CC BY
202
- разработать программы построения трехмерных изображений рельефа донной поверхности на основе данных эхолота и ГБО.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Юданов К.И. Гидроакустическая разведка рыбы.- СПб.: Судостроение, 1992. -192с.
2. Dolgov A.N., Kudryavtsev N.N., Tarasov S.P., Voronin V.A. Portable panoramic echo-sounder-videoplotter designed for fish industry activities in shallow waters. “Improvement of instrumental methods for stock assessment of marine organisms”. Murmansk PINRO Press 2004, p. 15-18.
3. Долгов А.Н., Ходотов А.В. Результаты испытаний панорамного эхолота-видеоплоттера ПЭВ-К по искусственным целям на мелководье // Труды Седьмой Международной конференции “Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики”, 8-10 июня 2004 г. СПб. - С. 122-124.
4. Бердичевский З.М., Фимина Е.И. Опыт тренажерной подготовки по акустическим методам количественной оценки промысловых объектов. Рыбное хозяйство. Сер. Промысловая радиоэлектронная аппаратура: Обзорная информация/ЦНИИТЭИРХ; Вып.2. - М., 1988. - 60 с.
МОРСКАЯ ОТРАБОТКА НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ С ГИБКОЙ ПРОТЯЖЕННОЙ БУКСИРУЕМОЙ АНТЕННОЙ ДЛЯ НАДВОДНЫХ КОРАБЛЕЙ М. Я. Андреев, В. В. Клюшин, С. Н. Охрименко, В. С. Перелыгин
ФГУП «ЦНИИ "Морфизприбор"», г.Санкт-Петербург
В настоящее время проводится комплекс работ по созданию гидроакустических средств нового поколения и в том числе ГАС с гибкими протяженными буксируемыми антеннами для оснащения подводных лодок и надводных кораблей.
Для апробации в натурных условиях новых технических решений, алгоритмического и программного обеспечения в период 2002 - 2003гг. на НК Северного флота была проведена морская отработка [1,2]. Проверка в реальных морских условиях научно-технических и конструкторско-технологических решений, кроме получения ряда новых научных данных, позволяет существенно сократить период их внедрения в современные гидроакустические средства.
В процессе выполнения морской отработки были поставлены и решены следующие задачи:
- выход в наиболее важные районы мелкого моря для изучения и оценки гидрологоакустических условий, оценки помехосигнальной и реверберационной ситуации, спектрально-энергетических характеристик различных классов целей в низком звуковом диапазоне частот в режимах шумопеленгования и гидролокации (активнопассивная ГАС с ГПБА);
- оценка эффективности по результатам проверки в натурных условиях, алгоритмического и программного обеспечения ГАС с ГПБА;
- оценка в реальных условиях отдельных конструкторско-технологических решений, предполагаемых к применению в ГАС с ГПБА (антенн и их конструктива, излучателей и ЦВК);
- проверка новых перспективных вычислительных средств и их ПО;
- оценка возможности прогноза эффективности ГАС с ГПБА как по реальным целям, так и с применением имитатора первичных и вторичных акустических полей;
- отработка и обеспечение консервации в большом объеме первичной информации с элементарных каналов ГПБА.
Для проведения натурных экспериментов были разработаны ряд прототипов аппаратуры, используемой в штатных ГАС с ГПБА, а именно:
- ГПБА, включающая в себя двухрядную секцию для устранения неоднозначности при пеленговании целей и однорядную секцию с приемниками новых типов;
- низкочастотные излучатели арочного и кольцевого типов;
- аппаратура ввода аналоговой информации;
- вычислительный комплекс ВК-27 на основе универсального процессора 1В579М и сигнальных процессоров ММ6403;
- имитатор сигналов первичных и вторичных полей.
В процессе подготовки к эксперименту были разработаны новые алгоритмы обработки информации в режимах ШП и ГЛ и программное обеспечение.
В данной статье рассматриваются некоторые результаты моротработки режима ШП ГАС с ГПБА.
Примененные на моротработке современные вычислительные средства совместно с ранее разработанными ГПБА и системой предварительной обработки позволили в малогабаритном прототипе ГАК реализовать последовательность алгоритмов в режиме ШП: узкополосный анализ, формирование веера ХН, накопление и широкополосную фильтрацию. Полученная информация отображается на индикаторе с высоким разрешением и в цвете.
В ЦБК были реализованы версии ранее используемых методов представления информации:
- пространственно-частотный спектр, рекордограммы, сонограммы;
- картина «Лофар»;
- картина «Аквариум».
Это дало возможность в течение всего
времени проведения морской отработки осуществлять регулярное освещение подводной и надводной обстановки, вести обнаружение и сопровождение целей по их дискретным составляющим (ДС) и сплошной части спектра (СЧС). На рис. 1 представлена характерная картина СОРД, на которой изображен кадр отображения пространственно-частотного спектра (ПЧС).
