Способ интеграции систем обнаружения шумящих в море объектов



Способ интеграции систем обнаружения шумящих в море объектов
Способ интеграции систем обнаружения шумящих в море объектов

Владельцы патента RU 2572792:

Открытое Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" (RU)

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для интеграции систем получения информации о шумящих в море объектах. Сущность: в каждой системе независимо по своим критериям качества осуществляют частотно-временную обработку сигнала с формированием уникального веера характеристик направленности и уникального индикаторного массива информации. Для интеграции систем без потери потенциала по обнаружению выбирают базовую систему с наилучшими свойствами по разрешающей способности по угловому направлению в горизонтальной плоскости. Индикаторные массивы остальных систем приводят к размеру индикаторного массива базовой системы путем интерполяции данных между отсчетами. Отображают индикаторные массивы всех систем на общем индикаторе с общей осью углового направления в общем секторе обзора. Обнаруживают шумящий объект и получают информацию о свойствах его сигнала по наличию локальных максимумов на одном угловом направлении в совокупности систем. Интерполяцию индикаторных массивов между отсчетами, необходимую для работы с индикаторами с растровой графикой, осуществляют, например, путем низкочастотной фильтрации после преобразования Фурье по пространству. Технический результат: возможность интеграции любого числа систем обнаружения, обладающих различными статическими веерами характеристик направленности и различными потенциалами по обнаружению, то есть возможность интеграции систем, работающих с использованием разных антенн и осуществляющих независимую частотно-временную обработку информации. Для интегрированной системы обеспечивается возможность обнаружения сигнала на допороговом уровне и получение информации о частотных и временных свойствах сигнала шумящего в море объекта, которая может быть выявлена в совокупности интегрируемых систем. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для интеграции друг с другом гидроакустических систем обнаружения шумящих в море объектов, находящихся на одном носителе.

Задача интеграции гидроакустических систем обнаружения всегда ставилась разработчиками аппаратуры [1]. Системы, работающие в разных диапазонах частот, имеющие различные приемные антенны и (или) способы обработки информации, оптимизированы под обнаружение различных частей единого гидроакустического сигнала, и их интеграция позволит получить наиболее полную информацию о шумящем в море объекте. Например, одна система обнаруживает широкополосные непрерывные шумовые сигналы в звуковом диапазоне частот, другая система обнаруживает узкополосные шумовые сигналы в инфразвуковом диапазоне частот, третья система обнаруживает импульсные детерминированные сигналы в ультразвуковом диапазоне частот. Тогда интеграция информации этих систем позволит определить для одного объекта наличие или отсутствие шумовых и детерминированных составляющих сигнала в разных диапазонах частот с различной повторяемостью во времени.

Известны два основных подхода к решению задачи интеграции систем [2]. Согласно первому, интеграция осуществляется на конечном этапе обработки информации с использованием формулярных данных об обнаруженных объектах. Согласно второму, интеграция осуществляется на этапе первичной обработки информации до обнаружения объектов с использованием массивов сигнальной информации, элементы которых соответствуют угловым направлениям характеристик направленности в горизонтальной плоскости.

Известны способы интеграции формулярной информации [3, 4], согласно которым на основании совокупности общих оценок параметров производится отождествление формуляров объектов, обнаруженных в разных системах. Теоретический анализ показывает высокую эффективность этих способов интеграции. Однако на практике перечень общих параметров в формулярах разных систем ограничен и часто состоит из одного параметра - направления на цель. Это приводит к общему недостатку способов интеграции формулярной информации, который заключается в их низкой эффективности на практике. Кроме того, интеграция формулярной информации возможна только для объектов, обнаружение которых уже проведено во всех системах.

Интеграция на этапе первичной обработки дополнительно к расширению перечня информации о свойствах уже обнаруженных объектов позволяет, в некоторых случаях, снизить порог обнаружения и обнаруживать более слабые цели. Это связано с тем, что требуемая для обнаружения повторяемость сигнала в рамках одной системы обеспечивается накоплением во времени, а в рамках интегрированной системы может обеспечиваться накоплением в пространстве свойств сигнала в одном угловом направлении. В связи с этим интеграция на этапе предварительной обработки предпочтительна.

Известны способы интеграции массивов сигнальной информации [5, 6]. Согласно этим способам объединяется несколько массивов сигнальной информации, полученных от одной приемной антенны для разных частотных диапазонов или разных углов наклона характеристик направленности в вертикальной плоскости для общего статического веера характеристик направленности в горизонтальной плоскости. Индикация массивов сигнальной информации осуществляется на едином поле индикатора. Способы [5, 6] применяются только для интеграции систем, работающих с использованием общей антенны, что является их существенным недостатком. Кроме того, смешение цветов приводит к получению нового качества только при наличии не более трех цветов (обычно красный, зеленый, синий), что ограничивает количество систем, подлежащих интеграции.

Наиболее близким аналогом по решаемым задачам и используемым принципам работы к предлагаемому изобретению является способ интеграции систем обнаружения шумящих в море объектов [7], который принят за прототип.

