Научная статья на тему 'Методы расчетной и экспериментальной оценки первичного гидроакустического поля морской цели'

Методы расчетной и экспериментальной оценки первичного гидроакустического поля морской цели Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
568
132
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МОРСКАЯ ЦЕЛЬ / КЛАССИФИКАЦИЯ МОРСКИХ ОБЪЕКТОВ / ПЕРВИЧНОЕ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ / УРОВНИ ДИСКРЕТНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ / СПЕКТРОГРАММА ПОДВОДНОГО ШУМА / SEA TARGET / MARINE OBJECTS CLASSIFICATION / PRIMARV HVDROACOUSTIC FIELD / DI SCRETE COMPONENTS L EVE S / UNDERWATER NOI SE SPECTROGRAM

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Пятакович Валерий Александрович, Василенко Анна Михайловна

Представлен алгоритм приведения уровней подводного шума кораблей с расчетом максимальных дискретных составляющих. Рассмотрены методы оценки первичного гидроакустического поля. Проведен итоговый анализ сопоставления результатов расчета по существующим методикам оценки первичного гидроакустического поля морской цели с экспериментальными данными. Описаны вероятность первичного и накопленного процесса обнаружения цели и их зависимости.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Пятакович Валерий Александрович, Василенко Анна Михайловна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

COMPUTATIONAL AND EXPERIMENTAL EVALUATION OF A MARINE SONAR TARGET''S PRIMARY FIELD

The article presents the procedure to reduce the marine vessels underwater noise level, calculating the maximum of discrete components. The primarv hvdroacoustic field estimation methods are considered and the final analvsis of comparison between the calculation results obtained using the existing methods to estimate a sea target's primarv hvdroacoustic field and the ones obtained from the experimental data is made. The probabilities and interdependencies of the target detection primarv and accumulated processes are described.

Текст научной работы на тему «Методы расчетной и экспериментальной оценки первичного гидроакустического поля морской цели»

ВОЕННО-СПЕЦИАЛЬНЫЕ НА УКИ

УДК 623.98; 534.222

МЕТОДЫ РАСЧЕТНОЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ПЕРВИЧНОГО ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ МОРСКОЙ ЦЕЛИ

В. А. Пятакович, А.М. Василенко

Представлен алгоритм приведения уровней подводного шума кораблей с расчетом максимальных дискретных составляющих. Рассмотрены методы оценки первичного гидроакустического поля. Проведен итоговый анализ сопоставления результатов расчета по существующим методикам оценки первичного гидроакустического поля морской цели с экспериментальными данными. Описаны вероятность первичного и накопленного процесса обнаружения цели и их зависимости.

Ключевые слова: морская цель, классификация морских объектов, первичное гидроакустическое поле, уровни дискретных составляющих, спектрограмма подводного шума.

Шумность корабля является его тактико-техническим элементом, характеризующим скрытность от обнаружения гидроакустическими средствами обнаружения (ГАС), защищенность от оружия, снабженного акустическими системами управления, условия эффективной работы корабельных ГАС, классификации и целеуказания, условия обитаемости. В рамках статьи не представляется возможным охватить весь аспект проблемы, поэтому авторы коснутся только 1/3 октавных составляющих подводного шума (ПШ) кораблей, т.е. первичного гидроакустического поля (ГАП), измеренного в стандартных условиях [1, 4, 5, 7]. Наиболее полной исходной характеристикой шумности надводных кораблей и подводных лодок, на основе которой может быть проведена объективная сравнительная оценка кораблей во всем диапазоне частот ГАП, являются спектрограммы подводного шума. Однако в некоторых случаях, особенно при оперативно-тактических расчетах, трудно использовать спектрограммы. В оценке боевой эффективности кораблей и расчетах дальности действия гидроакустических комплексов целесообразнее использовать так называе-

мые приведенные значения подводного шума. Для имитационного моделирования процесса распространения гидроакустических сигналов и расчета эффективности применения гидроакустических средств авторы предлагают разработанные ими программы [10, 18,19].