На рис. 2 представлена картина «Ло-фар», на которой отображаются спектры обнаруженной цели на определенном временном отрезке и в пределах сектора курсовых углов по выбору оператора.
По результатам работы операторов подтверждена эффективность картин ПЧС, ре-кордограммы сонограммы «Лофар», их приме-Рис. 1. Кадр отображения про- нение улучшает качество обнаружения и со-
странственно-частотного спек- провождения целей по трассовому анализу
тра (ПЧС) трехмерной информации (частота-угол-время).
Результаты отображения по картине «Аквариум» (выводятся данные прединдикатор-ной обработки после порога) требуют дальнейшего анализа.
Возможности макета ЦВК обеспечили вывод полной информации оператору без каких-либо промежуточных операций прединдикаторной обработки (ПИО). Сравнение работы оператора с полной информацией или с ПИО в реальных условиях показало преимущество первой. Результаты ПИО после порогового сравнения необходимы только для работы системы вторичной обработки.
Рис. 2. Спектры обнаруженной цели
В макете ЦВК был реализован режим АСЦ, основанный на вычислении взаимных спектров двух половин антенны, угла рассогласования по фазе взаимного спектра (на заданной ДС или средней по диапазону СЧС) и его компенсации. Проверка алгоритма в реальных условиях дала основание для его корректировки, учитывающей «упреждающую» коррекцию углов с введением памяти на предыдущие отсчеты углов. Задача КПДЦ по данным АСЦ предусматривала получение сглаженного значения пеленга и величины ВИП. При устойчивом сопровождении объекта в АСЦ сглаживание приводило к уменьшению случайной погрешности пеленгования в 1,5-2 раза, выработанные величины ВИП соответствовали вычисленным средним значениям этой величины.
Проверялись алгоритмы вторичной обработки (трассовое обнаружение по схеме Вальда, определение координат и элементов движения цели - пеленг, ВИП, дистанция, ВИР путем фильтрации Калмана), оценка их эффективности требует дополнительного рассмотрения.
В ходе морской отработки оценивались уровни помех на элементарных каналах ГПБА. В среднем для малых скоростей хода (4-6 узлов), интенсивного судоходства и волнения моря 3 балла они соответствуют уровням, приведенным в [ 3 ]. При испытаниях макетов от имитатора сигналов принимались на ГПБА тональные сигналы (дискретные составляющие на частотах 258,8; 385,7; 512,7; 639,7 Гц), по которым была проведена оценка их уровней с учетом условий распространения в мелком море и дальности обнаружения ДС, представленной в таблице.
Эти результаты получены на малой выборке по дистанции (всего две точки -6 и 10 км) и из-за погодных условий не позволили в полной мере и более точно определить величину затухания сигнала и предельные дистанции обнаружения.
Потери
Частота Уровень Уровень распрост- Го, в, Бобн,
ДС, ДС, помехи, ранения, км дБ/км км
Гц Па Па дБ
258,8 12 0,004 70 0,5 0,65 6,5
387,7 29,5 0,01 70 0,5 0,45 12
512,7 24,3 0,008 70 0,5 0,6 11,5
639,6 31,5 0,004 70 0,5 1,4 7,5
Большой объем информации, зафиксированный в процессе моротработки с полной апертуры приемной антенны с помощью системы консервации, позволит существенно повысить эффективность отработки новых алгоритмов и программного обеспечения ГАС с ГПБА.
Проведенная морская отработка полностью подтвердила правильность выбранных технических решений перспективных пассивных и активно-пассивных ГАС с ГПБА, а также создать предпосылки для модернизации станций предыдущих поколений и вооружения кораблей системы освещения подводной обстановки эффективным средством обнаружения малошумных объектов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Протоколы морской отработки, I этап. ФГУП «ЦНИИ «Морфизприбор»», 2002.
2. Акты и протоколы морской отработки, II и III этапы. ФГУП «ЦНИИ «Морфизприбор»», 2003.
3. УрикРоберт Дж. Основы гидроакустики. - Л.: Судостроение, 1978. - С.448.
ИМИТАТОР ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МОРСКОЙ ОТРАБОТКИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ - КОМПЛЕКСОВ М. Я. Андреев, А. О. Марковский, С. Н. Охрименко, А. О. Сидоров
ФГУП «ЦНИИ "Морфизприбор"», г. Санкт-Петербург
Известно, что в процессе разработки и производства гидроакустические станции и комплексы подвергаются испытаниям, из которых наиболее сложными в организационном отношении и затратными являются натурные морские испытания, в которых принимают участие боевые корабли и средства различного назначения.
Альтернативой применению флотского обеспечения на этапах отладки и моротработки может быть использование его адекватной модели - имитатора первичного и вторичных гидроакустических полей подводных и надводных объектов и сигналов активных гидроакустических станций.
Первым шагом в этом направлении является воспроизведение пространства признаков первичного и вторичного гидроакустических полей объектов, по которым производятся операции обнаружения и классификации основных подводных целей гидроакустическими станциями и комплексами.
