Малеханов А.И., Смирнов А.В. «К вопросу о практической эффективности методов пространственной обработки сигналов, основанных на модели среды распространения звука в каналах мелкого моря» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 257-259 (2024)

Представлены результаты сравнительного анализа нескольких «согласованных со средой» методов пространственной обработки полезного сигнала на фоне интенсивной помехи и морских шумов, включая метод оптимальной обработки, в реалистичных условиях рассогласования модели среды по параметрам гидрологии и подстилающего дна (на примере вертикальной антенны в канале Баренцева моря). Демонстрируется существенное различие эффективности методов как в условиях точного согласования, так и при ошибках в оценке параметров канала.

Малеханов А.И., Смирнов А.В. «Методы пространственной обработки частично-когерентных многомодовых сигналов в канале мелкого моря с помощью вертикальной антенной решетки: эвристические оценки эффективности» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 260-262 (2024)

Представлены результаты численного моделирования ряда методов пространственной обработки частично-когерентного многомодового сигнала на фоне интенсивных модовых шумов в канале мелкого моря при вертикальном размещении антенной решетки. Основное внимание уделено вопросу о выборе методов, близких к оптимальному методу по величине выходного отношения сигнал/шум, но более простых в своей реализации, в зависимости от модового состава сигнала и положения антенны по глубине канала. Показано, что одним из таких квазиоптимальных методов обработки является метод некогерентной модовой фильтрации при условии адаптивной оценки помехоустойчивых мод сигнала.

Буланов В.А., Корсков И.В., Стороженко А.В. «Рассеяние звука и изменчивость структуры верхнего слоя в Японском и Охотском морях» Подводные исследования и робототехника, № 3, с. 83-96 (2024)

Представлены результаты исследований рассеяния звука в Японском и Охотском морях в различные годы. Актуальность исследований связана с необходимостью создания оперативных методов проводить оценку изменчивости структуры морской среды в процессе непрерывного движения судна. Данное обстоятельство особенно важно вблизи фронтальных зон и границ течений, когда характеристики среды изменяются на небольшом расстоянии и поэтому никакие контактные методы не позволяют осуществлять подробную пространственную съемку структуры среды вблизи таких границ. Разработан эффективный акустический метод на основе рассеяния звука, позволяющий на различных частотах проводить изучение структуры звукорассеивающих слоев, включая пузырьки, планктон, подводные газовые факелы. Измерения коэффициентов рассеяния звука проводились на ходу судна и на отдельных станциях на частотах от 12 до 100 кГц. Проведены оценки биомассы планктона вдоль длинных трасс на основе рассеяния звука. Представлены исследования рассеяния звука в подводных газовых факелах, обнаруженных на границе шельфа в Японском море. Представленные теоретические модели позволили провести оценки концентрации газа в пузырьках, образующих газовые факелы, а также оценить общее количество газа, выходящее из обнаруженных газовых факелов на шельфе Японского моря.

Борейко А.А., Матвиенко Ю.В., Переселков С.А., Хворостов Ю.А. «Перспективы применения подводных роботов в задачах контроля шумовой подводной обстановки» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 103-105 (2024)

Анализируется возможность создания мобильных быстро развертываемых систем контроля шумовой подводной обстановки с использованием подводных роботов в локальных морских районах. Отмечено, что задачи могут быть решены при применении гибридных подводных аппаратов, несущих комбинированные скалярно-векторные приемники звука. В таких аппаратах обычные функции робота как транспортного средства дополнены возможностями реализации режима подводного глайдера для экономичного выхода в удаленный район обследования, малошумной приемной гидроакустической станции, управляемого режима движения по толще воды и режима радиобуя со средствами навигации и связи. Отмечено также, что перспективы применения такого гибридного аппарата определяются возможностью решения задач назначения в реальном времени на его борту.

