RU2810698C1 - Method for passively determining spatial position of detected underwater object noisy in sea using positional stationary hydroacoustic complex - Google Patents

Method for passively determining spatial position of detected underwater object noisy in sea using positional stationary hydroacoustic complex Download PDF

Info

Publication number
RU2810698C1
RU2810698C1 RU2023112567A RU2023112567A RU2810698C1 RU 2810698 C1 RU2810698 C1 RU 2810698C1 RU 2023112567 A RU2023112567 A RU 2023112567A RU 2023112567 A RU2023112567 A RU 2023112567A RU 2810698 C1 RU2810698 C1 RU 2810698C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
frequency
hydroacoustic
noise
depth
Prior art date
Application number
RU2023112567A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Григорьевич Тимошенков
Original Assignee
Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" filed Critical Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор"
Application granted granted Critical
Publication of RU2810698C1 publication Critical patent/RU2810698C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: hydroacoustics.
SUBSTANCE: intended to determine the position of a detected object in space when processing the received noise emission signal of the object by a stationary hydroacoustic complex. The method includes receiving a hydroacoustic noise signal with a hydroacoustic antenna, converting the received analog signal into digital form, tracking a noisy object in the noise direction finding mode, spectral analysis of the hydroacoustic noise signal in a wide frequency band Fl - Fup, where Fl and Fup are the lower and the upper frequency of the range of processing of the noise emission signal by equipment, determination of interference and measurement of the signal spectrum, reception of the hydroacoustic noise signal is carried out with a hydroacoustic antenna of a positional stationary hydroacoustic complex, determine the frequency Fmax of the spectral component at which the amplitude of the received signal is maximum Amax, determine the frequency value F0.5 for the spectral component, the signal amplitude of which is 0.5 Amax, and if the frequency value F0.5<Fmax, then determine the lower frequency of the spectral component of the spectrum at which the signal amplitude exceeded the threshold, take it as the lower limit frequency Fls of the noise emission range of a noisy object, determine the resolution of the frequency range of the noise direction finding system in depth Δfr, where Δfr = (Fup - Fl)/H where H is the expected maximum depth of the object, the band of the missing low-frequency part of the noise emission signal is determined as the difference between the value of the lower limit frequency of the received signal Fls and the lower limit frequency of the equipment Fl(Fls - Fl), and the expected depth of the noisy object Hob is determined as Hob = (Fls - Fl)/ Δfr.
EFFECT: simplifying the method for determining the depth of a source noisy in the sea and increasing its reliability.
1 cl, 1 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к гидроакустике и предназначено для определения положения обнаруженного объекта в пространстве при обработке принятого сигнала шумоизлучения объекта стационарным гидроакустическим комплексом. Известен способ, в котором измеряют расстояние между подводными объектами в пассивном режиме при многолучевом распространении [Бурдик B.C. / В.С.Бурдик; Перевод с англ. Н.М. Гусева и др. - Ленинград: Судостроение, 1988. - 391 с.]. Однако, как указывается там же, сложность оценки лучевой структуры делает способ пассивного измерения дистанции практически невыполнимым, поскольку лучевая структура сигнала шумоизлучения для реальных акваторий оказывается значительно сложнее расчетной структуры.The present invention relates to hydroacoustics and is intended to determine the position of a detected object in space when processing the received noise emission signal of the object by a stationary hydroacoustic complex. There is a known method in which the distance between underwater objects is measured in passive mode during multipath propagation [Burdik B.C. / V.S.Burdik; Translation from English N.M. Gusev and others - Leningrad: Shipbuilding, 1988. - 391 p.]. However, as indicated there, the complexity of estimating the ray structure makes the method of passive distance measurement practically impossible, since the ray structure of the noise emission signal for real water areas turns out to be much more complex than the calculated structure.

