CC BY
20Ю.Л. Николашин
кандидат технических наук, генеральный директор ПАО «Интелтех»
П. А. Будко
доктор технических наук, профессор, ПАО «Интелтех»
Г.А. Жуков
кандидат технических наук, доцент, ученый секретарь ПАО «Интелтех»
ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОГО ОБМЕНА ДАННЫМИ С РОБОТОТЕХНИЧЕСКИМИ КОМПЛЕКСАМИ МОРСКОГО БАЗИРОВАНИЯ
АННОТАЦИЯ. Рассмотрены вопросы выбора методов и каналов управления робототехническими комплексами морского базирования. Предложено совместное использование радиолиний различных диапазонов волн, позволяющее обеспечить устойчивое доведение команд управления до робототехнических комплексов, находящихся в надводном положении, а также на глубине до 20 м. Рассмотрены возможные методы информационного взаимодействия между подводными аппаратами и дана оценка максимальной дальности при обмене данными между глубокопогруженными объектами по гидроакустическому каналу.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: робототехнический комплекс морского базирования, автономный необитаемый подводный аппарат, каналы управления, радиолиния, спутниковая связь, гидроакустическая связь, глубо-копогруженный объект.
Введение
Значительный технологический прогресс в области создания новых сверхпрочных материалов, малогабаритных энергоемких источников электропитания, нейрокомпьютеров, базовых элементов искусственного интеллекта позволяют в настоящее время создать автономные робототехнические комплексы широкого спектра применения [1, 2]. Одним из востребованных направлений в этой области является создание ро-бототехнических комплексов морского базирования (РТК МБ) [3, 4]. К указанному классу РТК МБ относятся: автономные катера, автономные необитаемые подводные аппараты (АНПА), включая глайдеры, АНПА донного типа (без возможности автоматической реализации подвсплытия, т. е. имеющие «отрицательную плавучесть»).
К основному перечню задач, решаемых РТК МБ можно отнести:
измерение характеристик водной среды (температура, соленость, скорость и направление течения и т. п.) в различных точках водного пространства и на различных глубинах;
экологический мониторинг, в том числе наблюдение за изменением флоры и фауны в заданной акватории;
донную геологоразведку в труднодоступных районах мирового океана и в арктическом регионе, в том числе в подледном положении;
поиск затонувших объектов и их обследование;
фото и видеосьемку в научно-исследовательских, промышленных и военных целях; обслуживание коммуникаций портов; патрулирование водных рубежей и объектов; подводное обследование корпусов судов, буровых платформ, газо- и нефтетрубопроводов и кабельных трасс различного назначения;
освещение прибрежной, надводной, подводной и воздушной обстановки в заданном водном районе;
установку радиомаяков на стационарные и движущиеся подводные объекты;
проведение противолодочной разведки и разведки пунктов базирования ПЛ и НК вероятного противника;
обнаружение и уничтожение минных полей; установку минных заграждений; ведение информационной борьбы путем создания ложных целей и расстановки радио и гидроакустических помех [1—3, 5—10].
Расширение территориальных зон применения и усложнение задач, решаемых робототех-ническими комплексами в интересах гражданских и военных ведомств, потребовало разработки автономных интеллектуальных систем управления РТК МБ [11—13]. Так в работе [12] представлены положительные результаты моделирования и экспериментальной проверки метода нейросетевого управления искусственным интеллектом, применительно к АНПА. Реализация метода обеспечила возможность автоматического обхода автономным аппаратом препятствий с последующим возвращением на заданный маршрут.
Дальнейшее повышение эффективности РТК МБ (АНПА) может быть достигнуто за счет их группового использования, что позволит при проведении аварийно-спасательных работ или поиске затонувших объектов, представляющих опасность химического или радиоактивного заражения окружающей среды, резко сократить время указанных операций, а в случае охраны протяженного периметра водной границы или поиска движущегося подводного объекта задействование группы РТК МБ становится полностью оправданным [7, 14—17].
При проведении как одиночных, так и групповых миссий РТК МБ независимо от наличия заложенной в них жесткой или интеллектуальной программы функционирования, необходимо обеспечение устойчивого взаимодействия комплекса с базовым пунктом управления (БПУ), а при групповой миссии также гарантированную надежность обмена данными между робототехническими комплексами (АНПА) группы. Потеря возможности управления РТК МБ с БПУ, или обмена информацией между АНПА, особенно при выполнении специальных задач, может привести к непредсказуемым негативным последствиям.
Обмен данными с РТК МБ в надводном положении
В настоящее время взаимодействие с АНПА обеспечивается, в основном, с использованием спутниковой системы связи, Wi-Fi и гидроакустической связи, а между АНПА (или между БПУ
и АНПА) по гидроакустическому каналу. Однако при этом задача по реализации устойчивого обмена данными с необитаемыми аппаратами, удаленными на значительное расстояние от БПУ не решена в полной мере [7]. Рассмотрим возможные методы повышения вероятностно-временных характеристик обмена данными с РТК МБ, находящимися в надводном положении.
Этот режим относится к автономным управляемым кораблям (катерам) и к АНПА в надводном положении.
Безусловно, в этом случае основным видом связи следует считать спутниковый канал обмена данными. В настоящее время в рамках федеральной космической программы РФ до 2015 г. разработана и развертывается многофункциональная система персональной спутниковой связи (МСПСС) «Гонец-Д1М». Основные технические характеристики абонентского терминала этой системы приведены в таблице 1 с учетом материалов, представленных в [18].
Таким образом, поскольку МСПСС «Гонец-ДМ1» обеспечивает возможность организации связи с абонентами, находящимися на глобальных расстояниях от БПУ, обладает малыми мас-согабаритными показателями и энергопотреблением, его использование на РТК МБ (АНПА) для обеспечения обмена данными с БПУ представляется вполне обоснованным.
Вместе с тем, в условиях сильного волнения моря (заливание водой антенны), при нахождении АНПА в подледном положении, а также выхода из строя элементов в тракте спутниковой связи, эффективность ее применения представляется проблематичной.
Учитывая возможность глобального перемещения АНПА (в 2009 году экспериментальный глайдер США менее чем за 7,5 месяцев пересек Атлантический океан, преодолев при этом около 11,7 тыс. км [7]) в качестве резервной связи целесообразно использовать радиолинии (РЛ) декаметровых (ДКМ) и сверхдлинных волн (СДВ), обеспечивающие возможность доведения информации до объектов, удаленных от берега на расстояния до 12 тыс. км и более.