Григорьев Л.В., Семенов А.А. «Адаптивные лазерные сейсмографы и гидрофоны» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 50-53 (2024)

Представлены результаты исследований по созданию адаптивных волоконно-оптических и интегрально оптических гидрофонов, сейсмографов, предназначенных для работы в низкочастотной (НЧ) и инфранизкочастотной (ИНЧ) акустических диапазонах спектра. Адаптивные лазерные сейсмографы и гидрофоны были созданы на основе волоконно-оптических приемников акустического давления был использован интерферометр Маха–Цендера с «узлом» сложения оптических сигналов на основе фоторефрактивного кристалла, в котором была сформирована динамическая голографическая решетка.

Митин В.Н., Терехов Ю.Е., Григас С.Э. «Алгоритм выбора режима гидролокации приёмо-передающих ГАС в многопозиционной системе подводного наблюдения (МСПН) при контроле акватории» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 80-82 (2024)

Рассматривается многопозиционная система подводного наблюдения (МСПН) с множеством гидроакустических станций (ГАС), поочередно излучающих сигналы для контроля акватории. Каждая ГАС может работать либо в моностатическом режиме гидролокации – излучать и принимать эхо-сигналы, либо в мультистатическом режиме -только принимать эхо-сигналы от излучений других ГАС. Приведён алгоритм выбора режима работы для каждой ГАС МСПН, основанный на регулировании интервалов приёма сигналов ГАС. Алгоритм позволяет сократить время создания поля обнаружения по сравнению со случаем использования только режима моностатической гидролокации ГАС.

Дынин И.Н., Кранц В.З., Островский Д.Б. «Многодиапазонный малогабаритный гидроакустический пеленгатор» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 83-85 (2024)

Рассмотрен принцип построения многодиапазонного гидроакустического пеленгатора, в котором в каждом частотном диапазоне на базе цилиндрической звукопрозрачной многоэлементной антенны формируется веер пространственных каналов (ПК), имеющих диаграммы направленности типа «обратная кардиоида». Определены условия, ограничивающие число формируемых ПК, необходимое количество и топология размещения приемников в антенне. Приведены упрощенные структурные схемы пеленгатора.

Драченко В.Н., Кузнецов Г.Н., Михнюк А.Н. «Квазиоптимальный алгоритм обнаружения малоразмерных многобликовых отражателей в многолучевом волноводе» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 86-89 (2024)

Выполнено исследование увеличения вероятности обнаружения эхосигналов на фоне помех при использовании квазиоптимального алгоритма, учитывающего многолучевую модель волновода и многобликовость отражателя. Обоснована возможность увеличения дальности обнаружения при использовании временного интервала, в течение которого наблюдается последовательность сигналов, отраженных от одной цели. Показано, что в результате накопления мощности с использованием квазиоптимального алгоритма, частично учитывающего модель передаточной функции и модель отражателя, уменьшаются ложные тревоги и увеличивается дальность сопровождения цели.

Смирнов А.О. «Повышение технических характеристик приемного тракта гидроакустических систем с фазированной антенной решеткой» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 94-96 (2024)

Статья посвящена решению проблем повышения технических характеристик приемного тракта в части идентичности параметров каналов, расширения динамического диапазона принимаемых сигналов, повышения надежности всей системы путем внедрения аналого-цифровых преобразователей с избыточной частотой дискретизации, дополненных специальной системой синхронизации.

Попов И.И. «Аппаратные средства обеспечения информационного обмена автономных роботизированных комплексов» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 97-99 (2024)

Рассматриваются результаты разработки вычислительных средств для реализации режима гидроакустической связи в морских робототехнических комплексах.

Чилингаров А.О. «Способы информационного наполнения сигналов гидроакустической связи для взаимодействия с необитаемыми аппаратами» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 100-102 (2024)

Рассмотрены два варианта информационного наполнения сигналов связи для организации управления подводными аппаратами. Первый вариант наполнения реализует передачу формализованных сообщений. Второй вариант может быть использован для передачи произвольной информации, представленной в двоичном виде. Полученные решения могут быть использованы при разработке системы управления необитаемыми аппаратами, а также при организации информационного обмена в сетевой гидроакустической коммуникационной системе.

