Метод уменьшения погрешностей корреляционных гидроакустических лагов на основе использования функций средних модулей разностей

• Автор: Воробьев, Всеволод Владимирович
• Шифр специальности: 05.22.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Анализ способов измерения скорости лагами с линейной базой направленных приемников

1.1 Анализ способов измерения скорости судна с использова

нием прямых методов оценок корреляционных функций

1.2 Анализ способов измерения скорости с использованием

функций среднего модуля разностей амплитуд огибающих эхосигналов

1.3 Анализ способов построения корреляционных лагов

1.3.1 Анализ информационнофизических моделей эхосигналов корреляционных лагов

1.3.2 Анализ структур вычислительных устройств корреляционных лагов

1.3.3 Анализ способов моделирования случайных процессов

1.4 Анализ оценок флюктуационных погрешностей корреляционных способов измерения скорости судна
1.5 Анализ влияния характеристик отражающей поверхности на погрешности корреляционного лага
1.6 Систематизация погрешностей корреляционных гидроакустических лагов и методов их уменьшения
1.6.1 Систематизация погрешностей корреляционных гидроакустических лагов
1.6.2 Систематизация методов уменьшения погрешностей лагов
1.7 Выводы по первой главе
2 Разработка гидроакустических лагов с линейной базой
направленных приемников
2.1 Уточнение информационнофизической модели корреля
ционного лага
2.1.1 Уточнение информационнофизической семантической модели корреляционного лага
2.1.2 Декомпозиция семантической модели
2.2 Разработка вычислительных устройств лагов на основе ис
пользования функций средних модулей разностей амплитуд огибающих эхосигналов
2.3 Уточнение классификации гидроакустических измерителей
скорости с линейной базой направленных приемников
2.4 Оценка погрешностей корреляционных лагов, построенных
на основе использования функций средних модулей разностей
2.4.1 Оценка влияния аддитивных помех на погрешность лага
2.4.2 Оценка флюктуационных погрешностей лагов
2.4.3 Погрешности корреляционного лага вследствие неидентичности амплитудных характеристик приемных каналов
2.5 Погрешности цифрового полярного коррелятора
2.6 Разработка схемы стабилизации флюктуационных погреш
ностей при изменении характеристик отражающей поверхности
2.7 Выводы по второй главе
3 Результаты моделирования работы корреляционного лага
3.1 Моделирование эхосигналов гидроакустического относительного лага
3.1.1 Экспериментальные исследования статистических характеристик эхосигналов лага ЗАЬЮ
3.1.2 Машинное моделирование амплитуд эхосигналов лага
3.2 Имитационное моделирование измерителей скорости с ли
нейной базой направленных приемников
3.3 Имитационное моделирование схемы стабилизации флюк
туационных погрешностей корреляционного лага
3.4 Имитационное моделирование вычислительных устройств
лагов при не идентичности амплитудных характеристик приемных каналов
3.5 Выводы по третьей главе
Заключение
Список использованных источников


Сократить их стоимость можно, если создать имитаторы отраженных сигналов, которые в максимальной мере соответствуют реальным сигналам, отраженным от различных поверхностей (морская и земная поверхности, дно различных водоемов). Такие имитаторы могут быть созданы в виде отдельных устройств или прикладных программ для ЭВМ. Современные пакеты прикладных программ позволяют производить машинное моделирование достаточно сложных электронных устройств, входными сигналами которых могут быть смоделированные амплитуды ОЭС. В этой связи, возникают следующие научные задачи: а) необходимо проанализировать характеристики отражающих поверхностей, в частности, степень неровности; б) произвести анализ выражений для корреляционных функций отраженных сигналов при различных характерах отражающих поверхностей, в) обосновать статистические характеристики эхо-сигналов от турбулентного потока воды под днищем судна. В работе [] рассматривается проблема влияния характеристик отражающей поверхности на флюктуационную погрешность корреляционного лага. Делаются предположения о необходимости введения в низкочастотную часть приемного тракта управляемых фильтров. Однако отсутствуют сведения о реальных структурных схемах таких приемных трактов и их характеристиках. В открытой печати не найдено сведений о влиянии неидентичности амплитудных характеристик на погрешности взаимно автокорреляционных способов измерения модуля полной и продольной скоростей судна. В этой связи возникает научная задача исследования этого вопроса. ЦЕЛЬ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ. Совершенствование корреляционных лагов с целью уменьшения погрешностей на основе и использования функций средних модулей разностей амплитуд эхо-сигналов. ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ являются методы и средства навигации и судовождения, в частности гидроакустические лаги. ПРЕДМЕТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ - методы уменьшения погрешностей корреляционных гидроакустических лагов на основе использования функций средних модулей разностей амплитуд эхо-сигналов. КГАЛ с включением в нее других схем построения вычислительных устройств измерителей скорости с ЛБНП. Уточненная информационно-физическая модель лага с учетом специфики его применения. Новые типы вычислительных устройств гидроакустических относительных лагов. Методы уменьшения погрешностей измерения составляющих вектора скорости гидроакустическими корреляционными лагами. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДУЕМОГО ВОПРОСА. В настоящее время ведутся интенсивные работы, направленные на создание новых измерителей скорости, обладающих повышенной эксплуатационной надежностью, точностью показаний, ремонтнопригодно-стью и достаточной эффективностью применения [3, , 1]. На современном этапе ГАЛ с ЛБНП с хорошими технико-эксплуатационными характеристиками производит только шведская фирма “Consilium Marine” (ряд унифицированных лагов SAL). Фирмой “Дженерал Электрик” (США) создан лаг “Quo Vadis” , и этой же фирмой совместно с фирмой “Магнавокс” (США) создан новый гидроакустический корреляционный лаг «МХ-0», не требующий управления оператором [3], фирмой "EDO Carporation" разработан корреляционный лаг, совмещенный с доплеровским лагом с единым модулем антенной системы [2]. Таким образом, ведущие зарубежные фирмы, производящие современные приемоиндикаторы радио и спутниковых навигационных систем, продолжают разработки и производство автономных датчиков навигационной информации. В Российской Федерации подобные лага не производились и не производятся. Одновременно обозначилась тенденция к разработке автономных измерителей скорости с ЛБНП специализированных типов для решения задач другими видами транспорта (авиационного, железнодорожного, автомобильного) [3, -]. Наметившееся отставание в области разработки и производства автономных технических средств навигации (лагов, эхолотов) может привести к зависимости страны от зарубежных фирм разработчиков и производителей такой аппаратуры []. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. При решении поставленных научных задач использовались методы теории гидроакустики, корреляционного и спектрального анализа случайных процессов, имитационного моделирования и натурного эксперимента, положений теории автоматического управления. НАУЧНАЯ НОВИЗНА.