×
12.04.2023
223.018.490e

Способ определения параметров маневрирования источника зондирующих сигналов

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002793779
Дата охранного документа
06.04.2023
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области использования акустических волн и применяется в разрабатываемых гидроакустических системах. Технический результат - определение параметров маневрирования источника зондирующих сигналов (ЗС). Результат достигается тем, что предложен способ определения параметров маневрирования источника зондирующих сигналов, содержащий последовательный прием зондирующих сигналов перемещающегося источника, последовательное измерение моментов времени t приема n зондирующих сигналов, где n не менее 3-х, определение временных интервалов T и T между моментами прихода каждых двух следующих друг за другом зондирующих сигналов, где T=t-t, T=t-t, согласно изобретению до проведения измерений моментов времени приема зондирующих сигналов и интервалов между ними уменьшают скорость перемещения приемника до минимальной величины, измеряют направление G на источник ЗС, выбирают направление U движения приемника таким образом, чтобы было обеспечено условие G-U=90° или G-U=270°, определяют соотношение между T и T, определяют курсовой угол перемещения источника зондирующих сигналов. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем обнаружения гидролокационных сигналов в современных гидроакустических комплексах.

Зондирующие сигналы (ЗС), излучаемые гидролокаторами, размещенными на различных носителях, в том числе и подвижных, могут быть обнаружены на больших дистанциях с использованием известных систем обнаружения гидролокационных сигналов [Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. «Корабельная гидроакустическая техника». СПб. Наука. - 2004. стр. 89-92]. При обнаружении этих сигналов возникает задача измерения их параметров, а также задача определения параметров маневрирования источника ЗС.

Известен метод обнаружения местоположения источника зондирующих сигналов, изложенный в работе [Простаков А.Л. «Гидроакустические средства флота» // М: Воениздат. - 1974. с. 90]. В работе рассматривается задача определения места случайной цели, излучающей импульсные сигналы, при использовании нескольких приемных постов. Измеряются разности времени прихода звука к каждому приемнику, которые в свою очередь соответствуют разности расстояний от источника звука до соответствующих приемников. Как известно, геометрическим местом точек, разность расстояний которых до приемников постоянна, является гипербола. Определив точку пересечения рассчитанных гипербол, можно найти место источника звука и соответственно дистанцию до него.

За это время положение движущегося гидролокатора может существенно измениться, что приведет к ошибке определения скорости перемещения источника ЗС и дистанции до него. Дистанция распространения зондирующего сигнала существенно превышает дистанцию обнаружения отраженного сигнала, именно поэтому имеет смысл определять параметры маневрирования источника ЗС.

Известен способ измерения курсового угла движения источника зондирующих сигналов [Воробьев А.В., Никулин М.Н., Тимошенков В.Г. Патент РФ №2515419 от 10.05.2014. Способ измерения изменения курсового угла движения источника зондирующих сигналов. МПК G01S 3/80] содержащий последовательный прием ЗС, в котором производят спектральный анализ первого, второго и n-ого сигналов, определяют порог обнаружения, измеряют амплитуду спектральных отсчетов превысивших порог, определяют и запоминают амплитуды спектральных отсчетов, имеющих максимальную амплитуду, а изменение курсового угла движения источника определяют через соотношения разности измеренных последовательных частот.

Недостатком этого способа является то, что он использует обработку длительных зондирующих сигналов, что имеет ограниченное место в практике работы гидролокационных акустических средств. В большинстве случаев используются гидролокаторы, которые излучают ЗС короткой длительности, у которых спектр широкий, что не позволит выделить спектральные отсчеты для измерения их разности.