Существующие специальные методики определения приведенных значений [1, 2] базируются на данных о конкретных корабельных гидроакустических комплексах стоящих на вооружении стран НАТО кораблей. Приведенными параметрами служат некоторые условные уровни шумно-сти, пересчитанные к стандартным условиям по определенным правилам. За стандартные условия в нашей стране и в странах НАТО приняты частота 1 кГц, полоса частот 1 Гц, расстояние от корабля 1 м. Необходимость разработки специального способа приведения обусловлена следующими факторами: спектр подводного шума корабля занимает широкий интервал частот и снижается в звуковом диапазоне с интенсивностью 6 дБ/октаву; спектр содержит значительное количество дискретных составляющих в инфразвуковом и низком звуковом диапазонах частот; различными частотными диапазонами работы НСО и средств обнаружения; уровни подводного шума и вид спектра зависят от полосы анализа и расстояния при измерениях.

Методики определяют приведенные уровни шума, исходя из максимальной дальности обнаружения гидроакустическими комплексами [14], по конкретным поддиапазонам их работы и с конкретными уровнями помех. Это наглядно видно из уравнения шумопеленгования для фиксированных частот

г.1По,о5Р1П 1,42 ■ Ю-2

у[Щг)

¿-5/4

ГГ' (!)

-у / 41

' Рп

где ^ - средняя частота /-го частотного поддиапазона станции, кГц; Г; -дистанция обнаружения цели в поддиапазоне станции, км; - площадь приемной антенны, м2; Т^ - время осреднения, с; у - отношение «сигнал/помеха»; Р„ - уровень помех станции на частоте /¿,дин/см ; /? - коэффициент поглощения, дБ/км; А(Р(г{) - фактор аномалии распространения звука в море; Рш - уровень щука корабля-цели на частоте /¿, дин/см .

В (1) все величины, кроме Рш, зависят от возможностей гидроакустической станции или от закономерностей распространения акустической энергии в море.

Указанные обстоятельства и многообразие боевых тактических ситуаций приводят к появлению нескольких значений приведенных уровней шумности у одного и того же корабля. Если это справедливо для оценки дальности обнаружения, то для сравнительной оценки шумности кораблей приведенные уровни не должны зависеть от параметров гидроакустических комплексов. В то же время приведенные значения шумности должны

характеризовать боевую эффективность кораблей, т.е. определять возможности реагирования неконтактных систем оружия (НСО) на первичное гидроакустическое поле корабля. Этим условиям удовлетворяют приведенные уровни шума в широком спектре частот, соответствующих диапазону работы НСО и приведенные уровни максимальных дискретных составляющих спектра [7-10]. Эти параметры определяются расчетами из спектрограмм подводного шума кораблей, полученных для конкретных скоростей хода при измерениях на расстоянии 50 м от корабля и в полосах частот 1/3 октавы. Такие спектрограммы фиксируются в формулярах шум-ности кораблей.

Расчет приведенных уровней подводного шума кораблей. Приведенные уровни подводного шума кораблей характеризуют дальности реагирования НСО, имеющих широкополосные приемные тракты. Эти системы работают в определенных диапазонах частот. Так, большинство корабельных гидроакустических комплексов работает в звуковом диапазоне частот от 200 Гц до 5...6 кГц по общему уровню шума, т.е., они как бы интегрируют до площади спектр подводного шума в этом диапазоне частот. Поскольку спектры кораблей в звуковом диапазоне частот спадают с интенсивностью 6 дБ /октаву, то для интегрирования по площади части спектра достаточно определить уровень шума на среднегеометрической частоте этого диапазона частот. Для корабельных ГАК такой среднегеометрической частотой является 1 кГц. Именно поэтому за стандартную частоту приведения принимается 1 кГц. Измерение ГАП обычно проводится на расстоянии 50 м от корабля, но это расстояние может быть и другим. Для сопоставимости уровней подводного шума принято проводить перерасчет к стандартному расстоянию 1 м. При пересчете исходят из справедливости сферического закона распространения энергии в ближнем гидроакустическом поле. Тогда

1{1м) = 1{гм) + 20 1дГ~, (2)

где Ь(1м) - уровень подводного шума на расстоянии 1 м;Ь(гм) - уровень подводного шума на расстоянии г метров.

