Разработка технических средств акустической диагностики гидрофизических процессов в морской среде

• Автор: Нужденко, Анатолий Владиленович
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 134 с. : ил

Содержание
Введение
Глава 1. Аналитический обзор теории и практики акустического зондирования морской среды. Постановка задач

1.1. Томография океана

1.2. Широкополосные сигналы

1.2.1. Ортогональные последовательности

1.2.2. Псевдослучайные последовательности

1.3. Формирование т-последовательностей и их свойства

1.3.1. Модуляция с помощью псевдослучайных последовательностей

Выводы и постановка задач

Глава 2. Технические средства для акустического мониторинга морской среды

2.1. Обоснование путей повышения эффективности
гидроакустических исследований и измерений
2.2. Акустико-гидрофизический комплекс для томографических исследований морской среды
2.3. Акустические трансиверы для мониторинга динамических процессов морской среды
2.3.1. Низкочастотный трансивер
2.3.2. Высокочастотный трансивер
2.4. Точечная приемная система на основе трехкомпонентного приемника градиента давления
Выводы по главе
ГЛАВА 3. Экспериментальные результаты акустического
мониторинга динамических процессов в морской среде
3.1. Мониторинг течений в шельфовых зонах с использованием сцинтилляционного метода акустической томографии
3.2. Акустический мониторинг полей температуры и течений на шельфе Лионского моря
3.3. Измерение углов приходов сигнала с помощью
трехкомпоиентного точечного приемника градиента давления
3.4. Акустический мониторинг шельфа Японского моря. Эксперимент
и моделирование
3.5. Статистический анализ данных о времени приходов сигналов на протяженной акустической трассе
Выводы по главе
Г ЛАВА 4. Перспективы развития технических средств акустического мониторинга Японского моря
Выводы по главе
Заключение
Литература
Приложение

Введение
Реализация и защита национальных интересов Российской Федерации в области изучения, освоения и использования Мирового океана в интересах безопасности, устойчивого экономического и социального развития государства обеспечивается достижениями отечественной науки, фундаментальными и прикладными исследованиями и разработками, связанными с практической деятельностью в Мировом океане. Долгосрочными задачами на данном направлении являются сохранение и развитие материально-технической базы, обеспечивающей исследования морской среды, ресурсов и пространств Мирового океана, развитие научно-исследовательского флота, восстановление базы производства отечественных океанографических и
гидрометеорологических приборов.
Российская федеральная целевая программа «Мировой океан» нацелена на теоретические и экспериментальные исследования физических процессов, определяющих современное состояние океанов и морей, прилегающих к границам России; изучение изменчивости основных гидрофизических характеристик в широком пространственно-временном диапазоне; поиск ключевых процессов в климатических системах, определяющих гидрометеорологическое состояние морей; создание рациональной и эффективной сети мониторинга гидрофизических полей; численное моделирование процессов динамики вод; создание единой информационной базы, призванной стать основой комплексной системы управления глобальной системы наблюдения за океаном.
Для океана как объекта физических исследований характерно большое разнообразие термогидродинамических процессов, которые происходят в нем при различных внутренних и внешних условиях. На фоне изменчивости крупных масштабов проявляются интенсивные

1 [ 1 1 !
1 1 1 1 1 1
[ 1 1 . [ 1 1 I
1 I т
ЧЧ / Ч^ ,4 ч/ Тч ЧЧ / / Ч/
Рис. 1.3. Автокорреляционная функция последовательности Баркера для N = 13.
1.3. Формирование ш-иоследовагельностей и их свойства
В работе [21] рассмотрены принципы построения и свойства широкополосных систем связи с шумоподобными сигналами. Использование сигналов такого типа позволяет решить проблему многолучевости и осуществить прием сигналов, лежащих ниже уровня шумов.
Как отмечено выше, наиболее простым способом формирования псевдослучайных последовательностей является регистр сдвига. Регистр сдвига, имеющий длину т бит, тактируется с фиксированной частотой [0. С помощью логического элемента «Исключающее ИЛИ» на вход регистра подается последовательный сигнал, представляющий собой сумму по модулю 2 п-го и последнего (т-го) рязряда регистра. Такая схема проходит совокупность состояний, которая определяется комбинациями битов в регистре после каждого тактового импульса и повторяется через каждые п тактовых импульсов, т.е. является циклической с периодом п.
Число возможных состояний пз-разрядного регистра составляет п=2т, т.е. равно числу двоичных комбинаций из т бит. Однако состояние, когда в регистре содержатся все нули, является запрещенным, поскольку элемен т «Исключающее ИЛИ» будет формировать на входе 0. Вследствие