При оценке необходимой мощности передатчика для обеспечения устойчивого обмена данными с автономными катерами и АНПА, находящимися в надводном положении, необходимо помимо параметров антенно-фидерных передающих (приемных) подсистем и эффективности сигнально-кодовых кон-
Таблица 1
Диапазон частот, ГГц 0,3-0,4
Максимальная скорость передачи информации, кбит/с: бортовой комплекс — абонентский терминал; абонентский терминал — бортовой комплекс 76,8 9,6
Мощность абонентского передатчика, Вт 10
Объем сообщения, передаваемого в одном сеансе связи, кбайт до 20
Диаграмма направленности антенны абонентского комплекта всенаправленная (антенна не требует системы наведения и сопровождения с учетом траектории движения космического аппарата)
Устойчивость к воздействию внешних факторов пониженное атмосферное давление, соляной туман, пыль, песок, иней, дождь. Для реализации дополнительных требований комплект размещается в специальном защищенном корпусе (включая антенную систему)
Основные режимы работы МСПСС «Гонец-ДМ1»: обмен сообщениями между абонентами системы, находящимися в любой точке Земного шара; передача данных о местоположении абонентов, полученных с использованием системы ГЛОНАС; циркулярная передача сообщений группе пользователей
Напряжение электропитания, В 12
Минимальная масса абонентского комплекта, кг 0,4
струкций передаваемого сообщения, учитывать характеристики атмосферных помех, а также помех от посторонних источников излучения, причем, минимально необходимую энергетику радиолинии целесообразно оценивать с учетом всегда присутствующих атмосферных шумов.
На рис. 1 представлена в графическом виде область, в которой с вероятностью P > 0,99 находятся коэффициенты внешнего шума Fa, для СДВ — ДКМ диапазонов частот. При этом среднеквадратичное значение напряженности поля шумов в децибелах (относительно мкВ/м) определяется выражением [19]:
Еп = Fa + 20 log / + 10 log Д/ — 95,5, (1) где Fa = 10log(Раш/kTo); Раш — мощность атмосферных шумов в полосе сигнала (Ватт); Д/ — ширина полосы принимаемого сигнала (Гц); /С — «несущая» частота сигнала (МГц); к — постоянная Больцмана; To — принятая эталонная температура (290о К).
На рис. 2 приведены графики зависимости уровня Еп для различных значений Д/С и /С, рассчитанные с использованием формулы (1) для
верхней границы коэффициента внешнего шума Fa (см. рис. 1, пунктирная кривая).
Из анализа графиков рис. 2 и формулы (1) следует, что для повышения надежности связи в условиях естественных помех необходимо увеличивать мощность передачи сообщения или уменьшать полосу излучаемого сигнала.
Оценку значений необходимой мощности излучения для обеспечения устойчивого приема на радиотрассах протяженностью до 1 тыс. км для ближней морской зоны можно провести с использованием графиков, представленных в [20]. На рис. 3 приведен график значений напряженности поля для нескольких номиналов частот СДВ-ДКМ диапазонов волн, характеризующих ближнюю морскую зону (заштрихованные области соответствуют уровням напряженности поля атмосферных шумов, ожидаемых с вероятностью Р>0,99). На рис. 4 приведены аналогичные графики для трасс протяженностью более 1 тыс. км (при ионосферном распространении радиоволн).
Для ДКМ диапазона расчет проводился с использованием полуэмпирической формулы Неволина-Щепотина, полученной на основе
Рис. 1. Значения коэффициентов внешнего шума [19]
Рис. 2. Зависимость напряженности поля шумов от частотной полосы приема
Рис. 3. Значения напряженности поля сигнала для ближней морской зоны
Рис. 4. Значения напряженности поля сигнала при ионосферном распространении СДВ-ДКМ волн
усреднения медианных значений напряженности поля для морских трасс при работе на оптимальных частотах [21]:
Е =
122
PD
0,0021 + sin е
ехр
3,8-10
-2 Л
X
0,2
(2)
Расчеты для частот СДВ диапазона проводились по модифицированной формуле Остина [20, 22]
Е = 120
к. sin е
ехр -
(-0,0457 /0,6;
(3)
где Р — мощность излучения сигнала (кВт); D — коэффициент усиления антенны; гт — дальность трассы (тыс. км); ео—угловое расстояние между пунктами приема и передачи; X — длина излучаемой волны (м).
где /— частота излучения сигнала в кГц. (Отметим, что необходимую мощность излучения для достижения требуемой напряженности поля Е^р можно определить из соотношения
Е |
Рн = I кВт, где значение Е, соответствую-
г
т
щее заданной протяженности трассы, берется из графиков рис. 3 (4) или определяется по формулам 2 (3) при D = 1 и Р = 1 кВт.
Красной пунктирной линией на графике рис. 4 приведено максимально ожидаемое значение напряженности поля атмосферных шумов, соответствующее величине А/с » 15 кГц (/с = 10 МГц), а штрихпунктирной черной — минимально ожидаемое значение Еп для тех же значений А/с и /с.
Из анализа графика следует, что в отсутствии случайных (преднамеренных) помех в ДКМ диапазоне волн, даже на радиотрассах с глобальной протяженностью может быть достигнута значительная скорость передачи информации. Так для трассы с г » 6 тыс. км и мощности излучения сигнала Рс » 1 кВт, исходя из соотношения [23]:
V =
\Л/о
1+-
Л/Д
(4)
О У
где V— скорость передачи, N — спектральная плотность шума, получим следующий диапазон возможных скоростей передачи для рассматриваемого случая: VmínJrmax » 10 -И50 кбит/с, что позволяет обеспечить доведение формуляра по коррекции программы миссии АНПА в реальном масштабе времени.
Оперативность управления АНПА по СДВ каналу существенно ниже. Например, даже при минимально ожидаемом уровне атмосферных помех (рис. 4, черная пунктирная линия) скорость передачи для достоверного доведения команды до АНПА для г » 6 тыс. км и Рс » 10 кВт составит примерно V» 80^90 бит/с. Из анализа, проведенного в [24], а также представленных формул и графиков следует, что достоверное доведение информации до удаленных АНПА в СДВ диапазоне волн при скорости передачи до 10 бит/с (Л/с » 10 Гц) может быть обеспечено только при Рс > 100 кВт, а в ДКМ даже при V» 300^500 бит/с потребуется Рс > 500 Вт.
Таким образом, при использовании ДКМ РЛ обеспечивается возможность доведения информации до удаленных АНПА при мощности излучения меньшей, чем при использовании СДВ радиолиний, при этом реализуется более высокая скорость передачи. Однако, преимуществом СДВ РЛ является относительная стабильность распространения радиоволн при возмущениях ионосферы, а также существенно меньший ко-
эффициент ослабления напряженности поля при распространении в водной среде (см. графики на рис. 5), что позволяет обеспечивать прием информации при заливании антенны водой, а также в подледном и подводном положении (до 15^20 м) в случае использовании плоскостных ферритовых активных антенн. Исходя из этого, в качестве резервной связи целесообразно использовать передачу данных по СДВ и ДКМ радиолиниям, особенно в случае неполной информации о координатах и техническом состоянии АНПА. При этом в силу ограниченности габаритов АНПА следует использовать единую широкополосную приемную антенну с минимальными размерами. Этим требованием в большей степени соответствуют активные антенные системы (ААС). Применение ААС дает возможность оптимизировать соотношение сигнал/ (помехи+шум) на входе радиоприемного устройства, расширить полосу пропускания, обеспечить требуемые параметры для согласования с фидером, существенно сократить габариты по сравнению с пассивными приемными антеннами.