Известны способы, которые направлены на решение задач определения координат: дальности и глубины с использованием результатов расчета поля и сравнения полученных результатов с видом спектров принимаемого сигнала шумоизлучения [Корецкая А.С., Зеленкова И.Д. Патент на РФ №2788341 от 17.01.2023. Способ локализации в пространстве шумящего в море объекта. МПК G01S 3/80, Зеленкова И.Д., Афанасьев А.Н., Корецкая А.С.Патент на РФ №2740169 от 12.01.2021. Способ определения координат морской шумящей цели. МПК G01S 15/00, 3/80, Корецкая А.С., Зеленкова И.Д. Патент на РФ №2782843 от 03.11.2022. Способ определения координат морской шумящей цели. МПК G01S 15/00]. Эти способы содержат прием гидроакустического шумового сигнала гидроакустической антенной, преобразование принятого аналогового сигнала в цифровой вид, сопровождение шумящего объекта в режиме шумопеленгования, спектральный анализ гидроакустического шумового сигнала в широкой полосе частот, определение помехи и измерение спектра сигнала и его корреляционную обработку, а для определения координат шумящего в море объекта, в том числе и его глубины эти способы используют расчет структуры многолучевого сигнала, достоверность которого не нашла практического подтверждения.There are known methods that are aimed at solving problems of determining coordinates: range and depth using the results of field calculations and comparing the results obtained with the type of spectra of the received noise emission signal [Koretskaya A.S., Zelenkova I.D. Patent for the Russian Federation No. 2788341 dated January 17, 2023. A method for localizing an object noisy in the sea in space. IPC G01S 3/80, Zelenkova I.D., Afanasyev A.N., Koretskaya A.S. RF Patent No. 2740169 dated 01/12/2021. A method for determining the coordinates of a sea noise target. MPK G01S 15/00, 3/80, Koretskaya A.S., Zelenkova I.D. Patent for the Russian Federation No. 2782843 dated November 3, 2022. A method for determining the coordinates of a sea noise target. IPC G01S 15/00]. These methods include receiving a hydroacoustic noise signal with a hydroacoustic antenna, converting the received analog signal into digital form, tracking a noisy object in the noise direction finding mode, spectral analysis of the hydroacoustic noise signal in a wide frequency band, determining interference and measuring the spectrum of the signal and its correlation processing, and to determine the coordinates of a noisy object in the sea, including its depth, these methods use the calculation of the structure of a multipath signal, the reliability of which has not been practically confirmed.

В реальных условиях указанные и подобные им способы на практике не могут обеспечить решения задач определения координат шумящего объекта, когда источник и постоянно, а любой расчет структуры сигнала шумизлучения в дальнем поле не соответствует моменту приема. Скорость звука при этом определяется в точке приема и только для глубины погружения приемника, а не по трассе распространения. В работе [Матвиенко В.Н., Тарасюк Ю.Ф. Дальность действия гидроакустических средств // Судостроение. - 1981. С. 146] отмечается, что «дальность действия станции в районе может оказаться в шесть раз меньше или в два раза больше ожидаемой или наоборот». В работе [Матвиенко В.Н., Тарасюк Ю.Ф. Дальность действия гидроакустических средств // Судостроение. - 1981. С. 183] «при одних и тех же гидроакустических характеристиках среды положение приемника по глубине существенно изменяет условия распространения сигнала от источника. В результате на одном и том же расстоянии от источника его уровень может различаться на 30 дб».In real conditions, these and similar methods in practice cannot provide solutions to the problems of determining the coordinates of a noisy object when the source is constant, and any calculation of the structure of the noise emission signal in the far field does not correspond to the moment of reception. In this case, the speed of sound is determined at the receiving point and only for the immersion depth of the receiver, and not along the propagation path. In the work [Matvienko V.N., Tarasyuk Yu.F. Range of hydroacoustic means // Shipbuilding. - 1981. P. 146] notes that “the range of a station in the area may be six times less or two times greater than expected, or vice versa.” In the work [Matvienko V.N., Tarasyuk Yu.F. Range of hydroacoustic means // Shipbuilding. - 1981. P. 183] “with the same hydroacoustic characteristics of the environment, the position of the receiver in depth significantly changes the conditions for propagation of the signal from the source. As a result, at the same distance from the source, its level can vary by 30 dB.”

Недостатком этих технических решений является низкая достоверность определения дистанции и глубины из-за сложности определения расчетных координат обнаруженной цели на основе расчета структуры сигнала шумоизлучения по измеренной оценки скорости звука в точке приема. Кроме того, имеются сложности формирования массива расчетных координат для определения коэффициента корреляции, определяемых на основании обработки рассчитанного массива звукового поля. Для использования этих методов требуется обязательно использование гидроакустической антенны, которая развитай в вертикальном направлении для формирования веера узких вертикальных характеристик направленности.The disadvantage of these technical solutions is the low reliability of determining the distance and depth due to the difficulty of determining the calculated coordinates of the detected target based on calculating the structure of the noise emission signal from the measured estimate of the speed of sound at the receiving point. In addition, there are difficulties in generating an array of calculated coordinates to determine the correlation coefficient, determined based on processing the calculated array of sound field. To use these methods, it is necessary to use a hydroacoustic antenna, which is developed in the vertical direction to form a fan of narrow vertical directional characteristics.

