то, используя теорему косинусов, можно определить третью сторону треугольника, которая есть расстояние, пройденное объектом между двумя его положениями в первый и второй момента времени. Это расстояние R определится из соотношения:If we assume that the distance to the object D is known, that is, the sides of the triangle adjacent to the vertex in which the signal receiver is located are known, then using the cosine theorem, we can determine the third side of the triangle, which is the distance traveled by the object between its two positions in the first and second moment in time. This distance R is determined from the ratio:

R2=2D2(1-cos|P1-Р2|)R 2 = 2D 2 (1-cos | P1-P2 |)

Тогда, зная интервал времени Δt между двумя положениями объекта, можно определить тангенциальную составляющую его скорости:Then, knowing the time interval Δt between two positions of the object, one can determine the tangential component of its velocity:

Figure 00000002
Figure 00000002

Видно, что вычисленная скорость V объекта прямо пропорциональна дистанции D до объекта. То есть, если дистанция будет определена со смещением в N раз, то и вычисленная скорость объекта будет определена со смещением в N раз. Однако, диапазон значений скорости объекта, в отличие от значений дистанции до объекта, ограничен физическими законами движения объекта в море. Например, скорости движения надводных кораблей не превышают 30-35 узлов [7].It is seen that the calculated velocity V of the object is directly proportional to the distance D to the object. That is, if the distance is determined with an offset of N times, then the calculated speed of the object will be determined with an offset of N times. However, the range of values of the object's speed, in contrast to the values of the distance to the object, is limited by the physical laws of the object's motion in the sea. For example, the speed of movement of surface ships does not exceed 30-35 knots [7].

Тогда, если для дистанции до объекта известны несколько гипотез, разнесенные в N раз, то вычисляя предполагаемую скорость объекта для каждой из гипотез, можно отбросить неверные гипотезы о дистанции на основании недостоверности предполагаемой скорости объекта.Then, if for the distance to the object several hypotheses are known, spaced N times, then calculating the estimated speed of the object for each of the hypotheses, we can discard the incorrect hypotheses about the distance based on the unreliability of the estimated speed of the object.

Например, если разность между направлениями на объект, измеренными с интервалом 1 минута, составляет 2 градуса, то тангенциальная составляющая скорости объекта при гипотезе о дистанции 5 км - составит 5 уз, при гипотезе 50 км - 50 уз, а при гипотезе 100 км - 100 уз. Тогда гипотезы о дистанции 50 и 100 км могут быть отброшены в связи с тем, что морской объект не может двигаться со скоростями 50 или 100 уз.For example, if the difference between the directions to the object, measured with an interval of 1 minute, is 2 degrees, then the tangential component of the object's velocity with a hypothesis of a distance of 5 km will be 5 knots, with a hypothesis of 50 km - 50 knots, and with a hypothesis of 100 km - 100 knots Then the hypotheses about the distance of 50 and 100 km can be discarded due to the fact that the sea object cannot move at speeds of 50 or 100 knots.

Если разность между направлениями на объект, измеренными с интервалом 1 минута, составляет 1 градус, то тангенциальная составляющая скорости объекта при гипотезе о дистанции 5 км - составит 2,5 уз, при гипотезе 50 км - 25 уз, а при гипотезе 100 км - 50 уз. В этом случае недостоверной является только гипотеза о дистанции 100 км, поэтому она может быть отброшена. Гипотезы о дистанции 5 и 50 км должны быть проверены на последующих циклах обработки при продолжении автоматического сопровождения сигнала по углу и частотно-временной обработке сигнала.If the difference between the directions to the object, measured with an interval of 1 minute, is 1 degree, then the tangential component of the object's velocity with a hypothesis of a distance of 5 km will be 2.5 knots, with a hypothesis of 50 km - 25 knots, and with a hypothesis of 100 km - 50 knots In this case, only the hypothesis of a distance of 100 km is unreliable, so it can be rejected. Hypotheses about a distance of 5 and 50 km should be tested on subsequent processing cycles while continuing to automatically track the signal in angle and to process the signal in time-frequency.

Процедуры предлагаемого способа позволяют сформировать несколько гипотез о дистанции, для каждой из которых получить предполагаемую тангенциальную составляющую скорости цели, и отбросить гипотезы, для которых значение тангенциальной составляющей скорости превышает максимально возможную скорость движения реального объекта. Это позволит исключить ошибку смещения при определении дистанции до объекта в условиях зональной структуры акустического поля, когда локальные максимумы функции коэффициента корреляции расположены в разных зонах акустической освещенности, разнесенных на 50 км и более.The procedures of the proposed method make it possible to form several hypotheses about the distance, for each of which to obtain the assumed tangential component of the target's velocity, and to discard the hypotheses for which the value of the tangential component of the velocity exceeds the maximum possible speed of the real object. This will allow eliminating the bias error when determining the distance to the object under conditions of the zonal structure of the acoustic field, when the local maxima of the correlation coefficient function are located in different zones of acoustic illumination, separated by 50 km or more.