Современные ААС позволяют достичь чувствительности 0,1^0,5 мкВ при динамическом диапазоне до 120^130 дБ, обеспечивая прием без дополнительных настроек в полосе частот СДВ-ДКМ диапазонов волн. Так штыревая активная антенна фирмы «Rohde&Schwarz» НЕ-010 при высоте h = 1 м реализует прием в полосе 10 кГц^30 МГц при динамическом диапазоне до 120 дБ, а ААС К-625, российского производства,
Рис. 5. Значения коэффициента ослабления волн различного диапазона в водной среде
работает в диапазоне волн 60 кГц^80 МГц и по чувствительности превосходит шестиметровую пассивную штыревую антенну. Ферритовые плоскостные ААС имеют меньшую чувствительность, чем штыревые, однако в подводном или подледном положении АНПА они в силу своей «геометрии» становятся основными для приема сообщений в СДВ диапазоне волн. Следовательно, автономные необитаемые аппараты, предназначенные для функционирования только в надводном положении целесообразно оборудовать приемными активными штыревыми антеннами, а АНПА, предназначенными также и для выполнения миссии в подводном положении, следует оборудовать телескопическими штыревыми, а также плоскостными ферритовы-ми ААС.
Использование выпускных буксируемых антенн параванного типа на малогабаритных АНПА проблематично из-за значительных мас-согабаритных показателей тросовой лебедки и ограниченности энергоресурсов АНПА, низкой механической надежности буксируемой антенны на обрыв (особенно в районах со сложным донным рельефом) и по ряду других причин.
Примечание. Отметим, что для приемных ААС не соблюдается принцип универсальности передачи-приема информации, характерный, например, для судовых приемо-передающих антенн, размеры которых даже при работе в ДКМ диапазоне частот неприемлемы для установки на АНПА.
Рпр
0,8
0,6
0,4
_ , мкВ 0,2
м 0
0,001 0,01 0,1 1 10 100 бит/с, V
Рис. 6. Вероятность правильного приема бита сообщения для трассы протяженностью 6 тыс. км, мощности излучения Ризл = 10 Вт при разных скоростях передачи V
Из приведенных выше материалов следует, что для повышения надежности связи в условиях воздействия атмосферных помех, помимо увеличения мощности излучения, можно уменьшать полосу частот передаваемого сигнала, что, в свою очередь, приведет к снижению скорости передачи команд управления, а это может оказаться неприемлемым, например, при коррекции программы миссии АНПА в экстремальной надводной (подводной) обстановке.
В работах [24, 25] рассмотрен способ эффективной передачи данных с использованием ме-гаканальных возбудительных устройств. Параллельное излучение элементов сообщения позволяет даже при низкой скорости передачи каждого бита достичь необходимого времени доведения и помехоустойчивости приема сообщения «в целом».
Зависимость вероятности правильного приема бита (элемента) сообщения для трассы протяженностью 6 тыс. км, мощности излучения Ризл = 10 Вт и разных скоростях передачи V (бит/с) при напряженности поля помех Еп = 1 мкВ/м для А/с ~ 1 кГц, (что соответствует наличию только атмосферных шумов) и Еп = = 20 мкВ/м, характерных для воздействия атмосферных шумов и случайных помех в ДКМ диапазоне волн, приведена на графике рис. 6.
Вместе с тем, при отсутствии возможности получения данных по оптимальной рабочей частоте (ОРЧ) в реальном масштабе времени (что характерно для связи с глобально удаленными АНПА и при наличии непрогнозируемых локальных неоднородностей ионосферы) целесообразно вести передачу в широком диапазоне частот (практически в полосе 7^25 МГц). Известно, что эффективность передающей антенны в таком диапазоне без дополнительной настройки антенного согласующего устройства (что невозможно при параллельной передаче элементов сообщений в широкой полосе частот) оказывается неприемлемо низкой.
Достичь высокого КПД при параллельном излучении сигнала во всем диапазоне возможно путем использования нескольких антенн резонансного типа, каждая из которых «работает» с частотным перекрытием /верх//нижн ~ 1,3^1,4. Это позволяет обеспечить передачу эквивалентного суммарного сообщения в зоне оптимальных рабочих частот с максимальным КПД и, таким образом, используя менее мощные радиопередатчики реализовать высокую помехоустойчи-
Рис. 7. Структурная схема радиолинии управления АНПА
вость приема. Пример реализации РЛ для реального диапазона частот протяженных ДКМ радиотрасс представлен на рис. 7.
Сообщение, предназначенное для передачи, «закрывается» в блоке кодирования 2 помехоустойчивым кодом. Закодированное сообщение поступает на мегаканальное возбудительное устройство (ВУ) с модуляторами 5 [24], реализующее параллельную установку частот, задаваемую блоком формирования частотно-временной матрицы псевдослучайной последовательности (БФ ПСП) 4. С выхода каждого мегаканального ВУ параллельно передаваемые биты сообщения поступают на соответствующие усилители мощности (УМ 6.1—УМ 6.4), блоки сопряжения с антеннами (БС 7.1—БС 7.4) и на антенны 8.1—8.4.
Для приема в комплексе связи (КС) АНПА используется малогабаритная широкополосная активная антенная система 9. Принятый сигнал с ААС поступает на мегаканальное радиоприемное устройство (МРПУ) 10 [26] и после демодуляции в блоке 13 выдается на обработку в блок
формирования принимаемого сообщения (БФПС) 14. В БФ ПСП, в зависимости от метода кодирования, может быть реализован один из оптимальных алгоритмов совместной обработки информации, принятой по параллельным каналам: поэлементное весовое сложение, позначное весовое сложение, прием «в целом» и т. п. [27].
Для исключения потери элементов сообщения (из-за несовпадения рабочих частот с диапазоном оптимального прохождения радиоволн) в каждом поддиапазоне формируется их частотно-позиционная последовательность для параллельной передачи в соответствии со структурой матрицы формирования ПСП канальных комплектов рабочих частот, приведенной на рис. 8.
При этом необходимо подчеркнуть:
1) Предлагаемое построение радиолинии позволяет обеспечить снижение вероятности пакетирования ошибок, что повышает корректирующую (исправляющую) способность кодовой конструкции.
Рис. 8. Структура формирования параллельно передаваемых элементов сообщения в частотных поддиапазонах
2) Переход на низкие скорости передачи каждого бита сообщения позволяет отказаться от системы единого времени (СЕВ) и предварительной передачи синхронизирующей группы, необходимой при быстрой последовательной побитной ППРЧ, поскольку рассинхронизация перестройки частот удаленных друг от друга ПДРЦ и МРПУ 9, связанная со скоростью распространения радиоволн (® 10 мс на 3000 км), практически не будет влиять на эффективность приема элемента сообщения длительностью более 1 с.
