Долина И.С., Долин Л.С. «Моделирование лидарных изображений нелинейных внутренних волн в мелком море» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 10, № 1, с. 31-36 (2017)

Проведено исследование особенностей формирования лидарных изображений нелинейных внутренних волн в условиях, приближенных к реальным. Выполнен анализ зависимости структуры изображения внутренних волн от характера стратификации показателя ослабления света (приповерхностный и придонный мутные слои, линейная стратификация, тонкая структура показателя ослабления). Показано, что в прибрежных районах Баренцева моря имеются условия для получения контрастных изображений нелинейных внутренних волн. Относительные изменения интенсивности эхо-сигнала, возникающие под влиянием внутренней волны, могут достигать десяти децибел. Максимальное изменение эхо-сигнала наблюдается при наличии слоя мутности в районе пикноклина, при этом в лидарном изображении хорошо отображаются вертикальные перемещения слоя мутности под влиянием внутренней волны. При существенном различии прозрачности воды над пикноклином и под ним формируется теневое изображение внутренней волны, знак контраста которого зависит от полярности солитона и того, какой из слоев верхний или нижний является более мутным. В жидкости с линейной стратификацией показателя ослабления пространственные вариации мощности эхо-сигнала почти линейно воспроизводят поле вертикальных смещений жидкости во внутренней волне. Полученные результаты могут быть использованы для решения задач дистанционной диагностики внутренних волн.

Машошин А.И. «Практические задачи гидроакустики, решаемые с использованием алгоритмов обработки сигналов, согласованных со средой их распространения (обзор)» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 10, № 1, с. 37-48 (2017)

Фундаментальной особенностью гидроакустического поля является сложная зависимость закона распространения сигнала от текущих гидроакустических условий в районе работы, поэтому алгоритмы решения большинства практических задач гидроакустики, которые, как правило, являются обратными задачами, должны учитывать текущие гидроакустические условия, т.е. должны быть согласованными со средой распространения гидроакустических сигналов и помех. В зарубежной литературе по гидроакустике под алгоритмами, согласованными со средой, понимается весьма узкий класс алгоритмов определения координат источника на основе фокусировки вертикально развитой антенны в конкретную точку пространства. Тем не менее, этот класс алгоритмов прочно закрепил за собой название Matched Field Processing, семантически подразумевающее существенно более широкий класс алгоритмов. Целью работы является обзор наиболее известных практических приложений гидроакустики, которые базируются на использовании алгоритмов, согласованных со средой. Приводится краткое описание алгоритмов, лежащих в основе приложений. Показано, что эти алгоритмы объединяет то, что на их вход, кроме параметров входных сигналов, измеренных на выходе приёмной гидроакустической антенны, поступает модель передаточной характеристики канала распространения сигнала, сформированная с использованием параметров текущих гидроакустических условий, измеренных с применением специальных технических средств (глубина моря, вертикальное распределение скорости звука, волнение поверхности, толщина ледового покрова) либо считанных с цифровых морских карт (рельеф дна), либо загруженных из баз гидрологических данных (коэффициенты затухания, отражения, рассеяния).

Микушин И.И., Серавин Г.Н. «Дистанционный акустический фазовый метод определения вертикального распределения скорости звука в море» Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 10, № 1, с. 49-60 (2017)

Задача определения гидрофизических характеристик морской среды по зафиксированным значениям известных излученных и принятых отражённых акустических сигналов от естественных рассеивателей без непосредственного измерения самих характеристик корабельными погружающимися зондами является в настоящее время актуальной. Оценка влияния вертикального распределения скорости звука от поверхности до дна в морском волноводе производится непосредственно перед использованием различной корабельной гидроакустической аппаратуры. Возможность использования информации о гидрофизических характеристиках волновода распространения гидроакустических сигналов при обнаружении подводной цели может значительно повысить эффективность использования судовой гидроакустической аппаратуры. Рассматривается алгоритм решения обратной задачи восстановления вертикального распределения скорости звука при зондировании с судна акустических рассеивателей звука в водной среде естественного происхождения, находящихся в объёме, ограниченном характеристиками направленности судовых антенн, поверхностью моря и дном. Скорость звука на различных горизонтах определяется разностью времён распространения излученных акустических сигналов, ее значения находят по разнице фаз принятых сигналов с различными частотами. Проведенные морские испытания разработанной экспериментальной аппаратуры позволили сделать вывод о возможности построения вертикального распределения скорости звука с судна при скорости его движения до пяти узлов.