Методы обработки сигналов для стационарной системы, работающей в режиме шумопеленгования и согласованной с каналом распространения и характеристиками полей сигнала и помехи

• Автор: Буй Чыонг Занг
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЗАДАЧИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СТАЦИОНАРНОГО ГИДРОАКУСТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА, РАБОТАЮЩЕГО В СЛОЖНЫХ ГИДРОЛОГО-АКУСТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
1.1. Современное состояние методов согласованной обработки сигналов в России и за рубежом
1.2. Основные направления исследований, повышающие эффективности работы СГАК в мелководных условиях залива Бакбо

1.2.1. Анализ необходимости построения СГАК в районе залива Бакбо

1.2.2. Анализ района размещения СГАК

1.3. Постановка задачи исследования

Выводы по главе

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЛЯ СГАК В РЕЖИМЕ ШП
2.1. Выбор критериев оценки решения задачи при решении задачи обнаружения для ГАС
в режиме ШП
2.2. Анализ инструмента исследования и источников помех в выбранном районе
2.2.1. Общий анализ особенностей выбранной ГАС
2.2.2. Анализ источников гидроакустических помех
2.3. Модели полей сигналов и основных помех, воздействующих на систему
2.3.1. Модель акустических сигналов
2.3.2. Модель динамических шумов (собственного шума) моря
2.3.3. Модель шумов судоходства
2.3.4. Модель гидродинамических шумов
2.3.5. Спектрально - пространственное представление полей сигналов и помех
2.4. Модель канала распространения, учитывающая особенности конкретного района наблюдения
2.5. Структура адаптивного алгоритма обработки для системы ШП, согласованного с каналом распространения
Выводы по главе
ГЛАВА 3. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДЛАГАЕМЫЫХ АЛГОРИТМОВ
ЗЛ. Структура и состав аппаратно-программной модели
3.2. Имитационная модель сигналов и шумов
3.2.1. Имитационная модель сигнала
3.2.2. Имитационная модель динамических шумов (собственного шума моря)
3.2.3. Модель шума дальнего судоходства
3.2.4. Модель гидродинамического шума
3.3. Имитационная модель потери под влиянием передаточной среды
3.4. Моделирование отношения сигнал/помеха в адаптивных методах
3.4. Методика оценки эффективности предложенных алгоритмов
3.5. Результат использования адаптивных методов
3.6. Сравнительная оценка эффективности варианта фазового метода по сравнению с традиционным методом
3.7. Устойчивость алгоритма к ошибкам, вызванным неверной оценкой глубин волновода (робастность выбранного алгоритма)
Выводы по главе
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ МЕТОДОВ СОГЛАСОВАННОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ДЛЯ РАЗНЫХ ЗАКОНОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОМЕХ
4.1. Фазовый метод для разных законов распределения помех
4.1.1. Влияние вклада отдельных шумов и их типов распределения
4.1.2. При влиянии суммы всех шумов с различными законами распределения
4.2. Оценка эффективности различных законов распределения помех при использовании фазового метода
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования
Повышенное внимание к разработкам полезных ископаемых на шельфе и создание для этих целей сложных технических сооружений - нефте- и газодобывающих платформ, требует создания систем освещения надводной и подводной обстановки в местах размещения таких платформ. Задачей таких систем является недопущение несанкционированного проникновения нарушителей в зону работы платформы, контроль судоходства в месте размещения платформы (что особенно актуально в мелководных районах и районах рыбного промысла, где возможно повреждение подводных кабелей и трубопроводов системами рыбного лова).
Не менее актуальной является задача охраны и пресечения несанкционированного доступа в экономически важные районы шельфовой зоны - районы интенсивного рыболовства и т.п. В данной ситуации предпочтителен выбор системы освещения подводной обстановки, работающей в режиме шумопеленгования (ШП), как минимально влияющей на экологическую обстановку в месте установки антенн.
Цели и задачи исследования
Целью исследования является решение научной задачи повышения эффективности стационарных гидроакустических комплексов (СГАК), работающих в режиме ШП, в сложных гидролого-акустических условиях (ГАУ), в том числе в условиях мелководья.
В соответствии с целевой установкой исследования в диссертационной работе решаются следующие задачи:

гауссов стационарный случайный процесс пространственной размерности, равной числу приемников антенны. Помеха обусловлена тремя основными компонентами: динамическими шумами морской поверхности, локальными источниками помех и шумами обтекания и аппаратуры. В соответствии с предполагаемой независимостью всех источников помех, спектральнокорреляционные матрицы всей помехи будут являться суммой спектральнокорреляционных матриц каждого типа шумов:
Для обнаружения сигнала применяется метод максимального правдоподобия, как имеющий оптимальные статистические свойства. Для обнаружения слабых полезных сигналов с известным спектром в известном поле помех метод максимального правдоподобия предписывает вычислить пространственное поле т.н. локально-оптимальной статистики вида
и сравнить ее с некоторым порогом, выбираемым, например, согласно критерию Неймана-Пирсона. Здесь /(х) есть значение статистики для предположительно расположенного в элементе пространственного разрешения (ЭПР) с координатами х искомого источника, г{ю) - вектор-
столбец фурье-компонент принятого антенной сигнала, р+(х,ю) есть вектор-
строка наведения антенны на ЭПР, причем р(х,©)=1Ч_1(®)^х,©), а операция умножения на матрицу, обратную к корреляционной матрице шума называется выбеливанием по помехе.
Если спектр источника неизвестен, то можно либо использовать его априорную оценку, либо оценить его по имеющейся реализации методом максимального правдоподобия, что приводит к статистике следующего вида
(1.9)
/(х) = X я(®) Р+(X, а)г(аА

(1.10)