Скорынин А.А., Телицын В.А., Крестовских Д.А., Марычев Е.А., Чекмарев М.В., Григас С.Э. «Метод обнаружения фазо-кодо-манипулированного сигнала в многолучевом гидроакустическом канале связи при наличии в нем импульсных помех» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 120-122 (2024)

Рассмотрен метод и алгоритм обнаружения многолучевого фазо-кодо-манипулированного гидроакустического пилот-сигнала, принимаемого на фоне импульсных помех. Представлены кривые обнаружения пилот-сигнала, полученные по результатам моделирования с использованием предложенного алгоритма.

Рамазанов М.А. «Комплексирование данных информационно-измерительных и навигационных систем подводных объектов» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 346-350 (2024)

Рассмотрены принципы и алгоритмы объединения данных измерений в комплексных системах обработки информации морских подводных объектов. Представлены рекуррентные алгоритмы комплексирования разнородных данных. Приведены результаты имитационного моделирования процесса оценивания, подтверждающие эффективность предложенных алгоритмов обработки информации.

Власов С.Е., Годунов А.Н. «Многопроцессорные системы сигнальной обработки» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 362-364 (2024)

Рассматриваются вопросы реализации вычислительных алгоритмов сигнальной обработки. Приводятся методы распараллеливания алгоритмов и реализации алгоритмов на многопроцессорных вычислительных системах на базе коммуникационной среды RapidIO.

Алексеев Н.А., Павелкин И.А., Короткий М.А., Романов С.В., Юсупов С.Э. «Нейросетевой алгоритм обнаружения аномалий на гидролокационных изображениях» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 371-373 (2024)

В связи с повышением требований к системам подводного мониторинга возникает необходимость разработки современных интеллектуальных алгоритмов обработки гидролокационных изображений. Сформированы обучающие наборы данных. Поставлена задача обнаружения аномалий на гидролокационных данных. Предложен алгоритм обнаружения аномалий в области дна. Подготовлена тестовая выборка, на которой получены значения метрик вероятность правильного обнаружения и пиксельная вероятность ложного обнаружения со значениями 0,8 и 0,09 соответственно.

Колток Н.Г., Павелкин И.А., Пчелинцев Д.Г., Романов С.В. «Алгоритм обнаружения объектов на гидролокационных изображениях на основе детерминированных методов извлечения признаков» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 374-376 (2024)

Рассмотрено применение детерминированных методов извлечения признаков из изображений для задачи обнаружения объектов на гидролокационных изображениях. На основе выбранных метрик качества проведен сравнительный анализ эффективности методов: статистического, главных компонент, пространственной кластеризации, текстурного и яркостного. Разработан алгоритм обнаружения объектов на гидролокационных изображениях с применением детерминированных методов извлечения признаков.

Викснин И.И., Куприянов М.С., Селезнев И.А., Турушев Т.А., Гоголев Е.Е., Шейнман Е.Л. «Анализ гидроакустических данных с применением методов машинного обучения и нейронных сетей» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 377-379 (2024)

Анализ гидроакустических данных является комплексной задачей, требующей наличия у исследователя как теоретических знаний, так и практических навыков. Современный научно-технический уровень в области искусственного интеллекта позволяет заявить о принципиальной возможности применения методов машинного обучения и нейронных сетей для решения задач обнаружения и классификации объектов на основе гидроакустических данных.