Спектрограммы в формулярах шумности кораблей даются в полосе анализа 1/3 октавы, но могут быть получены и в других полосах частот. Поэтому выбирается стандартная полоса анализа Л/ = 1 Гц, к которой приводятся любые спектры. Пересчет проводится по формуле

¿(1 Гц) = ¿(1/3 октавы) - 10 , (3)

где Л/ - полоса анализа 1/3 октавного фильтра, в которую входит частота 1 кГц, Л/ = 235 Гц.

Порядок приведения подводного шума кораблей производится следующим образом.

1. На спектрограмме подводного шума корабля (например, линия 1, рис. 1) в диапазоне частот от 250 Гц до 5 кГц проводится плавная кривая 4 по средним значениям спектра, если имеются дискретные составляющие.

2. Снимается уровень подводного шума на частоте 1 кГц, соответствующий кривой 4. Например, Ь = 67 дБ.

3. Проводится пересчет подводного шума, полученного на расстоянии 50 м от корабля к 1 м,

50

Ь± = Ь + 20 1д— = 67 + 34 = 101 дБ,

т.е. поправка при пересчете расстояния составляет 34 дБ.

4. Проводится пересчет подводного шума из полосы частот 1/3 октавы к полосе частот 1 Гц:

¿2 = - 10 \gllf = 101 -24 = 77 дБ, т.е. поправка составляет 24 дБ при Л/ фильтра 235 Гц.

5. По таблице соответствия уровней звука в децибелах и звукового давления в динах на сантиметр в квадрате определяется величина приведенного уровня шума корабля: Ь2 = 77 дБ соответствует Рш = 1,4 дин/см .

Рис. 1. Вариант спектрограммы подводного шума корабля

Имея спектрограммы, можно прямо определить приведенный уровень шумности корабля - провести ординату, соответствующую частоте 1 кГц. Необходимо подчеркнуть, что этот параметр характеризует ГАП корабля для ситуаций, когда работают корабельные гидроакустические комплексы в широком спектре частот. Такая оценка приведенного уровня шума не учитывает режимы работы комплексов в различных поддиапазонах, как предлагают указанные ранее методики. Однако многочисленные рас-

четы указывают на существование незначительных отличий в значениях приведенного шума, полученных по методике [1] и упрощенным способом. Почти всегда погрешность лежит в пределах точности измерений.

Расчет приведенных уровней максимальных дискретных составляющих. Стационарные гидроакустические комплексы и некоторые корабельные станции имеют узкополосный анализ подводного шума кораблей и работают в инфразвуковом и низком звуковом диапазонах частот по регистрации дискретных составляющих. Стандартными условиями приведения дискретных составляющих приняты частота дискретной составляющей и расстояние 1 м от корабля, которое пересчитывается по (2). Приводить дискретные составляющие к полосе анализа 1 Гц не нужно, поскольку они располагаются в узкой полосе и при изменении полосы анализа практически не изменяют свои уровни. Порядок приведения уровней дискретных составляющих производится следующим образом.

1. На спектрограмме снимается уровень дискретной составляющей, например, на частоте 25 Гц (линии 1, рис. 1), L = 108 дБ.

2. Проводится пересчет уровней дискретной составляющей от расстояния 50 м к 1 м:

50

= L + 20 1д — = 108 + 34 = 142 дБ.

3. По таблице соответствия определяется величина звукового давления, соответствующая Lt = 142 дБ. Эта величина и есть приведенный уровень дискретной составляющей Рд = 2517 дин/см .

Видно, что в узкой полосе частот дискретная составляющая несет большую акустическую энергию. Именно поэтому гидроакустические комплексы, имеющие узкую полосу анализа, обнаруживают корабли на больших расстояниях по дискретным составляющим. Таким образом, приведенные уровни дискретных составляющих характеризуют скрытность кораблей по отношению к стационарным гидроакустическим системам.

