Клюев М.С., Шрейдер А.А., Бреховских А.Л., Сажнева А.Э., Зверев А.С. «О некоторых аспектах обнаружения и изучения речных палеоструктур прибрежной зоны морского дна посредством широкополосного сейсмоакустического профилирования и GPS позиционирования» Геофизика, № 3, с. 56-65 (2021)

Рассматриваются некоторые аспекты сейсмоакустического обнаружения и изучения донных речных палеоструктур прибрежной морской зоны. Предлагается использовать метод вертикального сейсмоакустического зондирования в широком частотном диапозоне с различной диаграммой направленности и применением высокоточной GPS-навигации. Разработаны принципы сейсмоакустического обнаружения и исследования донных палеоструктур. Определены критерии и классификационные признаки наличия донных палеоструктур и приведены конкретные примеры. Описана аппаратура для практической реализации рассматриваемых методов и подходов. Представлены результаты их применения для изучения палеоструктур реки Ашамбы в Голубой бухте вблизи г. Геленджика. Проведены анализ и картографирование выявленных донных палеоструктур.

Гвоздков Е.М., Грязнова И.Ю. «О совершенствовании экологически безопасных акустических методов разведки месторождений ЖМК» Акустика среды обитания. Сборник трудов Шестой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (АСО-2021). Москва, 21 мая 2021 г., с. 88-98 (2021)

Методы дистанционного акустического зондирования признаны одними из самых безопасных с точки зрения экологии методов разведки полезных ископаемых на дне Мирового океана. Примером ископаемых, обнаруживаемых методами акустического зондирования, являются железомарганцевые конкреции. Железомарганцевые конкреции (ЖМК) – многокомпонентные руды, которые залегают, как правило, в глубоководных районах на илистых, слабо отражающих звук осадочных породах. В основе акустических методов обнаружения ЖМК лежит различие акустических импедансов конкреций и подстилающих их пород. Проведенные на кафедре акустики ННГУ модельные исследования показали возможность определения средней концентрации дискретных случайных неоднородностей по изменениям средней интенсивности обратно рассеянного акустического сигнала. Принято считать, что средняя интенсивность обратного рассеяния пропорциональна квадрату средней поверхностной концентрации дискретных случайным образом расположенных конкреций. Однако, при наличии отражения от подстилающей поверхности не наблюдается монотонный рост средней интенсивности рассеянного сигнала с увеличением средней концентрации дискретных неоднородностей. В настоящей работе проведен анализ обратного рассеяния акустических волн на дискретных случайных неоднородностях при различных акустических характеристиках донной поверхности.

Лутков С.А., Тезиков А.В. «Исследование искажений гидролокационного отображения элементов сложного подводного рельефа» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 4, с. 97-101 (2021)

Работа посвящена изучению влияния формы отражающей поверхности на результаты картографирования дна и съемки подводных объектов гидроакустическими средствами. Проведена сравнительная оценка качества картирования дна однолучевыми эхолотами и многолучевыми эхолотами. Опыт применения гидроакустических средств измерения глубины показывает, что в районах с выровненным рельефом глубины, измеряемые однолучевыми эхолотами, многолучевыми эхолотами, интерферометрическими эхолотами и механическими лотами, совпадают. В районах со сложным рельефом глубины, измеренные однолучевыми эхолотами, превышают глубины, измеренные многолучевыми эхолотами, и сильно варьируются. Разработана математическая модель для исследования искажений отображения гидролокатора донной поверхности в зависимости от кривизны отражающей поверхности. Получены аналитические зависимости, позволяющие восстановить форму отражающей поверхности по результатам гидроакустических измерений.

Лучин В.А., Голов А.А., Шешегов А.В., Дубина В.А., Моргунов Ю.Н. «Использование массивов многолетних океанологических данных и опорных гидроакустических сигналов для уточнения методики расчета эффективной скорости звука на акустических трассах в Охотском море» Подводные исследования и робототехника, 34, № 2, с. 4-15 (2021)

Представлена многоуровневая методика расчета эффективной скорости звука на акустических трассах в Охотском море, которая базируется на использовании всей доступной океанологической информации с 1929 по 2020 г. и опорных гидроакустических сигналах. На основе многолетних массивов океанологических данных выявлены сезонные и межгодовые особенности формирования полей скорости звука в море, а также правила группировки и обработки исходных данных на акустических трассах. Разработано прогностическое уравнение (с заблаговременностью не менее 2 месяцев) для предсказания типа («теплый», «нормальный», «холодный») термического режима вод холодного подповерхностного слоя Охотского моря, в котором формируется подводный звуковой канал. В качестве предикторов прогностического уравнения используются межгодовые вариации климатических индексов атмосферы и океана, а также межгодовые изменения локальных параметров в системе атмосфера–лед–океан Охотского моря и прилегающих регионов суши, Тихого океана и Японского моря. Реализация методики существенно уменьшает погрешность расчетов эффективной скорости звука на акустических трассах по данным океанологических наблюдений. Ее использование будет наиболее востребовано в бортовом компьютере автономного подводного объекта, выполняющего миссию на сравнительно обширном полигоне с существенно изменяющимися гидрологическими условиями и значениями эффективной скорости звука на акустических трассах

Каплуненко Д.Д., Дубина В.А., Моргунов Ю.Н., Голов А.А. «Восстановление горизонтальных полей скорости звука в Японском море на основе спутниковых и модельных данных» Подводные исследования и робототехника, 34, № 2, с. 28-38 (2021)

Оценка максимально точных значений горизонтальной и вертикальной скорости звука в морских и океанических бассейнах с целью точного позиционирования необитаемых движущихся подводных объектов в водной толще является одной из важнейших задач нескольких смежных областей морских наук – гидроакустики, спутниковой и классической океанологии. При этом получение решения задачи возможно только косвенным путем, через сбор информации о температуре и солености среды методами дистанционного зондирования и измерения in situ, с последующим моделированием и восстановлением отсутствующих данных. В данной работе показано, как может быть выполнено восстановление поля скорости звука с разрешением до 1 км за счет данных спутниковых наблюдений инфракрасного и видимого диапазонов и данных гидродинамического моделирования в районе северо-западной части Японского моря, включающей в себя район залива Петра Великого и фронтальную зону разделения системы течений в районе возвышенности Ямато. По результатам расчетов сделана оценка влияния на скорость звука изменчивости по температуре и солености в зависимости от их реальных значений, наблюдаемых для региона исследований. Данная постановка эксперимента позволяет в итоге оценить возможное сокращение ошибки позиционирования подводного аппарата, которое может возникать при использовании вышеуказанных наборов данных совместно. Метод восстановления скоростей звука применим в зимнее время, в отсутствие сезонного термоклина.

Касаткин Б.А., Косарев Г.В. «Опыт применения акустического профилографа с синтезированной апертурой для поиска малоразмерных объектов в морском дне» Подводные исследования и робототехника, 34, № 2, с. 41-45 (2021)

Анализируется опыт применения акустического профилографа с линейной частотной модуляцией зондирующего сигнала, размещённого на борту автономного необитаемого подводного аппарата и предназначенного для поиска малоразмерных объектов в верхнем слое морского дна. Для увеличения разрешающей способности профилографа использованы алгоритмы синтезирования апертуры. Описана методика проведения профилографической съемки морского дна. Выполнена оценка размеров обнаруженных целей при помощи алгоритма синтезирования апертуры. Произведен расчет производительности профилографической съемки с учетом времени обследования заданной площади и затрат на первичную и вторичную обработку полученных данных.