Алгоритм устранения выбросов в измерительной информации Текст научной статьи по специальности «Физика»

антенны накачки, которая последовательно располагается на разных глубинах и, соответственно этому, различные значения параметра нелинейности принимаются для расчета. Параметры антенны используем такие же, как в предыдущем примере. Изменение скорости звука с глубиной не учитывается. Результаты расчета приведены на рис.3. Они подтверждают существенное влияние параметра нелинейности приповерхностного слоя на уровень звукового давления сигнала разностной частоты параметрической антенны.

Рис.3. Осевое распределение амплитуды звукового давления волны разностной частоты при изменении параметра нелинейности: глубина 6 м соответствует 6=35,713; 7 м - 8=36,17; 8 и 9 м - 6=35,218; 10 м - 6=37,617; 11 м - 6=41,881; 12 м -8=31,906; 13 м - 8=23,796; 14 м - 6=19,989; 15 м - 6=13,783; 16 м - 6=8,148

Проведенные оценки показывают особую важность учета состояния поверхностного слоя моря на характеристики параметрических антенн. Необходимо дальнейшее совершенствование как методики учета всех факторов, влияющих на процесс нелинейного взаимодействия, так и получение более детальной информации о поведении параметра нелинейности в воздухонасыщенном поверхностном слое океана.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Буланов В.А. Введение в акустическую спектроскопию микронеоднородных жидкостей.: Дальнаука, 2001. 280 с.

2. Новиков Б.К., Руденко О.В., Тимошенко В.И. Нелинейная гидроакустика.: Л. Судостроение, 1981. 264 с.

3. УрикР.Дж. Основы гидроакустики. Л.: Судостроение, 1978. 448 с.

И. И. Микушин

АЛГОРИТМ УСТРАНЕНИЯ ВЫБРОСОВ В ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Для решения различных задач гидроакустики, когда необходимо знание вертикального распределения скорости звука (ВРСЗ), производят измерение скорости звука и глубины с помощью корабельной измерительной аппаратуры, состоящей из бортовой и забортной (первичные преобразователи) частей. Первичные преобразователи скорости звука и глубины при погружении в воду передают в бортовую аппаратуру сигналы, несущие информацию о ее численных характеристиках. В бортовой

Известия ТРТУ

Юбилейный выпуск «НЕЛАКС-2003»

аппаратуре формируется соответствующий массив исходных величин {(Сп,Нп), п:=1,Щ. При этом дискретность измерений по глубине имеет порядок 1 метра.

Исходный массив наряду с полезной информацией о ВРСЗ в ряде случаев может содержать так называемые «ложные выбросы» или «сбои» в записи первичной информации по скорости звука, обусловленные нестационарными явлениями процесса измерения при случайном попадании отдельных газовых пузырьков или взвесей в межбазовое пространство измерительного средства, прохождении границ микро-структурных неоднородностей и т.д. При формировании профиля ВРСЗ указанные возможные выбросы в записи должны быть устранены.

Для решения данной задачи предлагается алгоритм, реализованный на ПЭВМ. Блок-схема алгоритма устранения выбросов приведена на рисунке. Сначала проверяется приповерхностный слой как часть полученного массива, наиболее подверженная наличию выбросов. На начальном этапе анализа выбираются первые четыре измеренные значения из массива {(Сп;Нп), п:=1;4} и вычисляются три градиента скоростей звука вп /3/ по формуле

С - С

=■

-"и + 1 п

нп+, - Ни

где п=1;3.

Далее производится проверка условия (4) в1 *в2 (-1. Если данное условие не выполняется, то проверка приповерхностного слоя заканчивается. При выполнении условия (4) производится проверка условия (5) в2 *в3 (-1. Если последнее условие

не выполняется, то первое измеренное значение (СьН) удаляется из первоначального массива (6) и проверка приповерхностного слоя заканчивается. Если условие (5) выполняется, то второе (С2;Н2) и третье (Сз;Нз) значения удаляются (7) из первоначального массива и проверка приповерхностного слоя заканчивается определением начальной точки массива.

Затем производится проверка всего массива. Выбираются три последовательных измерения, начиная со второго (С2;Н2): (Ск;Нк), (С+ьНи), (Ск+2;Нк+2) (8) и производится вычисление градиентов скорости звука вк (9) по формулам

О- = Ск+1 - Ск о = Ск+2 - Ск+1

'-'к _ __

Нк+1 - Нк к+1 Нк+2 - Нк+1

В следующем шаге алгоритма производится проверка условия (10) Ок • Ок+1 (-1. Если данное условие не выполняется, то значение (Ск+ьНк+1) сохраняется в массиве (11). Если условие выполняется, то значение (Ск+ьНн) удаляется из исходного массива (12). Таким образом, с помощью выборки трех последовательных измерений проверяется весь массив измеренных значений {(Сп,Нп), п:=1,М} (13) и формируется профиль ВРСЗ (14), в котором отсутствуют выбросы.

Данный алгоритм реализован в аппаратуре измерения скорости звука корабельного исполнения [1].

/(2) Ввод (с^)/

4----X-------

(7) Удаляю И (з, Ыз) Я б4 „ 2

(8) Последовательный выбор

(Ск,Ык), (Ск+1,Ык+1), (Ск+2,Ык+2)

(11) Значение(Ск+1,Ык+1 сохраняется

\ /

(12) Значение(Ск+1,Ык+1) удаляется

Конёц)^)

Блок-схема работы алгоритма устранения выбросов

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК 1. Микушин И.И. и ф.//Свидетельство на полезную модель №27954, МПК 7 в 01 Ы 5/00 по заявке №2001134808/20 от 20.12.2001 г., опуб. 27.02.2003 г.

+

А.М. Гаврилов

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ДИСПЕРСИИ В ЗВУКОВЫХ ПУЧКАХ

Теоретические и экспериментальные результаты показывают, что дифракционные процессы в звуковых пучках сопровождаются значительными изменениями амплитуды и дополнительными набегами фазы излучаемой монохроматической вол-