Сазонтов А.Г., Смирнов И.П. «Локализация источника в случайно-неоднородном океаническом волноводе с неизвестными параметрами с использованием адаптивного обобщенного алгоритма MUSIC» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 97 (2017)

Построен робастный алгоритм MUSIC, позволяющий локализовать акустический источник в условиях неполной информации о случайном канале распространения. В предположении, что основным механизмом, вызывающим рассеяние звука, является развитое ветровое волнение, представлены результаты статистического моделирования и экспериментальной апробации предложенного метода, характеризующие его работоспособность в реальной мелководной акватории.

Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Пересёлков С.А. «Локализация источника звука в океаническом волноводе» Известия РАН. Серия физическая, 81, № 8, с. 1041-1047 (2017)

Разработан помехоустойчивый алгоритм локализации источника звука в мелком море, основанный на двукратном преобразовании Фурье интерференционной картины, формируемой источником во время движения. Получаемая в результате преобразования Фурье спектрограмма в координатах частота–время содержит локализованные области спектральной плотности интенсивности конструктивно интерферирующих мод и распределенную область спектральной плотности помехи. Спектральная плотность сигнала локализована в области, линейные размеры которой обусловлены наименьшими частотным и пространственным масштабами изменчивости поля. Получена оценка предельного входного отношения сигнал/помеха для одиночного приемника, когда обеспечивается устойчивое обнаружение и оценки скорости и начального удаления источника от приемника близки к реальным. Высокая помехоустойчивость алгоритма основана на том, что в различные моменты времени осуществляется когерентное сложение амплитуд мод. Приведены результаты натурного эксперимента, демонстрирующие эффективность алгоритма. Для отношений сигнал/помеха больше предельного значения случайные оценки параметров источника близки к их среднестатистическим значениям.

Щуров В.А., Щеглов С.Г., Ляшков А.С. «Векторные свойства акустического поля как основа для создания помехоустойчивых алгоритмов обнаружения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 94 (2017)

В реальных векторных акустических полях мелкого моря, сформированных многими источниками звука, наблюдаются явления, которые могут быть использованы как механизмы выделения слабого сигнала на фоне когерентной помехи и подводного окружающего шума. Особенности свойств векторного акустического поля связаны с направленным характером движения энергии подводного окружающего шума, когерентной помехи от локальных источников, полезного сигнала; статистической особенностью разностно-фазовых соотношений и их производных; вихревыми структурами вектора плотности потока энергии. Перечисленные свойства являются фундаментальными свойствами векторного акустического поля и могут быть использованы в системах пассивной локации.

Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Казначеев И.В., Пересёлков С.А. «Применение спектрограммы к локализации шумового источника в мелком море» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 96-97 (2017)

Обсуждены условия, накладываемые на спектр шумового движущегося источника звука, когда возможно использование спектрограммы для задачи локализации. Изложен алгоритм локализации и оценена его помехоустойчивость. Приведены результаты численного и натурного экспериментов.

Кузнецов Г.Н., Кузькин В.М., Переселков С.А., Казначеев И.В. «Применение спектрограммы к локализации шумового источника в мелком море» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Обсуждены условия, накладываемые на спектр шумового движущегося источника звука, когда возможно использование спектрограммы для задачи локализации. Изложен алгоритм локализации и оценена его помехоустойчивость. Приведены результаты численного и натурного экспериментов.

Родионов А.А. «Исследование байесова метода локализации источника звука в волноводе с неточно заданными параметрами» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 95-96 (2017)

Проведена количественная оценка влияния флуктуаций скорости звука на возможность определения положения источника звука с помощью разных методов (оценивателя Бартлетта, метода Кейпона, а также алгоритма, основанного на байесовом подходе). Были рассмотрены два типа флуктуаций: вызванные случайными внутренними волнами, а также случайным отклонением профиля Манка, постоянным на всей трасе распространения. Предполагалось, что полезный сигнал принимается в 6 частотных полосах вертикальной антенной решеткой, состоящей из 16 элементов. Было показано, что наилучшие результаты демонстрирует метод, основанный на байесовом подходе, использующий интегрирование функции правдоподобия методом Монте-Карло по пространству неизвестных параметров и учитывающий различное отношение сигнал/шум в различных частотных полосах.