3) Параллельный прием «выстроенных» в постоянной последовательности элементов (рис. 8) позволяет всегда восстановить переданное сообщение при любом реальном значении диапазона ОРЧ. Это обусловлено тем, что, при совместной оптимальной обработке в блоке весового сложения [28] будут участвовать любые элементы сообщения, принятые в Г^ГУ частотных участках (рис. 7 и 8).
4) Низкая энергетика и сверхузкая полоса передачи каждого бита сообщения обеспечивают высокую электромагнитную совместимость с другими системами (комплексами).
5) Использование активной антенной системы [29] обеспечивает одновременный прием во всей полосе частот при использовании МРПУ, построенного на SDR-технологиях.
Методы доведения информации до глубокопогруженных объектов
При нахождении РТК МБ в подводном положении на глубине более 15—20 м связь с ним без выпускного антенного устройства или буя-ретранслятора даже по СДВ радиоканалу, как было показано выше, не обеспечивается. В то же время, установка таких устройств на автономных необитаемых подводных аппаратах проблематична.
Для решения задачи по доведению информации до глубокопогруженных объектов специалистами предлагается использование различных видов и методов связи, в том числе: оптической, гидроакустической, параметрической, электромагнитной связи, а также теневых методов приема гидроакустических волн. (Рассмотрение нештатных методов передачи информации, таких как нейтринная, торсионная, политронная, солитонная связь и т. д. выходит за рамки данной статьи).
Значительно меньшим коэффициентом затухания в водной среде, чем радиоволны СДВ
диапазона, обладают волны оптического (сине-зеленый спектр) диапазона частот (рис. 5), что позволяет использовать лазерную связь (ЛС) в этом спектре для взаимодействия с подводными объектами при задействовании космических аппаратов (КА) или самолетов-ретрансляторов [7, 30, 31].
Однако применение ЛС с глобально перемещающимися АНПА технически и экономически в настоящее время недостаточно оправдано. Это объясняется сравнительно большими габаритами входного модуля оптического приемника и необходимостью точной ориентации его диаграммы направленности (ДН) на источник лазерного излучения. В то же время, автономные малогабаритные навигационные устройства, предназначенные для определения координат АНПА в процессе его подводного перемещения, не обеспечивают приемлемую точность определения местоположения в течение выполнения длительной миссии, вследствие чего подводному аппарату периодически необходимо осуществлять определение реальных координат путем всплытия и реализации взаимодействия с системой ГЛОНАС (GPS) [32]. Очевидно, что в этом случае обмен данными с базовой станцией может быть организован по основному (спутниковому) каналу обмена данными без задействования оптического канала связи. Кроме того, для надежной ЛС с использованием КА (самолетов-ретрансляторов) при доведении информации до погруженных АНПА необходимо выполнение ряда условий, таких как низкая мутность воды, высокая прозрачность льда, отсутствие экстремальных погодных условий (снегопад, «густой» туман, сильный дождь), что реально не может быть обеспечено при длительной миссии АНПА.
В работе [33] предлагается обеспечить доведение информации до глубокопогруженных подводных объектов за счет использования эффекта параметрического взаимодействия электромагнитной и акустической волн с близкими частотами f и /Л. В поверхностном слое воды (скин-слое) в этом случае, как утверждают авторы, формируется новый промодулированный электромагнитный сигнал с разностной часто-тойf=f — f ^ f3, что позволяет этому сигналу из-за малого коэффициента ослабления в воде обеспечить допустимое соотношение сигнал/ шум на значительных глубинах (порядка 150 м [33]). Однако в настоящее время исследования по возможности реализации рассмотренного
метода, по крайней мере для подводной связи с АНПА, проводить нецелесообразно, поскольку на подводных аппаратах с ограниченными размерами и энергоресурсами следует использовать малогабаритные активные антенные системы, эффективность которых при приеме сигналов с частотой^ ^ 10 кГц становится недопустимо низкой.
Обмен данными с глубокопогруженными (до 100 м и более) аппаратами при их удалении от надводного (подводного) пункта базирования на расстояние до 10 км обеспечивается, как правило, путем использования гидроакустической связи (ГАС). Для звуковых частот в диапазоне ^ ® 10^50 кГц (характерных для ГАС), в зависимости от солености, температуры воды и гидрологии морского района коэффициент ослабления гидроакустической волны а составляет до 10 дБ/км и более, поэтому при значительных удалениях от БПУ при организации подводной ГАС, ввиду ограниченной мощности гидроакустических излучателей на АНПА, необходимо обеспечить помимо оптимальной сигнально-кодовой конструкции передаваемой информации, высокую чувствительность приемника акустического сигнала.
Новым, перспективным направлением в этой области является применение теневого прибора (ТП), состоящего из комбинации собирающих линз, теневой диафрагмы и фотоприемника [34— 36]. При использовании двухканального ТП (приемника) возможно формирование от «круговой» до узконаправленной диаграммы направленности. Основные характеристики экспериментального оптико-акустического приемника (ОАП) приведены в таблице 2 [34].
Учитывая высокую потенциальную чувствительность ТП, целесообразно продолжить работы по снижению их массогабаритных показате-
лей с целью последующего использования на АНПА вместо традиционных пьезоэлектрических преобразователей гидроакустических сигналов.
Одним из методов обмена информацией между объектами, находящимися в подводном положении, является электромагнитная связь, основанная на использовании эффекта распространения электромагнитных волн в проводящих средах, в том числе в морской воде. При этом электромагнитное поле в рассматриваемой среде создается за счет применения токового диполя (ТД) [37, 38]. Причем потенциал, создаваемый им в точке, удаленной на расстояние г ^ L, можно определить по формуле:
Фтд =
р Д cos а 4п г2 '
(5)
Отсюда следует, что максимальное значение
Фтд составит:
„тах = р Д
Фтд = 4п г2
(6)
где р — удельное сопротивление среды, L — плечо диполя, I — ток, создаваемый диполем, Д = D — дипольный момент токового диполя.
Для расстояния г = 100 м в морской воде (р ~ 0,2^1 Ом*м) при значении шумовой составляющей, характерной для водной среды примерно 20 мкВ и обеспечения соотношения в точке приема сигнал/помеха Pc/Pш ~ 3 из формулы (6) получим следующие значения дипольного момента: D ® 38^7,6 А*м, а при увеличении расстояния до 1 км необходимое для достижения заданного соотношения сигнал/шум значение дипольного момента может составить более 3000 А-м. Оценка возможности реализации таких значительных величин D на борту АНПА требует дополнительной конструкторской проработки
Таблица 2
Наименование параметра Значение параметра
Дальность до источника излучения звуковой волны 1 км
Точность определения направления на источник излучения ±3 град
Чувствительность на уровне естественных шумов моря
Угол обзора до 360 град
Глубина погружения ОАП до 500 м
Габариты 50x40x20 см
Масса менее 15 кг.