Возникает задача упрощения способа определения глубины погружения шумящего в море источника и повышение его достоверностиThe problem arises of simplifying the method for determining the depth of immersion of a noisy source in the sea and increasing its reliability

Эта задача может быть решена для позиционного стационарного гидроакустического комплекса.This problem can be solved for a positional stationary hydroacoustic complex.

Для решения поставленной задачи предложен способ определения глубины погружения шумящего в море подводного объекта, содержащий прием гидроакустического шумового сигнала гидроакустической антенной, преобразование принятого аналогового сигнала в цифровой вид, сопровождение шумящего объекта в режиме шумопеленгования, спектральный анализ гидроакустического шумового сигнала в широкой полосе частот Fн-Fв-, где Fн и Fв - нижняя и верхняя частоты диапазона обработки сигнала шумоизлучения аппаратурой, определение помехи и измерение спектра сигнала в который введены новые признаки, а именно прием гидроакустического шумового сигнала гидроакустической антенной позиционного стационарного гидроакустического комплекса, определяют частоту Fмак спектральной составляющей, на которой амплитуда принятого сигнала максимальна Амак, определяют значение частоты F0,5 для спектральной составляющей, амплитуда сигнала на которой составляет 0,5 Амах, и, если значение частоты F0,5<Fмак, то определяют нижнюю частоту спектральной составляющей спектра, на которой амплитуда сигнала превысила порог, принимают ее за нижнюю граничную частоту Fнс диапазона шумоизлучения шумящего объекта, определяют разрешающую способность частотного диапазона системы шумопеленгования по глубине ΔЧД, где где Н предполагаемая максимальная глубина нахождения объекта, определяют полосу отсутствующей низкочастотной части спектра сигнала шумоизлучения (Fнс-Fн), как разность значения граничной нижней частоты принятого сигнала Fнс и граничной нижней частотой аппаратуры Fн, а ожидаемую глубину положения шумящего объекта Ноб определяют как To solve this problem, a method is proposed for determining the depth of immersion of an underwater object noisy in the sea, which contains the reception of a hydroacoustic noise signal by a hydroacoustic antenna, conversion of the received analog signal into digital form, tracking of a noisy object in the noise direction finding mode, spectral analysis of the hydroacoustic noise signal in a wide frequency band F n - F in -, where F n and F in are the lower and upper frequencies of the processing range of the noise emission signal by equipment, determining the interference and measuring the spectrum of the signal into which new features are introduced, namely the reception of a hydroacoustic noise signal by the hydroacoustic antenna of a positional stationary hydroacoustic complex, determine the frequency F max spectral component, at which the amplitude of the received signal is maximum A max , determine the frequency value F 0.5 for the spectral component, the signal amplitude at which is 0.5 A max , and, if the frequency value F 0.5 <F max , then determine the lower the frequency of the spectral component of the spectrum at which the signal amplitude has exceeded the threshold is taken as the lower limit frequency F ns of the noise emission range of the noisy object, the resolution of the frequency range of the noise direction finding system in depth Δ BH is determined, where where N is the expected maximum depth of the object, determine the band of the missing low-frequency part of the spectrum of the noise emission signal (F ns -F n ), as the difference between the value of the lower limit frequency of the received signal F ns and the lower limit frequency of the equipment F n , and the expected depth of the noisy object N about defined as