Расчеты уровней дискретных составляющих проводятся, как указано в работах [7, 8] и при помощи данных табл. 1.

Таблица 1

Расчет уровней дискретных составляющих

L (1/3 октавы; 50 м), дБ Рш (1 кГЦ; 1 м; 1 Гц), дин/см Pg (fg\ 1 м), дин/см2

1 2 3

60 0,632 10,02

62 0,796 12,6

64 1,0 15,9

66 1,26 20

Окончание табл. 1

1 2 3

68 1,58 25,2

70 2,0 31,7

72 2,52 39,9

74 3,17 50,2

76 3,99 63,2

78 5,02 79,6

80 6,32 100,2

82 7,96 126,2

84 10,0 158,9

86 12,6 200

88 15,9 251,8

90 20 317

92 25,2 399

94 31,7 502,4

96 39,9 632,5

98 50,2 796,2

100 63,2 1002,4

102 79,6 1261,9

Методы расчетной и экспериментальной оценки первичного гидроакустического поля корабля. Необходимо отметить, что основным методом оценки ГАП кораблей являются экспериментальные измерения на стендах. Методика расчетной оценки подводного шума кораблей [1, 2-6] базируется на принципе энергетического суммирования акустической энергии от источников и составляющих частей ГАП. Спектральные характеристики и дискретные составляющие от этих источников для данной скорости хода корабля наносятся на общий график. На каждой фиксированной частоте графика суммируются уровни всех источников с помощью зависимости, характеризующейся данными табл. 2.

Таблица 2

Таблица зависимостей

Б,дб 0 1 2 4 6 8 10

3 2,5 2,2 1,5 1,0 0,6 0,4

Полученные в результате суммирования уровни соединяются между собой непрерывной линией, которая и будет определять спектрограмму ГАП. Для удобства сопоставления расчетных величин с эксперименталь-

ными данными методика предусматривает получение уровней подводного шума в диапазоне частот от 5 до 100 ООО Гц, в частотной полосе анализа 1/3 октавы и на расстоянии 50 м от корабля.

Сопоставление результатов расчета по методике с экспериментальными данными показывает на наличие определенной погрешности расчета. Средняя квадратическая ошибка расчета составляет: для кавитационного шума гребных винтов на частотах выше 600 Гц - около 6 дБ, а на низких частотах - 10 дБ; для подводного шума механизмов на частотах выше 300 Гц - около 6 дБ, а на низких частотах - ЮдБ; для значений критических скоростей около 20 %. Поэтому такую расчетную оценку следует считать ориентировочной. Однако из-за сложности формирования ГАП трудно ожидать повышения точности расчетной методики.

Оценка эффективности средств гидроакустического наблюдения как информационных источников для экспертной интеллектуальной системы классификации морских целей. Анализ физики процесса обнаружения позволяет выбрать мгновенную (текущую) вероятность обнаружения сигнала цели Р^ вероятность обнаружения цели Р0, вероятность первоначального обнаружения цели Рперв1, накопленную вероятность обнаружения цели Рн[ 11,14].

Мгновенная вероятность обнаружения сигнала (вероятность обнаружения за один обзор) представляет вероятность обнаружения сигнала при однократном отсчете реализуемого параметра:

Ъ= I ГШУ.

(Уо)

где /(у) - плотность вероятности реализуемого параметра на входе порогового устройства при наличии сигнала; у0 - область принятия решения.

Величина Р^ при выбранном статистическом критерии обнаружения сигнала определяется свойствами средства наблюдения, условиями наблюдения, параметрами цели, зависит от отношения «сигнал/помеха» и может быть выражена через дальность до цели:

Р1 = Р^с/п) = РЬФ1

Фиксация сигнала цели в данном цикле обзора не эквивалентна принятию решения о наличии цели. Принятие решения о наличии цели осуществляется по результатам анализа нескольких циклов обзора [12 -19]. В связи с этим вводится понятие вероятности обнаружения цели Р0 , определяющей вероятность выполнения принятой логики оценки результатов наблюдений в заданном числе смежных циклов обзора, последним из которых является текущий ¿-й цикл.