В способе-прототипе выполняются следующие операции:

принимают гидроакустический шумовой сигнал несколькими системами с одной или несколькими антеннами, находящимися на общем носителе;

осуществляют в каждой системе частотно-временную обработку сигнала с формированием одинакового веера характеристик направленности;

формируют в каждой системе для общего сектора обзора индикаторные массивы, элементами которых является сигнальная информация с выхода каждой характеристики направленности;

осуществляют поэлементное сложение индикаторных массивов информации всех систем;

отображают полученный объединенный индикаторный массив на индикаторе;

обнаруживают шумящий объект по наличию локального максимума в объединенном индикаторном массиве.

Явным недостатком способа-прототипа является необходимость наличия абсолютно идентичной структуры индикаторных массивов. Массивы должны быть одного размера с единым шагом между элементами. Это приводит к необходимости формирования идентичного веера характеристик направленности во всех интегрируемых системах. Это часто не достижимо, поскольку параметры характеристик направленности определяются формой и размерами антенны, а также диапазоном частот принимаемого сигнала. Операция поэлементного суммирования способа-прототипа допустима только для массивов, обладающих элементами одинаковой размерности, что предполагает идентичную частотно-временную и прединдикаторную (центрирование и нормирование) обработку информации во всех интегрируемых системах, что не всегда возможно. Кроме того, как показано в работе [7], интеграция по способу-прототипу целесообразна только для примерно одинаковых по потенциалу систем обнаружения. Интеграция сильно отличающихся систем приводит к ухудшению потенциала интегрированной системы по критерию максимума отношения сигнал/помеха.

Задачей заявляемого способа является получение возможности интеграции систем, обладающих различным потенциалом по обнаружению, и не обладающих одинаковым статическим веером характеристик направленности в условиях наличия индикатора с растровой графикой, используемого в отечественной гидроакустической технике.

Для решения поставленной задачи в способ интеграции систем обнаружения шумящих в море объектов, в котором принимают гидроакустический шумовой сигнал несколькими системами с одной или несколькими антеннами, находящимися на общем носителе; осуществляют в каждой системе частотно-временную обработку сигнала с формированием веера характеристик направленности в горизонтальной плоскости; формируют в каждой системе индикаторные массивы, элементами которых является сигнальная информация с выхода каждой характеристики направленности

введены новые признаки, а именно:

частотно-временную обработку сигнала и формирование веера характеристик направленности в каждой системе производят независимо друг от друга;

формирование индикаторных массивов информации в каждой системе производят для своего сектора обзора;

формируют совокупный сектор обзора интегрированной системы, включающий в себя диапазоны секторов обзора всех интегрируемых систем;

выбирают в качестве базовой системы систему, в которой шаг по угловому направлению между элементами индикаторного массива минимален в наибольшем диапазоне углов;

назначают остальные системы подчиненными;

для каждой подчиненной системы осуществляют интерполяцию индикаторных массивов между элементами до достижения шага между элементами индикаторного массива, равного шагу индикаторного массива в базовой системе;

отображают полученные индикаторные массивы всех систем друг под другом на общем индикаторе с растровой графикой, используя общую ось углового направления для совокупного сектора обзора в горизонтальной плоскости;

обнаруживают шумящий объект и получают информацию о частотных и временных свойствах его сигнала по наличию локальных максимумов на одном угловом направлении в совокупности систем.

Интерполяцию индикаторных массивов осуществляют, например, следующим образом: дополняют индикаторный массив подчиненной системы до размера индикаторного массива базовой системы путем размножения элементов массива; осуществляют преобразование Фурье дополненного массива; выполняют поэлементное умножение массива Фурье-трансформант на оконную функцию; осуществляют обратное преобразование Фурье.

Техническим результатом изобретения является возможность интеграции любого числа систем обнаружения, обладающих различными статическими веерами характеристик направленности и различными потенциалами по обнаружению, то есть возможность интеграции систем, работающих с использованием разных антенн и осуществляющих независимую частотно-временную обработку информации. Для интегрированной системы обеспечивается возможность обнаружения сигнала на допороговом уровне и получение информации о частотных и временных свойствах сигнала шумящего в море объекта, которая может быть выявлена в совокупности интегрируемых систем.

Покажем возможность достижения указанного технического результата предложенным способом.

В заявляемом способе производят приведение индикаторных массивов различных систем к единому размеру, что необходимо для отображения этих массивов с общей осью углового направления на индикаторе с растровой графикой. При растровой графике каждому элементу массива сигнальной информации ставится в соответствие определенная группа пикселей на экране. Корректное изменение масштаба шкалы возможно только при кратном увеличении количества пикселей (в два, три, и т.д. раза). Тогда отображение разных массивов с общей осью углового направления возможно только для массивов, имеющих кратный шаг между элементами в общем секторе обзора. На практике это, чаще всего, достижимо только для систем, использующих общую антенну, когда общее расположение приемных элементов на антенне позволяет формировать характеристики направленности таким образом, что шаг между элементами индикаторных массивов кратен друг другу. Для обеспечения возможности интеграции информации, полученной системами, имеющими антенны, формирующие различные характеристики направленности в горизонтальной плоскости, в способ введена операция интерполяции данных между элементами массива. При этом в качестве базового массива используется массив сигнальной информации для системы, в которой шаг по угловому направлению между элементами массива минимален. Это обеспечивает сохранение точности оценки пеленга в наилучшей системе и возможность формирования различных вееров характеристик направленности в различных системах. Таким образом, обеспечивается интеграция систем обнаружения, обладающих различными статистическими веерами характеристик направленности, то есть работающих даже с использованием разных антенн, без ухудшения точности оценки пеленга. Объединение массивов сигнальной информации различных систем производится визуально путем их отображения с общей осью углового направления.