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

В работе [Бальян Р.Х., Тимошенков В.Г. Частотная зависимость уровня шумоизлучения морских объектов в низком звуковом диапазоне частот (экспериментальные данные). - НТС Гидроакустика. - 2003. - Вып.№4. - С. 41-46] приведены спектральные характеристик шумоизлучения различных объектов в диапазоне работы стационарного позиционного комплекса на различных дистанциях в низкочастотном диапазоне обработки принимаемого сигнала шумоизлучения. Были получены различные частотные характеристики шумоизлучения для надводных кораблей (НК) и подводных лодок (ПЛ) в зависимости от их положения относительно водной поверхности. Известно, что НК имеют дизельные двигатели, которые вращают винты, расположенные практически на поверхности. Винты рассекают водную поверхность и создают кавитацию при вращении винтов. В результате этого формируется мощный нестационарный всенаправленный шум за счет работы дизеля и за счет кавитации. Максимум шумоизлучения сосредоточен в низкочастотной части излученного спектра и зависит от мощности двигателя, скорости движения, размера судна и состояния морской среды. Физическая природа шумоизлучения подводной лодки, которая находится на глубине, существенно отличается от формирования шумоизлучения НК. В работе [Дж. У. Роберт Основы гидроакустики. - 1978. - 364 с.] приводятся спектры шумоизлучения НК и их зависимости от скорости хода и спектры шумоизлучения ПЛ на поверхности и на перископной глубине, когда ПЛ приводится в движение дизельным двигателем и вид ее спектра шумоизлучения не отличается от вида спектра надводного корабля. Другое дело, если ПЛ движется на глубине не за счет дизельного двигателя, а на электромоторах или на другом малошумном приводе. При движении на поверхности будет формироваться кавитационный шум за счет вращения винтов вблизи поверхности. Чем больше глубина погружения ПЛ, тем меньше кавитация и меньше низкочастотная составляющая спектра, определяемая вращением винтов. На предельных глубинах она практически отсутствует. На этих глубинах в шумоизлучении ПЛ будет присутствовать только средняя и высокочастотная части спектра. При этом излучаемый спектр будет иметь высокочастотную часть, определяемую работой механизмов, и практически не будет зависеть от глубины. На большой глубине погружения подводной лодки низкочастотная часть спектра шумоизлучения не обнаруживаться при движении. Поэтому величина уменьшение низкочастотной части спектра будет говорить об увеличении глубины погружения подводной лодки при неизменной скорости движения и по сокращению нижней части спектра можно определить глубину погружения подводного объекта (ПЛ).In the work [Balyan R.Kh., Timoshenkov V.G. Frequency dependence of the noise emission level of marine objects in the low sound frequency range (experimental data). - NTS Hydroacoustics. - 2003. - Issue No. 4. - P. 41-46] shows the spectral characteristics of noise emission of various objects in the range of operation of a stationary positional complex at various distances in the low-frequency range of processing the received noise emission signal. Various frequency characteristics of noise emission were obtained for surface ships (NS) and submarines (Submarines) depending on their position relative to the water surface. It is known that NK have diesel engines that rotate propellers located almost on the surface. The propellers cut through the water surface and create cavitation as the propellers rotate. As a result, powerful non-stationary omnidirectional noise is formed due to the operation of the diesel engine and due to cavitation. The maximum noise emission is concentrated in the low-frequency part of the emitted spectrum and depends on engine power, speed, size of the vessel and the state of the marine environment. The physical nature of the noise emission of a submarine, which is located at depth, differs significantly from the formation of noise emission from an NK. In the work [J. W. Robert Fundamentals of hydroacoustics. - 1978. - 364 pp.] the noise emission spectra of the NK and their dependence on the speed and the noise emission spectra of the submarine on the surface and at periscope depth are given, when the submarine is driven by a diesel engine and the type of its noise emission spectrum does not differ from the type of spectrum of a surface ship. It’s another matter if the submarine moves at depth not with the help of a diesel engine, but with electric motors or another low-noise drive. When moving on the surface, cavitation noise will be generated due to the rotation of the screws near the surface. The greater the immersion depth of the submarine, the less cavitation and the less low-frequency component of the spectrum, determined by the rotation of the propellers. At extreme depths it is practically absent. At these depths, only the middle and high-frequency parts of the spectrum will be present in the noise emission of the submarine. In this case, the emitted spectrum will have a high-frequency part, determined by the operation of the mechanisms, and will practically not depend on the depth. At great diving depths of a submarine, the low-frequency part of the noise emission spectrum is not detected when moving. Therefore, the magnitude of the decrease in the low-frequency part of the spectrum will indicate an increase in the immersion depth of the submarine at a constant speed of movement, and by reducing the lower part of the spectrum, the immersion depth of the underwater object (submarine) can be determined.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего предложенный способ.In fig. Figure 1 shows a block diagram of a device that implements the proposed method.

