Статья

Название статьи АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ЦЕЛЕЙ РАЗНОСТНО-ДАЛЬНОМЕРНЫМ МЕТОДОМ С УЧЕТОМ НЕТОЧНОСТЕЙ УСТАНОВКИ ПРИЕМНЫХ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ АНТЕНН
Автор И. И. Маркович, Е. Е. Завтур
Рубрика РАЗДЕЛ III. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ДЕФЕКТОСКОПИИ И НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ
Месяц, год 08, 2017
Индекс УДК 681.883.02.024
DOI 10.23683/2311-3103-2017-8-162-171
Аннотация На практике в пассивных гидроакустических системах для определения координат подводных и надводных объектов широкое распространение получил разностно-дальномерный метод (РДМ). Данный метод основан на использовании разностей расстояний от объекта до трех коллинеарных антенн с известными координатами. Для определения разности расстояний с помощью вычисления взаимно-корреляционных функций принятых шумоподобных сигналов измеряются временные задержки между поступлениями сигналов на каждую антенну. Существенным недостатком разностно-дальномерного метода является условие коллинеарного расположения трех приемных антенн с симметричной антенной базой, что представляет собой довольно трудную задачу при базах составляющих сотни метров. При несоблюдении этого требования погрешности определения координат цели значительно возрастают. В связи с этим практическую ценность для разработчиков гидроакустических систем представляет алгоритм, который позволяет рассчитать координаты цели для случая неколлинеарного расположения антенн с несимметричной антенной базой. В работе предложен алгоритм определения координат целей РДМ с учетом неточностей установки гидроакустических антенн и получены его аналитические соотношения. Подтверждена правильность приведенного алгоритма путем сведения произвольного расположения антенн к расположению на одной прямой, т.е. получение аналитическим способом из выведенных соотношений изложенного алгоритма известных выражений для классического РДМ определения координат целей. Использование предложенного алгоритма предполагает наличие априорных сведений о положении антенн, отсутствие взаимного перемещения антенной системы и цели, высокую точность измерения временных задержек, сигнал от цели и помеха являются некоррелированными стационарными случайными процессами. Однако при реализации рассматриваемого метода определения координат целей в пассивной гидролокации эти условия не всегда выполняются, и поэтому приходится учитывать факторы, связанные со средой распространения: профиль скорости звука, глубину и наклон дна, возможные многократные отражения сигналов от дна и поверхности мелкого моря, а также всегда существующую неопределенность точного положения антенн и некомпенсированный эффект Доплера, обусловленный движением цели.

Скачать в PDF

Ключевые слова Пассивная гидроакустическая система; разностно-дальномерный метод; коллинеарное расположение; приемные антенны.
Библиографический список 1. Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. Корабельная гидроакустическая техника: Состояние и актуальные проблемы. – СПб.: Наука, 2004. – 410 с.
2. Carter G.C. Passive Ranging Errors due to Receiving Hydrophone Position Uncertainty //
J. Acoust. Soc. Amer. – 1979. – Vol. 65, No. 2. – P. 528-530.
3. Картер Дж. К. Обработка сигналов в пассивной гидролокации // Подводная акустика и обработка сигналов. – М.: Мир, 1985. – С. 415-421.
4. Марьев А.А., Маркович И.И., Завтур Е.Е. Исследование погрешностей разностно-дальномерного метода пассивной локации // Излучение и рассеяние электромагнитных волн: Труды Международной научной конференции «Излучение и рассеяние электромагнитных волн» ИРЭМВ-2015. – Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2015. – С. 391-395.
5. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. – М.: Радио и связь, 1981. – 416 c.
6. Черняк В.С. Многопозиционная радиолокация. – М.: Радио и связь, 1993. – 416 с.
7. Беляевский Л.С, Новиков В.С., Олянюк П.В. Основы радионавигации: учебник для вузов гражд. авиации. – М.: Транспорт, 1982. – 288 с.
8. Quazi A.H., Lerro D.T. Passive localization using Time-Delay Estimates with Sensor Positional Errors // J. Acoust. Soc. Amer. – 1985. – Vol. 78, No. 5. – P. 1664-1670.
9. Hassab I.C. The Effect of Uncertainty in the Heading or Placement of a Subarray on Passive Ranging Accuracy // J. Acoust. Soc. Amer. – 1984. – Vol. 75, No. 2. – P. 479-485.
10. Ворошилин Е.П., Миронов М.В., Громов В.А. Определение координат источников радиоизлучения разностно-дальномерным методом с использованием группировки низкоорбитальных малых космических аппаратов // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – Томск: Изд-во ТУСУР, 2010. – № 1 (21). – Ч. 2. – С. 23–28.
11. Понарин Я. П. Элементарная геометрия: В 2 т. – Т. 1: Планиметрия, преобразования плоскости. – М.: МЦНМО, 2004. – 312 с.
12. Маркович И.И., Семеняк П.Л. Перспективные методы и алгоритмы, системы и устройства цифрового формирования и пространственно-временной обработки сигналов и изображений в практических разработках НКБ цифровой обработки сигналов ЮФУ // Известия ЮФУ. Технические науки. – Таганрог: ТТИ ЮФУ, 2008. – № 12 (89). – С. 79-88.
13. Маркович И.И., Ковалев Э.П., Семеняк П.Л. Коваленко Е.И. Гидроакустические средства исследования океана. Современные методы и средства океанологических исследований (МСОИ-2009) // Материалы XI Международной научно-технической конференции.
– М.: Океанология, 2009. – С. 207-210.
14. Маркович И.И. Цифровая пространственно-временная обработка сигналов в гидроаку-стических средствах исследования океана // Материалы V Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления». – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2010. – С. 125-129.
15. Маркович И.И. Цифровая пространственно-временная обработка сигналов в гидроакустических системах и комплексах. Подводные технологии и средства освоения Мирового океана / под ред. Н. Спасского. – М.: Изд. дом «Оружие и технологии», 2011.
– С. 366-373.
16. Маркович И.И., Махонин Г.М., Дорошенко В.Ю. Локация навигационноопасных неровностей дна // Сб. трудов научной конференции «Сессия научного совета РАН по акустике и XXIV сессия Российского акустического общества». – М.: ГЕОС, 2011. – Т. 2. – С. 222-225.
17. Маркович И.И., Махонин Г.М., Черниховская Г.Л., Дорошенко В.Ю. Оценка параметров и формы гидролокационных целей // Сб. трудов научной конференции «Сессия научного совета РАН по акустике и XXIV сессия Российского акустического общества». – М.: ГЕОС, 2011. – Т. 2. – С. 225-229.
18. Маркович И.И. Цифровая обработка сигналов в системах и устройствах: монография.
– Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2012. – 236 с.
19. Маркович И.И. Методы и алгоритмы цифровой пространственно-временной обработки гидроакустических сигналов в многолучевых эхолотах и локаторах препятствий // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. – СПб.: Наука, 2014. – Т. 7, № 2. – С. 58-71.
20. Маркович И.И., Душенин Ю.В. Применение многолучевых гидроакустических средств с цифровой пространственно-временной обработкой для экологического мониторинга водных районов // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2015. – № 12 (173). – С. 85-98.

Comments are closed.