Вероятность первичного обнаружения цели Рперв [ определяет вероятность того, что на момент /-го цикла наблюдения принятое правило решения об обнаружении цели на протяжении I смежных циклов обзора, из которых текущий является последним, выполнено впервые.

Накопленная вероятность обнаружения цели Рн(ь) выражает вероятность того, что при данном /-м цикле обзора выбранное правило принятия решения об обнаружении выполнено хотя бы один раз.

Следует отметить, что вероятности Р0, Рперв, Рн являются функцией времени наблюдения (числа обзоров пространства п). При этом процесс наблюдения начинается с некоторого момента времени £ = 0 (/ = 1), соответствующего определенному пространственному положению цели в пределах зоны действия гидроакустического средства (ГАС) наблюдателя. Накопленная вероятность обнаружения является более полной характеристикой ГАС, так как она представляет собой вероятность обнаружения цели за определенный промежуток времени, которому соответствует определенный интервал расстояний.

При расчетах Рперв1 и Я„(0 часто бывает удобным определять вероятность необнаружения цели (¿(О, т.е. вероятность того, что за I смежных циклов обзора, включая г-й, выбранное правило решения об обнаружении не было выполнено ни разу. Очевидно, что

Рассмотренные вероятности связаны между собой аналитически. Наиболее просто эта связь определяется в случае, когда решение об обнаружении цели принимается при фиксации сигнала в каждом отдельном цикле обзора.

В этом случае (/ = 1) и

^ = Рол = = р0т

Рперв1=Р1(К1-1)=Р1У\(.1-Р1У>

;=1 I

рн(0 = 1-0(0 =

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

;=1

I

<3(0 = ]~[(1 - р,).

;=1

При любом правиле принятия решения об обнаружении цели в заданном числе смежных циклов обзора связь между вероятностями Рперв ^ и р„(0 описывается соотношениями

Рпереь = (2(1 - 1) - <2(0 = РЛО ~ ВД - 1),

рн(0 = 1-(2(1) = ^рперв1.

;=1

Оценка вероятностей Р^ Р0[, Р,,(С) в соответствии с выбранным правилом принятия решения об обнаружении проводится после фиксации первоначального условного местонахождения цели и аналитического описания траектории ее движения в функции числа обзоров относительно наблюдателя. Например, если цель сближается с носителем ГАС на курсовом параметре р = 0, то текущее расстояние до нее определится как

= Я0 - урТц(1 - 1), (4)

где /)0 - расстояние, соответствующее / = 1; / - номер цикла; ур - относительная скорость; Тц - период обзора (время цикла наблюдения).

Определение вероятности Р^ позволяет подучить Рперв [, плотность распределения дальности обнаружения, математическое ожидание и дисперсию дальности обнаружения. Применительно к дискретному обзору

(5)

п

О^ОЛД); (6)

1=1

п

^ = ^о?рпервт-т2. (7)

1=1

На рис. 2 представлены типовые характеристики р р . р . р

г1>гн. 1,1' пере, 1,1' гн,к,1

Ужесточение критерия приводит к уменьшению дистанции, соответствующей заданной вероятности но снижается и вероятность принятия ложного решения.

Таким образом, если известна функция полезности ¿(х), то используя (4), можно получить количественное значение показателя эффективности ГАС, выполняющей задачу обнаружения целей.

Соотношение (4) может быть получено и для других случаев маневрирования наблюдателя и цели. Обязательным условием при этом является необходимость непрерывного контроля возможного их взаимного положения.

