[go: up one dir, main page]

RU2577089C1 - Method and system for automatically controlled active protection of objects on side of aquatic environment - Google Patents

Method and system for automatically controlled active protection of objects on side of aquatic environment Download PDF

Info

Publication number
RU2577089C1
RU2577089C1 RU2014136512/28A RU2014136512A RU2577089C1 RU 2577089 C1 RU2577089 C1 RU 2577089C1 RU 2014136512/28 A RU2014136512/28 A RU 2014136512/28A RU 2014136512 A RU2014136512 A RU 2014136512A RU 2577089 C1 RU2577089 C1 RU 2577089C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
depth
sonar
sound
radiation
antenna
Prior art date
Application number
RU2014136512/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Федорович Кадыков
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Акционерное общество "Федеральный центр науки и высоких технологий "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (АО "ФЦНИВТ "СНПО "Элерон"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом", Акционерное общество "Федеральный центр науки и высоких технологий "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (АО "ФЦНИВТ "СНПО "Элерон" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2014136512/28A priority Critical patent/RU2577089C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2577089C1 publication Critical patent/RU2577089C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06Systems determining the position data of a target
    • G01S15/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: search equipment.
SUBSTANCE: invention relates to sonar and is intended for detecting underwater targets in remote regions at considerable distances from point of observation. Disclosed is a method for automatically controlled active protection of objects on side of aqueous medium with increased range of detecting targets includes longitudinal sounding of water column and receiving probing signals reflected from target, longer detection range of targets is realised by automatically controlled establishing position emitting antenna sonar depth and inclination angle of its emission and reception relative to horizontal direction along vertical distribution of sound speed in water layer produced by means of measuring device (1). Based thereon, unit (2) calculates depth and inclination angle of emission and reception antenna, required for detecting underwater targets in water column in a specified zone or at maximum distance from point of radiation. Resultant values of said parameters of antenna are input for execution into unit (3), which sets position of radiating antenna (4) on depth and inclination of its emission and reception. As in conventional sonar, location of detected targets and motion parameters thereof within sector of radiation is carried out at time of arrival of probing signals reflected from target relative to moment of radiation of probing signal taking into account speed of sound in water and known position of sonar.
EFFECT: technical result of present invention is longer range of detection of targets in complicated conditions of real water areas.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения подводных целей в областях, удаленных на значительные расстояния от места наблюдения, в сложных условиях распространения звука для реальных акваторий.The invention relates to the field of sonar and is intended for the detection of underwater targets in areas remote at significant distances from the observation site, in difficult conditions of sound propagation for real water areas.

Предложенная система гидролокации может быть использована при проведении подводных работ, охране объектов со стороны водной среды на дальних подступах и подводных сооружений, таких как проложенные под водой кабели, коллекторы, трубопроводы, для охраны судов на якорной стоянке, морских нефтяных платформ, входов в порты, акваторий гидро- и атомных станций, пирсов, верфей, гаваней, для контроля подводной обстановки.The proposed sonar system can be used for underwater operations, protection of objects from the aquatic environment at distant approaches and underwater structures, such as cables laid under water, collectors, pipelines, for the protection of ships at anchorage, offshore oil platforms, port entrances, water areas of hydro and nuclear stations, piers, shipyards, harbors, to control the underwater situation.

Недостатком известных методов гидролокации для этих целей в реальных акваториях являются ограничения по обнаружению целей из-за отклонения (рефракции) звуковых лучей в вертикальной плоскости от прямолинейного распространения, вызванные неравномерным прогревом водной толщи и связанным с этим распределением скорости звука по глубине, разным по погодным условиям и сезонам [1], Примеры экспериментально наблюдаемых типичных по сезонам распределений показаны на фиг. 1. При этом, в зависимости от положения приемоизлучающей антенны гидролокатора по глубине, на разных расстояниях возникают зоны, не охваченные облучением, так называемые «зоны тени», при попадании в которые цель не будет обнаруживаться.A disadvantage of the known sonar methods for these purposes in real water areas is the limitation of target detection due to deviation (refraction) of sound rays in the vertical plane from the rectilinear propagation caused by uneven heating of the water column and the associated sound velocity distribution over depth, different in weather conditions and seasons [1], Examples of experimentally observed seasonal typical distributions are shown in FIG. 1. At the same time, depending on the position of the sonar receiving-emitting antenna in depth, at different distances there are areas that are not covered by radiation, the so-called "shadow zones", when hit, the target will not be detected.