Лебедев М.В. «Оценка потенциальной эффективности работы гидроакустических систем наблюдения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 77-78 (2017)

Описывается оценка потенциальной эффективности работы гидроакустических систем наблюдения. Критерием эффективности является вероятность обнаружения гидроакустического сигнала на фоне помехи, когда известны вероятность ложной тревоги и местоположение цели. В модели наблюдения предполагается, что сигнал и шум являются некоррелированными. Ковариация шума и сигнала известны. В работе получены аналитические формулы для критериев эффективности для различных режимов работы гидроакустических систем. Кроме того, в работе приведены результаты численного моделирования для различных статистик обнаружения.

Смирнов И.П., Хилько А.А., Коваленко В.В., Мареев Е.А., Малеханов А.И., Хилько А.И., Кравченко В.Н. «Адаптивная интегрированная сетецентрическая система высокочастотного подводного наблюдения вблизи портовых зон и морских сооружений импульсных сигналов в океане» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 93 (2017)

Для акустического высокочастотного зонального наблюдения вблизи морских сооружений разработан сетецентрический метод, основанный на совместной обработке набора мультистатических томографических проекций, формируемых в подводном канале вертикальными излучающими и приемными решетками сложно-модулированных импульсных сигналов в виде согласованных с волноводом пучков. Исследована эффективность конкретных систем наблюдения в реальных прибрежных морских акваториях. Работоспособность метода исследовалась в натурных экспериментах.

Хилько А.И., Смирнов И.П., Машошин А.И., Шафранюк А.В. «Исследование влияния когерентности гидроакустических полей на эффективность подводного наблюдения» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 94 (2017)

Разработана модель когерентности высокочастотных гидроакустических полей в случайно неоднородных океанических волноводах. Анализируются причины разрушения когерентности. Приведены результаты расчётов когерентности шумовых источников в зависимости от взаимного положения источника и приемной системы, типа волновода, а также параметров случайных неоднородностей океанического волновода. Обсуждается эффективность частично когерентного подводного наблюдения.

Кузнецов Г.Н., Курчанов А.Ф. «Методы повышения помехоустойчивости обнаружения и пеленгования с использованием векторно-скалярного модуля» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 94 (2017)

Выполняется пеленгование широкополосных источников скалярной антенной (СА) и векторно-скалярными модулями (ВСМ) с использованием обработки по потоку мощности и по новому методу, основанному на применении псевдовекторов, построенных по проекциям векторов колебательной скорости (ВКС). Исследуется метод подавления помех от локального источника с использованием векторных полей.

Турчин В.И. «Анализ робастных алгоритмов пеленгации источников звука» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 96 (2017)

Построен максимально правдоподобный робастный алгоритм для пеленгации тонального источника в присутствии плавных флуктуационных искажений поля на раскрыве линейной антенной решетки; алгоритм инвариантен к коэффициентам, определяющим искажения поля. Построена граница Крамера–Рао для дисперсии оценки пеленга. Показано, что дисперсия зависит от набора коэффициентов; некоторые реализации коэффициентов в большой степени могут увеличить дисперсию оценки. Приведены численные примеры робастных оценок пеленга для «хороших» и «плохих» флуктуаций, которые сопоставлены с обычными оценками пеленга.