Устройство (фиг. 1) содержит антенну 1, которая через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2 последовательно соединена с блоком 4 быстрого преобразования Фурье (БПФ) спецпроцессора 3. Первый выход блока БПФ через блок 5 формирования частотного диапазона обработки, блок 6 определения высокочастотной части спектра (ВЧ) спектра, блок 7 определения граничных частот принятого сигнала, первый вход блока 8 определения глубины соединен с первым входом блока 11 управления и отображения. Второй выход блока 5 через блок 9 определения разрешения по глубине соединен со вторым входом блока 8 определения глубины. Третий выход блока 5 соединен через блок 10 определения класса объекта по входному спектру со вторым входом блока 11.The device (Fig. 1) contains an antenna 1, which, through an analog-to-digital converter (ADC) 2, is connected in series to the fast Fourier transform (FFT) block 4 of the special processor 3. The first output of the FFT block through the frequency range processing block 5, the high-frequency determination block 6 part of the spectrum (HF) spectrum, block 7 for determining the boundary frequencies of the received signal, the first input of the depth determination block 8 is connected to the first input of the control and display block 11. The second output of block 5 through block 9 for determining depth resolution is connected to the second input of block 8 for determining depth. The third output of block 5 is connected through block 10 for determining the class of an object from the input spectrum with the second input of block 11.

Предложенный способ с помощью устройства (фиг. 1) может быть реализован следующим образом.The proposed method using the device (Fig. 1) can be implemented as follows.

Антенна 1 принимает шумоизлучение обнаруженной цели и передает сигнал в блок 2 АЦП, в котором производится преобразование аналогового сигнала в цифровой для работы спецпроцессора 3. Спецпроцессор 3 является известным устройством, который используется в современных гидроакустических системах для обработки принятых сигналов в цифровом виде [Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. «Корабельная гидроакустическая техника». СПб. Наука. - 2004.].Antenna 1 receives the noise emission of the detected target and transmits the signal to ADC block 2, which converts the analog signal into a digital one for the operation of special processor 3. Special processor 3 is a well-known device that is used in modern hydroacoustic systems for processing received signals in digital form [Koryakin Yu. A., Smirnov S.A., Yakovlev G.V. "Ship hydroacoustic technology." SPb. The science. - 2004].

В спецпроцессоре 3 цифровая информация подается в блок 4 БПФ, где производится определения спектра принятого аналогового сигнала во всей полосе принятой обработки. Выработанный спектр подается в блок 8, где формируется частотный диапазон для определения глубины погружения. В этом диапазоне частот может присутствовать спектр надводного корабля, который находится в том же направлении, что и объект, по которому определяется глубина. Для определения класса объекта определяется форма спектра исследуемого объекта и характер изменения последовательности частот после положения частоты с максимальной амплитудой. Спектр НК находится в низкочастотной части принятого сигнала и его амплитуда уменьшается с повышением частоты. Поэтому этот спектр передается в блок 10 определения класса объекта и далее в блок 11 управления и отображения для представления оператору. В этой ситуации определения глубины погружения не производится. Если решение по наличию шумоизлучения НК в принятом спектре не принято, то дальнейшая обработка принятого спектра шумоизлучения продолжается в блоке 6, где измеряются параметры высокочастотной части спектра. В блоке 7 определяется ширина высокочастотной части принятого спектра шумоизлучения и ширина отсутствующей низкочастотной части спектра, которое передается в блок 8 определения глубины. На второй вход из блока 9 поступает оценка разрешающей способности системы обработки для предполагаемой глубины погружения.In special processor 3, digital information is supplied to FFT block 4, where the spectrum of the received analog signal is determined in the entire band of received processing. The generated spectrum is fed to block 8, where a frequency range is formed to determine the diving depth. This frequency range may contain the spectrum of a surface ship that is in the same direction as the object from which the depth is determined. To determine the class of an object, the shape of the spectrum of the object under study and the nature of the change in the sequence of frequencies after the position of the frequency with the maximum amplitude are determined. The NC spectrum is located in the low-frequency part of the received signal and its amplitude decreases with increasing frequency. Therefore, this spectrum is transmitted to unit 10 for determining the object class and then to control and display unit 11 for presentation to the operator. In this situation, the immersion depth is not determined. If a decision on the presence of NK noise emission in the received spectrum is not made, then further processing of the received noise emission spectrum continues in block 6, where the parameters of the high-frequency part of the spectrum are measured. In block 7, the width of the high-frequency part of the received noise emission spectrum and the width of the missing low-frequency part of the spectrum are determined, which is transmitted to block 8 for determining the depth. The second input from block 9 receives an estimate of the resolution of the processing system for the expected immersion depth.