Известен способ измерения изменения курсового угла движения источника зондирующих сигналов [Тимошенков В.Г. Патент РФ №2545068 от 27.03.2015. Способ измерения изменения курсового угла движения источника зондирующих сигналов. МПК G01S 3/80] в котором последовательно принимают ЗС перемещающегося источника, определяют момент времени прихода первого принятого ЗС, последовательно измеряют моменты времени ti приема еще n зондирующих сигналов, где n не менее 3-х, определяют временной интервал Tk между моментами прихода каждых двух следующих друг за другом зондирующих сигналов Tk=ti+1-ti, определяют разность измеренных временных интервалов ΔTm=Tk+1-Tk, где m номер измерения разности последовательных временных интервалов, a Tk+1=ti+2-ti+1, определяют знак изменения разности временных интервалов (ΔTm+1-ΔTm), если знак изменения разности отрицательный, то считают, что источник сигналов приближается, запоминают первую разность временных интервалов, определяют косинус изменения курсового угла Qm движения источника ЗС, как отношение каждой последующей разности к каждой предыдущей разности временных интервалов cos Qm=ΔTm+1/ΔTm, определяют величину изменения курсового угла движения источника ЗС, как величину обратную косинусу измеренного отношения, если измеренная величина разности интервалов положительная, то источник ЗС удаляется и косинус изменения курсового угла Qm движения источника вычисляется как отношение каждой предыдущей разности к каждой последующей разности cos Qm=ΔTm/ΔTm+1.

Недостатком рассматриваемого способа является то, что он дает представление о том, приближается или удаляется источник зондирующих сигналов и направление на него в данный текущий момент, но не определяет характер движения источника.

Задача изобретения заключается в выявлении маневрирования источника зондирующих сигналов.

Технический результат заключается в определении параметров маневрирования источника зондирующих сигналов.

Технический результат достигается тем, что в способ, содержащий последовательный прием зондирующих сигналов перемещающегося источника перемещающимся приемником ЗС, последовательное измерение моментов времени ti приема n зондирующих сигналов, где n не менее 3-х, определение временных интервала Tk и Tk+1 между моментами прихода каждых двух следующих друг за другом зондирующих сигналов, где Tk=ti+1-ti и Tk+1=ti+2-ti+1, введены новые дополнительные признаки, а именно: до проведения измерений моментов времени приема ЗС и интервалов между ними уменьшают скорость перемещения приемника до минимальной величины, измеряют направление G0 на источник ЗС, выбирают направление U0 движения приемника ЗС таким образом, чтобы было обеспечено условие G0-U0=90° или G0-U0=270°, определяют соотношение между Tk и Tk+1: если Tk+1<Tk, то считают, что источник ЗС приближается к приемнику под углом, если Tk<Tk+1, то считают, что источник ЗС удаляется от приемника под углом, определяют курсовой угол перемещения источника зондирующих сигналов как КУ=arccos (Tk+1/Tk) или КУ=arccos (Tk/Tk+1) и если КУ равен или близок к 0, то считают, что источник ЗС совершает циркуляцию, при этом определяют и запоминают время tКУ1 первого момента и время tКУ2 второго момента, когда КУ равен или близок к 0, а время циркуляции определяют как tцирк=2 (tКУ2-tКУ1).

Поясним достижение технического результата.

Как правило, работа гидролокатора, установленного на быстро перемещающемся носителе, являющимся источником ЗС, имеет своей целью обзор пространства и обнаружение какого-либо объекта по наличию от него эхосигнала. Дальность распространения зондирующего сигнала гидролокатора существенно больше, чем дальность обнаружения эхосигнала от обнаруживаемого объекта. Поэтому зондирующий сигнал обнаруживается приемным устройством системы обнаружения гидролокационных сигналов практически всегда при первых же сигналах излучения, вероятность пропуска такого сигнала прямого распространения чрезвычайно мала, а амплитуда принимаемых сигналов большая. Выбор порога на основании анализа шумов на входе приемного устройства не имеет смысла, поскольку уровни приходящих сигналов существенно превосходят помеху.