Сущность изобретения поясняется фигурой 1, на которой приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ оценки дистанции до шумящего в море объекта.The essence of the invention is illustrated by figure 1, which shows a block diagram of a device that implements the proposed method for assessing the distance to an object noisy in the sea.

Предлагаемый способ технически реализуется аппаратно-программными средствами по структурной схеме, приведенной на фиг. 1, в составе обобщенной структурной схемы гидроакустического канала шумопеленгования [8]. На структурной схеме последовательно соединены: антенна 1, блок 2 формирования характеристики направленности (ФХН), блок 3 автоматического сопровождения цели (АСЦ), блок 4 определения последовательных направлений на объект (ПЕЛ), блок 5 полосовой диапазонный фильтр (ПФ), блок 6 квадратичного детектирования (ДЕТ), блок 7 интегратор (ИНТ), блок 8 определения дистанции до объекта и блок 9 индикатор. Ко второму входу блока 8 подключен блок 10 прогнозного расчета поля. Антенна 1, блоки 2-7, составляющие в совокупности систему пространственной и частотно-временной обработки сигнала, блок 1 прогнозного расчета поля, а также индикатор 10 могут быть заимствованы из [8]. Процедуры блока 8 определения дистанции до объекта определяются предлагаемым способом и могут быть реализованы программным образом в составе ЦВК [9].The proposed method is technically implemented by hardware and software according to the block diagram shown in Fig. 1, as part of a generalized block diagram of a sonar sound direction finding channel [8]. On the block diagram, the following are connected in series: antenna 1, block 2 for forming directional characteristics (FHN), block 3 for automatic target tracking (AST), block 4 for determining sequential directions to the object (PEL), block 5 for band-pass filter (PF), block 6 for quadratic detection (DET), block 7 integrator (INT), block 8 for determining the distance to the object and block 9 indicator. To the second input of block 8 is connected block 10 for predictive calculation of the field. Antenna 1, blocks 2-7, which together make up a system of spatial and frequency-time signal processing, block 1 for predictive calculation of the field, and indicator 10 can be borrowed from [8]. The procedures of block 8 for determining the distance to the object are determined by the proposed method and can be implemented in software as part of the CVC [9].

В динамике работы гидроакустического канала шумопеленгования предлагаемый способ реализуется следующим образом.In the dynamics of the operation of the sonar sound direction finding channel, the proposed method is implemented as follows.

Шумовой сигнал объекта, принятый антенной 1, поступает в систему пространственной и частотно-временной обработки, содержащую совокупность блоков 2-7, на выходе которой формируются и поступают в блок 8 направления на объект Р1, Р2, … Pj, измеренные через интервал времени Δt, а также мощности принятого сигнала S(f) не менее чем в трех частотных диапазонах. Одновременно в блок 8 поступают мощности прогнозного сигнала W(d, f) для каждой прогнозной точки по дистанции, сформированные в результате прогнозного расчета акустического поля сигнала единичной мощности шумоизлучения с заданным законом спада спектра для набора прогнозных точек по дистанции, и хранящиеся в блоке прогнозного расчета поля 10. Из блока 8 полученные оценки дистанции до шумящего объекта поступают на индикатор 9 по мере выработки.The noise signal of the object, received by the antenna 1, enters the spatial and frequency-time processing system containing a set of blocks 2-7, at the output of which the directions to the object P1, P2, ... Pj are formed and fed to the block 8, measured at the time interval Δt, as well as the power of the received signal S (f) in at least three frequency ranges. At the same time, block 8 receives the power of the predicted signal W (d, f) for each predicted point along the distance, formed as a result of the predictive calculation of the acoustic field of the signal of a unit power of noise emission with a given spectrum decay law for a set of predicted points along the distance, and stored in the predictive calculation block fields 10. From block 8, the obtained estimates of the distance to the noisy object are sent to indicator 9 as it is worked out.