Рассмотренные выше вероятности Р[, Рперв, Рн были справедливы для средств наблюдения с дискретным обзором. Современные тракты шумопе-ленгования с вращающимися характеристиками направленности или веером статически сформированных характеристик и электронным опросом пространственных каналов могут считаться средствами наблюдения с не-

49

прерывным обзором. Действительно, если скорости обзора п равны 1...20 об/мин, то при трех характеристиках направленности период обзора составит 60/3п, т.е. Т = 20 с или Т = 1 с соответственно.

[ери

Рис. 2. График типовых характеристик обнаружения: 1 - зависимость мгновенной вероятности обнаружения Р(Р[);

2 - зависимость накопленной вероятности обнаружения в случае принятия решения по одному выявленному сигналу; 3 - зависимость вероятности первичного обнаружения Рперв * при том же критерии; 4 - зависимость накопленной вероятности при критерии (к, I);

5 - зависимость вероятности первичного обнаружения при том же критерии

За это время расстояние между сближающимися наблюдателем и целью при скоростях V,, = уц = Юуз (ур = 10 м/с) составит величину Дг = 200 и Юл/. В первом приближении можно считать, что условия наблюдения в данном интервале дистанций останутся неизменными.

При отказе от дискретизации процесса наблюдения и трактовке его как процесса непрерывного накопления информации необходимо ввести понятие о функциях у(£) иу1(£), характеризующих скорости нарастания вероятности обнаружения цели Ро(0 и накопленной вероятности обнаружения Р„(Х) в течение времени наблюдения.

Скорость изменения накопленной вероятности, называемая интенсивностью первоначального обнаружения цели, определяется соотношением

Л (0 = <1РН (Ь)/(И = Рперв (*:, Ь + (И)/(И (8)

и при известных функциях Рн(0 иРие/,е(£, £ + может быть определена аналитически или графическим путем. Если функция /1(£) определена каким-либо путем, то вероятности Я„(0 и Рперв(Х> £ + ¿¿О рассчитываются по формулам

г

рн{1) = 1-(}{1) = I лтъ (9)

о

РпеРв(?, ь + (И) = Мг)(И, (Ю)

где 0.(£) - вероятность необнаружения цели в течение интервала времени

0 - г.

При равномерном сближении цели с наблюдателем на курсовом параметре 0 между текущей дистанцией О и временем наблюдения £ существует связь

£>(0 = - Т7р£,

где Ог - дистанция до цели в момент времени £ = 0.

Изменяя в (8) и (9) аргумент £ на дистанцию /), получим

Л (Я) = йРн (Я)/сШ = Рперв (0,0 + ДЯ)/сШ; (И)

01

РН(Я) = 1-£(£) = I Л(0)с10; (12)

Рперв(0,0 + (10) = Л(0)(10. (13)

Скорость изменения текущей вероятности обнаружения цели Ро(0, называемая интенсивностью обнаружения у(0, вытекает из соотношения

У (0 = Ро (Ь £ + (1г)/(И. (14)

Здесь Р0 (£, £ + ¿¿¿г) выражает вероятность выполнения правила принятия решения об обнаружении за бесконечно малый промежуток времени Если функция у(£) определена, то могут быть определены вероятности

Р0(г, t + бх) = у(г)<1и (15)

ртрв{1,г + аг) = рн(г + аг) - рн(г) = + аг) =

= (¿ИШЬ** = [1 -РЛОМО^. (16)

Из (16) следует, что

£грн(ОМ = [1-рн(0М0, (17)

и после интегрирования с учетом того, что Рн(0) = О, получаем

г

Рн(1) = 1 - <3(0 = 1 - ехр

I 7(0^

(18)

Из (19) видно, что величина у(£) представляет собой математическое ожидание числа обнаруженных целей в единицу времени.

51

Знание функции у(£) позволяет вычислить все вероятности, представляющие практический интерес.