Ниже рассмотрен пример получения оценки глубины при последовательных измеренияхBelow is an example of obtaining depth estimates from successive measurements.

Если ширина полосы обработки входного сигнала аппаратурой, которая формируется в блоке 5, составляет от Fв 1500 Гц до Fн 200 Гц, то предварительно не известно, какой спектр сигнала принят.В блоке 5 определяют наличие сигнала от НК, который находится в диапазоне от 200 Гц и выше и принимается решение, что это НК и дальнейшая обработка не производится. При предполагаемой максимальной глубине погружения подводной лодки Н=400 м. разрешающая способность системы обработки ΔЧД=(Fв-Fн)/Н=1300 Гц/400 м=3,2 гц/м. При определении глубины объекта эта величина определяется в блоке 9. Если ширина спектра принятого сигнала, определенная в блоке 6, равна 500 Гц, то нижняя частота спектра Fнс будет ровна 1000 гц, ширина изменения низкочастотной части спектра, определенной в блоке 7 для глубины погружения ПЛ, (Fнс-Fн)=1000 Гц-200 Гц=800 Гц. При этом ожидаемая глубина погружения обнаруженного объекта, определяемая в блоке 8, может находиться в районе Ноб=(Fнс-Fн)/ΔЧД=800 гц/3,2=250 м. Полученное значение Ноб передается в блок 11 управления и отображения.If the processing bandwidth of the input signal by the equipment, which is formed in block 5, is from F at 1500 Hz to F at 200 Hz, then it is not known in advance what spectrum of the signal is received. In block 5, the presence of a signal from the NK is determined, which is in the range from 200 Hz and above and a decision is made that this is NK and no further processing is performed. With the expected maximum diving depth of the submarine H = 400 m, the resolution of the processing system is Δ BH = (F in -F n )/H = 1300 Hz/400 m = 3.2 Hz/m. When determining the depth of an object, this value is determined in block 9. If the width of the spectrum of the received signal, defined in block 6, is equal to 500 Hz, then the lower frequency of the spectrum Fns will be equal to 1000 Hz, the width of the change in the low-frequency part of the spectrum, defined in block 7 for the depth of immersion PL, (F ns -F n )=1000 Hz-200 Hz=800 Hz. In this case, the expected immersion depth of the detected object, determined in block 8, may be in the region Н rev =(F ns -F n )/Δ BH =800 Hz/3.2=250 m. The resulting value Н rev is transmitted to control block 11 and display.

Таким образом, используя оценку изменения низкочастотной части спектра можно получить оценку глубины погружения обнаруженного подвижного объекта.Thus, using an assessment of changes in the low-frequency part of the spectrum, one can obtain an estimate of the immersion depth of a detected moving object.

Claims (1)

