Исследование особенностей распространения низкочастотных псевдослучайных сигналов для задач акустической дальнометрии подводных объектов

• Автор: Буренин, Александр Викторович
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 112 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1 Аналитический обзор теоретических и экспериментальных работ в области распространения низкочастотного звука в интересах решения задач акустической дальнометрии

1.1 Распространение акустических сигналов из шельфа в глубокое море

1.2 Методы и технические средства гидроакустического позиционирования

подводных объектов

Выводы и постановка задач

Г лава 2 Аппаратно-программные средства и методики для проведения исследований

2.1 Техническое описание измерительного комплекса

2.1.1. Излучающие системы

2.1.2 Приемная система
2.1.2.1 Морской блок
2.1.2.2 Береговой блок
2.1.3 Система единого времени
2.2 Методические и вычислительные особенности решения задач позиционирования подводных объектов с использованием псевдослучайных сигналов
2.2.1 Навигационные сигналы. Сигналы фазоманипулированные М-последовательностью
2.2.2 Выделение отдельного прихода в функции отклика гидроакустического канала и оценка шумовой обстановки
2.2.3 Алгоритм расчета координат подводного объекта
2.3 Программная реализация алгоритма позиционирования ГСШАУ
2.3.1 Внешний вид графического пользовательского интерфейса программы ЯТЛАУ, разработанного в системе

Выводы по главе
Глава 3. Результаты экспериментальных исследований особенностей распространения низкочастотных псевдослучайных сигналов для задач акустической дальнометрии подводных объектов
3.1 Экспериментальные исследования особенностей распространения импульсных сигналов из шельфа в глубокое море
3.2 Эксперимент по оценке влияния вертикального профиля скорости звука в точке излучения на шельфе на формирования импульсной характеристики в глубоком море
3.3 Эксперименты по исследованию амплитудно-временной структуры импульсной характеристики мелководного волновода
3.4 Экспериментальные исследования возможности применения векторнофазовых методов в задачах томографии океана
Выводы по главе
Заключение
Список используемой литературы

ВВЕДЕНИЕ
Освоение пространств и ресурсов Мирового океана - одно из главных направлений развития мировой цивилизации в третьем тысячелетии. С этих слов начинается Морская Доктрина Российской Федерации, утвержденная президентом РФ 27.07.2001 г.
Исследования антропогенного и естественного воздействия на окружающую среду, климатообразования, возможности прогнозирования природных катаклизмов всегда будут приоритетными и актуальными. Огромную роль в жизнедеятельности всей биосферы планеты Земля играет Мировой океан. Покрывая большую часть планеты, водные массы, океанические течения, ледяной покров активно влияют на процессы, происходящие в атмосфере и на суше. Поэтому существует острая необходимость изучения и выявления закономерностей происходящих явлений для достижения глубокого понимания и возможности реализации эффективного контроля и воздействия в интересах страны и человечества в целом.
Интересы экономического развития России и задачи обеспечения
национальной безопасности страны, необходимость предотвращения
стремительного разрушения морского комплекса предопределили формирование основной целевой установки федеральной целевой программы (ФЦП) «Мировой океан» как «комплексное решение проблемы изучения, освоения и эффективного использования ресурсов и пространств Мирового океана». Для достижения этой цели были выделены приоритетные направления: гидролокация, дистанционное акустическое зондирование водной среды, подводная акустическая связь и позиционирование и координирование подводных объектов. В каждом из направлений планируется
усовершенствовать методологии и технические средства или же разработать и создать новые высокопроизводительные и высокоточные технологии.

Выводы и постановка задач.
В данной главе рассмотрены работы, посвященные исследованию особенностей распространения низкочастотного звука в сложных гидрологических условиях и переменном рельефе дна. Особенно подробно проанализированы работы, описывающие новый эффект акустического «оползня», т.к. результаты проверки его наличия для условий Японского моря легли в основу важнейшего раздела диссертационной работы. Важное место в обзоре занимают работы по исследованию времени когерентности сигналов для различных условий распространения: мелкого и глубокого моря.
Рассмотрены различные варианты реализации гидроакустических систем навигации, отмечены их достоинства и недостатки. Наиболее полно проанализированы работы, касающиеся вопросов позиционирования морских измерительных систем, применяемых в океанологической практике. Отмечены причины, влияющие на стабильность и точность работы навигационных систем и возможности их совершенствования.
В результате проведенного анализа были конкретизированы задачи для достижения поставленной в диссертационной работе цели:
• натурное исследование закономерностей распространения акустических псевдослучайных сигналов из шельфа в глубокое море;
• исследование стабильности импульсных характеристик при распространении сигналов в условиях наличия эффекта акустического «оползня»;
• оценка влияния вертикального профиля скорости звука в точке излучения на шельфе на формирование импульсной характеристики в глубоком море;