и экспериментальной проверки, а также определения влияния создаваемого электромагнитного поля на биосферу океана.
Необходимо отметить, что в современных и перспективных проектах АНПА для решения задачи по их взаимодействию с другими подводными аппаратами (буями-ретрансляторами) в состав интегрированной системы управления (ИСУ) подводного аппарата в обязательном порядке входит подсистема гидроакустической связи (ГАС) [13]. Это обусловлено широким внедрением технологии цифровой обработки сигналов, позволившей реализовать гидроакустические модемы, обеспечивающие функционирование при многолучевом распространении акустического сигнала и при воздействии помех от посторонних излучателей. Для примера на рис. 9 представлена импульсная характеристика мно-
голучевого подводного канала связи протяженностью 10,5 км, в котором при испытании модема ВСГС была реализована скорость передачи до 4160 бит/с [39].
Гидроакустические приемные и передающие антенны обеспечиваются системой цифрового синтеза адаптивных диаграмм направленности, а при формировании сигнально-кодовых конструкций передаваемого сообщения используются широкополосные сигналы и помехоустойчивые коды, что позволяет в реальных условиях достичь высоких скоростей передачи данных и требуемой вероятности доведения информации при значительных расстояниях между взаимодействующими объектами под водой. Сравнительные характеристики нескольких типов модемов гидроакустической связи приведены в таблице 3 [39—42].
Рис. 9. Импульсная характеристика «многолучевого» подводного канала [39]
Таблица 3
Параметры модема S2C R 8/16 Германия S2C R 40/80 Германия Асошйс Modem Германия UWM 2000Н США ВСГС Россия (АО «НИИ Гидросвязи «Штиль») ГАСС Россия (ДВО РАН)
Дальность действия (км) 10,0 2,5 30 6,0 10,5 8,0
Максимальная скорость передачи данных (кбит/с) 6,9 35,7 0,145 17,8 57,6 4
Частота излучения (кГц) 8^16 40^80 - 26,77^44,62 18,75^42,75 16^20
Вероятность ошибки - - - 10-9 10-9 -
Вес модема, (кг) 4,2 2,1 - - - -
Отметим, что гидроакустические модемы предыдущего поколения (аналоговые) при той же мощности излучения, что, например, модем ГАСС, обеспечивали на дальностях до 1,5^2 км скорость передачи 200^400 бит/с, имея при этом в 2 ^4 раза большие массогабаритные показатели.
Организация связи при групповом выполнении миссии РТК МБ
При оценке вероятности выполнения миссии, требующей глобального удаления РТК МБ (АНПА) от места базирования (т. е. многосуточного подводного похода), необходимо учесть возможность деградации основных элементов АНПА, несовместимой с успешным завершением миссии, обусловленной параметрами надежности элементов аппарата, случайными повреждениями АНПА, в том числе вследствие столкновений с крупными объектами или представителями морской фауны, айсбергами, рыболовными сетями и т. п., не исключая умышленных повреждений или уничтожения АНПА. Причем вероятность выполнения миссии Рвм будет уменьшаться в зависимости от увеличения количества всплытий для уточнения координат и проведения сеансов связи с базовым пунктом управления. Отсюда с очевидностью следует необходимость реализации искусственного интеллекта в интегрированной системе управления АНПА, позволяющей обеспечить оптимальную трассу перемещения, и ее коррекцию в случае наличия незапланированных (случайных) препятствий или угроз. Тем не менее, вследствие указанных факторов при одиночном выполнении миссии, особенно конфиденциальной, Рвм может оказаться неприемлемо низкой. Вместе с тем, при групповом использовании АНПА для достижения требуемого значения Рвм достаточно задействовать количество аппаратов N определяемое из неравенства:
N >
М - Рм)
м - Л)
(7)
где Р1 — вероятность выполнения миссии одним АНПА.
То есть, даже при р ® 0,9 для достижения Рвм > 0,999 ориентировочно потребуется не более трех-четырех идентично оснащенных и имеющих одинаковую целевую функцию АНПА. При этом возможно два варианта их перемещения в заданный удаленный район мирового океана: I вариант—независимое прохождение марш-
рута каждым АНПА; II вариант — групповое выполнение миссии, подразумевающее реализацию «интеллектуального» взаимодействия АНПА в процессе совместного перехода в заданный район.
В ряде работ [7, 43, 44] для обеспечения живучести подводных объектов (робототехниче-ских подводных комплексов, подводных лодок, АНПА и т. п.) предлагается создавать сети подводной интегрированной связи (СПИС) с реализацией составного радио-гидроакустического канала в направлении пункт управления — подводный объект. Так предлагаемый АО «НИИ Гидросвязи «Штиль» вариант построения СПИС реализуется на базе нескольких автономных донных линий связи, каждая из которых состоит из промежуточных пунктов доступа и концевых гидроакустических модемов, объединенных оптоволоконной линией связи. Взаимодействие сети связи с береговым пунктом осуществляется по радиоканалу через автономный гидроакустический буй-ретранслятор, входящий в ее состав. Вместе с тем, как отмечается в работе [43], при необходимости развертывания такой СПИС в отдаленных районах ограничивающими факторами могут оказаться сложность, безопасность и стоимость ее развертывания, а также ограниченность дальности взаимодействия с подводными аппаратами.
Одним из решений при реализации миссии АНПА по мониторингу удаленных районов мирового океана может служить создание международной сети малогабаритных буев-ретрансляторов. Однако, решение этой задачи в ближайшее время маловероятно из-за экономических и военно-политических причин.
Таким образом, представляется целесообразным возложить функции обмена данными с БПУ на сами подводные аппараты.
Исходя из этого, в случае выполнения групповой миссии АНПА по варианту I суммарное число взаимодействий с БПУ (количество всплытий) за время выполнения миссии составит М1 = N■k, где k — число заданных сеансов связи с АНПА, а по варианту II, Мп = k < Мь что в ряде случаев, может оказаться определяющим фактором его использования.
В соответствии с одним из возможных алгоритмов миссии АНПА в составе N идентичных аппаратов, на начальном этапе назначается АНПА-«Лидер» (АНПА-Л), осуществляющий координацию функционирования остальных
АНПА. При этом программы текущих действий группы хранятся параллельно в базах данных каждого АНПА и периодически взаимно обновляются по каналу гидроакустической связи.
АНПА-Л при необходимости взаимодействия с БПУ или для уточнения координат группы реализует «назначение» буем радио-гидроретранслятором одного аппарата из группы АНПА по расписанию либо по оценке их основных параметров. Причем для проведения следующего сеанса связи, по ряду показателей ретранслятором может быть определен другой АНПА (аналогично, по ряду показателей в процессе выполнения миссии автоматически может быть переназначен АНПА-Л).