В блоке 8 производятся следующие операции:In block 8, the following operations are performed:

- рассчитывают и формируют функцию коэффициента корреляции K(d) между мощностью принятого сигнала и прогнозной мощностью сигнала в зависимости от дистанции по известной формуле [9]:- calculate and form the function of the correlation coefficient K (d) between the received signal power and the predicted signal power depending on the distance according to the well-known formula [9]:

Figure 00000003
Figure 00000003

где W(d, f) -прогнозная мощность сигнала для каждой прогнозной точки по дистанции d в сформированных частотных диапазонах f;where W (d, f) is the predicted signal power for each predicted point along the distance d in the generated frequency ranges f;

S(f) - мощность принятого сигнала в сформированных частотных диапазонах f;S (f) is the power of the received signal in the generated frequency ranges f;

n - количество частотных диапазонов (не менее трех).n is the number of frequency ranges (at least three).

- выбирают основной и несколько (например, два) локальных максимумов функции коэффициента корреляции, значения которых наиболее близки к основному.- select the main and several (for example, two) local maxima of the correlation coefficient function, the values of which are closest to the main one.

- формируют гипотезы о дистанции D1, D2, … Di как аргументы выбранных максимумов функции коэффициента корреляции.- form hypotheses about the distance D 1 , D 2 ,… D i as arguments of the selected maxima of the correlation coefficient function.

- для каждой из гипотез о дистанции определяют предполагаемую тангенциальную составляющую скорости объекта Vi как:- for each of the hypotheses about the distance, the assumed tangential component of the object's velocity V i is determined as:

Figure 00000004
Figure 00000004

где Di - совокупность гипотез о дистанции;where D i is a set of distance hypotheses;

P1, Р2 - направления на объект, измеренные через интервал времени Δt.P1, P2 - directions to the object, measured over the time interval Δt.

- выбирают в качестве оценки дистанции до объекта ту гипотезу о дистанции, для которой значение тангенциальной составляющей скорости не превышает максимально возможной скорости движения объекта, а если таких гипотез несколько, то продолжают пространственную и частотно-временную обработку сигнала.- select as an estimate of the distance to the object that hypothesis about the distance for which the value of the tangential component of the velocity does not exceed the maximum possible speed of the object, and if there are several such hypotheses, then the spatial and frequency-time processing of the signal is continued.

Все изложенное позволяет считать задачу изобретения решенной: предложен способ оценки дистанции до шумящего в море объекта, который может быть использован в гидроакустических пассивных средствах обнаружения.All of the above allows us to consider the problem of the invention solved: a method is proposed for assessing the distance to an object noisy in the sea, which can be used in hydroacoustic passive detection equipment.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION

1 Демиденко В.А. Частотный метод оценки расстояния и его эффективность при работе ГАС в пассивном режиме // Гидроакустика. 1993. Вып. 1. С. 3-161 Demidenko V.A. Frequency method for estimating distance and its efficiency when operating the GAS in passive mode // Gidroacust. 1993. Issue. 1.S. 3-16

2 Демиденко В.А., Перельмутер Ю.С. Спектральный метод оценки дистанции // Гидроакустика. 2006. Вып.6. С. 51-592 Demidenko V.A., Perelmuter Yu.S. Spectral distance estimation method // Hydroacoustics. 2006. Issue 6. S. 51-59

3 Голубев А.Г., Мисюченко И.Л. Патент РФ №2128848 от 10.04.1999. Способ измерения дальности до источника шумоизлучения. МПК G01S3 Golubev A.G., Misyuchenko I.L. RF patent №2128848 dated 04/10/1999. A method for measuring the distance to a noise source. IPC G01S

4 Зеленкова И.Д., Волкова А.А., Никулин М.Н. Патент РФ №2548400 от 20.03.2015, приоритет от 30.01.2014. Способ совместной оценки дистанции до шумящего в море объекта и его шумности. МПК G01S 3/804 Zelenkova I.D., Volkova A.A., Nikulin M.N. RF patent No. 2548400 from 03/20/2015, priority from 01/30/2014. A method for joint assessment of the distance to an object noisy in the sea and its noise. IPC G01S 3/80

5 Волкова А.А., Консон А.Д. Потенциальные возможности двухчастотного метода оценки расстояния // Гидроакустика. 2009. Вып. 9. С. 43-515 Volkova A.A., Konson A.D. Potential possibilities of the two-frequency distance estimation method // Hydroacoustics. 2009. Issue. 9.P. 43-51

6 Урик Р. Дж. Основы гидроакустики / Пер. с англ. Л.: Судостроение. 19786 Urik R. J. Fundamentals of hydroacoustics / Per. from English. L .: Shipbuilding. 1978

7 Фолкнер К. Боевые корабли. Справочник / Пер. с англ. М.: Астрель. 20027 Faulkner K. Combat ships. Reference / Per. from English. M .: Astrel. 2002