Греков А.Н., Греков Н.А., Сычев Е.Н. «Оценка требований к точности сенсоров океанографических зондов при косвенном определении солености морской воды» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 59-73 (2024)

Вопросы измерений массы растворенных веществ или абсолютной солености в условиях среды на месте (in situ) автоматизированными приборами по-прежнему остаются открытыми. Способы вероятного решения этих вопросов зависят от развития новых технологий в области океанографических измерений. Соленость относится к таким параметрам морской воды, которые прямо измерить in situ пока невозможно. До настоящего времени все известные, существующие или перспективные, способы определения солености являются косвенными. Цель данной работы – найти максимальные коэффициенты чувствительности с целью оценки неопределенности сенсоров входных величин и сравнения различных методов косвенного определения солености. Для решения указанной проблемы в работе используются методы прямых и обратных задач метрологии. В работе эти задачи были решены для четырех принципиально различных методов косвенного (расчетного) определения солености морской воды: 1) метода относительной электропроводности (МОЭ), 2) метода скорости звука (МСЗ), 3) метода плотности (МП) и 4) метода показателя преломления (МПП). В зависимости от условий среды найдены максимальные значения коэффициентов чувствительности (всего 13 коэффициентов) для выходной величины (солености) по всем входным параметрам каждого из методов. Посредством решения обратных задач для принятого условного базового уровня неопределенности солености и при максимальных коэффициентах чувствительности рассчитаны оценки неопределенности сенсоров входных параметров для каждого из четырех методов. Полученные результаты позволяют оценить требуемую точность сенсоров входных величин при любом заданном уровне неопределенности выходной величины или точности выходной величины при любом заданном уровне неопределенности сенсоров входных величин.

Павин А.М., Щербатюк А.Ф. «О поиске источников шума группой взаимодействующих АНПА с применением генетического алгоритма» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 26-37 (2024)

В задачах, связанных с поисковыми и наблюдательными миссиями, все чаще применяются морские беспилотные комплексы. Охрана акваторий, обследовательские и инспекционные операции, отслеживание морских животных – примеры подобных миссий. При использовании группы взаимодействующих морских беспилотников большая часть таких задач может быть решена более эффективно по сравнению с одиночными аппаратами. В статье рассмотрена задача пассивного обнаружения и локализации посторонних объектов в заданной акватории с указанным размером контролируемой области посредством использования группы автономных необитаемых подводных аппаратов /АНПА/. Предполагается, что на борту АНПА установлены антенны скалярно-векторных приемников для обнаружения и определения направления на источник шума. Рассмотрены некоторые способы организации групповой работы таких АНПА. Исследован централизованный вариант, когда собранная текущая информация от всех АНПА передается в один АНПА-лидер, который на основе обработки полученной информации формирует план работы группы, включающий параметры движения всех АНПА, для обнаружения и определения местоположения источников шума. Рассмотрен подход на основе использования генетического алгоритма, исследованы несколько вариантов его реализации. Приведены результаты модельных экспериментов, которые демонстрируют работоспособность предложенных алгоритмов.

Богомолов В.В. «Позиционирование автономного необитаемого подводного аппарата с одновременной обработкой текущих и сохраненных измерений дальностей от менее чем трех гидроакустических маяков» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 58-67 (2024)

Разработан рекуррентный алгоритм определения координат автономного необитаемого подводного аппарата с использованием разномоментных измерений дальностей до гидроакустических маяков, лага и курсоуказателя при неизвестных априорных координатах подводного аппарата. Число одновременно используемых маяков может быть произвольным, но есть по крайней мере один момент, в который измерения поступают от не менее чем трех маяков. В этот момент для получения начальной точки линеаризации измерений используется приближенный аналитический способ. Предполагается, что в предшествующие моменты измерения сохранены для последующей обработки. В алгоритме используются два фильтра, параллельно обрабатывающие сохраненные и текущие измерения. Результаты двух фильтров комплексируются с применением так называемых фиктивных измерений. Представлены результаты моделирования и обработки натурных данных, подтверждающие эффективность разработанного алгоритма.

Кузькин В.М., Матвиенко Ю.В., Пересёлков С.А., Рыбянец П.В. «О возможности оценки предельной дальности обнаружения подводных глайдеров» Подводные исследования и робототехника, № 2, с. 68-75 (2024)

Изложена методика голографической обработки шумового сигнала подводного источника, позволяющая оценить его предельную дальность обнаружения. Представлен алгоритм определения параметров голографической обработки, реализующий предельную дальность обнаружения. Приведены результаты численного эксперимента по определению предельной дальности обнаружения гибридного АНПА в режиме «подводного планера». В качестве приемной системы рассмотрены одиночный приемник и линейная антенна.