В зависимости от решаемых группой АНПА задач, рельефа донной поверхности, наличия внешней угрозы и т. п. АНПА-Л может также «принять» решение на реализацию максимального удаления от аппарата, выполняющего функцию буя-ретранслятора, которое примерно равно:
Lmax (N 1) lm
(8)
шумопеленгования, телеметрии), как правило, используется общее уравнение, которое применительно к ГАС можно представить в виде [45-48]
РсЧР2 (ф)р| (ф) 1П-0,Щ
R 2
(9)
где 1тах — максимальная дальность связи, реализуемая по каналу ГАС.
То есть при заданном N для получения максимального значения Lmax требуется обеспечить возможно больший показатель для 1тах.
Примечание. Необходимо подчеркнуть, что на время сеанса связи с БПУ ретрансляционная цепочка аппаратов служит не для доведения принятого сообщения до всех АНПА, а только для обеспечения их взаимной подводной пространственной координации, т. е. при максимальном удалении друг от друга АНПА фактически выполняют функции маяков-ответчиков с низкой информационной скоростью передачи.
Как следует из таблицы 3 для современных модемов заявляемая максимальная дальность ГАС составляет до 30 км. Однако, в настоящее время к подсистеме ГАС, в значительной степени определяющей успешность выполняемых автономным необитаемым подводным аппаратом специальных заданий, предъявляются более высокие требования по максимально достижимым значениям 1тах [7].
Оценка максимальной дальности при обмене данными между АНПА
Для оценки энергетической дальности действия гидроакустической системы в различных режимах ее функционирования (эхо-локации,
-•1О"0'1р RAФ = = h2 pl (fp4, / ),
где рп (fp4, Д/р ) — давление помехи в рабочей полосе частот Д/р ; ро — давление, развиваемое
передающей антенной с излучаемой мощностью Ризл на условном расстоянии ro; D (ф) и D2 (ф) —
характеристики направленности передающей и приемной антенн соответственно; ро — давление, создаваемое источником излучения на удалении го ; h2 — отношение энергии сигнала
к спектральной плотности помех; R — расстояние между гидроакустическими передатчиком и приемником; /рч — рабочая частота передаваемого сигнала; в — пространственный коэффициент затухания звуковых волн в воде; Аф = 10 lg Ф — фактор аномалии распространения звуковых волн, учитывающий фокусировку (Ф < 1) и дефокусировку (Ф > 1) акустического поля.
В [45] показано, что с учетом частотных зависимостей уровня шумов моря и затухания сигнала для трансцендентного уравнения (9) существует оптимальное значение рабочей частоты /рч, для которой при фиксированных параметрах гидроакустического тракта связи (включая передающий и приемный комплекты) обеспечивается максимальная дальность связи.
Так для антенн плоскостного типа при спектральной плотности помех вида Gf) ~ f ~n, где n = 1^2, значение оптимальной частоты составит: /оптœ n'R-2/3103 кГц, где П œ 1,9^3, т. е. для R œ 50^100 км значения оптимальной частоты будет находиться в диапазоне/оптœ 0,9^2,2 кГц.
Близкие значения /опт получаются и при использовании антенны линейного типа, для которых в этом случае габаритные размеры составят до 1,5^3 м, что может создать значительные конструктивные трудности, а в ряде случаев и отказ от установки таких гидроакустических антенн на мало- и среднегабарит-ных АНПА.
Переход на более высокие частоты излучения, в силу уменьшения габаритов антенных элементов, позволит устанавливать на АНПА фазируемые адаптивные решетки (ФАР), обеспечивающие подавление помех от посторонних излучателей (т. е. уменьшения значения рп) и увеличение коэффициента D2 (ф) в направлении на
полезный сигнал, тем самым реализуя возможность увеличения дальности связи. В предположении отсутствия (подавления) помех от посторонних излучателей проведем расчеты по дальности ГАС для минимальных и максимальных значений (пунктирная и штрихпунктирная линии на рис. 10) шумов моря.
Учитывая большой разброс численных значений величин, входящих в формулу (5), для наглядности графического представления соответствующих расчетов приведем ее к виду:
^ h = ^ р0 + ^ Dl (ф) + ^ D2 (ф) +
+ Аф - ^ R -20 в R - 1ё Рп(/рч, А/р). (10)
На рис. 11 представлены результаты расчетов по формуле (10) значений ^Н в зависимости от расстояния между АНПА для следующих исходных данных: D1 (ф) = 1, Аф = 1, в = 0,036 /э3/2 дБ/км,
А/рч = 1 Гц, мощность излучения сигнала Ризл = = 100 Вт, го = 1 м. Значениярп/ч, А/р ) вычислялись в соответствии с графиками рис. 10, в пред-
положении использования четырехэлементной адаптивной ФАР, реализованной на базе гидроакустических приемных антенн цилиндрического типа, обеспечивающей подавление помех от посторонних излучателей и формирование максимума диаграммы направленности в направлении на полезный сигнал.
Из анализа графиков следует, что на частотах свыше 10 кГц реализовать устойчивую связь при R>100 км достаточно проблематично, поскольку даже при передаче рассматриваемого узкополосного сигнала, с полосой А/р = 1 Гц и /ч = 10 кГц, в условиях наличия только естественных шумов моря значение отношения сигнал/шум будет находиться в пределах h ® 0,06^5, т. е. при реализации в гидроакустическом модеме некогерентного приема, удовлетворительная вероятность доведения информации может быть обеспечена только в условиях минимальной шумности моря (штрихпунктирная линия на рис. 11).
В случае применения когерентного «накопления» узкополосного сигнала, теоретически, за счет увеличения времени излучения (снижения скорости передачи) одного бита сообщения тс, можно повысить значение отношения сигнал/шум на входе решающего устройства до заданной величины, однако при практической реализации этого метода, применительно к ГАС, возникают как минимум два ограничения.
Первое из них обусловлено наличием максимального временного интервала когерентности сигналов, в реальном гидроакустическом канале.
Рис. 10. Спектральные характеристики Рис. 11. Зависимость значений ^Н от дальности
шумов моря взаимодействия между АНПА в группе
Рис. 12. Структурная схема гидроакустического модема комплекса связи РТК МБ
По результатам исследований, приведенных в [46], указанный интервал не превышает 4 секунд, что недостаточно для необходимого «накопления» сигнала при приеме «под шумами» для рассматриваемых условий.
Вторым ограничением является наличие эффекта доплеровского смещения частоты А^, приближенное значение которого для двух взаимодействующих по гидроакустическому каналу объектов, перемещающихся с относительной скоростью V, определяется по формуле:
Аfд - fрчА— ,
(11)
откуда для характерной скорости звука в воде vзв = 1500 м/с, V = 5 км/ч и ур^ = 10 кГц получим:
Ад - 9 Гц.