В заявляемом способе индикаторные массивы отдельных систем отображаются на общем индикаторе с общей осью углового направления для совокупного сектора обзора в горизонтальной плоскости. Наличие общей оси углового направления позволяет визуально отождествлять информацию разных систем, тем самым увеличивая количество информации об одном шумящем объекте. Информация интегрируемых систем в одном угловом направлении дополняет друг друга, обеспечивая накопление информации в пространстве свойств сигнала. Тогда обнаружение объекта может происходить не только по факту превышения сигналом порога в одной из систем, но и на допороговом уровне, с учетом накопления информации нескольких систем. Таким образом, для интегрированной системы обеспечивается возможность обнаружения сигнала на допороговом уровне и получение информации о шумящем в море объекте, которая может быть выявлена в совокупности интегрируемых систем.

Сущность изобретения поясняется фигурами 1, 2:

Фиг. 1 - блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ интеграции систем обнаружения шумящих в море объектов.

Фиг. 1 - рисунок, поясняющий, как производится обнаружение сигнала в интегрированной системе.

Предлагаемый способ технически реализуется аппаратно-программными средствами по структурной схеме, приведенной на фиг. 1, на основе обобщенной структурной схемы типовой гидроакустической системы шумопеленгования [8]. Структурная схема объединяет в своем составе два типа независимых веток обработки, заканчивающихся в едином блоке индикатора 3. Первая ветка обработки реализуется для гидроакустической системы, выбранной в качестве базовой. Выход антенны 1 базовой гидроакустической системы соединен с входом блока 2 частотно-временной обработки базовой системы, выход блока частотно-временной обработки базовой системы соединен с первым входом индикатора 3. Вторая и последующие ветки обработки реализуются для гидроакустических систем, выбранных в качестве подчиненных. Выход антенны 4 подчиненной системы n соединен с входом блока 5 частотно-временной обработки подчиненной системы n, выход блока 5 соединен с входом блока интерполяции 6 для подчиненной системы n, выход блока интерполяции 6 соединен входом n индикатора 3.

В динамике работы интегрированной гидроакустической системы предлагаемый способ реализуется следующим образом. Шумовой сигнал объекта, принятый антенной 1 базовой системы и антеннами 4 всех подчиненных систем, поступает в независимые блоки 2 и 5 частотно-временной обработки для базовой системы и для подчиненных систем, осуществляющие, в том числе, независимое формирование вееров характеристик направленности в горизонтальной плоскости и формирование независимых индикаторных массивов информации.

Далее индикаторный массив, полученный для каждой из подчиненных систем независимо, поступает в свой блок 6, где производится интерполяция индикаторного массива подчиненной системы между элементами до достижения шага между элементами индикаторного массива, равного шагу индикаторного массива в базовой системе. Шаг индикаторного массива базовой системы является постоянной величиной и закладывается в алгоритм при разработке интегрированной системы.

Интерполяция индикаторных массивов может состоять в следующем: дополняют индикаторный массив подчиненной системы до размера индикаторного массива базовой системы путем размножения элементов массива, учитывая при этом особенности индикаторных массивов обеих систем: диапазон шкал углового направления, линейность или нелинейность дискретизации шкал углового направления, однозначность или неоднозначность пеленгования; выполняют для дополненного индикаторного массива процедуру быстрого преобразования Фурье с числом отсчетов, равным ближайшей степени двойки большего размера, чем размер массива (недостающие отсчеты заполняются нулями), формируя массив Фурье-трансформант; выполняют поэлементное умножение массива Фурье-трансформант на оконную функцию Гаусса, ширина которой подбирается эвристически таким образом, чтобы в исходном пространстве ее значение соответствовало значению ширины характеристики направленности для подчиненной системы; выполняют для массива Фурье-трансформант, умноженного на оконную функцию, процедуру обратного преобразования Фурье с прежним числом отсчетов; формируют интерполированный индикаторный массив для подчиненной системы, отбрасывая по половине лишних отсчетов с каждого края полученного массива. Достоинством предлагаемой интерполяции индикаторных массивов является простота реализации и отладки, поскольку все процедуры являются стандартными и могут быть выполнены с использованием универсальных модулей программирования.

Из блока 6 полученные после интерполяции индикаторные массивы всех подчиненных систем поступают на индикатор 3 в едином темпе. Одновременно на индикатор 3 поступает индикаторный массив базовой системы. На индикаторе 3 производится единовременное отображение всех полученных индикаторных массивов друг под другом с общей осью углового направления для совокупного сектора обзора в горизонтальной плоскости. Полученная на индикаторе картина позволяет обнаруживать шумящий объект на допороговом уровне и получать наиболее полную информацию о свойствах его сигнала.

