Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

07.20 Подводные измерения и калибровка аппаратуры

 

Заграй Н.П. «Экологический мониторинг водной среды при акустическом взаимодействии акустических волн» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 8, с. 151-162 (2017)

Рассматривается решение теоретической задачи и ее возможные прикладные значения при описании распределений плотности вторичных волн источников при нелинейном взаимодействии акустических волн в среде распространения, осуществляя тем самым диагностику экологического состояния водной среды. Это связано с уникальной особенностью влияния объема диагностируемой среды на результат и параметры нелинейного взаимодействия распространяющихся в этой среде акустических упругих волн. При этом возможны различные случаи ограничения области нелинейного взаимодействия. Рассмотрена различная пространственная геометрия зоны нелинейного взаимодействия при разных формах как излучающей поверхности, так и формы поверхности ограничения зоны эффективного нелинейного взаимодействия. Метод запаздывающего потенциала позволяет расширить круг рассматриваемых задач в области комбинационных ситуаций для различных реальных случаев нелинейного взаимодействия акустических волн, используемых при экологическом мониторинге. Полученные выражения в общем случае определяют поле давлений любой из комбинационных частот генерируемого спектра при незначительных процессах затухания и дифракции волн. Предлагается модель описания нелинейного взаимодействия акустических волн с учетом ограничении области нелинейного взаимодействия поверхностью произвольного вида, а также изменения величины скорости их распространения в пространстве канала. При этом возможна реализация различных законов зависимости как вида поверхностей ограничения, так и скорости звука от вертикальной поперечной координаты, при использовании соответствующих представлений полей волн накачки. Подобный метод позволяет вести оценку влияния неровностей поверхности дна контролируемых водных акваторий. Решение приводит к нахождению амплитудных угловых распределений вторичного поля АПА в дальней зоне при произвольном виде поверхности ограничения нелинейного взаимодействия и в общей виде любой конфигурации формы площади активного излучателя антенны. Эти распределения будут зависеть от физических свойств среды, в которой происходит нелинейное взаимодействие распространяющихся акустических волн. Тем самым эти параметры, определяемые в результате мониторинга, будут содержать информацию об их изменениях в экологическом состоянии диагностируемых областей среды.

Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 8, с. 151-162 (2017) | Рубрики: 05.08 07.20

 

Ширкаев А.В., Шкелев Е.И., Кочергин В.С. «Реализация на ПЛИС акустического измерителя временной задержки» Труды XXI научной конференции по радиофизике. Нижний Новгород, 15–22 мая 2017 г., с. 254-257 (2017)

Одной из важнейших задач в радио-, акусто- и гидроакустических локационных системах является повышение эффективности обработки сигналов, принимаемых в условиях непрерывно изменяющейся помеховой обстановке. В связи с этим приходится решать задачу выбора формы сигналов и, как следствие, подбирать соответствующие алгоритмы и способы их обработки. Как известно, более высокие характеристики таких систем позволяет получить применение сложных сигналов. Что касается алгоритмов и способов обработки, то предпочтение следует отдать цифровой обработке, обладающей более широкими функциональными возможностями. Но при этом возникает проблема реального времени, которую можно разрешить, если цифровую обработку выполнять аппаратными средствами. Сегодня к таким средствам относятся программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС). Однако работу с программируемой логикой осложняет ограниченность доступных ресурсов ПЛИС и необходимость в рациональных способах представления данных с ориентацией на простые операции над ними. В локационных системах широко применяется когерентная и когерентно-импульсная обработка с применением фазоманипулированных по псевдослучайному закону сигналов. Альтернативой являются амплитудно-фазоманипулированные сигналы с псевдослучайной амплитудной манипуляцией

Труды XXI научной конференции по радиофизике. Нижний Новгород, 15–22 мая 2017 г., с. 254-257 (2017) | Рубрики: 07.18 07.20

 

Маркович И.И., Завтур Е.Е. «Алгоритм определения координат целей разностно-дальномерным методом с учетом неточностей установки приемных гидроакустических антенн» Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 8, с. 162-171 (2017)

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.