Так, летом при положении излучателя по глубине, соответствующим области отрицательного градиента скорости звука по глубине, вышедшие в близком к горизонтальному направлению звуковые лучи сразу отклоняются вниз в сторону дна, при этом образуется «зона тени» в приповерхностной области, где цель не обнаруживается, поскольку в этой области энергия зондирующих сигналов оказывается ничтожно малой уже на сравнительно близких расстояниях от излучателя.So, in the summer, when the emitter’s position in depth corresponds to the area of the negative gradient of the speed of sound in depth, sound rays emitted in the horizontal direction immediately deviate down towards the bottom, and a “shadow zone” is formed in the near-surface region where the target is not detected, since in this region, the energy of the probing signals is negligible even at relatively close distances from the emitter.

Общий характер лучевых картин с резким отклонением звуковых лучей от горизонтального направления вниз или вверх с образованием «зон тени» будет наблюдаться не только летом, но и в другие сезоны, а также при резких изменениях погоды в зоне наблюдений и при изменении положения излучателя по глубине.The general nature of radiation patterns with a sharp deviation of sound rays from the horizontal direction up or down with the formation of “shadow zones” will be observed not only in the summer, but also in other seasons, as well as with sharp changes in the weather in the observation zone and with a change in the position of the emitter in depth.

Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании способа и устройства на его основе с простой реализацией и расширенной областью применения, позволяющих в значительной степени автоматически компенсировать отрицательное влияние рефракции на дальность обнаружения целей гидролокатором в сложных условиях реальных акваторий с изменчивыми условиями распространения звука.The problem to which the invention is directed is to create a method and device based on it with a simple implementation and an extended scope, allowing to largely automatically compensate for the negative effect of refraction on the detection range of targets by sonar in difficult conditions of real water areas with variable sound propagation conditions .

Для решения поставленной задачи предложен способ автоматически управляемой активной охраны объектов со стороны водной среды на основе гидролокации с увеличенной дальностью обнаружения целей, включающий продольное зондирование водной толщи и прием отраженных от цели зондирующих сигналов, в котором обнаружение целей в задаваемой зоне или увеличение дальности их обнаружения достигается за счет автоматически управляемого установления приемоизлучающей антенны гидролокатора по глубине и по углу наклона излучения и приема, рассчитанных по данным измеренного вертикального распределения скорости звука в водном слое.To solve this problem, a method is proposed for automatically guarded active protection of objects from the aquatic environment based on sonar with an increased target detection range, including longitudinal sounding of the water column and reception of sounding signals reflected from the target, in which target detection in a given zone or an increase in their detection range is achieved due to the automatically controlled installation of the sonar receiving-emitting antenna in depth and in the angle of inclination of radiation and reception, calculated according to the measured vertical distribution of the speed of sound in the water layer.

Необходимо сразу отметить, что изменение положения антенны гидролокатора по глубине и по углу наклона излучения и приема относительно горизонтального направления может выполняться как простым поворотом угла наклона излучающей и приемной поверхности антенны, так и более характерным для современных приемоизлучающих антенн, выполняемых в виде фазированных антенных решеток пьезоэлементов, изменением угла характеристики направленности излучения и приема относительно горизонтального направления путем электронного сканирования элементов.It should be noted right away that changing the position of the sonar antenna in depth and in the angle of inclination of the radiation and reception relative to the horizontal direction can be carried out both by simple rotation of the angle of inclination of the radiating and receiving surface of the antenna, and more characteristic of modern transceiving antennas made in the form of phased antenna arrays of piezoelectric elements , by changing the angle of the directivity characteristics of radiation and reception relative to the horizontal direction by electronically scanning the comrade

Соответственно система для осуществления предложенного способа состоит из соединенных между собой измерителя распределения скорости звука по глубине в зоне установки гидролокатора, электронного блока расчета параметров положения антенны по глубине и по углу наклона излучения и приема относительно горизонтального направления и блока дистанционного установления положения антенны гидролокатора.Accordingly, the system for implementing the proposed method consists of interconnected measuring instruments for the distribution of sound velocity in depth in the zone of installation of a sonar, an electronic unit for calculating the parameters of the position of the antenna in depth and angle of inclination of radiation and reception relative to the horizontal direction and the unit for remote positioning of the sonar antenna.