Способ пассивного определения пространственного положения обнаруженного шумящего в море подводного объекта позиционным стационарным гидроакустическим комплексом, содержащий прием гидроакустического шумового сигнала гидроакустической антенной, преобразование принятого аналогового сигнала в цифровой вид, сопровождение шумящего объекта в режиме шумопеленгования, спектральный анализ гидроакустического шумового сигнала в широкой полосе частот Fн-Fв, где Fн и Fв - нижняя и верхняя частоты диапазона обработки сигнала шумоизлучения аппаратурой, определение помехи и измерение спектра сигнала, отличающийся тем, что прием гидроакустического шумового сигнала производят гидроакустической антенной позиционного стационарного гидроакустического комплекса, определяют частоту Fмак спектральной составляющей, на которой амплитуда принятого сигнала максимальна Амак, определяют значение частоты F0,5 для спектральной составляющей, амплитуда сигнала на которой составляет 0,5 Амак, и, если значение частоты F0,5<Fмак, то определяют нижнюю частоту спектральной составляющей спектра, на которой амплитуда сигнала превысила порог, принимают ее за нижнюю граничную частоту Fнс диапазона шумоизлучения шумящего объекта, определяют разрешающую способность частотного диапазона системы шумопеленгования по глубине ΔЧД, где ΔЧД=(Fв-Fн)/Н, где Н - предполагаемая максимальная глубина нахождения объекта, определяют полосу отсутствующей низкочастотной части сигнала шумоизлучения (Fнс-Fн) как разность значения граничной нижней частоты принятого сигнала Fнс и граничной нижней частотой аппаратуры Fн, а ожидаемую глубину положения шумящего объекта Ноб определяют как Ноб=(Fнс-Fн)/AЧД.A method for passively determining the spatial position of a detected underwater object noisy in the sea by a positional stationary hydroacoustic complex, comprising receiving a hydroacoustic noise signal with a hydroacoustic antenna, converting the received analog signal into digital form, tracking a noisy object in the noise direction finding mode, spectral analysis of the hydroacoustic noise signal in a wide frequency band F n -F in , where F n and F in are the lower and upper frequencies of the range of processing the noise emission signal by the equipment, determining the interference and measuring the spectrum of the signal, characterized in that the hydroacoustic noise signal is received by a hydroacoustic antenna of a positional stationary hydroacoustic complex, determine the frequency F max of the spectral component , at which the amplitude of the received signal is maximum A max , determine the frequency value F 0.5 for the spectral component, the signal amplitude at which is 0.5 A max , and, if the frequency value F 0.5 <F max , then determine the lower frequency of the spectral component of the spectrum at which the signal amplitude has exceeded the threshold, take it as the lower limiting frequency F ns of the noise emission range of the noisy object, determine the resolution of the frequency range of the noise direction finding system in depth Δ BH , where Δ BH =(F in -F n )/N, where H is the expected maximum depth of the object, the band of the missing low-frequency part of the noise emission signal is determined (F ns -F n ) as the difference between the value of the lower limit frequency of the received signal F ns and the lower limit frequency of the equipment F n , and the expected depth of the noisy object N ob is determined as N ob = (F ns -F n )/A BH .
RU2023112567A 2023-05-15 Method for passively determining spatial position of detected underwater object noisy in sea using positional stationary hydroacoustic complex RU2810698C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2810698C1 true RU2810698C1 (en) 2023-12-28

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2300118C1 (en) * 2005-08-29 2007-05-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Mode of detection noisy objects in the 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
KR101939766B1 (en) * 2018-09-03 2019-01-17 엘아이지넥스원 주식회사 System for detecting underwater target
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
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

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2300118C1 (en) * 2005-08-29 2007-05-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Mode of detection noisy objects in the 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
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
KR101939766B1 (en) * 2018-09-03 2019-01-17 엘아이지넥스원 주식회사 System for detecting underwater target
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
RU2788341C1 (en) * 2022-05-16 2023-01-17 Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" Method for localization in the space of a noise-producing object in the sea

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4727311B2 (en) Radar equipment
US8107320B2 (en) Autonomous sonar system and method
US7315488B2 (en) Methods and systems for passive range and depth localization
Korneliussen Measurement and removal of echo integration noise
US7307914B1 (en) Hypothesized range and depth sonar processing method
JP2007507691A (en) Sonar systems and processes
CN110488219B (en) Shallow sea single hydrophone moving target distance estimation method
CN111580048A (en) Broadband sound source depth estimation method using single-vector hydrophone
RU2681432C1 (en) Noisy target class and distance thereto determining method
Tesei et al. Localization of small surface vessels through acoustic data fusion of two tetrahedral arrays of hydrophones
Preston et al. Statistical analysis of multistatic echoes from a shipwreck in the Malta Plateau
Hjelmervik Predicting sonar false alarm rate inflation using acoustic modeling and a high-resolution terrain model
KR20090009726A (en) Method for passively determining at least distance to and the position of a sound-emitting traget and sonar system
LePage et al. Bistatic synthetic aperture imaging of proud and buried targets from an AUV
RU2653956C1 (en) Method of determination of present position data in the bistatic mode of hydrospace detection
RU2810698C1 (en) Method for passively determining spatial position of detected underwater object noisy in sea using positional stationary hydroacoustic complex
US7319640B1 (en) Noise suppression system
Gebbie et al. Aspect-dependent radiated noise analysis of an underway autonomous underwater vehicle
AU2004314060A1 (en) Device for avoiding obstacles for high-speed multi-hulled watercraft
Boltryk et al. An ultrasonic transducer array for velocity measurement in underwater vehicles
Bennaceur et al. Target localization in depth and range from passive sonar
CN111414580B (en) Reverberation suppression method under low signal-to-mixing ratio condition
Nicholas et al. Environmental inversion and matched-field tracking with a surface ship and an L-shaped receiver array
US11493627B2 (en) Method, module and system for determining a velocity profile of sound waves in a water column
RU2510045C2 (en) Side-scanning phase sonar