Используя в качестве аргумента дальность /), вместо (14) и (16) будем иметь

у(0) = Р0 (0,0 + сЮ)/(10)

р0(о) = г(о)ао-, Рперв(0,0 + ао) = [1 - рн(ошо)ао-, арнф)/(Ю = [1-рн(ошо),

отсюда

рн(р) = 1 - (ХР) = 1 - ехр

I У(Я)ЛО

(19)

Следует подчеркнуть, что формулы (14) - (19) применимы только при условии независимости принятия решения об обнаружении за время I и промежуток времени £ + При этом сопоставляя (8) и (16), находим

Л(0 = [1-Рн(£)]7(0; (20)

Л(Я) = [1 - Рн(Я)]у(Я). (21)

Интенсивность обнаружения у(£) или у (О) позволяет рассчитывать величину так называемого потенциала обнаружения и (О) или и(€), широко используемую в теории поиска [7, 11, 15-19].

Физически потенциал обнаружения представляет собой математическое ожидание числа целей, обнаруживаемых соответственно за время

наблюдения £ или за время прохождения целью расстояния от Огд,оО \

с

и(г) = I у(г)бх\ (22)

о

и(0) = I у(0)(10. (23)

1

С учетом (22) выражение (18) примет вид

Рн(0 = 1 - ехр[-и(1)]; Рн(0) = 1 - ехр[-и(0)]; Рперв(¿> £ + (И) = ехр[—и(0] — ехр[—+ (И)\, Рперв(0,0 + (10) = ехр[-и(0)] - ехр[-и(0 + (Ю)]. Потенциал обнаружения и, характеризуя свойство средства наблюдения, позволяет оценить эффект, получаемый в результате одновременного применения N средств. При независимом одновременном применении N средств наблюдения

N N

р„(0 = 1 - - Р„Л0] = - ехр[-иШ,

1=1 1=1

N N

РН(Я) = 1 - - РилЩ = - ехр[-иШ

1=1 1=1

где l¿(t) и и (/)) - общий потенциал системы наблюдения, состоящей из N

средств. При этом

N ч

и

(О =

и\

(24)

1=1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

N

1=1 '

Выражение (24) характеризует свойство аддитивности потенциалов обнаружения. Количественная оценка эффективности наблюдения, осуществляемая ГАС, прежде всего связана с оценкой вероятности обнаружения сигналов целей, находящихся в воне ее действия.

В заключение отметим, что обнаружение гидроакустических сигналов и извлечение из них полезной информации определяют основы алгоритмизации обработки данных в разрабатываемой авторами экспертной интеллектуальной системе классификации морских целей и способствуют повышению эффективности реагирования неконтактных систем оружия при их боевом применении.

Список литературы

1. Методика перерасчета данных подводного шума и помех работе ГАС. М.: Воениздат МО СССР, 1978.

2. Скрытность и защита кораблей по физическим полям / И.Г. Захаров, В.В. Емельянов, В.П. Щеголихин, В.В. Чумаков [Электронный ресурс] . http://mirznanii.eom/a/l 19009/8кгу1по81-1-2а811сЫ1а-когаЬ1еу-ро-1Мс11е81ат- ро!уат (дата обращения: 05.03.2018).

3. Мукалов Н.Г. Способ приведения уровней подводного шума кораблей к стандартным условиям // Труды ЦНИИ им. Крылова. Л., 1971. Вып. 67.

4. Гутин Л.Я., Постников В.А., Якубовский М.Я. Теоретическое и экспериментальное исследование подводного шума корабля, обусловленного воздушным шумом в его помещениях // Труды ЦНИИ им. А. Н. Крылова. Л., 1961. Вып. 170.

5. Пархоменко В.Н. Комплексное применение средств акустической защиты для снижения вибрации и шума корабельного оборудования. М.: НИЦ «Моринтех», 2001.

6. Пархоменко В.Н. Решая проблемы шумности // Морской сборник. 1993. №2.

7. Пятакович В. А., Василенко А.М., Мироненко М.В. Технологии нелинейной просветной гидроакустики и нейронечетких операций в задачах распознавания морских объектов: монография. Владивосток: Дальне-вост. федерал. ун-т, 2016. 190 с.

8. Пятакович В. А., Филиппов Е.Г. Нейросетевая система в задаче управления распознаванием сложного технического объекта в морской среде // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 7. С. 239 - 246.