Родионов А.А., Семенов В.Ю. «Исследование эффективности некогерентного апертурного синтеза в зависимости от типа и длины траектории носителя антенной решетки» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 100 (2017)

Рассматривается задача шумопеленгации источника звука с использованием апертурного синтеза. При этом предполагается, что излучаемый источником сигнал является шумовым (некогерентным во времени). Такой сценарий наиболее интересен с практической точки зрения, поскольку реальные цели имеют в основном непрерывный спектр излучения. Кроме того, предполагалось, что источник сигнала движется с некоторой неизвестной скоростью, что также соответствует реальной ситуации. Предполагалось, что в качестве приемной системы используется две горизонтальные антенные решетки, расположенные по обоим бортам корабля-носителя и состоящими из 32 элементов каждая. Считалось, что на приемную систему помимо шумов моря воздействует также помеха, вызванная работой механизмов внутри корабля-носителя (корабельная помеха), мощность которой значительно превышает мощность полезного сигнала. Апертурный синтез производился за счет аппроксимации измеренной зависимости пеленга источника от времени модельной кривой. Подавление бортовой помехи осуществлялось за счет использования ранее разработанного метода адаптивной шумопеленгации. Было показано, что в зависимости от длины и типа траектории корабля-носителя достигаются различные точности измеренных координат движущегося источника. Наилучшие результаты достигаются для криволинейных траекторий, а также в случае неравномерного движения. Для таких сценариев показана возможность одновременной оценки координат источника в горизонтальной плоскости и двух проекций его скорости.

Кочетов О.Ю., Петников В.Г., Шатравин А.В. «Протокол динамической маршрутизации для сети автономных донных гидроакустических станций» II Всероссийская акустическая конференция, совмещенная с XXX сессией Российского акустического общества. Нижний Новгород, 6–9 июня 2017 г. Программа и аннотации докладов, с. 107 (2017)

Рассмотрены особенности применения протоколов динамической маршрутизации для построения самоорганизующейся сети автономных донных гидроакустических станций с использованием звукоподводной связи. Дан обзор известных протоколов динамической маршрутизации для мобильных радиосетей, показаны преимущества и недостатки проактивного и реактивного подходов. Описаны модификации реактивного протокола динамической маршрутизации AODV, учитывающие особенности использования звукоподводной связи. Этот протокол рекомендован для звукоподводной связи на Арктическом шельфе.

Стародубцев П.А., Мироненко М.В., Осуховский В.Э., Бакланов Е.Н. «Обработка сигналов просветной гидролокации в условиях помех и многолучевого распространения сигналов в протяженных гидроакустических каналах с переменными характеристиками среды» Двойные технологии, № 3, с. 53-56 (2017)

Рассматриваются практические пути реализации в низкочастотных про светных гидроакустических системах мониторинга возможностей оптимальной обра ботки принимаемых сигналов. Приводится алгоритм обработки принимаемой информации о гидрофизических полях среды, обеспечивающий эффективное обнаружение информацион ных сигналов, а также определение координат и параметров движения объектов в услови ях многолучевого распространения и помех среды.

Хилько А.И., Смирнов И.П., Машошин А.И., Шафранюк А.В. «Исследование влияния когерентности гидроакустических полей на эффективность подводного наблюдения» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Разработана модель когерентности высокочастотных гидроакустических полей в случайно неоднородных океанических волноводах. Анализируются причины разрушения когерентности. Приведены результаты расчётов когерентности шумовых источников в зависимости от взаимного положения источника и приемной системы, типа волновода, а также параметров случайных неоднородностей океанического волновода. Обсуждается эффективность частично когерентного подводного наблюдения.

Смирнов И.П., Хилько А.А., Коваленко В.В., Лучинин А.Г., Мареев Е.А., Малеханов А.И., Хилько А.И., Кравченко В.Н. «Адаптивная интегрированная сетецентрическая система высокочастотного подводного наблюдения вблизи портовых зон и морских сооружений импульсных сигналов в океане» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Для акустического высокочастотного зонального наблюдения вблизи морских сооружений разработан сетецентрический метод, основанный на совместной обработке набора мультистатических томографических проекций, формируемых в подводном канале вертикальными излучающими и приемными решетками сложно-модулированных импульсных сигналов в виде согласованных с волноводом пучков. Исследована эффективность конкретных систем наблюдения в реальных прибрежных морских акваториях. Работоспособность метода исследовалась в натурных экспериментах.