Процесс обнаружения шумящего объекта и получения информации о его свойствах поясняется фиг. 2, на которой приведена условная картина индикатора интегрированной системы, состоящей из трех систем, обозначенных I, II, III. На картине приведены сверху вниз: общая ось углового направления (КУ); индикаторный массив базовой системы I; индикаторный массив подчиненной системы II после интерполяции; индикаторный массив подчиненной системы III после интерполяции. Видно, что индикаторные массивы систем обладают своими секторами обзора. В данном случае индикаторные массивы отображаются в виде амплитудных графиков своих значений. На практике индикаторные массивы могут отображаться также в другом виде, например, яркостью цвета в виде рекордограмм во времени или в зависимости от частоты сигнала.

Все три системы оптимизированы под обнаружение различных частей единого гидроакустического сигнала. Предположим, что система I обнаруживает и оценивает параметры широкополосных непрерывных шумовых сигналов в звуковом диапазоне частот. Система II, используя другую антенну, и другую частотно-временную обработку информации, также обнаруживает и оценивает параметры шумовых широкополосных непрерывных сигналов в звуковом диапазоне частот. Достоинством системы II является возможность определения расстояния до источника сигнала, которое определяет и недостатки системы II относительно системы I, а именно более узкий частотный диапазон и меньший сектор обзора. Предположим также, что система III обнаруживает импульсные детерминированные сигналы в ультразвуковом диапазоне частот, используя для этого свою антенну и свою частотно-временную обработку информации. Совокупное использование систем I, II и III может позволить расширить сектор обзора пространства и расширить перечень информативных параметров сигнала. Обычно на практике количество систем обнаружения превышает три, поскольку диапазон свойств сигнала по частоте, времени, форме достаточно велик.

Анализируя рисунок, можно произвести обнаружение и оценку параметров трех объектов:

- в угловом направлении -90 уверенно обнаруживается объект, обладающий свойствами сигнала, выделяемыми системами I и II, но не обладающий свойствами сигнала, выделяемыми системой III. В рассматриваемом примере, про этот объект можно указать следующее: произведена оценка параметров шумоизлучения объекта в звуковом диапазоне частот, произведена оценка расстояния до этого объекта, известно, что объект не излучает импульсные детерминированные сигналы. Для объекта полностью определена информация, выделяемая системами I, II и III.

- в угловом направлении 0 уверенно обнаруживается объект, обладающий свойствами сигнала, выделяемыми системой III. В этом же угловом направлении слабо проявляются свойства сигнала, выделяемые системой I. Наличие уверенного обнаружения в системе III позволяет принять решение о допороговом обнаружении в системе I, без накопления информации во времени. При этом информация о свойствах сигнала объекта пополняется. Сектор обзора системы II не захватывает угловое направление на этот объект, следовательно, неопределенность в отношении свойств сигнала, выделяемых системой II, сохраняется. В рассматриваемом примере, про этот объект можно указать следующее: обнаружен объект, излучающий импульсные сигналы. В этом же направлении слабо проявляется широкополосный сигнал. Оператор может произвести допороговое обнаружение широкополосного сигнала, после чего будут оценены его параметры. Так как сигнал слабый, его обнаружение в системе I и получение соответствующих свойств было бы невозможно без интеграции с системой II. Оценка расстояния до объекта пока невозможна, поскольку объект находится вне сектора обзора системы II. При нахождении интегрированной системы на подвижном носителе сектор обзора может быть изменен, тогда для объекта будет полностью определена информация, выделяемая системами I, II и III.

- в угловом направлении +90 уверенно обнаруживается объект, обладающий свойствами сигнала, выделяемыми системой I, но не обладающий свойствами сигнала, выделяемыми системами II и III. В рассматриваемом примере, про этот объект можно указать следующее: обнаружен объект, шумоизлучение которого находится в звуковом диапазоне частот, однако, не в той части звуковых частот, обнаружение которых производится системой II, поэтому получение информации о расстоянии до шумящего объекта пока не представляется возможным. Понятно также, что объект не производит излучения импульсных сигналов.

Может наблюдаться ситуация, когда в одном угловом направлении присутствуют слабые сигналы допорогового уровня в нескольких системах. Такая ситуация, влекущая за собой пропуск цели в любой автономной системе, в условиях интегрированной системы привлекает к себе внимание оператора и обеспечивает возможность обнаружения слабой цели.

Необходимо отметить, что на индикаторах с растровой графикой именно введение процедуры интерполяции индикаторных массивов позволяет отображать индикаторные массивы совершенно разных систем с общей осью углового направления, что позволяет отождествлять сигналы, наблюдаемые в разных системах.

Все изложенное позволяет считать задачу изобретения решенной. Предложен способ интеграции систем обнаружения шумящих в море объектов, который может быть использован для судовых гидроакустических средств подводного наблюдения с целью увеличения состава информации о шумящих в море объектах. При этом требуемая интерполяция индикаторных массивов реализуется с помощью универсальных модулей программирования.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Андреев М.Я., Охрименко С.Н., Клюшин В.В., Рубанов И.Л., Яковлев B.А. Интегрированная система подводного наблюдения для надводного корабля // Морской сборник. 2006. №8. С. 50-51.

2. Сосулин Ю.Г. Оптимальное комплексирование обнаружителей / Прием и обработка сигналов в многоканальных и комплектованных системах. М.: МАИ, 1992. С. 5-12.

