Костенко В.В., Ваулин Ю.В., Дубровин Ф.С., Львов О.Ю. «О точности определения координат подводного модуля на основе измеренных параметров движения буксируемой системы» Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 21-29 (2020)

Буксируемый подводный модуль (БПМ) эффективно используется для решения задач, связанных с координированием подводных объектов, местоположение которых подлежит уточнению в процессе их детального обследования. При этом большое значение имеет точность определения координат самого буксируемого модуля относительно судна-буксировщика. Использование гидроакустических навигационных средств, в частности систем с ультракороткой базой (ГАНС УКБ), ограничено вследствие помех, влияющих на качество сигналов в приемной антенне. Альтернативой служит метод определения координат БПМ на основе данных траекторных измерений параметров буксируемой системы. К числу последних относятся расчетные значения параметров кабеля связи в установившихся режимах буксировки, значения путевой скорости и путевого угла буксировщика, а также измеренные значения длины кабеля, глубины погружения и курса БПМ. В работе дан сравнительный анализ различных вариантов вычислительных алгоритмов, позволяющих получить оценки точности определения координат БПМ в различных режимах стационарной буксировки и при наличии сбоев в работе навигационных средств.

Ваулин Ю.В., Дубровин Ф.С., Панин М.А., Львов О.Ю. «Координирование неподвижного глубоководного гидроакустического оборудования методом мультилатерации» Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 30-35 (2020)

При решении многих задач в условиях глубокого моря возникает необходимость в координировании стационарно размещаемого на дне гидроакустического оборудования (маяков-ответчиков, донных станций и т.п.). К числу методов, обеспечивающих координирование подобных объектов, можно отнести метод мультилатерации. В ИПМТ ДВО РАН разработан программно-аппаратный комплекс, предназначенный для автоматизированного координирования донных маяков-ответчиков и глубоководных гидроакустических станций с использованием метода мультилатерации. Результаты натурных испытаний комплекса подтверждают работоспособность, высокую эффективность и точность координирования стационарных донных объектов с использованием метода мультилатерации по сравнению с методом трилатерации за счёт большего количества измерений дистанций и применения вероятностного подхода к оценке положения объекта. На основе полученных результатов дается оценка преимуществ и недостатков данного способа координирования.

Голов А.А., Моргунов Ю.Н., Сорокин М.А., Петров П.С. «Результаты экспериментальных и теоретических исследований распространения импульсных сигналов в мелком море вдоль кромки континентального шельфа» Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 36-41 (2020)

Анализируются результаты натурного эксперимента по распространению импульсных акустических сигналов на шельфе Японского моря в осенне-летний период 2018 г. Цель эксперимента состояла в определении времён прихода и эффективных скоростей распространения сигналов вдоль акустической трассы, ориентированной вдоль кромки шельфа. В ходе теоретического анализа и моделирования распространения звука для условий эксперимента разработана методика прогноза эффективных скоростей распространения импульсных сигналов на большие расстояния в мелком море. Методика основана на усреднении групповых скоростей первой модальной компоненты сигнала по всей трассе.

Буланов В.А., Корсков И.В., Стороженко А.В., Соседко С.Н. «Исследования акустических характеристик верхнего слоя моря методом многочастотного акустического зондирования» Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 42-55 (2020)

Описано применение акустического зондирования для исследования акустических характеристик верхнего слоя моря с использованием широкополосных остронаправленных инвертированных излучателей, устанавливаемых на дно. В основу метода положен принцип регистрации обратного рассеяния и отражения от поверхности моря акустических импульсов с различной частотой, позволяющий одновременно измерять рассеяние и поглощение звука и нелинейный акустический параметр морской воды. Многочастотное зондирование позволяет реализовать акустическую спектроскопию пузырьков в приповерхностных слоях моря, проводить оценку газосодержания и получать данные о спектре поверхностного волнения при различных состояниях моря вплоть до штормовых. Применение остронаправленных высокочастотных пучков ультразвука позволяет разделить информацию о планктоне и пузырьках и определить с высоким пространственным разрешением структуру пузырьковых облаков, образующихся при обрушении ветровых волн и структуру планктонных сообществ. Участие планктона в волновом движении в толще морской воды позволяет определить параметры внутренних волн – спектр и распределение по амплитудам в различное время.

Пахомов С.А., Шостак С.В. «Пространственно-временная обработка сложного широкополосного сигнала на основе гармонического разложения» Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 56-59 (2020)

Для оценки направления на морской объект рассмотрено формирование пространственно-временного сигнала в приемной эквидистантной линейной антенной решетке в условиях плоского волнового фронта поля акустического давления, создаваемого сложным широкополосным сигналом. Модель формирования спектра информационного сигнала на выходе отдельного гидрофона антенной решетки представлена векторно-матричным уравнением в аддитивной смеси с шумом гидроакустического канала. Для оценивания такого сигнала применены методы линейного оценивания в спектральной области, позволяющие получить несмещенные оценки с минимальной дисперсией. Найдена матрица весовых коэффициентов, с помощью которой шумовые компоненты отдельного гидрофона (приемного канала) приводятся к белому шуму с минимальной дисперсией. При суммировании спектров гидрофонов антенной решетки пространственно-временной сигнал на ее выходе определен с помощью оценок отдельных информационных сигналов гидрофонов и их остаточного шума с разной дисперсией. Минимальное значение дисперсии выходного шума антенной решетки получено на основании ковариационной матрицы остаточного шума. Предлагаемый оптимальный метод оценки направления прихода сигнала от морского объекта на антенную решетку позволяет отказаться от избыточного числа ее линий задержки, при одновременном значительном у

Фищенко В.К., Зимин П.С., Зацерковный А.В., Суботэ А.Е., Голик А.В., Гончарова А.А. «Системы стационарного подводного видеонаблюдения прибрежных акваторий» Подводные исследования и робототехника, № 1, с. 60-71 (2020)

В Тихоокеанском океанологическом институте (ТОИ) ДВО РАН с 2012 г. ведутся разработки и исследования возможностей технологий стационарного подводного видеонаблюдения. Развернуты 3 подводных комплекса: два в бухте Алексеева (о-в. Попова) и один в бухте Витязь (зал. Посьета). К настоящему времени накоплены значительные объемы информации в виде моментальных снимков и видеозаписей подводных сцен. Разработаны интерфейсы для предоставления этой информации пользователям по каналам сети Интернет. Разработаны технологии поддержки работы территориально разнесенных экспертов, составляющих биологические описания видеоматериалов, подобных тем, которые разрабатываются в ведущих зарубежных организациях по морской биологии. Разработаны и апробированы методики оценивания по видеоинформации параметров жизнедеятельности некоторых видов морских гидробионтов. Благодаря непрерывности наблюдения зафиксировано нескольких редких случаев, представляющих интерес для морских биологов. Разработаны и апробированы методики оценивания гидрологических характеристик среды на основе анализа видеотрансляций с подводных камер. Эти результаты представляются важными в контексте сопровождения наблюдений за жизнедеятельностью морской биоты данными о внешних условиях, в которых она происходит. Продемонстрирована возможность использования звукового канала камер для регистрации и анализа акустических шумов от морских судов. Продемонстрирована возможность применения подводных видеокомплексов для организации экспериментов по изучению реакции морских гидробионтов на воздействие целенаправленных физических сигналов.