Предложенный способ позволяет в значительной степени компенсировать влияние рефракции звуковых лучей, вызванной распределением скорости звука по глубине, изменчивым во времени. Для этого излучение зондирующих сигналов и прием отраженных от целей зондирующих сигналов ведут на заранее рассчитанной определенной глубине и под углом к горизонтальному направлению в сторону водной поверхности или в сторону дна в зависимости от нахождения излучателя соответственно в области отрицательного или положительного градиента скорости звука в водном слое. При этом формируется зона озвучивания со значительной протяженностью в горизонтальном направлении от места излучения. Решение обратной задачи по выбору положения антенны по глубине и по углу наклона излучения и приема относительно горизонтального направления для измеренного вертикального распределения скорости звука в области установки антенны гидролокатора ведется расчетным путем методом компьютерного моделирования по данным измерений вертикального распределения скорости звука и необходимости обнаружения подводных целей в водной толще в задаваемой зоне или на максимальных горизонтальных расстояниях от места излучения.The proposed method allows to significantly compensate for the influence of refraction of sound rays caused by the distribution of the speed of sound over depth, variable over time. To do this, the radiation of sounding signals and the reception of sounding signals reflected from targets are carried out at a predetermined specific depth and at an angle to the horizontal direction toward the water surface or toward the bottom, depending on the location of the emitter, respectively, in the region of a negative or positive gradient of sound velocity in the water layer. In this case, a sound zone is formed with a significant length in the horizontal direction from the radiation site. The inverse problem of choosing the position of the antenna in depth and in the angle of inclination of the radiation and reception relative to the horizontal direction for the measured vertical distribution of the speed of sound in the installation area of the sonar antenna is carried out by calculation by computer simulation according to measurements of the vertical distribution of sound speed and the need to detect underwater targets in water thicker in a given zone or at maximum horizontal distances from the radiation site.

Предлагаемая система гидролокации предназначена для контроля зоны, расположенной на значительном удалении от места излучения путем частичной компенсации влияния распределения скорости звука по глубине на дальность облучения за счет автоматически управляемого установления приемоизлучающей антенны гидролокатора по глубине и по углу наклона излучения и приема, рассчитываемых на основе измеренного вертикального распределения скорости звука в водном слое. При этом местоположение обнаруженной цели определяется, как и при обычной гидролокации, методом компьютерного моделирования по временам прихода отраженных от цели зондирующих сигналов относительно момента излучения с учетом скорости звука в воде и известного положения приемоизлучающей антенны гидролокатора.The proposed sonar system is designed to control a zone located at a considerable distance from the radiation site by partially compensating for the influence of the sound velocity distribution in depth on the irradiation range due to the automatically controlled installation of the sonar receiving-emitting antenna in depth and in the angle of inclination of radiation and reception, calculated on the basis of the measured vertical sound velocity distribution in the water layer. In this case, the location of the detected target is determined, as in conventional sonar, by computer simulation from the arrival times of sounding signals reflected from the target relative to the moment of radiation, taking into account the speed of sound in water and the known position of the sonar receiving-emitting antenna.

Практическое воплощения предложенного способа достаточно просто в изготовлении и невелико по стоимости, поскольку обнаружение подводных целей в водной толще в задаваемой зоне или на максимальных горизонтальных расстояниях от места излучения достигается лишь помещением приемоизлучающей антенны гидролокатора на определенную глубину и установлением определенного угла наклона ее излучения и приема, а также включением в систему измерителя вертикального распределения скорости звука в акватории для получения необходимых исходных данных для расчета хода звуковых лучей и задания положения антенны в водном слое.The practical implementation of the proposed method is quite simple to manufacture and small in cost, since the detection of underwater targets in the water column in a given area or at maximum horizontal distances from the radiation site is achieved only by placing the sonar receiving antenna at a certain depth and setting a certain angle of its radiation and reception, as well as the inclusion in the meter system of the vertical distribution of the speed of sound in the water area to obtain the necessary source data x for calculating the course of sound rays and setting the position of the antenna in the water layer.

