Разработка алгоритма работы программного обеспечения для нахождения координат источника сигнала в подводной среде

Разработка алгоритма работы программного обеспечения для нахождения координат источника сигнала в подводной среде Шарабанова А. В.1, Сафронов С. В.2

‘Шарабанова Анастасия Вадимовна / Sharabanova Anastasia Vadimovna - магистрант,

2Сафронов Сергей Владимирович /Safronov Sergej Vladimirovich - магистрант; кафедра систем автоматического управления и контроля,

Национальный исследовательский университет Московский институт электронной техники, г. Зеленоград

Аннотация: в данной статье описан результат разработки алгоритма программного обеспечения для нахождения координат источника в подводной среде.

Ключевые слова: алгоритм, комбинированный приемник, расчет координат.

Источник сигнала будем находить с помощью проекций потока акустической мощности, полученных с двух комбинированных гидроакустических приемников (КГЦ).

Трехкомпонентный приемник, регистрирующий векторные характеристики акустического поля, датчики которого расположены по трем ортогональным осям, с единым фазовым центром называется векторным приемником. Цод комбинированным приемником или комбинированным приемным модулем подразумевается точечная (малогабаритная) приемная система, включающая одновременно векторный приемник и приемник акустического давления [1].

После запуска программы, пользователь должен задать необходимые для обработки сигналов параметры, а именно координаты комбинированных гидроакустических приемников хх, х2, y1tу2, Ц, z2, частоту излучения источника /0, частоту дискретизации сигнала fd, время наблюдения сигнала п, время усреднения dt и число точек обработки N.

Программное обеспечение (ПО) рассчитано на обработку готовых сигналов, также имеется возможность создания модели сигналов с КГП. После выбора сигнала для обработки происходит расчет коэффициентов окна Хэмминга. После чего программа обращается к функции расчета горизонтальных углов Ф1 и 92

Затем происходит расчет углов в вертикальной плоскости и $ i. Далее рассчитываются значения координат и полученные результаты выводятся на экран. Блок-схема предложенного алгоритма представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Алгоритм работы программы

Ознакомимся поближе с функцией расчета углов в горизонтальной плоскости. Блок-схема алгоритма этой функции представлена на рисунке 2.

Рис. 2. Блок-схема функции расчета горизонтальных углов Функция включает в себя дискретное преобразование Фурье для входных сигналов и расчет проекций

потоков акустической мощности на плоскость XY. Так же вычисляется амплитуда Атр сигнала что

позволяет узнать о его мощности. Формула для расчета амплитуды представлена ниже

Атр = Vfie2 + Im2

Для повышения точности расчета, производится поэтапное вычисление нескольких значений углов <Р 1 и

<Р7.

Представленный выше алгоритм позволяет быстро и эффективно рассчитать координаты источника тонального сигнала, используя данные, полученные с двух КГП.

Литература

1. Гончаренко Б., Некрасов В., Гордиенко В. и др. Некоторые аспекты использования приемника потока акустической мощности для регистрации сигналов слабых детерминированных источников на фоне шумов океана // Сборник трудов ГП ВНИИФТРИ. — Т. 46 из «Проблемы метрологии гидрофизических измерений». — ФГУП ВНИИФТРИ, Москва, 2003. — С. 161-210.