Источник зондирующих сигналов (гидролокатор), который установлен на подвижном носителе, имеет своей целью обнаружение нужного объекта, которым является любой корабль. Поэтому для обнаружения объекта задается постоянный угол поворота носителя гидролокатора (циркуляция), который осматривает пространство, двигаясь по окружности, с целью обнаружения отраженного эхосигнала от объекта. Как правило, этот угол является фиксированным для данного носителя гидролокатора, что будет определять постоянную величину изменения дистанции и курсового угла при его перемещении. За время циркуляции направление изменения курсового угла будет меняться 2 раза, когда каждая точка изменения направления будет характеризоваться тем, что Tk=ti+1-ti и Tk+1=ti+2-ti+1 будут мало отличаться, а их отношение будет равно 1 или близко к 1. Это говорит о том, что курсовой угол перемещения источника ЗС близок к 0° или к 180°. Эти две точки будут определять диаметр циркуляции, после чего можно найти время циркуляции.

Для уменьшения ошибки измерения времени ti приема зондирующего сигнала необходимо приемнику ЗС выбрать такое положение, которое минимизирует ошибку измерения. Для этого необходимо сбросить собственную скорость приемника до минимальной величины, после чего измерить направление G0 приема зондирующего сигнала и выбрать направление U0 собственного движения таким образом, чтобы угол между направлением на источник и направлением движения приемника равнялся 90° или 270°. Это обеспечит наименьшую ошибку измерения интервалов Tk и Tk+1. Поскольку дальность обнаружения зондирующего сигнала существенно больше дальности обнаружения эхо-сигнала гидролокатором поиска, то имеется возможность принять соответствующие меры для обеспечения безопасности приемника ЗС.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, на которой приведена блок схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство (фиг. 1) содержит приемную антенну 1 системы обнаружения гидролокационных сигналов ОГС, соединенную с блоком 2 спецпроцессора, в состав которого входят последовательно соединенные приемное устройство 3, формирующее статический веер характеристик направленности (ХН), блок 4 определения временного положения ЗС, блок 5 определения временных интервалов Tk и Tk+1, блок 6 определения курсового угла КУ перемещения источника ЗС, блок 7 определения временных моментов tКУ1 и tКУ2, блок 8 определения времени циркуляции, блок 9 управления и отображения. Второй выход блока 3 через блок 10 выбора направления движения приемника ЗС соединен со вторым входом блока 9.

Работу предлагаемого способа целесообразно рассмотреть совместно с описанием работы устройства, реализующего способ.

Зондирующие сигналы движущегося источника (гидролокатора) принимаются антенной 1 и поступают на вход спецпроцессора 2, в который входит приемное устройство 3 со статическим веером характеристик направленности. В приемном устройстве 3 сигналы усиливаются, подвергаются фильтрации и преобразуются в цифровой вид, удобный для дальнейшей обработки и измерения с необходимой точностью. Приемная антенна 1, приемное устройство 3 являются известными устройствами, реализованными в системах ОГС. Сигналы, преобразованные в цифровой вид, обрабатываются специальными цифровыми процессорами на основе разработанных алгоритмов [Корякин Ю.А., Смирнов С.А., Яковлев Г.В. «Корабельная гидроакустическая техника». СПб. Наука. - 2004. стр. 164-176, стр. 278-295]. Все системы ОГС разработаны с использованием статического веера характеристик направленности, который обеспечивает круговой обзор пространства, поскольку направление прихода зондирующего сигнала априорно не известно. Поэтому направление G0 на источник ЗС определяется по положению характеристики направленности, в которой обнаружен максимальный сигнал в блоке 3. Значение G0 передается в блок 10 выбора направления U0 оптимального движения приемника ЗС, обеспечивающего выполнение условия разности направлений G0 и U0, равной 90° или 270°. Значение U0 передается в блок 9 для принятия решения об изменении направления движения приемника ЗС. Принятые зондирующие сигналы поступают в блок 4, где определяется их временные положения, по которым в блоке 5 определяются временные интервалы Tk и Tk+1. Далее в блоке 6 по соотношению между Tk и Tk+1 определяются направление движения источника ЗС и курсовые углы КУ его перемещения. В блоке 7 определяются временные моменты tКУ1 и tКУ2, когда КУ перемещения источника ЗС равен или близок к 0, по которым в блоке 8 определяют время циркуляции, передаваемое в блок 9 управления и отображения для приема окончательного решения.