3. Нерославский Б.Л., Щеголева Н.Л. Об идентификации трассовых обнаружителей при многоканальном пеленговании // Гидроакустика. 2000. №2. C. 65-69.

4. Жандаров A.M. Идентификация и фильтрация измерений состояния стохастических систем. М.: Наука, 1979.

5. Величкин С.М., Миронов Д.Д., Антипов В.А., Зеленкова И.Д., Перельмутер Ю.С. Патент РФ №2156984 от 27.09.2000. Способ получения информации о шумящем в море объекте и способ получения цветовых шкал для него. МПК G01S 3/84.

6. Антипов В.А., Величкин С.М., Обчинец О.Г., Пастор А.Ю., Подгайский Ю.П., Янпольская А.А. Патент РФ №2353946 от 27.04.2009. Способ получения информации о шумящих в море объектах. МПК G01S 3/80.

7. Андреев М.Я., Губарев А.В., Клюшин В.В., Охрименко С.Н., Перелыгин B.C. К вопросу об интеграции систем обнаружения // Гидроакустика. 2008. №8. С. 68-74.

8. Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника: состояние и актуальные проблемы. СПб.: Наука, 2004.

1. Способ интеграции систем обнаружения шумящих в море объектов, в котором принимают гидроакустический шумовой сигнал несколькими системами с одной или несколькими антеннами, находящимися на общем носителе; осуществляют в каждой системе частотно-временную обработку сигнала с формированием веера характеристик направленности в горизонтальной плоскости; формируют в каждой системе индикаторные массивы, элементами которых является сигнальная информация с выхода каждой характеристики направленности, отличающийся тем, что частотно-временную обработку сигнала и формирование веера характеристик направленности в каждой системе производят независимо друг от друга; формирование индикаторных массивов информации в каждой системе производят для своего сектора обзора; формируют совокупный сектор обзора интегрированной системы, включающий в себя диапазоны секторов обзора всех интегрируемых систем; выбирают в качестве базовой системы систему, в которой шаг по угловому направлению между элементами индикаторного массива минимален в наибольшем диапазоне углов; назначают остальные системы подчиненными; для каждой подчиненной системы осуществляют интерполяцию индикаторных массивов между элементами до достижения шага между элементами индикаторного массива, равного шагу индикаторного массива в базовой системе; отображают полученные индикаторные массивы всех систем друг под другом на общем индикаторе с растровой графикой, используя общую ось углового направления для совокупного сектора обзора в горизонтальной плоскости; обнаруживают шумящий объект и получают информацию о частотных и временных свойствах его сигнала по наличию локальных максимумов на одном угловом направлении в совокупности систем.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для интерполяции индикаторных массивов дополняют индикаторный массив подчиненной системы до размера индикаторного массива базовой системы путем размножения элементов массива; осуществляют преобразование Фурье дополненного массива; выполняют поэлементное умножение массива Фурье-трансформант на оконную функцию; осуществляют обратное преобразование Фурье.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для разработки систем классификации, использующих спектральные и корреляционные признаки.

Использование: изобретение относится к области геофизической разведки, высокоточной навигации, в частности к области подводной навигации, и может быть использовано для определения географических координат глубоководных буксируемых объектов при проведении морских геолого-геофизических исследований.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к способу обнаружения, определения координат и сопровождения воздушных объектов при воздействии их акустическим полем на сеть разнесенных в пространстве волоконно-оптических линий связи, использующих при функционировании оптическое излучение.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в процессе проектирования гидроакустической аппаратуры специального назначения. Использование изобретения может повысить эффективность использования гидроакустической аппаратуры.

Изобретение относится к области способов акустической пеленгации и может быть использовано в геоакустике, геофизике, неразрушающем контроле прочности объектов, гидроакустике.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для определения дистанции до шумящего объекта. Сущность: прием гидроакустического шумового сигнала производят половинами гидроакустической антенны, измеряют взаимный спектр между гидроакустическими шумовыми сигналами, принятыми половинами гидроакустической антенны; измеряют автокорреляционную функцию этого взаимного спектра (АКФ); определяют наличие перегибов автокорреляционной функции, и при отсутствии таковых измеряют ΔТизм - ширину основного максимума АКФ на уровне 0,1, определяют калибровочный коэффициент М=Дизв./ΔТд.изв.