Кочетов О.Ю., Петников В.Г., Шатравин А.В. «Протокол динамической маршрутизации для сети автономных донных гидроакустических станций» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Рассмотрены особенности применения протоколов динамической маршрутизации для построения самоорганизующейся сети автономных донных гидроакустических станций с использованием звукоподводной связи. Дан обзор известных протоколов динамической маршрутизации для мобильных радиосетей, показаны преимущества и недостатки проактивного и реактивного подходов. Описаны модификации реактивного протокола динамической маршрутизации AODV, учитывающие особенности использования звукоподводной связи. Этот протокол рекомендован для звукоподводной связи на Арктическом шельфе.

Турчин В.И. «Анализ робастных алгоритмов пеленгации источников звука» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Построен максимально правдоподобный робастный алгоритм для пеленгации тонального источника в присутствии плавных флуктуационных искажений поля на раскрыве линейной антенной решетки; алгоритм инвариантен к коэффициентам, определяющим искажения поля. Построена граница Крамера–Рао для дисперсии оценки пеленга. Показано, что дисперсия зависит от набора коэффициентов; некоторые реализации коэффициентов в большой степени могут увеличить дисперсию оценки. Приведены численные примеры робастных оценок пеленга для «хороших» и «плохих» флуктуаций, которые сопоставлены с обычными оценками пеленга.

Попов Ю.Н., Лисенков Н.М. «Применение сложных широкополосных сигналов при измерении силы цели цилиндрической оболочки» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Показана возможность измерения силы цели с помощью широкополосных сигналов с кодово-импульсной модуляцией. Обеспечение высокоточного отсчета для синхронизации работы приемника и излучателя обеспечивает определение точного угла и расстояния между приемником, источником и целью. Сила цели определяется путем сравнения корреляционных функций сигналов на приемнике, полученных при прохождении зондирующего сигнала и отраженного эхосигнала. Результаты могут быть использованы в задачах гидролокации при поиске подводных объектов.

Лебедев М.В. «Оценка потенциальной эффективности работы гидроакустических систем наблюдения» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, http://uzmu.phys.msu.ru/toc/2017/5 (2017)

Описывается оценка потенциальной эффективности работы гидроакустических систем наблюдения. Критерием эффективности является вероятность обнаружения гидроакустического сигнала на фоне помехи, когда известны вероятность ложной тревоги и местоположение цели. В модели наблюдения предполагается, что сигнал и шум являются некоррелированными. Ковариация шума и сигнала известны. В работе получены аналитические формулы для критериев эффективности для различных режимов работы гидроакустических систем. Кроме того, в работе приведены результаты численного моделирования для различных статистик обнаружения.

Моргунов Ю.Н. «Исследование особенностей акустической подводной дальнометрии в зимних гидрологических условиях Японского моря» Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 57-61 (2017)

Перспективы развития навигационных систем для обеспечения позиционирования автономных подводных аппаратов (АПА) на больших удалениях от центров управления связаны с решением задач подводной дальнометрии в сложных гидрологических и батиметрических условиях распространения сигналов. Исследование особенностей распространения акустической энергии из шельфа в глубокое море имеет важное прикладное значение для решения этих задач. Особенно актуальны эти исследования для обоснования и разработки измерительных комплексов для обеспечения позиционирования и управления подводными роботами на расстояниях в сотни километров в зимних условиях функционирования АПА. Обсуждаются результаты эксперимента, проведенного в Японском море в марте 2016 года, на акустической трассе протяженностью 194 км. Исследован наиболее сложный случай распространения импульсных псевдослучайных сигналов из шельфа в глубокое море при наличии на акустической трассе вихревого образования. Анализ экспериментально полученных импульсных характеристик показал, что фиксируемый во всех точках максимальный первый приход акустической энергии хорошо согласуется с расчетом. Это свидетельствует о том, что на данном горизонте приема первыми приходят импульсы, прошедшие в приповерхностном звуковом канале по кратчайшему расстоянию и под малыми, близкими к нулю, углами. Предложена методика расчета средней скорости звука на трассе по данным спутникового мониторинга поверхностной температуры, позволяющая рассчитывать на успешное применение полученных результатов в задачах акустической дальнометрии и навигации.