Самченко А.Н., Ярощук И.О. «Цифровое геоакустическое моделирование геологического профиля в море Лаптевых» Подводные исследования и робототехника, № 4, с. 4-10 (2024)

Рассмотрено создание цифровой геоакустической модели (ГАМ) геологических структур в море Лаптевых на основе имеющейся геолого-геофизической информации региона. ГАМ дна предоставляет априорные данные по акустическим характеристикам геологических сред. Цифровая ГАМ в основном используется в сейсмо- и гидроакустическом моделировании распространения сигналов в океане. В условиях шельфа и применения низкочастотных сигналов акустические характеристики дна играют основную роль в их распространении. Изучение шельфа моря Лаптевых, расположенного в районе Крайнего Севера имеет важное научное и прикладное значение, поскольку здесь проходит Северный морской путь. В научном плане интересно исследование распространения акустических сигналов в условиях, когда имеются мощный слой льда и низкие температуры воды. Кроме того, шельф моря является перспективным нефтегазоносным районом, что обусловлено его хорошей геолого-геофизической изученностью. Собран обширный массив данных геолого-геофизических исследований такими организациями, как НИИГА ВНИИ Океанология, Севморгео, Севморгеология и другими. В акватории моря проведены все возможные сейсмические работы различными методами. Только методом общей глубинной точки пройдено более 30 тыс. км профилей.

Быканова А.Ю., Костенко В.В., Львов О.Ю., Матвиенко Ю.В. «Разработка командного АНПА робототехнического комплекса оперативного контроля шумовой подводной обстановки» Подводные исследования и робототехника, 38, № 1, с. 4-18 (2025)

Предложен и обоснован конструктивный облик командного автономного необитаемого подводного аппарата (КАНПА) робототехнического комплекса гибридных автономных необитаемых подводных аппаратов (ГАНПА), оборудованных векторно-скалярными приемниками (ВСП) звука для решения задач оперативного мониторинга подводной шумовой обстановки в заданной акватории. КАНПА должен обеспечивать координированное управление движением группы ГАНПА в заданный район и обратно, расстановку аппаратов в заданные географические координаты донной поверхности для образования распределенной антенной системы ВСП, а также сбор результатов обработки сигналов шумового звукового поля по гидроакустическому каналу связи и передачу их на удаленный пост управления в реальном времени по радиоканалу. Предложена модель применения КАНПА, определен состав оборудования, обеспечивающий его целевое использование, обоснован и сформирован конструктивный облик аппарата. При этом особое внимание было уделено унификации бортовых систем комплекса КАНПА и ГАНПА. Отмечены перспективы применения такого комплекса, определяющие возможность решения задач назначения в реальном времени и повышение эффективности его использования.

Каменев С.И. «Акустическая система передачи команд управления на подводные аппараты с использованием последовательностей Баркера» Подводные исследования и робототехника, 38, № 1, с. 84-89 (2025)

Рассматривается вариант системы звукоподводной связи с использованием фазоманипулированных сигналов в виде 13-позиционной последовательности Баркера. Система разработана в отделе технических средств исследования океана ТОИ ДВО РАН. Обсуждаются результаты модельного эксперимента по совместному применению сигналов на основе последовательностей Баркера с разными несущими частотами. Предложен метод разделения этих сигналов для обеспечения надежной передачи команд управления на подводные аппараты (подводные объекты).

Селезнев И.А. «От "слуховой трубки" к конформной антенне. История АО "Концерн "Океанприбор" – 75 лет развития систем шумопеленгования» Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. Труды XVII Всероссийской конференции (ГА-2024), Санкт-Петербург, 5–7 июня 2024 года, с. 13-16 (2024)

Представлена история предприятия, всей гидроакустики и особенности конструкции и режимов работы гидроакустических комплексов от первых до современных.