Использование: измерительная техника, в частности пеленгаторы. Сущность: устройство для определения направления и дальности до источника сигнала содержит магнитные первую и вторую антенны, размещенные взаимно перпендикулярно, последовательно соединенные первый усилитель, первый фильтр, первый квадратор и сумматор, последовательно соединенные второй усилитель, второй фильтр и второй квадратор, подключенный ко второму входу сумматора, последовательно соединенные третью антенну, третий усилитель, третий фильтр и третий квадратор, ключ, связанный управляющим входом с одновибратором, а также блок вычитания, первый и второй пороговые блоки.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Устройство состоит из следующих элементов: 1 - первая антенна, 2 - микробарометр, 3 - первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), 4 - второй АЦП, 5 - третий АЦП, 6 - четвертый АЦП, 7 - пятый АЦП, 8 - персональная электронно-вычислительная машина (ПЭВМ или микропроцессор), 9 - блок системы единого времени (GPS или Глонасс), 10 - блок связи с абонентами, 11 - первый усилитель, 12 - первый фильтр, 13 - второй усилитель, 14 - первый пороговый блок, 15 - схема ИЛИ, 16 - вторая антенна, 17 - третий усилитель, 18 - второй фильтр, 19 - четвертый усилитель, 20 - второй пороговый блок, 21 - третья антенна, 22 - пятый усилитель, 23 - третий фильтр, 24 - шестой усилитель, 25 - третий пороговый блок, 26 - седьмой усилитель, 27 - четвертый фильтр, 28 - восьмой усилитель, 29 - пятый фильтр, 30 - четвертый пороговый блок, 31 - первая схема И, 32 - первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), 33 - первый калибратор, 34 - второй ЦАП, 35 - второй калибратор, 36 - третий ЦАП, 37 - третий калибратор, 38 - четвертый ЦАП, 39 - четвертый калибратор, 40 - пятый ЦАП, 41 - первый формирователь, 42 - шестой ЦАП, 43 - второй формирователь, 44 - первый таймер, 45 - вторая схема И, 46 - первый счетчик, 47 - тактовый генератор, 48 - второй таймер, 49 - первый квадратор, 50 - сумматор, 51 - первый делитель, 52 - пятый пороговый блок, 53 - третья схема И, 54 - третий таймер, 55 - четвертая схема И, 56 - второй счетчик, 57 - второй квадратор, 58 - третий квадратор, 59 - второй делитель, 60 - корректор, 61 - первый блок модуля, 62 - первый блок вычитания, 63 - второй блок модуля, 64 - шестой пороговый блок, 65 - пятая схема И, 66 - первый ключ, 67 - первое запоминающее устройство, 68 - третий блок модуля, 69 - шестая схема И, 70 - первый одновибратор, 71 - второй ключ, 72 -второе запоминающее устройство, 73 - второй блок вычитания, 74 - четвертый блок модуля, 75 - седьмая схема И, 76 - второй одновибратор, 77 - блок сравнения знаков.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Устройство состоит из следующих элементов: 1 - первая антенна, 2 - вторая антенна, 3 - первый усилитель, 4 - первый фильтр, 5 - первый квадратор, 6 - сумматор, 7 - второй усилитель, 8 - второй фильтр, 9 - второй квадратор, 10 - третья антенна, 11 - третий усилитель, 12 - третий фильтр, 13 - третий квадратор, 14 - первый пороговый блок, 15 - второй пороговый блок, 16 - персональная электронно-вычислительная машина (ПЭВМ или микропроцессор), 17 - блок системы единого времени (GPS или Глонасс), 18 - блок связи с абонентами, 19 - четвертый усилитель, 20 - третий пороговый блок, 21 - схема ИЛИ, 22 - таймер, 23 - первая схема И, 24 - счетчик, 25 - первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), 26 - первый калибратор, 27 - второй ЦАП, 28 - второй калибратор, 29 - третий ЦАП, 30 - третий калибратор, 31 - четвертый ЦАП, 32 - формирователь, 33 - тактовый генератор, 34 - первый АЦП, 35 - второй АЦП, 36 - третий АЦП, 37 - четвертый АЦП, 38 - пятый усилитель, 39 - шестой усилитель, 40 - делитель, 41 - четвертый пороговый блок, 42 - вторая схема И.
Устройство (100) для разрешения неоднозначности из оценки (105) DOA ( φ ^ amb) содержит анализатор (110) оценки DOA для анализирования оценки (105) DOA ( φ ^ amb) для получения множества (115) неоднозначных параметров анализа ( φ ˜ I... φ ˜ N; f( φ ˜ I)...f( φ ˜ N); fenh,I( φ ^ amb)...fenh,N( φ ^ amb); gP( φ ˜ I)...gp( φ ˜ N); D( φ ˜ I)...D( φ ˜ N)) посредством использования информации (101) смещения, причем информация (101) смещения представляет отношение ( φ ^ ↔φ) между смещенной ( φ ^ ) и несмещенной оценкой DOA (φ), и блок (120) разрешения неоднозначности для разрешения неоднозначности в множестве (115) неоднозначных параметров анализа ( φ ˜ I... φ ˜ N; f( φ ˜ I)...f( φ ˜ N); fenh,I( φ ^ amb)...fenh,N( φ ^ amb); gP( φ ˜ I)...gp( φ ˜ N); D( φ ˜ I)...D( φ ˜ N)) для получения однозначного разрешенного параметра ( φ ˜ res; fres, 125).

