Смирнов И.П., Хилько А.И., Хилько А.А. «Томографическое наблюдение неоднородностей мелкого моря при зондировании фокусированным высокочастотным акустическим полем. II. Исследование эффективности наблюдения» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 52, № 3, с. 192-207 (2009)

Исследуется эффективность высокочастотного акустического наблюдения малоразмерных пространственно-локализованных неоднородностей мелкого моря томографическим методом, который основан на использовании согласованной с волноводом фокусировки принимаемого и излучаемого полей в область предполагаемого расположения неоднородности. При наблюдении осуществляется статистическая проверка гипотез о положении неоднородности, формируемых на основе использования априорной информации в виде модели волновода и данных о структуре системы наблюдения. Для ослабления влияния помех, связанных с интерференционной структурой полей в волноводе, осуществляется накопление парциальных изображений, соответствующих отдельным лучевым томографическим проекциям. С помощью имитационной модели рассматриваемого метода проанализированы зависимость его точности и чувствительности от условий наблюдения в мелком море.

Смирнов И.П., Хилько А.И., Хилько А.А. «Томографическое наблюдение неоднородностей мелкого моря при зондировании фокусированным высокочастотным акустическим полем. I. Структура имитационной модели» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 52, № 2, с. 134-150 (2009)

В рамках лучевого описания акустического поля исследуются возможности томографического наблюдения малоразмерных тел в мелководных плоскослоистых волноводах океанического типа. Для повышения пространственного разрешения и чувствительности при решении рассматриваемой обратной задачи использована согласованная с волноводом фокусировка принимаемого и излучаемого полей в область предполагаемого расположения наблюдаемого тела. Алгоритм наблюдения в этом случае заключается в поиске глобального экстремума решающей статистики, которая определяется невязкой измеренных данных и гипотез о положении тела. Такие гипотезы формируются на основе использования априорной информации в виде модели волновода и данных о структуре системы наблюдения. Для ослабления влияния помех, связанных с интерференционной структурой полей в волноводе, используется селекция отдельных лучевых томографических проекций с последующим накоплением парциальных изображений. Анализируется модель томографического наблюдения в мелком море, основанная на указанных принципах.

Гайкович П.К., Хилько А.И., Гайкович К.П. «Метод многочастотной ближнепольной акустической томографии объёмных неоднородностей морского дна» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 54, № 6, с. 431-443 (2011)

Предложен метод ближнепольной многочастотной когерентной акустической томографии пространственно локализованных неоднородностей дна мелкого моря. В рамках развиваемого метода наблюдения осуществляется двумерное пространственное сканирование приёмно-излучающей системы вдоль дна над областью расположения неоднородностей на различных частотах. В борновском приближении исходное трёхмерное интегральное уравнение для рассеянного поля сводится к одномерному уравнению типа Фредгольма 1-го рода относительно глубинного профиля поперечного спектра неоднородностей. При решении этого интегрального уравнения для каждой пары спектральных компонент используется метод обобщённой невязки, а искомое трёхмерное распределение получается путём обратного фурье-преобразования восстановленного спектра. Представлены результаты численного моделирования томографии и визуализации неоднородностей дна мелкого моря.

Половинка Ю.А. «Коррекция ошибок и селективное сопровождение импульсов в потоковых данных акустического зондирования» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 40-45 (2015)

Импульсные сигналы используются для связи, навигации и томографии в подводной акустике, применяются в системах акустического неразрушающего контроля неоднородных сред и дистанционных измерениях турбулентности, скорости ветра и температуры в атмосфере. Точность акустических методов зависит, как от аппаратурной точности измерений, так и от применяемых алгоритмов обработки акустических сигналов. В работе предложен вариант импульсного способа измерений функции отклика акустического канала, включающий коррекцию ошибок в получаемых данных, а также селективное сопровождение во времени и точное измерение отдельных импульсных приходов. Способ реализуется применительно к потоку блоков данных акустического зондирования, где каждый блок представляет оцифрованные значения импульсной функции отклика акустического канала. Алгоритм реализации способа включает контроль правильности данных и коррекцию ошибочных блоков в потоке, селективное выделение, сопровождение и точное измерение времен прихода конкретных импульсов. Определение и коррекция ошибочных блоков осуществляется по заданному уровню коэффициента взаимной корреляции данных в соседних блоках. Идентификация, селективное выделение и сопровождение во времени импульсов в измеренных функциях отклика выполняется путем поиска локальных максимумов и расчета евклидова расстояния между всеми локальными максимумами в следующих друг за другом блоках данных и построения конкретных траекторий, соединяющих максимумы, в соответствии с условием минимального расстояния между максимумами в соседних блоках. Измерение времен прихода конкретных импульсов проводится путем выборки значений вдоль рассчитанных траекторий. Численная реализация способа выполнена в среде программирования MATLAB. Для тестирования способа и программ использовались экспериментальные данные импульсного зондирования в Японском море, полученные в лаборатории акустической томографии ТОИ ДВО РАН в 2005–2012 годах. Способ позволяет повысить точность и автоматизировать процесс измерений времен распространения импульсных акустических сигналов и может быть реализован в технических системах и устройствах, использующих амплитудно-временные принципы измерений физических величин