Каждый из признаков, включенных в формулу изобретения, необходим, а все вместе они достаточны для достижения поставленной цели, то есть в формулу изобретения включены существенные признаки.Each of the features included in the claims is necessary, and together they are sufficient to achieve the goal, that is, essential features are included in the claims.

В основе предлагаемого способа и системы на его основе лежит возможность обнаружения целей в сложных условиях реальных акваторий с изменчивыми условиями распространения звука из-за отклонения (рефракции) звуковых лучей в вертикальной плоскости от прямолинейного распространения, вызванных неравномерным прогревом водной толщи и связанным с этим распределением скорости звука по глубине, разным по погодным условиям и сезонам.The basis of the proposed method and system based on it is the ability to detect targets in difficult conditions of real water areas with variable sound propagation conditions due to deviation (refraction) of sound rays in the vertical plane from the rectilinear propagation caused by uneven heating of the water column and the associated velocity distribution sound in depth, different in weather conditions and seasons.

Предпосылкой возможности осуществления предложенного способа являются рассмотренные выше физические процессы, сопровождающие распространение звука в водной среде, используемые в способе. При этом заявленная возможность обнаружения подводных целей в водной толще в задаваемой зоне или на максимальных горизонтальных расстояниях от места излучения осуществляется за счет автоматически управляемого установления положения антенны гидролокатора по глубине и по углу наклона излучения и приема относительно горизонтального направления, рассчитанных по данным измеренного вертикального распределения скорости звука в водном слое.A prerequisite for the possibility of implementing the proposed method are the above physical processes accompanying the propagation of sound in an aqueous medium used in the method. At the same time, the declared possibility of detecting underwater targets in the water column in a given zone or at maximum horizontal distances from the radiation site is carried out by automatically controlling the position of the sonar antenna in depth and in the angle of inclination of the radiation and reception relative to the horizontal direction, calculated according to the measured vertical velocity distribution sound in the water layer.

Предложенный способ и система автоматически управляемой активной охраны объектов со стороны водной среды теоретически и экспериментально обоснованы.The proposed method and system of automatically controlled active protection of objects from the aquatic environment is theoretically and experimentally justified.

Рассмотрим в качестве примера ход звуковых лучей на одном из участков отрицательного градиента вертикального распределения скорости звука для экспериментально наблюдаемых на фиг. 1 летних условий в интервале глубин 3,5-8 м, характеризующимся примерно линейным законом изменения скорости звука по вертикали с перепадом значений скорости звука от 1480 м/с на глубине 3,5 м до 1431 м/с на глубине 8 м, что дает для их отношения, являющегося показателем преломления лучей на выбранном участке, значение n=0,967.Let us consider as an example the course of sound rays in one of the sections of the negative gradient of the vertical distribution of the speed of sound for experimentally observed in FIG. 1 summer conditions in the depth interval 3.5-8 m, characterized by an approximately linear law of vertical speed of sound with a difference in sound speed from 1480 m / s at a depth of 3.5 m to 1431 m / s at a depth of 8 m, which gives for their ratio, which is an index of refraction of rays in a selected area, the value n = 0.967.

Используем для выбранного участка отрицательного градиента вертикального распределения скорости звука закон Снеллиуса, связывающий через показатель преломления два угла - угол выхода луча из излучателя φ(z1) на глубине нижней границы участка z1 и угол скольжения луча φ(z) в любой точке участка на глубине zWe use the Snell's law for the selected segment of the negative gradient of the vertical distribution of the speed of sound, connecting two angles through the refractive index - the angle of exit of the beam from the emitter φ (z 1 ) at the depth of the lower boundary of the site z 1 and the angle of the beam φ (z) at any point depth z

n(z)=cos φ(z1)/cos φ(z).n (z) = cos φ (z 1 ) / cos φ (z).

Далее, считая условием получения максимальной дальности обнаружения цели в указанном участке водного слоя обращение в ноль угла скольжения луча φ(z) на глубине верхней границы участка, получим соотношение для задания необходимого угла выхода луча из излучателя на глубине z1 Further, considering the condition for obtaining the maximum detection range of the target in the specified section of the water layer, the beam angle of rotation φ (z) to zero at the depth of the upper boundary of the section, we obtain the ratio for setting the required angle of the beam exit from the emitter at a depth of z 1

cos φ(z1)=0,967.cos φ (z 1 ) = 0.967.

