Patent RU-2659100-C1 (RU)
Title: Способ формирования и применения широкомасштабной радиогидроакустической системы мониторинга, распознавания и классификации полей, генерируемых источниками в морской среде
Inventor: VASILENKO ANNA MIKHAJLOVNA
IPC: G01H3/00
Filed: 2017-06-05
Granted: 2018-06-28
Abstract: Изобретение относится к гидроакустике, гидрофизике и геофизике. Способ формирования и применения широкомасштабной радиогидроакустической системы мониторинга, распознавания и классификации полей, генерируемых источниками в морской среде, включает в себя формирование основной просветной параметрической системы, а именно размещение в морской среде излучателей и приемных преобразователей, озвучивание среды низкочастотными акустическими сигналами стабилизированной частоты в диапазоне десятки-сотни герц, формирование в ней зоны нелинейного взаимодействия и параметрического преобразования просветных и измеряемых информационных волн различной физической природы, параметрический прием широкополосных сигналов подводными преобразователями и их передачу посредством кабелей в приемный тракт, где сигналы усиливают в полосе параметрического преобразования и обрабатывают тремя линиями корреляционного анализа и одной линией спектрального анализа, определяют признаки измеряемых волн с учетом частотно-временного и параметрического преобразования сигналов. Параметрическую антенну формируют в морской среде как пространственно-развитую и многолучевую, для чего используют три ненаправленных излучателя, которые располагают в центре обследуемого участка акватории и устанавливают по глубине на оси подводного звукового канала (ПЗК), выше и ниже оси ПЗК, а одинаковые по структуре приемные блоки размещают по глубине аналогично излучателям, причем каждый приемный блок формируют из трех акустических преобразователей (гидрофонов), которые располагают по вершинам треугольников, основания которых размещают на одной вертикали, а вершины, противоположные основаниям, обращают к соответствующим излучателям. Основную просветную параметрическую систему формируют как комплекс пространственно-развитых, многолучевых параметрических антенн, расположенных по кругу или периметру обследуемой акватории через 45° и ориентированных от центра к периферии, а приемные блоки формируют как дискретные антенны, у которых расстояния между преобразователями (гидрофонами) устанавливают в соответствии с корреляционными характеристиками вертикальной структуры акустического поля. Принципиальное отличие заявляемого способа заключается в том, что основную просветную параметрическую систему масштабируют в пределах протяженного пространства акватории, для чего основную просветную параметрическую систему размещают в центре контролируемого участка акватории, а дополнительные подсистемы, введенные в состав широкомасштабной радиогидроакустической системы, размещают на заданных участках акватории. Основную систему и дополнительные подсистемы объединяют общим излучающим трактом, но снабжают различными приемными трактами с их подводными излучателями и приемными блоками, для чего выходы излучающего тракта через блок переключения излучающих преобразователей соединяют через кабели с входами подводных излучателей основной и дополнительных подсистем, а выходы подводных приемных преобразователей соединяют через кабели с входами приемных трактов основной и дополнительных подсистем соответственно. Принимаемые подводными преобразователями сигналы посредством кабелей передают в приемные тракты, где их обрабатывают линиями нейросетевого анализа, введенными в состав приемных трактов основной и дополнительных подсистем, и выполняют автоматическое распознавание принадлежности области спектра объекту классификации. Затем результаты аналитической обработки по каналам связи через блок переключения приемных трактов передают в Единый информационно-аналитический центр, введенный в состав широкомасштабной системы, где выполняют итоговый анализ, распознавание и классификацию математически обработанных образов спектрограмм объектов, а также вырабатывают команды управления работой широкомасштабной радиогидроакустической системы в соответствии с изменениями условий и задач мониторинга акватории. Просветные параметрические антенны дополнительных подсистем формируют как комплекс многолучевых параметрических антенн, расположенных по кругу или периметру контролируемой акватории через 45° и ориентированных от центра к периферии, при этом дополнительные подсистемы удаляют от соседних с ними подсистем на дистанции, обеспечивающие мониторинг акватории. Приемные блоки дополнительных подсистем формируют как дискретные антенны, у которых расстояния между преобразователями (гидрофонами) устанавливают в соответствии с корреляционными свойствами вертикальной структуры просветного акустического поля. Технический результат изобретения заключается в разработке способа формирования и применения широкомасштабной радиогидроакустической системы, обеспечивающей мониторинг, распознавание и классификацию полей, генерируемых источниками в морской среде, в пределах протяженного пространства акватории. Дальний параметрический прием и постоянный контроль пространственно-временных характеристик информационных полей выполняются в диапазоне частот сотни-десятки-единицы-доли герц, включая СНЧ колебания движущихся объектов и неоднородности среды, как целого. Операции распознавания и классификации источников формирования в морской среде информационных полей выполняются на базе нечеткой логики искусственных нейронных сетей как в автоматическом режиме, так и с участием оператора. 2 з.п. ф-лы, 17 ил.