Известия Южного федерального университета. Технические науки, № 8, с. 162-171 (2017) | Рубрики: 07.18 07.20

 

Кирьянов А.В. «Опыт создания и использования на многоцелевых подводных лодках систем измерения и оценки гидрофизических параметров морской среды» Морская радиоэлектроника, № 4, с. 34-38 (2017)

Рассматривается особенность работы гидроакустических средств, связанная с неоднородностью морской среды. Указывается, что для эффективной работы ГАС, необходимо знание гидрофизических параметров среды распространения. Рассказывается об опыте создания и использования систем определения измерения и оценки гидрофизических параметров морской среды на многоцелевых подводных лодках.

Морская радиоэлектроника, № 4, с. 34-38 (2017) | Рубрика: 07.20

 

Мироненко М.В., Минаев Д.Д., Василенко А.М., Пятакович В.А. «Дистанционная гидроакустическая размерометрия подводных объектов» Датчики и системы, № 10, с. 41-47 (2017)

Рассмотрены результаты модельных экспериментальных исследований в гидроакустическом бассейне при разработке способа и системы дистанционной гидроакустической размерометрии. Представлены характеристики пространственной структуры дифракционного акустического поля сигналов за экранами различных размеров в зависимости от частоты и ширины полосы частот просветных сигналов, размеров экрана, а также в условиях моделируемого многолучевого распространения сигналов. Представлена структура системы, реализующая способ дистанционной гидроакустической размерометрии неподвижных объектов. Обоснована возможность определения размеров объектов на дистанциях сотни метров – единицы километров.

Датчики и системы, № 10, с. 41-47 (2017) | Рубрика: 07.20

 

Матвиенко Ю.В., Моргунов Ю.Н., Стробыкин Д.С. «Особенности формирования пространственной структуры векторно-фазовых акустических полей в условиях шельфовой зоны Японского моря» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 36-41 (2017)

Обсуждаются результаты экспериментальных исследований акустических полей на нескольких акваториях залива Посьета Японского моря, полученные при использовании комбинированной (векторной) приемной системы и буксируемого низкочастотного электромагнитного излучателя. Целью экспериментов являлось изучение пространственной структуры векторно-фазовых звуковых полей в условиях мелкого моря. Методически эксперименты обеспечивались буксировкой на разных глубинах источника тонального сигнала с частотой 134 Гц на удаления до 10 км от приемной системы. Особое внимание уделялось исследованию интерференционной структуры акустических полей, при различных вариантах размещения излучающей и приемной систем в волноводах с глубинами от 30 до 90 метров. Наиболее подробно обсуждается один из экспериментов, в котором, предположительно, удалось зафиксировать наличие вихревых структур в акустическом поле источника. Анализируется возможность практического применения результатов исследований.

Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 36-41 (2017) | Рубрика: 07.20

 

Василенко А.М., Пятакович В.А. «Аналитические свойства и функциональные возможности системы расчета пространственной структуры и параметров гидроакустического поля» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 60-67 (2017)

Приводятся результаты очередного этапа научных исследований авторов по вопросу создания системы мониторинга морских акваторий на основе разработок нелинейной просветной гидроакустики и нейросетевых технологий распознавания образов объектов. Проведена оценка достоверности результатов программы расчета характеристик морской среды, как основного элемента структуры информационно-аналитической системы. Получены результаты расчетов характеристик морской среды при прохождении циклонического вихря. На примере района юго-восточной части п-ва Камчатка, проиллюстрирован алгоритм выбора потенциально места установки глубоководной приемной системы. Смоделированы условия распространения звука на дистанциях 500 км, показано влияние сложного рельефа дна и различных глубин расположения источника звука на условия приема гидроакустических сигналов.

Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 60-67 (2017) | Рубрика: 07.20