Получим необходимое для угла выхода луча из излучателя на глубине z1 значение около 15°, при котором луч за счет компенсации отрицательного влияния рефракции уже не будет отклоняться сразу вниз в сторону дна после выхода из излучателя, а будет направляться в сторону водной поверхности и проходить в пределах участка до точки заворота на глубине верхней границы участка и далее на выход из нижней границы участка. В результате облучение и, следовательно, обнаружение подводных целей в водной толще в пределах выбранного участка отрицательного градиента вертикального распределения скорости звука будет проходить на максимальных горизонтальных расстояниях от места излучения.We obtain a value of about 15 °, which is necessary for the angle of exit of the beam from the emitter at a depth of z 1 , at which the beam, by compensating for the negative effect of refraction, will no longer deviate immediately down to the bottom after leaving the emitter, but will be directed toward the water surface and pass into within the site to the point of inversion at a depth of the upper boundary of the site and then exit from the lower boundary of the site. As a result, irradiation and, therefore, the detection of underwater targets in the water column within the selected portion of the negative gradient of the vertical distribution of the speed of sound will take place at maximum horizontal distances from the radiation site.

Для оценки получаемого увеличения дальности облучения воспользуемся приводимой в [1] формулой расчета расстояния по горизонтали, проходимого звуковым лучом в области отрицательного градиента скорости звукаTo evaluate the resulting increase in the irradiation range, we use the formula for calculating the horizontal distance traveled by a sound beam in the region of a negative gradient of sound velocity given in [1]

r=2 tg φ(z1)/а,r = 2 tg φ (z 1 ) / a ,

где а - коэффициент, характеризующий используемый линейный закон изменения скорости звука c(z) по вертикали на участке отрицательного градиента вертикального распределения скорости звукаwhere a - coefficient characterizing linear law used to change the sound velocity c (z) on the vertical portion of the negative gradient of the vertical distribution of the velocity of sound

c(z)=c(z1)·(1-а·(z-z1)).c (z) = c (z 1 ) · (1- a · (zz 1 )).

Используя для рассматриваемого участка значение а=0,00736 м-1 и φ(z1)=15°, получим максимальную дальность озвучивания r по горизонтали примерно 73 м в пределах выбранного участка отрицательного градиента вертикального распределения скорости звука.Using the value a = 0.00736 m -1 and φ (z 1 ) = 15 ° for the section under consideration, we obtain the maximum sounding range r horizontally of approximately 73 m within the selected section of the negative gradient of the vertical distribution of the speed of sound.

При помещении антенны гидролокатора на большие глубины чем 8 м необходимо учесть в расчетах угла выхода луча из излучателя влияние на траекторию луча более широкой области вертикального распределения скорости звука по толщине водного слоя. Рассмотрим в связи с этим другой участок отрицательного градиента вертикального распределения скорости звука на фиг. 1 в интервале глубин 8-12 м, примыкающий к первому участку, характеризующийся линейным перепадом значений скорости звука от 1431 м/с на глубине 8 м до 1423 м/с на глубине 12 м, что дает для их отношения, являющегося показателем преломления лучей для выбранного участка, значение n=0,9944. При выходе луча из излучателя на глубине нижней границы этого участка выход на ранее рассчитанную траекторию луча в пределах первого участка будет обеспечиваться при угле выхода 16°, а максимальная дальность озвучивания по горизонтали r=150 м в пределах второго участка будет обеспечиваться при угле выхода 6°.When placing the sonar antenna at greater depths than 8 m, it is necessary to take into account in calculating the angle of exit of the beam from the emitter the effect on the beam path of a wider region of the vertical distribution of sound velocity over the thickness of the water layer. In this regard, we consider another section of the negative gradient of the vertical distribution of the speed of sound in FIG. 1 in the depth interval of 8-12 m, adjacent to the first section, characterized by a linear difference in the speed of sound from 1431 m / s at a depth of 8 m to 1423 m / s at a depth of 12 m, which gives for their ratio, which is an indicator of the refraction of rays for of the selected section, the value n = 0.9944. When the beam exits the emitter at a depth of the lower boundary of this section, the exit to the previously calculated beam path within the first section will be provided at an exit angle of 16 °, and the maximum horizontal sound range r = 150 m within the second section will be provided at an exit angle of 6 ° .