Способ определения параметров маневрирования источника зондирующих сигналов (ЗС), содержащий последовательный прием зондирующих сигналов перемещающегося источника, последовательное измерение моментов времени t приема n зондирующих сигналов, где n не менее 3-х, определение временных интервалов T и T между моментами прихода каждых двух следующих друг за другом зондирующих сигналов, где T=t-t, T=t-t, отличающийся тем, что до проведения измерений моментов времени приема зондирующих сигналов и интервалов между ними уменьшают скорость перемещения приемника до минимальной величины, измеряют направление G на источник ЗС, выбирают направление U движения приемника таким образом, чтобы было обеспечено условие G-U=90° или G-U=270°, определяют соотношение между T и T: если TСпособ определения параметров маневрирования источника зондирующих сигналов
Способ определения параметров маневрирования источника зондирующих сигналов
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 97.
27.12.2015
№216.013.9e8d

Способ обработки сигнала шумоизлучения объекта

Использование: изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано при разработке гидроакустической аппаратуры, предназначенной для обнаружения шумящих объектов. Сущность: способ обработки сигнала шумоизлучения объекта содержит прием временной последовательности сигнала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572219
Дата охранного документа: 27.12.2015
27.01.2016
№216.014.bc70

Антенная система эхолота для надводного корабля

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для установки на надводных кораблях (НК), преимущественно на ледоколах, в составе эхолотов. Техническим результатом от использования изобретения является сохранение целостности стального корпуса (днища) НК и его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573713
Дата охранного документа: 27.01.2016
20.04.2016
№216.015.34d5

Способ измерения скорости звука

Настоящее изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для определения скорости звука по трассе. Способ заключается в следующем. Неподвижный источник излучает через постоянные промежутки времени Т постоянные по длительности зондирующие сигналы. Сигналы распространяются в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581416
Дата охранного документа: 20.04.2016
27.04.2016
№216.015.3780

Гидроакустический способ определения пространственных характеристик объекта на дне

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для измерения параметров положения объекта, обнаруженного на дне с использованием гидролокатора ближнего действия. Способ содержит излучение зондирующего сигнала в момент времени t, после излучения измеряется...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582623
Дата охранного документа: 27.04.2016
27.04.2016
№216.015.395a

Гидроакустический способ обработки рыбопромысловой информации

Использование: изобретение относится к области морского рыболовного промысла и может повысить эффективность процесса вылова рыбы с использованием гидроакустических средств. Сущность: гидроакустический способ обработки рыбопромысловой информации содержит обнаружение рыбного скопления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582624
Дата охранного документа: 27.04.2016
10.08.2016
№216.015.5383

Гидролокационный способ обнаружения подводных объектов в контролируемой акватории

Изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для автоматического обнаружения малоподвижных объектов. Гидролокационный способ обнаружения подводных объектов в контролируемой акватории, при котором последовательно облучают водное пространство сигналами, принимают эхосигналы от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593824
Дата охранного документа: 10.08.2016
10.08.2016
№216.015.5587

Способ измерения радиальной скорости объекта по его шумоизлучению

Изобретение относится к области гидроакустики, в частности к способам измерения радиальной скорости движения объекта. Способ заключается в следующем. С помощью антенны принимают сигнал шумоизлучения объекта, осуществляют дискретизацию принятого сигнала и измерение спектра сигнала по набранной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593622
Дата охранного документа: 10.08.2016
10.08.2016
№216.015.565a

Способ цветового кодирования информации гидроакустического шумопеленгования

Изобретение относится к области гидроакустики и предназначено для определения расстояния до всех объектов, одновременно наблюдаемых в секторном обзоре шумопеленгования, путем анализа цвета их трасс. Производят прием гидроакустического шумового сигнала многоэлементной антенной, формируют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593621
Дата охранного документа: 10.08.2016
12.01.2017
№217.015.5ff6

