Методы обработки экспериментальных данных гидроакустических систем для их настройки в условиях воздействия внешней среды

• Автор: Трусова, Оксана Ивановна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава. 1. Анализ состояния вопросов о методах определения характеристик среды и параметров гидроакустической системы
1.1. Системный анализ сложной гидроакустической системы
1.2. Анализ современного состояния вопроса о методах определения параметров гидроакустической системы
1.2.1. Параметры гидроакустических систем
1.2.2. Методики оценки параметров гидроакустической системы
1.3. Исследование вопроса о методах анализа характеристик морской среды (мелкого моря)
1.3.1. Характеристики гидроакустического волновода
1.3.2. Методы оценки характеристик гидроакустического волновода
1.3.3. Анализ характеристик модовой структуры гидроакустического волновода
1.4. Принципы настройки гидроакустической системы с учетом параметров системы и характеристик среды
Выводы
Глава. 2. Метод определения коэффициентов передачи приемных элементов гидроакустических систем. Методика настройки параметров системы
2.1. Анализ характеристик шумов моря
2.2. Метод определения коэффициентов передачи приемных элементов
2.3. Методика настройки параметров системы
Выводы
Глава. 3. Методы обработки экспериментальных данных для получения характеристик поля реверберации и модовой структуры акустического поля мелкого моря
3.1. Анализ пространственно-временных характеристик поля реверберации
3.1.1. Временные характеристики реверберации
3.1.2. Анализ пространственно-временных характеристик поля реверберации
3.2. Анализ характеристик модовой структуры низкочастотного акустического поля мелкого моря
3.2.1. Методы выделения и анализа мод с помощью ЛЧМ сигналов
3.2.2. Анализ модовой структуры низкочастотного акустического поля
Выводы
Глава. 4. Методики использования результатов анализа характеристик морской среды для настройки подсистемы обработки данных гидроакустического комплекса
4.1. Методика компенсации стационарной составляющей реверберации
4.2. Корреляционная методика подавления реверберационной помехи
4.3. Методика использования характеристик модовой структуры акустического поля для определения параметров канала передачи
информации
Выводы
Заключение
Список использованной литературы
Приложение

Введение
Актуальность темы
Гидроакустические системы относятся к классу сложных технических систем сбора и обработки информации, функционирующих в условиях неопределенности при изменяющихся параметрах системы и характеристиках среды эксплуатации.
Сложность рассматриваемых нами низкочастотных гидроакустических систем связана со следующими их особенностями: большие массогабаритные характеристики, большое количество элементов, случайное пространственное расположение элементов на морском дне, наличие до нескольких десятков пространственно-развитых антенных подсистем, разнесенных на несколько десятков километров друг от друга. Кроме того, изменчивость подводной морской среды эксплуатации, внешней по отношению к гидроакустической системе, оказывает случайное возмущающее воздействие на работу отдельных элементов и каналы передачи информации.
Неоднородность и изменчивость морской среды обусловлена наличием градиентов солености и температуры, изменением гидростатического давления, ветровым волнением морской поверхности, турбулентностью, климатическими и гидрофизическими условиями эксплуатации.
Стационарные гидроакустические системы наблюдения низкочастотного диапазона состоят из антенных подсистем сбора информации, кабельных линий передачи информации, подсистемы обработки данных (информационно-вычислительного комплекса).
Эти системы в смысле их особенностей можно отнести также и к классу уникальных технических систем, так как в России, да и в мире существует немного действующих подобных комплексов (одни из них, системы, разработанные ОАО «НИИ «Атолл», г. Дубна). Автор имел

При измерении параметров элементов гидроакустических систем рассматривают две основные процедуры: градуировка и калибровка.
Под градуировкой понимается измерительный процесс, направленный на получение точной количественной оценки определенных параметров измерительного устройства. К наиболее известным методам градуировки относятся: метод звукомерного диска (шайбы Рэлея), метод взаимности, электростатический и компенсационный метод, методы сравнения и замещения [4, 10, 13-14].
Под калибровкой понимается проверка соответствия прибора паспортным данным. Результатом калибровки может быть корректировка параметров, для которых обнаружено отклонение от номинальных данных. Для приемного элемента гидроакустической системы калибровка заключается в корректировке коэффициента усиления (передачи) [14].
Калибровку проводят методом взаимности, замещения и др. [4, 10, 13-
15].
При постановке гидроакустической системы в месте эксплуатации, прежде чем вводить её в строй проводят калибровку с использованием научно-исследовательского судна со специальным оборудованием. Судно проходит вокруг приемников и излучает, опущенным с борта излучателем, тестовый сигнал.
Градуировка гидроакустического оборудования производится в заводских (лабораторных и полунатурных) условиях, а калибровка в реальных условиях эксплуатации системы для уточнения параметров (определения отклонения их от паспортных данных и корректировки).
Заключительная калибровка или проверка эксплуатационных качеств аппарата, предназначенного для работы под водой, обычно обходится очень дорого. Поэтому необходимо произвести по возможности все необходимые испытания в период его конструирования до отправки на испытательный полигон, чтобы гарантировать там его хорошую работу.