В соответствии с проведенными расчетами на фиг. 2 представлены для летнего сезона траектории хода звуковых лучей в пределах выбранных участков отрицательного градиента скорости звука, вышедших на глубинах 8 м и 12 м под необходимыми углами в сторону водной поверхности для получения максимальных дальностей озвучивания по горизонтали.In accordance with the calculations in FIG. Figure 2 presents for the summer season the path of the sound rays within the selected sections of the negative gradient of the speed of sound, reaching at depths of 8 m and 12 m at the necessary angles towards the water surface to obtain maximum sounding ranges horizontally.

В рассмотренных примерах при необходимости обеспечения облучения подводной цели в водной толще на больших горизонтальных расстояниях необходимо помещать антенну гидролокатора на большие глубины, в том числе вне пределов рассмотренных участков отрицательного градиента скорости звука, и учитывать в расчетах влияние на траекторию луча более широкой области вертикального распределения скорости звука по толщине водного слоя. С этой точки зрения на практике целесообразно непрерывно выполнять расчеты траекторий звуковых лучей, аналогичные изложенным, для набора глубин и углов наклона излучения и приема антенны гидролокатора методом компьютерного моделирования по измеренным текущим данным вертикального распределения скорости звука.In the considered examples, if it is necessary to ensure irradiation of the underwater target in the water column at large horizontal distances, it is necessary to place the sonar antenna at great depths, including outside the considered sections of the negative gradient of sound velocity, and take into account in the calculations the effect on the beam path of a wider vertical velocity distribution sound across the thickness of the water layer. From this point of view, in practice it is advisable to continuously perform calculations of the trajectories of sound rays, similar to those described, for a set of depths and angles of inclination of radiation and reception of a sonar antenna by computer simulation based on the measured current data of the vertical distribution of sound speed.

Предложенные способ и система автоматически управляемой активной охраны объектов осуществляются в соответствии с показанной на фиг. 3 структурной схемой установления приемоизлучающей антенны гидролокатора по глубине и по углу ее излучения и приема относительно горизонтального направления, которая включает следующие элементы:The proposed method and system of automatically controlled active protection of objects is carried out in accordance with that shown in FIG. 3 is a structural diagram of establishing a sonar receiving-emitting antenna in depth and in the angle of its radiation and reception relative to the horizontal direction, which includes the following elements:

1 - измеритель распределения скорости звука по глубине;1 - meter for the distribution of the speed of sound in depth;

2 - электронный блок расчета траекторий звуковых лучей по измеренным данным распределения скорости звука по глубине и по пространственному положению антенны по глубине и углу наклона ее излучения и приема;2 - electronic unit for calculating the trajectories of sound rays according to the measured data of the distribution of sound velocity in depth and in the spatial position of the antenna in depth and angle of inclination of its radiation and reception;

3 - блок дистанционного установления антенны гидролокатора по глубине и наклону излучения и приема относительно горизонтального направления в соответствии с заданными условиями облучения подводных целей в водной толще;3 - block remote installation of the sonar antenna in depth and slope of the radiation and reception relative to the horizontal direction in accordance with the specified conditions for irradiation of underwater targets in the water column;

4 - антенна гидролокатора.4 - sonar antenna.

В соответствии с этой структурой алгоритм управления пространственным положением антенны гидролокатора 4 включает следующую последовательность операций:In accordance with this structure, the algorithm for controlling the spatial position of the sonar antenna 4 includes the following sequence of operations:

- измерителем 1 выполняются непрерывные текущие измерения вертикального распределения скорости звука в водном слое в зоне установки антенны гидролокатора;- meter 1 performs continuous ongoing measurements of the vertical distribution of the speed of sound in the water layer in the installation area of the sonar antenna;

- по полученным в результате измерений данным вертикального распределения скорости звука в электронном блоке 2 проводится расчет необходимых параметров положения антенны гидролокатора по глубине и по углу наклона ее излучения и приема методом компьютерного моделирования для условий облучения подводных целей в водной толще в заданных зонах или на максимальных горизонтальных расстояниях от места излучения;- according to the data obtained as a result of measurements of the vertical distribution of the speed of sound in the electronic unit 2, the necessary parameters of the position of the sonar antenna are calculated in depth and in the angle of inclination of its radiation and received by computer simulation for irradiation of underwater targets in the water column in specified zones or at maximum horizontal distances from the place of radiation;

- рассчитанные параметры положения антенны вносятся на исполнение в блок 3 дистанционного управления положением антенны;- the calculated parameters of the position of the antenna are entered for execution in block 3 remote control the position of the antenna;

- блок 3 устанавливает положение антенны 4 по глубине и наклону ее излучения и приема.- block 3 sets the position of the antenna 4 in depth and slope of its radiation and reception.

Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение дальности обнаружения целей в сложных условиях реальных акваторий.The technical result of the present invention is to increase the detection range of targets in difficult conditions of real water areas.

ЛитератураLiterature

1. Волны в слоистых средах. Л.М. Бреховских. Изд. АН СССР, М., 1957, с. 421-422, 448-449.1. Waves in layered media. L.M. Brekhovsky. Ed. USSR Academy of Sciences, M., 1957, p. 421-422, 448-449.

Claims (3)

1. Способ автоматически управляемой активной охраны объектов со стороны водной среды на основе гидролокации с увеличенной дальностью обнаружения целей, включающий продольное зондирование водной толщи и прием отраженных от цели зондирующих сигналов, отличающийся тем, что увеличение дальности обнаружения целей достигается за счет автоматически управляемого установления приемоизлучающей антенны гидролокатора по глубине и углу наклона ее излучения и приема, рассчитанных по данным измеренного вертикального распределения скорости звука в водном слое.1. A method of automatically controlled active protection of objects from the aquatic environment based on sonar with an increased target detection range, including longitudinal sounding of the water column and the reception of sounding signals reflected from the target, characterized in that an increase in the target detection range is achieved by automatically setting the receiving-emitting antenna sonar in depth and angle of inclination of its radiation and reception, calculated according to the measured vertical velocity distribution sound in the aqueous layer. 2. Система для осуществления способа по п. 1, характеризующаяся тем, что состоит из соединенных между собой измерителя распределения скорости звука по глубине в зоне установки антенны гидролокатора, электронного блока расчета необходимых параметров положения антенны гидролокатора по глубине и по углу наклона ее излучения и приема по измеренным данным распределения скорости звука по глубине и блока дистанционного установления приемоизлучающей антенны гидролокатора по глубине и углу наклона ее излучения и приема относительно горизонтального направления для рассчитанных условий облучения подводных целей в водной толще.2. The system for implementing the method according to claim 1, characterized in that it consists of interconnected measuring instruments for the distribution of sound velocity in depth in the installation area of the sonar antenna, an electronic unit for calculating the necessary parameters for the position of the sonar antenna in depth and in the angle of inclination of its radiation and reception according to the measured data of the distribution of the speed of sound in depth and the unit for the remote establishment of the receiving-emitting sonar antenna in depth and angle of inclination of its radiation and reception relative to the horizon nogo areas for the calculated exposure conditions underwater targets in the water column. 3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что определение параметров приемоизлучающей антенны гидролокатора по глубине и по углу наклона ее излучения и приема в электронном блоке расчета траекторий звуковых лучей осуществляется методом компьютерного моделирования по данным измерений вертикального распределения скорости звука и условий обнаружения подводных целей в водной толще в заданных зонах или на максимальных горизонтальных расстояниях от места излучения. 3. The system according to claim 2, characterized in that the determination of the parameters of the sonar antenna in depth and in the angle of inclination of its radiation and reception in the electronic unit for calculating the paths of sound rays is carried out by computer simulation according to measurements of the vertical distribution of sound velocity and conditions for the detection of underwater targets in the water column in predetermined zones or at maximum horizontal distances from the radiation site.
RU2014136512/28A 2014-09-08 2014-09-08 Method and system for automatically controlled active protection of objects on side of aquatic environment RU2577089C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014136512/28A RU2577089C1 (en) 2014-09-08 2014-09-08 Method and system for automatically controlled active protection of objects on side of aquatic environment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014136512/28A RU2577089C1 (en) 2014-09-08 2014-09-08 Method and system for automatically controlled active protection of objects on side of aquatic environment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2577089C1 true RU2577089C1 (en) 2016-03-10