Гидроакустический способ измерения глубины погружения неподвижного объекта

Использование: настоящее изобретение относится к области гидролокации и предназначено для использования в станциях освещения ближней обстановки при измерении параметров обнаруженного объекта. Сущность: способ измерения глубины погружения, содержащий излучение двух последовательных во времени...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002590932
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.6053

Активный гидролокатор

Использование: изобретение относится к гидроакустической технике, конкретнее к области активной гидролокации, в том числе к активным гидролокаторам, предназначенным для обнаружения объектов, измерения координат и параметров движения обнаруженных объектов и классификации обнаруженных объектов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002590226
Дата охранного документа: 10.07.2016
Показаны записи 1-10 из 73.
27.01.2013
№216.012.20e7

Способ обнаружения и классификации сигнала от цели

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для построения систем автоматической и автоматизированной классификации морских объектов, применительно к гидролокационным станциям ближнего действия. Сущность: принимают сигнал статическим веером характеристик направленности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473924
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.04.2013
№216.012.3480

Способ определения глубины погружения приводняющегося объекта

Использование: для измерения глубины погружения приводняющегося объекта с использованием гидролокатора ближнего действия, установленного на движущемся носителе относительно горизонта его движения. Сущность: с помощью гидролокатора производят излучение зондирующих сигналов гидролокатором, прием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478983
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.08.2013
№216.012.61c8

Способ классификации объекта, обнаруженного гидролокатором

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для повышения эффективности классификации объектов, обнаруженных навигационными станциями освещения ближней обстановки. Сущность: способ классификации содержит излучение зондирующего сигнала, прием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490664
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.10.2013
№216.012.76f9

Способ измерения параметров перемещения источника зондирующих сигналов

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения систем обнаружения зондирующих сигналов гидролокаторов, установленных на подвижном носителе. Достигаемый технический результат - обеспечение возможности измерения скорости подвижного носителя и дистанции до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496117
Дата охранного документа: 20.10.2013
10.12.2013
№216.012.8a1c

Гидроакустическая система

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для построения гидроакустических систем, содержащих навигационную станцию освещения ближней обстановки (НГАС ОБО) и самоходный необитаемый подводный аппарат (СНПА). Сущность: гидроакустическая система...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501038
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.04.2014
№216.012.af5d

Способ измерения толщины льда с подводного носителя

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в навигационных приборах обнаружения льда и измерения его характеристик. Сущность: в способе автоматического измерения толщины льда с подводного носителя измеряют глубину погружения Н носителя, формируют и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510608
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.05.2014
№216.012.c0e0

Способ определения скорости звука

Изобретение относится к области гидроакустической метрологии и может быть использовано для построения современных многолучевых эхолотов. Производят ненаправленное излучение зондирующего сигнала в сторону дна, прием отраженного сигнала веером статических характеристик направленности (ХН),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515125
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.c206

Способ измерения изменения курсового угла движения источника зондирующих сигналов

Настоящее изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для определения параметров движения гидролокаторов или других источников излучения зондирующих сигналов. Техническим результатом использования предлагаемого изобретения является определение элементов движения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515419
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.05.2014
№216.012.c693

Способ определения ошибки оценки дистанции гидролокатором

Использование: в гидроакустике. Сущность: способ предназначен для определения ошибки оценки дистанции гидролокатором, установленным на подводном подвижном носителе относительно неподвижного отражателя. Для этого с помощью гидролокатора производят излучение зондирующих сигналов, определяют время...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516594
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.05.2014
№216.012.c69b

Способ определения глубины погружения объекта

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано при разработки гидроакустической аппаратуры, предназначенной для освещения подводной обстановки. Сущность: в способе определения глубины погружения объекта гидролокатором излучают зондирующий сигнал,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516602
Дата охранного документа: 20.05.2014
+ добавить свой РИД