Таким образом, при приеме узкополосного сигнала в модеме ГАС необходимо реализовать алгоритм автоматической адаптивной перестройки приемного фильтра для «отслеживания» за изменением частоты, обусловленного эффектом Доплера. Кроме того, вследствие этого, при создании модема, обеспечивающего повышение скорости передачи за счет одновременного излучения элементов сообщения на заданном количестве разных частот, следует учитывать необходимость формирования в блоке параллельных фильтров защитного интервала между соседними рабочими частотами А/зи > 2Аf .
Хотя расчеты в представленных материалах велись для «благоприятных» условий связи в предположении наличия минимального уровня шумов и подавления помех от посторонних излучателей, а также без учета возможного попадания принимающего информацию АНПА в область «тени» (или значительного ослабления) гидроакустической волны, характерных как для приповерхностного, так и для подводного и мелководного звуковых каналов [47], тем не менее, показано наличие принципиальных путей реализации взаимодействия АНПА, удаленных друг от друга на расстояния свыше 50 км, особенно при групповой миссии АНПА с искусственным интеллектом, позволяющим учитывать гидрологию района их нахождения.
На рис. 12 представлен вариант структуры построения гидроакустического модема для ро-бототехнического комплекса морского базирования, реализующего многоканальный прием и пространственную обработку гидроакустиче-
ского сигнала. При этом в блоке принятия решения предложенного модема реализован алгоритм весовой мажоритарной обработки информации методом «среднего знака» [49], в соответствии с которым «подсчет» числа разрешенных знаков и установка весового коэффициента среднему знаку производится после приема каждого знака. Коэффициентом подавления помех от посторонних излучателей возможно управлять путем установления «шага» Аф (в приведенном на рис. 12 варианте Аф = 2о). Автоматический учет эффекта Доплера обеспечивается за счет использования блока частотной коррекции в каждом приемном тракте.
Заключение
Из представленных материалов следует:
совместное использование спутниковой и специализированных СДВ-ДКМВ радиолиний позволит обеспечить устойчивое доведение команд управления до РТК МБ (в том числе глобально удаленных от БПУ) находящихся в надводном положении, а также на глубине до 20 м;
доведение до БПУ данных о состоянии или другой информации от РТК МБ доступно только по спутниковому каналу связи, поскольку габариты эффективных передающих антенн и необходимая мощность передатчика в диапазоне СДВ-ДКМВ (для достоверного доведения данных до удаленного БПУ) реализовать на мало- и среднегабаритных АНПА не представляется возможным;
несмотря на значительное количество перспективных методов доведения информации до глубокопогруженных объектов, гидроакустическая связь является основным методом при решении такой задачи, а также для реализации обмена данными между автономными необитаемыми подводными аппаратами в подводном положении, в том числе при их значительном удалении друг от друга;
высокая вероятность выполнения автономными необитаемыми подводными аппаратами различных программ на глобальном удалении от базового пункта управления может быть реализована при групповой миссии АНПА с внедренными элементами искусственного интеллекта;
обмен данными между АНПА в подводном положении на взаимном удалении 50^100 км достигается подсистемой гидроакустической связи за счет снижения скорости передачи до
зв
COMMUNICATION EQUIPMENT. Iss. 4 ( 144). 2018
] бит/с и м----------------------------------------------------------------
ОТ noCTOpOJMEANS OF COMMUNICATION EQUIPMENT. Iss. 4 (144). 2018 учета эффекта Доплера. Повышение скорости «параллельного типа».
ЛИТЕРАТУРА
1. Бочаров Л. Необитаемые поднодных аппараты: состояние и обшие тенденции развития //Электроника: Наука, Технология, Бизнес. №7. 2009.
2. Киселев Л. В., ИнзарцевА. В., Матвиенко Ю. В. Создание интеллектуальных АНПА и проблемы интеграции научных исследовании // Подводные исследования и робототехника. №1. 2006.
3. Гизитдиновл М. Р., КуЗЬМНЦКИЙ М. А. Мобильные подводные роботы в современной океанографии и гидрофизике, // Фундаментальная и прикладная гидрофизика, 2010. Том 3.№1. С, 4—13.
4. Автономные подводные роботы. Системы и технологии / Под ред. М. Д. Агеев;!. — С.: Наука, 2005. 398 с.
5. Сидоренко К. С., Голобоков С. А. Автономные необитаемые подводные аппараты — носители минного оружия// Россия и АТР. №2. 2009. С. 119-130.
6. Красильников Р. В. Системы борьбы с необитаемыми аппаратами — ассиметричный ответ на у грозы XXI века, — СПб.: Инфо-да, 2013, 106 с.
7. Белоусов И. Современные и перспективные необитаемые подводные аппараты ВМС США// Зарубежное военное обозрение. №5. 2013, С. 79—88.
8. Кузьминкий М. А., Гизитдиновл М. Р. Мобильные подводные роботы в решении задач ВМФ: Современные технологии и перспективы.//Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 201 I. Том 4. №3. С. 37-48.
9. Илларионов Г. Ю., Сидоренко В. В., Смирнов С. В. Автономные необитаемые подводные аппараты для поиска и уничтожения мин // Подводные исследования и робототехника. № 1, 2006. С, 31—38.
10. Киселев Л. В., ИнзарцевА. В., Матвиенко Ю. В. Создание интеллектуальных АНПА и проблемы интеграции научных исследований // Подводные исследования и робототехника. №1. 2006. С, 6—17,
!!. И [париев А. В., Панин А. М., Багницкий А. В. Планирование и осуществление действий обследовательского подводного робота на базе поведенческих метод о // Подводные исследования и робототехника. №1 (15) 2013. С. 4-16.
12. Пшиханов В. X., Чернухин Ю. В., Федотов А. А. и др. Системы управления автономного подводного аппарата // Известия южного федерального университета. Технические науки. Вып. 3 (152) 2014. С. 87—101.
13. Мартынов Л. А., Машошин А. И., Пашкевич И. В., Соколов А. Л. Система управления — наиболее сложная часть автономных необитаемых подводных аппаратов. // Морская радиоэлектроника. №4. 2015. С. 27-33.
14. Бычков И. В., Кензин М. Ю., Максим-
кин Н. Н., Киселев Л. В. Эволюционные модели маршрутизации группового движения подводных роботов при многоцелевом динамическом мониторинге морских акваторий // Подводные исследования и робототехника. N32. (18). 2014. С. 4—13.
15. Чернухин Ю. В. Искусственный интеллект и нейрокомпьютеры, — Таганрог: Изд-во ТРТУ, 1997. - 273 с.
16. БабакЛ. Н., Щербатюк А. Ф. Об одном алгоритме поиска подводного шлейфа, основанном на использовании группы АН ПА/Управление большими системами: сб. тр., вып. №30—1. 2010. С. 536—548.
