Разработка методов и программно-алгоритмических средств апертурного синтеза гидроакустических антенн в пассивном режиме

• Автор: Дашевский, Олег Юльевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Содержание
Введение.

Глава 1. Обзор методов повышения разрешения в гидроакустике .

1.1. Гидроакустика и гидроакустические системы

1.2. Гибкие протяженные буксируемые антенны и апертурный синтез

1.3. Активный и пассивный синтез апертуры .

1.4. Буксируемая жесткая антенна.

1.5. Выводы

Глава 2. Обзор известных методов синтезирования апертуры в гидроакустике.

2.1. Волновое уравнение в гидроакустике. Плоские волны.

2.2. Антенные решетки. Модель системы наблюдения

2.3. Формирование характеристики направленности .
2.4. Метод ЙенаКэри.
2.5. Метод ЕТЛМ
2.6. Метод БЕТБА
2.7. Метод МЕТАМ
2.8. Выводы
Глава 3. Факторы, негативно влияющие на синтез апертуры
3.1. Критерии качества синтеза.
3.2. Итеративная компенсация рыскания платформы .
Глава 4. Синтез апертуры в случае широполосных источников. Алгоритм ТЕТАМ.
4.1. Выбор отсчета.
4.2. Многошаговый синтез.
4.3. Случай нескольких источников сигнала
Глава 5. Программное моделирование синтеза апертуры .
5.1. Введение .
5.2. Программа .
5.3. Программная система
5.4. Моделирование
Глава 6. Экспериментальные исследования. Тестовые сигналы
6.1. Алгоритм ЕТАМ и усреднение
6.2. Качество синтеза алгоритма ЕТАМ
6.3. Итеративная компенсация рыскания платформы .
6.4. Алгоритм ТЕТАМ
Глава 7. Экспериментальные исследования. Реальные сигналы
7.1. Используемые реальные данные и методы обработки
7.2. Пространствен ночастотные спектры .
7.3. Результаты обработки с помощью алгоритма ЕТАМ
7.4. Результаты обработки с помощью алгоритма ТЕТАМ .
Заключение
Литература


Предложенный итеративный метод уточнения характеристики направленности позволяет применять алгоритм ETAM (Extended Towed Array Measurements), известный в литературе, при наличии отклонений курса платформы от прямолинейного для случая одного источника сигнала. Созданный в рамках работы алгоритм ТЕТАМ (Timo-Domain ЕТАМ) позволяет осуществлять синтез апертуры для широкополосных сигналов во временной области, в том числе для нескольких источников с различными частотны м и характеристикам и. Программно-алгоритмический комплекс SynApp позволяет моделировать широкий спектр методов обработки гидроакустических сигналов, связанных с синтезированием апертуры. Алгоритм ЕТАМ, известный в литературе, по сравнению с другими апгоритмами является наиболее эффективным для узкополосных сигналов, требуя минимум априорной информации. Итеративный алгоритм, основанный на автофокусировке характеристики направленности, позволяет компенсировать искажения последней, возникающие в процессе синтеза апертуры с помощью алгоритма ЕТАМ в случае неирямолииейного движения платформы. Алгоритм ТЕТАМ обеспечивает синтез апертуры во временной области при наличии нескольких источников сигнала с разными частотными характеристиками. Апробация работы. VIII Международная конференция «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики» — ГА-. Санкт-Петербург, - мая г. Научно-практическая конференция молодых ученых и студентов НГУ и ИАиЭ СО РАИ «Информационно-вычислительные системы анализа и синтеза изображений», - сентября г. Новосибирск; Stli International Conference on Pattern Recognition and Image Analysis: New Information Technologies — PRIA-8- (Russia, Yoshkar-Ola, Oct. IX Всероссийская конференция «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики» — ГА-, Санкт-Петербург, - мая г. X Всероссийская конференция «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики» — ГА-, Санкт-Петербург, - мая г. III Международная конференция «Автоматизация, управление и информационные технологии-» (Automation, Control, and Information Technology)—ACIT’. Новосибирск, - июня г. Публикации. Материалы диссертации опубликованы в печатных работах, из них 3 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных Высшей атестационной комиссией [, , ]. Личный вклад автора. Содержание диссертации и основные положения, выносимые на защиту, отражают персональный вклад автора в опубликованные работы. Автором был предложен алгоритм компенсации искажений при непрямолинейном движении платформы, а также проведено теоретическое обоснование алгоритма ТЕТАМ, разработанного совместно с соавторами. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и библиографии. Общий объем диссертации 4 страниц, включая рисунка и библиографию ( наименований). Из всех известных видов излучения звук распространяется в море с наименьшими потерями. Радиоволны и свет затухают в мутной и соленой морской воде значительно сильнее, чем механические колебания, называемые звуком. Относительно свободное распространение звука в водной среде позволило ему найти разнообразное применение при исследовании и освоении океана. Изучение областей применения подводного звука и составляет сущность гидроакустики как технической науки [, ]. Устройства, в том или ином виде использующие распространяющийся под водой звук, называются гидроакустическими системами. Системы подразделяются на активные и пассивные. Одной из компонент активной системы всегда является излучатель, специально генерирующий звук. Звуковые волны, создаваемые излучателем, распространяются в морской воде и, достигнув цели, возвращаются в виде акустических эхо-сигналов к гидрофону, который преобразует звуковые колебания в электрические. Электрический выходной сигнал гидрофона усиливается, подвергается различной обработке (аналоговой и цифровой) и, наконец, используется для решения задачи, для которой создана система. В пассивных гидроакустических системах используются акустические колебания, излучаемые (как правило, непреднамеренно) самой целыо.