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для контроля подводной обстановки вокруг охраняемых объектов, например буровых платформ, гидротехнических сооружений, судов, а также для обнаружения и сопровождения подводных объектов, вторгающихся в контролируемую акваторию натурного водоема, например в зону гидроакустического полигона, буровых платформ, судов. Технический результат: повышение дальности обнаружения и точности определения координат цели на рубежах повышенной ответственности. Сущность: в гидроакустической станции контроля подводной обстановки, включающей приемно-излучающую антенну, генератор, коммутатор, через который генератор подключен к приемно-излучающей антенне, надводный блок обработки и визуализации и подводный кабель, коммутатор и генератор вместе с приемно-излучающей антенной размещены в едином подводном модуле, в который дополнительно введены блок аналого-цифровых преобразователей, подключенный к коммутатору, блок управления, подключенный к блоку аналого-цифровых преобразователей, и блок интерфейса, подключенный между выходом блока управления и надводным блоком обработки и визуализации через подводный кабель, при этом в состав гидроакустической станции введена донная протяженная антенна, состоящая из совокупности последовательно соединенных приемных модулей, шины данных, блока управления, интерфейса и подводного кабеля, подключенного к блоку обработки и визуализации. 1 ил.

Изобретение относится к определению направления прихода сигнала от источника звука. Предложены способ предоставления информации направления на основании воспроизведенного аудиосигнала с внедренным водяным знаком и устройство для его осуществления, способ оценки пространственной позиции и устройство для его осуществления, машиночитаемый носитель, содержащий компьютерную программу для выполнения способов. Способ предоставления информации направления и способ оценки пространственной позиции включают этапы, на которых: принимают аудиосигналы с водяными знаками, причем каждый записанный аудиосигнал с водяными знаками содержит внедренный водяной знак, обрабатывают, по меньшей мере, два записанных аудиосигнала с водяными знаками, записанных, по меньшей мере, двумя аудиоприемниками в различных пространственных позициях, для определения информации фазы в качестве специфичной для приемника информации для каждого записанного аудиосигнала с водяными знаками, при этом специфичная для приемника информация зависит от внедренных водяных знаков, внедренных в записанные аудиосигналы с водяными знаками, и предоставляют информацию направления на основании специфичной для приемника информации для каждого записанного аудиосигнала с водяными знаками, при этом способ оценки пространственной позиции дополнительно содержит этап оценки позиции массива из, по меньшей мере, двух аудиоприемников, при этом позицию определяют на основании информации направления. Техническим результатом является обеспечение более точного определения направления прихода сигнала передачи и более точной оценки пространственной позиции. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам обнаружения источников звука. Устройство содержит микрофоны для приема звуковых сигналов, аналого-цифровые преобразователи, два средства вычисления автокорреляции между звуками, модуль вычисления взаимной корреляции, средство обнаружения источника звука, в частности, приближающегося транспортного средства, модуль определения неисправности. Средство вычисления автокорреляции вычисляет значение автокорреляции между сигналами, принимаемыми от первого и второго микрофонов, средство определения определяет больше ли значение автокорреляции первого модуля сбора звука, чем первое пороговое значение, и больше ли значение автокорреляции второго модуля сбора звука, чем второе пороговое значение, и определяет наличие приближающегося транспортного средства, когда значение автокорреляции первого модуля сбора звука больше, чем первое пороговое значение, а значение автокорреляции второго модуля сбора звука больше, чем второе пороговое значение. Средство определения неисправности функционирует посредством сравнения изменения значения автокорреляции первого модуля сбора звука с изменением значения автокорреляции второго модуля сбора звука. Технический результат - улучшение характеристик обнаружения источников звука. 11 ил.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для распознавания морских судов по их шумоизлучению. Сущность: исследуют спектр шумового сигнала морского судна. В исследуемом спектре сигнала находят частоту гармоники максимальной амплитуды и предполагают, что это - основная частота лопастного звукоряда. Формируют N эталонных спектров для N гипотез о количестве лопастей гребного винта. Вычисляют для каждого эталонного спектра его меру сходства со спектром исследуемого сигнала. Строят график в полярных координатах для функции, зависящей от гипотез о количестве лопастей и мер сходства для каждой гипотезы. Делают вывод о количестве лопастей винта в случае, если результирующая фигура подобна контуру винта с определенным количеством лопастей. Технический результат: выявление в спектре наблюдаемого сигнала информации, характеризующей количество лопастей винта и наглядное, интуитивно-понятное отображение этой информации инвариантно к скорости движения объекта. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

(57) Изобретение относится к акустическим локационным системам, использующим параметрические излучающие системы, формирующие узконаправленные пучки низкочастотных акустических сигналов. Преимущественная область использования - гидроакустика, а также ультразвуковая дефектоскопия, медицина, рыболокация, геолокация. Излучающий тракт параметрического гидролокатора содержит два или более генераторов высокочастотных сигналов, выход каждого из них соединен с сигнальным входом соответствующего импульсного модулятора, управляющие входы всех импульсных модуляторов соединены с выходом импульсного генератора, а выходы импульсных модуляторов через усилители мощности соединены с элементами акустической антенны, элементы акустической антенны каждой частоты расположены на отдельном входе акустического волновода, входы волновода акустически не связаны между собой и акустически соединены с выходом волновода, акустически связанным со средой лоцирования. 2 ил.