8 Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника: состояние и актуальные проблемы. СПб.: Наука. 20048 Koryakin Yu.A., Smirnov S.A., Yakovlev G.V. Ship sonar technology: state of the art and current problems. SPb .: Science. 2004

9 Бетелин В.Б., Капустин Г.И., Кокурин В.А., Корякин Ю.А., Лисе А.Р., Немытов А.И., Першин А.С., Рыжиков А.В., Челпанов А.В., Шалин С.А. Патент РФ №2207620 от 10.03.2003. Цифровой вычислительный комплекс для обработки сигналов в гидроакустических системах. МПК G06F 15/16, G01S 15/88.9 Betelin V.B., Kapustin G.I., Kokurin V.A., Koryakin Yu.A., Lise A.R., Nemytov A.I., Pershin A.S., Ryzhikov A.V., Chelpanov A.V., Shalin S.A. RF patent No. 2207620 dated 03/10/2003. Digital computing complex for signal processing in hydroacoustic systems. IPC G06F 15/16, G01S 15/88.

Claims (1)

Способ оценки дистанции до шумящего в море объекта, включающий прием шумового сигнала объекта, частотно-временную обработку сигнала с формированием не менее трех частотных диапазонов и определением мощности принятого сигнала в каждом из сформированных частотных диапазонов, прогнозный расчет в сформированных частотных диапазонах акустического поля сигнала, содержащего прогнозные мощности сигнала для набора точек по дистанции, расчет и формирование функции коэффициента корреляции в зависимости от дистанции между мощностью принятого сигнала и прогнозной мощностью сигнала, определение основного максимума функции коэффициента корреляции, определение дистанции до объекта, отличающийся тем, что при приеме шумового сигнала объекта осуществляют автоматическое сопровождение сигнала по углу, последовательно измеряют не менее двух направлений Р1, Р2 на объект через заданный интервал времени Δt, дополнительно определяют несколько локальных максимумов функции коэффициента корреляции, значения которых наиболее близки к основному, формируют гипотезы о дистанции D1, D2, … Di как аргументы основного D1 и наиболее близких к основному D2, … Di максимумов функции коэффициента корреляции, для каждой из гипотез о дистанции определяют предполагаемую тангенциальную составляющую скорости объекта как
Figure 00000005
Figure 00000006
, в качестве оценки дистанции до объекта выбирают ту гипотезу о дистанции, для которой значение тангенциальной составляющей скорости не превышает максимально возможной скорости движения реального объекта, а если таких гипотез несколько, то продолжают автоматическое сопровождение сигнала по углу и частотно-временную обработку сигнала до тех пор, пока не будет получено одно значение тангенциальной составляющей скорости цели, которое не превышает максимально возможной скорости движения объекта.
A method for estimating the distance to an object noisy in the sea, including receiving a noise signal of an object, time-frequency processing of the signal with the formation of at least three frequency ranges and determining the power of the received signal in each of the generated frequency ranges, predictive calculation in the generated frequency ranges of the acoustic field of a signal containing predicted signal power for a set of points along the distance, calculation and formation of the correlation coefficient function depending on the distance between the received signal power and the predicted signal power, determination of the main maximum of the correlation coefficient function, determination of the distance to the object, characterized in that when a noise signal is received from an object automatic tracking of the signal by angle, sequentially measure at least two directions P1, P2 to the object at a given time interval Δt, additionally determine several local maxima of the correlation coefficient function, the values of which x are closest to the main, form hypotheses about the distance D 1 , D 2 , ... D i as arguments of the main D 1 and the closest to the main D 2 , ... D i maxima of the correlation coefficient function, for each of the hypotheses about the distance determine the assumed tangential component object velocity as
Figure 00000005
Figure 00000006
, as an estimate of the distance to the object, the hypothesis about the distance is chosen for which the value of the tangential component of the velocity does not exceed the maximum possible speed of the real object, and if there are several such hypotheses, then the automatic tracking of the signal by the angle and the time-frequency processing of the signal are continued until until one value of the tangential component of the target speed is obtained, which does not exceed the maximum possible speed of the object.
RU2019140315A 2019-12-06 2019-12-06 Method of estimating distance to a noisy object in sea RU2730100C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019140315A RU2730100C1 (en) 2019-12-06 2019-12-06 Method of estimating distance to a noisy object in sea

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019140315A RU2730100C1 (en) 2019-12-06 2019-12-06 Method of estimating distance to a noisy object in sea

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2730100C1 true RU2730100C1 (en) 2020-08-17

Family

ID=72086374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019140315A RU2730100C1 (en) 2019-12-06 2019-12-06 Method of estimating distance to a noisy object in sea