9. Пятакович В.А., Василенко А.М., Рычкова В.Ф. Новые технологии формирования системы мониторинга и идентификации признаков полей морских объектов // Морские интеллектуальные технологии. СПб., 2017. № 4 (38) Т. 3. С. 127 - 131.

10. Расчет эффективности применения гидроакустических средств и управление имитационной моделью гидроакустического эксперимента:

A.с № 2018611591 РФ. Заявл. от 05.12.2017. Опубл. 02.02.2018.

11. Раков В.И. Эффективность судовых РЭС. Л.: Судостроение, 1974. 328 с.

12. Горбунов В.А. Эффективность обнаружения целей. М.: Воениз-дат, 1979. 160 с.

13. Богданов В.И., Пятакович В. А., Назаренко П.К. Принцип автоматического распознавания образа цели // Материалы Международной конференции «Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов». Ульяновск: УГУ, 2003. С. 31, 32.

14. Пятакович В.А., Василенко А.М., Хотинский О.В. Распознавание и классификация источников формирования полей различной физической природы в морской среде: монография. Владивосток: Морской гос. ун-т им. Г.И. Невельского, 2017. 255 с.

15. Прогнозирование геоэкологической обстановки по признакам проявления электромагнитных волн в очаге землетрясения / Д. Д. Минаев, М.В. Мироненко, А.Е. Малашенко, В.А. Пятакович // Датчики и системы М., 2017. № 10 (218). С. 28 - 34.

16. Analytical information system for calculating seame dium characteristics / М.В. Мироненко, А.М. Василенко, К.К. Василенко,

B.А. Пятакович, Стаценко Л.Г. // Материалы 5-й Международной тихоокеанской конференции по подводной акустике «PRUAC 2015». Владивосток: Acoustical Society of America, 2015. С. 417 - 424.

17. Дистанционная гидроакустическая размерометрия подводных объектов / М.В. Мироненко, Д. Д. Минаев, А.М. Василенко, В.А. Пятакович // Датчики и системы. М., 2017. № 10 (218). С. 41 - 47.

18. Программа имитационного моделирования процесса распространения гидроакустических сигналов: А.с. № 2017664296 РФ. Опубл. 20.12.2017.

19. Программно-аналитический комплекс определения направления на морскую цель по вторичному гидроакустическому полю: А.с. № 2018612169 РФ. Опубл. 13.02.2018.

Пятакович Валерий Александрович, канд. техн. наук, доц., начальник научно-исследовательской лаборатории, pva.877com@mail.ru, Россия, Владивосток, Тихоокеанское высшее военно-морское училище имени С. О. Макарова,

Василенко Анна Михайловна, канд. техн. наук, научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории, kahunya@gmail. com, Россия, Владивосток, Тихоокеанское высшее военно-морское училище имени С. О. Макарова

COMPUTATIONAL AND EXPERIMENTAL EVALUATION OF A MARINE SONAR

TARGET'S PRIMARY FIELD

V.^. Pyatakovich, A.M. Vasilenko

The article presents the procedure to reduce the marine vessels underwater noise level, calculating the maximum of discrete components. The primary hydroacoustic field estimation methods are considered and the final analysis of comparison between the calculation results obtained using the existing methods to estimate a sea target's primary hydroacoustic field and the ones obtained from the experimental data is made. The probabilities and inter-dependencies of the target detection primary and accumulated processes are described.

Key words: sea target; marine objects classification; primary hydroacoustic field; discrete components levels; underwater noise spectrogram.

Pyatakovich Valeriy Aleksandrovich, candidate of technical sciences, docent, Chief of a Research Laboratory, pva.877com@mail.ru, Russia, Vladivostok, The Pacific Higher Naval College named after S. О. Makarov,

Vasilenko Anna Mihajlovna, candidate of technical sciences, researcher of a research laboratory, kahunya@gmail. com, Russia, Vladivostok, The Pacific Higher Naval College named after S. О. Makarov

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.