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для гидроакустического обеспечения противоторпедной защиты судов. Для гидроакустического обеспечения противоторпедной защиты корабля включают обнаружение и прием шумоизлучения торпеды гидроакустической станцией с буксируемой антенной переменной глубины, выработку прогноза движения торпеды, расчет данных стрельбы средствами самообороны и выработки маневра уклонения. Обнаруженный сигнал поступает в дисплейный пульт оператора, в котором вырабатывают сигнал торпедной опасности и осуществляют сброс дрейфующей акустической ловушки. Акустическая ловушка работает в режиме излучения имитированного шума судна. В качестве буксируемой антенны переменной глубины используют многоканальную антенну со статическим веером из N характеристик направленности. Фиксируют время приема сигналов системы самонаведения торпеды и время приема сигнала, излученного акустической ловушкой. Определяют временной интервал между моментом приема сигнала самонаведения торпеды и моментом приема имитирующего сигнала. Достигается упрощение системы противоторпедной защиты судов. 2 ил.

Изобретение относится к гидроакустике. Устройство содержит разъемный маслозаполненный подводный цилиндрический корпус с размещенными в нем электродвигателем и механическим драйвером. Источник питания, блок программного управления, размещены в судовом блоке. Нижняя часть подводного корпуса выполнена звукопрозрачной и снабжена съемными торцевыми крышками, в верхней крышке выполнено цилиндрическое отверстие. Электродвигатель посредством муфты соединен с механическим драйвером. Драйвер содержит вал и два эксцентриковых устройства, представляющих собой пару параллельных дисков со ступицами, закрепленными на валу драйвера, и подшипниками, оси которых жестко закреплены в дисках. Вал драйвера размещен в торцевых подшипниках. Устройство содержит вертикальные и горизонтальные направляющие. Излучающий элемент выполнен в виде четырех вогнутых тонкостенных цилиндрических сегментов с углом раскрыва 90°. Между торцевыми горизонтальными поверхностями тонкостенных цилиндрических сегментов и их горизонтальными направляющими размещены упругие прокладки. Между верхней и нижней частями корпуса установлены уплотнительные прокладки. Технический результат - повышение достоверности имитации излучения звука подводных движущихся объектов. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам акустического обнаружения и идентификации летательных аппаратов. Устройство содержит многоканальный приемник звука, содержащий микрофоны, усилители, АЦП, датчик скорости ветра, цифровой обнаружитель, выполненный на перепрограммируемых логических микросхемах, устройство распознавания, индикатор, радиомодем. Цифровой обнаружитель содержит блок цифровых фильтров, блок расчета нижней границы частоты, блок расчета дисперсии атмосферных шумов, цифровой коррелятор, блок сравнения, блок расчета адаптивного порога обнаружения. При этом определение пеленга на цель осуществляется по временному сдвигу максимума взаимной корреляционной функции, а распознавание обнаруженного ЛА осуществляется путем сравнения спектра акустического излучения ЛА с библиотекой спектров типовых летательных аппаратов. Дополнительной информацией для распознавания является скорость цели и уровень ее акустического излучения. Технический результат - повышение точности обнаружения. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для определения параметров объектов, шумящих в море. Сущность: устройство, содержащее многоэлементную акустическую приемную антенну шумопеленгования, блок формирования веера характеристик направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях, блок полосовой фильтрации, детектор, накопитель, блок расчета отношения сигнал/помеха, блок обнаружения объекта с определением направления на него, дополнено новыми блоками, а именно блоком формирования матрицы замера, блоком измерения вертикального разреза скорости звука, блоком расчета поля, блоком формирования матрицы прогноза по сетке дистанция-глубина, блоком формирования двумерной функции меры сходства, блоком совместного определения дистанции и глубины, блоком определения шумности объекта. Технический результат: повышение точности оценки шумности объекта и определение полной совокупности информации о шумящем в море объекте (направление на объект, дистанция до объекта, класс шумности объекта, глубина погружения объекта) в одном устройстве. 1 ил.

Изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для определения расстояния до всех объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре шумопеленгования, путем анализа цвета их трасс. Производят прием гидроакустического шумового сигнала многоэлементной антенной, формируют совокупность пространственных каналов в секторе обзора (горизонтального веера характеристик направленности) и осуществляют частотно-временную обработку сигнала в каждом пространственном канале независимо с формированием не менее двух частотных диапазонов и определением отношения сигнал/помеха в каждом из сформированных частотных диапазонов. Для разделения совокупности наблюдаемых объектов по расстоянию определяют в каждом пространственном канале максимальное значение отношения сигнал/помеха и коэффициенты значимости частотных диапазонов как соотношение между отношением сигнал/помеха в рассматриваемом частотном диапазоне и максимальным значением отношения сигнал/помеха. Задают интенсивность цветовой компоненты каждого частотного диапазона в соответствии со значением его коэффициента значимости, смешивают цветовые компоненты частотных диапазонов в каждом пространственном канале. Определяют переменный коэффициент усиления каждого пространственного канала на основе анализа максимального значения отношения сигнал/помеха, формируют цвет каждого пространственного канала путем умножения смеси цветовых компонент на коэффициент усиления. Индицируют полученную цветовую информацию в каждом пространственном канале в зависимости от времени с образованием цветовых трасс объектов во всем секторе обзора. Определяют расстояние до всех наблюдаемых объектов по цвету их трасс. Техническим результатом изобретения является возможность разделения по расстоянию всех шумящих объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре, при любом динамическом диапазоне сигналов шумопеленгования. 1 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-01-20 2016-01-20T19:54:07
Наверх