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2730100C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2353946C1 (en) * 2007-07-10 2009-04-27 ОАО "Концерн "Океанприбор" Method to receive information on sound-producing objects in sea
RU2548400C1 (en) * 2014-01-30 2015-04-20 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Method for combined estimation of distance to noisy object in sea and noisiness thereof
CN104793212A (en) * 2015-04-23 2015-07-22 国家深海基地管理中心 Method for active-sonar remote detection by means of sound wave sub-bottom reflection
RU2590933C1 (en) * 2015-04-27 2016-07-10 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Device for obtaining information on noisy object in sea
RU2608583C1 (en) * 2016-01-26 2017-01-23 Александр Николаевич Прокаев Method of determining position and motion parameters of object as per measurements of angular coordinates
RU2692837C2 (en) * 2017-10-11 2019-06-28 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method for determining parameters of movement of noisy object
RU2692839C1 (en) * 2018-04-12 2019-06-28 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Method of detecting, classifying and determining coordinates and motion parameters of marine noisy target
CN106526600B (en) * 2016-10-09 2019-09-20 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 A kind of passive estimation method of underwater sound moving target radial velocity

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2353946C1 (en) * 2007-07-10 2009-04-27 ОАО "Концерн "Океанприбор" Method to receive information on sound-producing objects in sea
RU2548400C1 (en) * 2014-01-30 2015-04-20 Открытое акционерное общество "Концерн "Океанприбор" Method for combined estimation of distance to noisy object in sea and noisiness thereof
CN104793212A (en) * 2015-04-23 2015-07-22 国家深海基地管理中心 Method for active-sonar remote detection by means of sound wave sub-bottom reflection
RU2590933C1 (en) * 2015-04-27 2016-07-10 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Device for obtaining information on noisy object in sea
RU2608583C1 (en) * 2016-01-26 2017-01-23 Александр Николаевич Прокаев Method of determining position and motion parameters of object as per measurements of angular coordinates
CN106526600B (en) * 2016-10-09 2019-09-20 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 A kind of passive estimation method of underwater sound moving target radial velocity
RU2692837C2 (en) * 2017-10-11 2019-06-28 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method for determining parameters of movement of noisy object
RU2692839C1 (en) * 2018-04-12 2019-06-28 Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Method of detecting, classifying and determining coordinates and motion parameters of marine noisy target

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7330399B2 (en) Sonar system and process
RU2548400C1 (en) Method for combined estimation of distance to noisy object in sea and noisiness thereof
RU2590933C1 (en) Device for obtaining information on noisy object in sea
EP2912407A1 (en) System and method for water column aided navigation
KR102374304B1 (en) Method and system for estimating a location of an unidentified submarine signal
RU2724115C1 (en) Method for automatic tracking of a mobile target when smoothing in cartesian coordinates taking into account radial velocity component measurements
RU2681526C1 (en) Method for determining noisy target class and distance thereto
US7525875B2 (en) Method for all ocean-terrain ships covert velocity reference
AU2010326314A1 (en) System and method for discriminating targets at the water surface from targets below the water surface
RU2649073C1 (en) Method for determining coordinates of the underwater object by the hydroacoustic system of underwater navigation with an alignment beacon
RU2653956C1 (en) Method of determination of present position data in the bistatic mode of hydrospace detection
CN113238208B (en) Method for calculating forward acoustic scattering Doppler frequency shift of moving target in irregular track water
KR101480834B1 (en) Target motion analysis method using target classification and ray tracing of underwater sound energy
RU2730100C1 (en) Method of estimating distance to a noisy object in sea
EP2477042A1 (en) Method and device for measuring distance and orientation using a single electro-acoustic transducer
RU2724962C1 (en) Method of determining coordinates of a marine noisy target
KR101480170B1 (en) Method for estimaing velocity of underwater vehicles by acoustic doppler measurement and apparatus for estimaing velocity of underwater vehicles using thereof
RU2703804C1 (en) Method of classifying marine objects with passive hydroacoustic means
RU2689968C1 (en) Method of classification of marine objects in a typical sound locating station
KR101837845B1 (en) System and method for obtaining information of underwater target
RU2545068C1 (en) Measurement method of changes of heading angle of movement of source of sounding signals
RU117018U1 (en) NAVIGATING HYDROACOUSTIC STATION
CN111220158B (en) Line spectrum target motion parameter estimation method based on time azimuth history chart
RU2559310C2 (en) Method of estimating distance to noisy object at sea
RU2655019C1 (en) Method for measuring vessel speed by the doppler log