17. Елисеенко Г. Д., Павин А. М. Программное обеспечение подготовки и сопровождения миссии АНПА. // Подводные исследования и робототехника, №2. (16). 2013. С. 16-23.
18. Баканов Д. В., Мороз Н. В., Пухов Г. Г., Са-ЛЮК Д. В., Тимчук А. А. Применение многофункционален бой системы персональной спутниковой связи «Гонец-Д1М» для обеспечения информационного взаимодействия между удаленными абонентами.
// Техника средств связи. 2018. № 2. С. 63-67.
19. МСЭ-Р Р.372—10.
20. Долуханов М. П. Распространение радио-влолн. М.: Связь. 1972. 336 с.
21. Неволин Т. Н., Щепотин В. И. Организация и планирование радиосвязи на морском флоте. М.: Транспорт. 1977. 262 с.
22. Акулов В. С., Салюк Д. В., Угрик Л. Н. Учет точности прогнозирования электромагнитных полей при расчете радиотехнических систем //Техника средств связи. 2018. № 2. С. 53-56.
23. Финк Л. М. Теория передачи дискретных сообщений, — М.: Сов. радио, 1970. — 728 с,
24. Ни кол а шин Ю. Л., Мирошников В. И., Буд-ко П. А., Жуков Г. А. Когнитивная система связи и влияние использования данных мониторинга па помехоустойчивость сверхузкополосных декаметро-вых радиолиний // Морская радиоэлектроника. №2 (52). 2015. С. 16-22.
25. Николашин Ю. Л., Будко П. А., Жуков Г. А. Эффективность использования когнитивной радиосвязи в декаметровом диапазоне частот
// Техника средств связи. 2018. № 2. С. 6-21.
26. Будко П. А., Жолдасов Е. С., Жуков Г. А., Будко Н. П. ЗОЯ-технологии и новые принципы приема сообщений в симплексных радиолиниях // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2013, Т. 5. №1. С, 34—38,
27. Жуков Г. А. Методы весовой мажоритарной обработки дискретной информации при приеме по параллельным каналам // Техника средств связи. Сер. ТПС. Вып. 8. С. 74-84.
28. Николашин Ю. Л., Будко П. А., Жуков Г. А. Нейрокомпьютерный подход к решению задачи оптимизации приема информации в канале с переменными параметрами // Нейрокомпьютеры: разработка и применение. 2016. №1. С. 49-58.
29. Бредихин А.Н., Родионов Э.Н., Яблонских А.А. Динамический диапазон активных антенн. // Теория и техника радиосвязи, Вып. 1, 2008. — С. 121-125.
30. Катенин В. А. Лазерные технологии в зарубежных военно-морских силах // Журнал Экспертный союз. №6. 2012.
31. Алешин О. В., Катанович А. А. Принципы построения автоматизированных систем спутниковой открытой оптической связи с подводными лодками // Морская радиоэлектроника. №1. 2016. С. 32-35.
32. Боженов Ю. А. Микроэлектромеханические устройства в необитаемых подводных аппаратах // Подводные исследования и робототехника. №1. 2006. С. 39-44.
33. Шайдуров Г. Я., Кудинов Д. С. Энергетический потенциал и тактико-технические возможности использования эффекта параметрической демодуляции для подводного радиоприема сигналов в морской воде // Журнал радиоэлектроники. №2. 2012.
34. Яковлев В. А., Журенков А. Г., Шульжен-ко П. К., Мусин Л. Ф., Фролов А. П. Оптико-акустическое устройство наведения для системы подводной беспроводной оптической связи // Оптический журнал, Т. 79. №10, 2012. С. 91-92.
35. Журенков А. Г., Яковлев В. А. Обнаружение гидроакустических волн теневыми приборами на фоне турбулентности и взвеси // Оптический журнал. 2004. Т. 71. №4. С. 28-33.
36. Буданов С. П., Гончаров Э. Г., Мартинсон Б. М., Журенков А. Г., Яковлев В. А. Диаграмма направленности гидрооптического приемника акустических колебаний // Оптический журнал. 2004. Т. 71. №4. С. 34-38.
37. Стопцов Н. А., Бойцов В. И., Шелемин В. Н. Связь под водой. — Л.: Судостроение, 1990. — 248 с.
38. Шибков А.Н. Подводная связь и навигация с использованием электромагнитного поля. Дисс. д.т.н. — Владивосток: ДВГУ. 2006. 284 с.
39. Бобровский И. В, Козьмин С. Г. Модем высокоскоростной гидроакустической связи. Натурные испытания 10.07.2014. — СПб.: АО «НИИ гидросвязи
«Штиль». [Электронный ресурс] https://youtu.be/jx-bmzNS6DXI.
40. Вершинин А. С. Сравнительный анализ гидроакустических модемов // Молодой ученый. 2015. №12. С. 156-161.
41. ММТ-3000 — новый малогабаритный АНПА института проблем морских технологий ДВО РАН Горнак В. Е., Инзарцев А. В., Львов О.Ю. и др. ПИиРТ 2007. №1(3) с. 12-20.
42. Кайфаджан А.А., Ткаченко А.О. Гидроакустическая связь и гидроакустические средства. / Материалы конференции «Гидроакустическая связь и гидроакустические средства аварийно-спасательного назначения». — Волгоград. ОАО «НИИ гидросвязи «Штиль» 2013.
43. Брага Ю.А. Машошин А.И. Место сетевой подводной системы обмена данными в интегрированной сетецентрической системе подводного наблюдения. / Материалы конференции «Гидроакустическая связь и гидроакустические средства аварийно-спасательного назначения». — Волгоград. ОАО «НИИ гидросвязи «Штиль» 2013.
44. Козлов Н. С., Микушин И. И., Паршуков В. Н. Направления развития средств обмена данными по гидроакустическому каналу в интересах включения подвижных погруженных объектов в единое информационной пространство. / Материалы конференции «Гидроакустическая связь и гидроакустические средства аварийно-спасательного назначения». — Волгоград. ОАО «НИИ гидросвязи «Штиль» 2013.
45. Свердлин Г. М. Прикладная гидроакустика: Учеб. пособие. — Л.: Судостроение, 1990. — 320 с.
46. Макаров А. И., Дворников В. Д., Конопелько
B.К. Передача информации в гидроакустическом канале. / Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. — Минск: БГУИР, 2004. — С. 103-118.
47. Урик Р. Дж. Основы гидроакустики. — Л.: Судостроение, 1978. — 448 с.
48. Евтюков А. П., Митько В. Б. Инженерные расчеты в гидроакустике. — Л.: Судостроение, 1988. — 288 с.
49. Жуков Г. А., Попков В. Я. О методах определения весовых коэффициентов для дискретного сложения сигналов, принятых по параллельным каналам. / Тезисы докладов VIII симпозиума по проблеме избыточности в информационных системах. Часть 2. — Ленинград: Академия наук СССР, Ленинградский институт авиационного приборостроения, 1983. —
C. 94-97.