Family

ID=55654373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014136512/28A RU2577089C1 (en) 2014-09-08 2014-09-08 Method and system for automatically controlled active protection of objects on side of aquatic environment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2577089C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001330659A (en) * 2000-05-22 2001-11-30 Hitachi Zosen Corp Underwater object position detection method and object position detection device
RU2343502C2 (en) * 2007-02-26 2009-01-10 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии (Росатом) Method and system of positional analysis of object under observation by depth in aqueous medium
RU2358289C1 (en) * 2007-11-09 2009-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (ФГУП "СНПО "Элерон") Method and system of detecting objects during hydrolocation
RU104732U1 (en) * 2010-12-03 2011-05-20 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" MULTI-FREQUENCY HYDROACOUSTIC RECEIVING ANTENNA DEVICE
RU2421755C1 (en) * 2010-03-09 2011-06-20 Общество с ограниченной ответственностью Конструкторское бюро морской электроники "Вектор" Method and device for searching for and counting fish

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001330659A (en) * 2000-05-22 2001-11-30 Hitachi Zosen Corp Underwater object position detection method and object position detection device
RU2343502C2 (en) * 2007-02-26 2009-01-10 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии (Росатом) Method and system of positional analysis of object under observation by depth in aqueous medium
RU2358289C1 (en) * 2007-11-09 2009-06-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (ФГУП "СНПО "Элерон") Method and system of detecting objects during hydrolocation
RU2421755C1 (en) * 2010-03-09 2011-06-20 Общество с ограниченной ответственностью Конструкторское бюро морской электроники "Вектор" Method and device for searching for and counting fish
RU104732U1 (en) * 2010-12-03 2011-05-20 Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Южный Федеральный Университет" MULTI-FREQUENCY HYDROACOUSTIC RECEIVING ANTENNA DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106595834B (en) A method of obtaining the horizontal longitudinal correlation of the big depth sound field in deep-sea
RU2343502C2 (en) Method and system of positional analysis of object under observation by depth in aqueous medium
CN111983563B (en) Remote advanced anti-submarine early warning array and system based on distributed optical fiber acoustic wave sensing
RU2298203C2 (en) Mode of detection of noisy objects in the sea
CN109444864B (en) Deep-sea weak multi-target depth long-term accumulation estimation method
RU2358289C1 (en) Method and system of detecting objects during hydrolocation
CN105629220A (en) Deep sea underwater sound passive range finding method based on single hydrophone
BR102012032573A2 (en) METHOD AND DEVICE FOR MANAGING THE ACOUSTIC PERFORMANCE OF A NETWORK OF ACOUSTICS UNDER TRAILED ACOUSTIC LINEAR ANTENNAS
RU2012153734A (en) METHOD FOR SHOOTING AQUATORIA BOTTOM RELIEF AND DEVICE FOR SHOOTING AQUATORIA BOTTOM RELIEF
CN105116372A (en) Shallow sea seabed horizontal linear hydrophone array orientation calibration method
CN102508247A (en) Method for rapidly measuring parameters of three-dimensional oblique sea bottom based on ray acoustics
Balk et al. Surface-induced errors in target strength and position estimates during horizontal acoustic surveys.
Presnov et al. Tomographic estimation of waterbody parameters in the presence of ice cover using seismoacoustic sources
RU2577089C1 (en) Method and system for automatically controlled active protection of objects on side of aquatic environment
BR112019016346A2 (en) method and system for detecting a bubble stream emanating from a bubble source into a body of seawater
RU2383899C1 (en) Method and system for target acquisition in hydrolocation
RU2541435C1 (en) Method of determining iceberg immersion
RU2703804C1 (en) Method of classifying marine objects with passive hydroacoustic means
RU2196931C2 (en) Method of detection of break in underwater pipe line
CN112630782B (en) Method for realizing deep sea extended tracking by using floating and sinking load device
RU2623668C1 (en) Method of remote determination of the relative dielectric permeability of the environment under the atmosphere-ocean border
RU2001102343A (en) METHOD FOR DETECTING THE UNDERWATER PIPELINE
RU2542625C1 (en) Determination of spatial location of underwater pipeline by magnetometric survey
RU2259572C2 (en) Method for determination of true speed of ship at calibration of logs in hydroacoustic traverse trial line
Lunkov Reverberation of wideband signals in shallow water when using sound focusing