Смещение оценок угловых координат в гидролокаторе подводного аппарата

• Автор: Нгуен Ча Лам
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 150 с.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ГИДРОЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ

1.1. Условия работы

1.1.1. Шумы и помехи

1.1.2. Гидроакустические характеристики морской среды

1.2. Влияние условий работы на показатели гидролокационных

систем
ГЛАВА 2. МОДЕЛИ ВХОДНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ШУМОВЫХ ПОМЕХ НА ГИДРОЛОКАТОР ПОДВОДНОГО АППАРАТА

2.1. Модель поля шума обтекания

2.2. Пространственно-временная корреляционная функция шума

обтекания на рабочей поверхности антенны

2.3. Пространственно-временная корреляционная функция шума

обтекания на выходах элементов плоской антенны
2.4. Корреляция турбулентных помех на выходах элементов
2.5. Корреляция помех ближнего поля на выходах пространственных каналов антенны
2.6. Результаты расчета взаимной корреляции турбулентных помех
на выходах каналов
2.7. Модель шума движителя на рабочей поверхности антенны
2.7.1. Пространственно-временная корреляционная функция шума движителя на рабочей поверхности антенны
2.7.2. Корреляция помех, возникших в результате рассеяния шума подводного аппарата границами среды
2.8. Результаты расчета взаимной корреляции рассеянных помех в
каналах
ГЛАВА 3. МОДЕЛИ ВХОДНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ОТРАЖЕННЫХ ГРАНИЦАМИ СРЕДЫ СИГНАЛОВ И РЕВЕРБЕРАЦИИ
3.1. Пространственно-временная корреляционная функция полезных сигналов на выходах пространственных каналов антенны
3.1.1. Пассивный режим
3.1.2. Результаты расчета отраженных сигналов в пассивном режиме
3.1.3. Активный режим
3.1.4. Результаты расчета отраженных сигналов в активном режиме
3.2. Пространственно-временная корреляция реверберационныхпомех на выходах пространственных каналов антенны

3.2.1. Поверхностная и донная реверберация
3.2.2. Объемная реверберация
3.2.3. Результаты расчета реверберационных помех
ГЛАВА 4. ОШИБКИ УГЛОМЕРНЫХ СИСТЕМ, ВЫЗВАННЫЕ ПОМЕХАМИ
4.1. Типовые структуры устройств для оценки угловых координат
4.2. Ошибки смещения в угломерном устройстве
4.2.1. Пассивный режим
4.3.2. Активный режим
4.3. Расчет и анализ ошибок смещения
4.3.1. Пассивный режим
4.3.2. Активный режим
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Выполнение подводными аппаратами различного назначения поставленных задач в морской среде, как правило, происходит с использованием гидроакустической информации о окружающей среде и объектах в ней. Обследование среды и обработка информации о среде производится гидроакустическими системами, которые могут работать в активном и пассивном режимах. Работа гидроакустических информационных систем, или гидролокаторов, происходит в условиях воздействия акустических помех. Помехи создаются различными источниками, вследствие чего обладают различными свойствами.
В общем случае состав помех: ходовые помехи, обусловленные движением подводного аппарата и не связанные с излучаемым сигналом, ревербера-ционные помехи, обусловленные рассеянием зондирующего сигнала неоднородностями и границами среды, шум окружающей морской среды, шум технических средств, работающих в районе действия подводного аппарата [5,7,9,13,15,23,30,33,36]. К помехам можно отнести и воздействия отраженных и рассеянных границами среды акустических волн полезных сигналов, поскольку направления их прихода к антенне гидролокатора отличаются от истинного направления на объект поиска и наблюдения.
Подводный аппарат в процессе работы маневрирует в морской среде, при этом изменяется расстояние до границ среды и ориентация аппарата и антенны в пространстве. Это движение приводит к изменению параметров помех.
Действие помех искажает информацию о положении объекта поиска, в том числе оценки угловых координат объекта [5,9,11,12,13,31,36]. Искажающее действие помех вследствие различной их коррелированности в пространственных каналах антенны изменяется при изменении энергетических соотношений компонент помех друг с другом и с полезным сигналом. Искажение информации приводит к пропускам (необнаружению) полезного сигнала, ошибкам в определении координат и элементов движения объектов поиска и нарушениям в работе подводного аппарата.

Мрс) 2к2асо$р Я
„ со!.п((р-<р0) _ с1ц(рс) е
]кК
(А.е,а) (2.27)
Я® (*вс08/5) 2;г асо8^ К
В табл.2.1 показаны результаты вычисления значения 2 на переднем ребре цилиндра при параметрах: ка=19;Я=6; а/11=0,04;<ро=0 и ф изменяется от О до л/3.
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА 2 ПРИ РАЗНОСТИ УГЛОВ <р - ф0 ОТ О ДО я/3 Таблица 2
ф-<Ро 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Ъ -1.749 - ГОН -1.744 - 1.011 -1.726 - 1.021 -1.697 - 1.051 -1.656 - 1.071 -1.603 -1.101 -1.536 - 1.141 -1.456 - 1.181 -1.363 - 1.211 -1.257 - 1.251 -1.139 -1
А 2.019 2.016 2.007 1.993 1.9724 1.946 1.912 1.872 1.824 1.770 1
а -2.619 -2.616 -2.606 -2.590 -2.567 -2.539 -2.504 -2.462 -2.415 -2.361 -2
Поставим полученные значения А и а в формулу (2.27), получаем давления звукового поля сферической волны.
Отличие по сравнению с давлением монополя в свободной среде
выражается соотношением:
Я^(рс) ем ус ^ сояп{(р-(р0)
„ с1Р0(Я,<р,Р) 2л2асо*р К й=0 " Н{"касо$Р)

<*р_
г сор е

(2.28)
2
4л: Я соэп((р-(р0) 2
(А.е‘а)
!(<*+-)
2 Ае
п(ка)со^р^й " н(кас0*р) п(ка)соър ' ' п(кл)соър
Воспользуемся решением о дифракции сферической волны на прямоугольного поглощающего клина, находим поле кормовой дифракции на рабочей поверхности антенны как приближенное поле совокупности монополей с учетом отличия, выраженного коэффициентом К. Конфигурация кажущихся источников принимает вид окружности радиуса (Ь+а), в центре которой находится антенна (рис.2.20). Элементарное давление, возбуждаемое элементом с1^ в точке антенны (У,Т) будет: